DT830B贴片数字万用表实训

DT830B数字万用表实训教材

2011-11-23

目录

一、元件认识4

二、DT830B数字万能表的原理框图6

三、主要电路工作原理简单分析9

四、DT830B数字万能表组装过程10（一）、整机安装的流程图11（二）印制板（PCB）的安装要求及步骤11（三）PCB板上的元器件安装总体过程示意图12（四）液晶屏的安装12（五）转换开关的安装13五、DT830B数字万用表的调试、校准及故障维修16（一）正常显示测试17（二）校准17

六、DT830B数字万用表的技术参数19

七、DT830B数字万用表的使用方法20

八、DT830B数字万用表的实训知识问答21

九、附录22附录1、PCB板安装图

附录2、元件清单

附录3、整机原理图

实训产品简介

DT830B万用表是一种常用的万用表，它的技术成熟，采用单板结构结构合理，安装简单。主电路采用典型数字集成电路ICL7106，采用COB封装，性能稳定。DT830B万用表具有精度高、输入电阻大、读数直观、功能齐全、体积小巧等优点。

此表为3(1/2)位液晶显示。最大读数“1999”，该表能自动显示极性，超量程仅最高位显示“1”。它能测量交流电压、直流电压与电流、电阻，并能对二极管、三极管进行测试。

所谓三位半数字也叫3 1/2位（读做三又二分之一位），我们知道，一个模拟量，经过量化，转换成数字后，其所表示的精度是跟该数字的位数有关系的，数字位数越多，越接近原始值，越精确（这是一般而言，不考虑其它情况，如果量化后的数值为1.00000V的话，用一位表示与用N位表示是一样的(:）。所以一般情况下，位数越多，就越精确，也就是四位半比三位半更精确。

一、实训目的

通过制作及调试具有一定功能和应用价值的一个具体产品，提高学生学习兴趣，增强动手能力，启迪学生的创新思维，培养学生分析问题和解决问的综合能力。实训教学是理论联系实际的主要形式，是实施“教、学、做合一”教学理念的重要手段也是培养学生技术应用能务和实际操作技能的根本途径。

通过DT830B数字万用表的安装与调试实训：

▲了解数字万用表的特点。

▲熟悉装配数字万用表的基本工艺过程。

▲掌握基本的装配技艺，学习整机的装配工艺

▲培养动手能力及严谨的工作作风。

二、实训要求

1、了解数字万用表特点和发展趋势。

2、熟悉万用表装配技术的基本工艺过程，提高焊接水平。

3、认识电路图上的符号，并与实物相照；特别认识液晶显示器件。

4、根据技术指标测试DT830B数字万用表的主要参数。

5、安装制作一台数字万用表。

三、工具材料、仪器设备：

工具（自带）：万用表、电烙铁、斜口钳、尖嘴钳、镊子、大小一字批、十字批；材料见清单。

实验室提供：直流稳压源、示波器

实训产品具项目

一、元件认识

1．DT830B 数字万能表元件图总表如下

2、电阻值识别

注：这次数字表电路中有一个特殊电阻R32，为正温度系数热敏电阻。

3、电容值识别法

电容的常用单位为pF(皮法),nF(纳法),uF(微法)。大多数电容的电容值是直接打印在电容上的，部分电容的电容值是按下列方法打印在电容上，电容的最大耐压也打印在电容上。

4 5 8 9

1 1

2 2

3 精度

精度

倍乘

倍乘

五色环电阻表示法

4．三极管认识

5、核心IC LC7106的认识

LC7106实物图

IC7106 主要引脚说明

V+、V-：分别电源的正、负端

COM：模拟信号的公工端，简称“模拟地”，使用时通常将该端与输入信号的负端、基准电压的负端短接。

TEST：测试端。该端经内部500欧电阻接数字电路公共端，因这两端呈等电位，故也称为“数字地（GND或DGND）”、“逻辑地”。此端有两个功能，一个是作“测试指示”，将它与V+适接后，LCD 显示器的全部笔段点亮应显示出“1888（全亮笔段），据此可确定显示器有无笔段残缺现象；第二个功能是作为数字地供外部驱动器使用，例如构成小数点驱动电路。

