数字万用表精品课件

电子实训课物理与电子学院实训中心数字万用表电子实训目的

通过对一台正式产品数字万用表的安装、调试，了解电子产品的生产工艺流程，掌握常用元器件的识别和测试及电子产品生产基本操作技能。培养动手能力。

要求

①能看懂数字万用表的原理框图、电原理图及装配图。

②熟悉数字万用表的装配工艺流程。

③独立完成一台数字万用表的安装、调试。

④运用电路知识，分析、排除调试过程中所遇到的问题。根据数字万用表的技术指标测试数字万用表的主要参数及波形。

数字万用表主要内容数字万用表DT830B简介DT830B原理框图组成:

从被测参量(模拟信号)的输入→数字信号显示的整个流程电子实训DT830B的安装与调试功能、量程转换开关数字万用表简介电子实训数字万用表简介A/D转换器（7106）印刷电路板电子实训31/2（三位半）：第一位只能显示0或1，直流电压表其它三位能显示0～9。基本量程为DC200mV，表头最大显示值为±199.9。测量参数DCV：直流电压ACV：交流电压DCA：直流电流R：电阻UF

：二极管的正向导通电压hFE：三极管放大倍数数字万用表电子实训简介功能量程选择输入被测量LCD显示器HV

A/D转换电路

LCD驱动

ICL7106R/V转换I/V转换V/V转换参数转换电路UINUIN<200mV原理框图电子实训原理框图电子实训⑴功能、量程选择

功能、量程选择由手动转换开关实现。

⑵测量参数转换电路

通常被测量参数除了直流电压无需转换，另外被测量都须经过转换电路转换成相应的直流电压，然后送入ICL7106，最后得到显示结果。

数字万用表的各类转换电路一般由一些无源的分压或分流电阻网络构成，而交直流转换电路由有源器件（二极管）等实现，数字表的功能和量程选择由转换开关实现。

原理框图电子实训⑶ICL7106集成电路

1)采用单电源供电，电压范围是7—15V。可选用9V叠层电池，有助于实现仪表的小型化。2)内部有异或门输出电路(亦称相位驱动器)，能直接驱动31/2LCD液晶显示器。3)低功耗。芯片本身的工作电流仅1．8mA，功耗约16mW。一节9V叠层电池能连续工作200h，正常情况下可间断使用一年左右。4)在芯片内部的V+与COM端之间有一个稳定性较好、带负载能力较强的基准电压源，典型值为2.8V。利用电阻分压器可获得所需要的基准电压VREF,以保证A／D转换的准确度。A／D转换准确度达1个字。

ICL7106引脚电子实训A1～G1、A2～G2、A3～G3分别为个位、十位、和百位数码的字段驱动信号端，这些信号分别接LCD显示器的相应字段电极。AB4：千位字段驱动信号端，由于千位只显示“1”，所以AB4接显示器千位上与“1”对应的b、c字段，参见图2.5(b)。POL：负极性指示输出端，此位接千位数码的g字段。V+、V-:电压的正负极BP/GND：液晶显示器背电极驱动端

INT:积分器输出端，此端接积分电容CINTBUFF：积分器和比较器的反相输入端，此端接积分电阻RINT。

A/Z：积分器和比较器的反相输入端，此端接自动调零电容CAZ。ICL7106引脚电子实训VIN+、VIN-：模拟量输入端COMMON：模拟信号公共端，一般与基准电压的负端相连。CREF+、CREF-：外接基准电容CREF的两端子VREF+、VREF-：基准电压正负端TEST该引脚上拉至时，显示器全亮，用于测试OSC1、OSC2：时钟振荡器引出端，外接电阻和电容，组成多谐振荡器，用于系统时钟。A/D转换原理电子实训A/D转换器是数字万用表的关键电路，从根本上决定了数字万用表的整体性能。A/D转换器基本工作原理是把一个数量上连续变换的模拟量转换为一个数量上离散变换的数字量。数字万用表中通常采用双积分式的A/D转换器，它把输入模拟电压与参考电压作比较，通过两次积分过程转换为两个时间间隔的比较，由此将模拟电压转换为与其平均值成正比的时间间隔，然后用时钟脉冲计数器测量这一时间间隔，所得的计数值即为A/D转换结果。

