機(jī)車車輛電工電子技術(shù)及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)樣本綜述

1、成績(jī)機(jī)車車輛電工電子技術(shù)及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)題目 _ 數(shù)字萬(wàn)用表電路設(shè)計(jì) _ 班級(jí) _學(xué)號(hào) _ 姓名 指導(dǎo) _ _ 時(shí)間 機(jī)電與車輛工程學(xué)院機(jī)車車輛電工電子技術(shù)及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)任務(wù)書姓名 班級(jí) 指導(dǎo)老師設(shè)計(jì)課題： 數(shù)字萬(wàn)用表電路設(shè)計(jì)設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 與 要 求設(shè)計(jì)任務(wù)： 數(shù)字萬(wàn)用表用以直流電壓、交流電壓、直流電流、交流電壓測(cè)量，也可用以檢查 半導(dǎo)體二極管的導(dǎo)電性能，并能測(cè)量晶體管的電流放大系數(shù)等。只要輸入被測(cè)量，通 過(guò)電阻、電流、電壓參數(shù)轉(zhuǎn)換電路即可測(cè)出被測(cè)量。設(shè)計(jì)要求： 1、電路由四個(gè)部分組成； 2、數(shù)字萬(wàn)用表有直流電壓測(cè)量電路、交流電壓測(cè)量電路、直流電流測(cè)量電路和電 阻測(cè)量電路；3、用簡(jiǎn)單的電路圖繪

2、圖軟件繪出整體電路圖，在電路圖中加上自己的班級(jí)名稱、 學(xué)號(hào)、姓名等信息；4、對(duì)整體電路原理進(jìn)行完整功能描述； 5、列出標(biāo)準(zhǔn)的元件清單。設(shè) 計(jì) 步 驟1、查閱相關(guān)資料，開(kāi)始撰寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書；2、先給出電路設(shè)計(jì)的總體方案并對(duì)工作原理進(jìn)行大致相關(guān)的說(shuō)明；3、依次對(duì)各部分分別給出單元電路，并進(jìn)行相應(yīng)的原理、參數(shù)分析計(jì)算、功能以 及與其他部分電路的關(guān)系等等說(shuō)明；4、列出設(shè)計(jì)電路的標(biāo)準(zhǔn)的元件清單；5、總體電路的繪制及總體電路原理相關(guān)說(shuō)明；6、列出設(shè)計(jì)中所涉及的所有參考文獻(xiàn)資料。參 考 文 獻(xiàn)1 秦曾煌 .電工學(xué)簡(jiǎn)明教程（第二版） .高等教育出版， 2007.2 沙占友 .數(shù)字萬(wàn)用表電路圖集 .人民教育出版社

3、， 2001.3 孫麗霞 .電子技術(shù)實(shí)踐及仿真 .高等教育出版社， 1999.目錄1總體方案與原理說(shuō)明42 直流電壓測(cè)量電路 53交流電壓測(cè)量電路64直流電流測(cè)量電路75電阻測(cè)量電路86總體電路原理相關(guān)說(shuō)明97總體電路原理圖108元件清單119參考文獻(xiàn)1210設(shè)計(jì)心得體會(huì)131總體方案與原理說(shuō)明數(shù)字萬(wàn)用表是由數(shù)字電壓表配上相應(yīng)的功能轉(zhuǎn)換電路構(gòu)成的， 它可對(duì)交、 直 流電壓交、直流電流、電阻、電容以及頻率等多種參數(shù)進(jìn)行直接測(cè)量。數(shù)字電壓 表通常使用一塊集成電路芯片 ,它將 A/D 轉(zhuǎn)換器與能夠直接驅(qū)動(dòng)顯示器的顯示邏 輯控制器集成在一起，在其周圍配上相關(guān)的電阻器、電容器和顯示器 ,組成數(shù)字 萬(wàn)用表

4、表頭。它只測(cè)量直流電壓， 其它參數(shù)必須轉(zhuǎn)換成和其自身大小成一定比例 關(guān)系的直流電壓后才能被測(cè)量。 數(shù)字萬(wàn)用表的整體性能主要由這一數(shù)字表頭的性 能決定。數(shù)字電壓表是數(shù)字萬(wàn)用表的核心， A/D 轉(zhuǎn)換器是數(shù)字電壓表的核心，不 同的 A/D 轉(zhuǎn)換器構(gòu)成不同原理的數(shù)字萬(wàn)用表。功能轉(zhuǎn)換電路是數(shù)字萬(wàn)用表實(shí)現(xiàn) 多參數(shù)測(cè)量的必備電路。 電壓、電流的測(cè)量電路一般由無(wú)源的分壓、 分流電阻網(wǎng) 絡(luò)組成；交、直流轉(zhuǎn)換電路與電阻、電容等電參數(shù)測(cè)量的轉(zhuǎn)換電路，一般采用有 源器件組成的網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)。 功能選擇可通過(guò)機(jī)械式開(kāi)關(guān)的切換來(lái)實(shí)現(xiàn)， 量程選擇 可通過(guò)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)切換，也可以通過(guò)自動(dòng)量程切換電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。數(shù)字萬(wàn)用表電路設(shè)計(jì)包括復(fù)位

