量程自动转换数字万用表设计
数字万用表自动量程原理
数字万用表自动量程原理数字万用表是一种常见的电子测量仪器，广泛应用于电子、电力、通信等领域。
它可以自动调整量程，以适应不同的测量需求。
本文将介绍数字万用表自动量程的原理及其工作过程。
数字万用表的自动量程功能是通过内部电路实现的。
当我们选择一个特定的测量量程时，数字万用表会自动调整自身的内部电路参数，以适应被测电信号的大小。
这样，无论被测电信号是微弱的还是强大的，数字万用表都能够准确地进行测量。
数字万用表的自动量程功能的实现离不开内部的模拟电路和微处理器。
当我们选择一个特定的测量量程时，微处理器会根据被测电信号的大小，自动调整模拟电路的放大倍数和增益，以保证测量结果的准确性和稳定性。
在测量微弱信号时，数字万用表会自动选择较大的量程，以提高测量的灵敏度。
而在测量强信号时，数字万用表会自动选择较小的量程，以避免测量范围超出仪器的承受能力。
数字万用表自动量程的原理可以简单描述为以下几个步骤：1. 初始状态：当我们打开数字万用表时，它会处于一个初始状态，此时量程为一个合适的中间值。
这个中间值既可以满足微弱信号的测量要求，又可以处理较大信号的测量。
2. 信号检测：当我们将待测信号接入数字万用表时，内部的模拟电路会对信号进行检测，并判断信号的大小。
3. 量程切换：根据信号的大小，微处理器会自动切换量程。
如果信号较小，微处理器会选择较大的量程；如果信号较大，微处理器会选择较小的量程。
4. 测量结果：经过量程切换后，数字万用表会对信号进行测量，并将测量结果显示在仪表的数码显示屏上。
数字万用表自动量程的原理可以确保测量的准确性和稳定性。
它不仅能够自动适应不同的测量需求，还能够保护仪器免受过大电信号的损害。
总结起来，数字万用表的自动量程原理是通过内部的模拟电路和微处理器实现的。
它能够根据被测电信号的大小，自动调整量程，以确保测量结果的准确性和稳定性。
数字万用表的自动量程功能使得它具有更广泛的适用性和更高的测量精度，成为电子测量领域中不可或缺的工具。
数字电表原理及万用表设计实验
数字电表原理及万用表设计实验在现代科技发展的背景下，数字电表和万用表成为了电子工程领域中不可或缺的工具。
本文将介绍数字电表的原理和万用表的设计实验，并探讨它们在电子工程中的应用。
一、数字电表原理数字电表是一种用来测量电流、电压和电阻等物理量的仪器。
它与传统的模拟式电表相比，采用了数字技术，具有精度高、显示直观等优点。
数字电表的原理主要包括信号采集、信号处理和数字显示三个部分。
信号采集是指通过电路将被测量的电流、电压等物理量转换成电压信号。
这一步骤通常使用电流互感器、电压分压器等元件来实现。
信号处理是将采集到的电压信号进行放大、滤波、线性化等处理，以提高测量精度和稳定性。
在这一过程中，运算放大器、滤波电路等被广泛应用。
数字显示是将处理后的模拟信号转换成数字信号，并通过LED数码管或液晶显示屏等方式进行显示。
这一步骤中，模数转换器和数码显示芯片是关键元件。
二、万用表设计实验万用表是一种集电压、电流、电阻等测量功能于一体的便携式测量仪器。
它的设计实验主要包括测量范围选择、测量电路设计和显示方式设计三个方面。
测量范围选择是指根据被测量物理量的大小，选择合适的量程进行测量。
万用表通常具有多档量程，可以通过旋钮或按键来进行切换。
测量电路设计是保证测量精度和稳定性的关键。
在设计中，需要考虑到电路的输入阻抗、输入电压、测量误差等因素，并采用合适的电路方案来实现。
显示方式设计是指选择合适的显示元件和显示方式来显示测量结果。
万用表通常采用数码管或液晶显示屏来显示测量值，并根据测量范围的不同，选择合适的显示位数和小数点位数。
三、应用领域数字电表和万用表在电子工程领域中有广泛的应用。
它们可以用于实验室中的电路测试、电子设备的维修和故障排除，以及工业生产中的电气检测等。
在实验室中，数字电表和万用表可以用来测量电路中的电流、电压和电阻等参数，帮助工程师分析电路性能和故障原因。
