数字万用表的基本原理

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数字万用表测电压原理

数字万用表测电压原理

数字万用表测电压原理

数字万用表测电压的原理是利用伏安原理,即根据欧姆定律和柯西定律,通过测量电路的电流和电阻,计算出电路中的电压。具体原理如下:

1. 欧姆定律:根据欧姆定律,电流(I)等于电压(V)与电

阻(R)的比值,即I = V/R。通过测量电流和已知电阻,可以计算出电压。

2. 柯西定律:柯西定律规定了在一个闭合的电路中,进入某一节点的电流等于离开该节点的电流之和。利用柯西定律,可以测量电路中的电流,然后根据欧姆定律计算出电压。

3. 数字万用表内部电路:数字万用表内部有一个电阻网络,用于将测量的电压转换成相应的电流。然后,该电流通过内部电路中的一个精准电阻,生成一个电压跨越该电阻的电压。最后,通过量程开关和电压模块选择适当的量程和测量范围,并将电压通过显示屏显示出来。

综上所述,数字万用表测电压的原理是基于欧姆定律和柯西定律,利用测量电流和电阻来计算电压,在数字万用表内部电路的帮助下,将电压转换成相应的电流进行测量。

数字万用表的基本原理

数字万用表的基本原理

数字式万用表的基本原理

万用表简称万用电表,是我们在电子设计制作中一个必不可少的工具。万用表不尽能测量电流、电压、电阻还可以测量三极管的放大倍数,频率、电容值、逻辑电位、分贝值等。万用表有很多种,现在最流行的有机械指针式的和数字式的万用表。

万用表的基本原理是利用一只灵敏的磁电式直流电流表(微安表)做表头。当微小电流通过表头,就会有电流指示。但表头不能通过大电流,所以,必须在表头上并联与串联一些电阻进行分流或降压,从而测出电路中的电流、电压和电阻。下面分别介绍。

l 测直流电流原理。

如图1a所示,在表头上并联一个适当的电阻(叫分流电阻)进行分流,就可以扩展电流量程。改变分流电阻的阻值,就能改变电流测量

范围。

l 测直流电压原理。

如图1b所示,在表头上串联一个适当的电阻(叫倍增电阻)进行降压,就可以扩展电压量程。改变倍增电阻的阻值,就能改变电压的测

量范围。

l 测交流电压原理。

如图1c所示,因为表头是直流表,所以测量交流时,需加装一个并、串式半波整流电路,将交流进行整流变成直流后再通过表头,这样就可以根据直流电的大小来测量交流电压。扩展交流电压量程的方法与

直流电压量程相似。

l 测电阻原理。

如图1d所示,在表头上并联和串联适当的电阻,同时串接一节电池,使电流通过被测电阻,根据电流的大小,就可测量出电阻值。改变分流电阻的阻值,就能改变电阻的量程

万用表是比较精密的仪器,如果使用不当,不仅造成测量不准确且极易损坏。但是,只要我们掌握万用表的使用方法和注意事项,谨慎从

事,那么万用表就能经久耐用。使用万用表是应注意如下事项:

万用表工作原理

万用表工作原理

万用表工作原理

万用表是一种常见的电子测量仪器,它具有多种测量功能,可以用于测量电压、电流、电阻、频率等多种电学量,并且操作简单、使用方便,因此被广泛应用于电子、电气、通信等领域。

万用表的工作原理可以用以下几点来说明:

1.电路原理

万用表实际上是一个测量电路,它通过内部的电路元件将待测电学量与指针或数字显示器联系起来。万用表的主要电路包括基准电路、放大电路、选择电路和指示电路等部分。

基准电路是万用表的核心部分,它提供了一个参考电压或电流,用于测量待测电学量时的比较。放大电路则将待测电学量放大到适当的范围,以便于读数。选择电路用于选择不同的测量范围,以适应不同的待测电学量。指示电路则将测量结果转化为指针或数字显示。

