昆明理工大学 电子实习报告.docx
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昆明理工大学电子实习报告
昆明理工大学
电子实习报告
实习题目：
MF47型万用表装配及带充电功能的可调直流稳压电
源排版
学院：
电力工程学院
班级：
2011级电气工程及自动化专业
姓名：
胡健
学号：
2011110501337
学期：
12—13学年短后学期
时间：
2013年09月01日—09月11日
目录：
一、实习目的.................................................................................2
二、实习内容..................................................................................2
三、实习过程.................................................................................3
（一）、MF47型万用电表的安装及调试..........................................3
1万用表工作原理和原理图....................................................3
2装配过程................................................................................4
3安装、调试过程.......................................................................5
（二）、带充电功能的可调直流稳压电源印刷电路板的设计
1带充电功能的可调直流稳压电源原理图...............................6
2绘制电路原理图并形成正确的网络表文件..........................9
3绘制印制板图......................................................................10
4原理图和印刷电路板图...................................13
四、问题解决及最终完成情况........................................................14
五、实习心得....................................................................................22
六、参考文献....................................................................................22
七、附录、附图.................................................................................23
一、实习目的
通过对实际应用电路的制作，培养学生基本的实验制作技能，训练其实践动手能力，启发学生在实践活动中的工程意识。
1、掌握电阻、电容、二极管等电子元件的识别方法、万用表的组装及焊接的基本方法和
技巧。
2、了解带充电功能的可调直流稳压电源的基本原理。
3、学会绘制电路原理图和印刷电路板图的基本方法和技巧。
4、增强同学们的动手能力。
5、掌握理论知识与实际相结合的方法与技巧。
6、让同学更加明确所学知识的用途及实际应用。
7、激发同学们对知识学习的积极性。
二、实习内容
1、万用电表的焊接、安装及调试
2、带充电功能的可调直流稳压电源印刷电路板的设计
三、实习过程
1、MF47型万用电表的安装及调试
A、万用表工作原理和原理图：
MF47型万用表是一种多量程的便携式仪器，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、体型轻巧、性能稳定、过载保护可靠、读书清晰、使用方便的新型万用表。
万用表的结构主要由表头、转换开关（又称选择开关）、测量线路等三部分组成。
其中测量线路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。
