工程教育.docx

1、工程教育工程教育（初级）实训内容：MF-50型指针式万用表的安装、校验及应用测试学 号：座位号：姓 名：实训时间：引言在刚进入上海大学这所独具一格的大学时，我们每个人都拿到了一本学院发的教学一览。可能是因为在高中时留下的“后遗症”，一拿到书就前前后后仔仔细细地看了一遍，对其中很多课程都很好奇，当然包括了工程教育（初级）。因为在中学我们都是直接用各种表去做实验，无形之中就认为表很复杂，不是我们学生能做的，都是那些专业人员和工厂做的。当看到介绍时，我就心生好奇，我们也可以做万用表？这就是我对本门课程的初步认识。随着课程的加深，有一些同学先选了本课程。我在不同场合中也多多少少了解工程教育（初级）。有

2、听说本课程很难，到最后也没做好；也有说本课程很简单，很轻松；更听说开这门课的“垄断”老师的很多议论。这更使我好奇，这门课为什么有那么多人评价，而且评价不一呢？我怀着好奇与疑惑选择了这门争议不断的课程。注：本份报告会从原理个人小结装调个人小结校准个人小结考后反思启发与提高的方式，对万用表的进行阐述，并阐述了本人对该表制作过程的体会以及对该课程的想法。第一部分 MF-50型指针式万用表的原理一、万用表的简介 4二、MF-50型指针式万用表的构造简介 4三、测量项目电路的工作原理分析 5四、个人小结 10第二部分 MF-50万用表的装调一、万用表装调前的准备工作 10二、印刷板的焊接 12三、万用表

3、的整机装配 13四、个人小结 14第三部分 MF-50万用表的校准一、万用表的校准17二、个人小结 20第四部分 MF-50万用表的妙用四、个人小结 23第五部分 思考题汇总第六部分 制作中遇到的问题及解决方法第七部分 考后反思第八部分 感想与启发第一部分 MF-50型指针式万用表的原理一、万用表的简介万用电表又称多用表，是一种多量项和多量程的便携式电气测量仪表。一般可以用来测量直流电流、直流电压、交流电流、交流电压、电阻和音频电平等。万用表具有多种用途、多种量限，操作简单、携带方便等优点。 万用表有指针式和数字式之分，本次实训是安装指针式MF50型万用表。二、MF-50型指针式万用表的构造简

4、介指针式万用表主要有表头、测量线路和转换开关组成。1、表头万用表的表头多采用高灵敏度的磁电系测量机构，表头的满偏电流一般为数微安到数百微安，满偏电流越小，则称表头灵敏度越高。表头灵敏度越高越好。本表头的表头满偏电流为83.3A；在一般指针式万用表中属中档灵敏度。2、测量电路测量电路的作用是把被测的电量转化为适合于表头要求的满偏电流以内。测量电路一般包括分流电路、分压电路和整流电路等。3、转换开关转换开关是万用表选择不同测量功能和不同量限时的电路切换器件。万用表通过转换开关可以使表笔与表内不同的测量线路接通，以满足不通的测量要求。三、测量项目电路的工作原理分析由图1-1可知，本表所用表头灵敏度为

5、83.3A，其内阻（偏转线圈铜阻）约为1.2K左右，则使其满偏时表头二端所需电压为： 83.3A1.2K=100mV1、 直流电流的测量线路（DCA）图1-2 直流电流的测量线路图1-2中，表头与W2串联成一面片电流83.3A，内阻为1.5K的基本表。测量电路采用环形分流式电路，显然为满足“A”点与“*”间流过100A时表头满偏。则并联电阻总值应为：R并= （式中，R并=R1+R2+R8）此时，回路环阻总值为9K。在此基本状态下，我们可求出每一测量档分流电阻的值。设：RN为第n档分流电阻总值（单位）IN为第n档电流测量满度值（单位mA）则当第n电流测量档表头指示满度时应有下式：（9 K-RN）