POL：负极性指示驱动端。

BP：液晶显示器背面公共电极的驱动端，简称“背电极”。

OSC1-OSC3：时钟振荡器的引出端，与外接阻容元件构成两级反相式阻容振荡器。

Rref-：基准电压的负端。

Cref+、Cref-:外接基准电容的正、负端。

IN+、IN-：模拟电压输入端，分别接被测直流电压Vin的正端与负端。

Caz：外接自动调零电容端。该端接芯片内部积分器的反相输入端。

BUF：缓冲放大器的输出端，接积分电阻Rint。

INT：积分器输出端，接积分电容Cint。

核心部件ICL7106A/D转换器的简介

① ICL7107是31/2位双积分型A/D转换器，属于CM0S大规模集成电路，它的最大显示值为士1999，最小分辨率为100uV，转换精度为0.05士1 个字。

② 能直接驱动共阳极LED数码管，不需要另加驱动器件，使整机线路简化，采用士5V两组电源供电，并将第21脚的GND接第30脚的IN 。

③ 在芯片内部从V+与COM之间有一个稳定性很高的2.8V基准电源，通过电阻分压器可获得所需的基准电压VREF 。

④ 能通过内部的模拟开关实现自动调零和自动极性显示功能。

⑤ 输入阻抗高，对输入信号无衰减作用。

⑥ 整机组装方便，无需外加有源器件，配上电阻、电容和LED共阳极数码管，就能构成一只直流数字电压表头。

⑦ 噪音低，温漂小，具有良好的可靠性，寿命长。

⑧ 芯片本身功耗小于15mw（不包括LED）。

⑨ 不设有一专门的小数点驱动信号。使用时可将LED共阳极数数码管公共阳极接V+.

⑩ 可以方便的进行功能检查

6、液晶显示屏的认识

液晶显示屏实物图

液晶屏结构图

液晶屏的显示中图标说明

二、DT830B数字万能表的原理框图：

DT832仪表的方框图如示意图1，该仪表的心脏是一片大规模集成电路，该芯片（7106）内部包含双积分A/D转换器，显示锁存器，七段译码器和显示驱动器，芯片外围电路非常简单,并用量程转换开关 S 兼作电源开关。电路主要包括 8 部分：（1）A/D 转换及 LCD 驱动电路；（2）直流电压测量电路；（3）交流电压测量电路；（4）直流 200mA 档测量电路；（5）电阻测量电路；（6）三极管放大倍数；

(7)二极管测试电路；(8)电源电路。它的工作原理框图见示意图2。

图1、仪表结构方框图

图2工作原理框图

双积分型A/D转换器ICL7106是一种间接A/D转换器。它通过对输入模拟电压和参考电压分别进行两次积分，将输入电压平均值变换成与之成正比的时间间隔，然后利用脉冲时间间隔，进而得出相应的数字性输出。它的原理性框图如下图所示，它包括积分器、比较器、计数器，控制逻辑和时钟信号源。积分器是A/D转换器的心脏，在一个测量周期内，积分器先后对输入信号电压和基准电压进行两次积分。比较器将积分器的输出信号与零电平进行比较，比较的结果作为数字电路的控制信一号。时钟信号源的标准周期Tc 作为测量时间间隔的标准时间。它是由内部的两个反向器以及外部的RC组成的。其振荡周期Tc=2RC In1.5=2.2RC。

注：详细原理分析查阅相关资料。

三、主要电路工作原理简单分析

1．直流电压测量

图3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），每档分压系数为1/10，分压后的电压必须在-0.199V~+0.199V之间，否则将过载显示，过戴显示为仅在最高位显示“1”其余位数不显示

图3为简单的直流电压测量示意图

图中R为电路图中R24、R25、R26、R27、R35串联等效电阻。

2．交流电压测量

图4为简单的交流电压测量示意图，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（RMS）。

图4简单的交流电压测量示意图

3．电流测量

图5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-199.9mV~ +199.9mV之间的电压后送入7106输入端，当设置在10A档时，输入的电流直接输入10A输入孔而不能通过选择

