万用表原理与安装 备课.docx
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万用表原理与安装备课
万用表工作原理与安装
项目教学设计案例
时间：
二O一一年七月
MF47万用表原理与安装
实施方案
实施步骤
学习方式
学习目标
学习组织形式
课时
1、认识及使用万用表
听教师讲解，看教师使用，再练习使用
能了解万用表的功用，会使用万用表
教师在课堂内讲解，到电工实验室练习使用
2课时
2、拆装万用表
动手操作
会拆装万用表
课堂内分组按步骤拆装万用表
1课时
3、对照原理图分析工作原理
小组讨论研究
理解万用表的工作原理
课堂内分组讨论万用表的工作原理
2课时
4、列元件清单
小组合作
列出元件清单
课堂内分组合作列出元器件
1课时
5、领元器件
按清单领取元件，检查元件好坏
会核对元件型号，检查好坏
课堂内每个学生领取元件，用仪表检查元件
2课时
6、安装万用表
动手操作
独立完成万用表的安装
对照成品表的结构，完成万用表的安装
4课时
MF47万用表原理与安装
项 目 书
项目名称
《MF47万用表原理与安装》
工具准备
万用表、电烙铁、尖嘴钳、斜口钳、螺丝刀
应知准备
1）电阻串并联电路的分析
2）晶体管整流电路工作原理
3）分立元器件型号的识别
应会准备
1）分立元器件的检测
2）常用电子工具的使用
3）电烙铁焊接基本技能
项目实施步骤
1）认识及使用万用表
2）拆装万用表
3）对照原理图分析工作原理
4）列元件清单
5）领元器件
6）安装万用表
完成课时
12课时
指导教师
陈宏王佩
学 生
07级电子班 一班、二班（96人）
完成时间
项目教学过程教案
项目名称
MF47万用表原理与安装
总课时
12课时
授课模式
理论实践结合
教学
步骤
教学内容
备注
1、认识及使用万用表
教师讲解：
万用表是一种多功能、多量程的便携式电工仪表,一般的万用表可以测量直流电流、交直流电压和电阻，有些万用表还可测量电容、功率、晶体管共射极直流放大系数hFE等。
MF47型万用表具有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，是一种量限多、分档细、灵敏度高、体形轻巧、性能稳定、过载保护可靠、读数清晰、使用方便的万用表。
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。
通过本次电工实习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。
万用表是最常用的电工仪表之一，通过这次学习，学生应该在了解其基本工作原理的基础上学会安装、调试、使用，并学会排除一些万用表的常见故障。
锡焊技术是电工的基本操作技能之一，通过实习要求大家在初步掌握这一技术的同时，注意培养自己在工作中耐心细致，一丝不苟的工作作风。
图1指针式万用表与数字式万用表图2数字式万用表
万用表分为指针式、数字式两种（见图1）。
随着技术的发展，人们研制出微机控制的虚拟式万用表（见图2），被测物体的物理量通过非电量/电量，将温度等非电量转换成电量，再通过A/D转换，由微机显示或输送给控制中心，控制中心通过信号比较做出判断，发出控制信号或者通过D/A转换来控制被测物体。
我们的实习项目是指针式万用表的原理与安装，我们因此着重介绍指针式万用表的结构、工作原理及使用方法。
教师边讲解演示使用方法：
MF47指针式万用表采用控制显示面板＋表头一体化结构；档位开关用来选择被测电量的种类和量程；测量线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。
万用表可以测量直流电流、直流电压、交流电压和电阻等多种电量。
当转换开关拨到直流电流档，可分别与5个接触点接通，用于测量500mA、50mA、5mA和500μA、50μA量程的直流电流。
同样，当转换开关拨到欧姆档，可分别测量×1Ω、×10Ω、×100Ω、×1kΩ、×10kΩ量程的电阻；当转换开关拨到直流电压档，可分别测量0.25V、1V、2.5V、10V、50V、250V、500V、1000V量程的直流电压；当转换开关拨到交流电压档，可分别测量10V、50V、250V、500V、1000V量程的交流电压。
学生练习使用：
在实验室检测电阻、电流、电压等参数。
1、根据学生人数配备足够的MF47成品万用表发给学生。
