电子万能表基础知识培训资料.docx

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电子万能表基础知识培训资料

调试基本技能培训资料

第一章常见工具使用介绍…………………………………………2

一、万用表

三、电烙铁

四、螺丝刀、镊子、钳子

第二章基本电子元器件认识、识别和好坏判断……………………7

一、电阻

二、电容

三、二极管

四、三极管

五、MOS管

第三章各元器件在电路中的作用及原理图…………………………17

一、比较器

二、差分电路

二、4051芯片

三、4073芯片

四、4042芯片

五、TL431、PC817、EN555芯片

第四章采样、寄存及恒流控制单元工作原理………………………27

第一章常见工具使用介绍

一、常见工具

目的：

通过本次培训，使调试员对常用的工具，机械，仪表能够正解使用。

防止因使用不当造成人身和设备的伤害。

为日常的维修工作打好基础。

1、常用工具：

万用表、电烙铁、螺丝刀、镊子、钳子等

万用表电烙铁螺丝刀镊子

焊锡

万用表

2、数字万用表使用

一、数字万用表使用须知:

请注意检查数字万用表电池情况，将电源开关POWER按下，如果显示屏显示

符号，则表示电池不足，需要更换电池后再使用。

请注意测试表笔插孔旁的警告符号

，测试电压和电流不要超过其指示数字,在使用数字万用表测量前要先确保将量程开关置于你想测量的相应档位上,否则可能损坏万用表。

1、直流电压测量V–

（1）将黑表笔插入COM插孔，红表笔插入V/Q/Hz插孔。

（2）将功能/量程开关置于直流电压V-量程范围，将表笔并接在被测负载或信号源上。

显示屏在显示电压读数时，红表笔所接端的极性也将同时显示出来。

注意：

a、在测量之前如果不知被测电压范围，应将功能/量程开关置于最高量电压档并逐档调低。

b、如果显示屏只显示“1”或“OL”时，说明被测电压已超过量程，功能/量程开关需调高一档。

c、不要输入高于1000V电压，虽然有可能得到读数，但有损坏仪表内部线路的危险。

d、特别注意在测量高压时避免触电。

2、交流电压测量V~

（1）将黑表笔插入COM插孔，红表笔插入V/Q/Hz插孔。

（2）将功能/量程开关置于交流电压测量V~量程范围，将表笔并接到被测负载或信号源。

注意：

a、在测量之前如果不知被测电压范围，应将功能/量程开关置于最高量程档并逐档调低。

b、如果显示器只显示“1”或“OL”时，说明被测电压已超过量程，功能/量程开关需调高一档。

c、不要输入高于700V电压，虽然有可能得到读数，但有损坏仪表内部线路的危险。

d、特别注意在测量高压时避免触电。

3、直流电流测量A–

（1）将黑表笔插入COM插孔，当被测电流在200mA以下时红表笔插入200mA插孔；如被测电流在200mA～10A之间，则将红表笔插入10A插孔。

（2）将功能/量程开关置于A-量程范围，测试笔串入被测电路中，在显示电流读数时，红表笔所接端的极性也将同时显示出来。

4、交流电流测量A~

（1）将黑表笔插入COM插孔，当被测电流在200mA以下时红表笔插入200mA插孔；如被测电流在200mA～10A之间，则将红表笔插入10A插孔。

（2）将功能/量程开关置于A~量程范围，测试笔串入被测电路中。

注意：

a、在测量之前如果不知被测电流范围，将功能/量程开关置于最高量程档并逐档调低。

b、如果显示屏只显示“1”或“OL”时，说明被测电流已超过量程，功能/量程开关需要调高一档。

c、200mA插孔输入过载时会将内装保险丝熔断，须予以更换，保险丝规格为0.2A/250V，几何尺寸为Φ5×20mm。

d、10A插孔无保险丝，测量时间应小于10秒，一避免线路发热影响准确度。

5、电阻测量Ω

（1）将黑表笔插入COM插孔，红表笔插入V/Q/Hz插孔。

（2）将功能/量程开关置于Ω量程范围，将测试笔跨接到待测电阻上。

注意：

a、当输入端开路时，显示屏显示为过量程状态即显示“1”或“OL”。

b、当被测电阻>1MΩ以上时，仪表需数秒后方能稳定读数，对于高电阻的测量这是正常的。

c、检测在线电阻时，须确认被测电路已关断电源同时电容以放完电，方能进行测量。

d、两只手不能同时接触两根表笔的金属杆、或被测电阻两根引脚，以避免干扰。

