萬用表的組裝與調(diào)試

關(guān)于萬用表的組裝與調(diào)試第1頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月圖

1MF-47型萬用表的組成

第2頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

1.機(jī)械部分機(jī)械部分由外殼、轉(zhuǎn)換開關(guān)旋鈕部分組成。轉(zhuǎn)換開關(guān)由轉(zhuǎn)軸、電刷及測量電路的觸片組成。轉(zhuǎn)換開關(guān)是萬用表選擇不同測量種類和不同量程時的電路切換元件。萬用表用的轉(zhuǎn)換開關(guān)都采用多層多刀多擲波段開關(guān)或?qū)Ｓ玫霓D(zhuǎn)換開關(guān)。開關(guān)里面有固定觸點(diǎn)和活動觸點(diǎn),通?；顒佑|點(diǎn)稱為“刀”,固定觸點(diǎn)稱為“擲”。旋動“刀”的位置,可以使其與不同擋的固定觸點(diǎn)閉合,從而接通相應(yīng)的測量電路。有幾個擋位就叫幾“擲”。MF-47型萬用表轉(zhuǎn)換開關(guān)是三觸點(diǎn)二十四擲的開關(guān)。最外層有二十四個擋位,每個擋位均與一定的測量對象所對應(yīng),當(dāng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時,電刷也隨著轉(zhuǎn)動,擋位也隨之改變。

第3頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

2.顯示部分顯示部分是由表頭及刻度盤組成的。表頭由高靈敏度的磁電式直流微安表組成,表頭靈敏度(表頭滿偏電流)I0≤50μA,表頭內(nèi)阻不大于1.8kΩ。表頭刻度盤上刻有多種量程的刻度,用以指示被測量的數(shù)值。其滿刻度偏轉(zhuǎn)電流越小,表頭特性越好,靈敏度就愈高。表頭的表盤上有對應(yīng)各種測量所需的多條刻度尺,以便直接讀出被測量數(shù)據(jù)。在表盤上還標(biāo)有一些數(shù)字和符號,它們表明了萬用表的性能和指標(biāo)。

第4頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

3.電氣部分電氣部分由測量線路板、電位器、電阻、二極管、電容、分壓電阻、分流電阻、整流器等元件組成,電氣部分的功能是把各種被測的電量轉(zhuǎn)換成表頭所需的微弱電量,例如將被測的大電流通過分流電阻變換成表頭所需的微弱電流;將被測的高電壓通過分壓電阻及整流器變換成表頭所需的低電壓;將被測的交流電壓通過分壓電阻及整流器變換成表頭所需的直流電壓。

第5頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

二、萬用表工作原理指針式萬用表的功能方框圖如圖2所示。MF-47型萬用表的原理圖如圖3所示。

1.表頭保護(hù)電路原理表頭采用VD3、VD4兩個二極管反向并聯(lián)并與電容并聯(lián),用于限制表頭兩端的電壓,保護(hù)表頭不至因電壓、電流過大而燒壞。

第6頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月圖

2指針式萬用表功能方框圖

第7頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月圖3MF-47型萬用表原理圖

第8頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

2.直流電流的測量原理當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)擲于直流電流擋時,萬用表就相當(dāng)于一個直流電流表。萬用表的表頭是一磁電式電流計(jì),其靈敏度一般都很高,因此測量直流電流的范圍很小。為了擴(kuò)大量限以適應(yīng)不同測量范圍的要求,可在表頭上并聯(lián)不同阻值的分流電阻(亦稱分流器),如MF-47表中的R1～R4。有了分流電阻,便可使表頭中仍通過額定電流,多余的電流則從分流電阻中通過。這樣,既能使很大的電流通過萬用表,又不致?lián)p壞表頭。萬用表的多量程測量是通過轉(zhuǎn)換開關(guān)改變分流電阻的大小來實(shí)現(xiàn)的。第9頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

