断线报警器及万用表设计报告 本文关键词：万用表，断线，报警，器及，报告
断线报警器及万用表设计报告 本文简介：目录《电子技术》课程设计任务书3课题1断线防盗自动报警器设计3课题2MF47型万用表装配3课题1断线防盗自动报警器设计4（一）方案论证：对所采用电路进行工作原理阐述4（二）电路分析：分单元对电路进行详细的参数计算，选用元件4（三）各单元电路和电路总图（电脑作图）6课题2MF47型万用表装配9（一）课
断线报警器及万用表设计报告 本文内容：
目
录
《电子技术》课程设计任务书3
课题1
断线防盗自动报警器设计3
课题2
MF47型万用表装配3
课题1
断线防盗自动报警器设计4
（一）方案论证：对所采用电路进行工作原理阐述4
（二）电路分析：分单元对电路进行详细的参数计算，选用元件4
（三）各单元电路和电路总图（电脑作图）6
课题2
MF47型万用表装配9
（一）课题的任务和要求9
（二）万用表原理简要说明9
（三）装配过程记录10
（四）安装、调试过程记录11
课题总结13
参考文献16
《电子技术》课程设计任务书
课题1
断线防盗自动报警器设计
一、
课题任务：
在教师指导下，独立完成断线防盗自动报警器的电路原理图的设计，并且通过Multisim软件仿真。
二、
技术指标要求：
1、用一根极细漆包铜线连续横穿盗贼可能出入的多个门、窗，这样，盗贼进入时细漆包线即被绊断，防盗报警器发出声光报警；
2、报警后即使盗贼将断线部分重新接上，报警仍继续；
3、消除报警和恢复监控的方法：接通断线部分并按下复位按钮；
4、报警器由220v交流和直流12v
1000mAh的镍氢蓄电池共同供电，要求如下：
（1）电网供电正常时，报警器全部由220v交流转换为+15v
0.35A的直流稳压电源供电，同时交流电源向镍蓄电池浮充电；电网停电瞬间，报警器自动转换为12v
2000mAh的镍氢蓄电池供电，转换过程不间断供电。
（2）镍氢蓄电池采用恒流方式浮充电，充电电流200mA，充足电后（端电压14.4v）充电电路自动断开以保证电池不过充损坏。
5、在监控状态下，报警器总电流（直流）小于0.2mA，报警时总电流小于200mA。
6、Multisim软件仿真：
（1）Multisim仿真演示；
（2）Multisim环境下电路原理截图；
（3）Multisim环境下不同电路参数情况时数据分析截图。
课题2
MF47型万用表装配
任务和要求：
1、
完成MF47型万用表装配；
2、
实现其功能。
课题1
断线防盗自动报警器设计
（一）方案论证：对所采用电路进行工作原理阐述
断线防盗自动报警器主要通过细漆包线来判断是否有盗贼的进入，一旦有盗贼进入绊断漆包线，电路就马上转为报警状态，开始声光报警。当将断线接好并按下复位按钮是恢复正常时，系统停止声光报警。在正常情况下，指示灯—发光二极管不亮，报警器—蜂鸣器不响。当漆包线断开时，三极管处于工作状态，从而驱动发光二极管发光，蜂鸣器鸣叫报警。
报警电路需要的是15V
0.35A的直流稳定电源，利用整流滤波电路将220V交流转换成所需直流电源，并利用公式就可得到20V的直流电源，大介于电网供电的不稳定性，我们输入18V的电源会比较合适。
整个电路中还需要设计充电模块，当端电压小于14.4V时交流电源对镍氢蓄电池充电，而当端电压大于14.4V时充电电路断开，充电停止，如此循环达到恒流方式浮充电的效果同时也不会损坏电池，此模块可利用比较电路来控制充电放电。
