电路基础及其基本技能实训第5章-综合技能实训.ppt

第5章 综合技能实训,5.1 识读万用表的电路图,5.2 元器件识别与筛选,5.3 元器件的焊接与安装,5.4 YX-360TRN万用表灵敏度的调试,5.5 万用表精度的校验,5.6 实训报告编写指导,5.7 YX-360TRN万用表电路图,5.1.1 YX360TRN万用表的结构,万用表是一种能测量多种电量，具有多量程的便携式电气测量仪表，一般可测量直流电流，交、直流电压以及电阻值，因此，习惯上称其为三用表。,5.1 识读万用表的电路图,1.万用表的结构,万用表一般由表头(指示部分)、转换开关及测量电路三部分组成。(1)表头。(2)测量电路。(3)转换开关。,2.公共表头电路简介,万用表测量各种电路参数的公共表头电路(参见图5.2中的虚线框)中,电位器,R,1,和电阻,R,17,起调节表头电流灵敏度的作用，YX360TRN型万用表表头满偏电流为50 A。电容,C,2,和二极管VD,3,、VD,4,起过流、过压保护作用，电位器,R,25,和电阻,R,24,主要起测量电阻时的电气调零作用。,图5.1 并联电阻扩大电流量程的原理图,图5.2 直流电流挡部分线路图,若表头电路等效电阻为,R,g,=2(k),I,C,经过,R,9,+,R,g,(表头)。当然,I,C,经过表头时已经被,R,24,和,R,25,、,R,17,分流过，实际为,I,g,了。在图5.2中:2.5 mA挡,分流电阻为,R,10,=102()25mA挡，分流电阻为 ,R,11,=10()250 mA挡，分流电阻为 ,R,12,=0.99(),图5.3 串联分压电阻扩大电压量限原理,图5.3中，1 V挡的分压电阻为,R,1,；10V挡的分压电阻为,R,1,+,R,2,;100 V挡的分压电阻为,R,1,+,R,2,+,R,3,。YX360TRN型万用表直流电压挡部分的线路图如图5.4所示。,表头电路能承受的电压为：,U,0,50 A2 k=0.1 V 设所有分压电阻的分压为,U,F,，那么分压电阻越大，分得电压,U,F,越大，从而使得仪表所能承受的总电压,U,0,+,U,F,就越大，即仪表测量的电压值(即量限)就越大。,通常万用表采用两只整流二极管构成半波整流电路，整流原理如图5.5所示。当被测电压为正半周时，A端为+，B端为-，整流二极管VD,1,导通VD,2,截止,表头通过电流；当被测电压为负半周时，A端为-，B端为+，VD,1,截止，VD,2,导通，电流从VD,2,旁路过去了，表头不通过电流。这样一来，表头通过的电流便为经过半波整流后的单方向电流了。表头通过的电流波形如图5.6所示。,图5.5 半波整流器原理,YX360TRN型万用表交流电压挡部分的电路图如图5.7所示。其扩大量程的分压原理与直流电压表相同。,图5.7 交流电压挡部分电路原理图,5.1.5 电阻的测量,万用表的电阻挡实质上就是一个多量限的欧姆表。,1.欧姆表测量电阻的原理,欧姆表测量电阻的原理如图5.8所示。图中,U,s,为干电池，它与表头及内阻,R,相串联。A、B分别为万用表的“红”、“黑”表笔，,R,X,为被测电阻，由图可见：(5-1),图5.8 电阻测量原理,2.零欧姆调整电路,干电池使用过久或存放时间过长，会使其端电压,U,s,降低，从而会使测量结果产生较大的偏差。为了减小测量误差，必须使用零欧姆调整电路。通常采用的分压式零欧姆调整电路如图5.9所示。,3.欧姆挡中心电阻值,R,T,的意义,由当,R,X,=0时 (满偏电流)当,R,X,=,R,i,时,4.电阻挡量限的扩大,由于欧姆表刻度的不均匀性，使得欧姆表的测量范围极限在,R,T,/1010,R,T,之内。在此范围之外，例如当,R,X,R,T,时，标尺刻度稠密，无法准确读出被测的电阻值。比如，用,R,1挡测阻值在10 左右的电阻较准确，而用此挡测阻值为50 k左右的电阻时，则表针几乎不偏转。因此，不能只用一个电阻挡来测量各个不同阻值范围的电阻，所以，扩大电阻挡的量限是十分必要的。,(1)保持电池电压不变，通过改变与表头相并联的分流电阻阻值来改变量限，如图 5.10 所示。这一点与扩大电流量程的原理相似。当被测电阻,R,X,较大时，增大分流电阻，以维持表头有足够的电流流过，从而使指针仍能具有较大的偏转角度。YX-360TRN型万用表电阻挡中，有“1”，“10”，“100”，“1k”各档，采用的分流电阻分别为18.5，200，2.1 k，34 k，见图5.10。,(2)提高电源电压。对高电阻挡，采用多电池串联的方法来提高电源电压，使当,R,X,很大时，仍有足够大的电流流过表头以使指针产生足够大的偏转角度。