模拟电路课程设计Word下载.docx
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数字万用表亦称数字多用表(DMM),是广大电子技术人员和电子爱好者从事电子测量及维修工作的必备仪表。
最普通的数字万用表一般具有交直流电压测量、交流直流电流测量、电阻测量、通断声响检测、二极管正向导通电压测量、三极管放大倍数及性能测量等功能,有些数字万用表则增加了电容测量、频率测量、温度测量、数据记忆及语音报数等功能,给实际检测工作带来很大的方便。
数字万用表有台式数字万用表和便携式数字万用表。
便携式(亦称手持式)数字万用表因其测量准确度高、功能全、显示直观、输入阻抗高、过载能力强、价格低、耗电省、便于携带等显著优点,在各个领域被广泛采用。
DT9205A电路板的焊接
2.1理论知识
根据课程设计的安排,为能顺利制作出可使用的万用表,杨老师安排在409机房进行理论指导。
我们小组上网查阅资料,观看电路板焊接视屏和数字万用表的组装。
对杨老师给的资料仔细研究。
为防止在实际焊接电路板时遇到更多的问题,我们对所给资料进行讨论,给予正确、同意的认识、看法。
在阅读资料时,我们小组注重焊接电路板的正确方法,对于错误方法给予评判、讨论。
组装资料上认真思考,对此不断提出问题;
“为什么这么装”“是否还有更简单的组装方法”等等。
调试是关键,本小组认真在网上查阅资料其它数字万用表的调试过程,结合本课程设计弄清了如何去调试DT9205A型万用表。
2.2万用表安装实习的目的
1.理解工程实训与其它课程的不同(工程实训要求我们更好地运用课堂上的相关知识指导,并且应用它们解决实际问题,它主要提高我们的实际操作能力和独立思考﹑解决问题的能力)。
2.加强学生们的实践动手能力和独立完成能力。
3.通过万用表组装实训,进一步熟悉万用表结构、工作原理和使用方法。
4.了解电路理论的实际应用,熟悉仪表的装配和调试工艺,提高专业技能。
5.培养学生的自己动手能力,独立思考,遇到问题时能够独立解决。
2.3电路板上的焊点练习拆卸和注意事项
在对原DT9205A型万用表制作前,我们利用了大半个下午反复练习对废旧电路板的拆装。
此前先熟悉焊接电板的工具和其作用
电烙铁镊子钳子
把所发的电脑废弃电板用电烙铁把电板上的电子元件拆完后,又用焊锡丝将所拆卸的小型的电子元件焊接上去。
对这些环节熟悉后,我们小组开始练习用焊锡丝对单面电板进行顿点练习。
顿点练习要求较高,为得是是学生完全掌握焊接电板的技术和熟练程度。
并且保证所焊接点要均匀,不要成坨。
注意事项:
(1)在拿起线路板的时候,最好带上手套或者用两指捏住线路板的边缘。
不要直接用手抓线路板两面有铜箔的部分,防止手汗等污渍腐蚀线路板上的铜箔而导致线路板漏电。
(2)如果在完装完毕后发现高压测量的误差较大,可用酒精将线路板两面清洗干净并用电吹风烘干。
电路板焊接完毕后,用橡皮将三圈导电环上的松香、汗渍等残留物擦干净。
否则易造成接触不良。
(3)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。
(4)如果电刷轨道上粘了锡,应将其绿面朝下,用没有焊锡的烙铁将锡尽量刮除。
但由于线路板上的金属与焊锡的亲和性强,一般不能刮尽,只能用小刀稍微修平整。
(5)在每一个焊点加热的时间不能过长,否则会使焊盘脱开或脱离线路板。
对焊点进行修整时,要让焊点有一定的冷却时间,否则不但会使焊盘脱开或脱离线路板,而且会使元器件温度过高而损坏。
2.4电路元件的识别
为能顺利完成此课题设计,在实际操作前进行了知识了解及元器件的识别。
本实验所作数字万用表为:
数字万用表套件
型号DT9205A
电阻种类很多,在此课程设计中,我们所用到的电阻种类有限,主要为:
热敏电阻、色环电阻、可调电阻等。
热敏电阻色环电阻可调电阻
在本设计中电容、二极管、三极管所用种类都很少,在次不做详细介绍,具体电子元件及元件量的大小均可参考《数字万用表套件型号DT9205A装配指导说明书》。
电容
电阻值识别
根据以下各色环所代表意义的列表来正确识别电阻值
电容值识别法电容值识别法电容值识别法电容值识别法
电容的常用单位为pF(皮法),nF(纳法),uF(微法)。
大多数电容的电容值是直接打印在电容上的,部分电
容的电容值是按下列方法打印在电容上,电容的最大耐压也打印在电容上。
注意:
字母R相当于小数点
字母M代表的精度为:
±
20%
字母K代表的精度为:
10%
字母J代表的精度为:
5%
公制单位换算
2.5电子元器件焊接
主要技术指标和测量范围
(1)主要技术指标