UINUREFT2双积分电路计数器N1N2T1A/D转换原理电子实训UINUREFN2N1a.UIN

对电容C充电过程

U01=-UINT1/RCb.UREF对电容C反充电U01=-UREFT2/RCtT1T20N1N21000N2：计数器第二次计数值N1=1000A/D转换公式A/D转换原理电子实训直流电压转换电路DCVCOMR16+R15+R14+R13R12+R11VREF+VREF-Vin+Vin-R03C4UIN999k1kCOMR16R15R14R13R12R11548k352k90k9k900100200mV2000mV20V200V1000VC4R031M104Vin+Vin-200mVA/DDCVU<DC200mV标准电阻分压电路电子实训直流电压转换电路以200V挡为例当UX=100VUIN=0.1V=100mV由N1=1000N2=1000LCD显示器被测电压Ux=N2+小数（表头显示值）DCVCOMR16+R15+R14+R13R12+R11VREF+VREF-Vin+Vin-R03C4UIN999k1k+-UxUin100mV电子实训直流电流转换电路VREF+VREF-Vin+Vin-C4UIN0.99Ω0.01ΩDC200mACOMUXI<200mV电压流过标准电阻DCAR12R11R10R09R0810010A20uA2000uA20mA900200mA0.990.01COMA/DVin+Vin-C4R031M104200mV电子实训ABBAUA=UB当被测电流为100mA时，UIN=1Ω*100mA=100mV直流电流转换电路以200mA挡为例表头显示LCD显示器N2=1000COMVREF+VREF-Vin+Vin-C40.99Ω0.01ΩDC200mAUIN电子实训AB该挡的标准电阻为：RREF=R13+R12+R11=10k若RX=RREF，N2=1000电阻转换电路以20k挡为例LCD显示器电子实训当被测电阻为10k时：二极管正负极测量电路V+与COM之间电压为3V把200mV基本量程扩展到2V电子实训UREF=1k∙1mA=1VLCD显示器BP：某一笔段：该笔段不显示BP：某一笔段：该笔段显示?返回电子实训电阻电容二极管等元件的焊接

注意：（1）安装前要对照元件清单,仔细清查和测试元器件,注意保管好小弹簧、小钢珠等。（2）由于有较大难度,应先在练习板上多练习,有了几分把握后才进行正式的焊接。（3）焊接二极管、三极管要搞清楚极性。焊接要领：（1）元件腿的清理与烫锡；（2）烙铁头的形状、温度要适当,要保持清洁；（3）烙铁头的尖部同时接触印刷板和元件腿,保持1秒多时间。焊接与调试电子实训焊接与调试电子实训特别注意：

1.锡量要适当,不能太多,也不能太少。

2.烙铁接触印刷板与元件腿的时间不要过长,也不要过短,切忌蜻蜓点水。

3.烙铁温度不宜过低,也不应过高。

4.元件腿不应留得太长,也不应过短。

5.已焊好的元件倒了不要急于扶起。1、量程转换开关的安装2、液晶板的安装3、电池的安装4、安装完毕后,在盖后盖板前,装上电池,查看液晶板是否显示数字。如果正常,则将转换开关置于200mV档,输入100mV直流电压,调节VR1使显示值在99.9－100.1之间。10A档的校准,可通过在R08（见P7）上加锡（减小其阻值）,使测量精度符合要求。（六）万用表整体安装与校准印刷电路板电阻锰铜丝电容（金属化、独石、瓷片）二极管晶体管测试座焊接与调试电子实训焊接与调试电子实训焊接与调试电子实训晶体管测试座注意焊接方向（与其它件相反）电池卡子表笔插座保险管座注意方向锰铜丝液晶片安装顺序：在面盖里边依次放入液晶片，斑马条框架以及斑马条。液晶片方向：确保液晶片的小突头的方向与示意图一致。液晶片的安装滑动接触片旋钮线路板螺丝电池卡子弹簧滚珠

