MF47D万用表的设计安装与调试.docx

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MF47D万用表的设计安装与调试

MF-47D万用表的设计、安装与调试

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摘要

现代生活离不开电，我们电类和非电类专业的许多学生都有必要掌握一定的用电知识及电工操作技能。

通过实习要求学生学会使用一些常用的电工工具及仪表，比如尖嘴钳、剥线钳、万用表，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。

万用表是电工必备的仪表之一，每个电气工作者都应该熟练掌握其工作原理及使用方法。

通过本次万用表的原理与安装实习，要求学生了解万用表的工作原理，掌握锡焊技术的工艺要领及万用表的使用与调试方法。

通过本次工程训练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。

本文介绍了MF-47D万用表的功能特点和注意事项和安装的电路图及其调试过程。

目录

第一章MF-47D万用表的概述3

第二章设计方案的选择和确定5

第三章电路图设计9

第四章性能测试与分析11

第五章心得体会12

第一章MF-47D万用表的概述

MF47型是设计新颖的磁电系整流式便携式多量限万用表.可供测量直流电流,交直流电压,直流电阻等,具有26个基本量程和电平,电容,电感,晶体管直流参数等7个附加参考量程,其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，携带方便，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。

其特点为：

1.测量机构采用高灵敏度表头，性能稳定；

2.线路部分保证可靠、耐磨、维修方便；

3.测量机构采用硅二极管保护，保证过载时不损坏表头，并且线路设有0.5A保险丝以防止误用时烧坏电路；

4.设计上考虑了湿度和频率补偿；

5.低电阻档选用2＃干电池，容量大、寿命长；

6.配合高压按着，可测量电视机内25kV以下高压；

7.配有晶体管静态直流放大系数检测装置；

8.量限多,分档细,灵敏度高,体积轻巧；

适合于电子仪器,无线电电讯,电工,工厂,实验室等广泛使用的万用表.

一、刻度盘与档位盘

刻度盘与档位盘印制成红,绿,黑三色.表盘颜色分别按交流红色,晶体管绿色,其余黑色对应制成,使用时读数便捷.刻度盘共有六条刻度,第一条专供测电阻用;第二条供测交直流电压,直流电流之用;第三条供测晶体管放大倍数用;第四条供测量电容之用;第五条供测电感之用;第六条供测音频电平.刻度盘上装有反光镜,以消除视差.除交直流2500V和直流5A分别有单独插座之外,其余各档只须转动一个选择开关,使用方便.

二、使用方法

在使用前应检查指针是否指在机械零位上,如不指在零位时,可旋转表盖的调零器使指针指示在零位上.将测试棒红黑插头分别插入"+""-"插座中,如测量交流直流2500V或直流5A时,红插头则应分别插到标有2500或"5A"的插座中.

1,直流电流测量

测量0.05~500mA时,转动开关至所需电流档,测量5A时,转动开关可放在500mA直流电流量限上而后将测试棒串接于被测电路中.

2,交直流电压测量

测量交流10~1000V或直流0.25~1000V时,转动开关至所需电压档.测量交直流2500V时,开关应分别旋转至交流1000V或直流1000V位置上,而后将测试棒跨接于被测电路两端.

3,直流电阻测量

装上电池（R14型2#1.5V及6F22型9V各一只）.转动开关至所需测量的电阻档,将测试棒二端短接,调整零欧姆调整旋钮,使指针对准欧姆"0"位上,（若不能指示欧姆零位,则说明。

。

电池池电压不足,应更换电池）,然后将测试棒跨接于被测电路的两端进行测量.

准确测量电阻时,应选择合适的电阻档位,使指针尽量能够指向表刻度盘中间三分之一区域.测量电路中的电阻时,应先切断电路电源,如电路中有电容应先行放电.当检查电解电容器漏电电阻时,可转动开关到R×1K档,测试棒红杆必须接电容器负极,黑杆接电容器正极.

三、注意事项

1.万用表虽有双重保护装置,但使用时仍应遵守下列规程,避免意外损失.

（1）测量高压或大电流时,为避免烧坏开关,应在切断电源情况下,变换量限.

（2）测未知量的电压或电流时,应先选择最高数,待第一次读取数值后,方可逐渐转至适当位置以取得较准读数并避免烧坏电路.（3）偶然发生因过载而烧断保险丝时,可打开表盒换上相同型号的保险丝（0.5A/250V）.2.测量高压时,要站在干燥绝缘板上,并一手操作,防止意外事故.3.电阻各档用干电池应定期检查,更换,以保证测量精度.平时不用万用表应将档位盘打到交流250V档;如长期不用应取出电池,以防止电液溢出腐蚀而损坏其它零件.

