MF-47型万用表的组装——实训指导书要点.pdf
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1、简介 电工电子实训套件共八套,是为在校大、中电子类专业学生提供的实 训配套电子元器件。 模块(一): “MF47 型万用表原理、组装、调试与维修”电工电子实 训,可提供:学生应修学完电路课程后进行实训、或一边讲课一边进行电 路安装调试及电路电压电流测量计算,首先对实训万用表电阻的计算,利 用分压公式、分流公式,对万用表电路进行分析。学生学习兴趣高实践教 学效果非常好,但必须用理论指导实训。 实训后,要求学生编写实训报告用实训中测量到的数据来验证理论, 计算误差并进行误差分析,从实践又回到理论总结提高。 模块(二) : “串联型直流稳压电源”可提供:整流电路、 滤波电路、 取样电路、比较放大电路
2、、基准电路、电源调整电路,的实训。 模块(三) : “无线电遥控电路”可提供:采用阻容降压的电源电路、 发射电路、信号接收电路、脉冲放大电路、双稳压继电器控制电路,的实 训。 模块(四) :“HX108 收音机组装与调试”可提供:输入电路、本 机振荡电路、混频电路、中频放大电路、检波电路、低频功率放大电路, 的实训。 模块(五): “声光控延时电路”可提供:声光信号提取电路、逻辑 控制电路、延时电路,可控硅控制电路,的实训。 模块(六) : “开关直流稳压电源”可提供:交流滤波网络电路、 220V 2 交流整流电路,开关振荡电路,反馈调整电路、开关电源保护电路,的实 训。 模块(七): “数字
3、电子钟电路”可提供:显示电路、译码电路、计 数器、校时电路、和脉冲产生的分频器及振荡器,的实训。 模块(八): “黑白电视机组装与调试”可提供:整机装配工艺、高 频电路、中频电路、行场振荡电路、显像管电路、高中低电压产生电路、 整机波形测量、波形调整方法、作图分析等综合实训。 南京电工电子实训元器件配套公司 2010-11-5 3 实训模块一: MF-47A万用表 原理、组装、 调试与维修 编写:韩冬梅 东南大学电工电子 2008 年 9 月 4 目录 1、电子测量基本知识2 2、指针式万用表原理概述 5 3、MF-47A元器件识读8 4、手工焊接基本知识12 5、MF-47A万用表元件的安装
4、14 6、直流电流部分电路的分析与调试14 7、直流电压部分电路的分析与调试15 8、交流电压部分电路的分析与调试16 9、欧姆表部分电路的分析与调试17 10、 整机组装与调试18 5 一、 电子测量基本知识 一、电子测量的基本概念 测量是为确定被测对象的量值而进行的实验过程。电子测量是测量学的一个重要分支。从广义 上,凡是利用电子技术进行的测量都可以说是电子测量;从狭义上来说,电子测量是指在电子学中 测量有关电的量值。 、电子测量的主要内容 1、电能的测量,如电压、电流、电功率等。 2、元件电路参数的测量,如电阻、电感、电容等。 3、电信号特征的测量,如信号的波形、频率、周期、时间、相位差
5、等。 4、电路参数的测量,如衰减、增益等。 5、特性曲线的测量,如频率特性、器件特性等。 、电子测量的特点。 ( 1) 测量频率范围极宽;10 61012HZ ( 2) 电子测量仪器的量程很广;(量程是测量范围的上限值和下限值之差) ( 3) 电子测量准确度高; (铷原子频标和铯原子秒) (4) 测量速度快; ( 5) 易于实现遥测和长期不间断的测量; ( 6) 易于实现测量过程的自动化和测量仪器的微机化。 二、电子测量仪器 、电子测量仪器的分类 1、专用仪器:是指为某一个或几个专门目的而设计的电子测量仪器,如电视彩色信号 发生器。 2、通用仪器:是指为测量某一个或几个电参数而设计的电子测量仪
