任务DTA数字万用表装配与调试.docx
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任务DTA数字万用表装配与调试
任务4-DT9205A数字万用表的组装与调试
4.1 学习目标
【知识目标】
Ø掌握DT9205A数字万用表的电路组成。
Ø掌握数字万用表中各部分电路的作用。
Ø掌握数字万用表的各功能转换电路原理。
Ø了解数字万用表中核心电路(DVM)的工作过程及ICL7106A的引脚功能。
【技能目标】
Ø学会DT9205A数字万用表中各类元器件的质量检测。
Ø学会按照工艺要求安装电路与组装结构。
Ø掌握复杂电子设备装配方法与操作使用。
Ø初步掌握复杂电子设备的调试技能与故障排除方法。
4.2 工作任务
4.2.1任务名称
任务名称:
DT9205A数字万用表的组装与调试。
产品实样如图4-1所示。
该项任务是通过DT9205A数字万用表中各类元器件的质量检测,安装工艺,电路安装,结构组装,产品调试等,掌握复杂电子设备的装配方法与调试技能。
图4-1DT9205A数字万用表实样
4.2.2任务背景
数字万用表也称数字多用表(DMM,DigitalMulti-Meter),是一种十分常用而又非常典型的电子设备,具有测试功能多、准确度高、测量速度快、过载能力强、输入阻抗大、功耗低、读数方便等特点。
可以用来直接测量直流电压(DCV),交流电压(ACV),直流电流(DCA),交流电流(ACA),电阻(Ω),电容(C),二极管正向压降(UF),三极管电流放大倍数(hFE)等,还可以通过功能扩展后用来测量电感(L)、频率(f)、温度(T)等参数,是广大电子设备装配与调试岗位的工作人员及电工与电子爱好者必备的电子测量仪表。
数字万用表的种类很多,市场上能见到不同品牌与型号的数字万用表可达上百种,但基本组成与测量原理是相同的,其中DT9205A是一款基本功能完善、价格低廉、便于安装与调试,具有较高性价比的数字万用表,深受广大电子技术人员的喜爱,成为高级电子产品的学习与装调训练的首选。
4.2.3产品标准
DT9205A数字万用表的功能与性能指标如下:
1.基本功能
基本功能
测量范围
基本量程
准确度±(%读数+字数)
直流电压
200mV~1000V
200mV/2V/20V/200V/1000V
±(0.5%+3d)
交流电压
200mV~750V
200mV/2V/20V/200V/750V
±(1.0%+5d)
直流电流
2mA~20A
2mA/20mA/200mA/20A
±(1.0%+3d)
交流电流
2mA~20A
2mA/20mA/200mA/20A
±(1.5%+5d)
电阻
200Ω~200MΩ
200Ω/2kΩ/20kΩ/200kΩ/2MΩ/20MΩ/200MΩ
±(1.0%+3d)
电容
2nF~200μF
2nF/20nF/200nF/2μF/200μF
±(4.0%+5d)
(注:
准确度中的字数“d”称为“数位分辨率”。
表示数字测量仪器的最小显示单位,也就是数字显示屏幕最小位次为“1”的数值。
例如,用量程1000V的DCV万用表测量一个直流电压,测得值是100.0V。
则精度A=±(0.5%*100.0+3d)=±(0.50+3d)=±0.8。
误差为X,则-0.8 ) 2.特殊功能 特殊功能 参数 特殊功能 功能说明 输入阻抗 10MΩ 二极管测试 可测正向导通电压UF 采样频率 2.5次/s 三极管测试 可测电流放大系数hFE 交流频响 40~400Hz 数据保持 有(显示保持符号) 显示方式 液晶屏3? 自动关机 有(约14分钟) 最大显示 1999 通断测量 有(蜂鸣器报警) 工作环境 0oC~40oC 极性显示 直流自动负极性显示“-” 电 源 9V电池(6F22) 低电压显示 有(显示低压符号 ) 4.2.4环境条件 【装配场所与测量设备】 装配场所: 电子产品工艺实训室,用于本产品的装配与调试; 测量设备: 主要有RLC测量电桥,用于测量精密电阻与电容的参数;另外有晶体管特性图示仪,用来测量二极管和三极管的特性;标准电压表,用于装配表的调试与校准。 