开关。

4．电阻测量

图6为简单的电阻测量示意图，这个电路由电压源，标准电阻（这个电阻为分电压电阻，由选择开关转换得到），被测量电阻（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6为简单的电阻测量示意图

图中R为电路图中R24、R25、R26、R27、R35串联等效电阻。

5．hFE测量

图7为简单的hFE测量电路，集成电路7106的内部电路提供2.8V的稳定电压（V+对COM），当PNP晶体管插入晶体管座时，基极到发射极的电流流过电阻R18，由R18上的电压产生集电极电流，送入7106并同时显示晶体管的hFE值。对NPN晶体管，发射极电流流过R19并同时显示晶体管的hFE值。

图7、简单的hFE测量电路

四、DT830B数字万能表组装过程

在实训过程一定不能心急，听从指导老师的安排，对照原理图找出相应元件，不能盲目自己安装焊接，按照指导步骤一步一步认真去完成。特别是电阻一定读准阻值，读数不能确定的，最好用万能表测量。电容、二极管、三极管要注意极性的安装。

（一）、整机安装的流程图如下所示：

（二）印制板（PCB）的安装要求及步骤

焊接元件应遵循从小到大、从低到高的原则。在焊接前最好能先对元件判别质量，再进行焊接，特别是二、三极管；在焊接中要注意保护焊盘，不能用手去触摸还没有焊到的焊盘，这样会造成焊盘氧化不易焊接。

（a）安装电阻、电容、二极管等。安装电阻、电容、二极管时，如果安装孔距＞8mm，先进行卧式电阻的安装，如果孔距＜5mm则应进行立式安装

（b）一般额定功率在1/4w以下的电阻可贴板安装，立装电阻和电容元件与PCB板的距离一般为0~3mm。

（c）安装电位器、三极管插座。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。

（d）安装保险座、插座、R0、弹簧。焊接点时，注意焊接时间要足够但不能太长。

（e）安装电池线。电池线由B面穿到A面再插入焊孔，在B面焊接。红线接+，黑线接—。

注意：印制板是双面板，板的A面是焊接面，中间圆形印制铜导线是万用表的功能、量程转换开关电路，如果被划伤或有污迹，对整机的性能会影响很大，必须小心加以保护。

（三）PCB板上的元器件安装总体过程示意图

1．先安装卧式电阻R10、R34，接着焊接瓷片电容。

2．安装立式电阻、二极管、三极管、其它的配件。注意：三极管测试座注在反面安装并配合外壳标记方面。

3、安装防静电的弹簧

（四）液晶屏的安装

液晶屏组件由液晶片、支架、导电胶条组成。

液晶屏的安装步骤如下：

（a）将液晶片放入支架，支架爪向上，液晶片镜面向下。

（b）安放导电胶条。导电胶条的中间是导电体，安放时必须小心保护，用镊子轻轻夹持并准确放置。

（c）将液晶屏组件安装到PCB板上。

（d）将液晶屏组件放到平整的台面上，注意保护液晶面，准备好印制板。

（f）均匀施力将液晶屏组件插入印制板。

（g）安装好液晶屏组件的印制板。

液晶显示屏具体安装可参考下图所示

注意：液晶片镜面为正面（显示字符），白色面为背面，透明条上可见条状引线为引出线，通过导电胶条与印制板上镀金印制导线实现电连接。由于这种连接靠表面接触导电，因此导电面被污染或接触不良都会引起电路故障，表现为显示缺笔划或显示乱字符。因此安装时务必要保持清洁并仔细对准引线位置。