5、電路、震蕩電路、 ADC 輸入、被測(cè)量顯示。 復(fù)位電路用來(lái)清零進(jìn)行下一次的測(cè)量； 震蕩電路用來(lái)消除一些外來(lái)干擾， 使電路 工作更加穩(wěn)定； ADC 輸入則是將輸入量進(jìn)行 AD 轉(zhuǎn)換；測(cè)量顯示就是顯示測(cè)量 的數(shù)值。數(shù)字萬(wàn)用表的組成包括顯示器、電源開(kāi)關(guān)、晶體管插孔、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、輸入插 座等?？捎靡灾绷麟妷?、交流電壓、直流電流、交流電壓測(cè)量，也可用以檢查半 導(dǎo)體二極管的導(dǎo)電性能，并能測(cè)量晶體管的電流放大系數(shù)等。只要輸入被測(cè)量， 通過(guò)電阻、電流、電壓參數(shù)轉(zhuǎn)換電路即可測(cè)出被測(cè)量。2直流電壓測(cè)量電路200mV Sa09 計(jì)科 1班 陳樹(shù)春 200910510132圖一 直流電壓測(cè)量電路圖上圖為測(cè)直流電壓電路圖

6、。由五個(gè)檔位構(gòu)成，即 200mV、2V、20V、200V、 1000V。該電路的基本量程是 200mV，也就是說(shuō)被測(cè)直流電壓一律衰減至 200mV 以下后，再送往量程為 200mV 的數(shù)字式表頭進(jìn)行測(cè)量和顯示。電路中的 R14-R17 均為分壓電阻，均采用金屬膜電阻，其中，分壓電阻 R32（9M ）可用兩只 4.5M 的電阻串聯(lián)而成。電路中的 R2、C3 構(gòu)成了模擬輸入 端的高頻阻容濾波器，其中 R2 又兼作 IN+端的限流電阻。被測(cè)電壓加在 “+、”“-”倆端。其中 R14.R15.R16.R17 是倍壓器電阻。量程愈 大，倍壓器電阻愈大。電壓表的內(nèi)阻愈大， 從被測(cè)電路取用的電流愈小， 被測(cè)

7、電路受到的影響也愈 小。3、交流電壓測(cè)量電路ACVR139MR14900KR1590KR169K1/2TL06220VVD5R55 3KC164.7R52100KVD3IN4148*3C1447pC150.22200V1000VR566.8K去A/D轉(zhuǎn)換器R171KR54R53100K100KRP4200C1710COM09計(jì)科 1班 陳樹(shù)春 200910510132圖二 交流電壓測(cè)量電路圖如圖，該電路由四個(gè)檔位構(gòu)成，即 2V 、20V 、200V、1000V，所測(cè)交流電 壓值均為有效值。電路中集成電路 IC3b（ 12TL062）、VD5、R52、R53、R54、C13、C16 等構(gòu) 成交流

8、/直流轉(zhuǎn)換器，其中 C13、C16為隔直電容，以避免直流分量引起測(cè)量誤差； VD4是保護(hù)二極管、 VD 5是整流二極管， 該電流屬于平均值響應(yīng)的半波線性整流 電路。 R52是運(yùn)放的輸入電阻、 R53、R54是負(fù)反饋電阻，起穩(wěn)定工作點(diǎn)的作用。電路中 VD3 的作用是減小信號(hào)整流時(shí)的非線性失真。 R56、C17組成平滑濾 波器電路，可得到平均值電壓并送往數(shù)字式直流電壓表頭進(jìn)行測(cè)量。電路中的電阻 R13-R17 為分壓電阻， R57、RP4 構(gòu)成了交流電壓測(cè)量電路的校 準(zhǔn)電路，其中 RP4是準(zhǔn)電位器，調(diào)節(jié) RP4可使數(shù)字式表頭的顯示值等于被測(cè)交流 電壓的有效值。在基準(zhǔn)數(shù)字電壓表頭前面加一級(jí)分壓電路（

