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1、830数字式万用表讲义0924电子装配实习课程讲义数字式万用表装配篇南京邮电大学电子科学与工程学院电工电子实验教学中心2013年9月一、DT830T数字万用表简介DT830T数字万用表（如图一所示）是三位半液晶显示小型数字万用表。它可以测量交流电压，直流电压，直流电流，电阻，三极管值，电池容量、二极管导通电压和电路短接等，由一个旋转波段开关改变测量的功能和量程，共有20档，主要技术指标如表1.1所示。本万用表最大显示值为1999，可自动显示“0”和极性，过载时显示“1”或“-1”，电池电压过低时，显示“ ”标志，短路检查用蜂鸣器。具有显示值“保持”（锁定）功能。表1.1 主要技术指标功能量程显

2、示值满度压降或开路电压分辨率准确度DCV200mV*.*等效电阻=1M0.1mV(0.5%读数+5)2V*.*1mV20V*.*10mV200V*.*100mV600V*1V(0.8%读数+5)ACV200V*.*等效电阻=452K100mV(1.2%读数+10)600V*1VDCA200A*.*满度压降=200mV0.1A(1%读数+2)2mA*.*1A(3%读数+2)20mA*.*10A200mA*.*100A(1.5%读数+2)200*.*开路电压=3V0.1(0.8%读数+3)2K*.*开路电压=1.5V1(0.8%读数+2)20K*.*10200K*.*1002M*.*1K(1%读数

3、+3)BATT1.5V*.*等效电阻=3740mA，容量符合9V*.*等效电阻=36125mA，容量符合三极管HFE*IB=10A，UCE=3V显示范围：01000二极管*正向导通电压(mV)正向电流1mA，反向电压3V蜂鸣器导通电阻50时机内蜂鸣器鸣叫开路电压3V二、DT830T数字万用表原理DT830T数字万用表主要包括8部分:1、A/D转换电路，2、基本测量电路和LCD显示电路，3、直流电压测量电路，4、交流电压测量电路，4、直流电流测量电路，5、电阻测量电路，6、电池容量测量电路，7、二极管测量电路，8、HFE测量电路。各部分电路分述如下。2.1 A/D转换电路A/D转换电路使用一片已

4、封装在印制电路板上型号为ICL7106CM44的A/D转换集成电路，管脚排列如图2.1，各管脚功能功能如表2.1。表2.1 ICL7106CM44管脚功能表管脚名脚号功能管脚名脚号功能AB426千位笔划驱动BP/GND28液晶背极驱动A330百位笔划驱动POL27负极性符号驱动B323LB33低电压符号指示C331OSC17振荡器外接RC端D322OSC26E325OSC34F324DEEN1未用G329INTEN2未用A219十位笔划驱动TEST3显示测试端B218HOLD5保持控制输入端C217REF HI44基准电压输入端D216REF LO43E221CREF+42基准电容连接端F22

5、0CREF-41G232COMMON40模拟电路公共端A112个位笔划驱动IN HI39被测电压输入端B111IN LO38C110AZ37自动调零电容D19BUFF36积分电阻E115INT35积分电容F113V+89V电池正端G114V-349V电池负端7106片内包含了二次积分式A/D转换电路和LCD驱动电路。A/D转换所需的时钟信号可由OSC1（7脚）输入4048KHz的外部时钟，亦可在OSC2（6脚）连接振荡电阻R、OSC3（4脚）连接振荡电容C组成片内时钟，片内时钟的振荡频率f=0.45/RC，周期为tOSC。该振荡频率被4分频后作计数周期信号，其周期为tCK。A/D转换的模拟电路

6、部分的框图如图2.2。二次积分式A/D转换的每个测量周期分为三个阶段：自动校零阶段、信号积分阶段、反向积分阶段。积分放大器典型输出波形（35脚INT ）如图2.3。1）自动校零阶段此阶段内完成三件事：输入端（VIN）与外部断开，在片内与模拟公共端（COMMON）短接；参考电容充电到参考电压值；自动校零电容CAZ充电，以补偿缓冲放大器、积分器和比较器的失调电压，使得折合到输入端的失调电压小于10V。2）信号积分阶段此阶段自动校零回路断开，输入端（VIN）接通，转换器对IN HI（39脚）和IN LO（38脚）间输入的差动输入电压进行一固定周期（1000tCK）的积分。积分电压值正比于输入电压。3

