关于万用表的设计与调试课件
《数字万用表设计》课件
小巧轻便，可充电，适用于小电路维修
台式数字万用表
交直流通用，精度高，常用于实验室和工厂
专用数字万用表
针对一些特定的测量任务而设计的
数字万用表的构成和原理
构成
熔丝、旋转开关、电池、电源电路等
原理
根据欧姆定律、基尔霍夫定理等，通过电路分析获 得电荷和电流信息
数字万用表的准确性和精度
数字万用表的准确性和精度是评价其好坏的重要指标，精度取决于数码显示 的位数和转换电路的噪声程度。准确性受到测量误差、校准及环境因素等影 响。
数字万用表的常见误差和解决方法
1 电压误差
应选择合适量程，保证电源稳定
3 温度误差
保持恒温环境，适当预热电路
2 电流误差
正确接入测试电路，选择合适的保险丝
4 其他误差
合理放置，合理使用，定期校准
数字万用表的测量范围和分辨率
电压
范围：200mV-1000V，分辨率： 0.1mV-1V
电流
范围：200μA-10A，分辨率： 0.1μA-10mA
电阻
范围：200Ω-200MΩ，分辨率： 0.1Ω-100KΩ
数字万用表的通用性和适用范围
数字万用表通用性强，可用于工业自动化、实验室测量、电路调试等多种场合。适用于电子、通信、计算机、 机械、化工等领域。
数字万用表的常见测量方法
1
直流电压测量
将旋钮拨至VΩmA档位，将电表红表笔连接正极，黑表笔连接负极进行测量
数字万用表与智能化科技的融 合测量
数字万用表将与智能家居、智能汽车、智能医疗等领域紧密结合，呈现多种 形态和使用场景。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
数字万用表的研发和生产技术 创新
指针式万用表原理设计与组装调试
电工技术基础课程设计指针式万用表原理设计与组装调试学生姓名：指导教师：专业：班级：学号：设计时间：实验地点：当今社会，人们的生活、工作、娱乐都离不开电，我们测控技术与仪器专业的学生就有必要掌握用电知识及电工操作技能。
万用表是电工必备的仪表之一,因此我们作为电气工作者就应该熟练掌MF-47万用表工作原理及使用方法。
通过本次电工技术基础课程设计MF-47型万用表，了解了MF-47万用表的工作原理和使用方法，掌握了锡焊技术的工艺要领及万用表的使用与调试方法。
其原理—利用一只灵敏的磁电式直流电流表（微安表）做表头。
当微小电流通过表头，就会有电流指示。
若通过大电流就必须在表头上并联与串联一些电阻进行分流或降压，从而测出电路中的电流、电压和电阻。
根据被测量的种类及大小，选择转换开关的挡位及量程，找出对应的刻度线，读出测量值。
在安装过程中使用电烙铁进行焊接，注意焊接时的技术，最后进行调试，使得安装出优质的万用表。
关键词；万用表原理、万用表使用与调试、焊接的注意事项第一章课程设计的意义及目的............. 错误!未定义书签。
1-1 课程设计的目的................................. 错误!未定义书签。
1-2 课程设计的要求与意义........................... 错误!未定义书签。
第二章 MF—47万用表的组成结构和工作原理 (2)2-1 万用表的分类 (2)2-2 MF—47万用表的组成结构 (3)2-3 MF—47万用表的工作原理 (4)第三章识别和选择MF-47的元件 (6)3-1 清点元器件 (6)3-2 识别色环选择电阻 (7)3-3 识别和选择二极管 (8)3-4 识别和选择电容 (10)第四章安装MF-47万用表 (10)4-1处理元器件 (10)4-2 焊接万用表的电路板 (11)4-3 调整安装 (12)第五章调试MF-47万用表与排除故障 (13)5-1调试MF-47万用表 (13)5-2 排除MF-47万用表的故障 (14)第六章课程设计的感受与经验 (14)参考资料 (15)附录：MF-47万用表电路图 (16)第一章课程设计的意义与目的1-1课程设计的目的一.进一步掌握万用表的组成与工作原理，掌握实用电路的设计方法和技巧，能将课堂上的理论知识运用到实践中。
数字万用表的使用与操作PPT精选全文
9. 贴片式多层陶瓷电容 贴片式多层陶瓷电容内部为多层陶瓷组成的介质层，为防止
电极材料在焊接时受到侵蚀，两端头外电极由多层金属结 构组成。
10.贴片式铝电解电容
贴片式电解电容 是由阳极铝箔、阴极铝箔和衬垫村卷绕而成。
偏差环距其它环较远。 偏差环较宽。 第一环距端部较近
测一测