2.测量原理

万用表的测量原理主要是基于欧姆定律、基尔霍夫定律和电位器的原理。测量电压时,万用表将自己接在待测电路的两个端点之间,利用欧姆定律计算电路中的电压大小。测量电流时,万用表将自己串联在待测电路中,利用基尔霍夫定律计算电路中的电流大小。测量电阻时,万用表利用电位器的原理,通过测量电路中的电流和电

压计算出电阻值。

3.使用方法

万用表的使用方法主要包括调整测量范围、选择待测电学量、接线和读数等步骤。在使用万用表时,需要首先选择适当的测量范围,以保证测量结果的准确性。然后选择待测电学量,如电压、电流、电阻等。接线时需要注意接线端口的极性和正确连接方式,否则会影响测量结果。最后读取测量结果,如果是模拟万用表需要注意读数误差的估计,如果是数字万用表则可以直接读取数字显示结果。

万用表是一种非常实用的电子测量仪器,它的工作原理基于欧姆定律、基尔霍夫定律和电位器原理,具有多种测量功能和使用方便的特点,是电子、电气、通信等领域不可或缺的工具。

数字万用表原理图

数字万用表原理图

数字万用表原理图

数字万用表(Digital Multimeter,简称DMM)是一种用于测量电压、电流和电阻等参数的电子仪器。它以数字显示方式呈现测量结果,取代了传统的指针式模拟万用表。本文将介绍数字万用表的原理以及其工作原理图。

数字万用表的组成部分

数字万用表由多个组成部分组成,主要包括以下几个部分:

1.伏安档位切换模块:用于选择不同的电压和电流量

程。

2.测量电路模块:负责测量电压、电流和电阻等参数。

3.显示模块:用于显示测量结果。

4.电源模块:为数字万用表提供电源。

5.保护模块:用于保护万用表免受过电压和过流等危

害。

6.操作按钮和旋钮:用于选择功能和调整参数。

数字万用表的工作原理

数字万用表的工作原理可以简单地分为以下几个步骤:

1.选择测量范围:通过伏安档位切换模块,选择合适

的测量范围。不同的测量范围对应着不同的电阻和电流档位。

2.接入被测电路:将被测电路与数字万用表的测量端

口相连。测量端口通常有不同的插口,分别用于测量电压、电流和电阻。

3.测量电流:当选择电流测量功能时,数字万用表会

将一定的测量电阻串联在电路中。通过测量电流的大小和

测量电阻的阻值,可以计算出电路中的电流大小。

4.测量电压:当选择电压测量功能时,数字万用表会

将一定的测量电阻并联在电路中。通过测量电压的大小和

测量电阻的阻值,可以计算出电路中的电压大小。

5.测量电阻:当选择电阻测量功能时,数字万用表会

将电路中的电阻转换为电压进行测量。通过测量电压的大

小和已知电流的大小,可以计算出电路中的电阻大小。

6.显示结果:数字万用表将测量结果以数字形式显示

数字万用表基本原理

数字万用表基本原理

数字万用表基本原理

数字万用表基本原理简单的万用表是电流表电压表欧姆(电阻)表综合在一个表上称为万用表

从万用表的原理上可以分为2种

万用表有基于磁电式微安表头的指针(模拟)万用表和基于(一般为双积分式)AD转换的(200mV)电压表头的数字式万用表2种:

一、指针式

磁电式微安表头的结构为轴承游丝结构:一个线圈被宝石轴承支撑在径向磁场中,一对像盘蚊香状的游丝提供回0扭转力矩,这个回0力矩正比于偏转角.当线圈通电流I时,矩形线圈的两个和磁场垂直的两个边产生安培力,对于支撑在磁场中的线圈构成电磁扭转力矩,电磁力矩和线圈通的电流I呈正比,和游丝的回0力矩方向相反,当电流的电磁力矩和机械回0反力矩这两个力矩平衡时,线圈偏转的角度就代表了电流I的大小.在线圈上设置的指针就指示了电流的值.可以这么简单的说,指针式表头的原理实际上就是通电线圈在磁场中受到电磁力作用(马达原理)而偏转.由于宝石轴承支撑,游丝提供和电流力矩相反的机械力矩这种结构,受到轴承摩擦力矩的影响,表头的灵敏度受到限制,近几年来,采用了悬丝式结构(也称为张丝式结构),替代了轴承游丝式结构,悬丝直接把线圈悬挂在磁场中,悬丝的扭转力矩提供了正比于偏转角的回0力矩,也就是机械反力矩,这种结构的电流表头,灵敏度高,但是过载能力差,易损坏,在万用表中很少采用.而在指针式万用表中多采用抗过载能力强的轴承游丝式结构的直流表头.在电流表头的基础上,增加并联的分流电阻,构成了不同量程的直流电流表在电流表头的基础上,串联不同的分压电阻,构成了不同量程的直流电压表在电流表头的基础上,结合万用表内部的电池,构成了测量电阻的欧姆表在直流电压表上的基础上,加二极管整流,可以构成测量电压的交流电压表大多数指针万用表没有交流电流当,少数指针万用表内部有交流互感器,再整流后结合直流电流表构成交流电流表.

万用表使用原理

万用表使用原理

万用表使用原理

万用表是一种用于测量电路中电压、电流、电阻等物理量的仪器。它由多个功能模块组成,包括数字显示屏、旋钮开关、测量头等部分。下面我们将详细介绍万用表的使用原理。

1. 电压测量原理

万用表在测量电压时,需要将测试引线连接到待测点上。此时,测试引线与待测点之间会形成一个回路,从而使待测点与万用表的内部电路相连通。当旋转旋钮选择电压档位时,万用表内部的放大器会将待测点处的电压信号放大,并输出到数字显示屏上进行显示。

2. 电流测量原理

在进行电流测量时,需要将测试引线插入到万用表上的特定插孔中,并调整旋钮选择合适的电流档位。此时,待测点与测试引线之间会形成一个回路,从而使待测点与万用表内部的保险丝串联连接。当被测试的元件通过该回路产生一定大小的电流时,保险丝会熔断以保护仪器和操作者安全。同时,在保险丝熔断后,万用表内部放大器会将通过保险丝的电流信号放大,并输出到数字显示屏上进行显示。

3. 电阻测量原理

在进行电阻测量时,需要将测试引线插入到万用表上的特定插孔中,

并调整旋钮选择合适的电阻档位。此时,万用表内部会通过测试引线

和待测点之间的回路来测量电路中的电阻值。在进行电阻测量时,需

要注意待测点必须处于断开状态,否则会影响测量结果。

4. 其他功能模块原理

除了以上三个主要功能模块外,万用表还具有其他功能模块,如温度、频率、容量、二极管等测试模块。这些测试模块都是通过特定的传感

器和算法来实现相应物理量的测量。

总之,万用表是一种多功能、精度高、易于携带和操作的仪器,在工

程技术领域得到了广泛应用。了解其使用原理可以更好地掌握其使用

数字万用表测试阻值的原理

数字万用表测试阻值的原理

数字万用表测试阻值的原理

数字万用表是一种常用的测试电路参数的工具,其中之一就是测

试阻值。那么,数字万用表是如何测试阻值的呢?下面将从基本原理、测量方法以及相关注意事项三个方面进行详细介绍。

1.基本原理:

数字万用表测量电阻值的基本原理是利用欧姆定律,通过在待测

电阻上加上一定的电压,同时将电流测量到的大小与所加电压之比来

计算电阻值。根据欧姆定律,电阻值R等于电压U与电流I之比,即

R=U/I。

2.测量方法:

(1)选择合适的测量档位:在数字万用表上一般有多个测量档位

可供选择,根据所要测量电阻的范围大小选择合适的档位。若电阻值

未知,则先从大档位开始测量,若数值过大则逐渐减小测量档位,直

到能够显示精确数值。

(2)连接测试电路:将被测电阻与数字万用表的两个测量引线分

别连接到待测电路的两端,确保接触良好,避免接触不良造成测量误差。

(3)记录测量数值:启动数字万用表,等待一段时间使其稳定后,读取显示屏上的电阻数值,并进行记录。需要注意的是,不同型号的

数字万用表显示方式可能会有所不同,有些可能会显示阻值的单位,

如欧姆(Ω)。

(4)计算实际电阻值:根据所测得的电压和电流值,应用欧姆定

律计算出实际的电阻值。当然,现代的数字万用表已经内置了计算功能,可直接显示实际电阻值,无需手动计算。

3.注意事项:

