ZX830B数字万用表原理及装配

NPN测量电路
PNP测量电路
二极管测量电路
二极管测试电路测试电压供给电路: E0(+2 .8V)，R17，R19(PTC); 分压器:R5、R6; 保护电路:R19.
小数点及低电压指示电路
小数点及低电压指示电路晶体管:T(JE9014); 电阻:R9-R11; 量程开关:S; 液晶显示器:JH220
周期T：交流电完成一次完整的变化所需要的 时间叫做周期。
频率f：交流电在1s内完成周期性变化的次数 叫做频率。
欧姆定律
导体中的电流I和导体两端的电压U成正比，和 导体的电阻R成反比，即
I=U/R
这个规律叫做欧姆定律。如果知道电压、电流、 电阻三个量中的两个，就可以根据欧姆定律求 出第三个量。
交流电压测量电路
交流电压测量电路半波整流二极管:D (IN4007，1A/1000V);
分压器:R2-R6(说明：为简化电路，Acv档的 AC/DC转换器中未加滤波电容，因此输出为 脉动直流电压，只能借助于A/D转换器的正向 积分过程取其平均值电压V0);
450K电阻由R2，R3，R4串联构成;
讲座内容
1 万用表发展 2 基本概念及原理 3 ZX830B功能与原理 4 ZX830B安装及调试
一、万用表的安装
(1)检查及清洁装配所用工具，烙铁需接地良好，不 能有漏电，否则可能损坏lC，剪元件脚所用的斜日钳 须良好，否则将损坏线路板。
(2)熟悉线路板上元件图标的位置、规格。 (3)注意配套清单中备注栏中的详细说明，特别是高精
二极管有多种类型，按制作的材料不同，分为 锗二极管和硅二极管
对二极管进行检测
主要是鉴别它的正、负极性 二极管管型
硅二极管的I 一般正向压降一般为0.6~0.7V 锗二极管的正向压降为0.1~0.3V
Hi
I
Vx
v
Lo
电容测试
用冲放电的方法测量电容的大小，根据充电时 间和电压变化换算出电容的大小．
直流电压测量电路分压器:R1,R2,R3,R4,R5,R6 (误差为±0.5%的金属膜电阻)
电阻Rl——R6为精密电阻，又可作电阻档的标准 电阻
900k 电 阻 由 两 只 电 阻 串 联 R1(548K)+ R2(352K)
直流电流测量电路
直流电流测量电路分流器:R5、R6、R7、 R8、RW: R8(误差为±0.5%的金属膜电阻); RW(Ф 1.6X62mm锰铜丝): 熔丝管:F U(0.2A/250V， Ф5X20mm)； R6带来误差(理想90Ω )。
2.ICL7106管脚图
3.ICL7106的工作原理 ——双积分式A/D转换器
3.ICL7106的工作原理
3.ICL7106的外围电路
二、DT830B数字万用表测量范围
（1）直流电压分为五档: 200mV,2V,20V,200V,1000V。
（2）交流电压分为两档: 200V,750V。
（3）直流电流分为五档: 200V,2 mA,20mA,200mA,10A。
输入阻抗
输入阻抗越大，对被测系统的影响就越小，测 量的结果就越准确
被测系统
万用表
Hi
50Ω
V
v
Lo
输入阻抗
讲座内容
1 万用表发展 2 基本概念及原理 3 ZX830B功能与原理 4 ZX830B安装及调试
ZX830B工作原理
仪表的核心是一片大规模集成电路，该芯片 (7106)内部包含双积分A/D转换器，显示锁存器 ，七段译码器和显示驱动器。
DCV(2V)
R1
AMP
DCV>2V
R2
A/D
DSP
测量直流电流原理
运用欧姆定率：I=U/R 电流通过电阻，在电阻上产生压降，此时可以
通过测量此时的直流电压，换算后就可以得到 支流电流值．
DCI
R
DC
V
交流测量——真有效值测量
真有效值交流/直流转换芯片 计算复杂输入信号的有效值并且给出一个与之 等效的直流输出电平
高精度数字万用表
非常高的精度和准确 度，达到５位半或６ 位半
更多的测量功能 高速高精度的数据采
集 集成各种通信接口
RIGOL DM3000 高精度数字万用表
讲座内容
1 万用表发展 2 基本概念及原理 3 ZX830B功能与原理 4 ZX830B安装及调试
数字万用表的基本原理
功
能
(6)安装锰铜丝时，注意锰铜丝的高度，太高 或太低将带来调节上的不方便。
(7)安装二极管、三极管、电解电容及保险丝 时，注意方向不能错。
(8)输入金属插孔安装须垂直线路板，不得歪 斜。