图一为MF-47型万用表外形图，该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500mA、50mA、115mA、0.5mA和50μA量程的直流电流测量。
同样，当转换开关拨到欧姆档，可用×1、×10、×100、×1KΩ、×10KΩ倍率分别测量电阻;当转换开关拨到直流电压档，可用于0.25V、1V、
2.5V、10V、50V、250V、500V和1000V量程的直流电压测量;当转换开关拨到交流电压档，可用于10V、50V、250V、500V、1000V量程的交流电压测量。
表笔分为红、黑二只。
使用时应将红色表笔插入标有“+”号的插孔中，黑色表笔插入标有“-”号的插孔中。
另外MF47型万用表还提供2500V交直流电压扩大插孔以及5A的直流电流扩大插孔。
使用时分别将红表笔移至对应插孔中即可。
电路图原理
B、装配过程：
1.MF47型万用表安装步骤
1.1清点材料
1.2二极管、电容、电阻的认识
1.3焊接前的准备工作
1.4元器件的焊接与安装
1.5机械部件的安装调整
1.6万用表故障的排除
1.7万用表的使用
2.按照实验原理图，分别将每个电阻焊接到线路板上。
3然后焊接4个二极管和电容。
注意二极管和电容的正负极性。
4.根据装配图固定4个支架，晶体管插座，保险丝夹，零欧姆调节电位器和蜂鸣器。
5．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。
至此，所有的焊接工作已完成。
6．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。
C、安装、调试过程：
组装过程：
1.按照实验原理图，分别将每个电阻焊接到线路板上。
2然后焊接4个二极管和电容。
注意二极管和电容的正负极性。
3.根据装配图固定4个支架，晶体管插座，保险丝夹，零欧姆调节电位器和蜂鸣器。
4．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。
至此，所有的焊接工作已完成。
5．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。
调试过程：
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BUZZ音频档，在万用表的正面插入表笔，然后将它们短接，听是否有鸣叫的声音。
如果没有，则说明安装的蜂鸣器线路有问题。
2.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。
3.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。
4.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。
5.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。
6.档位开关旋钮打到*10K欧姆档，测量一个6.75M的电阻。
7.然后依次检测其它欧姆档位。
8.然后依次检测其它欧姆档位是否准确
并且在焊的途中，应该注意一些基本问题，例如锡焊不能太多，形状要美光，不能烫坏电路板。
焊好后，如下图1所示：
图1
2、带充电功能的可调直流稳压电源印刷电路板的设计
A、带充电功能的可调直流稳压电源原理图：
电路原理图如下图2所示，电压调节主要由LM317完成：
图2带充电功能的可调直流稳压电源原理图
整流滤波、稳压、调压电路充电电路
1、整流滤波电路：
220V~市电——变压器——15V~——熔断器（短路保护）——
整流（VQ）——R6,VL1（电源指示）——滤波（C1）——15~18V直流
通过二极管单向导电作用，把由变压器得到的交流15V电压，变换成脉动直流电压，再经过电容滤波电路，把脉动直流电压变换成较为平缓的直流电压。
电路中红色二极管为电源接入指示，点亮为正常情况。
如果开电源，VL1不亮，则要检查原因，如保险、桥堆（VQ）等。
2、稳压、调压电路：
主要通过三端可调集成稳压电路LM317实现。
将整流滤波得到的较为平缓的直流电压经过LM317稳压和电位器RW1调压而得到稳定的可调输出电压。
整流滤波电压——LM317输入端——稳压——LM317输出端
（1.25V恒定电压）
LM317的主要特性是1、2端电压恒定为1.25V，在1、2端接一个固定电阻R1（200Ω），可在电阻R1上形成恒流，于是2端对地的电压为1.25V+RW1上的电压，即：
