1、电 路 分 析 基 础课程设计指导书袁如明 钮 霞扬州大学能源与动力工程学院二一年六月目 录一、MF-47A 型万用表概述 1二、MF-47A 型万用表的结构特征 1三、MF-47A 型万用表的技术规范 2四、MF-47A 型万用表各档测量电路分析及参数计算 3五、MF-47A 型万用表的安装步骤 15六、MF-47A 型万用表的校验 24七、MF-47A 型万用表常见故障分析 30八、课程设计报告书写要求 32附：附图 1 线路板正面元件的安装图 33附图 2 线路板背面元件的安装图 33附图 3 MF-47A 型万用表电路原理图 34附图 4 MF-47A 型万用表直流电流档电路原理图 3
2、5附图 5 MF-47A 型万用表直流电压档电路原理图 35附图 6 MF-47A 型万用表交流电压档电路原理图 36附图 7 MF-47A 型万用表直流电阻档电路原理图 36电路分析课程设计计划书 37手工焊接技术 39MF-47A 型万用表材料配套清单 42MF-47A 型万用表使用说明书 43MF-47A 型万用表使用注意事项 46电路分析课程设计报告封面 471一、MF-47A 型万用表概述万用表是一种多功能、多量程的便携式电工仪表，是电子工程师最常用的测量仪表。一般的万用表可以测量直流电流、交直流电压和电阻，有些万用表还可测量电容、功率、晶体管共射极直流放大系数 hFE 等。MF47
3、A 型万用表具有 26 个基本量程和电平、电容、电感、晶体管直流参数等 7 个附加参考量程，是一种量限多、分档细、灵敏度高、体形轻巧、性能稳定、过载保护可靠、读数清晰、使用方便的新型万用表，可广泛用于企业和实验室中。二、MF-47A 型万用表的结构特征MF47A 型万用表采用高灵敏度的磁电系整流式表头，造型美观、大方，设计紧凑，结构牢固，携带方便，零部件均选用优良材料及工艺处理，具有良好的电气性能和机械强度。其特点为：1）测量机构采用高灵敏度表头，性能稳定；2）线路部分保证可靠、耐磨、维修方便；3）测量机构采用硅二极管保护，保证过载时不损坏表头，并且线路设有 0.5A 保险丝以防止误用时烧坏电
4、路；4）设计上考虑了湿度和频率补偿；5）低电阻档选用 2 干电池，容量大、寿命长；6）配有晶体管静态直流放大系数检测装置；7）表盘标度尺刻度线与档位开关旋钮指示盘均为红、绿、黑三色，分别按交流红色、晶体管绿色、其余黑色对应制成，共有七条专用刻度线，刻度分开，便于读数；配有反光铝膜，消除视差，提高了读数精度；8）除交直流 2500V 和直流 10A 分别有单独的插座外，其余只须转动一个选择开关，使用方便；9）装有提把，不仅便于携带，而且可在必要时作倾斜支撑，便于读数。MF47A 型万用表与其他指针式万用表的基本结构相仿，主要由测量表头、档位转换开关和测量线路板等组成（见图 1） 。1）测量表头1
5、K面板表头档位开关旋钮测量线路板正面 反面电刷旋钮图1 MF47-A型万用表的组成2测量表头是万用表的测量显示装置，MF47A 型万用表采用控制显示面板表头一体化结构。测量表头是一只高灵敏度的性能稳定的磁电系直流微安表，其作用是把电流的大小强弱转变为可见的角度转移，用指针显示出偏转角度的大小，在表面刻度盘上刻有多种类、多量程的刻度线条。表头的满刻度偏转电流越小，其灵敏度越高，表头特性越好。由于流入表头的电流会流经细薄的弹簧和极细导线绕成的线圈，那么，若是电流稍大，弹簧便会由于发热而变形，甚至烧坏线圈，因此使用时应特别小心。2）测量线路板测量线路板将不同性质和大小的被测电量转换为表头所能接受的直
6、流微安级小电流。万用表可以测量直流电流、直流电压、交流电压和电阻等多种电量。当转换开关拨到直流电流档，可分别与 5 个接触点接通，在大小不同的 5 个分流电阻作用下，把大小不同的测量电流分别变换为表头所需的微弱电流，用于测量 500mA、50mA、5mA 和500A、50A 等五个量程的直流电流。当转换开关拨到直流电压档，可分别与 8 个接触点接通，在大小不同的 8 个分压电阻作用下，把大小不同的测量电压分别变换为表头所需的微弱电压，可分别测量 0.25V、1V 、2.5V、10V、50V 、 250V、500V、1000V 等八个量程的直流电压；当转换开关拨到交流电压档，将被测的交流电量通过