【装配工具与常用耗材】 装配工具: 常用工具一套,包括电烙铁,螺丝刀,尖嘴钳,斜口钳,镊子,剪刀等。 常用耗材: 焊锡丝,松香等。 【DT9205A数字万用表套件】 包括元器件,结构件,接插件,电路板,外壳,测试表笔,9V电池,包装盒等。 4.3任务实施 4.3.1DT9205A数字万用表的元器件检测 1.DT9205A数字万用表元件清单 (1)电阻器 DT9205A数字万用表套件中所用电阻在2张纸卡上,如图4-2所示,共62只,其中误差为±0.3%的精密电阻17只,误差为±1%的电阻14只,误差为±5%的电阻31只。 对于17只误差为±0.3%的精密电阻,在检测过程中尤其应当注意,它们的误差大小直接影响所装数字万用表的电压挡、电流挡、电阻挡的测量精度。 另外14只误差为±1%的电阻,其误差也直接影响着电容挡、交流电压挡与交流电流挡等项目的测量误差。 检测过程中,对于误差范围不符合要求的电阻应剔除。 除此之外,另外还有2只热敏电阻,3只电位器,1只锰铜丝电阻。 各电阻的规格型号见表4-1。 图4-2 DT9205A数字万用表中所用的电阻 表4-1 DT9205A数字万用表中所用电阻规格 名称 规格型号 单位 数量 位号 色环编码 备注 插件电阻0.5% 1/2W0.97Ω 只 1 R61 黑-白-紫-银-绿 插件电阻0.3% 1/4W9Ω 只 1 R62 白-黑-黑-银-蓝 插件电阻0.3% 1/4W90Ω 只 1 R63 白-黑-黑-金-蓝 插件电阻0.3% 1/4W100Ω 只 2 R65/R48 棕-黑-黑-黑-蓝 R48: 0.3%代1% 插件电阻0.3% 1/4W900Ω 只 2 R13/R47 白-黑-黑-黑-蓝 R13可用910替换 插件电阻0.3% 1/4W1kΩ 只 1 R26 棕-黑-黑-棕-蓝 插件电阻0.3% 1/4W9kΩ 只 2 R25/R46 白-黑-黑-棕-蓝 R46: 0.3%代1% 插件电阻0.3% 1/4W90kΩ 只 2 R24/R45 白-黑-黑-红-蓝 R45: 0.3%代1% 插件电阻0.3% 1/4W900kΩ 只 3 R23/R34/R44 白-黑-黑-橙-蓝 R34/R44: 0.3%代1% 插件电阻0.3% 1/2W4.5MΩ 只 2 R21/R22 黄-绿-黑-黄-蓝 插件电阻1% 1/4W200Ω 只 1 R54 红-黑-黑-黑-棕 插件电阻1% 1/4W1.87kΩ 只 1 R40 棕-灰-紫-棕-棕 插件电阻1% 1/4W1.91kΩ 只 1 R52 棕-白-棕-棕-棕 插件电阻1% 1/4W3kΩ 只 1 R29 橙-黑-黑-棕-棕 插件电阻1% 1/4W4.11kΩ 只 1 R53 黄-棕-棕-棕-棕 插件电阻1% 1/4W10kΩ 只 2 R50/R55 棕-黑-黑-红-棕 插件电阻1% 1/4W11kΩ 只 1 R59 棕-棕-黑-红-棕 插件电阻1% 1/4W30kΩ 只 1 R12 橙-黑-黑-红-棕 插件电阻1% 1/4W39.2kΩ 只 2 R51/R56 橙-白-红-红-棕 插件电阻1% 1/4W76.8kΩ 只 1 R58 紫-蓝-灰-红-棕 插件电阻1% 1/4W168kΩ 只 1 R57 棕-蓝-灰-橙-棕 插件电阻1% 1/4W990kΩ 只 1 R49 白-白-黑-橙-棕 插件电阻5% 1/4W10Ω 只 1 R41 棕-黑-黑-金 插件电阻5% 1/4W1kΩ 只 1 R36 棕-黑-红-金 插件电阻5% 1/4W2kΩ 只 2 R14/R16 红-黑-红-金 插件电阻5% 1/4W6.8kΩ 只 2 R28/R64 蓝-灰-红-金 插件电阻5% 1/4W10kΩ 只 2 R02/R11 棕-黑-橙-金 插件电阻5% 1/4W30kΩ 只 2 R04/R39 橙-黑-橙-金 插件电阻5% 1/4W47kΩ 只 1 R07 黄-紫-橙-金 插件电阻5% 1/4W100kΩ 只 6 R06/R10/ R30-R32/R37 棕-黑-黄-金 插件电阻5% 1/4W220kΩ 只 5 R01/R09/ R33/R42/R43 红-红-黄-金 插件电阻5% 1/4W470kΩ 只 4 R17-R19/R15 黄-紫-黄-金 插件电阻5% 1/4W1MΩ 只 3 R03/R08/R20 棕-黑-绿-金 插件电阻5% 1/4W2MΩ 只 1 R38 红-黑-绿-金 插件电阻5% 1/4W10MΩ 只 1 R05 棕-黑-蓝-金 热敏电阻MZ31 600-900Ω 只 2 R27/R35 RM-065电位器 220Ω(221) 只 3 VR1-VR3 锰铜丝电阻 0.01Ω 只 1 R60 (1.6*41.35/通用) (2)电容器 DT9205A数字万用表中所用电容器共18只,其中瓷片电容2只,金属化电容10只,电解电容6只,具体规格型号见表4-2。 表4-2 DT9205A数字万用表中所用电容器规格 名称 规格型号 单位 数量 位号 备注 瓷片电容 47pF 只 1 C13 瓷片电容 100pF 只 1 C08 金属化电容CBB 10nF(103) 只 4 C14~C17 金属化电容CBB 22nF(223) 只 1 C05 金属化电容CBB 100nF/100V(104) 只 2 C06/C07 金属化电容CBB 220nF/63V(224) 只 3 C03/C04/C12 电解电容4*7 3.3μF/50V 只 2 C10/C11 电解电容4*7 10μF/25V 只 3 C09/C18/C19 电解电容4*7 47μF/16V 只 1 C01 (3)半导体器件 DT9205A数字万用表中所用半导体器件共18只,其中二极管有14只,三极管4只,具体型号如表4-3所示。 表4-3 半导体器件型号 名称 规格型号 单位 数量 位号 备注 DIP二极管 1N4007 只 8 D07~D14 二极管D0-35 1N4148插件 只 6 D01~D05/D15 DIP三极管 9013T0-92 只 1 Q3 DIP三极管 9014T0-92 只 2 Q2/Q4 DIP三极管 9015T0-92 只 1 Q1 (4)其它元器件 DT9205A数字万用表中所用的其他元器件见表4-4。 其中ICL7106A芯片已经绑定在印制线路板上,这种方式一般称为COB(chiponboard),绑定后已经过测试正常。 另外3块集成电路也已经焊接在印制板,不需另外焊接。 表4-4 其他元器件 名称 规格型号 单位 数量 备注 印制电路板 DT9205A印制板 块 1 COB邦贴板 集成电路(COB-42) IC1: ICL7106A 只 1 已绑贴在印制板上 集成电路(SOP-8) IC2/IC3: LM358 只 2 已焊在印制板上 集成电路(SOP-14) IC4: LM324 只 1 已焊在印制板上 测试笔插座 920系 只 4 电容器插座 890系/920系/CZ12 只 2 晶体管插座 920.1系/CZ09 只 1 保险丝夹 “R”型(较矮的) 只 2 屏蔽弹簧 WJ921 只 1 用于印制板地线与后盖屏蔽纸的连接 自锁开关 8.5*8.5/2P2T 只 2 电源开关/数据保持 电池线 6.5cm红色/黑色 根 2 玻璃保险丝管 F0.5A/250V5*20 只 1 面板大标签贴 功能开关指示标签 张 1 贴于面板下部 面板小标签贴 型号标签 张 1 贴于面板上端 后盖屏蔽纸贴 40*40银白 张 1 贴于后盖中上部 三端蜂鸣器总成 27mm,MJ05A-830B.1 只 1 包括蜂鸣器片,引线等 液晶屏总成 92三位半双边反射LD10003 套 1 包括液晶屏,框,座,镜片,框纸,电缆纸等 双面发泡导电胶条 51.5*3.2*2.5 条 2 用于印制板与液晶屏电缆纸之间的电路连接 导电胶条下夹板 块 1 导电胶条上压板 块 1 折叠簧片WJ931 92系列 只 2 用于压装液晶屏齿轮 转盘 MJ12C-5800黑色 个 1 转盘开关总成 转盘框 MJ12C-5800黑色 个 1 转盘开关总成 V型二接触簧片 A59 个 5 转盘开关总成 转盘齿轮弹簧 830B系列通用WJ103 个 2 转盘开关总成 钢珠(转盘齿轮用) Φ3mm 个 2 