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北 京 交 通 大 学 大学物理实验
设计性实验
实验题目:万用表的设计与组装
学院班级 学号 姓名 首次实验时间 年 月 日 指导教师签字
万用表的设计及组装实验报告
●实验任务
分析研究万用表电路,设计并组装一个万用表。
●实验要求
1、 分析常用万用表电路,说明各档的功能和设计原理。、 2、 设计组装并校验具有下列四档功能的万用表: (1) 直流电流档;量程1.00mA;
(2) 以自制的1.00mA的电流表为基础的直流电压档:量程2.50V; (3) 以自制的1.00mA的电流表为基础的交流电压档:量程10.00V; (4) 以自制的1.00mA的电流表为基础的欧姆档(×100):电源使用一节1.5V; (5) 给出将×100电阻挡改造成的×10电阻挡的电路(不进行实际组装)。
●实验方案
(一) 直流电流档(1.00mA): 1、 电路图:
2、 实验步骤:
(1) 用数字万用表测量灵敏电流表内阻Rg。 (2) 连接如图所示的电路。
(3) 调节R2使得(R1+R2)等于Rg,调节R1使灵敏电流表达到满偏。 (4) 通过调节变压器读出几组不同的数据,进行校验。 (二) 直流电压档(2.50V) 1、 电路图:
2、 实验步骤;
(1) 连接如图所示的电路图。
(2) 通过计算得自制电流表需串联电阻R3.
(3) 调节R1灵敏电流表达到满偏,数字万用表读数为2.50V。
(4) 调节变压器读出几组两表的读数记录在原始数据记录纸上;画出校验图。
(三)交流电压档(10.00V): 1、 电路图:
2、 实验步骤;
(1) 连接如图所示的电路。 (2) 通过计算得R4阻值。
(3) 调节R1使灵敏电流表达到满偏,数字万用表的读数为10.00V。 (4) 调节变压器读出几组不同的读数并记录在原始数据记录表上。 (四)电阻挡(×100): 1、 电路图;
2、 实验步骤;
(1) 连接如图所示的电路。
(2) 通过计算得到灵敏电流表满偏时的R5阻值。
(3) 将正负表笔接到电阻箱上,通过改变电阻箱电阻大笑记录灵敏电流表上的读数。
(五)电阻档(×10)设计方案 1、电路图
●注意事项
1、注意交流直流档的选择(AC交流,DC直流);
2、注意二极管的方向不能接反,否则容易造成短路或断路; 3、检查完电路正确后再打开电源。
●参考文献
1、 2、
北京交通大学物理实验中心《大学物理实验》 吴柳《大学物理学(下册)》
数据处理结果:
尊敬的老师:
您好!
初踏社会,心情激动、紧张。激动的是我终于可以长大了,可以开始我真正的人生;紧张的是不知能社会,战胜这新环境。我最先到我哥所在的公司做了多月,刚进来公司的时候老板就和我聊了,问我网络会不会,组装和计算机有过吗?我当时真是出了一把冷汗,不过还好平日在学校都有这的动手,电脑被我也折腾过一段,游刃有余的回答了经理的问题.记得实习开始的那一天,我是在无聊中度过的,整日无所事事,几乎在办公桌前坐了一天,空闲得让我要打瞌睡了,真希望可以有人叫我帮忙做点事情啊!过了几天后,才开始做事,可是每天单纯的组装和计算机,我当然全力以赴,尽心尽力最好。现在想想其实这我的工作。后来回武汉在电脑城做了一段,觉得学到东西,于是便回家开了电脑维修店,这时,有个哥们要搞个网吧,叫我帮忙, 当时想没关系的,我有信心,怎么说也跟计算机,不懂就多动手多请教应该很快领悟的!劳动节天我就开始动手实干了。布线、接水晶头、装机、搞网络和调试;其实除了我,还有有经验的师傅一起做的,我一边做还可以一边学,他也会在一边,很快我对一直没接触过的事物!就这么一搞假期一下子就了,每天早上忙到晚上,很累,从未那么累!当网吧搞好后,那个师傅也走了,以后的事情都要我人去解决了,网吧的电脑,打印机的故障,不知道能够解决,而当真正将故障排除后,心里头有种说不出的高兴,我知道我的能力有限,但我没怕过,让我去摸索去解决,就算遇到实在不行的话,我会求助同学和朋友,给我做技术支持。我不怕问题的到来,问题总是可以解决的!