（式1）
RW1：
0~2.2K所以，调压范围为1.25～15V
正常情况下，317输入15~18V，输出1.25～15V。
所以1端电位应低于2端，1端电位也应低于3端。
当发生异常情况，如电源短路等，为保护317，加入二极管VD1，VD2起保护作用。
C2，C3：
平波
C2：
平滑LM317输入端电压
C3：
并在RW1两端，平滑输出电压
VD1、VD2、R1：
保护
当输入短路时，C4上的电荷通过VD1放电。
当输出短路时，C3上的电荷
通过VD2放电。
这样就不让大电流流过317。
C4：
滤除低频成分的脉动
C5：
滤除高频成分的脉动
317的调压范围（即输入电压）可达到27V，但前面的变压器也要换成27V。
3、充电电路
充电采用恒压形式。
电源直接取自整流滤波输出（LM317前一级），又通过R3和VW1组成的稳压电路为晶体管V提供固定偏置（经电阻分压后为3.5V），可以为电池组提供2.8V的稳定充电电压；电流由晶体管V提供，经电阻R2和VL2的限流，可为充电电池组提供约50mA的充电电流（电流会随充电电池组电压的建立有所下降）。
充电时间可以按下面式子核算，但由于电路为恒压形式，又设置有限流电路，故没有过冲问题。
充电时间＝电池标称安时数/充电电流
如：
500mAh电池，利用本充电装置充电（约50mA），按上式计算可知，充电时间需要10小时，考虑到电池充电后期，充电电流会略有下降，充电时间可稍微延长一些，比如12～14小时。
在实际安装制作中，有些元器件是需要安装在外壳面板上，再用导线连接到电路板，如变压器，红、绿指示灯（VL1、VL2），电位器，保险，开关，输出接线柱等8个元器件，所以，在图中将它们画成插座的形式。
以下电路为实际应用电路，绘制原理图时按此图作。
原理图中有24个元件，13个网络（N0001——N0013）。
实际安装制作中，有些元器件是需要安装在外壳面板上，再用导线连接到电路板，如变压器，红、绿指示灯（VL1、VL2），电位器，保险，开关，输出接线柱等8个元器件，所以，考虑到成品安装的需求，要在图中将它们画成插座的形式以便连接，以下图2电路为实际应用电路的排版图。
图3带充电功能的可调直流稳压电源排版图
原理图中有24个元件，13个网络（N0001——N0013）。
B、绘制电路原理图并形成正确的网络表文件
（1）打开SchematicEditor
（2）在库编辑窗口中选“增加/删除”添加库文件（在protel\元件库\sch目录下，一般情况在c:
\PFWSCH下），若库文件已经存在则转入下步
（3）选“文件”菜单点“新建文件”项，会出现绘图窗口
（4）选“选项”菜单点“设置图纸……”项，在出现的图纸设置对话框“选项”中选图纸大小为A4
（5）选“文件”菜单点“另存为……”选择目录并存储文件（注意：
此目录将存储以后过程中形成的所有文件，所以建议自己建立文件夹或按老师指定的文件夹存储文件）
（6）绘图：
放置器件，调整器件位置，通过导线实现器件间的互联。
绘图时若发现有画线锁定不住管脚的问题，请重新进入“步骤4”所述对话框，设置“栅格”中的“定位”及“可视”，一般全部设置为“5”可以解决问题。
电气联线不能用错工具。
（7）编辑器件的名称编号、型号参数，封装号。
（8）选“文件”菜单点“建立网络表……”形成网络表文件（注意不要马上关闭文件，若文件已经关闭，需在存储文件目录下用记事本重新打开）。
对照网络表文件与实习指导书上的电路图检验网络表。
必须通过校验，否则不能进入以下步骤。
C、绘制印制板图
1、
（1）打开ProtelforWindows1.5
（2）选“文件”菜单点“新建PCB文件”项，出现绘图窗口
（3）选“库编辑”菜单点“组件库管理……”，在出现窗口中点“增加”添加库文件（在protel.rar\元件库\pcb目录下，一般情况在c:
\PFW下），若库文件已经存在则转入下步
（4）选“网络表”菜单点“加载网络表……”，在出现的对话框中选先前形成的网络表，按“OK”会出现网络表调入情况说明，若网络表正确调入（“24＋1”个组件，“13”条网络，“39”条线）则进入下步，否则就必须形成报告检查错误（一般情况下，若网络表是经过校验的，有可能是库加载有误，请重新加载库文件或请老师指导）
（5）摆放器件
禁止布线层划定线路板有效区域（95mm×45mm）；
铺开器件：
点击“自动”“自动布局参数设置…”；
选取线条或器件，对器件摆放位置进行调整；
加散热器。