7、整流器变换成为表头所需的直流电量，可分别测量 10V、50V 、250V、500V、1000V 等五个量程的交流电压。同样，当转换开关拨到欧姆档，可分别测量1、10、100、1k、10k 量程的电阻。所以测量线路板应由分压电阻、分流电阻及整流器等元器件组成。测量线路板有黄、绿两面：绿面是背面，用于焊接；黄面是正面，用于安装元件。3）档位转换开关档位转换开关用来选择被测电量的种类和量程，通过它可以把仪表测量电路转换成为所选定测量种类及量程，转换装置由安装在正面的档位开关旋钮和安装在反面的电刷旋钮以及插孔等组成。MF47A 型万用表除了普通测量外，还可以测量电阻、电容、音频电平、三极管静态放大倍数
8、及高电压（ADC2500V） 、大电流（DC10A ） ，使用十分方便。三、MF-47A 型万用表的技术规范MF-47A 型万用表的技术规范见表 1 所示。使用电源：R14 型 2 号 1.5V 电池 1 节，6F22 型 9V 电池 1 节。电源保险丝：0.5A/250V 5mm 20mm 。3外型尺寸：165mm113mm46mm 。该表的标准使用环境是环境温度 0-40，相对湿度小于 75%（不结霜） ，其各项技术性能指标符合 Q/3201TYD002 企业标准和 IEC51 国际标准有关条款的规定。表 1 MF-47A 型万用表的技术规范量程范围 灵敏度及电压降 精确度 误差表示方法0
9、-0.05mA-0.5mA-5mA-50mA-500mA 2.5直流电流 DCA10A0.25V50-0.25V-1V-2.5V-10V-50V 20k250V-500V-1000V2.5直流电压DCV2500V交流电压ACV0-10V-50V-250V-500V-1000V-2500V9k 5以上量限的百分数计算直流电阻 R1 R10 R100R1k R10k 中心值 16.5 10通路蜂鸣 低于 10时蜂鸣器工作LI 检测（mA） 100 mA -10 mA -1 mA -100AR1- R1k 0-1.5VLV 检测（mV） R10k 0-10.5V音频电平 dB -10dB+22dB
10、0Db=1mW/600电池电力检测BATT 1.2V、1.5V 、2V、3V、3.6V RL=8晶体管直流放大倍数 hFE 01000 R10四、MF-47A 型万用表各档测量电路分析及参数计算1、MF-47A 型万用表各档测量电路分析1）直流电流档测量电路分析万用表的直流电流档实质上是一个多量限的磁电系电流表，由电路知识可知，磁电系表头并联分流电阻后就可以扩大其量程，若并联多个分流电阻即构成多量限的电流表。在 MF-47A 型万用表的电路原理图（见图 2） ，R1 、R2、R3 、R4 为各电流档的分流电阻。根据并联分流的原理可知，当转换开关置于 5mA 档且流过表头回路的电流为 46.2A
11、时表头满偏，其余电流均流过 5mA 档的分流电阻 R3。此时电流的流向为：被测电流从表棒的“+”插口流入保险丝B 接触片分两路：4一路为：B 接触片转换刀A 接触片C 接触片R22WH2表头+端表头-端插口构成一回路使表头线圈偏转；另一路为：B 接触片转换刀 5mA 点R3 插口构成回路进行分流。2）直流电压档测量电路分析磁电系电压表串联分压电阻可以扩大其量限，若串联多个分压电阻即构成多量限的电压表。MF-47A 型万用表中， R5、R6、R7、R8 为 1V、2.5V、10V 、50V 档的分压电阻。而 R9、 R10、R11、R12、R13 则为 250V、500V、1000V 档的分压电
12、阻。当我们测量直流电压时， “+、- ”表棒之间相当于接了一个直流电压源，此时电流从“+”表棒插口流入，通过相应的电路，流过表头构成回路使表针偏转。（1）当选择开关在 1V、2.5V、10V、50V 档时（设开关置于 10V 档）：电流从“+”表棒插口流入保险丝R51V 点R6R710V 点转换刀C 接触片R22WH2表头+端 表头-端插口构成一个回路，使表头线圈偏转。（2）当选择开关置于 250V、 500V、1000V 档时（设选择开关置于 250V 档）：电流从“+”表棒插口流入保险丝R9R10R11直流 250V 点转换刀C 接触片分两路：一路为：C 接触片R22WH2表头+端表头-