6、通断测试

（1）将黑表笔插入COM插孔，红表笔插入V/Ω/Hz插孔。

（2）将功能/量程开关置于

量程范围，将测试笔跨接在欲检查之电路两端上。

（3）若被检查两点之间的电阻值小于约50Ω蜂鸣器便会发出声响。

注意：

a、当输入端开路时，显示屏显示为过量程状态即显示“1”或“OL”。

b、被测电路必须在切断电源状态下检查通断，因为任何负载信号将会使蜂鸣器发声，导致错误判断。

二、示波器使用

示波器是电子测量中必备的仪表，必须熟练掌握。

在些就不一一详细介绍。

三、电烙铁使用

a、刚刚那个买来的电洛铁，在使用前，要先用细砂纸将烙铁头打光亮，然后通电烧热，蘸上松香后用烙铁头刃面接触焊锡丝，使烙铁头上均匀地镀上一层锡。

这样可以便于焊接和防止烙铁头表面氧化。

旧的烙铁头如严重氧化而发黑，可用钢挫挫去表层氧化物，使其露出金属光泽后，重新镀锡，才能使用。

 b、开始使用，要先认真检查电源插头、电源线有无损坏，预防漏电并检查烙铁头是否松动。

要防止跌落，烙铁头上焊锡过多时，可用布擦掉。

不可乱甩，以防烫伤他人。

电烙铁使用过程中，不能用力敲击。

c、焊接过程中，烙铁不能到处乱放。

不焊时，应放在烙铁架上。

注意电源线不可搭在烙铁头上，以防烫坏绝缘层而发生事故。

d、使用结束后，应及时切断电源，拔下电源插头。

冷却后，再将电烙铁收回工具箱。

第二章基本电子元器件认识、识别和好坏判断

一、基本电子元器件

电子电路中常用的器件包括：

电阻、电容、电感、二极管、发光二极管（LED）、三极管、MOS管、蜂鸣器、芯片、继电器、变压器、保险丝、光耦、滤波器、接插件等。

并初步介绍最常用的各种元件作用。

（一）电阻

作为电路中最常用的器件，电阻器，通常简称为电阻（以下简称为电阻）。

电阻几乎是任何一个电子线路中不可缺少的一种器件，顾名思义，电阻的作用是阻碍电子的作用。

在电路中主要的作用是：

缓冲、负载、分压分流、保护等作用。

参数识别：

电阻的单位为欧姆（Ω），倍率单位有：

千欧（KΩ），兆欧（MΩ）等。

换算方法是：

1兆欧=1000千欧=1000000欧

贴片电阻读法

一般来讲贴片电阻表面丝印带英文字母表示是精密电阻，如需通过丝印知道阻值的

如100表示10Ω

101表示100Ω

102表示1000Ω

103表示10000Ω

当阻值小于10Ω时，以“*R*”表示，将“R”看作小数点，

如3R1表示3.1Ω。

电阻器的标志方法一般有直标法、文字符号法、色标法。

现在的贴片电阻又有三位数码法。

1、直标法可直接识读，不需解释。

2、文字符号法：

是用阿拉伯数字和文字符号两者有规律的组合起来表示阻值和允许偏差的标志方法。

表示单位并兼作小数点的文字符号：

  R表示Ω，K表示K,  M表示MΩ。

表示允许偏差的文字符号有：

B±0.1%，C±0.25%，D±0.5%，  F±1%，G±2%，J±5%，K±10%，M±20%，N±30%。

例如：

2R2K表示阻值是2.2Ω允许偏差是±5K%。

直插电阻读法

色标法：

色环法是现在最常用的标志方法，应该熟练掌握。

其各环各色的含义介绍如下。

（1）各环的含义：

色环电阻器分五环、四环和三环三种。

各环的含义分别如下图所示。

五环：

前三环表示前三位有效数字，第四环表示应乘以的倍率即前三位有效数字乘以10的几次方，第五环表示允许偏差。

四环：

前二环表示前二位有效数字，没有第三位有效数字，第三环表示应乘以的倍率即把前二位有效数字乘以10的几次方，第四环表示允许偏差。

三环：

及四环相同，只是没有第四环，表示允许偏差是±20%。

三种电阻的读出单位都是Ω，≥1000Ω时应化为KΩ，≥1000KΩ时应化为MΩ。

（2）各色在不同位置时的含义：

①色标的基本色码及其意义见下表

注：

在读色环电阻时，应正确识别第一色环，一般第色环距电阻头较近。

（二）电容的电路符号及图片识别

电容根据极性可分：

为有极性电容和无极性电容。

有极性使用时要注意方向。

识别方法：

电容的识别方法及电阻的识别方法基本相同，分直标法、色环法和数标法3种。

电容的基本单位用法拉（F）表示，其它单位还有：

毫法（mF）、微法（uF）、纳法（nF）、皮法（pF）.