在电子设备的维修和故障排除中，数字电表和万用表可以用来测量电路中的各种信号，判断电路是否正常工作，并找出故障点。
数字万用表的研究与设计
ANYANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 本科毕业设计数字万用表的研究与设计The Design of Digital Multimeter系（院）名称：电子信息与电气工程学院QQ 号：309810851目录中文摘要、关键词 (Ⅰ)英文摘要、关键词 (Ⅱ)引言 (1)第一章课题的研究背景 (2)1.1数字万用表研究的目的和意义 (2)1.2国内外的研究动态及发展趋势 (3)1.2.1国内研究概况 (3)1.2.2国外研究概况 (4)1.3数字万用表设计重点解决的问题 (4)第二章数字万用表的总体设计方案 (5)2.1课题设计的基本思路 (5)2.2数字万用表的测量原理及电路平台 (5)2.3数字万用表的硬件系统总体设计框图 (10)2.4硬件电路设计方案及选用芯片介绍 (11)2.4.1 AT89S52芯片功能特性描述 (12)2.4.2模数转换模块介绍 (13)2.4.3显示模块介绍 (15)2.4.4电源模块介绍 (15)2.5数字万用表的硬件设计 (16)第三章系统软件及流程图及仿真过程 (22)3.1软件设计整体思路 (22)3.2系统总流程图 (23)3.3物理采集流程图 (24)3.4系统仿真过程 (24)结论 (26)致谢 (27)参考文献 (28)附录A (29)附录B (33)数字万用表的研究与设计摘要:本次设计用单片机芯片AT89S52设计一个数字万用表，能够测量交、直流电压值、直流电流、直流电阻以及电容，四位数码显示。
此系统由分流电阻、分压电阻、基准电阻、电容测试芯片电路、单片机最小系统、显示部分、报警部分、AD转换和控制部分组成。
为使系统更加稳定，使系统整体精度得以保障，本电路使用了AD0809数据转换芯片，单片机系统设计采用AT89S52单片机作为主控芯片，配以RC上电复位电路和11.0592MHZ震荡电路，显示芯片用TEC612驱动8位数码管显示。
《数字万用表设计》课件
小巧轻便，可充电，适用于小电路维修
台式数字万用表
交直流通用，精度高，常用于实验室和工厂
专用数字万用表
针对一些特定的测量任务而设计的
数字万用表的构成和原理
构成
熔丝、旋转开关、电池、电源电路等
原理
根据欧姆定律、基尔霍夫定理等，通过电路分析获 得电荷和电流信息
数字万用表的准确性和精度
数字万用表的准确性和精度是评价其好坏的重要指标，精度取决于数码显示 的位数和转换电路的噪声程度。准确性受到测量误差、校准及环境因素等影 响。
数字万用表的常见误差和解决方法
1 电压误差
应选择合适量程，保证电源稳定
3 温度误差
保持恒温环境，适当预热电路
2 电流误差
正确接入测试电路，选择合适的保险丝
4 其他误差
合理放置，合理使用，定期校准
数字万用表的测量范围和分辨率
电压
范围：200mV-1000V，分辨率： 0.1mV-1V
电流
范围：200μA-10A，分辨率： 0.1μA-10mA
电阻
范围：200Ω-200MΩ，分辨率： 0.1Ω-100KΩ
数字万用表的通用性和适用范围
数字万用表通用性强，可用于工业自动化、实验室测量、电路调试等多种场合。适用于电子、通信、计算机、 机械、化工等领域。
数字万用表的常见测量方法
1
直流电压测量
将旋钮拨至VΩmA档位，将电表红表笔连接正极，黑表笔连接负极进行测量
数字万用表与智能化科技的融 合测量
数字万用表将与智能家居、智能汽车、智能医疗等领域紧密结合，呈现多种 形态和使用场景。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
数字万用表的研发和生产技术 创新
数字万用表设计实验