13、端插口构成回路使表头线圈偏转；另一路为：C 接触片转换刀 D 接触片R20 插口进行分流。3）交流电压档测量电路分析交流电压档的测量原理同直流电压档。由于万用表的表头为磁电系测量机构，只有通过直流电流才能使线圈偏转，因此测量交流电压时，要经过整流电路把交流电压变换为直流电压后才能进行测量。在 MF-47A 型万用表中采用两只二极管组成半波整流电路：当被测电压为正半周时 D1 导通、 D2 截止，表头通过电流；若被测电压为负半周时， D1 截止、D2 导通，表头不再通过反向电流，而 D2 导通又使 D1 两端的反向电压大大降低，可防止D1 被反向击穿。故 D1 为半波整流的整流二极管，D2 为保
14、护管，C1 为滤波电容。当选择开关置于交流 500V 档时（正半周）：电流从“+”表棒插口流入保险丝R9R10R11R12转换刀E 接触片F 接触片D1WH2表头+ 端表头-端插口构成回路使表头线圈偏转。4）直流电阻档测量电路分析万用表的电阻档实质上就是一个多量限的欧姆表，被测电阻与表头电路中的等效电阻及辅助电源相串联，其中 WH1 是调零电位器，E1 为 R1、R10、R100、R 1k 档的辅助电源，当 R 置于 R10k 档时，其辅助电源为 E1、E2 之和。在测量电阻时“+、- ”表棒之间接了一个被测电阻。（1）当转换开关置于 R1、 R10、R100、R 1k 档时（设选择开关置于
15、R1k5档）：电流从 E1+极流出H 接触片转换刀G 接触片分两路：G 接触片R14WH1（中）分两路：一路为：WH1（中）WH1（右）WH2 表头+端表头-端插口被测电阻+插口保险丝 E1-极构成回路使表头线圈偏转；另一路为：WH1（中）WH1（左）R21 插口被测电阻+插口保险丝E1-极构成回路进行分流。G 接触片转换刀R1k 档点R15 插口被测电阻+插口保险丝E1-极构成回路进行分流。（2）转换开关置于 R10k 档时电流从 E2+极流出R23R10k 档点转换刀G 接触片R14WH1（中）分两路以后同上述、。在 MF-47A 型万用表电路里还有四只二极管（D3 、D4 、 D5、D6
16、）和压敏电阻 YM1 起着过流、过压保护作用。这四只二极管在万用表正常使用时均处于截止状态，一旦使用不当或选择开关置于不合适位置时，它们就会导通，从而保护表头和相关电路不被损坏。至于晶体管静态放大倍数测量电路和扩大量程的交直流 2500V 与直流 10A 电路由于篇幅之限而不再赘述，请同学们根据上述资料自行分析。图 2 MF-47A 型万用表电路原理图62、MF-47A 型万用表各档测量电路参数计算已知表头内阻 Rg=2.5k，灵敏度 Ig=46.2A，WH1=10k。1）直流电流档电路参数计算MF47-A 型万用表的测量直流电路的原理图见图 3 所示。根据 MF47-A 型万用表技术指标可知
17、，流过表头的电流为：Ig=46.2A，表头内阻Rg=2.5 k，WH1=10k。则表头两端电压为：2.510 346.210-6=0.1155V；因为 0.05mA 电流档与 0.25V 电压档共用一档，所以电阻 R22 的端压为 0.25-0.1155=0.1345V，而流过其中的电流为 0.05mA，所以：R22=0.1345/（ 0.0510-3）=2.6910 3=2.69k。分流电阻 R21+WH1 为：R21+WH1=0.1155/（5010 -6-46.210-6）=3010 3=30k，WH1=10k，那么，R21=30k-10k=20k 。图 3 测量直流电流线路原理图0.5