(1)杜绝接触不良:测量前应确保被测电路的两端及测量引线的

接触良好,尤其是插针与待测电路之间的连接必须牢固,以免引起测

量误差。

(2)避免干扰:在数字万用表测试过程中,应尽量避免外界电磁场、电压干扰等对测量结果的影响,例如在测量电阻时远离强磁场、高频电磁辐射源等。

数字万用表的原理与应用

数字万用表的原理与应用

数字万用表的原理与应用

1. 介绍

数字万用表是一种常用的电测量仪器,它可以用来测量电压、电流和电阻等电学量。数字万用表通过内部集成的电路将电信号转换成数字形式,并用数码显示器显示出来。本文将介绍数字万用表的原理及其应用。

2. 原理

数字万用表的原理基于模数转换技术。它由几个模块组成,包括输入模块、模数转换器、显示模块和控制模块。

2.1 输入模块

输入模块负责接收待测电信号。它通常包括多个输入端口,用来连接待测电路的不同位置。根据不同的测量需要,可以选择不同的输入端口。

2.2 模数转换器

模数转换器是数字万用表的核心部件,负责将模拟电信号转换为数字信号。这种转换通常通过采样和量化两个步骤完成。

首先,模数转换器会周期性地对输入信号进行采样。采样是通过将输入电信号在一定时间间隔内离散化来实现的。这样可以获得一系列样本点,用来表示输入信号的变化情况。

然后,采样到的数据会经过量化过程,转换为数字形式。量化是指将连续的模拟信号转换为离散的数字数值。通常,模数转换器会将输入信号的幅值和极性用数字数值来表示。

2.3 显示模块

显示模块是数字万用表的输出部分,负责将转换后的数字信号以人们可以理解的形式显示出来。显示模块一般采用数码显示器,可以显示数值或单位等信息。

2.4 控制模块

控制模块用于控制数字万用表的工作状态和测量范围。它通常包括旋钮、按钮和开关等控制元件,用于选择不同的测量功能和单位。

3. 应用

数字万用表广泛应用于电子、电力、通信等领域,可以用于各种电路的测量和

测试。以下是一些常见的应用场景:

3.1 电压测量

数字式万用表的工作原理

数字式万用表的工作原理

数字万用表种类很多,但基本工作原理则是大同小异。都是把被测的模拟量转化成数字量显示。所以最关键的是模数转换电路。

它主要由直流数字电压表DVM(Digital Vo1tMeter),它由阻容滤波器、前置放大器、模数转换器A/D(Anal0g一to—Digital)、发光二极管显示器LED(LiGht EnittingDiode)或液晶显示器LCD(Light Crystal Disdiay)及保护电路等组成。

在数字电压表的基础上再增加交流一直流转换器AC/DC、电流一电压转换器I /v和电阻一电压转换器Ω/V,就构成了数字万用表的基本部分。当然,由于具体结构的不同,功能的强弱不同,每种表还有其各自复杂程度不同的特殊附加电路

万用表是用来测量交直流电压、电阻、直流电流等的仪表。是电工和无线电制作的必备工具。

初看起来万用表很复杂,实际上它是由电流表(俗称表头)、刻度盘、量程选择开关、表笔等组成。使用时如果把量程选择开关指向直流电流范围时,电流表M 并接一些分流电阻来实现扩大量程之目的,使它成为一个具有几个大小不同量程的电流表。测量结果要看刻度盘上直流电流刻度来读数。通常刻度盘上第二行为电流刻度。同样,如果量程选择开关指向直流电压范围时,表头串接另外一些电阻(用串联电阻分压的原理,使它成为一个多程量的电压表)。读数要看刻度盘上直流电压刻度。大多数的万用表电压和电流合用一刻度。如果在测量直流电压的电路中接入一个整流器,便可测交流电压了。测电阻的原理与测直流电压相仿,只是测试时还须加一组电池。选择开关指向电阻范围时,刻度盘上找第一行电阻专用刻度读数即可。