准确度:
%读数±
字数。
环境温度:
18℃~28℃。
环境湿度:
<
80%。
最大显示值:
1999。
测量方式:
双积分模数转换。
过量程指标:
“1”。
工作温度:
5℃~35℃。
存储温度:
10℃~50℃。
电源:
9
V干电池。
保险管:
F250
mA/250
V。
(2)测量范围
直流电压测量范围、直流电流测量范围、交流电压测量范围如表13.2.1~13.2.3所示。
二极管测试、电阻测试和晶体管测试如表13.2.4~13.2.6所示。
频率测量范围为40~400
Hz。
1、将功能量程开关置于“DCA”量程范围所需量程上,测试笔串联接入到待测负载上,可测量直流电流,电流值显示的同时将显示红表笔连接的极性。
当电流大于200mA时,应将红表笔改插“10A”插孔。
2、将功能量程开关置于“”量程范围所需量程上,可测量电阻,将表笔并接到电阻上,从显示器上读取测量结果。
3、将功能量程开关置于“”量程位置,将红表笔接到被测二极管的阳极,黑表笔接到阴极,由显示器上读取被测二极管的近似正向压降值。
4、将功能量程开关置于“”量程位置,将红表笔接到被测二极管的阳极,黑表笔接到阴极,由显示器上读取被测二极管的近似正向压降值。
5、将功能量程开关置于“hFE”位置,可测量晶体三极管的电流放大系数。
首先应判断晶体管是NPN还是PNP型,将基极、发射极和集电极分别插入仪表面板上晶体管测试插座的相应孔内,由显示器上读取hFE的近似值。
2.6焊接过程
在本次课程设计中,本组采用先焊接电阻,再焊接电容、二极管、三极管,最后焊接大型电子零件。
电阻的焊接分为立式和卧式。
电阻本没有正负,为了追求美观,我组对于立式电阻的焊接非别采用大圈安正极,色环重色的负极朝上立式焊接。
对于卧式电阻我组没分正负,直接焊接。
电容的焊接追求大圈为正来焊接的。
二极管如同立式电阻的焊接方法,只是大圈为负的焊接。
在没有特别指明的情况下,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,本指导书推荐使用63/37铅锡合金松香心焊锡丝。
禁止使用酸性助焊剂焊锡丝。
在电子元器件插件完成后,先用一块软垫或海绵覆盖在插件的表面,翻转线路板,用手指按住线路板在进行焊接,或者在每插一个零件后,将零件的两只脚掰开,这样在焊接线路板时,零件才不会从线路板上掉下来。
(如下图5.2所示)但是对诸如:
开关、电容插座、电源线、输入插座的焊接,应当逐一进行。
(a)电子元器件插件(b)电路版翻转
(c)电子元器件焊接(d)三端蜂鸣器焊接
三端蜂鸣器
9205A的焊接注意事项:
在插件完成后,先用一块软垫或海绵覆盖在插件的表面,反转线路板,用手指按住线路板在进行焊接,或者在每插一个零件后,将零件的两只脚掰开,这样在焊接线路板时,零件才不会从线路板上掉下来。
(如图所示)但是对诸如:
领到套件后,不要急于动手安装,应根据清单仔细辨认和清点所有的元器件,看有无缺损现象,并对电阻、电容、电池、保险丝进行初测,看是否与原理图上所标值相符,然后便可进行安装了。
在整个焊接和安装过程中,不要用手去摸PCB的印制面和元件符号面。
为了尽量避免在安装过程中出错和返工,应按以下步骤和顺序进行安装。
(1)装保险管卡座。
(2)装分流器R0。
(3)安装输入插座
(4)安装三极管八孔插座,安装在元件面的反面即印刷面。
(5)焊装电阻、电位器、电容、二极管。
电阻除R*、R8、R21为卧式安装外,其余全为立式安装。
(6)将0.5英寸的弹簧一端压在PCB元件面公共接地部分的相应圆盘焊面位置上,即紧临电位器VR1位置的两个方孔之间,沿弹簧圆周焊接。
(7)焊接电池扣导线。
(8)装配液晶显示器。
(9)粘贴金属箔屏蔽纸。
(10)装配功能旋转选择开关相关配件
(11)整机总装配。
不插表笔在表上,旋转功能选择开关到各相应挡位,检验LCD是否能正常显示。
2.7焊锡规范
焊接规范
说明:
好的焊接方法是安装DT9205A数字万用表套件最重要的因素,合适的电烙铁也十分重要。
本指导说明书推荐使用40W的外热式电烙铁,并请随时保持烙铁头的清洁和镀锡。
安全操作规程安全操作规程
焊接时注意防护眼睛。
不要将焊锡放入口中,焊锡中含铅和其它有毒物质,手工焊接后须清洁双手。
确信焊接现场有足够的通风。
元件安装元件安装
下列所有的安装步骤,在没有特别指明的情况下,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,根据本指导说明书只推荐使用63/37铅锡合金松香心焊锡丝。
禁止使用酸性助焊剂焊锡丝!