18、mA 电流档中，R4 分流支路的电流为： 0.5-0.05=0.45mA，R4 分流支路的电压为0.25V，那么，R4=0.25/(0.4510 -3)=555。5mA 电流档、50mA 电流档、500mA 电流档、10A 电流档的各分流电阻R3、R2、R1 、 R28 等的参数计算可参考上述方法。2）直流电压档电路参数计算MF47-A 型万用表的测量直压电路的原理图见图 4 所示。图 4 中表头部分电路如下图 5 所示。由于 0.05mA 电流档与 0.25V 电压档共用一档，那么 R22 电阻支路在表头满偏时其电流必为 0.05mA，而其端压则为 0.25V。7又因为 R5 电阻为 1V
19、档的分压电阻，所以必有：R5(0.0510 -3)+0.25=1。那么，R5=（1-0.25 ）(0.0510-3)=15103=15k。同样，可分别求出 2.5V 档的分压电阻 R6、10V 档的分压电阻 R7、50V 档的分压电阻R8。由于 R9、 R10、R11、R12、R13 这几个电阻涉及到相应量程的直流电压和交流电压档位，所以它们的计算必须放到交流电压档的参数计算中进行。3）交流电压档测量电路参数计算（1）基本原理万用表的表头是一个磁电系电流表，它只能直接测量直流电量，不能直接测量交流电量。为了能测量交流电量，必须配以整流电路。经过整流电路将交流电量变为直流电量后得到的是平均值，如
20、用全波整流时为有效值的 0.9 倍，半波时则为 0.45 倍。整流后还有逆向电流，交流电量的数值愈小经过整流后的损失就愈大，造成标度尺上电压刻度分布为低电压端密、高电压端疏。在 10V 以上时整流器的正向电阻和表头内阻不能忽略，MF47-A型万用表交流/直流电压档为了共用一条标度尺而采用各自的一套倍增器（分压电阻）来进行电压测量。图 4 测量直流电压线路原理图+ 0.25V -8图 5 直流电压档表头电路示意图另外，由于整流元件正反向电阻会随着温度和外加电压的不同而发生变化，所以测量交流电压时，仪表的准确度并不高。尤其是测低电压时，由于二极管伏安特性的非线性较大地影响了二极管的电导率和整流效率
21、，所以万用表的 10V 交流电压档特地设置了一条不与测直流电压的标度尺共用的专用刻度线以期减少系统带来的测量误差。MF47-A 型万用表交流电压档利用二极管正向导通、反向截止的特性实现半波整流，使被测交流电量经过整流后流过其磁电系微安表头，测量原理见图 6 所示。在 MF-47A 型万用表交流电压档测量电路中采用两只二极管组成半波整流电路：当被测电压处于正半周时 D1 导通、D2 截止，表头通过电流，其端压波形见图 7 所示；若被测电压处于负半周时，D1 截止、D2 导通，表头不再通过反向电流。另外，D2 导通又会使 D1 两端的反向电压大大降低，可防止 D1 被反向击穿。故 D1 为半波整流
22、的整流二极管， D2 为保护管，C1 为滤波电容。-+-4 6 . 2 ARD 1D 2u图 6 交流电压档整流电路示意图 tuU m0 2 3 图 7 被测电压为正半周时表头电压波形图9图 8 测量交流电压线路原理图10（2）参数计算已知交流电压档灵敏度为 9k/V，表头内阻 Rg=2.5k，WH1=10k，R21=20k，求R9、R10、R11、R12、R13、R26、R27 。由图 8 知，万用表交流电压档测量表头的等效电阻为 Rg/(R21+WH1)=2.5/30=2.3k。a)交流 10V 档的电路内阻为 9k10=90k，那么由 R9+2.3=90 得 R9 的值；b)交流 50V
23、 档的电路内阻为 9k50=450k，那么由 R10+90=450 得 R10 的值；c)交流 250V 档的电路内阻为 9k250=2250k，那么由 R11+450=2250 得 R11 的值；d)交流 500V 档的电路内阻为 9k500=4500k，那么由 R12+2250=4500 得 R12 的值；e)交流 1kV 档的电路内阻为 9k1000=9000k，那么由 R13+4500=9000 得 R13 的值；f)交流 2.5kV 档的电路内阻为 9k2500=22500k，那么由 R26+R27+9000=22500 得R26、R27 的值（取 R26=R27） 。4）直流电阻档