2、学生练习时提醒学生正确的操作方法。
2、拆装万用表
分小组拆卸万用表：
取下电池盖和电池—拔去表笔—拆卸后盖板—松开电路板卡座—认识内部元件和结构。
分小组安装万用表：
安装过程和上面过程相反。
要求学生小心操作，不得损坏元件。
3、对照原理图分析工作原理
原理图：
MF47型万用表的电原理图附图3
MF47型万用表的印刷电路板图附图4
上面是MF47型万用表的原理图和印刷电路板。
它的显示表头是一个直流μA表，WH2是电位器用于调节表头回路中的电流大小，D3、D4两个二极管反向并联并与电容并联，用于保护限制表头两端的电压起保护表头的作用，使表头不至电压、电流过大而烧坏。
电阻档分为×1Ω、×10Ω、×100Ω、×1kΩ、×10kΩ、几个量程，当转换开关打到某一个量程时，与某一个电阻形成回路，使表头偏转，测出阻值的大小。
它由5个部分组成：
公共显示部分；直流电流部分；直流电压部分；交流电压部分和电阻部分。
线路板上每个档位的分布，上面为交流电压档，左边为直流电压档，下面为直流mA档，右边是电阻档。
MF47万用表电阻档工作原理（见图3），电阻档分为×1Ω、×10Ω、×100Ω、×1kΩ、×10kΩ、5个量程。
例如将档位开关旋钮打到×1Ω时，外接被测电阻通过“－COM”端与公共显示部分相连；通过“＋”经过0.5A熔断器接到电池，再经过电刷旋钮与R18相连，WH1为电阻档公用调零电位器，最后与公共显示部分形成回路，使表头偏转，测出阻值的大小。
4、列元件清单
可调电阻WH2 1个
电位器WH1 1个
可调电阻
电阻：
压敏电阻1个
其他电阻如下表
R10.47
R25
R350.5
R4555
R515k
R630k
R7150k
R8800k
R984k
R10360k
R111.8M
R122.25M
R134.5M
R1417.3k
R1555.4k
R161.78k
R17165
R1815.3
R1956
R2015k
R2120k
R222.69k
R23141k
R2420k
R2520k
R266.75M
R276.75M
R270.025k（分流器）
电容：
2A103J
涤沦电容1个
电解电容1个
保险丝、连接线、短接线：
线路板：
面板＋表头、档位开关旋钮、电刷旋钮及电池盖板：
面板+表头1个
档位开关旋钮1个
电刷旋钮1个正面 反面
面板＋表头、档位开关旋钮、电刷旋钮
提把、提把铆钉：
提把铆钉 2个
提把 1个
提把、提把铆钉
电位器旋钮、晶体管插座、后盖：
电位器旋钮 1个
晶体管插座1个
后盖1个
电池极片2个
铭牌1个
电池夹2个
螺钉M3×6 2个
钢珠 1个
弹簧1个
提把橡胶垫圈 2只
螺钉、弹簧、钢珠、提把橡胶垫圈
V形电刷1个
输入插管4只
晶体管插片6片
以上器件见附图5
5、领元器件
对照上面元器件清单领元器件并检查元件的好坏
在安装前要求每个学生学会辨别二极管、电容及电阻的不同形状，并学会分辨元件的大小与极性。
1、二极管极性的判断
判断二极管极性时可用实习室提供的万用表，将红表棒插在“＋”，黑表棒插在“－”，将二极管搭接在表棒两端（见下图），观察万用表指针的偏转情况，如果指针偏向右边，显示阻值很小，表示二极管与黑表棒连接的为正极，与红表棒连接的为负极，与实物相对照，黑色的一头为正极，白色的一头为负极，也就是说阻值很小时，与黑表棒搭接的时二极管的黑头，反之，如果显示阻值很大，那么与红表棒搭接的时二极管的正极。
2、电解电容极性的判断
注意观察在电解电容侧面有“－”，是负极，如果电解电容上没有标明正负极，也可以根据它引脚的长短来判断，长脚为正极，短脚为负极。
如果，已经把引脚剪短，并且电容上没有标明正负极，那么可以用万用表来判断，判断的方法是正接时漏电流小（阻值大），反接时漏电流大。
3、色环的认识
从材料袋中取出一电阻，注意别的东西不要丢失，封好塑料袋的封口。
对照下表观察，看它有几条色环，电阻有4条色环，其中有一条色环与别的色环间相距较大，且色环较粗，读数时应将其放在右边。
见下表
《电阻的色环》
颜色
第1数字
第2数字
第3数字（4环电阻无此环）
乘数
误差
黑
0
0
0
100
棕
1
1
1
101
±1%
红
2
2
2
102
±2%
橙
3
3
3
103
黄
4
4
4
104
绿
5
5
5
105
±0.5%
蓝
6
6
6
±0.25%
紫
7
7
7
±0.1%
灰
8
8
8
白
9
9
9
金
0－1
±5%
银
0－2