数字万用表设计实验By 金秀儒物理三班Pb05206218实验题目：数字万用表设计实验 学号：pb05206218姓名：金秀儒实验目的：1.掌握数字万用表的工作原理、组成和特性2.掌握数字万用表的校准方法和使用方法3.掌握分压及分流电路的连接和计算4.了解整流滤波电路和过压过流保护电路的功用实验仪器：1. DM-Ⅰ数字万用表设计性实验仪2. 三位半或四位半数字万用表实验原理：数字万用表的基本组成图1 数字万用表的基本组成模数（A/D ）转换与数字显示电路数字信号与模拟信号不同，其幅值（大小）是不连续的。
将被测量与最小量化单位比较，并把结果四舍五入取整后变为十进制起段显码显示出来。
一般N ≥1000即可满测量精度要求。
常见数字表头最大示数为1999，称为三位半（213）数字表。
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。
本实验用实验仪，核心为一个三位半数字表头，由数字表专用A/D 转换译码驱动集成电路和外围元件、LED 数码管构成。
该表头有７个输入端，包括２个测量电压输入端（IN +、IN-）、２个基准电压输入端（V REF+、V REF -）和３个小数点驱动输入端。
数字显示屏（LED 或液晶）模数转换，译码驱动基准电压 小数点驱动（配合被测量与量程）过压过流保护过压过流保护分档电阻（量程转换）分压器（量程转换）分流器（量程转换）交流直流变换器 （放大、整流、滤波）直流 被测量 输 入交流V REF电流电压电阻 V IN直流电压测量电路在数字电压表头前加分压器，可扩展直流电压测量的量程。
如图：分压比为 2120rr r U U i += 扩展后的量程为 02210U r r r U i +=考虑到电压表的输入阻抗，设计实用分压电路如图：R 总=R1 +R2 +R3 +R4 +R5各档的分压比为：200mV:( R1 +R2 +R3 +R4 +R5)/ R 总=12 V:( R2 +R3 +R4 +R5)/ R 总=0.1 20V:( R3 +R4 +R5)/ R 总=0.01 200V:( R4 +R5)/ R 总=0.0012000V: R5/ R 总=0.0001出于耐压和安全考虑，最高电压限为 1000V 。
ICL7106数字万用表设计
ICL7106设计题目：专业：班级：姓名：学号：分数：2013年12月15摘要：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。
本文主要通过对现有通用数字万用表的测量理论和实现电路的研究，详细分析了直流电压、直流电流、交流电压、直流电阻的测量理论和实现电路，研究了模拟量转变为数字量的误差问题，详细阐述了现有通用数字万用表测电压的误差问题，设计出1种数字万用表的测量电路——由ICL 7106构成的3 1/2位自动量程数字万用表电路。
此电路量程广，并且具有手动/自动量程两种模式和读数保持、相对值测量、蜂鸣器驱动等功能，能显示超量程、负极性、低电压指示符以及各种标志符（含单位符号），并且功耗小。
关键字：数字万用表；模拟量；数字量；A/D 转换目录摘要： (2)第1章绪论 (4)1.1 数字万用表的主要特点 (5)1.2 万用表发展趋势 (7)第2章数字万用表总体设计方案 (8)2.1数字万用表的基本原理 (8)2.2系统设计方案 (9)2.3ICL7106介绍 (9)2.3.1 ICL7106简介 (9)2.3.2 ICL7106管脚排列 (10)2.3.3 ICL7106数字电路 (10)第3章智能型数字式多用表硬件设计 (11)3.1A/D转换电路 (11)3.2ICL7106各测量电路 (12)3.2.1直流电压测量电路 (12)3.2.2交流电压测量电路 (13)3.2.3直流电流测量电路 (14)3.2.4电阻测量电路 (15)3.2.5二极管测试电路 (15)3.3数字万用表原理图 (16)第4章用数字万用表的检测 (16)4.1测量电压 (16)4.2测电流 (17)4.3测电阻 (18)4.4测二极管 (18)4.5注意事项 (19)第1章绪论随着微电子技术的高速发展，单片机的功能集成化，智能仪器也发展到了一个新的阶段。