（6）网络优化。
点击“网络表”“优化网络表”“优化所有网络”。
（7）自动布线设置和全自动布线
点击“自动”“自动布线参数设置…”，线宽≧1mm。
“自动”“自动布线”“进行全部网络的自动布线”。
（8）一次布线不成功请调整器件及布线宽度，优化网络表，再次布线，直到布通为止。
（9）器件标注文字大小和位置调整；
（10）文字标注：
姓名和学号。
参考：
PCB板尺寸≥1mm线宽
2、画电路图。
①调整器件位置。
鼠标单击器件让器件处于选定状态——器件四周出现黑色虚线边框，再单击器件，可让器件粘连于箭头之上，按空格键（space）可调整器件姿态，即放置方向，然后在适当的位置点击鼠标即可把器件放置于该位置；按X，Y键可对调整器件左右、上下方向。
同样的方法还可以移动器件的标识；
②绘图。
用工具，把所有器件按照图纸连接好，用工具把所有连接点连上。
③编辑器件标号及参数。
按照图纸要求，修改每个元器件的型号及参数，并按照“器件封装对照表”选择封转号。
3.生成“设计规程检查报表”，看有无器件未连上导线等错误。
4.建立网络表，自行校验有无网络、型号参数等错误。
原理图中有24个元件，13个网络（N0001——N0013）
5、印板图绘制过程
1）.运行ProtelforPCBPCB编辑窗口。
2）.加载“2004pcb.lib”库文件。
3），观察网络表加载情况，若出现有网络或器件丢失，一定要点击生成报告按钮，然后返回电路图编辑状态，对照报告检查电路图绘制情况，否则点击OK进入编辑状态，这时点击3.看到调入的器件与网络。
4）.摆放器件。
①选择编辑窗口最下方工具条，点击展开，选定禁止布线层，设置定位栅格为0.25mm，线宽为1mm。
选择画线工具
尺寸：
95mm×45mm。
，然后按“进行自动布局”按钮，可以看到器件已被散布于刚才划定的有效区域中了。
③选取线条或器件，对器件摆放位置进行调整；此时可设置定位栅格为0.1mm。
5.网络优化。
点击网络表优化网络表优化所有网络
6.行布线的层面、线宽、布线时和布线后对线条的处理方法以及布线的算法。
进行全部网络的自动布线，会进入电路的自动走自动布线
7.进行全自动布线。
点击自动布线进行全部网络的自动布线，会进入电动
点击自动可，按电路板的尺寸画框，划定线路板有效区域；线路板
线状态，屏幕上将出现显示线路布通情况及布通率的窗口，待布线完成后又会出现一个提示窗口，点击窗口中的OK按钮，待窗口关闭就可以看到布线的结果了。
8.查看布线结果。
点击信息
通情况的窗口，检查有多少线未布通，布线不通时，把自动布线取消，重新调整元件的位置和方向，再进行一次。
9.手动处理未布通的线。
①点击自动利用飞线进行手工布线。
手动布置未布通的线
②放置跳线。
通过放置跳线布通上面步骤未布通的线。
10.器件标注文字大小和位置的调整。
①调整位置。
与调整器件的方法相同。
②调整标号及参数的大小
11.PCB图中有25个元件，13个网络（N0001——N0013），39条线。
以上工作完成后，点击信息看是否有错，无误后保存。
D、原理图、元器件清单和电路板图：
原理图：
元器件清单：
固定电阻器、固定电容器、电位器、二极管、三极管、整流桥、变压器、
电路板图：
四、问题解决及最终完成情况
1、为什么电阻用色环表示阻值，黑、棕、红、绿分别代表的阻值的数字是几？
固定电阻器的阻值通常用画在首部的色环来表示阻值。
对碳膜电阻来说，第一环表示电阻值的第一位数字，第二环表示电阻值的第二位数字，第三环表示将前两环所表示的数字再乘以10的n次方，而画在尾部的第四环则用来表示误差（图1a）。
金属膜电阻因精度较高而用五环表示，其中前面三环表示电阻值的数字，第四环用来表示倍率，而第五环则表示误差（图1b）。
图1
电阻器的色环标注规定如下表
颜色
黑
棕
红
橙
黄
绿
蓝
紫
灰
白
金
银
本（底）色
对应数值
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
±5%
±10%
±20%
例：
一金属膜电阻，其首环为黄色（即4）、二环为紫色（即7）、三环为红色（即2），四环为红色（即乘以
），五环为棕色，这样该电阻的阻值为
，误差为
。
2、万用表的种类有指针式、数字式，它们各有什么特点？
主要是体现在精度，因为模数转换的读数为数字式的，比肉眼看的指针读数天生少了一次误差而且不需要应用电磁偏转的方式显示读数，在较小的值和较大值测量上比指针式好了很多。