数字万用表的工作原理

数字万用表的工作原理

数字万用表的工作原理

数字万用表是一种用于测量电压、电流和电阻等电学参数的便携式电子仪器。其工作原理基于电流和电压的测量。以下为数字万用表的工作原理:

1. 电压测量:数字万用表通过连接测量的电路与待测试电路,并将内部的高输入阻抗电压测量电路与待测点串联,测量电压信号通过输入电阻和操作放大器进入内部的模数转换器,转换为数字信号后,在显示屏上显示出电压值。

2. 电流测量:数字万用表通过将内部的负载电阻与待测电路串联,将电流流经负载电阻,然后通过内部的电压测量电路测量电压降,并计算出流经负载电阻的电流值。该电流值通过模数转换器转换为数字信号,在显示屏上显示出电流数值。

3. 电阻测量:数字万用表在电阻测量时,会通过内部的恒流源产生一个已知大小的电流,然后将电阻与该恒流源串联,通过测量电阻两端的电压降,计算出电阻的数值。同样,通过模数转换器将测量得到的电压转换为数字信号,在显示屏上显示出电阻值。

总的来说,数字万用表的工作原理是将被测电路与数字万用表内部的测量电路相连,通过测量电压降和电流大小,并经过模数转换器转换为数字信号,最终在显示屏上显示出电压、电流和电阻等参数的数值。

数字万用表的工作原理

数字万用表的工作原理

数字万用表的工作原理

数字万用表是一种用来测量电压、电流和电阻的便携式电子测量仪器。它由一个数字显示屏、选择旋钮、连接线和测量槽组成。

数字万用表的工作原理主要包括以下几个方面:

1. 电压测量:当数字万用表用于测量电压时,用户需要将电压源与数字万用表的正负极进行连接。数字万用表内部的测量电路会将电压转换为相应的电压信号,并利用模数转换器将信号转换为数字形式。最后,数字信号被送至显示屏上,以显示电压的数值。

2. 电流测量:当要测量电流时,数字万用表需要通过选择旋钮将测量模式选择为电流模式,并将连接线依次连接到电流源、数字万用表和电阻槽。此时,数字万用表内部的测量电路会将电流信号放大,然后通过模数转换器将其转换为数字形式,最终在显示屏上显示出电流的数值。

3. 电阻测量:在电阻测量中,用户需要选择旋钮将测量模式选择为电阻模式,并将被测电阻连接到数字万用表的电阻槽。数字万用表会在测量中施加一个已知的电压,并根据测量电阻和施加电压的比例关系计算出电阻值,并在显示屏上显示出电阻的数值。

总的来说,数字万用表通过测量电压、电流和电阻的数值,并将其转换为数字信号进行处理和显示。其工作原理主要依靠内

部的测量电路和模数转换器,使得用户可以方便地进行电性能参数的测量和检测。

数字万用表整体原理介绍

数字万用表整体原理介绍

数字万用表整体原理介绍

数字万用表是一种常用的测量电量的电子仪器。它可以测量电压、电流、电阻等电学量,并且相比于传统的模拟指针式万用表更加精确、实用。本文将从数字万用表的整体原理方面进行介绍。