24、测量电路参数计算MF47-A 型万用表直流电阻档的测量线路见图 9，其等效电路如图 10 所示，它实际上是一个多量程的欧姆表。图 9 测量直流电阻线路原理图11图 10 直流电阻档的等效电路万用表电阻档测试时将被测电阻 Rx 与电表相串联，回路电流 I=E/（Rx+r） 。当 Rx=0 时（被测电阻短路） ，这时回路电流最大 I=Ig，表头指针就满偏，该点定为0刻度点。当电池电压有变化时，调节电阻 R，改变回路电流，使 I=Ig，这个过程称为欧姆调零。R也称调零电位器，其调整柄外露在万用表表面上，称作欧姆调零旋钮。在用欧姆表测量电阻之前，为了避免电池电压变化而引起的测量误差，应首先将万用表测试
25、棒短接，同时调节调零旋钮，使表针指在 0刻度位置，然后再进行测量。当 Rx 时，回路中没有电流，指针不偏转，该点定为 刻度点。由此可知，当Rx 在 0 之间变化时，表针则在满刻度与零位之间变化，因此欧姆档的标度尺刻度与电流、电压档的标度尺刻度正好方向相反。当 Rx=r 时（其中 r 为欧姆表总等效内阻）：E E 1I=Rx+r = 2r = 2 Ig此时，表头指针在刻度中心位置上，我们把表头指针在欧姆刻度中心所指示的欧姆数称作欧姆中心值（也叫中值电阻） ，实际上它就是欧姆表在该量程上的总等效内阻。当 Rx=2r 时（其中 r 为欧姆表总等效内阻）：E E 1I=Rx+r = 3r = 3 Ig
26、由此可知：I 与 Rx 呈非线性关系，欧姆表的标尺刻度分布也不均匀。欧姆表设计时均以欧姆中心值为准，然后分别求出相当于各个被测电阻 Rx 的刻度，这样可使 Rx 的值在0.1r-10r 范围内的读数比较精确。由此看来，欧姆表只有一个量程不能满足各种不同阻值的测量需要。要测量大小不同的各种电阻值，欧姆表必须做成具有不同欧姆中心值的多量程表。对于多量程欧姆表，为了使用一个共同的刻度线，采用 10 的整倍数扩大量程，如R1、R 10、R100、R 1k、R10k 等。欧姆表量程的扩大，一般有两种方法：一种是采用分流电阻的方法，即保持电池电压不变，改变与表头并联的分流电阻，使低阻档用小的分流电阻而高阻
27、档用大的分流电阻。这样，当开关位于低阻档时，虽然被测12电阻减小，整个电路的电流增大但通过表头的电流仍可保持不变。随着分流电阻的扩大，相同的指针读数所表示的被测电阻值也就相应地扩大了。一般万用表的低阻档都采用这种方法来扩大量程。另一种是提高电池电压的方法，即当被测电阻是高阻值时，提高电池电压可使流过表头的电流达到满度值。R10k 档常采用这种办法来提高量程。MF47-A 型万用表 R10k采用 9V 的叠层电池，而其余四档则使用 1.5V 普通 2 号电池。下面介绍一下 MF47-A 型万用表电阻档测量电路及其参数计算方法。MF47-A 型万用表电阻档有 R1、R 10、R 100、R1k、R
28、10k 五档，其欧姆中心值分别为 16.5、 165、1650、16.5k 、165k。图 11 所示为 MF47-A 型万用表 R1k档测量电路原理图，图中 “”端和“+”端为被测电阻接线端，R0 为 1.5V 干电池的等效内阻（这里取 1） ，限流电阻 R14=17.3k。万用表电阻档测量电路中串接的供电用干电池，随着使用时间的增长其端压会逐渐下降，比如从 1.5V 下降到 1.3V 以下。这样，在测量相同的被测电阻时，流过表头的电流就不同，其欧姆指示值也不相同，从而造成测量误差。为此，在电阻档测量电路中给表头串接一个可调电阻 WH1，以便在电池电压降低时，适当调节 WH1 的阻值，使被测
29、电阻为零（红、黑两表棒短接）时表头指针仍能指在满偏位置，从而减小测量误差。这就是所谓的“欧姆档调零”操作。在每换一个量程时，都要进行这样的调零操作。计算直流电阻档电路参数时，先要计算欧姆调零电阻，弄清其分配关系，从而计算出电阻档测试时表头的等效内阻。这里我们以 R1k档为例进行调零电阻的分析和计算。图 12 所示为 R1k档电阻的计算原理图。为了计算方便，我们画出图 12 的等效电路图，详见图 13 所示。R1k档进行欧姆调零后，表头指针满偏，此时欧姆调零电阻 WH1 的滑动触头指在图 12 所示位置。设 WH1 右侧电阻为 x k，则其左侧电阻为（10-x）k 。-+4 6 . 2 A2 .