9、分壓器） ，可以擴(kuò)展直流電壓測(cè) 量的量程。圖為交流電壓測(cè)量圖，要測(cè)量交流電壓必須有二極管，如圖 D。二極管只允 許一個(gè)方向的電流通過(guò)，反向電流不能通過(guò)。被測(cè)交流電壓也是加在“+、”“-”倆端。4、直流電流測(cè)量電路FUmA0.2A/250VVD1IN40014*220ACOMR210.01S2a2mAR1890R199R200.9909計(jì)科 1班 陳樹(shù)春 200910510132圖三 直流電流測(cè)量電路圖該電路共設(shè)置四個(gè)檔位，即 2mA、20mA、200mA、 20A。其中 20A 檔另設(shè) 一個(gè)專用輸入插孔。電路中的 FU 為 0.2A/150V 的快速熔絲管，起過(guò)電流保護(hù)作用。 二極管 VD1、

10、 VD2是雙向限幅二極管，起電壓保護(hù)作用， 一般采用 1N4001或1N4148(1A/50V) 硅塑封整流二極管，保護(hù)過(guò)程是當(dāng)輸入電壓低于硅二極管的正向?qū)妷航凳牵?二極管截止，當(dāng)輸入電壓大于 0.6 0.7V 時(shí)，二極管便導(dǎo)通，從而限制表的輸入 電壓，起到保護(hù)作用。電路中的 R37-R40 是分流電阻，構(gòu)成分流器。其中， R18(90 )、R19(9 )采 用精密金屬膜電阻( 5%)，R20(0.99 )采用線繞電阻， R21(0.01 )是 20A 的分 流電阻，為避免損壞故需要采用錳銅絲電阻，以承受較大的電流。被測(cè)電流從 “+、”“-”倆端進(jìn)出，改變轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的位置可改變分流器的電阻，

11、 從而改變電流量程。如圖，根據(jù)歐姆定理， 用合適的取樣電阻把待測(cè)電流轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電壓， 再 進(jìn)行測(cè)量。由于 rR，取樣電阻 R 上的電壓降為Ui=IiR 即被測(cè)電流 Ii=Ui/R5、電阻測(cè)量電路09計(jì)科 1班 陳樹(shù)春 200910510132圖四 電阻測(cè)量電路圖測(cè)量電阻時(shí)要接入電池，被測(cè)電阻也要接在 “ +、”“-”倆端。被測(cè)電阻愈小， 電流愈大，因此指針的偏轉(zhuǎn)角愈大。測(cè)量前要先將 “+”、“-”倆端短接，看指針是 否偏轉(zhuǎn)最大而指在零，否則應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)零歐姆調(diào)節(jié)電位器進(jìn)行調(diào)整。由穩(wěn)壓管 ZD 提供測(cè)量基準(zhǔn)電壓，流過(guò)標(biāo)準(zhǔn)電阻 R0 和被測(cè)電阻 R x 的電 流基本相等（數(shù)字表頭的輸入阻抗很高，其取用

12、的電流可忽略不計(jì)） 。6、總體電路原理相關(guān)說(shuō)明數(shù)字萬(wàn)用表電路設(shè)計(jì)包括復(fù)位電路、震蕩電路、 ADC 輸入、被測(cè)量顯示。 復(fù)位電路用來(lái)清零進(jìn)行下一次的測(cè)量； 震蕩電路用來(lái)消除一些外來(lái)干擾， 使電路 工作更加穩(wěn)定； ADC 輸入則是將輸入量進(jìn)行 AD 轉(zhuǎn)換；測(cè)量顯示就是顯示測(cè)量 的數(shù)值。數(shù)字萬(wàn)用表是較精密的儀表， 更換元件一定要用參數(shù)相同的元件， 特別是更 換 A/D 轉(zhuǎn)換器，一定要采用生產(chǎn)廠家經(jīng)嚴(yán)格篩選的集成塊，否則將出現(xiàn)誤差而 達(dá)不到所需準(zhǔn)確度。新?lián)Q的 A/D 轉(zhuǎn)換器，也需要按前面所述的方法進(jìn)行檢查， 切不可因新而置信不疑。使用萬(wàn)用表時(shí)應(yīng)注意轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的位置和量程，絕不能在帶線路上測(cè)量電阻， 用完

