电气电子工艺实习报告
学 院 信息科学与工程学院
年 级 专 业 2009级自动化
班 级
学 生 姓 名
学 号
日 期
一、 实习目的和要求
电气电子工艺实习是自动化专业学生重要的实践教学环节，其目的是巩固和加深所学电子技术的知识，了解并初步掌握一般电子产品的生产制作、调试与研制开发的基本技能与方法，全面提高学生的实践动手能力和分析问题、解决实际问题的能力；使学生对电子产品生产获得一定感性认识，为今后从事电子产品制作与创新设计工作奠定初步的实践基础。
要求看懂所装电子产品电气原理图并与实际电路板相对应，掌握电子元器件作用特点、性能和识别方法，熟悉简单电子产品整机装配的一般工艺知识并掌握其操作技能。
二、 实习内容
MF47型指针式万用表制作，对万用表套件进行组装，熟悉指针式万用表结构、工作原理和使用方法。
三、 实习时间和地点
时间：20##年6月18日下午18点30分至20点30分
地点：武汉科技大学黄家湖校区南十一405寝室
四、 万用表介绍
万用表的分类
万用表主要分为指针式、数字式两种（如图1）。随着技术的发展，人们研制出微机控制的虚拟式万用表，被测物体的物理量通过非电量/电量，将温度等非电量转换成电量，再通过A/D转换，由微机显示或输送给控制中心，控制中心通过信号比较做出判断，发出控制信号或者通过D/A转换来控制被测物体。
万用表结构及工作原理
测量电路的作用是把被测的电量转化为适合于表头要求的微小直流电流，由电阻、半导体元件及电池组成。它通常包括分流电路、分压电路和整流电路。分流电路将被测大电流通过分流电阻变成表头所需要的微小电流，分压电路将被测得高电压通过分压电阻变换成表头所需的低电压；整流电路将被测的交流，通过整流转变成所需的直流电。
万用表的各种测量种类及量程的选择是靠转换装置来实现，转换装置通常由转换开关、接线柱、插孔等组成。转换开关有固定触点和活动触点，它位于不同位置，接通相应的触点，构成相应的测量电路。
指针式万用表结构及工作原理
万用表主要是由指示器、测量电路和转换装置三部分组成。
指示器俗称表头，用来指示被测电量的数值，通常为磁电式微安表。表头是万用表的关键部分，万用表的灵敏度、准确度及指针回零等大都决定于表头的性能。表头的灵敏度是以满刻度的测量电流来衡量的，满刻度偏转电流越小，灵敏度越高。一般万用表表头灵敏度在10~100μA左右。测电压时的内阻越大，其性能就越好。
MF47型万用表采用高灵敏度的磁电系整流式表头，造型大方，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：
测量机构采用高灵敏度表头，性能稳定；
线路部分保证可靠、耐磨、维修方便；
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路；
设计上考虑了湿度和频率补偿；
低电阻档选用2＃干电池，容量大、寿命长；
配合高压按着，可测量电视机内25kV以下高压；
配有晶体管静态直流放大系数检测装置；
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。
除交直流2500V和直流5A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；
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。
MF-47型万用表的工作原理
MF47型万用表的原理图（如图2），测量线路板线路板。
图2
a) 直流电流的测量
万用表的直流电流档，实质上是一个多量程的磁电式直流电流表，它应用分流电阻与表头并联以达到扩大测量的电流量程。根据分流电阻值越小，所得的测量量程越大的原理，配以不同的分流电阻，构成相应的测量量程。在电路中，各分流电阻彼此串联，然后与表头并联，形成一个闭合环路，当转换开关置于不同位置时，表头所用的分流电阻不同，构成不同量程的档位。如图3为直流电流测量的原理图：