±10%
按材料清单一一对应，
记清每个元件的名称与外形。
开时请小心，
不要将塑料袋撕破，以免材料丢失。
清点材料时请将表箱后盖当容器，将所有的东西都放在里面。
清点完后请将材料放回塑料袋备用。
暂时不用的请放在塑料袋里。
弹簧和钢珠一定不要丢失。
电阻为什么用色环表示？
6、安装万用表
安装步骤：
1、焊接前的准备工作
1）清除元件表面的氧化层
元件经过长期存放，会在元件表面形成氧化层，不但使元件难以焊接，而且影响焊接质量，因此当元件表面存在氧化层时，应首先清除元件表面的氧化层。
注意用力不能过猛，以免使元件引脚受伤或折断。
清除元件表面的氧化层的方法是：
左手捏住电阻或其他元件的本体，右手用锯条轻刮元件引脚的表面，左手慢慢地转动，直到表面氧化层全部去除。
为了使电池夹易于焊接要用尖嘴钳前端的齿口部分将电池夹的焊接点锉毛，去除氧化层。
本次实习提供的元器件由于放在塑料袋中，比较干燥，一般比较好焊，如果发现不易焊接，就必须先去除氧化层。
2）元件引脚的弯制成形
左手用镊子紧靠电阻的本体，夹紧元件的引脚，使引脚的弯折处，距离元件的本体有两毫米以上的间隙。
左手夹紧镊子，右手食指将引脚弯成直角。
注意：
不能用左手捏住元件本体，右手紧贴元件本体进行弯制，如果这样，引脚的根部在弯制过程中容易受力而损坏，元件弯制后的形状，引脚之间的距离，根据线路板孔距而定，引脚修剪后的长度大约为8mm，如果孔距较小，元件较大，应将引脚往回弯折成形。
电容的引脚可以弯成直角，将电容水平安装，或弯成梯形，将电容垂直安装。
二极管可以水平安装，当孔距很小时应垂直安装，为了将二极管的引脚弯成美观的圆形，应用螺丝刀辅助弯制。
将螺丝刀紧靠二极管引脚的根部，十字交叉，左手捏紧交叉点，右手食指将引脚向下弯，直到两引脚平行。
有的元件安装孔距离较大，应根据线路板上对应的孔距弯曲成形。
元器件做好后应按规格型号的标注方法进行读数。
将胶带轻轻贴在纸上，把元器件插入，贴牢，写上元器件规格型号值，然后将胶带贴紧，备用。
注意：
不要把元器件引脚剪太短。
元器件制成后标注规格型号备用
如：
？
？
？
Ω
2、元器件的焊接与安装
在焊接练习板上练习合格，对照图纸插放元器件，用万用表校验，检查每个元器件插放是否正确、整齐，二极管、电解电容极性是否正确，电阻读数的方向是否一致，全部合格后方可进行元器件的焊接。
焊接完后的元器件，要求排列整齐，高度一致。
为了保证焊接的整齐美观，焊接时应将线路板板架在焊接木架上焊接，两边架空的高度要一致，元件插好后，要调整位置，使它与桌面相接触，保证每个元件焊接高度一致。
焊接时，电阻不能离开线路板太远，也不能紧贴线路板焊接，以免影响电阻的散热。
元器件的排列
桌面
焊接木架
间隙0.5～1mm
焊接时如果线路板未放水平，应重新加热调整。
应先焊水平放置的元器件，后焊垂直放置的或体积较大的元器件，如分流器、可调电阻等。
焊接时不允许用电烙铁运载焊锡丝，因为烙铁头的温度很高，焊锡在高温下会使助焊剂分解挥发，易造成虚焊等焊接缺陷。
接线。
见附图6
3、总装---机械部件的安装调整
1）提把的安装
后盖側面有两个“О”小孔，是提把铆钉安装孔。
观察其形状，思考如何将其卡入，但注意现在不能卡进去。
提把放在后盖上，将两个黑色的提把橡胶垫圈垫在提把与后盖中间，然后从外向里将提把铆钉按其方向卡入，听到“咔嗒”声后说明已经安装到位。
如果无法听到“咔嗒”声可能是橡胶垫圈太厚，应更换后重新安装。
大拇指放在后盖内部，四指放在后盖外部，用四指包住提把铆钉，大拇指向外轻推，检查铆钉是否已安装牢固。
注意一定要用四指包住提把铆钉，否则会使其丢失。
将提把转向朝下，检查其是否能起支撑作用，如果不能支撑，说明橡胶垫圈太薄，应更换后重新安装。
2）电刷旋钮的安装：
取出弹簧和钢珠，并将其放入凡士林油中，使其粘满凡士林。
加油有两个作用：
使电刷旋钮润滑，旋转灵活；起黏附作用，将弹簧和钢珠黏附在电刷旋钮上，防止其丢失。
将加上润滑油的弹簧放入电刷旋钮的小孔中，钢珠黏附在弹簧的上方，是、注意切勿丢失。
3）线路板的安装
电刷安装正确后方可安装线路板。
安装线路板前先应检查线路板焊点的质量及高度，特别是在外侧两圈轨道中的焊点，由于电刷要从中通过，安装前一定要检查焊点高度，不能超过2mm，直径不能太大，如果焊点太高会影响电刷的正常转动甚至刮断电刷。
线路板用三个固定卡固定在面板背面，将线路板水平放在固定卡上，依次卡入即可。
如果要拆下重装，依次轻轻扳动固定卡。