7、）反向积分阶段此阶段转换器将IN HI（39脚）与先前已充电的参考电容连接，内部电路能确保电容的极性正确连接，以确保积分器的输出能回到零。积分器的输出回到零的时间正比于输入信号的大小，该时间段计数器的计数值亦是测量显示值，测量显示值=1000VIN/VREF 。管脚40（COMMON）模拟电路公共端设置的电压比V+（8脚）低3V（典型值），具有30mA陷电流和10A源电流能力。温度系数优于80ppm/。管脚3（TEST）显示测试端，接V+时所有的LCD驱动端都显示，显示为“1888”，此时TEST管脚的陷电流为15mA。此方式下，显示端为一固定直流电压（没有方波），如果持续时间较长会损坏LCD

8、屏。图2.4 基本测量电路和LCD显示电路2.2基本测量电路和LCD显示电路1）基本测量电路基本测量电路如图2.4中基本测量电路所示。C1、R1为振荡元件，为A/D转换电路设置约为40KHz的时钟信号。C2为参考电容。C3为自动校零电容。R4为积分电阻。C5为积分电容。R7、RV1、R5组成的分压电路为A/D转换电路提供100mV的基准电压，R30、C6组成基准电压的滤波电路，R2是基准电压负端的隔离电阻。R3是输入端的隔离电阻，亦是基本测量电路的输入电阻。此电路的基准电压VREF=100mV，输入直流电压VIN为0199.9mV。测量显示值=1000VIN/VREF 。基本测量电路实质就是一

9、个满量程为200mV的直流电压表。管脚1、2、3未使用。V+、（8脚）V_（34脚）接9V工作电压。HOLD（5脚）连接VCC时停止A/D转换，显示数值保持，悬空时正常转换，显示值刷新3次/秒。其余管脚都用于显示相关的数字或符号图中SW1是9V工作电压开关。SW2是显示锁定（HOLD）开关。S1S5是5刀20位联动开关，用于切换测量功能和量程。2）LCD显示电路LCD显示电路如图2.4中显示单元电路所示。BC4用于驱动千位（只显示1或不显示）笔划，A3G3用于驱动百位笔划，A2G2用于驱动十位笔划，A1G1用于驱动个位笔划，百位、十位、个位均可显示09。BP（28脚）是液晶背电极驱动，POL是

10、极性负号驱动，LB（33脚）是电池电压过低符号驱动。各笔划驱动利用导电胶与液晶显示板相连。各笔划输出驱动信号均为方波，液晶背电极（BP）的输出亦是同频率的方波。当两个方波同相时液晶无显示，两方波反相时液晶显示相应笔划。图中DH接VCC时显示“H” （显示锁定），悬空时不显示。小数点dp1、dp2、dp3由开关S5控制，各档位小数点显示的位置如前文表一所示。3) 直流电压测量电路直流电压测量如图2.5所示。电路由S2开关接通“V/R”表棒插孔，S1开关切换量程，S4开关接通“COM”。被测电压经分压电阻分压后成为VIN，由7106完成A/D转换并显示结果。图2.5 直流电压测量电路以20V档为例

11、：被测电压UX，基准电压UREF ，0UX19.99V UREF=100mV当UX=15V时：20V档的小数点设置在百位与十位之间。4) 交流电压测量电路交流电压测量电路如图2.6所示。由S2开关接通“V/R”表棒插孔，S1开关切换量程，S4开关接通“COM”。图2.6 交流电压测量电路被测电压UX（频率在45500Hz范围内的正弦电压有效值），经D1半波整流和分压电阻分压后成为UIN，UIN(平均值)=0.45UX(有效值)，由7106完成A/D转换并显示结果。以200V档为例，0UX199.9V， UREF=100mV当UX=150V时：显示值=1494把小数点设置在十位与个位之间。图七

