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在直流电压表上的基础上,加二极管整流,可以构成测量电压的交流电压表。
大多数指针万用表设有交流电流档,少数指针万用表内部有交流互感器,再整流后结合直流电流表构成交流电流表.
虽然指针万用表的内部都有电池,但电池只提供欧姆挡的电源,所以绝大多数指针式表头内部是工作在无源方式,二极管整流的非线性影响比较大,所以交流电压挡的小电压误差较大。
2﹑数字式
4位半和3位半的绝大多数数字万用表的表头为200mV的双积分式电压表,其输入阻抗很高。
在电压表头的基础上,用电压表头测量电流取样电阻上的电压,可以构成了不同量程的直流电流表。
在电压表头的基础上,用电压表头测量串联分压取样电阻上的电压,可以构成了不同量程的直流电压表。
数字万用表是有源的,内部具有有源放大器。
利用运算放大器的R/V转换电路,可以构成线性欧姆表。
利用精密整流电路,数字万用表可以测量交流电压和电流,量程可以小到mV级。
现在的数字万用表在原来的交直流电压\电流\欧姆表基础上,还增加了二极管测量,三极管放大倍数测量等等功能。
万用表的基本原理是利用一只灵敏的磁电式直流电流表(微安表)做表头。
当微小电流通过表头,就会有电流指示。
但表头不能通过大电流,所以,必须在表头上并联与串联一些电阻进行分流或降压,从而测出电路中的电流、电压和电阻。
下面分别介绍:
(1)测直流电流原理
如图1a所示,在表头上并联一个适当的电阻(叫分流电阻)进行分流,就可以扩展电流量程。
改变分流电阻的阻值,就能改变电流测量范围。
(2)测直流电压原理
如图1b所示,在表头上串联一个适当的电阻(叫倍增电阻)进行降压,就可以扩展电压量程。
改变倍增电阻的阻值,就能改变电压的测量范围。
(3)测交流电压原理
如图1c所示,因为表头是直流表,所以测量交流时,需加装一个并、串式半波整流电路,将交流进行整流变成直流后再通过表头,这样就可以根据直流电的大小来测量交流电压。
扩展交流电压量程的方法与直流电压量程相似。
(4)测电阻原理
如图1d所示,在表头上并联和串联适当的电阻,同时串接一节电池,使电流通过被测电阻,根据电流的大小,就可测量出电阻值。
改变分流电阻的阻值,就能改变电阻的量程
(二)使用万用表的注意事项:
万用表是比较精密的仪器,如果使用不当,不仅造成测量不准确且极易损坏。
但是,只要我们掌握万用表的使用方法和注意事项,谨慎从事,那么万用表就能经久耐用。
使用万用表是应注意如下事项:
(1)使用前,认真阅读说明书,充分了解万用表的性能,正确理解表盘上各种符号和字母的含义及各条标度尺的读法,了解和熟悉转换开关等部件的作用和用法。
(2)使用前,观察表头指针是否处于零位(电压﹑电流标度尺的零点),若不在零位,则要用“一”字形起子调节表头下方的机械调零旋钮,使其指零。
否则,测量结果将不准确。
(3)测量前,要根据被测电量的项目和大小,把转换开关拨到合适的位置。
量程的选择,应尽量使表头指针偏转到标度尺满刻度偏转的2/3左右。
如果事先无法估计被测量的大小,可在测量中从最大量程挡逐渐减小到合适的挡次。
每当你拿表笔准备测量时,一定要再核对一下测量项目,检查量程是否拨对﹑拨准。
电流与电压不能旋错挡位。
如果误将电阻挡或电流挡去测电压,就极易烧坏电表。
(4)测量时,要根据选好的测量项目和量程挡,明确在哪一条标度尺上读数,并应清楚标度尺上一个小格代表多大数值,读数时眼睛应位于指针正上方。
对有弧形反射镜的表盘,当看到指针与镜中像重合时,读数最准确。
一般情况下,除了应读出整数值外,还要根据指针的位置再估计读取一位小数。
5)测量完毕时,应将转换开关拨到交流电压最高档或者是OFF档,防止下次测量时不慎损坏表头。
有的万用表(如500型)应将转换开关拨到标有“·
”的位置,使测量线路短路。
这样做也可以避免将转换开关拨到欧姆挡,两只表笔偶然相碰短路,消耗表内电池。
还可以避免下次使用时,若直接用来测量电压或电流而损坏表头。
(三)万用表的基本使用方法
下面主要介绍用万用表测量交﹑直流电压﹑直流电流﹑电阻等的使用方法。
1﹑交流电压的测量方法与注意事项
(1)测量前,必须将转换开关拨到对应的交流电压量程挡。
如果误用直流电压挡,表头指针会不动或略微抖动;
如果误用直流电流挡或电阻挡,轻则打弯指针,重则烧坏表头,这是很难修复的。
