数字万用表组装与调试课件.ppt

1、二、数字万用表的表框图数字万用表的表框图三、数字万用表的工作原理数字万用表的工作原理一、数字万用表的特点数字万用表的特点四、各功能档位量程各功能档位量程五、数字万用表焊接工艺五、数字万用表焊接工艺六、测试前的准备工作六、测试前的准备工作七、初步检测七、初步检测八、练习题八、练习题九、元件明细表九、元件明细表外形图 一、数字万用表的特点一、数字万用表的特点准确度高 0.03%0.5%分辨率高（模拟式万用表的灵敏度）输入阻抗高：直流档100m （对被测电路影响小） 交流档不小于2.5m 过载能力强功耗低（16mw） 抗干扰能力强 返回 二、数字万用表框图二、数字万用表框图功能选择IV转换ACDC转

2、换V转换量程选择A/D转换器逻辑电路显示器电源直流数字电压表（基本表）输入返回三、数字万用表的工作原理三、数字万用表的工作原理 1）该仪表的心脏是一片大规模集成电路，该芯片（7106）内部包含双积分A/D 转换器，显示锁存器，七段译码器和显示驱动器，它的工作原理框图见示意图 2）输入进仪表的电压或电流信号经过一个开关选择器转换成一个0 到199mV 的直流电压。例如输入信号100VDC，就用1000:1 的分压器获得100mVDC；输入信号100VAC，首先整流为直流信号，然后再分压成100mVDC。电流测量则通过选择不同阻值的分流电阻获得。 3）输入7106 IC 的直流信号被接入一个 A/

3、D 转换器，转换成数字信号，然后送入译码器转换成驱动LCD 的7 段码。A/D 转换器的时钟是由一个振荡频率约48kHz的外部振荡器提供的，它经过一个四分之一分频器分频获得计数频率，这个频率获得2.5 次/ 秒的测量速度。四个译码器将数字转换成七段码的四个数字，小数点由选择开关设定。 7106内部框图GNDA 32OSC1 OSC2 OSC3 PMC7106内部框图译码器译码器译码器锁存器千百十个逻辑控制至模拟开关自比较器5003721TESTGNDD40 39 38 20R振荡 C振荡V 1CMOS线性部分IN 30 IN+ 31VREF- 35VREF+ 36UBF 28AZ INT29

4、27R积分 C调零 C积分7106：三位半双积分双积分型：三位半双积分双积分型 A/D转换器转换器 A/D转换器：将模拟量转换为数字量是数字电压表的核心。双积分双积分A/D转换器的工作原理：转换器的工作原理： 是将电压量转换成与其平均值成正比的时间间隔，用脉冲发生器和计数器测量该时间间隔，从而反应电压量的数值特点：特点： 抗干扰能力强 灵敏度高 成本低。内部具有内部具有： 自动调零装置 极性识别功能 外接基准稳压源 外接时钟振荡电路。 IC7106管脚图VUdUcUbUaUfUgUeTd TcTbTaTfTeHdHbHfHeabKPM1 402 393 384 375 366 357 348

5、339 3210 3111 3012 2913 2814 2715 2616 2517 2418 2319 2220 21OSC1OSC2OSC3TESTVref+Vref-CREFCREFGNDAININAZUBFINTV-TgHcHaHgGNDd其管脚功能为：UaUg：个位数七段驱动输出；TaTg：十位数七段驱动输出；HaHg：百位数七段驱动输出；abK：千位数段驱动输出；PM：极性输出端；GNDD：数字信号接地端；V： 正电源；V-： 负电源；INT：积分器输出端，接积分电容；UBF：缓冲器输出端，接积分电阻；AZ：积分器、比较器反相输入端，接调零电容；GNDA：模拟信号接地端；IN、I