我学习了许多,成长了不少。五月的确很累,每天拖着疲惫的身子回家,后面也渐渐就习惯了。有新的知识学到,心里有充实感。大概在7.8月的时候,同学我一起做网站,网页制作可是我大学期间最喜欢的科目,现在竟然可以让我在工作中实践,我真的很开心。做了一段后,就劲了,于是便把网站卖了,在家里安心做事,在家里都好,信息武汉快,幸好有电脑,知识也慢慢的学的多了,时不时上网找找资料,的也就越多了.段实习的里,我经历了以前没事,就比如次领工资只是一点点的钱,但却是我人生的转折点,人在他的学生时代最的是学习东西,增长见识,锻炼能力,在大学学习时候,参于社会实践活动是的锻炼机会,赚钱主要的,学生,能赚多少钱,等你毕业了是赚钱的机会,只要有知识和能力,智慧,你就可以找到好的工作。实习是为将来打基础的阶段,珍惜每工作的机会,人,学历,从事工作,好好的、展示的能力,不要错过好的机遇。一件事情是轻轻松松的,但每一件事让人成长的,经历一段过程,喜悦或是艰辛,经历的不尽相同,但它的结果是相同的,都会因涉事而成长。我日子来的体会,我的之处希望老师纠正和
谢谢!
一、MF-47万用表的工作原理:
万用表主要是由指示器、测量电路和转换装置三部分组成。
指示器俗称表头,用来指示被测电量的数值,通常为磁电式微安表。表头是万用表的关键部分,万用表的灵敏度、准确度及指针回零等大都决定于表头的性能。
表头的灵敏度是以满刻度的测量电流来衡量的,满刻度偏转电流越小,灵敏度越高。一般万用表表头灵敏度在10~100μA左右。测电压时的内阻越大,其性能就越好。
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微小直流电流,由电阻、半导体元件及电池组成。它通常包括分流电路、分压电路和整流电路。分流电路将被测大电流通过分流电阻变成表头所需要的微小电流,分压电路将被测得高电压通过分压电阻变换成表头所需的低电压;整流电路将被测的交流,通过整流转变成所需的直流电。
二、安装配对过程:
第一步:清点材料,清点各个原件是否有缺失。第二步:将各电阻元器件对应各电阻的阻值。第三步:焊接。对照电路图,将原件按照图示插入对应的焊孔内用焊烙铁焊锡纸丝进行焊接。
使用电烙铁时,插上电源插头后,电烙铁温度上升的同时,待加热到焊锡熔点时,再往烙铁头上加焊锡。焊接时的注意事项:在焊接过程中,电烙铁温度很高,需正确持有焊烙铁,以防烫伤。
焊接时,确认电阻,元器件是否对应焊孔,焊点是否圆滑饱满,有无虚焊,连焊造成短路的现象。焊接的电阻电容,二极管后要先查看是否存在错焊,二极管上白色一圈代表负极,
如无错焊漏焊的情况在安照说明书安装电位器,输入插管,晶体管插座。焊接晶体管插座的时候要注意按照要先将金属弹片插入孔内然后要将应引脚弹片眼凹槽按压到垂直后,将引脚对准焊盘焊接。安装输入插是要非常仔细,严格的按照说明书。
要求输入管柱与电路板垂直,否则在将其插入到盒子的时候会由于四个角不能对准插孔而可能损坏电路板。在安装电刷的时候,一定不要安装错误,将电刷卡在槽中,否则在测试的换挡过程中造成表数字不准确。焊接完成后,检查电路板,电阻、元器件、焊点,没有问题后,将多余的引脚用剪刀剪去。最后拔掉电源插座,待电烙铁冷却后,焊接时烙头上挂有很多的锡,用布擦去烙铁头上的锡, 将焊烙铁放好。
三、万用表调试过程记录:
1: 机械调零:
正视万用表旋动万用表面板上的机械零位调整螺钉,使指针对准刻度盘左端的0"位置。
2:测量直流电压:
把万用表两表棒插好,红表棒接+",黑表棒接-",把档位开关旋钮打到直流电压档,并选择合适的量程。当被测电压数值范围不确定时,应先选用较高的量程,把万用表两表棒并接到被测电路上,红表棒接直流电压正极,黑表棒接直流电压负极,不能接反。根据测出电压值,再逐步选用低量程,最后使读数在满刻度的2/3附近。
3: 交流电测试:
测量交流电压时将档位开关旋钮打到交流电压档,表棒不分正负极,与测量直流电压相似进行读数,其读数为交流电压的有效值。
4:测量电阻:
插好表棒,打到电阻档,并选择量程。短接两表棒,旋动电阻调零电位器旋钮,进行电阻档调零,使指针打到电阻刻度右边的0"Ω处,将被测电阻脱离电源,用两表棒接触电阻两端,从表头指针显示的读数乘所选量程的分辩率数即为测得电阻的阻值。
5: 读数方法:
读数时目光应与表面垂直,使表指针与反光铝膜中的指针重合,确保读数的精度。检测时先选用较高的量程,根据实际情况,调整量程,最后使读数在满刻度的2/3附近。
四、测试问题总结
在试验中我有遇到许许多多的问题。从元器件,电阻的安装到焊接,最后调试。每一个环节都有很多困难。电烙铁使用,第一次接触,在焊接时手抖动的厉害。导致焊点有漏焊,虚焊。元器件焊接时把二极管位置弄错,电阻位置弄错,导致需要返工,最困难的就是将原来错误的元器件拿下来在重新焊接到的焊孔中上去。
待一切都安装完成后,却发现万用表无法正常使用,红黑表笔接触后,指针未发生偏转。最后将所有的元器件,焊点,电池,电线等所有检查一遍也没发现问题所在。最后在老师的帮助下,将问题解决。(问题的根本原因在于焊接时输入管柱未与电路板垂直将其插入到盒子的时候四个角不能对准插孔而使测试表笔不能准确插入,导致万用表无法正常工作,指针未偏转)
五、心得体会
此次万用表的实习让我收获了很多,使我第一次有机会接触电路元件,学会正确使用焊烙铁,正确焊接电路板,学会了一些相应工具的使用,自己动手万用表的制作,安装调试的全过程,将书本上电子技术基础所学知识运用到实际操作中去,我觉得很实用。让我深刻理解了纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行。
更加深入了解掌握的各个元件。如:电阻,光敏电阻,二极管,电位器的基本理,此次MF-47万用表的制作,安装,调试。锻炼了自己的动手实践能力,培养了理论与实践相结合的意识,提高了自身分析问题,
解决问题的能力,是一次不可多得的实践机会。其中在此次实验中影响最深刻的就是电路板的焊接,这是一项危险又需要耐心与细心的工作,焊接时总会出现许许多多的问题,因为是第一次焊接我总连焊将焊孔焊锡完全焊接在一起,再处理中特别困难,烙铁的温度的很高,锡冷却很快。
将连焊的地方用烙铁剔除是很难的,就这样不断的尝试,反复的失败。焊接是一件细致深入的工作,需要下功夫动脑子,积累经验。让我在以后的电工程实习中要认真,细心,需要勤于练习。因此,此次实习让我不光学到了知识,也培养了我的动手能力。更让我明白了遇到困难不要放弃,持之以恒要努力找到问题,从而解决问题。这是这次实习最重要的,对我今后的学习工作生活有很大的帮助,和重要的意义。
一、实习目的
1. 了解常用电子器件的类别、型号、规格、性能及其使用范围(色环电阻的识别等) ,能查阅有关的电子器件图书。能够正确识别和选用常用的电子器件,并且能够熟练使用万用表。
2. 学习并掌握超外差收音机的工作原理。
3. 熟悉手工焊锡的常用工具的使用及其维护与修理,基本掌握手工电烙铁的焊接技术,了解电子产品的焊接、提高动手能力。
4. 在散件的组装过程中进一步学习电子技术。
5. 掌握电子安装工艺了解测量和调试技术。
二、实习器材
1. 电烙铁、焊锡丝
2. 螺丝刀、镊子、钳子等必备工具
3. 万用表
4. S66型袖珍收音机实验套件