6、器,它们能用于多 种电子测量。 3、按功能分类 信号发生器 信号分析仪器 频率、时间和相位测量仪器 网络特性测量仪器 电子元器件测试仪器 电波特性测试仪器 辅助仪器 4、按被测量的性质分类 、时域测量:测量与时间有函数关系的量。 、频域测量:测量与频率有函数关系的量。 、数字域测量:对数字逻辑量进行测量。 、随机测量:主要是指对各种噪声、干扰信号等随机量的测量。 按显示方式分 、 模拟式电子测量仪器:主要是用指针方式直接将测量结果在标度尺上 指示出来,如各种模拟式万用表和电子电压表等。 、数字式电子测量仪器:将被测的连续变化的模拟量转换成数字量之后,以数字方式显示 测量结果,以达到直观、准确、
7、快速的效果,如各种数字电压表、数字频率计等。 6 三、测量误差的基本概念 、几个术语 1、真值。被测量本身所具有的真实大小。在不同的时间、空间真值往往是不同的,但在一定的 时空条件下,真值是客观存在的,但又是难以准确测量出来的。 2、约定真值。指足够接近一个量的真值的量,从使用它的目的来考虑,它与真值的差可以忽略 不计。经常用理论值作为约定真值,简称真值。 3、测量误差。测量结果与真值的差别。 、测量误差的基本表示方法 1、绝对误差 、定义:被测量的测量值X与其真值A0之差 , 称为绝对误差, 用X表示。 X=X - A 0 X是一个具有大小、符号和单位的值,反应的是测量结果与真值的偏差程度,
8、但不能 反应测量的准确程度。 由于在实际测量中真值是无法确定的,所以用约定真值A来表示 , 则绝对误差 x 可用下 式表示: X X A 、修正值。与绝对误差的大小相等,但符号相反的量值。 2、相对误差。 绝对误差 x 与真值 A0 之比。 相对误差是两个具有相同量纲的量的比值,只有大小和符号,它反应了测量的准确度。 3、实际相对误差。 用约定真值代替真值,用 A表示为 、测量误差的来源和分类 1、 测量误差的来源 、仪器误差:由于测量仪器及其附件的设计、制造、检定等不完善,以及仪器使用过程中老 化、磨损、疲劳等因素而使仪器带有的误差。 影响误差:由于各种环境因素(温度、湿度、振动、电源电压、
9、电磁场等)与测量要求的条 件不一致而引起的误差。 理论误差和方法误差:由于测量原理、近似公式、测量方法不合理而造成的误差。 人身误差:由于测量人员感官的分辨能力、反应速度、视觉疲劳、固有习惯、缺乏责任心等 原因,而在测量中使用操作不当、现象判断出错或数据读取疏失等而引起的误差。 测量对象变化误差: 测量过程中由于测量对象变化而使得测量值不准确,如引起动态误差等。 2、 测量误差的分类 根据测量误差的性质,测量误差可分为随机误差、系统误差、粗大误差三类。 、随机误差 定义 : 在同一测量条件下(指在测量环境、测量人员、测量技术和测量仪器都相同的条件 下) ,多次重复测量同一量值时(等精度测量),
10、每次测量误差的绝对值和符号都以不可预 知的方式变化的误差,称为随机误差或偶然误差,简称随差。 随机误差主要由对测量值影响微小但却互不相关的大量因素共同造成。这些因素主要是噪 声干扰、电磁场微变、零件的摩擦和配合间隙、热起伏、空气扰动、大地微震、测量人员 感官的无规律变化等。 、系统误差 定义:在同一测量条件下,多次测量重复同一量时,测量误差的绝对值和符号都保持不 100 A x A 7 变,或在测量条件改变时按一定规律变化的误差,称为系统误差。例如仪器的刻度误差 和零位误差,或值随温度变化的误差。 产生的主要原因是仪器的制造、安装或使用方法不正确,环境因素(温度、湿度、电源 等)影响,测量原理