YX-360TRN型万用表在“10k”电阻挡采用的就是这种办法，在原电池3 V的基础上再串联一个9 V的层叠式电池，其电源电压为3+9=12(V)。,5.2.1 电阻色环的辨识与电阻的测量,结合表5.1色环电阻数值表和图5.11带色环电阻示意图，可判断电阻的大小和精度。在图5.11中，前面四个色环间距相同，用于表示电阻值的大小。其第1、2、3位的颜色表示电阻数字，第4位为倍率(10,n,)。,5.2 元器件识别与筛选,表5.2 色环表示的误差,5.2.2 电容、电位器、二极管、表头的检测及 极性判别,1.电容的检测与判别,对于被测元件来说，黑表笔端是正极。用万用表“电阻挡”检测电容，正常情况是：接上电容瞬间，指针迅速向右偏转(见图5.12)，然后慢慢向左回落至电阻“”处(见图5.13)。电容量越大，右偏转角越大；电容质量好,不漏电，回落越接近电阻“”处。,(1)检测有极性电解电容器时，要将黑表笔端接电容正极引脚，红表笔端接电容负极引脚。测量电容量较大的电容器时，万用表电阻挡应置于“,R,1k”挡。(2)检测小容量电容器时，万用表电阻挡应置于“,R,10k”挡。由于电容量小，充电现象不太明显，测量时表针向右偏转的角度不大，如果电容量更小，无法看出充电现象，只能观察是否存在漏电故障。,图5.12 指针迅速右偏,图5.13 指针回落,图5.14 指针不能回落至“”处,2.二极管的检测与判别,二极管安装焊接要注意其极性，通常有黑线(或白线)标志的一端是负端，或引脚端子线短的那一极是负端。用万用表判断(检测)二极管好坏的简易方法：将万用表电阻挡置于“,R,1k”挡测量二极管，将黑表笔端接二极管正极引脚，红表笔端接二极管负极引脚(见图5.15)，测量二极管正向电阻。如果电阻为几k或更小，且表针指示稳定，说明二极管正向正常；如果表针左右微小摆动，说明二极管热稳定性差；如果表针在电阻“”端，说明二极管已开路；如果电阻为几十k，说明二极管性能差。,测量二极管反向电阻(见图5.16)，正常情况反向电阻在几百k甚至更大，愈大愈好，且表针指示稳定。如果反向电阻只有几k，说明二极管已被击穿，已失去单向导电性。,图5.15 测正向电阻,图5.16 测反向电阻,3.电位器,YX360TRN型万用表电路里有两个电位器，,R,1,为表头灵敏度的调试用电位器，,R,25,为电气调零用电位器。,4.表头的检验,表头的检验可采用万用表电阻挡的“,R,1 k”挡，将黑表笔端接表头“+”极，红表笔端接表头“-”极，若表针向右边偏转，说明表头没有问题，是可以使用的。,5.3.1 万用表装配用的工具与设备,1.常用工具,常用的工具有：40 W60 W内热式电烙铁、焊锡丝、烙铁架、烙铁清洁棉、助焊剂；尖嘴钳、平口钳、斜口钳、剥线钳、镊子；一字螺钉旋具、十字螺钉旋具、锉刀、剪刀以及吸焊器(枪)。,5.3 元器件的焊接与安装,2.常用仪器仪表设备,常用仪器仪表及设备有：稳压电源、精度为1.5级的标准万用表(或为1.5级标准直流电压表、电流表，标准交流电压表)、万用表、标准电阻箱、正弦信号发生器以及电阻(100、8 W,5 k、1 W，1 k、1 W，47 k,100 k各1个)。,5.3.2 元器件的焊接安装,1.焊接安装前的准备,焊接元件至线路板上时，先将要焊接的元器件筛选出来，按照印制电路板插孔孔距要求，对元器件引脚进行整形(见图5.17所示)，然后将筛选好的元件别在纸上，并在该纸旁边记录其符号标记和参数。,图5.17 元件引脚整形,2.手工焊接的操作步骤(对于热容量较大的焊件),(1)将40 W60 W的电烙铁预热，将某元件插入印制电路板对应的孔中。(2)左手拿焊锡丝，右手拿预热好的电烙铁，将电烙铁头对准欲焊的元件引线脚与线路板金属电路焊盘部位加热。(3)将焊锡丝触碰到该部位13秒，视焊锡熔化程度定。(4)迅速拿开焊锡丝。(5)拿开烙铁。,3.焊接注意事项 ,焊接时应注意以下几点：(1)保持焊接处清洁，露出新的金属层。(2)要适当控制焊接温度和焊接时间，温度过低或焊接时间过短易形成“虚焊”；反之，温度过高或焊接时间过长，焊锡容易流散，牢固度差，且容易烧坏元件。(3)焊点的锡量要适中。锡量过少，焊接不牢固；锡量过多，焊锡内部可能焊不透，且易导致小距离元件之间发生短路。(4)刚焊好的焊点焊锡不会立即凝固，切勿移动被焊的元件或导线，否则会影响焊接质量。,4.其它元器件的装配,其它元器件的装配要根据产品的装配图进行，并注意以下事项：(1)检查保险丝是否断开，电池是否安装正确。(2)电位器是特别容易损坏的元件，焊接时间不宜过长，焊锡不宜太多，调节好应放置的位置。