3.直流電壓的測量原理當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)擲于直流電壓擋時,萬用表就是一個多量程的直流電壓表。萬用表的表頭具有一定的內(nèi)阻,當(dāng)有直流電流從表頭流過時,就能產(chǎn)生一定的電壓降。表頭上的電壓降與流經(jīng)表頭的直流電流成正比,因此可以在表盤上標(biāo)出對應(yīng)于一定直流電流的電壓值。由于表頭靈敏度很高,內(nèi)阻很小,因此壓降也很小,一般在十幾毫伏至上百毫伏之間,如不串聯(lián)分壓電阻,量程很小,不適于實(shí)際測量。因此,必須在表頭回路中串聯(lián)一只阻值適當(dāng)?shù)碾娮?這個電阻叫做附加電阻(又稱倍增電阻),如MF-47表中R11～R17。通過附加電阻將絕大部分電壓降掉,而將適當(dāng)?shù)碾妷杭佑诒眍^,這樣就可以擴(kuò)大表頭測量電壓的量程。附加電阻越大,能擴(kuò)大測量電壓的范圍就越大。萬用表測量直流電壓時,電壓表所顯示的均為平均值。

第10頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

4.交流電壓的測量原理萬用表的交流電壓擋就是一個多量程的整流系交流電壓表。萬用表的測量裝置為直流微安表頭,以致測量交流電壓時必須引入整流元件,如MF-47型萬用表中VD1、VD2,將被測交流電變成直流電再作用于測量機(jī)構(gòu)。萬用表中的整流電路多采用鍺或硅二極管構(gòu)成的半波整流或全波整流電路,經(jīng)整流后就可以應(yīng)用測直流電壓的方法來測交流電壓了。由于人們總是習(xí)慣以有效值來量度交流電壓,因此萬用表表盤上的刻度也是以有效值來表示的。

第11頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

5.直流電阻的測量原理萬用表電阻擋實(shí)際是個多量程的歐姆表。電阻測量的基本原理如圖4所示。E為電池電壓,R為調(diào)零電位器,Rx為被測電阻。當(dāng)Rx=0(相當(dāng)于表筆短接)時,調(diào)節(jié)R使表頭指針指向滿刻度,也就是零歐姆,此時流過表頭的電流Io=E/(Ro+R)。當(dāng)接入被測電阻Rx之后,流過表頭的電流為I=E/(Ro+R+Rx),可以看出:第12頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月圖

4直流電阻測量原理圖

第13頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

(1)在電池電壓E、調(diào)零電阻R為定值的情況下,當(dāng)電路中接入某一確定的被測電阻Rx時,電路中就有一相應(yīng)電流使表頭的指針有一個確定的偏轉(zhuǎn)角度。當(dāng)被測電阻Rx的值改變時,電路中的電流會跟著發(fā)生變化,于是表頭的指針偏轉(zhuǎn)角度也相應(yīng)地變化?？梢?表頭指針的偏轉(zhuǎn)角度大小與被測電阻大小是一一對應(yīng)的。如果表頭的標(biāo)度尺按電阻刻度,那么就可以用該電路直接測量電阻了。第14頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

(2)被測電阻Rx越大,電路中的電流就越小,表頭指針向右偏轉(zhuǎn)的角度越小。當(dāng)Rx無窮大時,電路中電流為零,此時表頭指針不偏轉(zhuǎn),指在零位?？梢?當(dāng)被測電阻阻值在0～∞之間變化時,表頭指針則在滿刻度與零位之間變化,所以歐姆標(biāo)度尺應(yīng)是反向刻度,它與電流電壓擋標(biāo)度尺的刻度方向相反。同時從公式I=E/(Ro+R+Rx)可以看出,電路中的電流與被測電阻大小不成正比關(guān)系,而是非線性關(guān)系,所以測量電阻的標(biāo)度尺分度是不均勻的。調(diào)零電阻R的作用是:當(dāng)電池電壓變化,使得Rx=0而表頭指針不能滿刻度偏轉(zhuǎn)時,可以調(diào)節(jié)R使表頭指針滿度偏轉(zhuǎn),即指在歐姆標(biāo)度尺的零位。因此稱R為零歐姆調(diào)整器。第15頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月由上可知,在用歐姆表測量電阻之前,為避免因電池電壓變化而引起的測量誤差,應(yīng)首先將萬用表測試表筆短接,同時調(diào)節(jié)調(diào)零旋鈕,使表針指在Rx=0的位置(即滿偏轉(zhuǎn)),然后再進(jìn)行測量。第16頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