11、中使用近似计算公式,测量人员不良的读数习惯等。 系统误差表明了一个测量结果偏离真值或实际值的程度。系差越小,测量就越准确。 系统误差的定量定义是:在重复性条件下,对同一被测量进行无限多次测量所得结果的 平均值与被测量的真值之差。即 3、粗大误差:粗大误差是一种显然与实际值不符的误差。产生粗差的原因有: 、测量操作疏忽和失误如测错、读错、记错以及实验条件未达到预定的要求而匆忙实验 等。 、测量方法不当或错误如用普通万用表电压档直接测高内阻电源的开路电压 、测量环境条件的突然变化如电源电压突然增高或降低,雷电干扰、机械冲击等引起测 量仪器示值的剧烈变化等。 结论:含有粗差的测量值称为坏值或异常值,
12、在数据处理时,应剔除掉。 、 测量结果的表征 准确度 表示系统误差的大小。系统误差越小,则准确度越高,即测量值与实际值符合的程度 越高。 精密度 表示随机误差的影响。精密度越高,表示随机误差越小。随机因素使测量值呈现分散 而不确定,但总是分布在平均值附近。 精确度 用来反映系统误差和随机误差的综合影响。精确度越高,表示正确度和精密度都高, 意味着系统误差和随机误差都小。 四、课外作业 1、什么是测量?什么是电子测量? 2、按具体测量对象来区分,电子测量包括那些内容? 3、按不同的分类方式,电子测量的基本方式有那些? 4、什么叫绝对误差和相对误差,分别说明。 二、指针式万用表的基本原理 一、万用
13、表概述 万用表的基本原理是利用一只灵敏的磁 电式直流电流表(微安表)做表头(图1) 。当 微小电流通过表头,就会有电流指示。但表头不 能通过大电流, 所以,必须在表头上并联与串联 一些电阻进行分流或分压,从而测出电路中的电 流、电压和电阻。 二、 MF-47A技术指标 1、直流电压: 00.25V1V10V 50V 500V 1000V-2500V 图 1 8 2 、交流电压: 010V50V 250V 500V 1000V 2500V 3 、直流电流: 050A 0.5mA5mA 500mA 5A 4 、电阻: 02K20K 200K 2M 40M 5 、音频电平:10dB 22dB 6 、
14、hFE (晶体管放大倍数) : 0 300 7 、 电感:20H 1000H (50HZ ) 8 、 电容:0.001 F 0.3 F 三、面板部件功能 1、表头刻度: (右图 2) 、电阻档刻度(第一条黑 色刻 度线) 、交流电压、直流电压、 直流 电流档(第二条黑色刻度线)、交流10V 档(第三条红色刻 度线) 、晶体管放大倍数HFE(第四条 绿色刻度线) 、电容档(第五条红色刻度线) 、电感档(第六条红色刻度线) 、音频电平档(第七条红色刻 度线) 2、电阻档调零电位器 3、HFE插孔 4、转换开关 5、表笔插孔 6、在 1000V 档测 2500V交直流电压 四、基本测量原理 1、直流
15、电流测量原理 如右图3 所示,通过转换开关,使万用表内的表头(磁电式)并联一个适当的电阻( 称分流电阻 ) 进 行分流就可以扩展电流量程。 例 1:某表头满量程是50 微安,表头内阻1 千欧,现在要求扩展电流量程为5 毫安,分流电阻 R的阻值应选择多少欧姆? 根据所学知识得: 1n Rg R(其中 n为量程扩大倍数,Rg为电流表的内阻。 (1) (2) (4) (3) (5) (6) ( 7) 2 3 4 5 6 1 图 2 图 3 9 所以: 1.10 150/5000 1000 R 因此,只要用一个1010 的电阻与满量程为50uA内阻为1k 的表头相并联即可组成最大 测量范围为5mA的电