图3
b) 直流电压的测量
万用表的直流电压档，实质上是一个多量程的直流电压表，它应用分压电阻与表头串联来扩大测量电压的量程，根据分压电阻值越大，所得的测量量程越大的原理，通过配以不同的分压电阻，构成相应的电压测量量程。如图4为直流电压的测量原理图：
图4
c) 交流电流、电压的测量
磁电式仪表本身只能测量直流电流和电压。测量交流电压和电流时，采用整流电路将输入的交流，变成直流，实现对交流的测量。其整流电路一般有半波整流和全波整流，其整流元件一般都采用晶体二极管。万用表测量的交流电压只能是正弦波。
万用表通常采用的是半波整流测量电路。如图5为交流电流、电压的测量原理图：
图5
d) 电阻的测量
万用表测量电阻电路，如图所示，工作原理是欧姆定律：
其中：R为串联电阻；为被测电阻；Ra为表头内阻； Rx为被测电阻；E为电源的电压；I为被测电路的电流。
图6
五、 MF-47型万用表安装步骤
实习所需仪表和材料
万用表塑料件（套件） 、线路板（印刷板） 、电阻 R1~R28、电位器2个 、二极管4个 、电解电容1个、电刷组件1个 、晶体管座焊片1个 、插座铜管4个 、保险丝管1个 、保险丝夹2只 、电池正负极片4个 、连接线 5根。
万用表原件焊接
为了保证焊接的整齐美观，焊接时应将电路板板架在焊接木架上焊接，两边架空的高度要一致，元件插好后，要调整位置，使它与桌面相接触，保证每个元件的焊接高度一致。焊接时，电阻不能离电路板太远，也不能紧贴电路板焊接，以免影响电阻的散热。
当元件焊错时，用烙铁将元件脚上的锡尽量刮除，然后将电路板竖直放置，用镊子在黄色的面将元件引脚轻轻夹出，在绿色面，用烙铁轻轻烫，同时用镊子将元件向相反方向拔除。
焊接注意：
1、焊接前一定要注意，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。烙铁通电前应将烙铁的电线拉直并检查电线的绝缘层是否有损坏，不能使电线缠在手上。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线等易燃用品。烙铁加热时以及加热后不能用手接触烙铁的发热金属部分，以免烫伤或触电。
2、新电烙铁的最初使用，新的电烙铁不能拿来就用，需要先在烙铁头镀上一层焊锡，方法是：用锉刀把烙铁头锉干净，按上电源，在温度渐渐升高的时候，用松香涂在烙铁头上；待松香冒烟，烙铁头开始能够熔化焊锡的时候，把烙铁头放在有小量松香和焊锡的砂纸上研磨、各个面都要磨到，这样就可使烙铁头镀上一层焊锡从而加强烙铁头寿命。
3、如果烙铁头上挂有很多的锡，不易焊接，可在烙铁中带水的海绵上或者在烙铁架的钢丝上抹去多余的锡。不可在工作台或其他地方抹去。
4、焊接练习板是一块焊盘排列整齐的线路板，先将一根电线芯剥出，插入焊接练习板的小孔中，练习板放在焊接木架上进行焊接。
5、焊接时先将电烙铁在线路板上加热，大约两秒后，接焊锡丝，观察焊锡丝的多少，不能太多，造成堆焊；也不能太少，造成虚焊。但焊锡熔化，发出光泽时焊接温度最佳，应立即将焊锡丝移开，再将电烙铁移开。为了再加热中使加热面积最大，要将烙铁头的斜面靠在元件引脚上，烙铁头的顶尖抵在电路板的焊盘上。焊点高度一般在2毫米左右。
装配工艺流程
1、对照光盘，通过图示熟悉每一个零部件及其装配过程。
2、对照材料配套清单，清点元件数量及认识器件外形。
3、焊电路板（应选用30W-50W烙铁，60°以上焊锡丝、松香）焊接顺序是先焊紧贴在线路板上的元件，再焊接高出线路板得元件。
a) 注意电阻的阻值及二极管、电解电容的型号和方向（判断方法见附录）