转盘开关总成 转盘开关旋钮 MJ01D-920.1 个 1 转盘开关总成 自锁开关按钮 MJ01D-920.1 个 2 用于2只自锁开关 机制螺丝 2*8白色 只 2 锁液晶电缆纸 螺母 M2白色 只 2 锁液晶电缆纸 自攻螺丝 2*5黑色 只 2 锁固定LCD的折叠簧片 自攻螺丝 2*6黑色 只 4 锁转盘开关 自攻螺丝 3*8黑色 只 1 锁线路板 自攻螺丝 3*12黑色 只 3 锁后盖 9V叠层电池 9V 只 1 前盖 MJ01A-920.1黑色 个 1 后盖 MJ01A-920.1黑色 个 1 测试表笔WB-05 3.5*20*650mm(红/黑) 付 1 装配图 DT9205A装配图 张 1 使用说明书 92系列中文使用说明书 份 1 包装彩盒 215*138*53(92系) 只 1 2.DT9205A数字万用表的元件识别 (1)元件识别 DT9205A数字万用表中的元器件外型如图4-3所示。 图4-3 DT9205A数字万用表中的元器件外型识别 (2)电阻值识别 电阻的参数有2种色环表示法,普通电阻用4色环表示,精密电阻用5色环表示,如图4-4所示。 电阻各色环所表示的含义如表4-5所示,根据此表可以识别电阻的阻值与精度。 表4-5电阻值的色环意义与识别 第1色环 第1位数 第2色环 第2位数 第3色环 (如果使用) 倍乘数 精度 颜色 数字 颜色 数字 颜色 数字 颜色 倍数 颜色 数字 黑 0 黑 0 黑 0 黑 1 银 ? 10% 棕 1 棕 1 棕 1 棕 10 金 ? 5% 红 2 红 2 红 2 红 100 棕 ? 1% 橙 3 橙 3 橙 3 橙 1k 红 ? 2% 黄 4 黄 4 黄 4 黄 10k 橙 ? 3% 绿 5 绿 5 绿 5 绿 100k 绿 ? 0.5% 蓝 6 蓝 6 蓝 6 蓝 1M 蓝 ? 0.3% 紫 7 紫 7 紫 7 金 0.1 紫 ? 0.1% 灰 8 灰 8 灰 8 银 0.01 白 9 白 9 白 9 图4-4 电阻值的色环表示法 (3)电容值识别法 部分电容的电容值直接标在电容上。 而大部分电容的容量及最大耐压是按表4-6的电容参数表示法打印在电容上。 电容的常用单位为pF(皮法),nF(纳法),μF(微法),之间的关系参见表4-7所示的公制单位换算。 电容参数表示法中的第三位数字为倍乘数,亦即0的个数,单位为pF。 如224表示容量为220000pF=0.22μF。 表4-6电容参数的表示方法 精度: 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% 注意: 字母R相当于小数点 倍乘数 数字 0 1 2 3 4 5 8 9 倍乘 1 10 100 1k 10k 100k 0.01 0.1 表4-7公制单位换算 符号 名称 乘数 科学计数法 p 皮 0.000000000001 10-12 1000p=1n n 纳 0.000000001 10-9 1000n=1μ μ 微 0.000001 10-6 1000μ=1 m 毫 0.001 10-3 1000=1k - 个 1 100 1000k=1M k 千 1000 103 M 兆 1000000 106 3.DT9205A数字万用表的元件检测 元件参数的检测,在数字万用表的装配与调试过程中是极为重要的一个步骤,直接影响装配产品的质量指标。 在装配产品的整机调试与维修过程中,若是因为元器件的误差过大而导致装配产品不能达到正常指标,则是非常难以检查的,甚至即使是个别元件的问题也可能导致所装配的整个产品的报废。 因此,对元件检测必须高度重视。 (1)RC元件检测 可用RLC数字测量电桥,检测电阻与电容元件的参数值,并作好记录。 检测中要特别注意用于电路中分压、分流及作为基准电路等用途的精密电阻的阻值是否符合精度要求,对不符合要求的元件应剔除,以保证数字万用表装配后的产品准确度与精度等级。 个别装配的数字万用表的精度达不到要求,基本上大多都是因为这些精密电阻的误差超过范围,或者是将普通电阻安装了这些精密电阻的位置而造成。 