16、流表。同理,也可组成测量范围为50mA 、500mA或 5A的电流表。 2测量直流电压 (V) 的原理 如图4 所示,通过转换开关,使万用表内的表头串接一个适当阻值 的电阻 ( 倍增电阻 ) 进行降压,就可以扩展电压量程。 例如,有一块50uA、内阻 1 千欧的表头,现要使它成为最大量程为 5V的电压表,问需串接一个多大阻值的电阻? 根据所学知识得: 1RnRg()(其中 n 为量程扩大倍数,Rg为电流表的内阻,R 为图 4 中的降压电阻。 所以: 6 5 (1100099 50 1000 10 V RK V ) 所以,要扩大直流电压的量程,需串联一个电阻就能达到目的。 3测量交流电压(V)
17、的原理 因为万用表表头是直流电表,所以测量交流电压时,首先得将交流电压变换为直流电压,然后 再通过表头指示,如图5 所示。 图 5 中交流电变换为直流电是由D1和 D2完成的。扩展交流电压的方法与直流电压量程扩展原理 相似,这里就不重复。 4测量电阻 ( ) 的原理 图 6 所示,在表头上并联和串联适当的电阻,同时串接一节电池,电池的负极为万用表的正表 笔。当用万用表的表笔去测量电阻时,流过被测电阻的电流,其大小随着被测电阻的阻值变化而改 变,且与流过表头的电流成比例,因而可以测量出被测电阻的阻值。在图中W是零欧姆调整电位器。 表头内阻Rg、电位器 W 、R2、R1串并联后的总阻值称为表头中心
18、等效电阻,改变表头中心等效电阻的 阻值 (实际只改变R1的阻值 ) 就能改变电阻测量的量程。 图 4 图 5 图 6 10 三 MF-47A 元器件识读 一、电阻的识别 电阻器是用于稳定、调节、控制电压或电流的大小,起到限流、降压、偏置、取样,调节时间常数 等作用的常用电子元件。 、电阻器的命名方法及图形符号 1、按国家标准GB2470 81 的规定命名 2、图形符号 2、电 、电阻器的分类 1、按工作特性及功能分为 固定电阻器可变电阻器特殊电阻器 2、固定电阻按材料分为 碳膜电阻器金属膜电阻器线绕电阻器实芯电阻器等 3、特殊电阻按功能可分为 敏感电阻器水泥电阻器熔断电阻器等 4、敏感电阻器可
19、分为 区别代号(用大写字母表示) 序号(用数字表示) 分类(多用数字表示,个别用字母表示,参照P39表26 材料(用字母表示,参照P39表26) 主称(用字母表示R一般电阻、 W 电位器、 M 敏感电阻) 一般符号 敏感电阻 可调电阻 微调电阻 微调电阻 11 压敏电阻器热敏电阻器光敏电阻器等等 、电阻器的特性参数 1、标称值:是指电阻器上所标示的名义阻值,都必须符合标出阻值系列。常用的标称阻值系列有 E6、 E12、E24 2、额定功率:指在电路中长时间工作不损坏,或不显著改变其性能所允许消耗的最大功率。 3、阻值精度(允许偏差) 实际阻值与标注阻值的相对误差: 普通的: 5 10 20 精
20、密的:2 1 0.5 0.001% 、电租器的标注方法 1 、直标法:把元件参数直接标在元件的表面,适合体积 较大的元器件。 例 1:RXYC 50T1K510 R电阻 X线绕 Y被釉 C防潮 50功率 50W T 可调 1K51.5K 允许偏差 10 2、文字符号法 、用元件的形状及其表面的颜色区别元件的种类。 例:黑色电阻棕色电容淡蓝色电感 、电阻的基本标注单位是欧姆() ,电容的基本 单位是皮法(PF ) ,电感的基本单位是微亨(H) 1 103K106M 1F 106F109nF=1012PF 允许误差系列代号标称阻值系列 5% E24 1.0 1.11.21.31.51.61.82.
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