6、83.3A=(IN-83.3A) RNIN9 K83.3A - RN 83.3A =INRN-83.3A RN RN=根据上式我们可以求得：第一档I为2.5A，R=0.3，R内=0.3/（2.7+27+270+1.5K+7.2K）=0.29999第二档I为250mA，R=3，R内=（0.3+2.7）/（27+270+1.5K+7.2K）=2.999而Rn=RNRN1 R1=0.3，R2=2.7，R3=27，R4=270R5+R6+R7+R8=7.5K（R1+R2+R3+R4）=7.2K 余类推。同样，根据上述分析，我们可以求出环型分流电路中任一点接入时的满偏电流。即：IN=式中：RN=R1+R

7、2+Rn；IN为此接入端对应的满偏电流值。2、直流电压的测量线路（DCV）从图中可见：直流电压基本测量电路的表头分流接入端为A，此时的满偏电流为100A，只要在A端串入相应的分压电阻，即可构成不同量程的电压表。根据前述，制成的电压表对被测电路的影响越小越好，对电压表而言，内阻越大，从电路分走的电流越小。本直流电压表的表头分流电路接入点电流为满度100A，因此串入的分压电阻每分得1V电压所需的电阻值为：1V/100A=10K，或称电压测量灵敏度为10K/V；此值是表示电压表性能好坏的重要指标，此值越大，表示电压表性能越好。从图1-3可见，A端与“*”端间的等效电阻值为7.5K/1.5K，而任一电

8、压测量档的总电阻为：RN= 式中：VN为该测量档表头满偏电压值实际应串入的电阻值为：RVN=RVN1.25K相邻两测量档的串入电阻值应为：R=计算：2.5V档：R内= =2.5K,R12=2.5V/100A1.25K=23.75K10V档：R内= =100K R11=75K50V档：R内= =500K R10=400K250V档：R内= =2.5M R9=2M1000V档：1000V直流电压档的表头分流接入端为B点，此时满偏电流为250A，R内= =4M因此，该当串入的电阻总值为4M。本表借用了交流测量线路的分压电阻，它们的测量电阻和正好为4M。此时的电压测量灵敏度为4K/V。3、交流电压测量

9、电路（ACV）交流电压档只能测量正弦电压，其读数为有效值。本测量线路的半波整流输出在表头分流电路的接入端改为C点，（即前面分析的R7和R8中间），正好满足表头满偏112A的要求。4、电阻测量线路图1-5电阻测量线路电阻是无源器件，不可能为电表提供能量，为使测量时表头偏转，电表内必须内装电池。图1-5可见，在测量回路中串入了1.5V电池，当测量段接入电阻，回路电流即可推动表头偏转。万用表用于电阻测量时，表笔短接，表头满偏，表针指值为0；。5.hFE的测量 MF-50型万用表对三极管hFE的测量除利用了三极管基本放大电路外，基本原理同电阻的测量相同。四、个人小结：万用表实际上就是一个复杂的电子线路

10、再连上一个表头的仪器装置。在通入电源后，有电流通过表头，使指针偏转，再通过计算得出所需测试量，将数值标在指针指示的相应位置。从而就可以测量多种不同的量了。至于多量程，多档位的测量，是通过装换开关接在不同电阻上的结果。第二部分 MF-50万用表的装调一、万用表装调前的准备工作由于万用表的内部结构较为复杂，所需的电子器件比较多，故需在装调前将所有电子器件一一点清，并且安装工具也要准备妥当，以免在安装过程中出现不必要的错误。1、对照电路原理图，看懂印刷电路版图及印版元器件装配图。2、安装所需器件（1）电阻注：一般识别电阻的方法色环标示法：色标法是用不同颜色的色环把电阻器的参数（阻值和允许偏差）直接标

