数字万用表(dt9205)设计说明书.doc
《数字万用表(dt9205)设计说明书.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《数字万用表(dt9205)设计说明书.doc(25页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、智能仪器目录摘要1一、设计目的要求11.1设计目的21.2设计要求2二、数字万用表的组成32.1数字万用表的基本结构32.2数字万用表的工作原理4三、DT9205万用表的焊接工艺63.1 DT9205A数字万用表的元件识别63.2 DT9205数字万用表的电路安装73.3 焊接注意事项93.4 安装说明11四、DT9205数字万用表的性能测试与校准144.1正常字符显示测试144.2调试与校准15五、数字万用表的使用注意事项19总结20参考文献:21摘要数字万用表又称数字多用表,简称DMM(Digital Multimeter)。它是由数字电压表DVM(Digital Voltmeter)与各
2、种变换器组成的。其中直流数字电压表是数字万用表的基本组成部分,是数字万用表的核心。数字仪表是把连续的被测模拟量自动地变成断续的、用数字编码方式并以十进制数字自动显示测量结果的一种测量仪表。这是一种新型仪表,它把电子技术、计算机技术、自动化技术与精密电测量技术密切地结合在起,成为仪器仪表领域中一个独立的分支。数字万用表是电测技术中的一种常用仪表,以其操作方便、读数准确、体积小巧、携带方便等优点成为现代测量中不可缺少的仪器,它可以测量直流电流、交流电流、直流电压、交流电压、电阻、电容、二极管的正向压降等,正在许多领域取代模拟式(即指针式)万用表。具有使用方便、灵敏度高、测量速度快、量程宽、过载能力
3、强、输人阻抗高、指示值具有客观性(不存在视觉误差)、扩展能力强等优点。数字万用表(DMM)可直接测量电压、电流、电阻或其他电参量,其功能可任意组合并以十进制数字显示被测量的结果,应用十分广泛。本文以DT9205万用表为例。 关键词 : 数字万用表 DT9205万用表 硬件设计 焊接工艺一、设计目的要求1.1设计目的数字万用表是在数字电压表(DVM,Digital Voltmeter)的基础上,配上各种变换器所构成的多功能测量仪表。因而具有交、直流电压测量,交、直流电流测量、电阻测量,电容测量等多种功能。DT9205A数字万用表除上述功能外,还有二极管正向导通电压测量,三极管电流放大系数测量,电
4、路通断测试等功能。通过对一台正式产品数字万用表DT9205部分零部件的焊接、安装和调试,让我们更好的了解电子产品的生产工艺流程,通过研究DT9205A数字万用表的电路组成及数字万用表的各功能转换电路原理,来让我们掌握常用元器件的识别和测试及电子产品生产基本操作技能,培养学生的动手能力。1.2设计要求(1) 能看懂数字万用表的原理框图、电原理图及装配图。(2)掌握复杂电子设备装配方法与操作使用。(3)熟练的掌握电阻、电容、二极管、三极管等元器件的识别和测量方法。 (4)掌握数字万用表的工艺流程,完成一台数字万用表的焊接、安装、调试。(5)了解焊接过程中的注意事项。(6)学会DT9205A数字万用
5、表中各类元器件的质量检测。(7) 分析、解决焊接和调试过程中所遇到的问题。(8) 初步掌握复杂电子设备的调试技能与故障排除方法。二、数字万用表的组成2.1数字万用表的基本结构数字万用表由数字电压(DVM)表配上各种变换器所构成的,因而具有交直流电压、交直流电流、电阻和电容等多种测量功能。图2.1是数字万用表的电路结构框图,它分为输入与变换部分、A/D转换器部分、显示部分。输入与变换部分,主要通过电流电压转换器(I/V)、交流直流转换器(AC/DC)、电阻电压转换器(R/V)、电容电压转换器(C/V)等,将各测量参数转换成0200mV的直流电压量UIN,UIN再送入模拟/数字(A/D)转换器,将
6、模拟电压转换为数字量后进行测量,最后由显示器显示被测量的值。A/D转换器电路与显示部分由集成电路ICL7106A和液晶显示器LCD构成。图2.1 DT9205数字万用表电路组成框图我们可以看出数字万用表是以直流200 mV作基本量程,配接与之成线性变换的直流电压、电流,交流电压、电流,欧姆,电容等参数变换器,即能将各自对应的电参量用数字显示出来。该电路的核心是一片大规模集成电路ICL7106A,该芯片内部包含双积分A/D 转换器,显示锁存器,七段译码器和显示驱动器DT9205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
7、的工作原理框图见示意图 2。输入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 199.9mV 的直流电压。例如输入信号 100VDC,就用 1000:1 的分压器获得 100.0mVDC;输入信号 100VAC,首先整流为 100VDC,然后再分压成 100.0mVDC。电流测量则通过选择不同阻值的分流电阻获得。2.2数字万用表的工作原理第一阶段,输入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199.9mV 的直流电压。例如输入信号100VDC,就用1000:1 的分压器获得100.0mVDC;输入信号100VAC,首先整流为100VDC,然后再分压成100.0mVDC
8、。电流测量则通过选择不同阻值的分流电阻获得。输入端与比较器输出端短接,此时反映到比较器的总失调电压对自动调零电容CAZ充电,以补偿缓冲器,积分器和比较器本身的失调电压,可保证输入失调电压小于10uV,第三,基准电压VREF 向基准电容CREF 充电,使之被充到VREF,为反向积分做准备。第二阶段,正向积分(亦称信号积分或采样)INT(integral):此时SINT 闭合,SAZ 和SDE 断开,切断自动调零电路并去掉短路线,IN+,IN-端分别被接通,积分器和比较器开始工作。被测电压VIN 经缓冲器和积分电阻后送至积分器。积分器在固定时间T1 内,以VIN /(RINT-CINT)的斜率对V