第二章设计方案的选择和确定

电源、电压及电阻的测量是电磁学实验中的基本测量.万用表实质上是把这三种测量线路巧妙地综合在一起用一个公用表头指示,而三种电路又有相对的独立性,满足各自的特殊要求,欧姆档含极值的设计方法更具有实际意义.综合起来,本题目是很有启发性的.

1．直流电流档的设计

电流档电路图

对于一个内阻为Rg,量限为Ig的微安表头,如果与其并联一只适当的电阻Rs,那么由于Rs的分流作用,可以使总的输入电流大于Ig.通常Rs是由几个电阻组合而成,而且总是被选取为一个较适当的固定不变的阻值,以确保表头内部转动部分始终处于近临界运动状态.

直流电流档电路如图4.3-1所示.设Ix为被测电流,有

对于给定的Rsx及RS,Ix与Ig成正比,在电流计的满度偏转时

此时对应的最大被测电流为Imx,则式（4.3-1）变成

由（4.3-2）式可知,当Rs取定值时,改装后的电流表的限量与该量限对应的分流电阻乘积为一常数,我们称这一常数V为表头回路电压或测量电压降.V对电流表的设计是非常重要的.如果要将电流表改装成多量程的电流表,则可以根据（4.3-2）式计算出各量程所对应流电阻值.

2.直流电压档的设计

直流电压档电路图

上述的微安表在满度偏转时,表头的两端电压为

可见一只微安表也可以做为一个量程为V0的电压表.若按照图4.3-1所示的电路,表头与Rs并联时,其等效电阻为Rge=Rg//Rs.而测量端间的电压仍为V0,若想扩大限量，必须再串联电阻Rp,其电路如图4.3-2所示.

若扩大后电压表的量限为Vmx,则有

式中Rpx+Rge称为直流电压表的内阻.当Rs取定后,1/Ige为一常数.由此可知,直流电压档的内阻与相应的量限之比为一常数.通常称常数1/Ige=SV为直流电压表的“电压灵敏度”,（或称为表头的每伏欧姆数）,其单位是Ω/V,它表示在一伏电压的作用下,使表头指针满度偏转时所需要的内阻值.所以,在确定了电压表的灵敏度之后,可根据所取的量限及（3）式求出相应的倍率电阻Rpx.

2．直流电阻挡的设计

直流电阻挡电路图

图4.3-2中电路左方为微安表头与Rs并联后构成一个等效表头,其内阻为

满量程时电压为

.此时,等效表头的满度电流应为Ige=Igo（1+Rg/Rs）.其等效表头的等效电路如图4.3-3所示.欧姆计测量电阻的电路如图4.3-4所示,图中Rx为待测电阻.该电路在忽略电源内阻的情况下,有

可见,电路中的电流IRx与被测电阻Rx值是一一对应的,但并非是线性的.若Rx=0时,刚好使表头满度偏转,即

则（4.3-4）式改写为

由（4.3-4）和（4.3-5）式可知,待测电阻Rx接入时,等效表头的指示电流IRx与满度电流Ige之比为

由（4.3-6）式可以看出:

（1）当Rx=0时,有IRx=Ige,所以欧姆计的零点应在标尺工作部分的右端.

（2）Rx=RD+Rge时,有

即当欧姆计的外电阻等于其内阻时,表头指示电流为满度电流的一半.因此,通常把内阻RT=RD+Rge称为欧姆计的中心阻值,也叫中值电阻.

（3）当Rx=∞,即欧姆计开路时,有IRx=0,此时指针无偏转.

（4）比值IRx/Ige表示,当电路接有待测电阻Rx时,表针的偏转刻度对满度值的百分数,该比值仅与Rx/RT有关.当中值电阻确定后,有一个Rx值便有一个确定的电流比.从而可以确定电阻档表盘的刻度.但是由于IRx/Ige与Rx之间的非线性关系,使得电阻档表盘的刻度是不均匀的,标尺刻度从右至左逐渐变密.测量时只有Rx接近中值电阻RT（指针指示在标尺的中央）时,测量误差最小（考虑这是为什么?

）.一般要求测量范围在0.1RT~10RT之间.所以,欧姆计一般都是多量限的,为了使各量限共用一个刻度盘,各档中心阻值均按10倍相差.如有1,10,100,1K等量限.