注意在安装线路板前先应将表头连接线焊上。
最后是装电池和后盖，装后盖时左手拿面板，稍高，右手拿后盖，稍低，将后盖从向上推入面板，拧上螺丝，注意拧螺丝时用力不可太大或太猛，以免将螺孔拧坏。
4、万用表故障的排除
1）表计没任何反应：
表头、表棒损坏；接线错误；保险丝没装或损坏；电池极板装错；电刷装错。
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。
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。
4）电阻档测量值偏差很大：
线路板上的15.3Ω或165Ω电阻烧坏。
焊接时一定要注意电刷轨道上一定不能粘上锡，否则会严重影响电刷的运转。
为了防止电刷轨道粘锡，切忌用烙铁运载焊锡。
由于焊接过程中有时会产生气泡，使焊锡飞溅到电刷轨道上，因此应用一张圆形厚纸垫在线路板上。
5、MF47型万用电表的简易检测方法
万用表套件中所提供的各种零部件都是预先经过标准化设计的。
安装完成的万用表只要正确装配，不少零件，不漏焊虚焊焊点，通常不需要逐档检测，其测量精度即可达到一般指针式万用表的各种技术指标。
但是在业余情况下检测万用表的好坏是每一个电子爱好者完成装配后的第一心愿。
下面介绍在没有专业仪器的情况下，几个基本档位的检测方法。
在检测自装万用表前，需准备电流/电压源和用于对比检测的标准表。
1）检测用的电流/电压源：
可以使用成品MF47型万用表替代。
将档位旋钮拨至电阻档，此时表棒插口输出的电流大约为：
R×1Ω档（100mA）、R×10Ω档（10mA）、R×100Ω档（1mA）、R×1k档（0.1mA）。
输出的直流电压大约为：
R×1Ω（1.5V）。
如果能找到专用的电压/电流源，可以逐个检测所有量程的档位。
2）用于检测对比的标准表。
可以用同型号指针表，检测时标准表与被测表放在相同档位进行对比测量。
也可以使用精度较高的数字表，检测时两只表应选择功能相同，量程相近的档位进行对比测量。
一、电流档的检测
a.检测电路如图所示串联连接：
b.将表
（一）的档位旋钮拨在电阻档上，使其输出相应的电流。
c.将标准表和被测表的档位旋钮拨至相同的电流档位置，如两只表显示值相同，则被测表与标准表同样准确。
二、直流电压档的检测
a.将电池、标准表和被测表并联连接，如下图所示。
b.将标准表和被测表的档位旋钮分别旋至相同的直流电压档，如两只表显示值相同，则被测表与标准表同样准确。
三、交流电压档的检测
将标准表和被测表的档位旋钮分别拨在交流250V或500V档，分别测试市电220V，如两只表显示值相同，则被测表与标准表同样准确。
四、直流电阻档的
a.准备一些普通电阻，阻值尽可能靠近被测表的中心值。
如47型中心值为16.5,就可分别选用16Ω（R×1档用），160Ω（R×10档用），1.6k（R×100档用），16k（R×1k档用），160k（R×10k档用）。
b.将电池装入万用表，按照R×1档-R×10档-R×100档-R×1k档-R×10k档的顺序逐档测量。
用标准表和被测表分别测量同样阻值的电阻，如两只表显示值相同，则被测表与标准表同样准确。
F47万用表原理与安装
项目教学考核评价表
班级：
姓名 指导教师：
考核项目
内容
配分
考核标准
得分
1、综合表现
学习过程中遵守纪律情况，积极参与的态度，安全生产等
10
根据学生综合表现酌情扣分
实施过程得分情况
认识及使用万用表
知道万用表的种类，会使用万用表测量
8
会机械调零、欧姆调零，会使用万用表测量电阻、电压、电流。
拆装万用表
熟练拆装万用表
2
能正确按照拆装步骤操作
对照原理图分析工作原理
分析思路清晰正确
10
会分析工作原理
列元件清单
能在规定时间内列出元器件清单
5
能基本列出元器件清单即可
领元器件
会对照型号核对元件并检查元件好坏
5
主要会检测元件的性能好坏，及时更换。
安装万用表
无错装漏装；档位开关旋扭转动灵活；焊点大小合适、美观；无虚焊调试符合要求；器件无丢失损坏；能正确使用各个档位。
60
有错装漏装一个扣2分；焊点有虚焊、搭焊、漏焊一个扣1分；丢失或损坏元件一个扣3分
附图3
47型万用表电路原理图
附图4
47型万用表印制板图
附图5
47万用表器件图
附图6
47万用表总装接线图
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