MF型万用表的组装选修课讲义

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1、MF47A万用表原理、组装、调试与维修编写：柳桂国电气自动化实训基地2010年11月目录1、 电子测量基本知识22、 指针式万用表原理概述63、 MF47A元器件识读84、 手工焊接基本知识125、 MF47A万用表元件的安装136、 直流电流部分电路的分析与调试167、 直流电压部分电路的分析与调试188、 交流电压部分电路的分析与调试199、 欧姆表部分电路的分析与调试2010、 整机组装与调试21一、 电子测量基本知识一、电子测量的基本概念 测量是为确定被测对象的量值而进行的实验过程。电子测量是测量学的一个重要分支。从广义上，凡是利用电子技术进行的测量都可以说是电子测量；从狭义上来说，电

2、子测量是指在电子学中测量有关电的量值。1、电子测量的主要内容（1）电量的测量，如电压、电流、电功率等。（2）电路元件参数的测量，如电阻、电感、电容等。（3）电信号特征的测量，如信号的波形、频率、周期、时间、相位差等。 （4）电路参数的测量，如衰减、增益等。（5）特性曲线的测量，如频率特性、器件特性等。2、电子测量的特点。（1） 测量频率范围极宽；106-1012HZ（2） 电子测量仪器的量程很广；（量程是测量范围的上限值和下限值之差）（3） 电子测量准确度高；（4） 测量速度快；（5）易于实现遥测和长期不间断的测量；（6） 易于实现测量过程的自动化和测量仪器的微机化。二、电子测量仪器1、电子测

3、量仪器的分类（1）专用仪器：是指为某一个或几个专门目的而设计的电子测量仪器，如电视彩色信号发生器。（2）通用仪器：是指为测量某一个或几个电参数而设计的电子测量仪器，它们能用于多种电子测量。（3）按功能分类 信号发生器 信号分析仪器 频率、时间和相位测量仪器 网络特性测量仪器 电子元器件测试仪器 电波特性测试仪器 辅助仪器（4）按被测量的性质分类 、时域测量：测量与时间有函数关系的量。 、频域测量：测量与频率有函数关系的量。 、数字域测量：对数字逻辑量进行测量。 、随机测量：主要是指对各种噪声、干扰信号等随机量的测量。（5）按显示方式分、 模拟式电子测量仪器：主要是用指针方式直接将测量结果在标度

4、尺上指示出来，如各种模拟式万用表和电子电压表等。、数字式电子测量仪器：将被测的连续变化的模拟量转换成数字量之后，以数字方式显示测量结果，以达到直观、准确、快速的效果，如各种数字电压表、数字频率计等。三、测量误差的基本概念1、几个术语（1）真值。被测量本身所具有的真实大小。在不同的时间、空间真值往往是不同的，但在一定的时空条件下，真值是客观存在的，但又是难以准确测量出来的。（2）约定真值。指足够接近一个量的真值的量，从使用它的目的来考虑，它与真值的差可以忽略不计。经常用理论值作为约定真值，简称真值。（3）测量误差。测量结果与真值的差别。2、测量误差的基本表示方法（1）绝对误差定义：被测量的测量值

5、X与其真值A0之差,称为绝对误差,用X表示。X=X-A0 X是一个具有大小、符号和单位的值，反应的是测量结果与真值的偏差程度， 但不能反应测量的准确程度。由于在实际测量中真值是无法确定的，所以用约定真值A来表示,则绝对误差x可用下式表示：X X A修正值。与绝对误差的大小相等，但符号相反的量值。（2）相对误差。绝对误差x 与真值A0之比。相对误差是两个具有相同量纲的量的比值，只有大小和符号，它反应了测量的准确度。（3）实际相对误差。用约定真值代替真值，用A表示为3、测量误差的来源和分类（1）测量误差的来源仪器误差：由于测量仪器及其附件的设计、制造、检定等不完善，以及仪器使用过程中老化、磨损、疲

6、劳等因素而使仪器带有的误差。影响误差：由于各种环境因素（温度、湿度、振动、电源电压、电磁场等）与测量要求的条件不一致而引起的误差。理论误差和方法误差：由于测量原理、近似公式、测量方法不合理而造成的误差。人身误差：由于测量人员感官的分辨能力、反应速度、视觉疲劳、固有习惯、缺乏责任心等原因，而在测量中使用操作不当、现象判断出错或数据读取疏失等而引起的误差。测量对象变化误差：测量过程中由于测量对象变化而使得测量值不准确，如引起动态误差。（2）测量误差的分类根据测量误差的性质，测量误差可分为随机误差、系统误差、粗大误差三类。随机误差定义: 在同一测量条件下（指在测量环境、测量人员、测量技术和测量仪器都

7、相同的条件下），多次重复测量同一量值时（等精度测量），每次测量误差的绝对值和符号都以不可预知的方式变化的误差，称为随机误差或偶然误差，简称随差。随机误差主要由对测量值影响微小但却互不相关的大量因素共同造成。这些因素主要是噪声干扰、电磁场微变、零件的摩擦和配合间隙、热起伏、空气扰动、大地微震、测量人员感官的无规律变化等。系统误差定义：在同一测量条件下，多次测量重复同一量时，测量误差的绝对值和符号都保持不变，或在测量条件改变时按一定规律变化的误差，称为系统误差。例如仪器的刻度误差和零位误差，或值随温度变化的误差。产生的主要原因是仪器的制造、安装或使用方法不正确，环境因素（温度、湿度、电源等）影响，