数字万用表的基本组成部分包括数显显示器、模数转换器、微处

理器、输入隔离、控制及运算放大器等几个主要部分,下面将从这几

个方面进行详细阐述数字万用表的整体原理。

第一部分是数显显示器。数显显示器是数字万用表的核心部分,

它通常由七段数码管组成,用于显示测得的电学量。数显显示器可以

将测得的电学量转换为数字信号,然后在七段数码管上显示出来,具

有清晰、精确、易于理解的特点。

第二部分是模数转换器。模数转换器是将模拟信号转换成数字信

号的核心器件,它实现了模拟信号的采样、量化和编码。模数转换器

能够将模拟信号转换成数字信号,使得数显显示器能够显示出相应的

数值大小。

第三部分是微处理器。微处理器是数字万用表的决策中心,它负

责进行电学量的测量、处理、存储和输出。微处理器可以接收来自模

数转换器的数字信号,根据不同的测量模式进行数据处理和运算,最

终将计算结果输出到数显显示器上。

第四部分是输入隔离。输入隔离是数字万用表的保护元件,它可

以将被测电源与万用表之间进行隔离,从而保证被测电源的安全性。

输入隔离最常用的是光耦隔离、互感器隔离等。

第五部分是控制及运算放大器。控制及运算放大器是数字万用表

电路的核心,它可以自动选择不同的测量阻抗来满足不同的测量需求,同时还可以增强电路放大倍数,从而提高测量精度。

综上所述,数字万用表整体原理是通过数显显示器、模数转换器、微处理器、输入隔离、控制及运算放大器等几个部件协同作用,将被

万用表工作原理

万用表工作原理

万用表工作原理

万用表是一种用来测量电流、电压和电阻等电气参数的仪器。

它是电子工程师和电工常用的工具,其工作原理基于电流、电压和

电阻的测量方法。

万用表通常由一个数字显示屏、旋钮选择器和测试引线组成。

数字显示屏用来显示测量结果,旋钮选择器用来选择测量电流、电

压或电阻的量程,测试引线用来连接被测电路。

在测量电流时,万用表的工作原理是基于欧姆定律和基尔霍夫

定律。欧姆定律表明电流与电压和电阻的关系,即电流等于电压除

以电阻。基尔霍夫定律则是用来描述电路中电流和电压的分布关系。万用表通过在电路中引入一个已知电阻,然后测量电压和电流的关系,从而计算出电路中的电流值。

在测量电压时,万用表的工作原理是基于电压分压原理。当万

用表接入电路时,它会引入一个非常高的电阻,从而几乎不影响电

路中的电压。然后通过测量引入的电阻两端的电压,从而得到电路

中的电压值。

在测量电阻时,万用表的工作原理是基于电流和电压的关系。万用表会在待测电阻两端施加一个已知的电压,然后通过测量施加电压时的电流,从而计算出电阻的值。

总的来说,万用表的工作原理是基于电流、电压和电阻的测量方法,通过引入已知的电流或电压,然后测量电路中的电压、电流和电阻的关系,从而得到需要测量的参数值。它是一种非常实用的电子测量工具,为电子工程师和电工提供了方便快捷的测量手段。

数字万用表的测量原理

数字万用表的测量原理

数字万用表的测量原理

数字万用表的测量原理是利用一只灵敏的磁电式直流电流表(微安表)做表头。当微小电流通过表头,就会有电流指示。但表头不能通过大电流,所以,必须在表头上并联与串联一些电阻进行分流或降压,从而测出电路中的电流、电压和电阻。

数字万用表的测量值由液晶显示屏直接以数字的形式显示,读取方便,有些还带有语音提示功能。

数字万用表测试原理

数字万用表测试原理

数字万用表测试原理

数字万用表测试原理

数字万用表是一种用于测试电路参数的测量仪器,它可以同时测量电压、电流、电阻等电学量。在电子产品维修、电路实验等领域中,数

字万用表是一种常用的测试工具。

1. 测试电压原理

数字万用表测试电压是利用其内部的电路转换电压信号为数字信号,

再将数字信号进行放大、滤波等处理,通过显示装置将测试结果显示

出来。

2. 测试电流原理

数字万用表测试电流是利用其内部的电路将电流通过电阻变换为电压

信号,再将电压信号转换为数字信号,并通过显示装置将测试结果显

示出来。

3. 测试电阻原理

数字万用表测试电阻是利用其内部电路中的电压源给待测电阻加电压,同时进行电流、电压测量,并通过数学运算获得待测电阻的值。

4. 其他测试原理

数字万用表还可以进行其他电学量的测试,如频率、电容等,具体原

理类似于测试电压、电流、电阻。

总之,数字万用表通过内部电路进行电学量转换及处理,通过显示装置将测试结果显示出来。其测试原理是通过电学量之间的相互作用及配合,进行多参数的测试,具有高效、精准、方便等特点。在日常实验和维修工作中,数字万用表是一种不可或缺的测试工具。