30、 5 kW H 25 0 0W H 1 1 0 kR 2 1 2 0 kR 1 4 1 7 . 3 kR 1 5+R 0 1 E 1 . 5 V13图 11 R1k档测量电路原理图-+4 6 . 2 A2 . 5 kW H 25 0 0W H 1 1 0 kR 2 1 2 0 kR 1 4 1 7 . 3 kx1 0 - xR 1 5+E 1 . 5 V图 12 R1k档欧姆调零电阻的计算原理图-+4 6 . 2 AR 2 1 2 0 kR 1 4 1 7 . 3 kR 1 5+E 1 . 5 VX k（ 1 0 - X ） k2 . 5 kI gI 1Iabc图 13 图 12 的等效电路图
31、由图 13 可知，当表头满偏时，Ig=46.2A，该电流在表头支路产生的压降为Ucb=46.210-6（2.5+x）10 3=46.2（2.5+x）10 -3V。那么 cb 支路电流I1=Ucb（20+10-x）=Ucb （30-x ）=46.2（2.5+x）10 -3（30-x）10 3=46.2（2.5+x）（30-x）10 -6A。根据 KCL 定律知：I=I 1+Ig=46.2（2.5+x）（30-x）10 -6A+46.210-6A，则 Uac=R14I=17.310346.2（2.5+x）（30-x）10 -6V+17.310346.210-6V=17.346.2（2.5+x）（3
32、0-x）10 -3V+17.346.210-143V。根据 KVL 定律知：Uab=Uac+Ucb=1.5V，由此得下列方程式：17.346.2（2.5+x）（30-x ）10 -3+17.346.210-3+46.2（2.5+x）10 -3=1.5则 17.346.2（2.5+x）（30-x ）10 -3+0.8+46.2（ 2.5+x）10 -3=1.5那么 17.346.2（2.5+x）（30-x ）10 -3+46.2（2.5+x）10 -3=1.5-0.8=0.7两边同除以 46.210-3 得：17.3（2.5+x ）（30-x）+（2.5+x）=0.746.210 -3=15.1
33、5那么（2.5+x）17.3（30-x ）+1=15.15整理得方程：x 2-59.95x+336.25=0解方程得：x 1=53.69k（大于 WH1=20k阻值，故舍去）x2=6.265k（符合条件，保留此值）图 14 是 MF47-A 型万用表直流电阻档表头等效电路，由此图可求得该表直流电阻档表头等效内阻为 17.3+（30-6.265 ）/(2.5+6.265)= 17.3+23.7358.76532.5=17.3+6.4=23.7k。-+4 6 . 2 AR 2 1 2 0 kR 1 4 1 7 . 3 kX k（ 1 0 - X ） k2 . 5 kab图 14 万用表直流电阻档表
34、头等效电路图 15 是计算 MF47-A 型万用表 R1k档分流电阻 R15 的等效电路。因为 R1k档中值电阻为 16.5k，所以 ab 端等效电阻为 16.5k。由于该阻值远大于（ 1） ，故计算R15 时可忽略电池内阻。Rab=16.5=23.7/R15，由此可算出 R15=54.3k。因为 R100档中值电阻为 1.65k，所以 ab 端等效电阻为 1.65k。由于该阻值远大于（1 ） ，故计算 R16 时可忽略电池内阻。Rab=1.65=23.7/R16，由此可算出R16=1.77k。因为 R10档中值电阻为 165，所以 ab 端等效电阻为 165。由于该阻值不大，故计算 R17
35、时不可忽略电池内阻。Rab=0.165=R0+23.7/R17 ，0.164=23.7/R17，由此可算出R17=0.165k=165。因为 R1档中值电阻为 16.5，所以 ab 端等效电阻为 16.5。由于该阻值不大，故15计算 R17 时不可忽略电池内阻。 Rab=0.0165=R0+23.7/R18，0.0155=23.7/R18 由此可算出R18=0.0155k=15.5。-+4 6 . 2 AR 2 1 2 0 kR 1 4 1 7 . 3 kR 1 5X k（ 1 0 - X ） k2 . 5 kab图 15 万用表直流电阻 R1k档分流电阻计算电路下面介绍一下万用表直流电阻 R
