1、河北大学物理学院课程设计DT830B 数字万用表设计0物理学院课程设计题 目： DT830B 数字万用表设计 专 业： 09 级电子信息科学与技术 姓 名： XXXXX 学 号： XXXXXXXX 实验地点： 物理科学与技术学院 指导老师： XXXXX 成 绩： ( 2012-5-18 )河北大学物理学院课程设计DT830B 数字万用表设计- 1 -目 录第 1 节 摘要 21.1 设计内容21.2 设计要求21.3 系统主要功能2第 2 节 硬件设计32.1 原理图32.2 对核心部件 ICL7106A/D 转换器的简介32.3 对三位半数字万用表的简介42.4 硬件工作原理阐述4第 3 节
2、 T830B 数字万用表的安装过程 53.1 印制板的安装53.2 液晶屏的安装53.3 转换开关的安装63.4 对 T830B 数字万用表的调试 63.5 对 T830B 数字万用表的总装 7第 4 节 按装好的成品图7第 5 节 结束语11参考文献 12附录 9河北大学物理学院课程设计DT830B 数字万用表设计2第一节 摘要万用表又叫多用表、三用表、复用表，万用表分为指针式万用表和数字万用表引。是一种多功能、多量程的测量仪表，一般万用表可测量直流电流、直流电压、交流电流、交流电压、电阻和音频电平等，有的还可以测交流电流、电容量、电感量及半导体的一些参数（如 ） 。DT830B 万用表是一
3、种常用的万用表，它的技术成熟。主电路采用典型数字集成电路 ICL7106，性能稳定。它的应用广泛，所产生的规模大、效益高、价格低。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。常用于电气测量。它采用单板结构结构合理，安装简单。采集电路ICL7106C 采用 COB 封装。1.1 设计内容学习了解 DT803B 数字万用表，熟悉它的工作原理。然后安装并调试数字万用表。通过对 DT803B 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、培养自身的动手能力以及培养严谨的学习工作作风。DT8
4、03B 由机壳熟料件（包括上下盖和旋钮） 、印制板部件（包括插口）、液晶屏及表笔等组成，组装成功关键是装配印制板部件。因为一旦被划伤或有污迹，将对整机的性能产生很大的影响。整机安装的流程图如下所示：PCB 装配 检查安装液晶屏安装旋转开关装入上盖 装电池 调试检验 装下盖安装流程图1.2 设计要求1、 了解数字万用表特点以及它的发展趋势。2、 熟悉万用表装配技术的基本工艺过程。3、 认识 DT803B 数字万用表的液晶显示器件、印制板部件等。4、 安装制作一台 DT803B 数字万用表。5、 根据技术指标测试 DT803B 数字万用表的主要参数河北大学物理学院课程设计DT830B 数字万用表设
5、计31.3 系统要功能DT803B 数字万用表是 3 位数字万用表，它能够精确地测量直流电压、直流电流，交流电压、交流电流以及电阻。直流电压测量范围主要是200mv1000mv,直流电流测量范围是 200uA10A，电阻的测量范围是2002M，交流电压的测量范围是 200V750V ，最后，还有具有测断路功能。DT803B 数字万用表的使用非常广泛，常被用于电气测量。第二节硬件设计2.1 原理图DT803B 数字万用表的电路原理图如下图所示：原理图2.2 对核心部件 ICL7106A/D 转换器的简介 ICL7107 是 31/2位双积分型 A/D 转换器，属于 CMoS 大规模集成电路，它的
6、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。 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 。 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 。 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。 输入阻抗高，对输入信号无衰减作用。 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。河北大学物理学院课程设计DT830B 数
7、字万用表设计4 噪音低，温漂小，具有良好的可靠性，寿命长。 芯片本身功耗小于 15mw（不包括 LED）。 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+. 可以方便的进行功能检查ICL7107 的工作原理：双积分型 A/D 转换器 ICL7107 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
8、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=2RCIn1.5=2.2RC 。2.3 对三位半数字万用表的简介三位半数字万用表是一种常用的数字式仪表，它具有灵敏度高，准确度高，显示清晰，过载能力强，便于携带，使用简单的优点。三位半也叫 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
9、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。河北大学物理学院课程设计DT830B 数字万用表设计52.4 硬件工作原理阐述DT803B 数字万用表是以 ICL7106A/D 转换器为核心的数字万用表。 A/D转换器将 0 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、交流电压、直流电流、及电阻等物理量变成 02V 的直流电压。送到 ICL7106 的输入端，即可在数字表上进行检测。为测大于两伏的直流电压，在输入端引入衰减器，将信号变为 02V ，检测
10、显示时再放大同样倍数。对交流电压进行检测时，必须先将被测输入信号作衰减。对它的检测过程与以上提到的电流电压的检测相同。衰减之后的交流电压还要进行精密整流，变成直流电压后才能进入 A/D 转换器。对直流电流的检测，必须事先将被测电流变成 02V 的直流电压，也就是实现 I/V 变换与衰减。衰减是由精密电阻构成的具有不同分流系数的分流器完成。至于对电阻的检测则是利用电流源在电阻上产生的压降。由于被测电阻上通过的电流是恒定的，所以在被测电阻上产生的压降与其阻值成正比。此时只需将得到的电压信号送到 A/D 转换器进行检测。第三节 T830B 数字万用表的安装过程3.1 印制板的安装对印制板的安装步骤如
11、下所示：（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（例如 R8/R9/R/R21 等，丝印图画“一”或电阻符号） ，可进行卧式安装，如果孔距5mm 则应进行立式安装（板上其它电阻、丝印图画“O”） 。（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 03mm。（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
12、+，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。3.2 液晶屏的安装液晶屏组件由液晶片、支架、导电胶条组成。河北大学物理学院课程设计DT830B 数字万用表设计6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。（e）印制板 A 面向上，将 4 个安装孔
13、和 1 个槽对准液晶屏组件的相应安装爪。（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。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。安装液晶屏和导电条小弹簧和 V 型弹片的安装3.3 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
14、作：用镊子将簧片装到塑壳内，注意两个簧片位置不对称。3.4 对 T830B 数字万用表的调试河北大学物理学院课程设计DT830B 数字万用表设计7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 200MV 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。它主要有以下两种调试方法：方法一：在装后盖前将转换开关置于 200mV 电
15、压档（注意此时固定转换开关的4 个螺钉还有 2 个未装，转动开关时应按住保险管座附近的印制板，防止开关转动时滚珠滑出） ，插入表笔，测量集成电路 35、36 引脚之间的电压（具体操作时可将表笔接到电阻 R16 和 R26 引线上测量） ，调节表内的电位器 VR1，使表显示 100mV 即可。方法二：在装后盖前将转换开关置于 2V 电压档（注意防止开关转动时滚珠滑出），此时用待调整表和另一个数字表（已校准，或 4 位半以上数字表）测量同一电压值（例如测量一节电池的电压） ，调节表内电位器 VR1 使两表显示一致即可。3.5 对 T830B 数字万用表的总装盖上后盖，安装后盖上的两个螺钉。至此安装全部完毕。河北大学物理学院课程设计DT830B 数字万用表设计8第四节 按装好的成品图正面图河北大学物理学院课程设计DT830B 数字万用表设计9背部图测得的某一数值打在直流档时的某一刻