b) 焊接分流器R28请注意焊接位置，超过线路板平面最高不超过2mm，最低以刚好能焊接牢固正好。
c) 焊4个输入插管，将输入插管从焊接面（铜箔面）插入线路板下部相应插孔，并使输入插孔垂直于线路板方可焊接。
d) 焊电位器WH1，将WH1从线路板焊接面（铜箔面）插入线路板右上角相应插孔，焊接时用烙铁尽可能快一点（不超过5 s）焊牢，时间过长会影响电位器3个铆合点的接触可靠性。
e) 焊晶体管插座方法如下：先在元件内找出晶体管插片，6个形状一样的细长铜片，将铜片依次插入晶体管插座（形状是长方形带6个小扁孔的塑料块），上部不得超过塑料块平面，并将下部伸出部分折弯，将折弯部分紧贴在线路板左上角相应位置并焊牢。
注意：晶体管插座、电位器WH1及四个输入插孔都应焊在线路板铜箔面。
4、整机装配
面板+表头一体化结构：PVC铭牌、标志已贴好；弹簧、钢珠及电刷旋钮、档位开关旋钮已装好。
a) 将V形电刷片放入电刷按钮的方框内，方位是正对档位开关旋钮的白色指示箭头。具体安装方法如下：
将电刷旋钮的电刷安装卡转向朝上，V形电刷有一个缺口，应该放在左下角，因为线路板的3条电刷轨道中间2条间隙较小，外侧2条间隙较大，与电刷相对应，当缺口在左下角时电刷接触点上面2个相距较远，下面2个相距较近，一定不能放错（如图7 ）。电刷四周都要卡入电刷安装槽内，用手轻轻按，看是否有弹性并能自动复位。
如果电刷安装的方向不对，将使万用表失效或损坏（如图8）。图中a开口在右上角,电刷中间的触点无法与电刷轨道接触，使万用表无法正常工作，且外侧的两圈轨道中间有焊点，使中间的电刷触点与之相磨擦，易使电刷受损；b、c使开口在左上角或在右下角，3个电刷触点均无法与轨道正常接触，电刷在转动过程中与外侧两圈轨道中的焊点相刮，会使电刷很快折断，使电刷损坏。
b) 将电池夹插入表头背面的相应插座内，1.5V正极用小夹片，1.5V负极及9V正、负极都用大夹片，并再1.5V正极到9V负极之间用短线连接焊牢。
c) 将焊接好的线路板按规定卡在万用电表的面板背面的三个卡钩上，焊接1.5V负极线，9V正极线、1.5V正极线即可焊在1.5V正夹上，也可焊在9V负夹上，表头正线可焊在D3负端，表头负线可焊接在R25接地端，也可在卡入线路板之前焊表头引线，分别焊在B+、B-位置调试。
5、整机调试
在没有校试设备的情况下，可用数字万用表校准，方法如下：
焊好表头引线正端，数字表拨至20K挡，红表笔接A点，黑表笔接表头负端，调可调电阻WH2，使显示值为2.5K（温度为20℃），调好后焊号表头线负端。
只要装配没有错误，通过上述方法，本表基本能校准,但有条件者最好用数字校验台校试。
测量注意事项 ：
A）在测电流、电压时，不能带电换量程 。
B）选择量程时，要先选大的，后选小的，尽量使被测值接近于量程 。
C）测电阻时，不能带电测量。因为测量电阻时，万用表由内部电池供电，如果带电测量则相当于接入一个额外的电源，可能损坏表头。
D）用毕，应使转换开关在交流电压最大挡位或空挡上。
E）注意在欧姆表改换量程时，需要进行欧姆调零，无需机械调零。
六、成品展示
七、实验测量数据
测量电阻： 1、精确值：20KΩ，测量值：23.0KΩ；误差：15%
2、精确值：555Ω，测量值：650.0Ω；误差：18%
3、精确值：800KΩ，测量值：850.0KΩ ；误差：6.25%
结论：小电阻测量不准确，大电阻测量效果好一点。
测量直流电压： 1、精确值：1.5V ，测量值：1.48V 误差：1.33%
2、精确值：9V ，测量值：8.6V 误差：4.44%
结论：大量程的直流电压档测量不准确，小量程的效果好一点。
测量交流电压：精确值：220V ，测量值：225V 误差：2.27%
结论：可能存在电网波动。
八、实习收获与体会