6.晶體管的hFE測試根據(jù)三極管的放大原理測量NPN、PNP管直流放大倍數(shù)hFE。將三極管插入相應(yīng)的測量孔中,利用萬用表內(nèi)部線路滿足三極管的放大條件,使三極管的放大性能從表頭指示上得以體顯。表頭實(shí)際上反映了被測晶體管集電極回路中的電流IC。IC電流越大,表頭指針擺動的幅度越大。第17頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

7.音頻電平的測量原理將轉(zhuǎn)換開關(guān)擲交流電壓10V擋,就可以測量音頻電平了(單位為dB),其工作原理同交流電壓的測量。分貝的定度是以600Ω負(fù)載電阻上得到功率為1mW(壓降為0.775V)定為零分貝的。表盤上的分貝刻度是以10V交流電壓擋經(jīng)換算而標(biāo)出的。在這一擋,可以直接讀出音頻電平的分貝數(shù)。

其中:U1是零分貝電壓有效值,即0.775V;U2是輸入交流電壓有效值。

第18頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月三、裝焊工藝

1.實(shí)訓(xùn)說明本實(shí)訓(xùn)練習(xí)以MF-47型萬用表的組裝、調(diào)試為主要任務(wù),其原理圖如圖3所示。

第19頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月2.訓(xùn)練器材與設(shè)備(1)萬用表的零、組件(MF-47型)1套。(2)電烙鐵(220V,20W或30W)1把。(3)鑷子、起子、剪刀、尖嘴鉗等常用工具1套。(4)直流穩(wěn)壓電源1臺。(5)自耦調(diào)壓器(0.5kVA0～240V)1臺。(6)標(biāo)準(zhǔn)表(0.5級交、直流電壓表,直流電流表各1只)。(7)標(biāo)準(zhǔn)電阻箱1只。(8)可變電阻器(200Ω,1A)1只。

第20頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

3.識讀電路原理圖運(yùn)用所學(xué)電子技術(shù)基本知識和基本技能,結(jié)合電路圖形符號,對電路原理圖所描述的測量功能、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作原理和元器件作用等逐一進(jìn)行分析、理解,掌握原理圖中所給出的全部信息。理清原理圖各部分的功能,并按功能簡化出方框圖;突出重點(diǎn),找出核心單元;按信號流程逐級分析;最后歸納、

總結(jié)全電路的工作原理和特性。

第21頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

4.繪制裝配圖應(yīng)用已學(xué)過的萬用表結(jié)構(gòu)原理和線路設(shè)計(jì)知識,結(jié)合萬用表的零、組件實(shí)物,繪制裝配圖,供組裝萬用表時使用。首先要周密考慮和充分利用萬用表表盒空間,合理安置表頭、轉(zhuǎn)換開關(guān)、電池、零歐姆調(diào)節(jié)電位器等零、組件的位置。確定轉(zhuǎn)換開關(guān)各擋位的測量種類及量程,安排好各電阻的位置,排列要整齊。最后,繪出各零、組件的連接引線,構(gòu)成裝配圖。圖5所示是MF-47型萬用表的電路裝配圖。

第22頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月圖5MF-47型萬用表裝配圖

第23頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

5.檢測并選擇零、組件

1)測量表頭靈敏度I0和內(nèi)阻R0

(1)表頭靈敏度I0的測量。按圖6所示測量電路接線。取Us＝5V,R1為標(biāo)準(zhǔn)電阻箱,R為限流電阻,可變電阻Rw的滑動觸頭放在中間位置。開關(guān)S2合向位置“1”,閉合開關(guān)S1,調(diào)節(jié)可變電阻Rw,使被測表頭為滿偏電流,讀取標(biāo)準(zhǔn)表的電流值,即為被測表頭的靈敏度I0