5. 电路图及元器件
6. 五号电池一对
三、原理介绍
(1)、实验说明
本教学用的散件为3V低压全硅管六管超外差式收音机,具有安装调试方便、工作稳定、声音宏亮、耗电省等优点。它由输入回路高放混频级、一级中放、二级中放、前置低放兼检波级、低放级和功放级等部分组成,接收频率范围为535千赫~1605千赫的中波段。
1. 元件说明
① 中频变压器(以下简称中周)三只为一套,其接线图见印制板图。T2 为振荡线圈的中周型号为LF10(红色)、T3为第一级中放用的中周(白色)、T4为第二季中放的中周(黑色)。中周外壳除起屏蔽作用外,还起导线的作用,所以中周外壳必须可靠地接地。(注:这三只中周在出厂前均已调在规定的频率上,装好后只需微调甚至不调,请不要乱调。)
② T5 为输入变压器,线圈骨架上有凸点标记为初级,印制板上也有圆点作为标记,器接线图在印制板上可以很明显的看出,安装时不要装反(还可以配合万用表测量进行分辨)。
③ VT5、VT6为9013属于中功率三极管,请不要与VT1~VT4为3DG201或9014、9018属于高频小功率三极管相混淆,因为它们的外形和脚位的排列都是一样的,VT1选用低β值(如绿点或黄点)的三极管,VT2、VT3选用中β值(如蓝点或紫点)的三极管,VT4选用高β值(如白点或灰点)的三极管,否则装出来的效果不好,p值与色点的对应关系:黄点40~55倍、绿点55~80倍、蓝点80~120倍、紫点120~180倍、灰点180~270倍、白点270~400倍。
④ 电路原理图中所标称的元件参数为参考值,如与实际给出的元件参数有出入需自己灵活掌握。
2.安装顺序
先装低矮和耐热元件(如电阻),然后再装大元件(如中周、变压器),最后再装怕热元件(如三极管)。
① 电阻的安装:先将阻值识别好,然后可以采用紧贴式和立式。我们要按 R1~R11 的顺序焊接,以免漏掉电阻,焊接完电阻之后我门需要用万用表检验一下各电阻是否还和以前的值是一样(检验是否有虚焊)。
② 电容和三极管的安装:先焊接瓷介电容,要注意上面的读数,紧接着就是焊电解电容了,特别要注意长脚是"+"极,短脚是"—"极。剪脚长度要适中,电解电容紧贴线路板立式安装焊接,太高会影响后盖的安装。
③ 由于调谐用的双连拨盘安装时离电路板很近,所以在它的圆周内的高处部分的元件脚在焊接前先用斜口钳剪去。
④ 焊接发光二极、喇叭和电池座。
⑤ 磁棒线圈的四根引线头可以直接用电烙铁配合松香焊锡丝来回摩擦几次即可自动镀上锡,四个线头对应的焊在线路板的铜箔面。
(2)原理说明(本机为超外差式收音机 )
所谓超外差式,就是通过输入回路先将电台高频调制波接收下来,和本地振荡回路产生的本地信号一并送入混频器,再经中频回路进行频率选择,得到一固定的中频载波(如:调幅中频国际上统一为465KHz 或455KHz)调制波。 超外差的实质就是将调制波不同频率的载波,变成固定的且频率较低的中频载波。在广播、电视、通讯领域,超外差接收方式被广泛采用。如下图,在超外差的设计中,本振频率高于输入频率。用同轴双联可变电容器,使输入回路电容C1-2和本振回路电容C1-1同步变化,从而使频率差值始终保持近似一致,其差值即为中频。
图一 超外差原理图
超外差式收音机是指输入信号和本机振荡信号产生一个固定中频信号的过程。如果把收音机收到的广播电台的高频信号都变换成一个固定的中频载波频率(仅是载波频率发生改变,而其信号包络仍然和原高频信号包络一样),然后再对此固定的中频进行放大、检波,再加上低放级,就成了超外差式收音机。这种收音机中,在高频放大器和中频放大器之间须增加一级变换器,通常称为变频器,它的根本任务是把高频信号变换成固定频率。而由于中频频率(我国采用465千赫)较变换前的高频信号(广播电台的频率)低,而且频率是固定的,所以任何电台的信号都能得到相等的放大量。另外,中频的放大量容易做得比较高,而不易产生自激,所以超外差式收音机可以做得灵敏度很高。由于外来电台必须经过“变频”变成中频频率才能通过中频放大电路,所以可以提高收音机的选择性。
