指针式万用表原理设计与组装调试Word格式.docx

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1-2课程设计的要求与意义1

第二章MF—47万用表的组成结构和工作原理2

2-1万用表的分类2

2-2MF—47万用表的组成结构3

2-3MF—47万用表的工作原理4

第三章识别和选择MF-47的元件6

3-1清点元器件6

3-2识别色环选择电阻7

3-3识别和选择二极管8

3-4识别和选择电容10

第四章安装MF-47万用表10

4-1处理元器件10

4-2焊接万用表的电路板11

4-3调整安装12

第五章调试MF-47万用表与排除故障13

5-1调试MF-47万用表13

5-2排除MF-47万用表的故障14

第六章课程设计的感受与经验14

参考资料15

附录：

MF-47万用表电路图16

第一章课程设计的意义与目的

1-1课程设计的目的

一.进一步掌握万用表的组成与工作原理，掌握实用电路的设计方法和技巧，能将课堂上的理论知识运用到实践中。

二.提高万用表的实践操作技能和技巧。

熟悉焊接工艺、装配工艺和调试工艺。

学会使用常用的电工工具。

掌握常见故障的处理方案与维修的基本技巧。

三.通过课程设计培养我们的团结协作和刻苦耐劳精神。

能够解决实际问题，使得我们能在以后的学习工作中有独立思考和独立实践的能力。

1-2课程设计的要求与意义

通过课程设计要求学生学会使用一些常用的电工工具及仪表，并且要求学生掌握一些常用开关电器的使用方法及工作原理。

通过本次电工实习学生要接触到一定的电学知识，实现理论联系实际，认识一些常用电工器具的外形及结构特点，为后续课程的学习打下一定的基础。

电子与机械是密不可分的，在万用表的组装中还可以了解电子产品的机械结构、机械原理，这对我们将来进行学习、研究和工作也是有帮助的。

第二章MF-47万用表的组成结构和工作原理

2-1万用表的分类

万用表是一种多功能、多量程的便携式电工仪表,分为指针式、数字式两种（图2-1）。

一般的万用表可以测量直流电流、交直流电压和电阻。

现今还有一种虚拟式万用表（图2-2）

图2-1指针式与数字式万用表

图2-2虚拟式万用表

2-2MF-47万用表的组成结构

一．MF-47万用表的结构特征

MF47型万用表采用高灵敏度的磁电系整流式表头，造型大方，设计紧凑，结构牢固，零部件均选用优良材料及工艺处理，具有良好的电气性能和机械强度

二．指针式万用表的组成

指针式万用表的结构主要由表头、档位转换开关、测量线路板、面板等组成（图2-3）

图2-3指针式万用表结构

三、MF-47万用表的结构

万用表由机械部分、显示部分、与电器部分三大部分组成，机械部分包括：

外壳、档位开关旋钮及电刷等部分组成，显示部分是表头，电器部分由测量线路板，电位器，电阻，二极管，电容等部分组成（图2-4）。

图2-4MF-47万用表结构

2-3MF-47万用表的工作原理

一．万用表的工作原理

1.

图2-5工作原理简易图

2.具体工作原理

电刷片SA与V～（交流电压档）端联接，这时电阻R3分压作用，二极管VD为整流作用，使输入的交流电转变成直流电，电阻R限流，通过表头显示出来。

（图2-6a）

电刷片SA与V（直流电压档）端联接，这时不需二极管整流，仅用电阻R2限流，通过表头显示。

（图2-6b）

电刷片SA与mA端（直流电流档）联接，这时不需二极管整流，也不需电阻分流，即可通过表头显示。

（2-6图c）

电刷片SA与Ω端（欧姆档）联接，这时外部没有电流通入，因此必须使用内部电池作为电源，设外接的被测电阻为Rx，表内的总电阻为R0，形成的电流为I，由Rx、电池E、可调电位器RP、固定电阻R1和表头部分组成闭合电路，形成的电流I使表头的指针偏转。