确认晶体管8脚测试座能够容易通过面盖上的对应孔， 如果不能，要将面盖上的孔边毛刺修整，直到容易穿 过。不要硬推测试插座的管脚，以免损坏它。将晶体 管测试座从焊接面插入线路板对应孔，确认测试座上 的突头方向对应线路板图示。从元件面将晶体管测试 座焊接在线路板上，然后剪去多余的脚。
打开装有白凡士林的塑料袋，取一点白凡 士林放入拨盘的弹簧孔中，然后将2只拨 盘弹簧装入拨盘弹簧孔中(参照示意图F ) 。
整机装配
将两只钢珠对称放入面盖内的凹痕中(参照示意图G )。 将六只温动接触片装在拨盘上(参照示意图G )。 放置拨盘入面盖中，注意拨盘的弹簧孔对准面盖上的
钢珠。 中心轴放入面盖中，确保八脚插座放入面盖的对应孔
中，然后用三只6mm螺钉紧固线路板(参照示意图 G )。 将0. 5A/250Vf呆险管装入保险管座中。 将功能面牌的衬底剥离，然后将功能面牌贴在面盖上。 将9V电池盖在电池扣上，并置于电池仓。
二、使用方法
（1）电压测量。将红表笔插入“V·”孔内， 黑表笔插入“COM”孔内（下同），根据直流 或交流电压合理选择量程，然后将万用表的两 表笔与被测电路并接。
电阻测量电路
电阻测量电路标准电阻:Rl-R6 ; 测试电压分压器:E0(+2.8V)，D(VF=0.6V)、 降低测试电压，减小测试电流; 保护电路:R19，J E9014（利用PN结反向击穿) 软击穿; 限流保护电阻:R15，R16 比例法测电阻：
晶体管hFE测量电路
晶体管hFE测量电路8芯hFE插口； 基极偏置电阻R21（NPN档），R20（PNP档）。 取样电阻：R7
输
选
入
择
I-V 转换 AC-DC 转换
直流数字电压表
（基本表）
量
A/D
逻
显
程
转
辑
示
选
换
电
器
择
器
路
Ω-V 转换
电源
数字万用表工作原理框图
电路的基本概念
电流I：电荷的定向移动叫做电流。 电压U：电荷之所以能够流动，是因为有电位
差。电位差也就是电压 。
电阻R：电路中对电流通过有阻碍作用并且造 成能量消耗的部分叫做电阻。
度电阻与普精电阻的代号，在安装时不得混装，否则 会出现精度超差现象。
(4)安装三极管座时，先将三极管座的安装方向确定好， 然后插入线路板中，连同线路板放入壳体中，确定三 级管座的高度(三极管座面与机壳面水平)，先焊上一 只脚使其固定，最后全部焊上即可。
(5)在安装电位器VR1和安装三极管时，每个 焊点焊接时间不得过长(不超过一分钟)，否则 可能损坏元件。
ACV RMS DCV A/D
DSP
电阻测量——比例法测量电阻
利用一个内部电压源加在一个己知电阻值的系列电阻 和串联在一起的被测电阻上。被测电阻上的电压与己 知电阻上的电压的比值为阻值比。 Rwire Hi
RDUT
Vx
v
Rwire Lo
二极管测试
半导体二极管（以下简称二极管）是内部具有一个PN 结，外部具有两个电极的一种半导体器件
（4）电阻分为五档: 200,2k ,20k ,200k,2M
三、电路原理
A/D转换电路； 小数点及低电压指示电路； 直流电压测量电路； 直流电流测量电路； 交流电压测量电路； 电阻测量电路; 晶体管hFE测量电路; 二极管测量电路。
A/D转换电路
A/D转换电路A/D转换器：IC（7106）； 时钟振荡器阻容元件:R13，C1; 积分电阻:R12;积分电容:C5； 自动调零电容:C4;基准电容：C2; 基准电压源分压器：R17，R18，R14，RP
ZX830B数字万用表
东北林业大学 信息与计算机工程学院 电子信息工程系
讲座内容
1 万用表发展 2 基本概念及原理 3 ZX830B功能与原理 4 ZX830B安装及调试
万用表基础
/电阻， 俗称三用表
指针式万用表小巧结 实，经济耐用，灵敏 度高，但读数精度差
(调整用，使VREF100.0mV） 模拟输入端高频滤波器:R15，C3 ; 限流电阻:R16。
直流电压测量电路
采用电阻分压器把基本量程为200mV的直流电压表 扩展为多量程的直流电压表。
RAB=1M 各档满量程时输出电压V0： 200mV档： V0 =(RAB/RAB)×200mV=200mV 2V档： V0 =(100K/RAB)×2V=(100K/1M)×2V=200mV 20V档： V0 =(10K/1M)×20V=200mV 20V档： V0 =(1K/1M)×200V=200mV 1000 V档： V0 =(100Ω/1M)×1000V=100mV 实际上最大测量电压为2000V.