2.2 k 47 910 k
560 2.74 k
560
练一练
比如有一个电阻的色环读序是：棕、黑、黑、 黄、棕，其值为：100×104Ω=1MΩ误差为 1％，若是反顺序读：棕、黄、黑、黑、棕， 其值为140×100Ω=140Ω，误差为1％。那 么两种读法那种是正确的呢？
电流的测量（二）
（一）直流电流的测量
1、估计电路中电流的大小。 若测量大于200mA的电流，则要 将红表笔插入“10A”插孔并将旋 钮打到直流 “10A”档；若测量小 于200mA的电流，则将红表笔插 入 “200mA”插孔，将旋钮打到 直流200mA以内的合适量程。
2、将 万用表串进电路中， 保持稳定，即可读数。若显示为 “1.”，那么就要加大量程；如果 在数值左边出现“-”，则表明电 流从黑表笔流进万用表。
0
7
1
34
棕1红2橙上3，4黄5绿6是蓝， 7紫8灰9雪白，黑色是0须记牢。
色环电阻的意义
四环电阻每环表示的意义是什么？
第一位数 10 102
10%
第二位数
允许误差 倍乘数
1000 (1k)
误差：金色 — 5% 银色 — 10% 无色 — 20%
1、红 紫 黑 金
27Ω，±5％的误差，意味着这个电阻实际最 小的阻值是27*（1－0.05）＝26.55Ω；最 大不会超过27*（1＋0.05）＝28.35Ω。
万用表使用方法PPT课件
表头 旋钮 插孔 表笔
显示测量结果的主要区域，通常 包括液晶显示屏和指针式表头。
用于连接测试笔或测量线，一般 分为公共端（COM）、电压/电 阻/电容测量端（VΩmA）等。
显示屏及按键功能介绍
液晶显示屏
显示测量结果、单位、量程等信 息。
01
02
数据保持键
03
用于锁定当前测量结果，方便记 录或比较。
读取显示屏上的电流值。注意在测量过程中不要断开电路，以免产生电
弧或损坏万用表。
04
高级测量技巧
Chapter
连续性测试与通断判断
连续性测试
将万用表设置在连续性测试模式，通过接触两个测 试点，判断电路是否导通。若万用表发出声响或显 示导通符号，则表示两点间存在连续性。
通断判断
在电路中，利用万用表的电阻档或通断档，测量元 器件或线路的电阻值。若电阻值接近0或万用表显 示通断符号，则表示元器件或线路正常；若电阻值 无穷大或万用表无显示，则表示元器件或线路开路 。
电容测试方法
电容测试准备
将万用表设置在电容测试模式，选择 合适的量程。
电容测试步骤
将电容器的两个引脚分别与万用表的 两个测试笔接触，读取万用表显示的 电容值。注意在测试前对电容器进行 放电处理，以免影响测试结果。
频率测试方法
频率测试准备
将万用表设置在频率测试模式，选择合适的量程。
频率测试步骤
将待测信号的输出端与万用表的频率输入端连接，读取万用表显示的频率值。 注意确保待测信号的幅度和频率在万用表的测量范围内。
数据读取与记录方法
选择合适的量程
在测量前，根据预估的数值范围选择合适的量程，避免测量值超 出量程导致损坏。
垂直读取
指针式万用表电路设计和调试仿真
指针式万用表电路设计和调试仿真
指针式万用表是一种常用的电测量仪器，主要用于测量直流电压、交流电压、电流、电阻等电学量。
下面是指针式万用表电路设计和调试仿真的步骤：
1. 设计三档电压测量电路
根据指针式万用表的量程设计三档电压测量电路，分别是20V，200V和1000V，其中20V 电压档次需要放大电压，200V和1000V电压档次需要降压。
电路设计中需要注意电阻的选取和放大倍数的设置。
2. 设计电流测量电路
电流测量电路的设计需要考虑到万用表的电流量程和内阻。
一般电流测量电路都采用电流互感器放大电流，并且要加上与万用表内部电阻匹配的电阻进行校准。
3. 设计电阻测量电路
电阻测量电路采用四线法测量，即两个电极端口传输测量电流，另外两个端口测量电阻的电压。
电路设计中需要注意电压和电流的选取，使得测量精度更高。
4. 调试仿真
在电路设计完成后，可以使用仿真软件进行调试仿真。
通过仿真可以检测电路是否存在问题，以及改进电路的精度和稳定性。
总之，指针式万用表电路设计和调试仿真需要经过严谨的设计和调试，确保其精度和稳定性。
万用表使用说明PPT课件
c）为使测量更准确，测量时应使指针指在刻度线中心位置附近。若
指针偏角较大，应换用R×1k档，若指针偏角较小，应换用
R×1O档或R×1档。每次换档后，应再次调整欧姆档零位调整
旋钮，然后再测量。
d）测量结束后，应拔出表笔，将选择开关置于“OFF”档或交流电压
最大档 位，收好万用表。
.