6、N：模拟量输入端；Cref： 基准电容端；Vref+、Vref：基准正负电压端；TEST：逻辑线路地端；OSC1OSC3：外接时钟振荡电路； C7107管脚图 三位半双积分A/D转换器典型电路 R14 3K6 Rw 1K R15 5K6 R16 1K403938373635DW234333231262130292827R13 100KC24 100PFICL 7107C26 0.47uFR19 270KC28 0.22uFC27 0.01uFR18 100KR17 1Mabk PM HaHgTaTgUaUg54328671211109141325231624151817221920+5V-5V

7、C25 0.1uFR 1 2 240R11 22VoOSC1OSC2OSC3TESTVref+Vref CREFCREFGNDAININAZUBFINTV-GNDd 三位半双积分A/D转换器典型电路双积分A/D转换器的工作原理： 是将电压量转换成与其平均值成正比的时间间隔，用脉冲发生器和计数器测量该时间间隔，从而反应电压量的数值双积分A/D转换器分为采样、积分和休止三个阶段。逻辑控制单元产生的控制信号决定每个模拟开关的导通和截止状态，同时产生信号，控制计数器、锁存器和显示译码器。R振荡、C振荡构成时钟振荡电路，主振频率为，R振荡 (100K) 、C振荡（100pF），主振频率为45kHz。缓冲

8、器输出端，接积分电阻R积分（270K） .积分器、比较器反相输入端，接调零电容C调零(0.47F)积分器输出端，接积分电容C积分(0.22F),基准电容端接CREF(0.1F)。三位半双积分A/D转换器（ICL7106）典型电路如图所示。 7106外接5个电阻，5个电容构成最大量程为200mV的直流数字电压表，也称为基本表。 R1 C1：时钟震荡器的Rc网络4、6脚 C2：基准电容41、42 R2 R30：基准电压的分压电阻。43、44 C5：积分电容35 C3：自动调零电容37 R4：积分电阻36 R3 R4：输入端阻容滤波电路以提高仪表的抗干扰能力，并增强仪表的过载能力。 9-10脚 16

9、-21+32脚 22-25+29-31脚 分别为个位十位百位数码字段的驱动信号端。返回四、各功能档位量程四、各功能档位量程电阻档：200 2000 20k 2000k直流电压档：200mV 2V 20V 200V 1000V直流电流：200A 2000A 20mA 200mA 10A交流电压：200V 750V晶体管：hfe（直流放大倍数）二极管导通电压OFF返回五、数字万用表焊接工艺五、数字万用表焊接工艺晶体管测试插座的焊接方向与电阻元件焊接方向相反。锰铜丝电阻器R9（0.01）不要插的过深。电路板中心压的铜箔是滑动接触片的运转区域，绝不能沾上焊锡。元件安装要求：下列所有的安装步骤，在没有特

10、别指明的情况下，元件必须从线路板正面装入。线路板上的元件符号图指出了每个元件的位置和方向，根据元件符号的指示，按正确的方向将元件脚插入线路板的焊盘孔中，在线路板的另一面将元件脚焊接在焊盘上。 正确的焊接方法正确的焊接方法1 将电烙铁头靠在元件脚和焊盘的结合部。2 加热温度足够高， 焊锡向被焊金属扩散生成金属合金。3 若烙铁头上带有少量焊料，可使烙铁头的热量较快传到焊点上。将焊接点加热到一定温度后，用焊锡丝触到焊接件处，熔化适量的焊料；焊锡丝应从烙铁头的对称侧加入。4 焊锡量不够：造成焊点不完整，焊接不牢固。5 焊锡过量：容易将不应连接的端点短接。6 焊锡桥接： 焊锡流到相邻通路，造成线路短路。

11、7 当焊锡丝适量熔化后，迅速移开焊锡丝；当焊接点上的焊料流散接近饱满，助焊剂尚未完全挥发，也就是焊接点上的温度最适当、焊锡最光亮、流动性最强的时刻， 迅速移开电烙铁。 组装注意事项组装注意事项用黄油将两个弹簧分别粘于转钮上的两个装孔内。电路板插于外壳的第二个突出点之下。其他组装细节见装配图。从液晶片表面揭去透明保护膜（注意：不要揭去背面的银色衬背）。在面盖里边依次放入液晶片，斑马条框架以及斑马条。参照示意图 E，确保液晶片的小突头的方向与示意图一致。印刷电路板电阻锰铜丝电容（金属化、独石、瓷片） 二极管晶体管测试座 不良的焊接方法晶体管测试座注意焊接方向（与其它件相反）电池卡子表笔插座保险管座