通常用百分数表示。 显示位数
数字万用表的显示位数通常为3½ ——8½ 位 整数位表示能显示从0-9中所有数字的位; 分数位的分 子表示最大显示值中的最高位;分母表示满量程时最高位 数字。
输入阻抗
阻抗是电路或设备对交流电流的阻力，输入阻 抗是在入口处测得的阻抗
对于直流DMM，输入阻抗用输入电阻表示，一般在 10MΩ~1000MΩ之间。
有效值
定义：若某一交流电与另一直流电在相同时间内 通过同一电阻产生相等的热量，则这一直流电的 电压、电流的数值分别是该交流电的电压、电流 的有效值。
任何周期量的有效值,定义为它的均方根值
A
1
Tf
2
(t) dt
T0
测量直流电压原理
原理图
大的量程时采用分压测量，小的量程时采用放大电 路．
+10V
2mA 200uA 2uA 20uA 200nA
H i
C
U
ADC
Lo
T
-10V
数字万用表常用术语
准确度 指显示数值与真实值之间的一致程度。
分辨力 最低量程上末位1个字所对应的数值称为分辨力，它反映 出仪表灵敏度的高低。分辨力随显示位数的增加而提高。
分辨率 仪表所能显示的最小数字（零除外），与最大数字之比，
（2）电流测量。将红表笔插入 “mA”插孔 （若被测电流大于200mA，则插入“10A”孔 内），合理选择量程，并将万用表串入被测电 路中。
（3）电阻测量。将红表笔插入“V·”孔内， 合理选择量程，将两表笔并接于被测电阻两端。
（4）二极管测量。将红表笔插入“V·”孔内， 量程开关转至标有二极管符号的位置，为正向 测量，若管子正常，则显示值应为0.5～0.8V （硅管）或0.25～0.3V（锗管）；反向测量， 若管子正常，应显示“1”，若管子已损坏，将 显示“0000”或其他数值。
模拟万用表原理
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。但在表头不 能通过大电流，所以，必须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
数字式万用表
1.准确度高 2.分辨力高（模拟式万用
表的灵敏度） 3.输入阻抗高 4.过载能力强 5.功耗低（16mW） 6.抗干扰能力强
将电池扣的连线从焊接面穿过线路板上示意图D中的两 个孔，将红线插入(V+)标志孔，黑红插入(V-)标志 孔，然后将电池线焊接在线路板上。
将两保险管座从元件面插入线路板对应孔，确认保险 管座上的档片向外，然后保险管座焊接在线路板上。
安装液晶时，在面盖里边依次放入液晶片 ，斑马条框架以及斑马条。参照示意图E ，确保液晶片的小突头的方向与示意图一 致。
ICL7106型3½ 位A/D转换器
A/D转换器的功能是将模拟量转换成数字量，是数字式电压表的核心。
1、ICL7106的主要特点 采用单电源供电，电压范围7——15V。 直接驱动31/2位LCD显示器。 低功耗。 输入阻抗极高，典型值是10MΩ，对输入信号无衰减作用。 外围电路简单，整机组装方便。 内设时钟电路，可采用频率稳定度很高的石英晶体震荡器 能通过内部模拟开关自动调零。