另外,电容器的容量检测也不可忽视,特别是电路中用于时钟振荡的电容,A/D变换电路的积分电容、基准电容、自动调零电容,定时关机电路的定时电容等,若这些电容的误差过大,将会直接影响相关电路功能的实现或正常工作。 (2)半导体器件检测 可用晶体管特性图示仪,测试各二极管的正、反向伏安特性曲线,测试三管的输入特性与输出曲线,以判断这些半导体器件的性能,保证数字万用表的装配质量。 4.3.2DT9205A数字万用表的电路安装 1.焊接规范 好的焊接方法是安装DT9205A数字万用表最重要的因素,合适的电烙铁也十分重要。 推荐使用30W左右的内热式电烙铁,并请随时保持烙铁头的清洁和镀锡。 (1)安全操作规程 ①焊接时注意防护眼睛。 ②焊锡中含有铅和其他有毒物质,焊接过程中应避免焊锡触及口腔部位,手工焊接后须清洁双手。 ③焊接场所应有足够的通风,防止焊接过程中的烟雾对人体的影响。 (2)元件安装 元器件的插入方向,在没有特别指明的情况下,所有元件的安装都必须从线路板正面装入,线路板上的元件装配符号图指出了每个元件的安装位置和安装方向。 需要特别说明的是,在DT9205A数字万用表的安装中,从线路板反面装入的元器件只有4件: 锰铜丝电阻、保险丝座、三端蜂鸣器和镀银弹簧,其余元器件均从正面插入。 电阻的装配应符合色环或数字方向一致原则,无极性电容的安装方向也应尽量保持一个方向,这样有利于后期的检查与读数工作。 对于有极性的元器件,如电解电容器、二极管、三极管等,装配时要特别注意极性和管脚位置。 另外,自锁开关的安装方向更不可装反,否则开关按下后的状态不正确。 (3)元件焊接 焊接时,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! 焊接的方法如表4-8所示。 表4-8焊接方法 序号 正确的焊接方法 不良的焊接方法 1 将电烙铁头靠在元件脚和焊盘的结合部。 注: 所有元件从焊接面焊接。 烙铁头位置不正确,则加热温度不够: 焊锡不向被焊金属扩散生成金属合金。 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。 焊锡量不够: 造成点不完整,焊接不牢固。 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。 焊接过量: 容易将不应连接的端点短接。 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 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.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,用手指按住线路板再进行焊接,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4-5所示。 但是对诸如: 自锁开关、电容器插座、晶体管插座、三端蜂鸣器、电源线、表笔插座等器件的焊接,应当逐一进行。 (a)插完所有的零件(b)放在海绵垫上 (c)焊锡(d)剪掉多余的焊脚 图4-5 元件焊接过程 3.安装说明 (1)PCB板图 DT9205A数字万用表印制板为双面板,如图4-6所示。 图(a)为主要元器件的插入面,上面标有各元器件的安装位置,图(b)为主要元器件的焊接面。 (a)印制板正面(主要元器件的插入面) (b)印制板反面(主要元器件的焊接面) 图4-6 DT9205A数字万用表印制板 (2)电路原理图 DT9205A数字万用表电路原理图如图4-7所示。 (3)元件装配图 DT9205A数字万用表元件装配图如图4-8所示。 图中的K为开关,D为二极管,Q为三极管。 图4-7DT9205A数字万用表电路原理图 图4-8 DT9205A数字万用表印制板元件装配图 需要特别注意: 元器件插入印制板后,在焊接之前应与样机电路板仔细对照比较(或与同学之间的板子相互比较),检查各元器件的安装位置与参数有
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