12、交流电压测量电路5) 直流电流测量电路直流电流测量电路如图2.7所示。由S1开关接通“mA”表棒插孔并切换量程，被测电流流过相关电阻转换成电压后由S3开关接通“VIN” ，S4开关接通“COM”。 7106完成A/D转换并显示结果。以2mA档为例：0IX1.999mAUIN=IX(R28+R8+R10) =100IX当IX=1.5mA时：显示值=1500把小数点设置在千位与百位之间。6) 电阻测量电路电阻测量电路如图2.8所示。由S3开关接通“V/R”表棒插孔，S1开关切换量程，S2开关接通VCC，S4开关接通热敏电阻和三极管Q1。由7106完成A/D转换并显示结果。为防止在电阻档误测电压造成

13、电表损坏，增加了通热敏电阻（PTC）和三极管Q1保护元件，热敏电阻的阻值随电流的增大而增大，用于限流。Q1连接成稳压工作模式（稳压值约为6.5V），正常测量时不导通，当输入电压超过6.5V，的e、b导通，其余电压作用于PTC上使其发热后阻值增大，起到一定的保护作用。电阻测量采用“比例测量法”：以20K档为例： 0RX19.99KRREF=R21+R20+R29=10K当RX=12.5K时把小数点设置在百位与十位之间。7) 电池容量测量电路电池容量测量电路如图2.9所示。由S1开关接通“mA”表棒插孔并切换量程，被测电流流过相关电阻转换成电压后由S3开关接通“VIN” ，S4开关接通“COM”，

14、 7106完成A/D转换并显示结果。UREF=100mV设电池电压为UX，对于1.5V电池：对于9V电池：把小数点设置在十位与个位之间。单位：mA1.5V电池测得电流40mA、 9V电池测得电流25mA，认为电池容量正常。8) 二极管测量电路二极管测量电路如图2.10所示。包含了蜂鸣器电路（用于判断是否短路）。由S3开关接通“V/R”表棒插孔，S1开关接通“VIN”， S4开关接通热敏电阻和三极管Q1，S2开关接通蜂鸣器电路，S5开关接通VCC，由7106完成A/D转换并显示结果。VCC到COM之间电压差：U = 3VUREF=1K1mA=1V， UIN=UD（UD为被测二极管端电压）当UD=

15、0.65V时不设置小数点，显示的单位为mV。当UD0.07V时，蜂鸣器鸣叫，视为短路。二极管反接时，显示的最高位“1”，表示超量程。蜂鸣器电路由运放和Q2组成。IC2:B构成电压比较器，IC2:A构成方波振荡器，Q2作开关控制。未做测量时，反相输入端电位U-=0.069V，同相输入端电位U+=VCC，输出UOVCC，三极管Q2不导通。在测量时，当表棒插孔间电压UD0.069V时，输出UOVSS，Q2导通，蜂鸣器鸣叫，表示短路（此时对应表棒插孔间的电阻69）。) HFE测量电路HFE测量电路如图2.11所示。由S3开关接通“VIN”， S4开关接通“COM”，由7106完成A/D转换并显示结果。

16、被测二极管区分“NPN”或“PNP”型插入专用插孔。测试条件：Ib10A，UCE=3V。有IC=Ib，UREF=100mV。不需设置小数点直接显示值。三、万用表装配过程在熟练掌握焊接基础上，DT830T型数字万用表的装配过程可分为以下几个步骤：3.1元件识别对所有元件类型与标称值进行读取、分类记录。元件清单如下表：表3.1 DT830T型数字万用表元件清单编号名称型号及规格元件编号数量1精密金属膜电阻0.99 -0.5%R10 1黑白白银 绿 5%2精密金属膜电阻9 -0.3%R81白黑黑银 蓝 2%3精密金属膜电阻90 -0.3%R28 1白黑黑金 蓝4精密金属膜电阻100 -0.3%R29