11、在表面上的一种标志方法。（2）电位器注：在本表中所需的电位器（1个）：W2 620（3）二极管注：在本表中所需的二极管（4只） IN4007（4）电容注：在本表中所需的电容（1个）：（5）线路板（1块）（6）电刷（1只）（7）其它零件：导线若干、内齿垫圈（1只黑色）、M4螺母（一只）、M2.530螺钉（2个）、M3自攻螺丝（3只）。3、安装所需工具电烙铁、尖嘴钳、斜口钳、镊子、平口和花口螺丝刀、针头4、安装前测试与调试检测各电子器件与制作工具是否性能良好并使性能达到最佳。注：（1）用实验室提供的万用表，小心的检测调零电位器（电位器电阻丝很细易断）。两定臂电阻为2.1K，动臂电阻可谓为好。（2）

12、表头电流灵敏度测试测试原理：两电流表串联，其电流相等。测试结果：万用表表头电流灵敏度为83.39A（3）电烙铁的电源线无破损，手柄和烙铁头不松动。二、印刷板的焊接按照印版元器件装配图，将电子元器件分别焊接上去。1、对照万用表的元器件装配图用三根合适长度的硬导线将印版上应连接的点连接起来；2、将电阻按印刷版上应装位置孔距弯脚，插入印版并贴紧印版焊牢（注意装焊顺序：先装印版边缘电阻，后装进中心孔电阻）当装好所有电阻检查无误后，齐根进去电阻脚。3、二极管按印刷版上应装位置孔距弯脚，插入印版并贴紧印版（注意极性），将D1负脚弯向D2正脚焊牢并剪去管脚。4、将电容插入印版并贴紧印版（注意极性）焊牢并剪去

13、电容脚。5、根据引线去向说明选择合适长度的导线焊至印刷版相应的点位。（决不能空中接线！）注： 焊接注意事项：1、焊接时间要适当（控制在2秒之内）2、不应烫伤周围的元器件及导线。3、标记安装时，字体应向上或向外，便于目视。4、中频变压器要与底板吻合。5、晶体管、集成电路焊接速度要快，要注意脚的极性。三、万用表的整机装配1、将印刷版装入表壳，然后将导线按照印版元器件装配图分别于万用表的其他结构进行焊接。2、仔细微调印版位置，使旋转开关轴正好位于印板孔中间，拧上三枚自攻螺丝（1、拧螺丝时要将螺丝刀顶紧螺丝，避免打滑！2、拨段开关一定要旋紧，否则很容易翘起，从而导致接触不良，指针不会偏转！）。3、将三

14、头簧片电刷安装到旋转开关轴上（注意反面的方向，要反面对准HFE档位，否则短接指针不会在欧姆档位偏转！），加上垫圈拧上螺母。试旋动开关，使电刷的三个触电正好对准印版中间，并且三点压力均匀，再用尖头钳拧紧螺母（另一只手捏住反面的波段开关）。注：此处的螺母务必要旋紧！三个螺丝拧上时，先都松一点，等到三个螺丝都上好且板子也调整好位置后，再分别加力，使板子被固定好，通常已经吃力的螺丝再拧半圈左右就行了，力度过大容易使板子断裂。4、装上电池（注意电池与电池座的极性，如果装反，指针会向左偏，但在此表中指针几乎不动！）四、个人小结万用表的装调是本次实训的重中之重，表做不好，还谈何校准与测试。在此制作过程中，是

15、充分调动了我的动手与动脑相结合的能力。但也充分地暴露了我动手方面的缺陷与对待事情不能一丝不苟的态度。在课堂上，老师关于电表装调讲的不是很多，但所讲的内容对装调都很实用。不过由于我（也包括其他大部分同学）不能深深明白与体会老师的话，所以在装调过程中是困难重重。不过在此过程中，从老师所讲的与装调过程中所遇到的问题以及后来又通过思考分析、排除故障的过程中所得到的知识与经验是最宝贵的。以下是本次过程中印象比较深刻的知识与经验。1、由于本次实训要用到电烙铁，也就是接触电的几率大大增加，所以老师在课堂上着重讲解与强调用电常识与用电安全。 人体的体电阻是能够导电的，只要有足够大的电流流经人体就会对人造成伤害