其中：

1法拉=103毫法=106微法=109纳法=1012皮法容量大的电容基容量值在电容上直接标明，如10uF/16V容量小的电容基容量值在电容上用字母表示或数字表示。

字母表示法：

1m=1000uF,1p2=1.2pF,1n=1000pF

数字表示法：

一般用三位数字表示容量大小，前两位表示有效数字，第三位数字是倍率。

如：

102表示10x102pF=1000pF,224表示22x104pF=0.22uF

1、电容容量误差表

符号

F

G

J

K

L

M

允许误差

±1%

±2%

±5%

±10%

±15%

±20%

如：

一瓷片电容为104J表示容量为0.1uF、误差为±5%

故障特点

在实际维修中，电容器的故障主要表现为

1、引脚腐蚀致断的开路故障

2、脱焊和虚焊的开路故障

3、漏液后造成容量小或开路故障

4、漏电、严重漏电和击穿故障

（三）晶体二极管

晶体二极管在电路中常用“D”加数

作用：

二极管的主要特性是单向导电性，也就是在正向电压的作用下，导通电阻很小；而在反向电压作用下导通电阻极大或无穷大。

晶体二极管按作用可分为：

整流二极管（如1N4148）、肖特基二极管、发光二极管、稳压二极管等。

识别方法：

二极管的识别很简单，小功率二极管的N极（负极），在二极管外表大多采用一种色圈标出来，有些二极管也用二极管专用符号来表示P极（正极）或N（负极），也有采用符号标志为“P”、“N”来确定二极管极性的。

发光二极管的正负极可从引脚长短来识别，长脚为正，短脚为负。

（四）晶体三极管

晶体三极管在电路中常用“Q”加数字表示

特点：

晶体三极管（简称三极管）是内部含有2个PN结，并且具有放大能力的特殊器件。

它分NPN型和PNP型两种类型，这两种类型的三极管从工作特性上可互相弥补。

常用的PNP型三极管有：

9012、8550等型号;NPN型三极管有：

9011、9014、等型号。

晶体三极管的识别

1、测量的方法是先把万用表拨到“欧姆”档（通常用Rx100或Rx1K）进行。

2、用黑表笔接三极管的某一极，再用红表笔分别去接触另外两个电极，直至出现测得的两个电阻都很小，黑表笔所接的电极是三极管的基极，并且三极管为NPN型三极管。

当用红表笔接三极管的某一极，再用黑表笔分别去接触另外两个电极，直至出现测的两个电阻值都很小，红表笔所接的是基极，三极管为NPN型三极管。

3、NPN型三极管，确定基极后，假定其余的两个电极中的一个是集电极，将黑表笔接到此电极，红表笔接到假设的发射极上。

用手指把假设的集电极和基极捏起来。

看表针指示，并记下来此阻值的读数。

然后再作相反的假设，作同样的测试并记下此阻值的读数。

比较两次读数的大小。

读数小的一次黑表笔所接的那极为发射极E，另一极为集电极C。

MOS管

MOS管分类：

P沟道MOS管、N沟道MOS管

简单的说，mos管通过g端的电平来控制d及s端的导通，就像开关一样（g为按键，d及s分别为两边连线）。

N、P型的区别，就是一个为正电压启动（NMOS），一个为负电压启动（PMOS）。

即：

NMOS的g端为高电平时，d端及s端导通，为低电平时d端及s端断开；PMOS相反。

PS：

MOS管比较重要的参考有Vds，即d及s端允许的最大电压值；Ron，导通时的电阻；Ton，Toff，开关状态转变的时间。

G是栅极、S源极、D漏极

第三章各元器件在电路中的作用及原理图

一、比较器电路

1、电压比较器的工作原理：

正相输入端的电位高于反相输入端，输出高电平；

反相输入端的电位高于正相输入端，输出低电平。

2、当反向输入端电位为固定值，正向输入端为比较端；

当正向输入端电位为固定值时，反向输入端就是比较端。

二、差分比例运算电路

若电路只有两个输入，且参数对称，如图则：

U0=（Rf/R）x（u1-u2）

RS触发器

把两个及非门G1、G2的输入、输出端交叉连接，即可构成基本RS触发器，其逻辑电路如图所示。

它有两个输入端R、S和两个输出端Q、Q。

工作原理     

基本RS触发器的逻辑方程为：

根据上述两个式子得到它的四种输入及输出的关系:

1.当R端无效，S端有效时，则Q=0,Q=1,触发器置1。

2.当R端有效、S端无效时，则Q=1,Q=0,触发器置0。

二、芯片CD4051单八路模拟开关

CD4051引脚功能见图2。

CD4051相当于一个单刀八掷开关，开关接通哪一通道，由输入的3位地址码ABC来决定。

其真值表见表1。

“INH”是禁止端，当“INH”=1时，各通道均不接通。

此外，CD4051还设有另外一个电源端VEE，以作为电平位移时使用，从而使得通常在单组电源供电条件下工作的CMOS电路所提供的数字信号能直接控制这种多路开关，并使这种多路开关可传输峰－峰值达15V的交流信号。

例如，若模拟开关的供电电源VDD=＋5V，VSS=0V，当VEE=－5V时，只要对此模拟开关施加0～5V的数字控制信号，就可控制幅度范围为－5V～＋5V的模拟信号。

输入状态接通通道

INHCBA输出

0000“0”

0001“1”

0010“2”

0011“3”

0100“4”

0101“5”

0110“6”

0111“7”

1均不接通

三、芯片4073三输入及门

表达式Y=AｘBｘC

及门真值表　　（只有输入一个为0，输出全为0；输入全部为1。

输出才为1）

ABCY

0000

0010

0100

0110

1000

1010

1100

1111

四、芯片4042锁存触发器

CD4042为时钟控制锁存D型触发器，逻辑单元相当于主一从型D型触发器中的其中一级触发器，因此数据从D端送到输出端Q只要一个电乎就可以了。

当锁存器内部时钟为“L”低电平时传送数据，为“H”高电平时锁存数据。

对于一个完整的四D锁存器，锁存器的时钟端CP和极性控制端POL经异或门后作为锁存器的内部时钟，因此，存人数据的条件发生在时钟CP和极性POL同相时，异相时位锁存。

五、TL431是一个有良好的热稳定性能的三端可调分流基准源。

主要参数

三端可调分流基准源

　　可编程输出电压:

2.5V~36V

　　电压参考误差：

±0.4%，典型值@25℃（TL431B）

　　低动态输出阻抗:

0.22Ω（典型值）

　　等效全范围温度系数：

50ppm/℃（典型值）

　　温度补偿操作全额定工作温度范围

　　稳压值送从2.5--36V连续可调，

　　参考电压原误差+-1.0%，

　　低动态输出电阻，

　　典型值为0.22欧姆，

　　输出电流1.0--100毫安。

　　全温度范围内温度特性平坦，

　　典型值为50ppm，

　　低输出电压噪声。

　　封装：

TO-92,PDIP-8,Micro-8，SOIC-8,SOT-23

　　最大输入电压为37V

　　最大工作电流150mA

内基准电压为2.5V    

输出电压范围为2.5~36V

内部结构

TL431的具体功能可以用下图的功能模块示意。

由图可以看到，VI是一个内部的2.5V的基准源，接在运放的反向输入端。

由运放的特性可知，只有当REF端（同向端）的电压非常接近VI（2.5V）时，三极管中才会有一个稳定的非饱和电流通过，而且随着REF端电压的微小变化，通过三极管图1的电流将从1到100mA变化。

当然，该图绝不是TL431的实际内部结构，但可用于分析理解电路。

根据运放的特性，如果Vref远远大于VI，那么，运放的输出电流就会很小，这时，三极管的基极电流Ib就会很小。

六、PC817

PC817是一款1通道独立的光耦，常用在电路之间的信号输出，使之前端及负载完全隔离，目的在于增强电路的安全性，减小电压的干扰，减化电路的设计。

七、NE555芯片介绍

集成电路封装图555集成电路内部结构图

1、555芯片内部结构及引脚描述

555的8脚是集成电路工作电压输入端，电压为5V—18V，以UCC表示；从分压器上看出，上比较器6脚A1的5脚接在R1和R2之间，所以5脚的电压固定在2VCC/3上；下比较器A2接在R2及R3之间，A2的同相输入端电位被固定在Vcc/3上。