17、 1棕黑黑黑 蓝5精密金属膜电阻900 -0.3%R17,R20 2白黑黑黑 蓝6精密金属膜电阻9k -0.3%R211白黑黑棕 蓝7精密金属膜电阻90K -0.3%R221白黑黑红 蓝8精密金属膜电阻352K -0.3%R231橙绿红橙 绿9精密金属膜电阻548K -0.3%R271绿黄灰橙 绿10金属膜电阻36 1%R91橙蓝黑金 绿11金属膜电阻360 1%R111橙蓝黑黑 棕 1%12金属膜电阻1k 1%R51棕黑黑棕 棕13金膜电阻10K 1%R6，R16，R303棕黑黑红 棕14金属膜电阻33K 1%R71橙橙黑红 棕15金膜电阻47k 5%R25，R362黄紫黑红 棕16金膜电阻

18、120K 5%R11棕红黑橙 紫17金膜电阻220K 5%R4，R12，R13，R14，R19，R18，R24，R33，R359红红黑橙 棕18金膜电阻470K 5%R2 ,R312黄紫黑橙 棕19金膜电阻1M 5%R31棕黑黑黄 棕20金膜电阻2M 5%R15，R262红黑黑黄 棕21金膜电阻90 5%R341白黑黑金 紫22插件电位器200VR1 123插件瓷片电容100P 20%C1124插件瓷片电容220P 20%C7125插件聚脂电容100nF 20%C2，C4，C5，C6426插件聚脂电容220nF 20%C3127插件独石电容1uF 20%C8 128热敏电阻1.21.5KPTC

19、 R32129插件二极管4007D1 130插件三极管9013Q1131插件三极管9015Q2132贴片ICLM358IC2 已焊在线路板上133DIP44/71067106IC1 已绑定在线路板上134保险管520mm0.2AF1135通用保险座与47通用236八针短脚137蜂鸣器27带壳线138输入插孔与钳表通用339自锁开关5.85.8240电池线80mmE141导电胶6.8254mm142钢珠3243旋钮弹簧2.95.00.3mm6圈244基板固定螺钉PB25mm645底壳螺钉PA2.810mm346电池盖螺钉PM36mm147簧片A95已装配到旋钮上248簧片宽2.5mm A3753

20、49液晶片(反射)GH11141TNP-IS 33.753.5mm150线路板:830T VRE:1.3 2011.12-03 板材：KB（A料）带水印61mm100.5mm151双面胶蜂鸣器粘到线路板上用152机壳面板+镜片1套按钮 （2）旋钮+簧片（已装配好）后盖 （含撑架）电池盖板胶套53表棒1549V电池155说明书156装配资料157彩盒13.2熟悉PCB板布局与元件所在位置（请仔细核对所发PCB板中的R28、R17是否符合上图位置）PCB板A面实物图 PCB板B面实物图3.3焊接、装配参考顺序把元件准确可靠地焊接到PCB板对应位置上是整个装配课程中最关键的一个环节，焊接每个元件前应

21、仔细核对元件属性，以免发生错焊。此外，多脚元件一旦焊接发生错误，取下元件就较为困难，特别在附近元件已经焊接上的情况下。所以，建议先焊接开关、8芯插座等容易出错的元件。焊接顺序可参考以下顺序进行： 焊接2个开关： B面插入，A面焊接注意开口方向，不可焊反！ 焊接8芯座:B面插入，A面焊接（多个引脚的元件焊接时，应在放置好位置后先焊接一个引脚，然后 检查是否有元件在焊接过程中位置变动与方向倾斜的情况出现，若有则可以及时对单个焊点加热并调整，否则在焊接完多个引脚以后，再取下元件的动作难度较大） 焊接三极管：注意区别2个三极管型号，9015焊接在蜂鸣器附近，而9013焊接在C8附近 焊接卧式焊接的电阻