16、。电流流经人体的大小直接关系到生命的安全，当电流小于3mA时不会对人体造成伤害，但是当电流大于3mA时，会随着电流的增大而产生相当大的伤害，甚至死亡。从老师那里还了解到人体电阻是一个不确定的电阻，它随皮肤的干燥程度不同而不同，皮肤干燥时电阻可呈100千欧以上，而一旦潮湿，电阻可降到1千欧一下。人体电阻还是一个非线性的电阻，它随人体间的电压变化而变化，人体电阻阻值随电压的升高而减小。当然，电流对人体的伤害程度同其作用时间的长短也是密切相关的。电流与时间的乘积也成为电击强度，用来表示电流对人体的危害。从老那里了解到我们平常使用的产品的额定断开时间与漏电电流的乘积都会小于30mAS，甚至可以达到小于

17、3mAS，从而能有效防止触电事故。 对于预防触电老师也讲了很多，比如说：对人体的安全电压是36V（或者24V）；所有带金属外壳的电器及配电装置都应该装设保护接地或保护接零；正常情况下的带电部分，一定要加绝缘保护（如：橡胶）；不要用潮湿的手开关或拔插电器等等。 我们也从老师讲的“妈妈触电了，你怎么办？”这个笑话中了解了人触电后，最快速方便的的方法就是拔掉电源，但在一时无法或来不及寻找电源的情况下，可用绝缘物（竹竿、木棒等）移开带电体 由于我们大部分人也是第一次接触电烙铁，所以对电烙铁的性能与“威力”都不了解。在装调过程中，我们的电烙铁被我们用的比较惨（比如：电烙铁的导线外面的绝缘保护皮被有些同学

18、烧掉了一块；烙铁头上被黑乎乎的东西包着，以致不容易导热了等。）这惨痛的教训也让我们记住了：1、电烙铁应放在烙铁架上，并将烙铁架至于工作台的右前方，并注意不能让电烙铁的导线缠绕在电烙铁上；2、在焊接过程中，要保护自己，避免加热熔化的松香及焊锡溅到自己身上；3、要经常清理烙铁头（可以借助较湿润的海绵清理）。在制作万用表的过程中，电子元器件的焊接是重中之重，因为焊接的质量将直接决定电表的质量。从老师那里知道好的焊点的形状应该是自然的沙堆状，既不能过大而“虚胖”，也不能过小而产生“尖峰”。而对于我们这些初学者来说松香无疑是最好的焊接“帮手”。在焊接过程中，每焊完2-3个我会让烙铁头在松香中反复清洗，使

19、其露出银白色的一面。焊接是一个细活，也是一个有诀窍的活。我在反复练习中，知道开始要把焊锡放在焊件段，然后将电烙铁移至焊接处，用烙铁头的最大面积加热1至2秒，使焊锡迅速熔化在元件上，然后迅速撤掉焊锡和电烙铁（先后顺序：焊锡先、烙铁后）。 在装调过程中，我所得到东西远不止这些，我想在这个过程中对我最重要的就是对待事情要一丝不苟，要在反复做得基础上得出秘诀，这样才能使你做的事情更加完美！第三部分 MF-50万用表的校准一、万用表的校准：主要指W2的调整（全表仅此一处调整），从万用表电原理图可见，W2可变电阻串联在表头里，改变W2并不能改变表头灵敏度，但改变了等效表头的内阻。1、100A的校准方法：被

20、叫表置电流档，负表笔接校准仪黑夹子，正表笔100A端接校准仪红夹子。校准仪置DCI，100A档、外控。接通电源，调节外控盒“粗、中、细”调电位器，使校准仪显示80A。仔细调节印刷板上630的电位器W2，使被测表电流也为80A。2、万用表其它各档的校验：校验虽然不能改变万用表本身的精度，却可为日后准确测量提供可靠的依据（1）直流电压测量档的校验注意事项：1、电压测量牢记单手操作2、当|相对误差|2.5%时，应及时查找原因。2.5V档：校验1V，2V准确度校准仪显示：1.00990V，被校表指示：1V，相对误差：0.99%校准仪显示：2.01688V，被校表指示：2V，相对误差：0.84%10V档