8、测量原理中使用近似计算公式，测量人员不良的读数习惯等。系统误差表明了一个测量结果偏离真值或实际值的程度。系差越小，测量就越准确。系统误差的定量定义是：在重复性条件下，对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值与被测量的真值之差。即粗大误差： 粗大误差是一种显然与实际值不符的误差。产生粗差的原因有：测量操作疏忽和失误 如测错、读错、记错以及实验条件未达到预定的要求而匆忙实验等。测量方法不当或错误 如用普通万用表电压档直接测高内阻电源的开路电压测量环境条件的突然变化 如电源电压突然增高或降低，雷电干扰、机械冲击等引起测量仪器示值的剧烈变化等。结论：含有粗差的测量值称为坏值或异常值，在数据处理时，

9、应剔除掉。3、测量结果的表征准确度表示系统误差的大小。系统误差越小，则准确度越高，即测量值与实际值符合的程度越高。精密度表示随机误差的影响。精密度越高，表示随机误差越小。随机因素使测量值呈现分散而不确定，但总是分布在平均值附近。精确度用来反映系统误差和随机误差的综合影响。精确度越高，表示正确度和精密度都高，意味着系统误差和随机误差都小。四、课外作业1、什么是测量？什么是电子测量？2、按具体测量对象来区分，电子测量包括那些内容？3、按不同的分类方式，电子测量的基本方式有那些？4、什么叫绝对误差和相对误差，分别说明。二、指针式万用表的基本原理一、万用表概述 万用表的基本原理是利用一只灵敏的磁电式直

10、流电流表（微安表）做表头，如下图。当微小电流通过表头，就会有电流指示。但表头不能通过大电流，所以，必须在表头上并联与串联一些电阻进行分流或分压，从而测出电路中的电流、电压和电阻。二、MF47A技术指标1、直流电压：0-0.25V-1V-10V-50V-500V-1000V-2500V； 2、交流电压：0-10V-50V-250V-500V-1000V-2500V； 3、直流电流：0-50A-0.5mA-5mA-500mA-5A； 4、电阻：0-2K-20K-200K-2M -40M； 5、音频电平：10dB-22dB； 6、hFE（晶体管放大倍数）：0-300； 7、电感：20H-1000H（

11、50HZ）； 8、电容：0.001F-0.3 F 。（1）（2）（4）（3）（5）（6）（7）234561三、面板部件功能1、表头刻度：（右图）、电阻档刻度（第一条黑色刻度线）。、交流电压、直流电压、直流电流档（第二条黑色刻度线）。、交流10V档（第三条红色刻度线）。、晶体管放大倍数HFE(第四条绿色刻度线）。、电容档（第五条红色刻度线）。、电感档（第六条红色刻度线）。、音频电平档（第七条红色刻度线）。2、电阻档调零电位器。3、HFE插孔。4、转换开关。5、表笔插孔 。 6、在1000V档测2500V交直流电压。四、基本测量原理1、直流电流测量原理如右图所示，通过转换开关，使万用表内的表头（磁

12、电式）并联一个适当的电阻(称分流电阻)进行分流就可以扩展电流量程。例1：某表头满量程是50微安，表头内阻1千欧，现在要求扩展电流量程为5毫安，分流电阻R的阻值应选择多少欧姆?根据所学知识得： （其中n为量程扩大倍数，Rg为电流表的内阻。所以：因此，只要用一个10.10的电阻与满量程为50uA内阻为1k的表头相并联即可组成最大测量范围为5mA的电流表。同理，也可组成测量范围为50mA、500mA或5A的电流表。2、测量直流电压(V)的原理如图所示，通过转换开关，使万用表内的表头串接一个适当阻值的电阻(倍增电阻)进行降压，就可以扩展电压量程。例如，有一块50uA、内阻1千欧的表头，现要使它成为最大

13、量程为5V的电压表，问需串接一个多大阻值的电阻?根据所学知识得： （其中n为量程扩大倍数，Rg为电流表的内阻,R为图中的降压电阻。所以：所以，要扩大直流电压的量程，需串联一个电阻就能达到目的。3测量交流电压(V)的原理因为万用表表头是直流电表，所以测量交流电压时，首先得将交流电压变换为直流电压，然后再通过表头指示，如图所示。 图中交流电变换为直流电是由D1和D2完成的。扩展交流电压的方法与直流电压量程扩展原理相似，这里就不重复。4测量电阻()的原理如图所示，在表头上并联和串联适当的电阻，同时串接一节电池，电池的负极为万用表的正表笔。当用万用表的表笔去测量电阻时，流过被测电阻的电流，其大小随着被

14、测电阻的阻值变化而改变，且与流过表头的电流成比例，因而可以测量出被测电阻的阻值。在图中W是零欧姆调整电位器。表头内阻Rg、电位器W、R2、R1串并联后的总阻值称为表头中心等效电阻，改变表头中心等效电阻的阻值(实际只改变R1的阻值)就能改变电阻测量的量程。三 MF-47A元器件识读一、电阻的识别电阻器是用于稳定、调节、控制电压或电流的大小，起到限流、降压、偏置、取样，调节时间常数等作用的常用电子元件。1、电阻器的命名方法及图形符号（1）按国家标准GB247081的规定命名2、图形符号2、电阻器的分类（1）按工作特性及功能分为：固定电阻器，可变电阻器，特殊电阻器。（2）固定电阻按材料分为：碳膜电阻器，金属膜电阻器，线绕电阻器，实芯电阻器等。（3）特殊电阻按功能可分为：敏感电阻器，水泥电阻器，熔断电阻器等。（4）敏感电阻器可分为：压敏电阻器，热敏电阻器，光敏电阻器等等。3、电阻器的特性参数（1）标称值：是指电阻器上所标示的名义阻值，都必须符合标出阻值系列。常用的标称阻值系列有E6、E12、E24。