12、 注意方向锰铜丝从液晶片表面揭去透明保护膜（注意：不要揭去背面的银色衬背）。液晶片安装顺序液晶片安装顺序：在面盖里边依次放入液晶片，斑马条框架以及斑马条。液晶片方向：液晶片方向：确保液晶片的小突头的方向与示意图一致。斑马条框架斑马条（导电橡胶）液晶片前面盖小突头液晶片的安装液晶片的安装滑动接触片 旋钮 线路板螺丝电池卡子弹簧滚珠 电池后盖前盖螺丝 六、测试前的准备工作六、测试前的准备工作1) 确认电池与电池扣连接可靠并放入电池仓中。2) 连接测试棒到电路之前，应确认量程开关在正确位置。3) 连接测试棒到电路之前，应确认测试棒是否正确插入输入座。4) 转换量程开并前，应将测试棒从被测电路中移开。

13、5) 仪表应在0至50 相对湿度小于80% 的环境中使用。6) 应注意不能超出各量程的保护范围。7) 当完成测量工作后，应将开关拨至OFF，当长期不使用仪表时，应将电池取出。8) 不能在阳光直照或高温环境中使用和储存仪表。返回七、初步检测七、初步检测1、如果仪表各档位显示有误，则检测： a) 检查电池电量是否充足，连接是否可靠。 b) 检查电阻R14，R15，R19，R20，R23 - R25 的值是否正确。 c) 检查电容C1 - C6 的值是否正确。 d) 检查线路板焊接是否有连接，虚焊，假焊。 e) 检查滑动连接片是否接触良好。 f) 检查液晶片，斑马条，线路板是否正确连接。2、校准：、

14、校准：校准前请查阅仪表说明书关于表笔连接和测量部分。3、A/D 转换器校准转换器校准 将被测仪表的拨盘开关转到20V 挡位，插好表笔；用另一块已校准仪表做监测表，监测一个小于20V 的直流电电源（例如9V 电池），然后用该电源校准装配好的仪表，调整电位器VR1直到被校准表与监测表的读数相同（注意不能用被校准表测量自身的电池） 。 当两个仪表读数一致时，套件安装表就被校准了。将表笔移开电源，拨盘转到关机位。4、直流、直流 10A 挡校准挡校准 直流 10A挡校准需要一个负载能力大于5安培、电压5V的直流标准源和一个1 欧姆、25 瓦的电阻。将被校准表的拨盘转到“10A”位置，表笔连接如示意图 H

15、，如果仪表显示高于5A，焊接锰铜丝使锰铜丝电阻在 10A 和 COM 输入端之间的长度缩短，直到仪表显示5A；如果仪表显示小于5A，焊接锰铜丝使锰铜丝电阻在 10A 和 COM 输入端之间的长度加长，直到仪表显示5A。 如果校准后仍达不到标准：如果校准后仍达不到标准： a) 检查线路板是否有焊锡桥接，焊接不良。 b) 检查电阻R7 - R9， 电容C3的数值。5、电压测量、电压测量1) 连接黑色测试棒到“COM”端。2) 连接红色测试棒到“VMA”端。3) 设置量程开并到“V ”或“V”位置，如果被测电压是未知的，应将开关设置到最高量程。4) 连接测试棒到测试点并在显示屏上读数，如果量程太高，