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e、在用R×10k电阻档测兆欧级的大阻值电阻时，不可将手指捏在电阻两
端，这样人体电阻会使测量结果偏小。
.
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二、万用表的使用方法
2.使用万用表欧姆档测电阻的步骤
万用表欧姆档可以测量导体的电阻。挡位分别有R×1、R×10、R×100、
R×1k、R×100k。有些万用表还有R×10k档。
（3）断开电位器中间接点和发光二极管负极间引线，形成“断点”。这
时，发光二极管熄灭。
（4）将万用表串接在断点处。红表笔接发光二极管负极，黑表笔接电位器
中间接点引线。这时，发光二极管重新发光。万用表指针所指刻度值即为 下一页 目录
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二、万用表的使用方法
（5）正确读出通过发光二极管的电流值。 记录：通过发光二极管的电流为多少毫安。
万用表设计与调试含图.doc
万用表的设计与调试1调零电路：由于EWB软件中的HA17741运放不带有调零引脚，所以无法完成调零实验，我只是给同相和反相输入端加0输入，用示波器和欧姆表测量输出，实验证明输出电压为0.483mv约等于0了，故可以认为是已经调零了（本软件中的运放可能是自动调零了），具体测试调零仿真电路如下图所示：2直流电压表仿真直流电压表量程为5V，将输入电压调至5V，调节滑动变阻器是电流表达到满偏5mA处，仿真结果及电路图如下：再依次改变输入电压为4.3V，3.6V，2.4V 1.8V进行校准仿真，仿真电路图及结果如下：2.3直流电压表仿真数据被测电压V 测量电压V 相对误差5 5 04.3 4.299 0.023%3.6 3.600 02.4 2.401 0.04%1.8 1.800 03交流电流表交流电流表的量程为5mA，将输入电流调整为5mA被测电流（mA）测量电流(mA) 实际误差5 4.531 0.97%4 7.243 0.96%3 5.436 0.94%2 3.570 0.93%4交流电压表仿真4交流电压表量程为5V，将输入电压调至5V，调节滑动变阻器是电流表达到满偏5mA处，仿真结果及电路图如下：再依次改变输入电压为4V，3V，2V，1V进行校准仿真，仿真电路图及结果如下：交流电压表仿真数据被测电压V 测量电压V 相对误差5 5.024 0.48%4 4.011 0.257%3 3.018 0.6%2 1.996 0.2%1 1.006 0.6%5直流电流表仿真：直流电压表量程为5mA，将输入电压调至5mA，调节滑动变阻器是电流表达到满偏10mA 处，仿真结果及电路图如下：再依次改变输入电流为4mA，3 mA，2 mA ,1.5mA进行校准仿真，仿真电路图及结果如下：直流电流表仿真数据被测电流mA 测量电流mA 相对误差5 5 0%4 4 0%3 3.0005 0.015%2 2 0%1.5 1.5 0%6欧姆表仿真：将档位选择1k,调整电位器使10mA电流表表头达到满偏，再分别测量多组不同欧姆阻值电阻，仿真电路图和结果如下图所示：1K档位仿真数据1K档位被测电阻（欧姆）表头电阻（欧姆）相对误差1K 997 0.3% 800 795 0.625% 680 674.3 0.83% 530 534.1 0.77% 200 196.4 1.8%将档位选择10k,调整电位器使10mA电流表表头达到满偏，再分别测量多个电阻，放着电路图和结果如下图所示：10K档位仿真数据10K档位被测电阻（欧姆）表头电阻（欧姆）相对误差10K 9.97 0.3% 6.8k 6.752 1.25% 4.7k 4.649 1.38%3K 2.957 1.43%将档位选择100k,调整电位器使10mA电流表表头达到满偏，再分别测量多组电阻，放着电路图和结果如下图所示：100K档位仿真数据100K档位被测电阻（欧姆）表头电阻（欧姆）相对误差100K 99.99k 1%80k 79.61k 0.4875% 68k 67.52k 0.705% 47k 46.49k 1.08% 30K 29.57k 1.43%7总体仿真电路图，如下图所示:。