正确的焊接方法
1、将电烙铁靠在元件脚和焊盘的结部。
注:
所有元件从焊接面焊接。
2、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的温度后,用焊锡触到焊接件处,熔化适量的焊料;
焊锡丝应从烙铁头的对称侧加入。
3、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适当、焊锡最光亮、流动性最强的时刻,迅速移开电烙铁。
4、焊锡冷却后,剪掉多余的焊脚,就得到了一个理想的焊接了.
不良的焊接方法
1、加热温度不够:
焊锡不向被焊金属扩散所有元件从焊接面焊生成金属合金。
2、焊锡量不够:
造成点不完整,焊接不牢固。
3、焊接过量:
容易将不应连接的端点短接。
4、焊锡桥接:
焊锡流到相邻通路,造成线路短路。
这个错误需用烙铁通过桥接部位即可。
2.7焊接问题
在焊接元件过程中,我们小组遇到很多问题
1.焊锡不熔化;
2.熔化了的焊锡不滑入焊接点的小空内,反到附着在焊烙铁上;
3.焊烙铁多次使用,表面覆盖成黑色,失去焊锡能力;
问题的解决
1.由于多功率的使用,是学校电功率很大,导致电压不稳,本有25W的电烙铁很难将焊锡丝融化;
还有可能是电烙铁表面缺少镀锡;
2.是电烙铁表面缺少镀锡;
3.解决上述3的问题,我们小组是将焊烙铁用湿海绵擦净,使电烙铁尖覆盖银白色锡,再用松香做润滑,使焊锡更具有粘稠性。
此法,我们小组使用非常有效。
由于本次课程设计所配电烙铁功率较小,很多同学在使用电烙铁,导致电压不稳,电烙铁的使用出现很多问题,带来诸多不便。
本组电板焊接并非焊点大小均匀,还望老师们谅解。
2.8焊烙铁清锡
对电路板焊点清理,为防止元器件焊锡点与另一元器件焊锡点焊锡相融,通电后导致电路短路,毁坏电路板所带来的危害。
清理后的电路板不仅可使焊板焊锡均匀,显得美观,而且还是电板元器件不易短路。
对于初学者来说当以松香、湿海绵辅助甩锡,使电路板干净、整洁。
对于熟练者来说,焊锡当然是很简单的事,焊点均匀、美观,基本上没有必要进行甩锡。
但电板焊接完成后都要仔细检查焊接是否都正确,有没有虚焊。
2.9松香、湿海绵的作用
松香的作用:
1.润滑电烙铁;
2.使焊锡更具有吸附型、粘稠性;
湿海绵的作用:
2.增加焊烙铁表面附锡度,可使更好的焊接元器件;
3.擦除焊烙铁由于使用松香或焊接过程带来的黑色碳化物。
DT9205A万能表零件的安装
各零件的正确安装对于DT9205A万能表至关重要,在本环节我组三人努力配合,三人同时参与,使得安装很顺利。
在安装过程中没有出现任何问题。
3.1DT9205A转盘安装
DT9205A转盘安装步骤如下:
1)安装转盘触片:
将触片装到触片横条上,注意安装顺序和位置(如图所示5.3所示)。
2)安装转盘圈螺母:
直接把4个M2的螺母套入装盘圈的相应位置。
3)安装转盘(将转盘套入转盘圈中):
先将弹簧和钢珠安装到转盘圈凸起的小方块,将已
装好触片的内转盘斜插入转盘圈中,在凸起的部分盖上压片。
小压片的作用是防止弹
簧与线路板磨擦造成不良,防止弹簧弹出,装好的装盘应该是装盘上的倒扣位于装盘
圈上。
4)安装转盘到线路板上:
如图所示,触片朝下注意手势。
然后将转盘扣入线路板,
先拿好转盘(如图所示)注意手势,否则钢珠和弹簧会弹出。
组装元器件
3.2敏感程度的组装
将两个保险管座焊接在电路板背面的指定位置,再把保险管安装上去。
1.不要硬挤压保险管,先将保险管座上下掰大,便可轻易安装上去。
切记不可强行应安,容易损坏保险管。