图二 超外差式收音机原理图
注:1.调试时请注意连接集电极回路A、B、C、D(测集电极电流用)
2.中放增益低时,改变R4的阻值,声音会提高
图三 原理框图
(3)逐级分析说明
a.输入级
输入级调谐回路是由双联电容CA 、CB 和天线线圈 T1 组成。调节可变电容 CB 可以同时改变CA,使 LC 的谐振频率等于电台频率,以选择不同频率的电台信号。再由T1的d,c端耦合到下一级变频级。
b.变频
变频回路由混频、本机振荡和选频三部分电路组成。变频级是以晶体管 VT1 为中心,它兼有振荡、混频两种作用。它的主要作用是把输入的不同频率的高频信号变换成固定的 465kHz 的中频信号。由晶体管 VT1 、可变电容 CB、中周 T2 和电容 C1构成本地振荡器。它能产生等幅高频振荡信号,振荡频率总是比输入的电台信号高 465kHz。天线所接收信号由T1 耦合到VT1的基极,本机振荡信号通过 C1耦合到 VT1 的发射极。两种频率的信号在 VT1 中混频,混频即相当于模拟乘法器, 混频后由集电极输出的信号中包含了本振频率和电台振荡频率的差频为465kHz 的中频信号。由T3的初级线圈和谐振电容C组成并联谐振电路,它的谐振频率在465kHz,对混频输出信号进行选频,滤去其他频率的信号,只把465kHZ的信号耦合到下一级。
c.中放
选频级输出的中频信号由VT2的基极输入并进行放大,中放电路中的负载是中频变压器T4的初级线圈和谐振电容C,它们也是并联谐振在中频465kHz,对中频信号再一次选频,以保证只有有用信号被放大。
d. 检波与AGC
检波级的主要任务是把中频调幅信号还原成音频信号,C4、C5起滤去残余的中频成分的作用。检波工作由三极管VT3 的 be 结来完成,再由C5 滤去残余的中频成分,在检波负载RP上得到音频信号。检波后,音频信号由C6耦合到下一极去。自动增益控制AGC: AGC控制电压通过R3加到VT2的基极,其控制过程是:外信号电压↑→Vb3↑→Ib3↑→Ic3↑→Vc3↓通过Vb2↓→Ib2↓→Ic2↓→外信号电压↓。
e.低放级(电压放大)VT4
检波滤波后的音频信号由电位器RP送到前置低放管VT4, 把音频信号进行放大,使功放级得到更大的音频信号电压,使收音机有足够的音量。旋转电位器RP可以改变VT4的基极对地的信号电压的大小,可达到控制音量的目的。但是音频信号经过放大后带负载能力还是很差,不能直接推动扬声器工作,还需进行功率放大。
f.功放级
功率放大器的任务时不仅要输出较大的电压,而且能够输出较大的电流。VT5、VT6组成同类型晶体管的推挽电路,R7、R8和R9、R10分别是VT5、VT6的偏置电阻。C9是隔直电容,也是耦合电容。为了减少低频失真,电容C9选得越大越好。
四、实验过程
(1)元器件检查
对元器件清单目录表检查元件是否齐全,认识识别各种元器件以及认清其作用;
(2)元器件的焊接
焊接步骤:
①焊接前用万用表检测元器件及特性。
②将元件放到焊盘上,同时将烙铁放到焊盘相应部位,放入焊料,焊好先取出焊料,再取出烙铁。
③检查焊接质量,焊点是否光亮圆滑,有无错焊和虚焊,将不合格的焊点重新焊接。
注意事项:
① 按照装配图正确插入元件。