电池后盖前盖螺丝31/2位数字式万用表（DT830B/D）组装与调试六、测试前的准备工作1)确认电池与电池扣连接可靠并放入电池仓中。2)连接测试棒到电路之前，应确认量程开关在正确位置。3)连接测试棒到电路之前，应确认测试棒是否正确插入输入座。4)转换量程开并前，应将测试棒从被测电路中移开。5)仪表应在0℃至50℃相对湿度小于80%的环境中使用。6)应注意不能超出各量程的保护范围。7)当完成测量工作后，应将开关拨至OFF，当长期不使用仪表时，应将电池取出。8)不能在阳光直照或高温环境中使用和储存仪表。返回31/2位数字式万用表（DT830B/D）组装与调试七、初步检测1、如果仪表各档位显示有误，则检测：a)检查电池电量是否充足，连接是否可靠。b)检查电阻R14，R15，R19，R20，R23-R25的值是否正确。c)检查电容C1-C6的值是否正确。d)检查线路板焊接是否有连接，虚焊，假焊。e)检查滑动连接片是否接触良好。f)检查液晶片，斑马条，线路板是否正确连接。31/2位数字式万用表（DT830B/D）组装与调试2、校准：校准前请查阅仪表说明书关于表笔连接和测量部分。3、A/D转换器校准将被测仪表的拨盘开关转到20V挡位，插好表笔；用另一块已校准仪表做监测表，监测一个小于20V的直流电电源（例如9V电池），然后用该电源校准装配好的仪表，调整电位器VR1直到被校准表与监测表的读数相同（注意不能用被校准表测量自身的电池）。当两个仪表读数一致时，套件安装表就被校准了。将表笔移开电源，拨盘转到关机位。31/2位数字式万用表（DT830B/D）组装与调试4、直流10A挡校准直流10A挡校准需要一个负载能力大于5安培、电压5V的直流标准源和一个1欧姆、25瓦的电阻。将被校准表的拨盘转到“10A”位置，表笔连接如示意图H，如果仪表显示高于5A，焊接锰铜丝使锰铜丝电阻在10A和COM输入端之间的长度缩短，直到仪表显示5A；如果仪表显示小于5A，焊接锰铜丝使锰铜丝电阻在10A和COM输入端之间的长度加长，直到仪表显示5A。如果校准后仍达不到标准：a)检查线路板是否有焊锡桥接，焊接不良。b)检查电阻R7-R9，电容C3的数值。31/2位数字式万用表（DT830B/D）组装与调试5、电压测量1)连接黑色测试棒到“COM”端。2)连接红色测试棒到“VΩMA”端。3)设置量程开并到“Vˉ”或“V～”位置，如果被测电压是未知的，应将开关设置到最高量程。4)连接测试棒到测试点并在显示屏上读数，如果量程太高，应逐步减小到合适的量程。31/2位数字式万用表（DT830B/D）组装与调试6、hFEFE测试1）将拨盘转到hFE档位，用一个小的NPN或PNP晶体管，并将发射极，基极，集电极分别插入相应的插孔。2）被测表显示晶体管的hFE值，晶体管的hFE值范围较宽，但你将获得大约100到300的读数。如果上面的测量有问题：

a)检查晶体管测试座是否完好、焊接是否正常。

b)检查电阻R10，R11，R29的数值及焊接是否正常。31/2位数字式万用表（DT830B/D）组装与调试7、晶体管hFEFE测量1)设置量程开并到hFE位置并将被测晶体管插入相应的晶体管座。2)从显示屏上直接读出被测晶体管的HFE值。31/2位数字式万用表（DT830B/D）组装与调试8、直流电压测试如果你有一个直流电压源，只要将电源分别设置在DCV量程各档的中值，然后对比被测表与监测表测量各档中值的误差，要求满足本指导说明书后面所列对DCV精度要求。如果上面的测量有问题：

a)重新检查前面的仪表校准。

b)检查以下电阻和电容的焊接和数值：

R1-R6，R12-R17，R21-R24，C3。31/2位数字式万用表（DT830B/D）组装与调试9、直流电流测量

1）将拨盘转到200μA档位，然后按示意图J连接仪表，当RA等于100kΩ时回路电流约为90μA，对比被测表与监测表的读数。

2）将拨盘转到下表中的各电流档，同时按下表改变RA的数值，对比被测表与监测表的读数。如果上面的测量有问题：

a)检查保险管。

b)检查电阻R7,R8，R9的数值和焊接情况。ⅰ31/2位数字式万用表（DT830B/D）组装与调试10、大电流测量(200mA到10A)1)连接黑色测试棒到“COM”端。2)连接红色测试棒到“10ADC”端。3)设置量程开并到“10Aˉ”位置。4)断开被测电路，将测试棒串联在被测电路中。5)读出显示值，如果显示值小于200mA，按下面的小电流测试步骤测量。6)在将测试棒连接到被测电路之前，应切断被测电路中的电源并将所有电容放电。31/2位数字式万用表（DT830B/D）组装与调试11、小电流测量(小于200mA)1)连接黑色测试棒到“COM”端。2)连接红色测试棒到“VΩMA”端。3)设置量程开并到“Aˉ”位置，如果被测电流是未知的，应将开关设置到最高量程。4)断开被测电路，将测试棒串联在被测电路中。5)在显示屏上读数，如果量程太大，应逐步减小到合适的量程。6)在将测试棒连接到被测电路之前，应切断被测电路中的电源并将所有电容放电。31/2位数字式万用表（DT830B/D）组装与调试12、电阻/二极管测试1）用每个电阻档满量程一半数值的电阻测试电阻档，对比安装表与监测表各自测量同一电阻的值。2）用一个好的硅二极管测试二极管档，读数应为700mV左右。对于功率二极管和功率晶极管的基射极间导通电压，显示数值要低一些。如果上面的测量有问题：检查电阻R1-R6，R12的数值及焊接是否正常。31/2位数字式万用表（DT830B/D）组装与调试13、电阻测量1)连接黑色测试棒到“COM”端。2)连接红色测试棒到“VΩMA”端。3)将旋转开关置于“Ω”位置。4）在将测试棒连接到被测电路之前，应切断被测电路中的电