支架是固定液晶片和导电胶条的支撑，通过支架上面的5个爪与印制板固定，并由四角及中间的3个凸点定位。

（五）转换开关的安装

转换开关由塑壳和簧片组成。对转换开关的安装操作：用镊子将簧片装到塑壳内，注意两个簧片位置不对称。

1．将六只温动接触片装在功能选择旋钮上

2．打开装/有白凡士林的塑料袋，取一点白凡士林放入拨盘的弹簧孔中，然后将2只拨盘弹簧装入拨盘弹簧孔中

3．将两只钢珠对称放入面盖内的凹痕中

4．放置拨盘入面盖中，注意拨盘的弹簧孔对准面盖上的钢珠。

5．中心轴放入面盖中，确保八脚插座放入面盖的对应孔中，然后用三只6mm自功螺钉紧固线路板

6、放上保险丝，安装上9V电池。

7、最后上后盖

五、DT830B数字万用表的调试、校准及故障维修

数字万用表的功能和性能指标由集成电路的指标和合理选择外围元器件得到保证，只要安装无误，仅作简单调整即可达到设计指标。

校验和检测的原理是：以集成电路7106为核心构成的数字万用表基本量程为100MV档，其他功能和量程均通过相应转换电路为基本量程。因此，校准时，只需要对参考电压100MV进行校准即可保证基本精度。其他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

具体测试、校准及故障维修 （一）正常显示测试

不要连接测试笔到仪表，转动拨盘，仪表在各档位的读数如下面列表，负号（-）可能会在各合为零的档位中闪动显示，另外尾数有一些数字的跳动也是算正常的。B 表示空白

如果仪表各档位显示与上述所列不符，请确认以下事项：

a) 检查电池电量是否充足，连接是否可靠。 b) 检查各电阻的值是否正确。 c) 检查各电容的值是否正确。

d) 检查线路板焊接是否有短路、虚焊、漏焊。 e) 检查滑动连接片是否接触良好。

f) 检查液晶片，斑马条，线路板是否正确连接。

（二）校准

校准前请查阅仪表说明书关于表笔连接和测量部分。

1 A/D 转换器校准

将被测仪表的拨盘开关转到20V 档位，插好表笔；用另一块已校准仪表做监测表，监测一个小于20V 的直流电源（例如9V 电池），然后用该电源校准装配好的仪表，调整电位器VR1直到被校准表与监测表的读数相同（注意不能用被校准表测量自身的电池）。当两个仪表读数一致时，套件安装表就被校准了。将表笔移开电源，拨盘转到关机位。

2 直流10A 档校准

直流10A 档校准需要一个负载能力大约为5A 、电压5V 左右的直流标准源和一个10Ω、25W 的电阻。将被校准表的拨盘转到“10A”位置，表笔连接如示意图H ，如果仪表显示高于5A ，焊接锰铜丝使锰铜丝电阻在10A 和COM 输入端之间的长度缩短，直到仪表显示5A ；如果仪表显示小于5A ，焊接锰铜丝使锰铜丝电阻在10A 和COM 输入端之间的长度加长，直到仪表显示5A 。