② 焊点要光滑,大小最好不要超出焊盘,否则容易发生短路等错误。 ③ 注意二极管、三极管的极性以及色环电阻的识别。如图所示。
实 训 报 告
MF47型万用表 的焊接、组装、调试
专业:汽车电子 班级:汽电S12-1 学号: 姓名:
一.实习目的和要求
目的:万用表的焊接、组装、调试、练习是自动化专业学生重要的实践教学环节,其目的是通过万用表的组装使用巩固和加深所学电子技术知识的理解,了解并初步掌握一般电子产品的生产制作、调试与研制开发的基本技能与方法,全面提高学生的实践动手能力和分析问题、解决实际问题的能力,为今后从事电子产品制作与创新设计工作奠定初步的实践基础。
要求:
1熟悉手工焊锡的常用工具的使用及其维护与修理。
2学会自己动手焊接万用表,可锻炼识别集电阻阻值,电容,电位器,二极管等的器件。3学会在实习中使用一些基本工具,如尖嘴钳、剥线钳、电烙铁,焊锡等。
4学会安装万用表,从而了解万用表的各个功能实现的原理,以期在日后对万用表的使用、维修更加娴熟。
二.实习内容
1认识万用表结构及工作原理 万用表MF47由表头、档位转换开关、电路板、面板等组成。表头是万用表的测量显视装置;档位开关用来选择被测电量的种类和量程;电路板将不同性质和大小的被测电量转换为表头所能接受的直流电流。2.万用表的焊接组装
(1)焊接材料与工具
焊接材料:焊锡丝、助焊剂
焊接工具:电烙铁及烙铁架,尖嘴钳,斜口钳,镊子,吸锡器,焊锡丝,未组装的数字万用表,(2)焊接
a.按照实验原理图将电阻器准确装入规定位置,烙铁头成45度角,顶住焊盘和元器件脚,预热给元器件和焊盘加热1~2s后将锡线从元器件脚和烙铁接触面处引入,锡线熔化。当锡散满整个焊板时,拿开锡线,烙铁继续放在焊板上,1~2s焊锡只有轻微冒烟的时候,拿开烙铁。焊完后将露在印制电路板表面多余引脚齐根剪去。
b用同样的方法焊接4个二极管和电容。注意二极管和电容的正负极性。
c.根据装配图固定表笔4个插孔,晶体管插座,保险丝夹,零欧姆调节电位器
d.焊接转换开关上交流电压档和直流电压档的公共连线,各档位对应的电阻元件及其对外连线,最后焊接电池架的连线。
f.检查、核对组装后的万用表电路,底板装进表盒,装上转换开关旋纽2.万用表的调试 首先查看自己组装的万用表的指针是否对准零刻度线,如果没有对准,则进行机械调零。然后装入一节1.5伏的二号电池和一节9伏的电池。
(4)焊接注意事项
1、焊接表面必须保持清洁,烙铁头保持清洁,如不及时清理,会很快被氧化
2、焊接时的温度、时间要适当,加热均匀
3、焊点要有足够的机械强度
4、焊点必须可靠保证导电性能
5、加热时应尽量时烙铁头接触印制电路板上的铜锡和元器件的引线
6焊点的正确形状:正确焊点,焊点就象光滑小山丘;不正确焊点,焊锡多,中间空,虚焊。
(5)
万用表的调试
首先查看自己组装的万用表的指针是否对准零刻度线,如果没有对准,则进行机械调零。然后装入一节1.5伏的二号电池和一节9伏的电池。
1档位开关旋钮打到欧姆档的各个量程,分别将表笔短接,然后调节电位器旋扭,观察指针是否能够指到零刻度线。
2.档位开关旋钮打到直流电压2.5伏档,用表笔测量一节1.5伏的电池,在表盘上观察指针的偏转是否正确。档位开关旋钮打到直流电压10伏档,用表笔测量一节9伏的电池,在表盘上观察指针的偏转是否正确。档位开关旋钮打到交流电压250伏档,用表笔测量插座上的交流电压。5.档位开关旋钮打到﹡10K欧姆档,测量一个6.75M的电阻。6.然后依次检测其它欧姆档位是否准确。
三、任务完成情况 经过焊接,组装,调试的万用表所测得的电源电压、电阻阻值的结果均在误差允许的范围内,达到了预期效果,实验基本成功。