16、应逐步减小到合适的量程。6、hFE FE 测试测试1） 将拨盘转到hFE 档位，用一个小的NPN或PNP 晶体管，并将发射极，基极，集电极分别插入相应的插孔。2） 被测表显示晶体管的hFE 值，晶体管的hFE 值范围较宽，但你将获得大约100 到300 的读数。 如果上面的测量有问题： a) 检查晶体管测试座是否完好、焊接是否正常。 b) 检查电阻R10， R11，R29 的数值及焊接是否正常。7、晶体管、晶体管hFE FE 测量测量1) 设置量程开并到hFE 位置并将被测晶体管插入相应的晶体管座。2) 从显示屏上直接读出被测晶体管的HFE 值。 8、直流电压测试、直流电压测试 如果你有一个直

17、流电压源，只要将电源分别设置在DCV 量程各档的中值，然后对比被测表与监测表测量各档中值的误差，要求满足本指导说明书后面所列对DCV 精度要求。 如果上面的测量有问题： a) 重新检查前面的仪表校准。 b) 检查以下电阻和电容的焊接和数值： R1 - R6，R12 - R17，R21 - R24 ，C3。9、直流电流测量、直流电流测量 1） 将拨盘转到200A 档位，然后按示意图 J 连接仪表，当RA 等于100k时回路电流约为90 A，对比被测表与监测表的读数。 2）将拨盘转到下表中的各电流档，同时按下表改变RA 的数值，对比被测表与监测表的读数。 如果上面的测量有问题： a) 检查保险管。

18、 b) 检查电阻R7 , R8，R9 的数值和焊接情况。10、大电流测量、大电流测量(200mA 到到10A)1) 连接黑色测试棒到“COM”端。2) 连接红色测试棒到“10ADC”端。3) 设置量程开并到“10A ”位置。4) 断开被测电路，将测试棒串联在被测电路中。5) 读出显示值，如果显示值小于200mA，按下面的小电流测试步骤测量。6) 在将测试棒连接到被测电路之前，应切断被测电路中的电源并将所有电容放电。11、小电流测量、小电流测量(小于小于200mA)1) 连接黑色测试棒到“COM”端。2) 连接红色测试棒到“VMA”端。3) 设置量程开并到“A ”位置，如果被测电流是未知的，应将

19、开关设置到最高量程。4) 断开被测电路，将测试棒串联在被测电路中。5) 在显示屏上读数，如果量程太大，应逐步减小到合适的量程。6) 在将测试棒连接到被测电路之前，应切断被测电路中的电源并将所有电容放电。 12、电阻、电阻/ 二极管测试二极管测试1） 用每个电阻档满量程一半数值的电阻测试电阻档，对比安装表与监测表各自测量同一电阻的值。2） 用一个好的硅二极管测试二极管档， 读数应为700mV左右。对于功率二极管和功率晶极管的基射极间导通电压，显示数值要低一些。 如果上面的测量有问题： 检查电阻R1 - R6，R12 的数值及焊接是否正常。13、电阻测量、电阻测量1) 连接黑色测试棒到“COM”端

20、。2) 连接红色测试棒到“VMA”端。3) 将旋转开关置于“”位置。4）在将测试棒连接到被测电路之前，应切断被测电路中的电源并将所有电容放电。5）将测试棒连接到被测电阻两端即可直接读出被测电阻阻值（在线测试时有其它元件与其并联，会影响测量值），当测量高阻时，测试棒不要接触到邻近点，否则将影响到测量结果。14、二极管测量、二极管测量1) 连接黑色测试棒到“COM”端。2) 连接红色测试棒到“VMA”端。3）如果被测二极管是连接在电路中，应切断被测电路中的电源并将所有电容放电。4）设置量程开并到“ ”位置。15、二极管正向电压测量、二极管正向电压测量 连接红色测试棒到被测二极管正极，连接黑色测试棒

