DT830B数字万用表

DT830B数字万用表 1 实验目的 1.1通过DT830B数字万用表装配实验，进一步加深对数字万用表电路原理的认识，能熟练的测量各种物理量。 1.2了解ICL7106的各个引脚和他的数模转换功能。 1.3了解液晶显示的原理和使用方法。 1.4初步学会通过电路图焊接电路板,掌握一些简单的电路焊接工艺。 1.5了解各种测试仪器的用法并样品进行测试和矫正。 2 实验器件 2.1电路板DT-830B、集成块、液晶屏、三极管。 2.2五色环电阻若干、四色环电阻若干、可调电阻、二极管、电容。 2.3导电硅条、保险管及保险管卡、电池扣、五金配件、弹片、螺丝、表笔、塑胶件等。 2.4焊接电路板所需的烙铁和锡以及松香。一个标准的数字万用表、螺丝刀、镊子、刀等。 3 实验原理 3.1 ICL7106的工作原理 ICL7106是目前广泛应用的一种3?位A/D转换器，能构成3?位液晶显示的数字万用表。3?位A/D转换器将0到2V范围的模拟电压变成三位半的BCD码数字显示出来。将被测直流电压、直流电流及电阻等物理量变成0到2V的直流电压，送到ICL7106的输入端，即可在数字表上进行检测。 3.2 ICL7106的引脚功能 ICL7106引脚排列如图1所示。 1 图1. ICL710引脚排列 U+、U,分别接9V电源(E)的正、负极。COM为模拟信号的公共端，简称模拟地，使用时应与IN,、UREF,端短接。TEST是测试端，该端经内部500Ω电阻接数字电路的公共端(GND)，因二者呈等电位，故亦称做数字地。该端有两个功能:?作测试指示，将它接U，时LCD显示全部笔段1888、可检查显示器有无笔段残缺现象;?作为数字地供外部驱动器使用，来构成小数点及标志符的显示电路。a1,g1、a2,g2、a3,g3、bc4分别为个位、十位、百位、千位的笔段驱动端，接至LCD的相应笔段电极。千位b、c段在LCD内部连通。当计数值N,1999时显示器溢出，仅千位显示“1”，其余位消隐，以此表示仪表超量程(过载溢出)。POL为负极性指示的驱动端。OSC1,OSC3为时钟振荡器引出端，外接阻容元件可构成两级反相式阻容振荡器。CREF，、CREF,是外接基准电容端。IN，、IN,为模拟电压的正、负输入端。CAZ端接自动调零电容。BUF是缓冲放大器输出端，接积分电阻RINT。INT为积分器输出端，按积分电容CINT。需要说明，ICL7106的数字地(GND)并未引出，但可将测试端(TEST)视为数字地，该端电位近似等于电源电压的一半。 3.3 ICL7106的工作原理 ICL7106内部包括模拟电路和数字电路两大部分。一方面由控制逻辑产生控制信号，按规定时序将多路模拟开关接通或断开，保证A/D 转换正常进行;另一方面模拟电路中的比较器输出信号又控制着数字电路的工作状态和显示结果。 模拟电路由双积分式A/D转换器构成，电路如下图所示。主要包括2.8V基准电压源、缓冲器、积分器、比较器和模拟开关等组成。 2 数字电路主要包括8个单元:?时钟振荡器;?分频器;?计数器;?锁存器;?译码器;?异或门相位驱动器;?控制逻辑;?LCD显示器。时钟振荡器由ICL7106内部反相器F1、F2以及外部阻容元件R、C组成。LCD须采用交流驱动方式，当笔段电极a,g与背电极BP呈等电位时不显示，当二者存在一定的相位差时，液晶才显示。因此，可将两个频率与幅度相同而相位相反的方波电压，分别加至某个笔段引出端与BP端之间，利用二者电位差来驱动该笔段显示。驱动电路采用异或门。其特点是当两个输入端的状态相异时(一个为高电平，另一个为低电平)，输出为高电平;反之输出低电平。7段LCD驱动电路如图2所示 图2. 7段LCD驱动 3.4 DT830B电路原理 DT830b型3 /2位数字万用表总电路主要包括以下个部分:A/D转换器电路;直流电压测量电路;直流电流测量电路;交流电压测量电路;交流电流测量电路;电阻测量电路;测量晶体管Hfe的电路;二极管测试电路;蜂鸣器电路;小数点驱动电路及低电压指示电路 3.4.1 A/D转换器电路 A/D转换器电路如图3所示。ICL7106，振荡电阻，振荡电容，积分电阻，积分电容，基准电容，自动调零电容，高频滤波器，基准电压分压器。 3 图3. ICL7106数字电路原理图 3.4.2电阻测量电路 图4为简单的电阻测量示意图，这个电路由电压源，标准电阻(这个电阻为分压电阻，由选择开关转换得到)，被测电阻(未知)组成，两个电阻的比值等于各自电压降的比值，因此，通过标准电阻及利用标准电阻上的标准电压，就可确定被测电阻的阻值。测量结果直接由A/D 转换器得到。 