（5）电源E一般采用标称值为1.5伏的干电池,但当E的大小发生变化（如使用中逐渐变小）时,使欧姆计产生零点漂移,给测量带来一定的零点误差.为解决这一问题,在分流电阻RS中配接一个调零电位器RJ,如图4.3-5所示.电位器的滑动触头将RJ分为两部分,一部分与表头串联,另一部分与表头并联.当E>1.5伏时,电路中总电流偏大,可将滑动触头左移,以增加表头支路电阻;当E<1.5伏时,电路中总电流偏小,可将滑动触头右移,减小表头支路电阻,以便使欧姆计调零.

调零电位器的全电阻大小由E的变化范围决定.若电源电压由E1降到E2时,电路中总电流IR1降至IR2.而通过RJ的调整,可使在两种电压下保证表头达到满度偏转.由（4.3-2）式,得

由于RJ的电阻分配时对中心阻值影响较小,可认为RT=RJ,所以得

或

若取电源电压的变化范围在1.60~1.20V,则由（8）式,得

RJ的滑动触头移动时,会使等效内阻Rge发生变化,若RJ串入表头支路部分的电阻为r,有

可以证明,当

时,Rge有极大值.所以,设计电路时让电源电压的常规值对应Rge的极大值.即采用含有极值的电路,这样由于电阻档的调节使中心电阻RT的变化在极值左右摆动,从而使由于RJ的电阻分配对中心阻值的影响进一步减小.

由于0

因为干电池的电动势大部时间处于标称电压1.5伏的情况下,所以根据不等式0

第三章电路图设计

1、

原理图

2、

PCB设计图

第四章性能测试与分析

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。

1.测量交流电压

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。

2.测量直流电流

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流档，并选择合适的量程。

当被测电流数值范围不确定时，应先选用较高的量程。

把被测电路断开，将万用表两表棒串接到被测电路上，注意直流电流从红表棒流入，黑表棒流出，不能接反。

根据测出电流值，再逐步选用低量程，保证读数的精度。

3.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挥发油电阻的阻值。

如选用R×10档测量，指针指示50，则被测电阻的阻值为：

50Ω×10＝500Ω。

如果示值过大或过小要重新调整档位，保证读数的精度。

4.故障的排除

4.1表计没任何反应

4.1.1表头、表棒损坏

4.1.2　　接线错误

4.1.3　　保险丝没装或损坏

4.1.4　　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。

4.1.5　　电刷装错

4.2　　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。

4.3　　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。

第五章心得体会

经过一个星期的工程训练，让我更加熟练焊接技术，万用表的检测与调试，知道了电子产品的装配过程，我们还学会了电子元器件的识别及质量检验，知道了整机的装配工艺，这些都我们的培养动手能力及严谨的工作作风，也为我们以后的工作打下了良好的基础。

调试是一个非常艰难而又需要耐心的任务，但是它的目的和意义是十分重大的。

我们要通过对万用表的检测与调试，了解一般电子产品的生产调试过程，初步学习调试电子产品的方法，培养检测能力及一丝不苟的科学作风。

首先我们要检查焊接的地方是否使印刷电路板损坏，检查个电阻是否同图纸相同，各个二极管是否有极性焊错、位置装错以及是否有电路板线条断线或短路，焊接时有无焊接造成的短路现象，电源的引出线的正负极是否正确。

第二，要通电检测，当用万用表测量交流电时一定要注意安全。

最基本一点：

以前学习《模拟电子技术》课时，总觉得老师讲的太抽象，通过这次MF-47D万用表的设计、安装与调试的学习，又重新明白了很多东西。

而且这在我们以后的专业课学习中应该也是很有用的，就我们自己的专业来言我们也是要系统学习电力电子技术、自动检测技术及信号与系统方面的知识，而这次我们在的安装及调试过程中我们都用到了。

总之，在实习过成中，要时刻保持清醒的头脑，出现错误，一定要认真的冷静的去检查分析错误!

在最后终于看到自己安装的万用表能正常工作，真的很高兴，总算觉得自己的努力还没有白费!

参考文献

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工程训练成绩评定表

专业：

班级：

学号：

姓名：

项目名称

MF-47D万用表的设计、安装、调试

设计任务与要求

设计安装制作一个MF47万用表，安装制作的万用表可以用来测量直流（DCA）、直流电压（DCV）、交流电压（ACV）、交流电流（ACA）、直流电阻以及音频电平（db）、晶体管共射电流放大系数等，并要求测量参数须符合性能指标；同时要求安装规范，操作准确，焊接良好。

指导教师评语

建议成绩：

指导教师：

教研组评定意见

评定成绩：

负责人：

时间：

年月日