数字万用表的基本原理

数字万用表的基本原理

数字万用表的基本原理是将待测电路与万用表的内部电路进行电连接,将待测电学量转换为数字信号进行显示。

数字万用表的内部电路包括输入电路、转换电路和显示电路三部分。其中,输入电路负责将待测电路与万用表的内部电路进行电连接,同时进行输入信号的滤波和保护。转换电路负责将输入信号转换为数字信号,一般采用模数转换器(ADC)进行转换。显示电路负责将经过转换的数字信号进行解码和显示。

数字万用表的测量原理是基于欧姆定律和基尔霍夫定律。当测量电压时,万用表的内部电路将其与一个高阻值的电压测量电路相连,通过欧姆定律计算出待测电路中的电压值。当测量电流时,万用表内部电路将其与一个低阻值的电流测量电路相连,通过欧姆定律计算出待测电路中的电流值。当测量电阻时,万用表内部电路将其与一个稳流源相连,通过基尔霍夫定律计算待测电路中的电阻值。

总之,数字万用表的基本原理是将待测电路与万用表的内部电路进行电连接,将待测电学量转换为数字信号进行显示,实现对电路参数的测量和分析。

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数字万用表的基本原理

摘要:数字万用表是当前电子、电工、仪表、仪器和测量领域大量使用的一种基本测量工具,随着时代科技的进步,数字万用表的功能越来越强大,把电量及非电量的测量技术提高到崭新水平。

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。

本文通过对胜利9806+型号万用表的学习,了解了胜利9806+万用表的特性、组成以及工作原理。掌握了分压分流电路的计算和连接。

关键词:数字万用表、工作原理、分压分流

0引言

数字万用表亦称数字多用表,简称DMM(Digtial Multimeter)。它是采用数字化测量技术,把连续的模拟量转化成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。传统的指针式万用表功能单一精度低,不能满足数字化时代的需要,采用单片的数字万用表精度高、抗干扰能力强,可扩展性强、集成方便,目前,由各种单片机芯片构成的数字万用表,已被广泛用于电子及电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统等智能化测试领域,显示着强大的生命力。

1数字万用表的特性

与指针式万用表相比较,数字万用表有如下优良特性:

(1)高准确度和高分辨力

(2)测电压时具有高的输入阻抗

(3)测量速率快

(4)自动判别极性

(5)全部测量实现数字直读

(6)自动调零

(7)抗过载能力强

当然,数字万用表也有一些弱点,如:

(1)测量时不像指针式仪表那样能清楚直观地观察到指针偏转的过程,在观察充放电等过程时不够方便。

(2)数字万用表的量程转换开关通常与电路板是一体的,触点容量小,耐压不很高,有的机械强度不够高,寿命不够长,导致用旧以后换档不可靠。

(3)一般万用表的V/Ω档公用一个表笔插孔,而A档单独用一个插孔。使用时应注意根据被测量调换插孔,否则可能造成测量错误或仪表损坏。2数字万用表的基本组成

数字万用表是由数字电压表配上相应的功能转换电路构成的,它可对交、直流电压交、直流电流、电阻、电容以及频率等多种参数进行直接测量。数字电压表通常使用一块集成电路芯片,它将A/D 转换器与能够直接驱动显示器的显示逻辑控制器集成在一起,在其周围配上相关的电阻器、电容器和显示器,组成数字万用表表头。它只测量直流电压,其它参数必须转换成和其自身大小成一定比例关系的直流电压后才能被测量。数字万用表的整体性能主要由这一数字表头的性能决定。数字电压表是数字万用表的核心,A/D转换器是数字电压表的核心,不同的A/D转换器构成不同原理的数字万用表。功能转换电路是数字万用表实现多参数测量的必备电路。电压、电流的测量电路一般由无源的分压、分流电阻网络组成;交、直流转换电路与电阻、电容等电参数测量的转换电路,一般采用有源器件组成的网络来实现。功能选择可通过机械式开关的切换来实现,量程选择可通过转换开关切换,也可以通过自动量程切换电路来实现。数字万用表的基本功能是测量交直流电压、交直流电流以及测量电阻,其基本组成如下图1

所示。

图1数字万用表的基本组成2.1模数模数(A/D)(A/D)(A/D)转换与数字显示电路

转换与数字显示电路常见的物理量都是幅值(大小)连续变化的所谓模拟量(模拟信号)。指针式仪表可以直接对模拟电压、电流进行显示。而对数字式仪表,需要把模拟电信号(通常是电压信号)转换成数字信号,再进行显示和处理(如存储、传输、打印、运算等)。

数字信号与模拟信号不同,其幅值(大小)是不连续的。这种情况被称为是“量化的”。若最小量化单位(量化台阶)为∆,则数字信号的大小一定是∆的整数倍,该整数可以用二进制数码表示。但为了能直观地读出信号大小的数值,需经过数码变换(译码)后由数码管或液晶屏显示出来。

例如,设∆=0.1mV ,我们把被测电压U 与∆比较,看U 是∆的多少倍,并把结果四舍五入取为整数N (二进制)。一般情况下,N ≥1000即可满足测量精度要求(量化误差≤1/1000=0.1%)。最常见的数字表头的最大示数为1999,被称为三位半(3_1/2)数字表。

对上述情况,我们把小数点定在最末位之前,显示出来的就是以mV 为单位的被测电压U 的大小。如:U 是∆(0.1mV)的1234倍,即N=1234,显示结果为123.4mV 。这样的数字表头,再加上电压极性判别显示电路,就可以测量显示-199.9~199.9mV 的电压,显示精度为0.1mV 。

由上可见,数字测量仪表的核心是模数(A/D)转换、译码显示电路。A/D 转换一般又可分为量化、编码两个步骤。

本论文其核心是一个四位半数字表头,它由数字表专用A/D 转换译码驱动集成电路和外围元件、LCD 数码管构成。主要芯片为ICL7129。

运用ICL7129制作LCD 液晶显示4_1/2数字电压表头如图2

所示,具有非常高性能。

图24_1/2数字电压表头

ICL7129的主要特点:

(1)用于CMOS 大规模集成电路,具有高准确度、高分辨力、微功耗、外围电路简单、价格较低廉等优点。它以多路扫描方式直接驱动4_1/2位LCD 显示器(芯片带小数点驱动端),最大显示值为土19999。其性能优于国内普遍使用的ICL7135型4_1/2位A/D 转换器,外围电路亦比ICL7135大为简化,适于制作高准确度4_1/2位数字电压表及数字多用表。

(2)ICL7129在积分电路上作了重大改进,采用了逐次(多重)积分、数字调零等先进技术,使其准确度达土0.005%(对应于满量程时的土4个字),共模抑制比CMRR 亦提高到11dB 。

(3)专门设有10:1量程输入端,基本量程可选挥±200mV 或±2V ,最高分辨力达10uV ,比ICL7135提高一个数量级。

(4)可提供超量程、欠量程、电池低电压指示、负极性指示、锋鸣器驱动、标志符驱动等多种信号。

(5)外围电路简单,只需外接几只阻容元件和基准电压源即可工作,测量速率为1:6次/S ,通常取2次/S 左右。

(6)采用单电源供电,微功耗。电源电压允许范围是6~12V(极限值为15V)。通常选9V 叠层电池供电,工作电流为1mA .典型功耗约9mW 。工作温度范围是0~70℃。

2.2直流电压测量电路

在数字电压表头前面加一级分压电路(分压

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