虽然这次实习给的时间很充分，有足足一个多星期，但是当真正制作起来的时候确很快，对照着说明书和制作说明，不到2个小时，一个万用表就制作完成了。
就从制作的过程开始讲把，首先是要清理一下所有的元件清单，这里就涉及到认识电阻阻值得常识。刚开始接触到这个任务，确实已经把阻值的读法忘的一干二净，于是就马上开始动手查资料，立即又捡回了丢掉的知识，很快的读完了所有电阻的阻值并用纸条从1到27号电阻，以便以后插线的时候方便查找。然后是重温了读懂二极管和电容的正负极的常识。拿着电路板，对照着ppt上讲解的安装方法，讲所有的元件，比如电位器，保险丝，输入管等元器件的安装方向和摆放方法在心里有了大致的了解，不至于在焊接的时候出错！我焊接的过程是将大的器件先安置在电路板上，引脚都扣住，接好。然后把诸如二极管，电容器，电阻之类的小器件全部按照电路板上配图的样例插好，接下来就是焊接的过程了。左手焊锡丝，右手电烙铁，先预热，再焊接，动作干净，利落，不脱离带水。焊接完成后，用老虎钳将过长的引脚线剪掉即可。最后就是电源线的焊接了，要注意一下+1.5V和-9V要短接！这样，一个万用表就完成了。说起来其实步骤很少，很简单。但是都是细活，一定要有耐心，元件的阻值啊、摆放方向啊、极性啊等等必须要看清楚，一旦焊错了，是件很麻烦的事。尤其要注意的是电位器，输入管，塑料片三个元件要安装在铜箔面！所有的任务完成后就是调试的过程了。主要是看测量的效果如何，我采用的是测量一个指定的已知阻值的电阻和直流电压已经220V交流电电压。特别注意的是：在使用之前，首先要进行机械调零；其次是注意选择的量程（在不知道具体值之前，一定要选择最大量程，避免万用表被烧坏！）；最后是在测量过程中不要随便的旋转旋钮。另外我在测量电阻的时候总是发现测量有些电阻的时候指针不是没有动就是测不准，想的半天，恍然大悟是因为没有选择欧姆档的量程和在换挡的时候没有进行欧姆调零！！！虽然都是很基础的知识，但是很久没有接触了，就会忘记。所以，感谢这次学校和老师给予的难得的机会，让我捡回了部分元器件特性的知识和焊接的小常识以及使用万用表的正确方法。
俗话说的好：学无止境。这次的实训只是一个开头，对今后的发展学习有很大的促进作用和指导意义。学过的知识如果没有定期的“刷新”，就会很容易忘记，所以，隔一段时间就要对以前的知识进行一次“扫描”。正所谓“温故而知新”，说的正是这个道理。
九、附录
a) 二极管、电解电容的极性判断
一般二极管外壳上有箭头、色点、色环或引脚长短不一作为标记。箭头所指或靠近色环的一端为阴极，靠近色点或引脚上的为阳极。如果标记不清，则可以用万用表判别。注意观察在电解电容侧面有“—”，是负极，如果电解电容上没用标明正负，也可以根据它引脚的长短来判断，长脚为正极，短脚为负极。
b) 焊点的要求：
1、正确焊点，焊点就象光滑小山丘；
2、不正确焊点，焊锡多，中间空，虚焊；
3、烙铁不正确焊点，元件线未出头
4、不正确焊点，半焊，振动易脱焊；
5、不正确焊点，撤离时带出一个小尖峰；
6、正确焊点，桃形焊点，烙铁从元件引脚方向离；
7、不正确焊点，象油滴焊点，与焊盘未焊接。
c) 色环电阻表示方法：
（1） 五道色环电阻
第一环表示阻值的第一位数字；
第二环表示阻值的第二位数字；
第三环表示阻值的第三位数字；
第四环表示幂的次方；
第五环表示误差。
（2） 四道色环电阻
第一环表示阻值的第一位数字；
第二环表示阻值的第二位数字；
第三环表示幂的次方；
第四环表示误差。
（3）表示误差的色环间距较
其他色环间距大些。并且颜色
一般为棕、金、银色。
d) 47型万用表刻度盘
e) 47型万用表档位旋钮
第二篇：电气电子工艺实习报告封面
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