21、：校验8V的准确度校准仪显示：8.0405V，被校表指示：8V，相对误差：0.51%50V档：校验40V的准确度校准仪显示：40.033V，被校表指示：40V，相对误差：0.08%（2）交流电压测量档校验注意事项：1、注意交流10V专用刻度的读数。2、高压测量牢记单手操作3、当|相对误差|4%时，应及时查找原因。10V档：校验4V，8V的准确度校准仪显示：3.9735V，被校表指示：4V，相对误差：-0.66%校准仪显示：7.9007V，被校表指示：8V，相对误差：-1.2%50V档：校验40V准确度校准仪显示：39.697V，被校表指示：40V，相对误差：-0.76%（3）直流电流测量档的校

22、验注意事项：1、出现“超载”报警时，检查联结良好后按复位键继续校验。2、大电流校测时间不能过长3、当|相对误差|2.5%,应及时查找原因。2.5mA档：校验1mA、2mA的准确度校准仪显示：0.9947，被校表指示：1mA，相对误差：-0.52%校准仪显示：1.9908，被校表指示：2mA，相对误差：-0.46%25mA档：校验20mA的准确度校准仪显示：19.89，被校表指示：20mA，相对误差：-0.53%250mA档：校验200mA的准确度校准仪显示：196.09，被校表指示：200mA，相对误差：-0.51%（4）电阻测量档的校验注意事项：1、每次换档，都应重新将两根表棒短接，调整指针

23、到零位。2、由于“”刻度线为非线性的，左部刻度密，右部刻度疏，误差较大。所以测量时应选择适当的欧姆档，使指针在刻度线的中值附近，这样读数比较准确。1档： 标称值：10， 实测值：9.510档： 标称值：100， 实测值：100100档：标称值：1K， 实测值：1K1K档： 标称值：10K， 实测值：10.2K10K档：标称值：100K，实测值：99.9K三、个人小结其实如果前面的装调过程我们能一步一步，仔仔细细地完成的话，那么校准过程的时间是很短的，也是很容易的。但是很多人却做了很长时间。我也是其中之一。当表装调出来后，我那时是很高兴的。但是当进行短接欧姆调零时，又把我打进了深渊。我的表的五个

24、欧姆档位短接时指针偏转幅度很小。不过没有简单的方法，我只能倒回去，一个一个进行盘查。很幸运，最后我查出来是我当初接错了两个的电阻。虽然我找出了原因，表好了，但是其他的一些同学表始终不是很好。在这个过程中，让我也深刻体会到做任何事情都马虎不得，因为一步错步步错。第四部分 MF-50万用表的妙用“万用表”顾名思义，用途很多。以下是几例典型的用途。一、应用测试一：100A电流表内阻测定1、按左图连接好电路。2、测试开关置“分”，调节电源电压使电流表满度（电压9V左右）。3、开关置“合”，调节测试板上电位器，使电流表为50uA。4、开关置“分”，用万用表测电位器电阻，得该电流表电阻。注：本表测试的实验

25、结果为1.35K二、应用测试二：观测电流表内阻不为零、电压表内阻非无穷大时测量结果a.测量2.5V电压加在100电阻两端的工作电流。 （1）用校验好的电压表准确测量2.5V电压。 （2）分别用25mA档、250mA档测电路电流。注：1、本表测试的实验结果为：25 mA档：18.2 mA 250 mA档：24.5mA2、本实验的理论值为：25 mA档：19.23 mA 250 mA档：24.27mAb.测量11V电压加在240K与24K串联电路两端，在24K电阻上的分压值。 （1）用校验好的电压表准确测量11V电压。 （2）分别用2.5V档、10V档测量24K电阻上的分压值。注：1、本表测试的实

26、验结果为：2.5V档：0.55V 10V档：0.8V2、本测试的理论值为：2.5V档：0.534V 10V档：0.82V三、应用测试三、常用器件测试1、测电阻：a.选好量程，指针于1/32/3满量程时测量精度最高，读数最准确。b.用R10K电阻档测兆欧级的大阻值电阻，不可将手指捏在电阻两端，人体电阻会使测量结果偏小。2、二极管极性判别：用R10K电阻测量档判断小功率二极管的好坏，功率较大，用R100档或R10档。好的二极管：正向导通有电阻，反向。3、测三极管：通常我们要用到R1K档，不管是NPN管还是PNP管，不管是功率大小，测其be结cb结都应呈现与二极管完全相同的单向导电性，反向电阻无穷大