22、：R14, R13, R12, R24, R1, R36, R35, R33 焊接电容：C7, C8, C1, C3, C5, C4, C2, C6221 105 101 220 104 104 104 104 焊接电位器：201 焊接直立安装的电阻与二极管 焊接保险丝座 焊接蜂鸣器线 焊接3个表笔座，注意垂直于PCB板 焊接电源线，注意打个结，防止不小心拉断电源线 装表正面的有机玻璃面板 装液晶屏与导电胶条 装2个弹簧与钢珠 放置档位开关 装2个黄色按键，注意缺口位置 放置电路板 6个固定螺钉 旋转档位开关，确认电路板与档位开关安装正确 接9V电池，看液晶屏是否有显示 取下电池，电源线重新整

23、理 底盒固定，安装电池，固定电池盖 胶套固定四、万用表校验数字式万用表的精度较高，需要精度更高的专业精密校验仪进行校验与测量。电子装配实验室采用的是华泰DO30-3b型多功能校准仪（以下简称校准仪），具有六位LCD液晶屏数字显示输出值、被检表误差、输出量百分比、被检表满度值、步进值、频率等参数的交直流电压、电流校准源。另设22档标准电阻器组，方便校准万用表电阻档。4.1校准仪功能简介校准仪采用数字式闭环控制技术和大屏幕LCD显示器，结合视窗技术设计出屏幕显示，显示内容区域化；采用先进的稳幅、功放、保护新技术，使其稳定性好、精度高、量程宽、分档细、安全可靠；幅值调节可选按百分比调节和按位调节，满

24、足定值输出和连续调节的不同需求，使用更加方便快捷。适用于检定、校验四位半数字三用表、各种0.2级以下电流、电压表头及相应精度等级的多用表。亦可作为高稳定度测试电源使用，配合高等级标准表，校对0.1级以上电流、电压表。 具有电压、电流及电阻输出，稳定性好，负载能力强。 电压、电流档位设计合理，备有扩展量程。通过调节器上的满度键M进行量程扩展，最大限度满足被检表各种量程检测的需求。 采用240128大屏幕显示器，具有良好人机界面。显示实际输出值、百分比、档位、量程、被检表示值误差rA和引用误差rm、被检表满度值、频率、步进值等。 采用按百分比调节输出量。百分比控制量分为100%/N、10%/N、1

25、%/N、0.1%/N、0.01%/N（步进：N = 4、5、6、10、15）。 采用按位调节输出量。光标在六位输出值的下方，按左右箭头可移动光标，按上下箭头增减光标所指位数值，以调节校准仪输出大小。 供选择的交流频率为五种：市电同步、50Hz、60Hz、400Hz、1000Hz。50Hz输出可以选择市电同步，以减小被检表的拍频影响。 输出超载能动保护，手动复位。 具有独特的保护电路和完善的自我保护功能，减小因为误操作给标准表和被检表带来的危害。 具有钳表检测功能，输出显示与钳表指示同步，操作非常方便。配备我公司的HT1000A钳形表校验线圈（选购件），可测量01000A电流。 可通过RS-23

26、2接口与PC机联结，进行检定数据处理和档案管理等功能。4.2 校准仪界面4.2.1 前面板 说明：高内阻表输出端子上电流输出范围：01A。DCI最高20V，ACI最高12V。4.2.2 后面板风机 标牌 电源开关外控插座 RS232接口 接地端子 电源插座 4.2.3显示屏显示说明： DC-直流项目（交流项目显示AC 50Hz、60Hz、400Hz、1kHz、同步）N10-步进量（量程均分），N = 4、5、6、10、15M-选择被检表量程/误差计算%-输出百分比rA-示值误差 =（示值 实际值）/ 示值rm-引用误差 =（示值 实际值）/ 量程校准仪输出 光标位置 步进量示值误差引用误差 -禁止拨动开关（档位开关、项目开关和频率开关）提示 超载、高压、钳表提示 同步、超载、高压、钳表4.2.4 外控调节器外控调节器说明： M键：复用键（量程满度/误差计算）。 输出显示值为零时，按该键选择与被检表相对应的满度值； 输出显示不为零时，按该键把校准仪的输出显示值视为示值，开始计算示值误差rA和引用误差rm。每按一次M键，误差回零，将重新计算误差。 N键：步进选择键。按百分比调节时，按该键可以选择幅值调节的步进量，步进量为4、5、6、10、15，显示屏上N指示相对应