《万用表使用》PPT课件
M830B型数字万用表的主要性能指标
测量功能 直流电压 直流电流 交流电压 直流电阻 二极管 三极管hFE 量程范围 0～±0.2V～±2V 0～±20V～±200V～±1 000V 0～±200A～±2mA～ ±20mA 0～±200mA～±10A 0～±200V～±750V 0～200 0～2k 0～20k 0～200k 0～2M 0～2.8V 0～1000 压降或内阻 ≥1M ≤0.2V ≥450k ≤2.8V ≤0.3V ≤2.8V IB＝10A 误差极限 ±（0.5%＋2） ±（0.8%＋3） ±（1.0%＋3） ±（2.0%＋5） ±（1.5%＋5） ±（1.0%＋2）
电阻测量
使用时，将量程转换开关置于“OHM”挡的五 个相应量程上，勿需调零，将红表笔插入测量插孔 “V”，黑表笔插入测量插孔“COM”中，将两表 笔跨接在被测电阻两端，即可在显示屏上得到被测 电阻的数值。当使用200量程进行测量时，两表笔 短路时读数为1.0，这是正常的，此读数是一个固定 的偏移值，如被测电阻为100时读数为101，正确 的阻值是显示读数减去1.0。
（3）转换开关 其作用是用来选择各种不同的测量线路，以满足不同种类和不 同量程的测量要求。转换开关一般有两个，分别标有不同的档 位和量程。 2．符号含义 （1）∽ 表示交直流 （2） V－2.5KV 4000Ω/V 表示对于交流电压及2.5KV 的直流电压挡，其灵敏度为4000Ω/V （3）A－V－Ω 表示可测量电流、电压及电阻 （4）45－65－1000Hz 表示使用频率范围为1000 Hz以下， 标准工频范围为45－65Hz （5）2000Ω/V DC 表示直流挡的灵敏度为2000Ω/V
1．万用表的结构（500型） 万用表由表头、测量电路及转换开关等三个 主要部分组成。 （1）表头：它是一只高灵敏度的磁电式直 流电流表，万用表的主要性能指标基本上取 决于表头的性能。 （2）测量线路 测量线路是用来把各种被测量转换到适合表 头测量的微小直流电流的电路，它由电阻、 半导体元件及电池组成
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有很高的输入阻抗，又因为负反馈能减小反馈回路中的非线性影
响，故把二极管桥路和表头置于运算放大器的反馈回路中，以减
。 小二极管本身非线性的影响
•表头电流I与被测电压ui的关系为:
❖ 电流I全部流过桥路，其值仅与 Ui／R1有关， 与桥路和表头参 数（如二极管的死区等非线性 参数）无关。表头中电流与被 测电压ui的全波整流平均值成正 比，若ui为正弦波，则表头可按 有效值来刻度。被测电压的上 限频率决定于运算放大器的频 带和上升速率。
三、技术指标 万用表的测量精确度：2.5级
电源电压： 12V
1、直流电压表 2、直流电流表 3、交流电压表 4、交流电流表 5、欧姆表
量程：6V 量程：5mA 量程：6V，50Hz～1KHz 量程：5mA 量程分别为： 1KΩ，10KΩ，100KΩ
四、万用表工作原理及参考电路 1.运算放大器调零电路原理
∵ UP＝UN＝UREF I1＝IX
UREF R1
U0