图4. 电阻测量电路 3.4.3直流电压测量电路 DT830B由机壳塑件(包括上下盖、旋纽)、印制板部件(包括插口)、液晶屏及表笔等组成，组装成功的关键是装配印制电路板部件。 4 图5为简单的直流电压测量示意图，输入电压被分压电阻分压(分压电阻之和为1MΩ)，每挡分压系数为1/10，分压后的电压必须在-0.199V - +0.199V 之间，否则将过载显示，过载显示为最高位显“1”其余位数不显示。 图5. 直流电压测量电路 3.4.4直流电流测量电路 图6为简单的直流电流测量示意图，内部的取样电阻将输入电流转换为-0.199V - +0.199V 之间的电压后送入7106 输入端，当设置在10A 挡时，输入电流直接输入10A 输入孔而不通过选择开关。 图6. 直流电流的测量电路 5 3.4.5交流电压测量电路 交流电压首先须进行整流并通过一低通滤波器对波形进行整形，然后送入共用的直流电压测量电路，最后将测量出交流电压的有效值。交流电压转换电路如图7所示。 图7. 交流电压转换电路 4 安装工艺 安装如图8.所示。 图8. 安装过程 4.1印制电路板的安装 安装电阻、电容、二极管时，如果安装孔距〉8mm(例如R8、R21等丝印图上画上电阻符号的)的采用卧式安装;如果孔距〈5mm的 应立式安装(例如板上丝印图画“O”的其他电阻);电容采用立式安装。 6 安装电位器、三极管插座。注意安装方向:三极管插座装在A面而且应使定位凸点与外壳对准、在B面焊接。 安装保险座、弹簧。焊接点大，注意预焊和焊接的时间。 安装电池线。电池线由B面穿到A面在插入焊孔、在B面焊接。红线接“+”黑线接“—”。 4.2液晶屏的安装 面壳平面向下置于桌面，从旋纽圆孔两边垫起约5mm。将液晶屏放入面壳窗口内，白面向上，方向标记在右方;放入液晶屏支架。平面向下;用镊子把导电胶条放入支架两横槽中，注意保持导电胶条的清洁。 4.3旋纽安装方法 V型簧片装到旋纽上，共六个。装完簧片把旋纽翻面，将两个小弹簧蘸少许凡士林放入旋纽两个孔，在把两小钢珠放在表壳合适的位置上。固定印制板 将印制板对准位置装入表壳(注意:安装螺钉之后再装保险管)，并用三个螺钉紧固。装上保险管和电池，转动旋纽，液晶屏应正确显示。 4.4总装 4.4.1贴屏蔽膜 将屏蔽膜上保护纸揭去，露出不干胶面。 4.4.2盖上后盖，安装后盖2个螺钉，至此安装、校准、检测全部完毕。 5 调试 5.1检查零输入是的显示值。将ICL7106的正、负模拟少输入端IN+、IN-短接，使输入电压Vin=0V，仪表应显示“00.0”。 5.2检查比例读数。将IN+与基准电压正端Vref+短接，用基准电压代替输入电压，几Vin=Vref=100.0mV，仪表应显示“100.0”，允许有+1个误差。检查液晶显示器的全亮笔段。把测试端TEST与正电源端V+短接，使芯片内部的数字的变成高点平，全部数字电路停止工作。因每个笔段上均加有直流电压，故全部笔段亮。仪表应显示“1888”，此时小数点驱动电路也不工作。 5.3检查负号及益出显示。将IN+与负电源V-短接，是Vin〈0V，且|Vin|〉200mV。仪表应显示“—1”，表示输入为负电压且超量程。 7 5.4数字万用表的功能和性能指标检测。 5.4.1校准和检测原理:以集成电路7106为核心构成的数字万用表基本量程为200mV档，其他量程和功能均通过相应转换电路为基本量程。故校准时只须对参考电压100mV进行校准即可保证基本精度。其它功能及量程的精确度由相应元器件的精度和正确安装来保证。 5.4.2使用仪器:KJ802数字万用表校准测量仪(以下简称:校测仪)。注意:该仪器DCV100mV档作为校准电压源，内部用电压基准和运放调整，并用高档仪表校准。 5.4.3装后盖前将转换开关置200mV电压档，插入表笔，将表笔测量端接校测仪的DCV100mV插孔，调节万用表内电位器VR1使表显示99.9~100.1mV即可。 6 体会与总结 6.1安装过程心得 通过这次对DT830B数字万用表的安装训练以及调试，使我了解DT830B数字万用表的结构特点，也了解了部分数字万用表的功能。它也使我熟悉数字万用表的基本装配过程，也让我的焊接技术更加得到了进一步的提高。而且对印刷电路板有了一个新的认识。当用自己亲手组装的万用表测量时，才真实的发现简单的制作也必须在开始之前做到心中有数有序，以及每种元器件安装前必须注意的事项，这样才不会手忙脚乱改这又改那，影响作品功能实现甚至弄坏。 尤其对焊接技术的学习，印象深刻，总结焊接操作三要素: A、清洁处理; B、加热; C、上锡。 