(2)测量时,将表笔并联在被测电路或被测元器件两端。
(3)严禁在测量中拨动转换开关量程,在测量较高电压时更是如此,这样可以避免电弧烧坏转换开关触点。
(4)测电压时,要养成单手操作的习惯,特别是测高电压时,用高压测试棒更应如此,即预先把一只表笔固定在被测电路公共接地端(若表笔带鳄鱼夹则更方便),单手拿另一只表笔进行测量。
测量过程中必须精力集中。
(5)表盘上交流电压标度尺是按正弦交流电的有效值来刻度的。
如果被测电量是正弦量(如锯齿波﹑方波等),误差会很大,这时的测量数据只能作参考。
(6)表盘上大多数都标明了使用频率范围,一般为45~1000HZ,如果被测电压频率超过这个范围,测量误差也很大,这时的测量数据也只能作为参考。
2、直流电压的测量方法与注意事项
直流电压的测量方法和注意事项与交流电压基本相同,下面只介绍不同之处。
(1)仍然要注意正确选择测量项目,如果误选了交流电压挡,读数可能会偏高,也可能为零(与万用表接法有关);
如果误选了电流挡或电阻挡,仍然会造成打弯指针或烧毁表头的恶果。
(2)测量前,必须注意表笔的正负极性,将红表笔接被测电路或元器件的高电位端,黑表笔接被测电路或元器件的低电位端。
若表笔接反了,表头指针会反方向偏转,容易撞弯指针。
如果事先不知道被测点电位的高低,可将任意一支表笔接触被测电路或元器件的任意一端,另一支表笔轻轻地试触一下另一被测端,若表头指针向右(正方向)偏转,说明表笔正负极接法正确,若表头指针向左(反方向)偏转,说明表笔正负极接反了,交换表笔即可。
3、直流电流的测量方法与注意事项
(1)万用表必须串联到被测电路中,必须先断开电路再串入万用表。
如果将置于电流挡的万用表误与负载并联,因它的内阻很小,会造成短路,导致电路和仪表被烧毁。
(2)必须注意表笔的正负极性,即红表笔接电路断口高电位端,黑表笔接电路断口低电位端。
如果事先不能判断断口处电位的高低,可参照直流电压注意事项
(2)进行。
(3)测量前,将转换开关拨到直流电流挡的适当量程,严禁在测量过程中拨动转换开关选择量程,以免损坏转换开关触点,同时也可以避免误拨到过小量程挡而撞弯指针或烧毁表头。
4、电阻的测量方法与注意事项
(1)严禁在被测电路带电情况下测量电阻,(特别是严禁用万用表直接测量电池内阻)。
因为这相当于将被测电阻两端电压引入万用表内部测量线路,导致测量误差,如果引入的电压电流过大,还会损坏表头,所以在测量前就必须切断电源。
如果被测电路中有大容量电解电容器,应先将该电容器正负极短接放电,避免积存在其中的电荷通过万用表泄放,导致表头损坏。
(2)测电阻时,直接将表笔跨接在被测电阻或电路的两端。
(3)测量电阻前,选择好适当的欧姆档量程,并将红黑两支表棒短接,调节“欧姆调零”旋钮,使指针指在欧姆刻度线的右边零刻度处。
如将两支表棒短接,调节“欧姆调零”旋钮至最大,指针仍然达不到0点,这种现象通常是由于表内电池电压不足造成的,应换上新电池方能准确测量。
(4)测量电阻时,要尽量使指针指在刻度盘的中央,不要使指。
针过于偏左,因为欧姆刻度线分布不均匀,越往左端电阻的刻度愈密,读数误差越大,故应尽量避免选择使指针停在标度尺左端的倍率挡。
更换不同欧姆档量程(改变倍乘率)时,必须重新进行欧姆调零,否则造成测量误差偏大。
待测电阻的电阻值应为刻度值乘以倍乘率。
(5)测量电阻时,不要用手同时触及元件的裸体的两端(或两支表棒的金属部分),以免人体电阻与被测电阻并联,使测量结果不准确。
(7)在检测热敏电阻时,应注意由于电流的热效应,会改变热敏电阻的阻值,这种测量读数只供参考。
(四)电路原理图
图1-1电路原理图
做一做
一、实训条件:
1、元器件清单:
(1)电阻(单位:
欧姆)
0.94
165
8.18K
83.3K
1.8M
120精度0.5%
10
1.11
17.4
141
2.25M
220精度0.5%
1.78K
21K
150K
4M
20K精度0.5%2只
15
2.65K
40K
860K
4.5M
0.05线绕
101
5K
55.4K
800K
6.75M2只
(2)其他元器件
电位器10KΩ5%1只
二极管1N40014只
电解电容10µ
F1只
保险丝管0.5A1只
保险丝1付
(3)塑料件
面板1只
大旋钮1只
小旋钮1只
表箱1只
电池盖板1片
晶体管插座1片
提把1只
提把卡2只