UREF RX
RX URR1EF(UO UREF)
流经表头的电流
I
UO UREF R2 Rm
由上两式消去(UO－UREF)可得：
I
UREFRX R1(Rm R2
)
❖ 表头电流I与被测电压Ui的 关系为
❖ 应当指出：图1适用于测 量电路与运算放大器共地 的 直流电流表 图2是浮地直流电流表的电原理图。在电流测 量中，浮地电流的测量是普遍存在的，例如：若 被测电流无接地点，就属于这种情况。为此，应 把运算放大器的电源也对地浮动，按此种方式构 成的电流表就可象常规电流表那样，串联在任何 电流通路中测量电流。
I Ui R1
❖ 4、 交流电流表
图为浮地交流电流表，表头读数由被测交流电流i的全波整流平均值I1AV
决定，即
I
(1
R1 R2
)I1AV
如果被测电流i为正弦电流，即
i1＝ 2
I1sinωt，则上式可写为
I0.9(1
R1 R2
)I1
。 则表头可按有效值来刻度
多量程的欧姆表。
在此电路中，运算放大器改由单电源供 电，被测电阻RX跨接在运算放大器的反 馈回路中，同相端加基准电压UREF。
❖ 图1 调零电路
运算放大器HA17741引脚图
❖ 2.工作原理及参考电路
❖
在测量中，电表的接入应不影响被测电路的原工作状态，这就要求
电压表应具有无穷大的输入电阻，电流表的内阻应为零。但实际上，万
用电表表头的可动线圈总有一定的电阻，例如100μA的表头，其内阻约 为1KΩ，用它进行测量时将影响被测量，引起误差。此外，交流电表中
的整流二极管的压降和非线性特性也会产生误差。如果在万用电表中使
用运算放大器，就能大大降低这些误差，提高测量精度。在欧姆表中采
用运算放大器，不仅能得到线性刻度，还能实现自动调零。
❖ 1、直流电压表 图为同相端输入，高精度直流电压表电原理图。
❖ 为了减小表头参数对测量 精度的影响，将表头置于 运算放大器的反馈回路中， 这时，流经表头的电流与 表头的参数无关，只要改 变R1一个电阻，就可进行 量程的切换。
由于集成运放的输入失调电压和输入失调电流的影响，当运算放
大器组成的线性电路输入信号为零时，输出往往不等于零。为了提高电 路的运算精度,要求对失调电压和失调电流造成的误差进行补偿，这就是 运算放大器的调零。“调零”技术是使用运放时必须掌握的。特别是在 作直流放大器用时，由于输入失调电压和失调电流的影响，当运放的输 入为零时，输出不为零，将影响运算放大器的精度，严重时使运算放大 器不能正常工作。调零的原理是，在运放的输入端外加一个补偿电压， 以抵消运放本身的失调电压，达到调零的目的。
关于万用表的设 计与调试
一、实验目的 1、了解万用表的基本工作原理及其相关组成部分； 2、掌握用运算放大器组成万用表的设计方法； 3、掌握万用表的主要技术指标和调试方法。 二、知识点和涉及内容
本课程实验主要是运算放大器构成各种简单仪表的原理， 直流电压、直流电流、交流电压、交流电流及电阻的测量测试方法。
有些运放已经引出调零端，只需要按照器件的规定，接入调零电路进 行调零即可，例如本实验所用到的HA17741。下面以HA17741为例，图1 给出了常用外部调零电路。它的调零电路由-12V电源、50kΩ的电阻和调零 电位器Rp组成。调零时应将电路接成闭环，将两个输入端接“地”，调节 调零电位器，使输出电压为零。
❖ 表头电流I与被测电流I1间关系 为 －I1R1＝（I1－I）R2
❖ 可见，改变电阻比（R1／R2）， 可调节流过电流表的电流，以 提高灵敏度。如果被测电流较 大时，应给电流表表头并联分 流电阻。
I
(1
R1 R2
)I1
❖ 3、交流电压表
❖
由运算放大器、 二极管整流桥和直流毫安表组成的交流电
压表如图3所示。被测交流电压ui加到运算放大器的同相端，故