数字万用表设计实验
数字万用表设计实验一．实验目的1.掌握数字万用表的工作原理、组成和特性2.掌握数字万用表的校准方法和使用方法3.掌握分压及分流电路的连接和计算4.了解整流滤波电路和过压过流保护电路的功用二．实验原理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;⑵电压表具有高的输入阻抗⑶; 测量速率快;⑷自动判别极性;⑸全部测量实现数字式直读;⑹自动调零;⑺抗过载能力强图（1）数字万用表的基本组成2.模数（A/D）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。
就是说数字信号的大小只能是某些分立的数值。
就象人站在楼梯上时，人站的高度只能是某些分立的数值一样。
这种情况被称为是“量化的”。
若最小量化单位（量化台阶）为Δ，则数字信号的大小一定是Δ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。
以上所述的A/D 转换及数字显示已是很成熟的电子技术，且已经制成大规模集成电路，一般的仪器仪表生产者、使用者只要知道该类集成电路的管脚及特性，就能使用了。
3. 直流电压测量电路在数字电压表头前面加一级分压电路（分压器），可以扩展直流电压测量的量程。
如图２所示，U 0为数字电压表头的量程（如200mV ），r 为其内阻（如10M Ω），r 1、r 2为分压电阻，U i0由于r >> r 2，所以分压比为21200r r rU U i += 扩展后的量程为 02210U r r r U i +=多量程分压器原理电路见图（３），５挡量程的分压比分别为１、0.1、0.01、0.001和0.0001，对应的量程分别为200m V 、2V 、20V 、200V 和2000V 。
数字万用表原理及详细介绍
数字万用表姓名：XXX 学号：XXXXXX 专业：08电子信息工程X班数字万用表DMM(Dital MultiMeter)采用大规模集成电路和液晶数字显示技术，具有结构简单、测量精度高、输入阻抗高、显示直观、过载能力强、功能全、耗电省、自动量程转换等优点，许多数字万用表还带有测电容、频率、温度等功能。
本课题的主要内容是理解DT-830型数字万用表的基本结构和原理，通过数字万用表的组装与调试，培养电子产品安装测试技能。
万用表的概述数字万用表是采用集成电路模/数转换器和液晶显示器，将被测量的数值直接以数字形式显示出来的一种电子测量仪表。
1.数字万用表的组成数字万用表是在直流数字电压表的基础上扩展而成的。
为了能测量交流电压、电流、电阻、电容、二极管正向压降、晶体管放大系数等电量，必须增加相应的转换器，将被测电量转换成直流电压信号，再由A/D转换器转换成数字量，并以数字形式显示出来。
它由功能转换器、A/D转换器、LCD显示器、电源和功能/量程转换开关等构成。
常用的数字万用表显示数字位数有三位半、四位半和五位半之分。
对应的数字显示最大值分别为1999，19999和199999，并由此构成不同型号的数字万用表。
2.数字万用表的面板(1)液晶显示器:显示位数为四位，最大显示数为±1999，若超过此数值，则显示1或-1。
(2)量程开关:用来转换测量种类和量程。
(3)电源开关:开关拨至"ON"时，表内电源接通，可以正常工作；"OFF"时则关闭电源。
(4)输入插座:黑表笔始终插在"COM"孔内。
红表笔可以根据测量种类和测量范围分别插入"V·Ω "、"mA"、"10A"插孔中。
1模数转换与数字显示电路常见的物理量都是幅值连续变化的所谓模拟量。
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，需要把模拟电信号转换成数字信号,再进行显示和处理。
(整理)基于ICL7107 的自动量程数字万用表.