13、要將轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)到最高檔。測(cè)量電阻前要先將 “+”、“-”倆端短接，看指針是 否偏轉(zhuǎn)最大而指在零， 否則應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)零歐姆調(diào)節(jié)電位器進(jìn)行調(diào)整。 測(cè)量前， 若無(wú)法 估計(jì)被測(cè)電壓或電流的大小， 應(yīng)先選擇最高量程擋測(cè)量， 然后根據(jù)顯示選擇恰當(dāng) 的量程有一點(diǎn)我們特別要注意， 就是要注意電路的保護(hù)， 無(wú)論測(cè)試還是使用， 都應(yīng) 當(dāng)注意數(shù)字萬(wàn)用表電路的保護(hù)。 一般測(cè)量的電壓電流超過(guò)量程范圍易造成電路的 損壞如在交流 20V 檔位測(cè)量市電，很易引起數(shù)字萬(wàn)用表交流放大電路損壞， 使萬(wàn)用表失去交流測(cè)量功能。 在測(cè)量直流電壓時(shí)， 所測(cè)電壓超出測(cè)量量程， 同樣 易造成表內(nèi)電路故障。 在測(cè)量電流時(shí)如果實(shí)際電流值超過(guò)量程， 一般

14、僅引起萬(wàn)用 表內(nèi)的保險(xiǎn)絲燒斷， 不會(huì)造成其它損壞。 所以在測(cè)量電壓參數(shù)時(shí)， 如果不知道所 測(cè)電壓的大致范圍， 應(yīng)先把測(cè)量檔置于最高檔， 通過(guò)測(cè)量其值后再換檔測(cè)量， 以 得到比較精確的數(shù)值。 如果所要測(cè)量的電壓數(shù)值遠(yuǎn)超出萬(wàn)用表所能測(cè)量的最大量 程，應(yīng)另配高阻測(cè)量表筆。如檢測(cè)黑白彩電的第二陽(yáng)極高壓及聚焦高壓。7、總體電路原理圖108、元件清單器件名大小數(shù)量器件名大小數(shù)量R100.991R18220K1R891R19220K1R201001R12220K1R219001R13220K1R229K1R14220K1R23117K1R15220K1R24117K1R2470K1R25117K1R31M1

15、R26274K1R321.5-2K1R27274K1C1100pF1R51K1C2100nF1R63K1C3100nF1R730K1C4100nF1R1100K1C5100nF1R4100K1C6100nF1R30150K1D31N40071R35220K1Q190131119參考文獻(xiàn)1 秦曾煌 .電工學(xué)簡(jiǎn)明教程（第二版） .高等教育出版社， 2007.2 沙占友 .數(shù)字萬(wàn)用表電路圖集 .人民教育出版社， 2001.3 孫麗霞 .電子技術(shù)實(shí)踐及仿真 .高等教育出版社， 1999.4 翁飛兵 .電子技術(shù)實(shí)踐教程 .國(guó)防科技大學(xué)出版社， 2003.5 康華光 .數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) .高等教育出版社，

16、 1999.2002.6 夏路易 .電路原理圖與電路板設(shè)計(jì)教程 .北京希望電子出版社，7 沙占友 .新型數(shù)字萬(wàn)用表原理與應(yīng)用 .機(jī)械工業(yè)出版社， 2006.8 裴季生 .數(shù)字萬(wàn)用表的設(shè)計(jì) .機(jī)械工業(yè)出版社， 2007.9 楊志忠 .電子技術(shù)課程設(shè)計(jì) .機(jī)械工業(yè)出版社， 2004.1210.設(shè)計(jì)心得體會(huì)作為理工科的學(xué)生， 認(rèn)知和理解電路圖的能力是我們必須掌握的， 經(jīng)過(guò)此次 查閱相關(guān)資料， 設(shè)計(jì)數(shù)字萬(wàn)用表電路圖， 對(duì)基本的電路設(shè)計(jì)方式、 方法有所了解。 掌握了基本的設(shè)計(jì)技巧和繪制電路圖的能力，學(xué)會(huì)了使用 Microsoft Visio 2003 中文專業(yè)版繪圖軟件。此次機(jī)車車輛電工電子技術(shù)及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)之所以選擇數(shù)字萬(wàn)用表電路圖 設(shè)計(jì)，是因?yàn)楦咧袑?duì)萬(wàn)用表有所了解， 同時(shí)，本學(xué)期在電工與電子實(shí)習(xí)中跟著老 師制作過(guò)萬(wàn)用表，相對(duì)來(lái)說(shuō)，對(duì)數(shù)字萬(wàn)用表的認(rèn)知程度要深一些。通過(guò)這次的機(jī)車車輛電工電子技術(shù)及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)， 讓我對(duì)萬(wàn)用表有了更進(jìn) 一步的了解和認(rèn)識(shí)。以前做過(guò)萬(wàn)用表的組裝，那時(shí)只是對(duì)它有一點(diǎn)淺淺的認(rèn)識(shí)， 并不知道其中所含的真正的電路設(shè)計(jì)圖。 我覺(jué)