湿焊准备:对焊接部位的清洁处理，元器件安装及焊料、焊接技术和工具的准备。 加热焊件:烙铁头加热焊接部位，使连接点的温度，加热到焊接需要的温度。加热时烙铁头和链接点要有一定角度，并要注意加热整个焊接部位。 送入焊料:当加热到一定温度后，即可在烙铁头和焊接点的结合部位，加上适当的焊料，焊锡融化后，用电烙铁将焊料移动一个距离，以保证覆盖整个焊接部位。 冷却焊点:当焊完焊点后，焊点要自然冷却，严禁用嘴吹或其他强制冷却方法。在焊料凝固过程中，连接点不应受到任何外力的影响而改变位置。 清理焊面:首先检查有无漏焊、错焊、虚焊和假焊，对残留在焊点周围的焊迹、油垢和灰尘进行清洁。 6.2万用表使用的体会心得 8 1.注意正确选择量程及红表笔插孔。对未知量进行测 量时，应首先把量程调到最大，然后从大向小调，直到合适为此。若显示“1”，表示过截，应加大量程。 2.不测量时，应随手关断电源。 3. 改变量程时，表笔应与被测点断开。 4.测量电流时，切忌过载。 5.不允许用电阻档和电流档测电压。 结束语 通过这次对T830B数字万用表的安装训练以及调试 使我了解T830B数字万用表的结构特点 也了解了部分数字万用表的功能。它也使我熟悉数字万用表的基本装配过程 也让我的焊接技术更加得到了进一步的提高。这次也出现了一点小小的问题 就是在总装的拧螺丝过程时 把螺丝拧偏了 导致取出后在拧进去时 发现已经不匹配了 两个外壳不能严实地结合到一起。于是导致接触不是很好。另外 对于检测电路导通功能蜂鸣器的功能不能很好地实现。最后板子焊好了 也组装到了一块 测了一下很好用 真的很开心 参考文献 [1]张鑫主编 华臻、陈书谦副主编《单片机原理及应用》电子工业出版社2009 [2]沙占友、王彦朋、孟志永等编著《单片机外围电路设计》电子工业出版社2003 [3]余孟尝主编《数字电子技术简明教程》高等教育出版社2006 附录1:焊接注意事项 规范说明 好的焊接方法是安装M-1006K 数字多用表套件最重要的因素，合适的电烙铁也十分重要。本指导说明书推荐一个小的圆锥头型25-40 9 瓦的电烙铁。随时保持烙铁头的清洁和镀锡。 安全操作规程 1.焊接时注意防护眼睛 2.电烙铁需放置在方便操作的固定地方。 3.不要将焊锡放入口中。焊锡中含铅和有毒物质。手工焊接后须洗干净双手。 4.确信焊接现场有足够的通风。 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 据元件符号的指示，按正确的方向将元件脚插入线路板的焊盘孔中，在线路板的另一面将元件脚焊接在焊盘上。 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～ 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，如图9和图10所示。 图9. 图10. 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 定温度后，用焊锡丝触到焊接件处，熔化适量的焊料;焊锡丝应从烙铁头的对称侧加入，如图11所示。 10 图11 3.当焊锡丝适量熔化后，迅速移开焊丝;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最适当、焊锡最光亮、流动性最强的时刻， 迅速移开电烙铁。 4.焊锡冷却后就得到一个理想的焊接了，如图12所示。 图12 5.安装副图 图13 安装幅图1 11 图14 安装幅图2 色环电阻表示法如表一所示 表1 色环电阻表示法 颜色 有效数字 倍率 误差 0 ×0 / 黑色 1 ×10 ?1 棕色 2 ×100 ?2 红色 3 ×1000 ?3 橙色 4 ×10000 / 黄色 5 ×100000 ?0.5 绿色 6 ×1000000 ?0.3 蓝色 7 ×10000000 ?0.1 紫色 8 ×100000000 / 灰色 9 ×1000000000 / 白色 / ×0.1 ?5 金色 / ×0.01 ?10 银色 12 立式电阻安装如示意图A所示，电位器安放如示意图16，图16所示，二极管安放如示意图17所示。 图15 图16 图17 附录2:产品外观图 13 产品编号: DT-830B 型号: DT830B 规格: 尺寸:126mm*68mm*24mm;重量:120克。 产品说明: 本产品是目前数字万用表中一种性价比最高的产品，能够测试DCV,ACV,DCA,电阻 ,电池电流,三极管,三极管等。产品求符合CE,UL等标准。 14 指导教师 评 语 实 训 指导教师 成 绩 签 字 年 月 日 15