21、到被测二极管负极，对于硅管，正向电压应在450 - 900mV 之间。16、二极管反向电压测量、二极管反向电压测量 连接红色测试棒到被测二极管负极，连接黑色测试棒到被测二极管正极，如果二极管是好的，应显示超量程，如果二极管是坏的，将显示“000”或其他随机数。18、电池和保险管的更换电池和保险管的更换 如果在显示屏出现，表明电池应更换，为了更换电池和保险管，应将后盖打开并以相同规格的电池和保险管更换。电池（9V）保险管(250mA / 250V)前盖后盖螺丝返回八、练习题：八、练习题：1. A/D 转换器的功能是转换器的功能是A) 将数字量转换为模拟量B) 将模拟信号分为2 个C) 将模拟量转

22、换为数字量D) 将交流转换为直流 2. 直流电压测量时的分压是采用直流电压测量时的分压是采用A) 分压20 倍B) 电容分压C) 分压5 倍D) 电阻分压1.C, 2.D 3. 当测量交流电压时当测量交流电压时, 首先应首先应A) 分压2 倍B) 整流C) 分压100 倍D) 送到高通滤波器 4. 当测量电流时，取样电阻将电流转换为当测量电流时，取样电阻将电流转换为A) -0.199-+0.199VB) -1.999-+1.999VC) -0.099-+0.099VD) -199-+199V3.B, 4.A 5. 直流分压电阻的和是直流分压电阻的和是A) 100B) 1000C) 100KD)

23、 1M 6. 电阻测量是通过什么方法得到电阻测量是通过什么方法得到A) 比较未知电阻和基准电阻上的电压B) 测量未知电阻中的电流C) 测量基准电阻中的电流D) 调整未知电阻和基准电阻上的电压5.D, 6.A 7. A/D转换器的每个测量周期分成的时间段称为转换器的每个测量周期分成的时间段称为A) 长时间和短时间B) 自动调零, 积分, 读数C) 零, 读数, 界面D) 转换, 积分, 显示 8. 具有绿具有绿- 黑黑- 绿绿- 棕棕- 绿色环的电阻是绿色环的电阻是A) 50.5k 5%B) 5.15k10%C) 5.05k.5%D) 5.05k 1%7.B, 8.C 9. DT830B/D数字

24、式万用表有数字式万用表有A) 3 位数字显示B) 3 1/2 位数字显示C) 4 1/2位数字显示D) 上述都不是 10. 当测量当测量450mA 电流时，测试棒被连接到电流时，测试棒被连接到 A) COM和VmAB) COM和10AC) 10A 和VkmAD) COM和GND 9.B, 10.B 返回九、元件明细表九、元件明细表元件序号阻值标志标称阻值允许误差R100.99黑白白银绿0.990.5%R89白黑黑银兰90.3%R20100棕黑黑黑兰1000.3%R21900白黑黑黑兰9000.3%R229K白黑黑棕兰9K0.3%R2390K白黑黑红兰90K0.3%R24117K棕棕紫橙兰117

25、K0.3%R25117K棕棕紫橙兰117K0.3%R35117K棕棕紫橙兰117K0.3%R26274K红紫黄橙兰274K0.3%R27274K红紫黄橙兰274K0.3%R51K棕黑黑棕棕1K1%R63K橙黑黑棕棕3K1%棕棕1101红红2102紫紫7107灰灰8108白白9109橙橙3103黄黄4104绿绿5105蓝蓝6106黑黑0100 金金10-15% 银银10-210%无色无色20% 元件明细表元件明细表元件序号阻值标志标称阻值允许误差R730K橙黑黑红棕30K1%R30100K棕黑黄金100K5%R4100K棕黑黄金100K5%R1150K棕绿黄金150K5%R18220K红红黄金220K5%R19220K红红黄金220K5%R12220K红红黄金220K5%R13220K红红黄金220K5%R14220K红红黄金220K5%R15220K红红黄金220K5%R2470K黄紫黄金470K5%R31M棕黑绿金1M5%R322K红黑红金2K5% 元件明细表元件明细表元件序号名称标称容量值介质C1电容100pF陶瓷C2电容100nF独石C3电容100nF独石C4电容100nF独石C5电容100nF独石C6电容100nF聚脂膜C7电容100nF独石D3二极管1N4007硅材料返回返回