。

(2)表頭內(nèi)阻R0的測量。開關(guān)S2合向位置“2”,調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)電阻R1,使標(biāo)準(zhǔn)表仍指在被測表頭的靈敏度I0處,讀取R1的值即為被測表頭的內(nèi)阻R0。

第24頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月圖

6表頭靈敏度和內(nèi)阻的測量電路

第25頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

2)檢測電阻元件的阻值選用直流單臂電橋?qū)Ω鱾€電阻的阻值進(jìn)行精確測量,選擇符合要求的電阻值。

3)選擇轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)換開關(guān)觸點(diǎn)接觸要緊密,導(dǎo)電性能應(yīng)良好,旋動轉(zhuǎn)軸時輕松而且具有彈性,到擋位時可聽到清脆的“嗒”聲,定位準(zhǔn)確。在某一位置上如再輕輕撥動轉(zhuǎn)軸,轉(zhuǎn)換開頭不應(yīng)左右搖晃。

第26頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

6.萬用表的組裝要求和工藝

1)組裝萬用表的要求

(1)萬用表的體積較小,裝配工藝要求較高,元、組件的布局必須緊湊,否則焊接完工后也無法裝進(jìn)表盒。

(2)各元、組件布局要合理,位置恰當(dāng),排列整齊。電阻阻值標(biāo)示要向外,以便查對和維修更換。

(3)布線合理,長度適中,引線沿底殼應(yīng)走直線、拐直角。

(4)轉(zhuǎn)換開關(guān)內(nèi)部連線要排列整齊,不能妨礙其轉(zhuǎn)動。

(5)焊點(diǎn)大小要適中、圓潤、牢固、光亮美觀,不允許有毛刺或虛焊,焊錫不能粘到轉(zhuǎn)換開關(guān)的固定連接片上。

第27頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

2)注意事項(xiàng)

(1)R35用3個2MΩ電阻串聯(lián)制成,并套上絕緣套管。

(2)R31是5A分流器,焊接部分不要超出線路板焊接面2mm,否則影響測量精度。

(3)保險管夾應(yīng)焊在印刷線路板一面,以便更換保險管。

第28頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月3)結(jié)構(gòu)裝配順序(1)將銘牌貼在面板上,裝電池夾。(2)將彈簧、鋼珠放入孔內(nèi)。(3)將開關(guān)旋鈕插入面板中心孔。(4)裝入表頭,用4顆M3X6螺釘固定。(5)將焊接好的線路板卡入機(jī)殼中。(6)裝上電刷,用M5螺母固定,注意螺母要上緊。(7)按調(diào)試說明調(diào)試線路板,并將線路連接好。(8)裝配提手,注意墊圈位置不可裝錯，提手螺母應(yīng)松緊合適。(9)把后蓋組件與面板組件組合。

第29頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月四、檢測調(diào)試

1.數(shù)字萬用表校準(zhǔn)校準(zhǔn)數(shù)字萬用表的方法如下(A、B點(diǎn)見裝配圖):

(1)表頭引線不焊,數(shù)字表撥至200kΩ擋,紅表筆接電流口A端,黑表筆接B端,調(diào)可調(diào)電阻R9,使顯示值為30.4kΩ,調(diào)好后焊好電流口。

(2)焊好表頭引線正端,數(shù)字表撥至20kΩ擋,紅表筆接B端,黑表筆接表頭負(fù)端,調(diào)可調(diào)電阻R10,使顯示值為2.5kΩ(溫度為常溫20℃),調(diào)好后焊好表頭線負(fù)端。