（二）电路分析：分单元对电路进行详细的参数计算，选用元件
1、电源部分
（1）整流滤波电路
220v交流电通过变压器得到低电压，再通过整流滤波电路得到直流电流，以此初步得到报警器所需的直流。
（2）稳压、调压电路
通过三端可调集成稳压电路W7815实现稳压调压。将整流滤波得到的较为平缓的直流电压经过W7815稳压和电位器RW1调压而得到稳定的可调输出电压。
W7815的主要特性是1、2端电压恒定为1.25V，在1、2端接一个固定电阻R1(200Ω)，可在电阻R1上形成恒流，于是2端对地的电压为1.25V
+
RW1上的电压，即：
(式1)
RW1：0
~
2.2K
所以，调压范围为1.25～15V。
正常情况下，W7815
输入15~18V，输出1.25～15V。所以1端电位应低于2端，1端电位也应低于3端。当发生异常情况，如电源短路等，为保护7815，加入二极管VD2，VD3起保护作用。
（3）比较电路
充电保护电路采用了一个比较电路，通过蓄电池电压和预设电压的比较来控制电网电路对蓄电池的充电或不充电，以此防止蓄电池过充电而损坏。
2、报警部分
根据设计要求监控状态下要求有报警器总电流（直流）小于0.2mA,则有：令I总＝0.2mA
即
R5＝12V/0.2mA＝60KΩ
所以，当R5大于60KΩ时监控状态下的总电流都符合设计要求。于此，为了保险，我们可取电阻R5为100KΩ.
因为报警时总电流小于200mA。则三极管T2的发射极电流Ie小于200mA
令Ie＝200mA，三极管T2的基极电流Ib=(200/100)mA=2mA
(根据需要，设计取三极管T1、T2的放大倍数都是100)
在电路开始正常工作时，T1管和T2管均处于导通放大状态，此时，对于T2管，由于之前T1管和T2管对电流的放大使得T2管的集电极电流变得很大，继而导致T2管在瞬间状态就达到饱和状态，在此时，T2管发射极和集电极间的电压很低（几乎可以达到0.2V或者0.3V左右），这使得连接发光二极管支路和R4的节点电压达到很高，进而，可以保证发光二级管导通发光时的电流和电压，实现报警。并且，此时使得T1管保持在导通放大状态。为了保证流过发光二极管的电流在13mA以上，而T2管集电极下的节点电压大致在15V左右。
令三极管的Uce和发光二极管的端电压和为1V，通过发光二极管的电流为最小13mA。
则有，R6=【（15-1）/13】K=1.07K.
在由R3、D2、D3、R5以及电源构成的回路中，回路电流I2=（15-3*0.7）V/100K（令R1＝100K,三极管T1处于导通状态。则R5两端的电压U＝0.7V）＝0.129mA，此电流值相对于总电流很小，可忽略.并且,而当细漆包线再次由断而接上仍旧报警。
因为，通过R1的电流小于2mA
所以，R1大于7.5K
令R2＝8.2K.
则有，三极管T1的集电极电流Ic=(0.7/8.2)mA＝0.08mA（令三极管T1处于临界饱和状态Uce＝0.7V）
则有，三极管T1的基极电流Ib＝(0.08/100)mA＝0.0008mA远小于0.129mA，
则，通过R5的电流近似为0.129mA.
则有，R5＝（0.7/0.129）K近似等于6K(R5与三极管并联，所以R5两端的电压与三极管的导通电压相同为0.7V).
(其他没有特别说明的电阻等元器件的选取均由仿真所得。)
R4
最大取4.7K，R3
取值范围较大。
（三）各单元电路和电路总图（电脑作图）
1．电桥单元
2．电压比较器单元
3.