2.注意不要让保险管金属部分或保险管座与锰铜丝电阻接触或靠的太近,为防止测量的准确度最好将锰铜丝电阻与保险管座离远些。
3.3显示屏的安装(LCD的安装)
LCD的安装步骤如下:
1)锁转盘:
将转盘与线路板对准后用4个2*8的机制螺丝锁上,在锁时最好对角先锁这
样转盘比较容易固定,如图所示。
2)安装LCD:
先把2个M2的螺母套入厚片孔中,放到一旁,在将薄片放置在线路板上,
从线路板下方反向穿入2*8的螺丝然后再沟槽中放入导电胶,导电胶条的导电部分(黑
色)和线路板上的金手指接触。
其次将液晶总成中的电缆纸碳条部分和导电胶条接触,
如图所示进行装配。
面向下最后放大压框,然后锁紧螺丝即可。
(如图所示)
4)将液晶总成套入前盖,锁上折叠弹片,摇动液晶,就可以选择观察液晶的角度了。
5)安装旋钮,先把9V电池扣上,打开开关,如果显示器上显示出“1”是电阻挡,那么
旋钮箭头竖标向上拨到基本挡200MV,如果显示器显示出“0”是电容挡旋钮箭头竖
标向下。
6)锁线路板:
用1个3*8的自攻螺丝锁上,盖上后盖锁上3个3*12自攻螺丝即可。
3.4DT9205A后盖、护套和支架安装
将后盖装入已调试好的仪表的面盖,用三只3*8的螺丝紧固后盖,详情参照示意图。
4DT9205A万用表的调试
4.1转盘的调试
转盘的调试在本课程设计中显得至关重要。
它关系到整块万用表读数,档位。
在这一环节我组非常成功,没有遇到什么大问题,可能是前面操作处处仔细谨慎的缘故。
但显得很没有经验,通过实验完成后,我组对于其他小组的帮助,多少得出些经验。
4.2转盘档位偏差
弹片的正确安装正如上图所示
弹片的错误安装导致档位发生很大的变化,使得显示屏上所显数据极不准确。
照此安装如无误,则是旋转到电流、电压档初值为0,旋转到电阻档初值为1。
继续旋转示数不变,所示档位变化。
若正确安装,钢珠安装正确,旋转转盘会发出清脆的“咔咔”声,旋转很顺利,没有任何感觉有阻塞现象。
4.3转盘转动示数无变化
对于转盘的示数无变化,很显然是转盘没有安装正确所导致。
转盘的安装一定要按严格要求,如图所示去安装。
转盘的安装不当还会导致数据的变化不正确,档位乱七八糟。
数据是66.6、0.00、88.8等怪异数字,且测值不变。
4.4电压的精确误差的调试
我们采用学生直流电源,将电源调制19.0V,转盘旋转到电压档20V档,将学生电源正负线分别接入万能表的正负接口,调节电板内部变阻器,用小平起子稳定调制到19.0V,但稍有波动到18.9V
4.5电流的精确误差调制
电流的调制过于复杂,学校没有做强制性的安排。
但调制过程是调节锰铜丝电阻的长度或粗细来减少电流的误差。
所测电流过大,我们将采用减短金属丝长度,图锡来连接焊点导通电路;
若电流过小,我们想办法拉长金属丝或是减少金属丝的粗度。
由于电流的调试费事太多,且效果不是很明显,故学校没有要求对电流误差进行精确的调试。
我们小组也没为此进行太多的调试,所制作的万能表对于电流的测量可能会不精确,在此,望谅解。
各参量测试:
在给定检测装置上测量各参量,当不知道被测电参量最大范围时,应将万用表拨到最高量程挡进行测量。
每次测量时要特别注意表的挡位是否与被测电量相符,切不可用“”挡位去测电压电流,或用电流挡去测电压,否则会损坏万用表。
测完后将旋转开关拨到“OFF”位置
4.6实际测量中的运用
通过一翻的调试后,我们对所做的万能表进行了数据调试,发现此表准确度很高,误差很小,几乎可以忽略不计。
测量值如下:
对电阻的测量表
单位:
欧姆
测量次数
1
2
3
4
5
被测值
2K
18K
20M
195K