红表棒与电池的负极相连，通过电池的正极与电位器RP及固定电阻R1相连，经过表头接到黑表棒与被测电阻Rx形成回路产生电流使表头显示。

（图2-6d）

图2-6具体工作原理

二、MF-47原理图的设计（见附录）

1、交流电压档：

R12-15四个电阻串联，两表笔接COM与“+”接线端，电刷片指向其中两个电阻的接头，接触端左边的电阻串联进入电路（量程越大串联进入的电阻越大）。

交流电通过4001、4007的一个二极管进行整流，变成直流电，并能过其余电路，由表头显示数值。

2、直流电压档：

R10-5六个电阻串联，两表笔接COM与“+”接线端，电刷片指向其中两个电阻的接头，接触端右边的电阻串联进入电路（量程越大串联进入的电阻越大）。

直流电通过电路，由表头显示数值。

3、直流电流档：

R5-1五个电阻并联，两表笔接COM与“+”接线端，电刷片指向其中一个电阻一端，此电阻接入电路（量程越大并联进入的电阻越小）。

4、欧姆档：

R17-22六个电阻并联，两表笔接COM与“+”接线端，电刷片指向其中一个电阻一端，此电阻接入电路。

由外接的被测电阻为Rx，表内的总电阻为R0，内接直流电源E、可调电位器、固定电阻R3和表头部分组成闭合电路，形成的电流I使表头的指针偏转。

5、为保护表头，用两个4001二极管与表头并联。

第三章识别和选择MF-47万用表的元件

3-1清点元器件

表3-1元器件清单

材料名称

数量

电阻

31个

连接线

5根

晶体管插座

1个

分流器

表棒

1副

表箱

电位器

线路板

1块

电池极片

4只

二极管

4个

面板

电位挡名牌

保险丝夹

2个

表头

晶体管插片

6片

电解电容

大旋钮

输入插管

3-2识别色环和选择电阻

一、识别色环进行读数

从材料袋中取出一电阻对照幻灯片观察，看它有几条色环，蓝电阻或绿电阻有5条色环（图3-2），其中有一条色环与别的色环间相距较大，且色环较粗，读数时应将其放在右边。

图3-2图示电阻

每条色环表示的意义（表3-2），色环表格左边第一条色环表示第一位数字，第2个色环表示第2个数字，第3个色环表示第3个数字，第4个色环表示乘数，第5条表示误差。

图中的色环为蓝、紫、绿、黄、棕，阻值为675×

104Ω＝6.75MΩ，其误差为±

1%。

表3-2每条色环的意义

二、用数字万用表读数

用数字万用表读数并核对与用色环读数的误差。

3-3识别和选择二极管

一.二极管的极性判断

判断二极管极性时可用实习室提供的万用表，将红表棒插在“＋”，黑表棒插在“－”，将二极管搭接在表棒两端（图3-3），观察万用表指针的偏转情况，如果指针偏向左边，显示阻值很大，

表示二极管与黑表棒连接的为负极，与红表棒连接的为正极，与实物相对照，黑色的一头为正极，白色的一头为负极，也就是说与红表棒搭接的时二极管的正极，反之，如果显示阻值很小，那么与黑表棒搭接的时二极管的负极。

图3-3用万用表判断二极管极性

二．用万用表判断二极管极性的原理

用万用表判断二极管极性的原理（图3-4），由于电阻档中的电池正极与黑表棒相连，这时黑表棒相当于电池的正极，红表棒与电池的负极相连，相当于电池的负极，因此当二极管正极与黑表棒连通，负极与红表棒连通时，二极管两端被加上了正向电压，二极管导通，显示阻值很小。