(3)拨动开关在安装时要注意对准位置，注意弹簧片的放置。(4)保险丝和线路板固定脚安装焊接时注意位置、焊锡的用量等，应保证牢固又不影响整个仪表的安装。(5)表头和电源线路焊接安装时要注意正负极位置。,5.3.3 万用表的通电检查与故障排除,1.整个仪表指针不动作时的故障排除 2.只有某个挡位不通或不准时的故障排查,万用表的表头电路是测量电路的公共部分，需要进行如下调试：(1)表头机械调零。(2)基准点灵敏度调试。,5.4 YX-360TRN万用表灵敏度的调试,图5.19所示为表头电路的局部，如果被测表显示值没有达到40，应调节电位器,R,1,通过调节,R,1,来改变,I,g,。如果还是调不到40 位置，就要根据分流原理来改变,R,17,的大小了。根据分流原理可知，如果指针超过40位置，说明流过表头的电流,I,g,大了，应减小。显然可通过加大电流,I,2,来减小,I,g,，所以减小电阻,R,17,就可加大电流,I,2,，从而减小,I,g,。,图5.18 调校电流灵敏度电路图,图5.19 表头局部电路,5.5.1 万用表的精度,仪表的精度也叫仪表的准确度，一般电工仪表的精度等级如表5.3所示。,5.5 万用表精度的校验,表5.3 电工仪表的精度等级,由此可见，电工仪表的最高精度为0.1级。万用表精度一般在1.0级至5.0级之间。YX-360TRN型万用表精度标准为5.0级。用来校验万用表的标准表其精度至少应比被校验表高12级。精度等级K定义为,以直流电流某挡为例，测试线路如图5.20所示。图中,U,s,为直流稳压电源，,I,0,为标准表电流测量值，,I,X,为被测表电流测量值，则每个刻度上的绝对误差为,I,=,I,X,I,0,，取被校点中绝对误差的最大值,I,max,，则被测万用表该直流电流挡的准确度等级(也称最大引用误差),K,为,图5.20 校验直流电流挡电路图,5.5.2 直流电流挡的校验,按图5.20接线，万用表分别先后放置在2.5 mA挡位(串电阻,R,=5 k左右)，25 mA挡位(串电阻,R,=1 k、1 W)，250 mA挡位(串电阻,R,=100、8 W)进行校验。校验各直流电流每一挡时，标准表也应放置在相应的直流电流挡上，每挡至少校验三个点以上，如表5.4所示。调节直流稳压电源，使标准表的读数达到表5.4 所标示的数字。注意测量每个挡位时，其校验电路中的限流电阻,R,不同，再从被测的YX-360TRN型万用表读取测量数据，记入表5.4 中，由表中每挡的最大引用误差确定该挡位准确度等级。若不符合要求，可调节万用表电流测量线路中相应挡位的分流电阻。,表5.4 直流电流挡的校验,按图5.21接线，被测万用表分别先后放置在2.5 V、10 V各直流电压挡上(其余挡位依此类推，略)，标准表也先后放置在相应的直流电压各挡上，调节可变直流稳压电源，使标准表的读数达到表5.5所标示的数字，再从被测的YX-360TRN型万用表读取测量数据，记入表5.5中，由表中每挡的最大引用误差确定该挡位准确度等级。若不符合要求，可调节万用表电压测量线路中相应挡位的分压电阻。,表5.5 直流电压挡的校验,2.交流电压挡的校验,交流电压挡的校验方法与直流电压挡的校验相同(略)，电源分别采用正弦信号发生器和工频电，配置可调变压器。,5.5.4 电阻挡的校验,将被测万用表装上电池，测试时注意每换一电阻挡都要先进行零欧姆调节(即电气调零)。若调节零欧姆调节旋钮，指针不能指在零欧姆位置上，则可能是电池电压不足，应更换电池。接线方式见图5.22。,图5.22 校验电阻,如图5.22所示，测试时，取标准电阻箱电阻分别为20，200，2 k，20 k及200 k，分别将被测表置于相应的电阻档：R1，R10，R100，R1k，R10k五个挡位，把被测万用表电阻挡测量的结果记录在表5.6中。若精度等级不合要求，可根据误差情况检查,R,20,、,R,10,、,R,11,、,R,12,或,R,19,、,R,23,各电阻元件，必要时更换有关电阻元件，直到精度符合要求为止。,表5.6 电 阻 挡 校 验,实训报告的主要内容由如下几部分组成:(1)叙述YX-360TRN型万用表的电路工作原理(附电路图)(2)仪表制作过程：(3)表头灵敏度的调试过程与调试线路图。(4)各挡位的校验电路图和校验记录数据表。(5)排除故障小结，见表5.7。(6)组装调校万用表的收获体会。,5.6 实训报告编写指导,表5.7 故障排除记录表,YX-360TRN万用表的电路图如图5.23所示。,5.7 YX-360TRN万用表电路图,图5.23 YX-360TRN万用表的电路图,