指针式的使用过程中使用不当的话造成指针弯曲读数就难受了，数字表相对两说就耐操的多了，而且体积和功能上数字表确实占优的多数字式的也没多贵，做一般性实验的数字表200左右就能买到。
3、指针万用表表头的结构及工作原理是什么？
指针系仪表分为磁电式和电磁式两种，现在指针系仪表多数以磁电式仪表为主，根据磁路不同磁电式仪表又分为，内磁，外磁，内外磁，三种，所以讲解下磁电式仪表，其中外磁表头的指针万用表很容易受到外磁场的干扰而引起测量不准现象，所以外磁表头的指针万用表一般会在万用表后盖板上设计一块金属屏蔽板，金属屏蔽板的作用就是屏蔽外界电磁场干扰让表头测量的更佳精准，而内磁表头的指针万用表是不会设计的，因为外磁表头很容易引入外界电磁场干扰，而引起测量不准现象，所以通过在万用表后盖板上设计金属屏蔽板来进行外磁屏蔽，从而让外磁表头测量的更佳精准。
下面介绍下磁电式仪表的表头：
磁电式仪表的表头是由：
动圈，定圈，阻尼器，弹簧游丝，以及指针，几部分组成，其中动圈和定圈的作用主要是通入电流产生磁场力，弹簧游丝的作用主要是产生反作用力矩带动表针偏转，阻尼器的作用是，当指针受到磁场力的作用而偏转时会产生一定的惯性而阻尼器的作用就是吸收这部分惯性让指针可以尽快的停止在某一点上以达到快速读数的目的。
4、如何判断电解电容的极性？
指针万用表电阻X1k档，测二级管换极两次低阻值时黑表笔相接者为正极；照上法测电解电容低阻值是表笔相接者为负极。
新买的电解电容器，外壳标有“-”号的为负极；2个脚，脚长的是正极，脚短的是负极。
电解电容的极性判别：
用电阻档测电容的电阻值正反测2次，用指针表测量：
阻值大的一次，万用表的黑色表笔为电解电容的正极。
理由是，电解电容加正向电压时候漏电流小，电阻大；反之则：
漏电流大，电阻小。
（注：
指针表电阻档时黑表笔是内部电池的正极，红表笔是内部电池的负极）
电容的好坏判别：
用电阻档，根据电容容量选择适当的量程，并注意测量时对于电解电容黑表笔要接电容正极。
①、估测微波法级电容容量的大小：
可凭经验或参照相同容量的标准电容，根据指针摆动的最大幅度来判定。
所参照的电容不必耐压值也一样，只要容量相同即可，例如估测一个100μF/250V的电容可用一个100μF/25V的电容来参照，只要它们指针摆动最大幅度一样，即可断定容量一样。
②、估测皮法级电容容量大小：
要用R×10kΩ档，但只能测到1000pF以上的电容。
对1000pF或稍大一点的电容，只要表针稍有摆动，即可认为容量够了。
③、测电容是否漏电：
对一千微法以上的电容，可先用R×10Ω档将其快速充电，并初步估测电容容量，然后改到R×1kΩ档继续测一会儿，这时指针不应回返，而应停在或十分接近∞处，否则就是有漏电现象。
对一些几十微法以下的定时或振荡电容（比如彩电开关电源的振荡电容），对其漏电特性要求非常高，只要稍有漏电就不能用，这时可在R×1kΩ档充完电后再改用R×10kΩ档继续测量，同样表针应停在∞处而不应回返。
5、如何判断二极管的极性？
用万用表R×100档或者R×1k档，测量二极管的正反向电阻。
如果二极管是好的，总会测得一大一小两个阻值。
由于万用表的红表笔接表内电池负极，黑表笔接表内电池正极，而二极管正向偏置时，阻值较小，所以，当测得阻值较小时，黑表笔所接的是二极管的正极，红表笔所接的是二极管的负极。
反过来，当测得的阻值很大时，红表笔所接是二极管的正极，而黑表笔所接是二极管的负极。
数字万用表先调至二极管档位：
用红表笔接假设的P端，黑表笔接另一端，测试值为几百左右，接着将表笔对调测试值为无穷大，表明现在红表笔接的是N极，黑表笔接的是P极。
6、请至少列出5项使用万用表的注意事项
（1）在使用万用表之前，应先进行“机械调零”，即在没有被测电量时，使万用表指针指在零电压或零电流的位置上
（2）在使用万用表过程中，不能用手去接触表笔的金属部分，这样一方面可以保证测量的准确，另一方面也可以保证人身安全
（3）万用表在使用时，必须水平放置，以免造成误差。
同时，还注意到避免外界磁场对万用表的影响。
（4）万用表使用完毕，应将转换开关置于交流电压的最大挡。
如果长期不使用，还应将万用表内部的电池取出来，以免电池腐蚀表内其它器件。
（5）焊接一个好的焊点，首先应该注意在使用电烙铁前，应该在烙铁加热的过程中给烙铁头镀锡，元件的表面没有氧化层。
五、实习心得
六、参考文献
模拟电子技术基础第四版华成英童诗白高等教育出版社
XX文库
电路第五版邱关源著
电机学第二版胡虔生胡敏强著
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