图3-4判断二极管极性原理

3-4识别和选择电容

在电解电容侧面有“－”，是负极，如果电解电容上没有标明正负极，也可以根据它引脚的长短来判断，长脚为正极，短脚为负极。

（图3-5）如果，已经把引脚剪短，并且电容上没有标明正负极，那么可以用万用表来判断，判断的方法是正接时漏电流小（阻值大），反接时漏电流大。

图3-5电容

第四章安装MF-47万用表

4-1处理元器件

一．清除元件表面的氧化层

元件经过长期存放，会在元件表面形成氧化层，不但使元件难以焊接，而且影响焊接质量，因此当元件表面存在氧化层时，应首先清除元件表面的氧化层。

注意用力不能过猛，以免使元件引脚受伤或折断。

二．元件引脚的弯制成形

左手用镊子紧靠电阻的本体，夹紧元件的引脚，使引脚的弯折处，距离元件的本体有两毫米以上的间隙。

左手夹紧镊子，右手食指将引脚弯成直角。

注意：

不能用左手捏住元件本体，右手紧贴元件本体进行弯制，如果这样，引脚的根部在弯制过程中容易受力而损坏，元件弯制后的形状，引脚之间的距离，根据线路板孔距而定，引脚修剪后的长度大约为8mm，如果孔距较小，元件较大，应将引脚往回弯折成形。