36、10k档限流电阻的计算方法。R10k档测量电路原理图见图 16 所示，其中 R23 为该档限流电阻。要计算 R23 的阻值，先得根据图 16 算出该档调零电阻 WH1 的分配值，然后据此算出该档表头的等效内阻，最后再求出分流电阻 R23 的值。-+4 6 . 2 A2 . 5 kW H 25 0 0W H 1 1 0 kR 2 1 2 0 kR 1 4 1 7 . 3 kx1 0 - xR 2 3+E 1 1 . 5 VE 2 9 V图 16 R10k档测量电路原理图16-+4 6 . 2 AR 2 1 2 0 kR 1 4 1 7 . 3 k+E 1 0 . 5 VX k（ 1 0 - X
37、） k2 . 5 kI gI 1IR 2 3-+4 6 . 2 AR 1 4 1 7 . 3 k+E 1 0 . 5 V（ 3 0 - X ） kI gI 1IR 2 3（ 2 . 5 + X ） k（a） （b）图 17 R10k档调零电阻及限流电阻计算电路R10k档进行欧姆调零后，表头指针满偏，此时欧姆调零电阻 WH1 的滑动触头指在图 16 所示位置。设 WH1 右侧电阻为 x k，则其左侧电阻为（10-x）k 。由图 17 所示：当表头满偏时，Ig=46.2A，该电流在表头支路产生的压降为46.210-6（2.5+x ）10 3=46.2（2.5+x）10 -3V。那么 I1=46.2
38、（2.5+x）10 -3（30-x） 103=46.2 （2.5+x）（30-x）10 -6A。根据 KCL 定律知：I=I1+Ig=46.2（2.5+x）（30-x）10 -6A+46.210-6A，则 10.5=(R14+R23)I=(17.3+R23)10346.232.5（30-x）10 -6=(17.3+R23)10-346.232.5（30-x） 。由此得下列方程式：10.5=(17.3+R23)10-346.232.5（30-x）化简得：17.3+R23=6.993（30-x）=209.8-6.993x因为 R10k档中值电阻为 165k，所以必有：17.3+R23+（2.5+x
39、）/（30-x）=165。整理此式得：17.3+R23+（2.5+x）（30-x ）32.5=16 5 。联立、得方程组并解之得：x 1=-207.16k（WH1 为正值，故舍去此值）x2=7.39k（符合条件，保留此值）把 x=7.39k代入得：17.3+R23=209.8-6.9937.39=158.11 ，从而得：R23=140.8k 。五、MF-47A 型万用表的安装步骤1清点材料对照材料配套清单清点材料，并注意：171）按材料清单一一对应，记清每个元件的名称与外形；2）打开时请小心，不要将塑料袋撕破，以免材料丢失；3）清点材料时请将表箱后盖当容器，将所有的东西都放在里面；4）清点完后
40、请将材料放回塑料袋备用；5）暂时不用的材料请放在塑料袋里。2二极管、电容、电阻的认识在安装前要求每个学生学会辨别二极管、电容及电阻的不同形状，并学会分辨元件的大小与极性。1）二极管极性的判断判断二极管极性时可用实习室提供的万用表，将红表棒插在“” ，黑表棒插在“” ，将二极管搭接在表棒两端（见图 18） ，观察万用表指针的偏转情况，如果指针偏向右边，显示阻值很小，表示二极管与黑表棒连接的为正极，与红表棒连接的为负极，与实物相对照，黑色的一头为正极，白色的一头为负极，也就是说阻值很小时，与黑表棒搭接的是二极管的黑头；反之，如果显示阻值很大，那么与红表棒搭接的是二极管的正极。2）电解电容极性的判断
41、注意观察在电解电容侧面有“”的标记，这是它的负极，另一侧为它的正极。如果电解电容上没有标明正、负极，也可以根据它引脚的长短来判断：长脚为正极，短脚为负极（见图 19） 。图 18 用万用表判断二极管的极性极性18如果，已经把引脚剪短，并且电容上没有标明正负极，那么可以用万用表的欧姆档来判断，判断的方法是正接时漏电流小（阻值大） ，反接时漏电流大（阻值小） 。3）色环的认识从材料袋中取出一色环电阻，对照幻灯片观察，看它有几道色环，蓝电阻或绿电阻有五道色环（见图 20） ，其中有一道色环与别的色环间相距较大，且色环较粗，这是第五道色环，读数时应将其放在右边。图 20 色环电阻每道色环表示的意义（见
42、表 2） ，色环表格左边第一道色环表示第一位数字，第二道色环表示第二位数字，第三道色环表示乘数，第四道色环（也就是离开较远并且较粗的色环）表 2 电阻的色环表示法颜色 Color 第 1 数字 第 2 数字 第 3 数字（4 环电阻无此环） Multiple 乘数 Error 误差黑 Black 0 0 0 100棕 Brown 1 1 1 101 1%红 Red 2 2 2 102 2%橙 Orange 3 3 3 103黄 Yellow 4 4 4 104绿 Green 5 5 5 105 0.5%蓝 Blue 6 6 6 0.25%紫 Purple 7 7 7 0.1%灰 Grey 8