如果校准错误：

a ）检查线路板是否有焊锡短路、焊接不良等现象；

b ）检查R26、R27、RCU 的电阻值和各表头电容的电容值。

3．直流电压测试

a)如果你有一个直流可变电压源，只要将电源分别设置在DCV量程各档的中值，然后对比被测

表与监测表测量各档中值的误差，要求满足本指导说明书后面所列对DCV精度要求。

b) 如果没有可变电源，可以采取以下两种测量方法：

将拨盘转到2000mV量程，测量示意图Ia中100Ω电阻两端的电压，与监测表对比读数，此电压约820mV。

将拨盘转到200mV量程，测量示意图Ib中100Ω电阻两端的电压，与监测表对比读数，此电压约为90mV。

如果上面的测量有问题：

a)重新检查前面的仪表校准。

b)检查各电阻和电容的焊接和数值。

4．交流电压测试

交流电压测试，需要交流电源源，市电是最方便的。

注意：用市电220V AC做电压源要特别小心，在表笔连接市220V AC前要将拨盘转到750V AC。

拨盘转到750V AC量程，然后测量市电220V AC，与监测表对比读数，要求达到本书所要说明书所要求的精度。

如果上面的测量有问题：

a)检查电阻R22、R23的数值和焊接情况。

b)检查二极管的安装方向及焊接情况是否正常。

5．直流电流测量

将拨盘转到200uA档位，然后按示意图J连接仪表，当RA等于100KΩ时回路电流约为90uA，对比被测表与监测表的读数。

将拨盘转到下表中的各电流档，同时按下表改变RA的数值，对比被测表与监测表的读数。

如果上面的测量有问题：

a)检查保险管。

检查电阻R24—R27的数值和焊接情况。

6．电阻/二极管测试

1）用每个电阻档满量程一半数值的电阻测试档，对比安装表与监测表各自测量同一个电阻的值。2）用一个好的硅二极管（如1N4007）测试二极管档，读数应约为600左右，对于功率二极管和功率晶体管的基射极间通通电压，显示数值要低一些，请与监测表对比使用。

如果上面的测量有问题：

检查各电阻的数值和焊接是否正常。

7．通断测试

将待测表功能旋钮转至音频通断测试档（与二极管档同档），输入30Ω以下的电阻值，蜂鸣器应能发声，声音应清脆无杂音。输入100Ω不发声。

8．hFE测试

1）将拨盘转到hFE档位，用一个小的NPN（9014）和PNP（9015）晶体管，并将发射极、基极、集电极分别插入相应的插孔。

2）被测表显示晶体管的hFE值，晶体管的hFE值范围较宽，可以参考监测表使用。

如果上面的测量有问题，请检查以下问题：

a)检查晶体管测试座是否完好、焊接是否正常，有否短路、虚焊、漏焊等。

b)检查电阻R28、R29、R30的数值及焊接是否正确。

六、DT830B数字万用表的技术参数

七、DT830B数字万用表的使用方法

1．测试前的准备工作

1）确认电池与电池扣连接可靠并放入电池仓中。

2）连接测试棒到电路之前，就确认量程开关在正确位置。

3）连接测试棒到电路之前，应确认测试棒是否正确插入输入插座。

4）转换量程开关前，应将测试棒从被测电路中移开。

5）仪表应在0°C至50°C的相对湿度小于80%的环境中使用。

6）应注意不能超出各量程的保护范围。

7）当完成测量工作后，应将开关拨至OFF，当长期不使用仪表时，应将电池取出。

8）不能在阳光直照或高温环境中使用和储存仪表。

2．电压测量

1）连接黑色测试棒到“COM”端。

2）连接红色测试棒到“VΩmA”端。

3）设置量程开关到“DCV”或“ACV”位置，如果被测电压是未知的，应将开关设置到最高量程。

4）连接测试棒到测试点并在显示屏上读数，如果量程太高，应逐步减小到合适的量程。

3．直流电流测量

3．1大电流测量（200mA到10A）

1）连接黑色测试棒到“COM”端。

2）连接红色测试棒到“10ADC”端。

3）设置量程开关到“10A”位置。

4）断开被测电路，将测试棒串联在被测电路中。

5）读出显示值，如果显示值小于200mA，按下在面的小电流测试步骤测量。

6）在测试棒连接到被测电路之前，应切断被测电路中的电源并将所有电容放电。

3．2小电流测量（小于200mA）

7）连接黑色测试棒到“COM”端。

8）连接红色测试棒到“VΩmA”端。

9）设置量程开关到DCA位置，如果被测电流是未知的，应将开关设置到最高量程。

10）断开被测电路，将测试棒串联在被测电路中。

11）在显示屏上读数，如果量程太高，读数的高有一个或数个零，就逐步减小到合适的量程。

12）在将测试棒连接到被测电路之前，应切断被测电路中的电源并将所有电容放电。

4．电压测量

1）连接黑色测试棒到“COM”端。

2）连接红色测试棒到“VΩmA”端。

3）设置量程开关到“Ω”位置的合适档位。

4）在被测试棒连接到被测电路之前，应切断被测电路中的电源并将所有电容放电。

5）将测试棒连接到被测电阻两端即可直接读出被测电阻阻值，当测量高阻时，测试棒不要接触到邻近点，否则将影响到测量结果。

5．二极管测量

1）连接黑色测试棒到“COM”端。