电容的引脚可以弯成直角，将电容水平安装，或弯成梯形，将电容垂直安装。

二极管可以水平安装，当孔距很小时应垂直安装。

三．元器件的插放

不能插错位置；

二极管、电解电容要注意极性；

电阻插放时要求读数方向排列整齐，横排的必须从左向右读，竖排的从下向上读，保证读数一致。

4-2焊接万用表的电路板

一、选用合适的焊剂

焊接时最常用的焊料是焊锡。

二．焊接方法

焊接时先将电烙铁在线路板上加热，大约两秒钟后，送焊锡丝，观察焊锡量的多少，不能太多，造成堆焊；

也不能太少，造成虚焊。

当焊锡熔化，发出光泽时焊接温度最佳，应立即将焊锡丝移开，再将电烙铁移开。

为了再加热中使加热面积最大，要将烙铁头的斜面靠在元件引脚上，烙铁头的顶尖抵在线路板的焊盘上。

焊点高度一般在2毫米左右，直径应与焊盘相一致，引脚应高出焊点大约0.5mm。

三．焊接时注意事项

（1）在拿起线路板的时候，最好带上手套或者用两指捏住线路板的边缘。

不要直接用手抓线路板两面有铜箔的部分，防止手汗等污渍腐蚀线路板上的铜箔而导致线路板漏电。

（2）如果在完装完毕后发现高压测量的误差较大，可用酒精将线路板两面清洗干净并用电吹风烘干。

电路板焊接完毕后，用橡皮将三圈导电环上的松香、汗渍等残留物擦干净。

否则易造成接触不良。

（3）焊接时一定要注意电刷轨道上一定不能粘上锡，否则会严重影响电刷的运转。

为了防止电刷轨道粘锡，切忌用烙铁运载焊锡。

由于焊接过程中有时会产生气泡，使焊锡飞溅到电刷轨道上，因此应用一张圆形厚纸垫在线路板上。

（4）如果电刷轨道上粘了锡，应将其绿面朝下，用没有焊锡的烙铁将锡尽量刮除。

但由于线路板上的金属与焊锡的亲和性强，一般不能刮尽，只能用小刀稍微修平整。

（5）在每一个焊点加热的时间不能过长，否则会使焊盘脱开或脱离线路板。

对焊点进行修整时，要让焊点有一定的冷却时间，否则不但会使焊盘脱开或脱离线路板，而且会使元器件温度过高而损坏。

4-3调整安装

一．　安装提把

将后盖两面側的提把柄轻轻外拉，使提把柄上的星形定位扣露出后盖两侧的星形孔。

将提把向下旋转90°

，使星形定位扣的角与后盖两侧星形孔的角相对应，再把提把柄上的星形定位扣推入后盖两侧的星形孔中。

二.安装表头

安装表头是钮转螺钉力度要适中并焊接上表头线。

三．安装电刷旋钮和电刷架

取出弹簧和钢珠，并将其放入凡士林油中，使其粘满凡士林。

加油有两个作用：

使电刷旋钮润滑，旋转灵活；

起黏附作用，将弹簧和钢珠黏附在电刷旋钮上，防止其丢失。

将加上润滑油的弹簧放入电刷旋钮的小孔中（图4-1），钢珠黏附在弹簧的上方，、注意切勿丢失。

然后使钢珠卡入花瓣槽内，小心滚掉，然后手指均匀用力将电刷旋钮卡入固定卡。

将电刷旋钮的电刷安装卡转向朝上，V形电刷有一个缺口，应该放在左下角，电刷四周都要卡入电刷安装槽内，用手轻轻按，看是否有弹性并能自动复位。

图4-1安装电刷旋钮和电刷架

四.安装电路板

安装印刷电路板时，应注意插座钢管、电位器手柄、晶体管插座、垂直卡入面板孔内，检查印刷电路板定位卡是否卡劳。

第五章调试MF-47万用表与排除故障

5-1调试MF-47万用表

一.调试材料

①电池②电阻③数字万用表

二.过程

1.基准档位校试

首先将基本装配完成的万用表档位旋转至直流电流档（DCmA）最小档0.25V／50μA；

用数字万用表测量指针万用表正负接线柱两端的电阻值；

如值为3.1～5.1则基准档位调试结束，如若不在此范围内，则调整150Ω电阻。

2.直流电流档校试（DCA）

将指针万用表的档位调到50mA直流档，然后用正负表笔测量电池与电阻串联的电流。

若值为6-8时，调试结束。

3.直流电压挡校试（DCV）

用指针万用表正负表笔测量电池正负极的电压，若值为1.2～1.5V时，调试结束。

4.Ω档校试

为指针万用表装上一节1.5V电池，首先将正负表笔短接并进行调零，接着测量电阻的阻值，若值为180Ω左右，调试结束。

5-2排除MF-47万用表的故障

①表头没任何反应；

②表头、表棒损坏；

③接线错误；

④保险丝没装或损坏；

⑤电池极板装错，如果将两种电池极板装反位置，电池两极无法与电池极板接触，电阻档就无法工作；

⑥电刷装错；

⑦电压指针反偏，这种情况一般是表头引线极性接反。

如果DCA、DCV正常，ACV指针反偏，则为二极管D1接反；

⑧测电压示值不准。

这种情况一般是焊接有问题，应对被怀疑的焊点重新处理。

第六章课程设计的感受与经验

两周的时间转瞬即逝，经过两周的学习我也学会了很多，锻炼了我查阅资料的能力，课程设计并不像我们想象的那么简单，困难很多，但是我们都一一克服了，在老师的指导下我顺利的完成了此次的课程设计。

今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础．课程设计不仅是对知识的检验也是对自己能力的提高。

此次课程设计我不仅学到了专业技能，也领悟到了其他的东西比如说团队的合作意识，和同学的交流与沟通能力，设计能力，动手能力；

最为重要的是在焊接电路板的时候我学会了该如何进行焊接，如何将设计图与实际电路板相对比和联系，如何运用螺丝刀和钳子等辅助工具，让我们能够掌握很多身为电工技术人员需要的技术。

我还了解到了万用表的分类方法、种类、组成结构、工作原理，识别色环和选择电阻，识别和选择二极管，识别和选择电容。

经过一整天，在焊接结束时我们小组成员十分的高兴，看到万用表能够准确的测量，顿时所有的苦与累都化为了激动的感情，十分有成就感。

感谢老师对我们的指导与帮助，感谢一起努力的小组成员，因为大家共同努力我们圆满的完成了课程设计。

参考资料

[1]任致程等编著.万用表测试电工电子元器件300例.机械工业出版社，2007

[2]胡斌编著.万用表使用入门与电路故障检修方法.机械工业出版社,2005

[3]林吉申主编.二极管手册.福建科学技术出版社，2004

[4]刘晓真等编著.怎样使用万用电表. 

人民邮电出版社，2007

[5]李青军编著.实验万用电表. 

上海人民出版社，2008

[6]陈永真等编著.电容器手册.上海人民出版社，2001

附录MF-47指针式万用表原理图