NE555管脚功能介绍：

1脚为地

2脚为触发输入

3脚为输出端（输出的电平状态受触发器控制，而触发器受上比较器6脚和下比较器2脚的控制。

当触发器接受上比较器A1从R脚输入的高电平时，触发器被置于复位状态，3脚输出低电平）

4脚是复位端

5脚是控制端

6脚是触发输入（2脚及6脚是互补的）

7脚称放电端

8脚为电源端

如下电路图讲解

1、变压器正反馈振荡电路，从变压器主级输入液压电流，次级获得感生电压输出。

2、Q1是开关管，电路工作在导通及截止过程。

3、R36、C16和D2组成构成钳位电路，能吸收在MOSFET关断时由高频变压器初级漏感产生的尖峰电压，保护MOSFET不受损坏

4、TL431及光耦组成稳压电路：

a,当次级电压上升，光耦的光敏管C、E内阻减小，2脚触发信号为高电平，控制IC内振荡器输出脉宽占空比减小，开关管G输出频率下降，使变压器初级电压下降。

b,反之同上。

所以输出电压经过稳压电路去控制端电流IC，使占空比发生变化，进行调节输出保持不变。

（注：

没有触发信号时，2脚高电平，当电源接通后，电路自动稳定在OUT=0的稳态。

当触发脉冲2脚的下降沿到来时，电路被触发，触发器置1，进入暂稳态，经过一段时间，电路又自动返回到稳态。

）

第四章采样、寄存及恒流控制单元工作原理

一、采样、寄存电路工作原理

1、采样原理：

每块控制板对应一块主板控制八只电池的电流、电压采样和寄存。

见附图所示：

八只电池的电流、电压采样分别由一片八路模拟开关4051控制。

以电压采样为例，一块主板的八只电池电压值（BV1～BV8）送至4051的输入端。

采样时，将组号和分组号置为高电平，此时4073对应的输出端变为高电平、通过电平转换，4051的输入禁止端变为低电平，允许数据传输。

这时再将A、B、C置为相应个号值，4051对应通道选通，相应的电池电压将从4051公共端输出，经光耦隔离后送至CPU板处理。

电流采样同电压采样相同。

2、寄存原理：

每块控制板同时控制对应主板的八只电池的寄存状态。

见图，八只电池的寄存状态由2个4位锁存器4042完成，每个4042控制四个电池。

当系统控制电池寄存时，先将8位寄存状态D1～D8送到锁存器4042的输入端。

然后把控制的组号和分组号置为高电平，将寄存允许信号置为高电平，这时要控制的分组对应的三及门4073的输出

变为高电平，送到4042的数据选通端，锁存器4042允许数据传输，将输入端的8位寄存状态D1～D8传送到输出端，控制电池寄存，同时点亮电池夹具上的寄存指示灯LED。

二、主电路及恒流控制单元工作原理

设定的工作电流大小（键盘或上位机给定）Ui加在运放OP07的同相输出端V+，运放将给定电压V+和反馈电压V-的电压差放大输出，调节G极电压（3A柜为50N06），可改变其导通程度，使其电流发生变化，反馈电阻R两端电压U也发生变法；当U等于给定电压V+时，恒流源达到平衡状态，充放电流稳定。

充电时，CPU板发出的Ui信号为正电压，因而U1输出为正电压，3A是50N06）导通，此时+7V电源通过50N06对电池充电。

充电过程中，当电池电压BV超过给定恒压值VU（如4.2V）时，

运放U2（4558）输出翻转为正电压，驱动三极管N4逐渐趋于饱和，CD电位逐渐降低，充电电流逐渐减小，使电池充电过程自然过渡到恒压阶段。

放电时，CPU板发出的Vi信号为正电压，因而U4输出的亦为负电压，TIP42导通，此时电池通过TIP42放电。

当电池电压达到设定的上限电压（充电）或下限电压（放电）时，CPU板发出寄存信号JC，使N1和N2饱和导通，CD电位降为零，FD电位上拉为+12V，充电管和放电管均截止，电池充放过程结束，进入寄存状态。

维修要点：

①充电电源+7V工作正常；

1控制电压+12V、-8V工作正常；

2充放电管50N06、TIP42工作正常，无损坏；

3恒流给定值Vi,恒压给定值Vu给定值正常；

IC工作正常。