第30頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

2.機(jī)械表校試方法

(1)按照電表校試規(guī)程規(guī)定,標(biāo)準(zhǔn)電表的準(zhǔn)確度等級至少要求比被校表高兩級。以校試直流電壓擋為例,電路如圖7所示。圖中V0為0.5級標(biāo)準(zhǔn)直流電壓表,Vx為被校準(zhǔn)的萬用表,Uo為標(biāo)準(zhǔn)表測得的被測電壓值(可看作實(shí)際值),Ux為被校表的讀數(shù)。按圖3-7接線,調(diào)節(jié)穩(wěn)壓電源的輸出電壓Us,使被校表的指針依次指在標(biāo)尺的整刻度處,即如圖8所示的A、B、C、D、E五個位置上,分別記下標(biāo)準(zhǔn)表和被校表的讀數(shù)U0和Ux,則在每個刻度值上的絕對誤差為ΔU=Ux-U0,取絕對誤差中的最大值ΔUmax,按下式計(jì)算被校萬用表電壓擋的準(zhǔn)確度等級(最大引用誤差):第31頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月圖

7機(jī)械表校試電路

第32頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月圖8校試刻度

第33頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月式中:Um為被校表的量限。若Ku=±2.5%,則被校表電壓擋在此量程的準(zhǔn)確度等級為2.5級。若準(zhǔn)確度已達(dá)到設(shè)計(jì)的技術(shù)要求,則認(rèn)為被測表合格。若低于設(shè)計(jì)的指標(biāo),必須作重新調(diào)整和檢查,直到符合要求為止。對于直流電流擋、交流電壓擋、電阻擋及其各量程的校試,均可按照上述方法進(jìn)行。

第34頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

(2)校試步驟。按圖9所示校試電路接線,被校表分別放置在直流電流為10μA、50μA、100μΑ、1mA、10mA、100mA、1000mA的各擋上,標(biāo)準(zhǔn)表相應(yīng)放置在直流電流各量程上,調(diào)節(jié)可變電阻器Rw,使標(biāo)準(zhǔn)表的電流讀數(shù)分別為8μΑ、40μΑ、80μΑ、0.8mA、8mA、80mA、800mA,再從被校表讀取相應(yīng)測量數(shù)據(jù),記入表3-1中。由表中最大引用誤差確定準(zhǔn)確度等級。若不符合要求,說明環(huán)形分流電阻不合格,可調(diào)整、

檢查分流電阻阻值,直到符合技術(shù)指標(biāo)為止。

第35頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月圖9直流電流擋校試電路

第36頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月①直流電壓擋校試。按圖7所示校試電路接線,分別校試0.5V、1V、2.5V、10V、50V、100V、250V、500V直流電壓擋。調(diào)節(jié)穩(wěn)壓電源的輸出電壓,使標(biāo)準(zhǔn)表的直流電壓讀數(shù)分別為0.4V、0.8V、2V、8V、40V、80V、200V、400V,再從被校表讀取相應(yīng)的測量數(shù)據(jù),記入表1中。由表中的最大引用誤差確定準(zhǔn)確度等級,若準(zhǔn)確度不符合要求,需檢查或更換分壓電阻。

第37頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月②交流電壓擋校試。按圖10所示校試電路接線,被校表放置在交流電壓10V擋位上,標(biāo)準(zhǔn)表也放置在相應(yīng)的量程上,調(diào)節(jié)自耦調(diào)壓器輸出電壓,使標(biāo)準(zhǔn)表指示為8V,從被校表讀取相應(yīng)數(shù)據(jù),記入表1中。若準(zhǔn)確度不符合要求,可通過調(diào)節(jié)R２０電阻來實(shí)現(xiàn)。再分別校試50V、250V、500V交流電壓擋,調(diào)節(jié)自耦調(diào)壓器輸出電壓,使標(biāo)準(zhǔn)表交流電壓讀數(shù)分別為40V、200V、250V,從被校表上讀取相應(yīng)的讀數(shù),記入表3-1中。

第38頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月圖10交流電壓擋校試電路

第39頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月③電阻擋校試。將被校表裝上電池,進(jìn)行零歐姆點(diǎn)調(diào)節(jié),對各電阻擋都要調(diào)節(jié)零歐姆點(diǎn)。若調(diào)節(jié)零歐姆調(diào)節(jié)旋鈕,指針不能指到零歐姆位置上,則可能是電池電量不足,應(yīng)予以更換;也有可能是調(diào)零電位器R