9、IN 进行定时积分。令计数脉冲的频率为FCP,周期为TCP,则T1=1000 TCP。当计数器计满1000 个脉冲数时,积分器的输出电压为 (1.1)式中,K 是缓冲放大器的电压放大系数,T1 也叫采样时间。在正向积分结束时,VIN 的极性即被判定。第三阶段,反向积分,亦称解积分DE(Decompose Integral):在此阶段,SAZ,SINT 断开,SDE+,SDE-闭合。控制逻辑在对VIN 进行极性判断之后,接通相应极性的模拟开关,将CREF 上已充好的基准电压接相反极性代替VIN,进行反向积分,斜率变成VREF/(RINT-CINT)。经过时间T2,积分器的输出又回到零电平,参见示
10、意图2.2,该图分别绘出对负极当反向积分结束时,有关系式 (1.2)将式(1.1)代入式(1.2)中整理后得到 (1.3)假定在T2 时间内计数值(即仪表显示值,不考虑小数点)为N,则T2 为N TCP,代入式(1.3)中得到 (1.4)图 2.2 示意图分析式(1.4)可知,因T1,TCP,VREF 均是固定不变的,故计数值N 仅与被测电压VIN成正比,由此实现了模拟量-数字量转换。在测量过程中,ICL7106 能自动完成下述循环。如下示意图1示意图1每个循环的测量周期共需4000TCP。其中,正向积分时间固定不变,T1=1000TCP;反向积分时间T2为02000 TCP之间,由输入电压U
11、IN的大小确定。当UIN0时,T2=0;当UIN200mV时,T2=2000TCP;反向积分时间与自动调零时间共需3000TCP。为了提高仪表抗串模干扰的能力,正向积分时间(亦称采样时间)T1应是工频周期的整倍数。我国采用50Hz交流电网,其周期为20ms,所以应选T1=n20(ms),n为正整数。如取n=2、4、5时,T1=40ms、80ms、100ms,则能有效地抑制50Hz干扰。这是因为积分过程有取平均的作用,只要干扰电压的平均值为零,就不影响积分器输出。但n值也不宜过大,以免测量速率太低。实际中的ICL7106A的时钟频率取fo40 kHz,经4分频后得fCP=10kHz。则正向积分时
12、间T1=1000TCP=100ms,恰是交流电网周期20ms 的整数倍,利用正向积分阶段对输入电压进行平均之特点,即可消除来自外界引入的工频干扰。三、DT9205万用表的焊接工艺3.1 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3.1(1)所示。图3.1(1)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3.1(2)所示。图3.1(2)电阻值的色环表示法电阻各色环所表示的含义如表3.1所示,根据表可以识别电阻的阻值与精度。表3.1 电阻值的色环意义与识别第1色
13、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(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3.2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),F(微法),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
14、为220000pF=0.22F。表3.2 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01234589倍乘1101001k10k100k0.010.13.2 DT9205数字万用表的电路安装3.2.1 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。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)安全操作规程焊接时注意防护眼睛。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。焊接场所应有足够的通风,防止焊接过程
15、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)
16、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1所示。表1 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
17、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。3.3 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3.3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( e ) 三
18、端陶瓷蜂鸣器 图3.2元件焊接过程3.4 安装说明(1)PCB板图DT9205A数字万用表印制板为双面板,如图3.3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3.3DT9205A数字万用表印制板 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无错误,避免元器件焊接后再返工;检查自锁开关、二极管、三极管、电解电容等元器件的安装方向有无错误。印制电路板在拆焊与重焊过程中极易造成损坏
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 数字 万用表 dt9205 设计 说明书
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【天****】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【天****】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。