43、8 8 图 19 电解电容极性的判断19白 White 9 9 9金 Gold 101 5%银 Silver 102 10%20表示误差。由此可知，图 20 中的色环为蓝、紫、绿、黄、棕，阻值为6751046.75M，其误差为1% 。请同学练习试读，对照材料配套清单，检查读出的阻值是否正确。从上可知：1）金色和银色只能是乘数和允许误差，一定放在右边；2）表示允许误差的色环比别的色环稍宽，离别的色环稍远；3）本次实习使用的电阻大多数允许误差是1%的，用棕色色环表示，因此棕色一般都在最右边。3焊接前的准备工作1）清除元件表面的氧化层元件经过长期存放会在表面形成氧化层，不但使元件难以焊接，而且还会影
44、响焊接质量。因此当元件表面存在氧化层时，应首先清除元件表面的氧化层。注意用力不能过猛，以免使元件引脚受伤或折断。清除元件表面的氧化层的方法是（见图 21）：左手捏住电阻或其他元件的本体，右手用锯条或剪刀、刀片等轻刮元件引脚的表面。左手慢慢地转动，直到表面氧化层全部去除。为了使电池夹易于焊接要用尖嘴钳前端的齿口部分将电池夹的焊接点锉毛，去除氧化层。本次实习提供的元器件由于存放在塑料袋中，比较干燥，一般比较好焊。如果发现不易焊接，就必须先去除氧化层。2）元件引脚的弯制成形图 21 元件表面氧化层的清除21图 22 元件引脚的弯制成形左手用镊子紧靠电阻的本体夹紧元件的引脚（见图 22） ，使引脚的弯
45、折处距离元件的本体有 2mm 以上的间隙。左手夹紧镊子，右手食指将引脚弯成直角。注意：不能用左手捏住元件本体而右手紧贴元件本体进行弯制，如果这样，引脚的根部在弯制过程中容易因受力而损坏。元件弯制后的形状（见图 23）及引脚之间的距离需根据线路板孔距而定，引脚修剪后的长度大约为 8mm。如果孔距较小而元件较大，应将引脚往回弯折成形（见图23 中 c、d） 。电容的引脚可以弯成直角，将电容水平安装（见图 23 中 e） ；也可以将其弯成梯形后垂直安装（见图 23 中 h） 。二极管可以水平安装，但当孔距很小时应垂直安装（见图 23 中 i） 。为了将二极管的引脚弯成美观的圆形，应用螺丝刀辅助弯制（
46、见图 24） 。将螺丝刀紧靠二极管引脚的根部，十字交叉，左手捏紧交叉点，右手食指将引脚向下弯，直到两引脚平行。直接从元件根部，将元件脚弯制成形错用镊子夹住元件根部，将元件脚弯制成形yes大约1- 2 mm镊子 c d孔距较小孔距较大孔距合适a b e水平安装h i垂直安装图 23 元件弯制后的形状fR28 4.15k31mmgD2 IN400729mm22图 25 孔距较大时元件引脚的弯制成形镊子 镊子 有的元件安装孔距较大，应根据线路板上对应的孔距弯曲成形（见图 25） 。4.元器件的插放将弯制成型的元器件对照图纸插放到线路板上。注意：1)一定不能插错位置；2)二极管、电解电容要注意极性；3
47、)电阻插放时要求读数方向排列整齐。横排的必须从左向右读，竖排的必须从下向上读，保证读数一致（见图 26） 。用手捏住起子与引脚的交点，将引脚沿起子弯成圆形。图 24 用螺丝刀辅助弯制横向排列误差环在右 纵向排列误差环在上图 26 电阻色环的排列方向234）欧姆调零电位器 WH1 不能装在黄色面，应该装在线路板的焊接绿面上。5）四个输入插管是用来插表棒的，必须焊接牢固，安装在绿面。安装时要将其插入线路板中，并用尖嘴钳在黄面轻轻捏紧，将其垂直于板面固定好，最后将三个固定点焊接牢靠。6）晶体管插座用于判断晶体管的极性，也要装在线路板绿面。在绿面的左上角有 6 个椭圆型的焊盘，中间有两个小孔，用于晶体
48、管插座的定位，将其放入小孔中检查是否合适，如果小孔直径小于定位突起物，应用起子将孔略微扩大，使定位突起物能够顺利插入。5.元器件的焊接1）电烙铁的安全使用方法焊接前一定要注意：电烙铁的插头必须插在右手的插座上，不能插在靠左手的插座上；如果是左撇子就插在左手。电烙铁通电前应将电源线拉直，并检查其绝缘层是否有损。通电后应将电烙铁插在烙铁架中，并检查烙铁头是否会碰到电源线、书包或其他易燃物品。电烙铁加热后不能用手触摸其发热金属部分，以免烫伤或触电。烙铁架上的海绵要事先加水浸湿。2）烙铁头的保护为了便于使用，电烙铁每次使用后都要进行维护。可用锉刀将烙铁头上的黑色氧化层锉去，露出铜的本色。在加热过程中要注意观察烙铁头表面的颜色变化，随着颜色