27、。判别晶体三极管b、c、e三脚。先用R1K档测量二极管的方法（该极与其它两极之间的导通特性相同），再用R10K档反接于b极与其它任一极之间，电阻为无穷大的是c极，具有一定电阻值的是e极。4、测电容：先判断电容的正负极（通过短接放电，再充电的方法）然后用电阻档、根据电容容量选择适当的量程，并注意测量时对于电解电容黑表笔要接电容正极。大致数出时间，然后有电阻等于中值电阻，计算出电容的大小。5、电池电量不足的检测： 电池电量不足，实质是电池内阻增大，导致输出功率降低。因此，仅用电压表测量电池的空载电压，是不能作出准确判断的。应测量电池接通负载后电池两端的电压，或检测电池对负载输出电流的能力。四、个人

28、小结我觉得在此过程中，我的大脑被充分调动起来，积极思考如何测，而且怎样测得更准确。其中测三极管和电容的实验让我完全投入到这个实验的世界中来。在我完全搞懂了这些应用后，又一遍一遍地给同学讲解，这使我的印象更加深刻。更熟练地运用万用表来测量一些基本电子仪器。更明白只有自己真正动脑动手去做了，才会更深刻地明白其中的道理。第五部分 思考题汇总1、如果遇到触电事故时，应如何进行急救？答：最简答的方法就是切断电源，如果暂时找不到电源，就用绝缘物体（比如竹竿、木棒等）移开带电物体2、是否可以用100A的电流表直接测0.13V的标准稳压电源？答：我个人觉得是可以的。因为100A电流表的内阻为1.3K。由欧姆定

29、律可知：U=IR=100A1.3K=0.13V。这样正好使电流表满偏故可以直接用100A的电流表测量标准稳压0.13V的电源。（注：以前老师在课堂上强调的电流表串联，电压表并联是通常情况，在这里，电流表的内阻可以当作负载，而且电流不会大于所需量程。）3、为什么直流稳压电源的输出端不允许短路？答：因为在短路线上的电阻极小，所以微小的电压会产生很大的电流，引起电源烧坏甚至爆炸以致人身伤害。4、万用表最佳的读数位置在哪里？答：一般最佳读数位置在靠近满偏的2/3位置附近，这里的误差相对较小。但是对于欧姆档，在中值附近就比较准确。因为中间的刻度均匀，误差小。5、万用表可以定量测非正弦交流信号吗？答：不可

30、以。对于非正弦交流信号，万用表只能定性地去测。对于正弦信号，测出的数值是有效值。（有效值等于最大值的1/）6、能否用欧姆表直接测量100A的电流表内阻？为什么？如何测？阐述其原理、依据及提高测量精度的条件。答：不能，因为欧姆表的内电池电压一般在1.5V12V之间，如果串联，虽然100A的电流表内阻是1.3K，但最后电流是远远大于电流表的最大电流。上图所示的测法为一种，还有一种是在电流表上串联一个阻值合适的可变电阻，用万用表测量其总阻值，同时调整可变电阻使电流恰好达到满量程。再用万用表测量其总电阻和可变电阻的现值，两者相减，就得出电流表内阻。上图所示的方法一般来说，电阻越大，精确度越高，但是电阻越大，电压也越大，条件受限制。7、请总结本测试有哪些地方容易犯错误，应如何让避免？对正确使用万用表有何启迪？答：（1）开关没置到“分”，就直接测量电位器的阻值。（2）欧姆表没有调零就测阻值。一定要记住欧姆表不能带电测量，测量前一定要调零。启迪：（1）在使用万用表之前，应先进行“机械调零”，即在没有被测电量时 ，使万用表指针指在零电压或零电流