电源部分
4.报警部分
4．电路总图
课题2
MF47型万用表装配
（一）课题的任务和要求
1.完成MF47型万用表装配；
2.实现其功能。
（二）万用表原理简要说明
MF47型万用表的显示表头是一个直流μA表，WH2是电位器用于调节表头回路中的电流大小，D3、D4两个二极管反向并联并与电容并联，用于保护限制表头两端的电压起保护表头的作用，使表头不至电压、电流过大而烧坏。电阻档分为×1Ω、×10Ω、×100Ω、×1kΩ、×10kΩ、几个量程，当转换开关打到某一个量程时，与某一个电阻形成回路，使表头偏转，测出阻值的大小。它由5个部分组成：公共显示部分；直流电流部分；直流电压部分；交流电压部分和电阻部分。
（三）装配过程记录
1．清点材料。参考材料配套清单，小心打开，不要将塑料袋撕破，以免材料丢失，清点材料时请将表箱后盖当容器，将所有的东西都放在里面
。
2．找出二极管、电容、电阻。根据万用表盒子里的说明书及装配说明，按顺序依次选择元器件，先找出对应的电阻、二极管、电容，将其插入电路板，并折弯管脚将其固定在电路板上。
3．焊接前的准备工作。准备好一根适当长度的焊锡丝，加热电烙铁，若电烙铁是新的，则无需镀锡，若是使用过的，且其尖部变黑了，则需要进行镀锡操作，电烙铁的清洗工作需要松香做助燃剂，准备一小块松香。
4．元器件的焊接。做好焊接准备之后，对照图纸插放元器件，检查每个元器件插放是否正确、整齐，二极管、电解电容极性是否正确，电阻读数的方向是否一致，全部合格后方可进行元器件的焊接。
开始焊接，摆好电路板，快速接触焊锡丝和电烙铁，时间控制在一秒钟左右最好，一般不超过三秒钟，一面弄坏电路板，先从电路板的外侧开始焊接，最后焊接中间轨道部分，因为中心轨道部分对焊接要求比较高，焊点高度不能超过两三毫米，否则会影响旋钮转动；焊接的管脚用钳子剪掉，焊接完电阻之后，再焊接几个较大的元器件。
焊接完后的元器件，要求排列整齐，高度一致。为了保证焊接的整齐美观，焊接时应将线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，保证每个元件焊接高度一致。焊接时，电阻不能离开线路板太远，也不能紧贴线路板焊接，以免影响电阻的散热。
焊接时如果电路板未放水平，应重新加热调整。电路板未放水平，使二极管两端引脚长度不同，离开线路板太远；蓝电阻放置歪斜；电解电容折弯角度大于90?，易将引脚弯断。应先焊水平放置的元器件，后焊垂直放置的或体积较大的元器件，如分流器、可调电阻等。
焊接时不允许用电烙铁运载焊锡丝，因为烙铁头的温度很高，焊锡在高温下会使助焊剂分解挥发，易造成虚焊等焊接缺陷。
错焊元件的拔除。当元件焊错时，要将错焊元件的拔除。先检查焊错的元件应该焊在什么位置，正确位置的引脚长度是多少，如果引脚较短，为了便于拔出，应先将引脚剪短。在烙铁架上清除烙铁头上的焊锡，将线路板绿色的焊接面朝下，用烙铁将元件脚上的锡尽量刮除，然后将线路板竖直放置，用镊子在黄色的面将元件引脚轻轻夹住，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。拔除后，焊盘孔容易堵塞，有两种方法可以解决这一问题。烙铁稍烫焊盘，用镊子夹住一根废元件脚，将堵塞的孔通开；将元件做成正确的形状，并将引脚剪到合适的长度，镊子夹住元件，放在被堵塞孔的背面，用烙铁在焊盘上加热，将元件推入焊盘孔中。注意用力要轻，不能将焊盘推离线路板，使焊盘与线路板间形成间隙或者使焊盘与线路板脱开。
（四）安装、调试过程记录
1．校正表头。将焊接好的电路板与万用表的外壳对接，然后请老师校准表头。
2．安装过程