169K
实测值
2.0K
17.9K
20.0M
195.1K
169.0K
对电压的测量表
V(伏特)
19V
24V
36V
56V
110V
19.0V
23.9V
35.9V
56.1V
110.0V
常见问题
对于本组而言,最大的问题在与在制作过程中不小心弄丢电位器。
我们组在制作和调试过程中没有遇到什么问题,很轻松的再21日上午三点十五分顺利完成。
在后面对其他小组的过程中遇到很多问题
通过其他同学在制作过程中,我们遇到很多问题,在与老师请教过程中我们都一一解决
1.万能表组装完成显示屏不显示
(1)电路连接出现问题,焊锡相熔,导致电路短路;
(2)显示屏电路接触不良或显示屏有问题。
2.转盘的旋转不改变显示屏上数据,连接被测物,所显示数据不发生改变
第四组制作完打开万用表,显示屏所显示数据为:
66.6多次实验其值不变。
解决方法:
(1)档位出现问题,转盘安装不正确;
(2)电路连接出现问题,焊锡相熔,导致电路短路;
(3)锰铜丝电阻与保险座相接导致数据不发生变化。
本队所制成品如图所示
故障原因与处理方法:
①转换开关拨到测量挡位无任何显示。
可能原因为,电池电压不足;
电池扣未扣紧;
电源引线内芯断裂或虚焊;
电源印制线断裂。
②转换开关拨到各测量挡位时出现缺笔少划。
原因为,导电胶条与LCD接触不良或错位。
应取下用无水酒精轻轻擦洗导电胶条及显示板导电接触区,再重新装配。
③两表笔短路时读数不是“000”,且有跳字现象(200
挡例外)。
原因为,表笔引线内部开路;
外界有强干扰信号;
接在COM上的弹簧与贴在表后盖里面的金属箔屏蔽层接触不良。
④不能测量交流电压。
可能是,整流二极管接反或损坏;
转换开关上的微片与印制线之间接触不良或微片脱落。
也可能是R2~R6,虚焊或开路,应仔细检查
⑤不能测量直流电压。
可能是,微片接触不良或脱落;
该挡分压电阻虚焊或印制线断裂。
检查R1~R6焊接情况以及检查微片、印制线。
⑥不能测量直流电流。
可能是,0.25
A/250
V保险管烧断;
转换开关上的微片与印制线接触不良;
回路分流电阻虚焊或开路。
检查保险管、微片、印制线以及分流回路电阻R0、R5~R8。
⑦不能测量电阻。
可能是,转换开关接触不良,测量回路电阻虚焊或开路。
检查电阻R1~R6、R11、R13、VR1、R16~R18、R26。
课设总结和体会
通过本次课程设计,我们学到了很多经验和得到了很多教训。
为期5天的实习期间,我们学习了初步的锡焊以及迷你型数字万用表制作,一开始这门课程所散发出的强大的实践性与趣味性一下子就深深的吸引住了我。
第一颗圆滑漂亮的焊点,第一个焊接成功的电阻,以及生平第一次作出了可以使用的电器,好奇,兴奋,强烈的成就感,真的不知道该用什么来形容了,虽然说制作数字万用表的实习一搞就是那么久,辛苦那是必然的,可是正所谓乐在其中,每一次的实习都像在做一个极具有挑战性的游戏,再苦也是值得的。
一大早的就是练习一些基本工,练习如何用电烙铁去焊接元件,所以我也很认真地对待这练习的机会。
焊接看起来很简单但个中有很多技巧要讲究的,在焊的过程中时间要把握准才行,多了少了都不行!
练习时最好边做边想想老师教的动作技巧这样学得比较快一点,虽然时常也不乏出现一些虚焊点或是东倒西歪的焊点,但是我仍然对此有着浓厚的兴趣。
而且在练习焊接时,要时刻记得老师所教的步骤,遵循正确的步骤才是最简洁的方法,虽然我有过失败,但从不放弃,我觉得这是接
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