高压电阻套管1根
提把垫片2片
(4)标准件
螺母M51只
螺钉M3×
62只
54只
开门垫片1片
内齿垫片1片
弹簧2只
钢珠2只
平垫片1只
电池正负极片4片
(5)零配件
挡位板铭牌(不干胶)1张
电刷组件1片
插座钢管2根
晶体管焊片6片
连接导线5根
MF47线路板1块
(6)其他材料
使用说明书1份
成品表头1只
表棒(黑、红)1付
2、工具:
电烙铁、烙铁架、焊锡丝、实验操作台
3、仪器仪表:
万用表
二、技能标准:
工艺规范描述:
读图→元器件检测→装配→焊接→调试
步骤1:
读图
根据电路原理图和装配图的对应关系找出各个元器件所在位置。
图1-2电路装配图
图1-3线路板正面安装图
步骤2:
元器件检测
用万用表仔细检测元器件,将不合格的元器件筛选出来。
图1-4电阻器的万用表检测
图1-5电容器的万用表检测
图1-6二极管的万用表检测
步骤3:
装配
对照原理图和印制电路板,解读各元器件在印制板上的位置。
装配时注意:
①元器件不能齐根部处理,以防折断,安装元器件时要注意极性,元器件的标注方向要一致。
②电阻要卧式安装(包括二极管),电容要立式安装。
③注意带有极性的元器件,正负极不要装错。
图1-7元器件弯制后
图1-8元器件制成后标注规格型号备用
图1-9元器件的安装
步骤4:
焊接
①将电阻R1-R29依次焊接到印制版图对应的位置。
②把二极管、电容,电位器保险丝座依次焊接好。
③要进行认真的检查,有无虚焊和假焊,焊点之间有否连接,以防引起短路,烧坏集成短路.焊接完成后剪去多余引脚,留头在焊面以上0.5-1mm,且不能损坏焊接面.
图1-10典型焊点外观
图1-11 焊接时电烙铁的正确位置
图1-12焊点的正确形状
图1-13焊点的正确形状(俯视)
步骤5:
调试
①校表将装配好的万用表仔细检查,确保无措的情况下,将万用表旋至最下电流档0.25V/50µ
A处,用数字万用表测量其正负插座两端电阻值,应在4.9―5.1KΩ之间。
如不符合要求,应调整电位器上方220Ω、120Ω两只电阻电阻值,直至达到要求为止。
②基本调试正常的万用表从电流档开始逐挡检测。
用一成品表对照检测,检测时应从最小挡开始,首先检测直流电流档,然后是直流电压,交流电压,直流电阻(中心值)及其他。
如果差异太大则应检查相应挡位的元器件有无漏焊,虚焊,错焊等现象,各挡检测符合要求后,该表即可投入使用。
四、情感要求
尊敬师长:
爱岗敬业:
安全操作:
文明生产:
协作精神:
工作效益:
五、评价标准:
项目内容
配分
评分标准
扣分
1
装前准备
1、根据图纸核对所用元件的规格、型号和数量
2、对电路板按图作线路检查和外观检查
1、清点元器件有遗漏扣1分
2、不按图进行检查或存在问题没有检查出来扣2分
2
1、用万用表对元器件检测判断好坏
2、将不合格的元器件筛选出来
1、不会用万用表对元器件检测的扣3分
2、检查元器件方法不正确,不合格的元器件没有筛选出来扣1分
3
安装元器件
1、元器件成形美观、整齐
2、线路板清洁,装配美观
20
1、元器件插件部规范、位置和方向不正确扣2分2、元器件插错扣1分,插件不规范扣1分
4
焊接
1、焊点光滑,无虚焊和漏焊
2、焊接过程中部损坏元件
30
1、有漏焊、连焊、虚焊等不良焊点扣1分/处
2、焊接后元器件引线裸露长度部符合标准的扣1分
3、焊接时损坏焊盘及铜箔扣2分/处
4、焊接时损坏元器件扣3分/处
5
1、将万用表旋至最下电流档0.25V/50µ
A处,用数字万用表测量其正负插座两端电阻值,应在4.9―5.1KΩ之间2、用一成品表对照检测,检测时应从最小挡开始,首先检测直流电流档,然后是直流电压,交流电压,直流电阻(中心值)及其他
25
1、方法部对扣2分/处,不会用仪器扣2分/处操作部熟练扣2分/处
2、不作记录好结果不正确,1个扣2分
3、不进行项目调试扣5分/处
6
工时定额
6课时
每超1课时扣2分
安全文明生产
违反安全文明生产规程扣5-30分
得分
评语
自评:
小组评:
指导老师评:
六、知识标准:
1、掌握电阻、二极管、电容的结构及特点。
2、掌握电路的工作原理。
3、掌握元器件的装配方法。
4、掌握电烙铁的结构及工作原理。
5、掌握万用表的结构及使用方法,并且会检测检测元器件
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