（1）电位器的安装。电位器安装时，应先测量电位器引脚间的阻值，电位器共有五个引脚，其中三个并排的引脚中，两点为固定触点，一点可动触点，当旋钮转动时，阻值发生变化。电位器实质上是一个滑线电阻，电位器的两个粗的引脚主要用于固定电位器。安装时应捏住电位器的外壳，平稳地插入，不应使某一个引脚受力过大。不能捏住电位器的引脚安装，以免损坏电位器。注意电位器要装在线路板的焊接绿面，不能装在黄色面。
（2）分流器的安装。安装分流器时要注意方向，不能让分流器影响线路板及其余电阻的安装。
（3）输入插管的安装。输入插管装在绿面，是用来插表棒的，因此一定要焊接牢固。将其插入线路板中，用尖嘴钳在黄面轻轻捏紧，将其固定，一定要注意垂直，然后将两个固定点焊接牢固。
（4）晶体管插座的安装。晶体管插座装在线路板绿面，用于判断晶体管的极性。在绿面的左上角有6个椭圆的焊盘，中间有两个小孔，用于晶体管插座的定位，将其放入小孔中检查是否合适，如果小孔直径小于定位突起物，应用锥子稍微将孔扩大，使定位突起物能够插入。将晶体管插片插入晶体管插座中，检查是否松动，应将其拨出并将其弯成图44中b的形状，插入晶体管插座中，将其伸出部分折平。晶体管插片装好后，将晶体管插座装在线路板上，定位，检查是否垂直，并将6个椭圆的焊盘焊接牢固。
（5）电池极板的焊接。焊接前先要检查电池极板的松紧，如果太紧应将其调整。调整的方法是用尖嘴钳将电池极板侧面的突起物稍微夹平，使它能顺利地插入电池极板插座，且不松动。电池极板安装的位置。平极板与突极板不能对调，否则电路无法接通。焊接时应将电池极板拨起，否则高温会把电池极板插座的塑料烫坏。为了便于焊接，应先用尖嘴钳的齿口将其焊接部位部分锉毛，去除氧化层。用加热的烙铁沾一些松香放在焊接点上，再加焊锡，为其搪锡。将连接线线头剥出，如果是多股线应立即将其拧紧，然后沾松香并搪锡（我们提供的连接线已经搪锡）。用烙铁运载少量焊锡，烫开电池极板上已有的锡，迅速将连接线插入并移开烙铁。如果时间稍长将会使连接线的绝缘层烫化，影响其绝缘。连接线焊接的方向。连接线焊好后将电池极板压下，安装到位。
（6）电刷的安装。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。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。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；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。
3．万用表测试。将万用表交予老师检查、测试。
测量交流电压：测量交流电压时将档位开关旋钮打到交流电压档，表棒不分正负极，与测量直流电压相似进行读数，其读数为交流电压的有效值。
测量直流电流：把万用表两表棒插好，红表棒接“＋”，黑表棒接“－”，把档位开关旋钮打到直流电流档，并选择合适的量程。当被测电流数值范围不确定时，应先选用较高的量程。把被测电路断开，将万用表两表棒串接到被测电路上，注意直流电流从红表棒流入，黑表棒流出，不能接反。根据测出电流值，再逐步选用低量程，保证读数的精度。
测量电阻：插好表棒，打到电阻档，并选择量程。短接两表棒，旋动电阻调零电位器旋钮，进行电阻档调零，使指针打到电阻刻度右边的“0”Ω处，将被测电阻脱离电源，用两表棒接触电阻两端，从表头指针显示的读数乘所选量程的分辩率数即为挥发油电阻的阻值。如选用R×10档测量，指针指示50，则被测电阻的阻值为：50Ω×10＝500Ω。如果示值过大或过小要重新调整档位，保证读数的精度。
课题总结
在这两周的短学期里学校为我们安排了《电子设计》课程设计的任务，虽然只有短短两周的时间，但在这两次的课程设计让我学到了很多东西。课程设计的重点不是再去学习理论只是而是让我们学习如何将我们已学过的理论正确的应用到实际应用中去，这项安排不但能让我们巩固以前的知识，更能提高我们的动手能里、应用能力。使我们进一步了解电子技术，提高实践能力，培养我们学习的兴趣，为进一步学习好专业知识做铺垫。
我们做的第一个课程设计是断线防盗自动报警器，初次接触这些，感觉这个设计是一个十分困难的工程。然而，此时也感到挺好奇，这次设计能将我们学过的知识真正的应用到实际中，让我们了解到模拟电子技术理论知识的重要性、实用性。根据老师的指导，我们了解报警器的参考电路，我们需要根据课程设计的要求计算确定各个原件的参数使电路能工作在正常状态。在我们设计断线防盗自动报警器的时候我们首先必须明确整个电路的原理。如电源部分设计，首先我们要清楚如何将220v的交流电压转变成15v
0.35A的直流稳压电源，这就需要用到我们以前模电课上学过的稳压滤波电路及调压；其次，根据电路要求我们还要实现电网跟蓄电池的无间断转换，这就要用到二极管的特性；最后要实现电池的浮充电功能，在这里我们需要用到比较电路，通过电压的比较我们才能合理的控制充电。当我们弄清了这些原理过程之后，我们就要根据课程设计任务书对电路的要求，计算各个元件的参数，并在模拟中校正整个电路的正确性。在整个设计中能学到很多课本上所不能学到的东西。对于一个实用电路的设计我们要做到实现的可行性，如电阻，我们在整个电路中都要实用标准电阻，而我们的理论常常会使用一些非标准电阻，这样使电路实现制作更加困难。另外我们在设计的时候还要考虑到经济性，对于要实现同样功能的一个电路，我们可以使用很多方法，但有些方法明显会提高制作成本。除了这些我们在这个设计中还能的到其他的锻炼。以上说的是模电设计这块的认识，另外在软件上我也学到了新东西。在本次设计中我们使用了Multisim这一软件。Multisim是一个电路模拟仿真软件，它功能强大，能方便我们的软件模拟，对我们的电路设计有很大的帮助。第一节老师就向我们讲解了Multisim的使用，打开之后，我们先熟悉了整个软件操作的页面窗口，熟悉了元件库，怎样找到基本元器件，怎样使用基本原件，怎样画电路图，怎样仿真，老师详细讲述啦这些问题，我们也对Multisim软件有了一个初步的认识，有了一个感性认识。老师还完成了一些基本操作演示，例如，实现不同电阻的转换，实现电阻的倒置，实现电路的连接以及仿真，老师也演示了修改参数的方法。
在做完断线防盗自动报警器设计之后我们就开始了MF47型万用表的装配。这个课题让我们了解了电路的焊接技术，如何把电路设计成为一个现实产品。装配之前，老师向我们讲解了万用表的原理知识，对万用表有了一个深入的了解，自己不再是一个单单会使用万能表的学生了。之后老师来介绍了焊接的技巧和注意事项，一个小小的焊点却深有学问，如虚焊、假焊等，并能焊接工艺影响整个电路的质量。最后还介绍了电阻色环的知识，一个电阻能通过看电阻体上的色环就能读出电阻的阻值。万用表的装配就完完全全考验自己的动手能力了。因为第一次焊接，总是会那么一点紧张，前几个焊点焊的比较差，当多焊几个之后，就能顺利上手了。焊接中要注意焊锡的用量，有几次经常焊锡用的少了，焊点就显得扁平，又要重新焊。另外还要多加小心，要全心全意投入焊接工作中，一旦分神就很可能出现失误，那时就要重新拆掉焊点重新焊，初次拆焊点就感觉十分困难。总的来说，焊接电路板还是很能锻炼我们的动手能力，也让我们多学习了一项技能。
参考文献
（1）《模拟电子技术基础》
（2）《电子技术实验实习教程》
（3）《万用表原理与安装》
（4）《模拟电子技术实验》
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