基于ICL7107 的自动量程数字万用表广东理工职业学院12物联网应用技术袁梓峰、陈楚香、林润桂本项目基于ICL7107 A/D转换芯片开发，其中，数字表头部分由ICL7107芯片实现。
按键式功能切换电路、自动量程切换电路均为自行开发。
主要功能：1.通过按键切换直流电压、直流电流、电阻的测试、线路通断测试功能。
2.直流电压测试功能，测试量程为200mv、2V、20V三档，测试准确度为1%。
3.直流电流测试功能，测试量程为100mA、1000mA两档，测试准确度为1%。
4.电阻测试功能，测量量程为100Ω、1kΩ、10kΩ、10MΩ四档。
测量准确度为1%。
5.线路通断测试功能。
5.量程自动切换。
项目详细介绍如下：一、数字表头数字表头部分由ICL7107芯片配合四位共阳数码管实现，其电路原理图如下：ICL7107芯片的功能特点如下：(1) 31/2位双积分型A/D转换器ICL7107功能与特点① ICL7107是31/2位双积分型A/D转换器，属于CMoS大规模集成电路，它的最大显示值为士1999，最小分辨率为100uV，转换精度为0.05士1 个字。
②能直接驱动共阳极LED数码管，不需要另加驱动器件，使整机线路简化，采用士5V两组电源供电，并将第21脚的GND接第30脚的IN 。
③在芯片内部从V+与COM之间有一个稳定性很高的2.8V基准电源，通过电阻分压器可获得所需的基准电压VREF 。
④能通过内部的模拟开关实现自动调零和自动极性显示功能。
⑤输入阻抗高，对输入信号无衰减作用。
⑥整机组装方便，无需外加有源器件，配上电阻、电容和LED共阳极数码管，就能构成一只直流数字电压表头。
⑦噪音低，温漂小，具有良好的可靠性，寿命长。
⑧芯片本身功耗小于15mw（不包括LED）。
⑨不设有一专门的小数点驱动信号。
使用时可将LED共阳极数数码管公共阳极接V+.⑩可以方便的进行功能检查。
二、按键式功能切换电路按键切换电路由CD4017芯片实现，其原理图如下：与非”门YF3、YF4 组成脉冲振荡器,振荡频率由100k 电位器调节。
实验二十八数字万用表设计性实验
实验⼆⼗⼋数字万⽤表设计性实验实验⼆⼗⼋数字万⽤表设计性实验⼀、实验内容：1、制作量程200mA的微安表（表头）；2、设计制作多量程直流电压表；3、设计制作多量程直流电流表；⼆、实验仪器：三位半数字万⽤表三、实验原理1、数字万⽤表的组成数字万⽤表的组成见图28.1。
图28.1 数字万⽤表的组成数字万⽤表其核⼼是⼀个三位半数字表头，它由数字表专⽤A/D转换译码驱动集成电路和外围元件、LED数码管构成。
该表头有7个输⼊端，包括2个测量电压输⼊端(IN+、IN-)、2个基准电压输⼊端(V REF+、V REF -)和3个⼩数点驱动输⼊端。
2、直流数字电压表头“三位半数字表头”电路单元的功能:将输⼊的两个模拟电压转换成数字，并将两数字进⾏⽐较，将结果在显⽰屏上显⽰出来。
利⽤这个功能，将其中的⼀个电压输⼊作为公认的基准，另⼀个作为待测量电压，这样就和所有量具或仪器的测量原理⼀样，能够对电压进⾏测量了。
见图28.2。
图28.2 200mV(199.9mV)直流数字电压表头及校准电路3、多量程直流数字电压表在数字电压表头前⾯加⼀级分压电路(分压器)，可以扩展直流电压测量的量程。
如图28.3所⽰，U 0为电压表头的量程(如200mV)，r 为其内阻(如10M Ω)，r 1、r 2为分压电阻，U i0为扩展后的量程。
图28.3 分压电路原理图28.4多量程分压器原理电路多量程分压器原理电路见图28.4。
图28.5 实⽤分压器电路采⽤图28.4的分压电路虽然可以扩展电压表的量程，但在⼩量程档明显降低了电压表的输⼊阻抗，这在实际使⽤中是所不希望的。
所以，实际数字万⽤表的直流电压档电路为图5所⽰，它能在不降低输⼊阻抗的情况下，达到同样的分压效果。
数字电压表 0～U 00～U i0 r 1r 2 r IN+IN-U 动U4、多量程直流数字电流表测量电流的原理是：根据欧姆定律，⽤合适的取样电阻把待测电流转换为相应的电压，再进⾏测量。
简易数字万用表设计
简易数字万用表设计辽宁工业大学单片机原理及接口技术课程设计(论文）题目：简易数字万用表院（系）：电气工程学院专业班级：测控技术与仪器学号： 090301020学生姓名：王英会指导教师:起止时间：2012。
6。
18-2012。
6.29课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院教研室: 测控技术与仪器注：成绩:平时20％论文质量60% 答辩20％以百分制计算摘要本课题介绍了一种基于单片机的简易数字电压表的设计.该设计主要由三个模块组成：A/D转换模块，数据处理模块及显示模块.A/D转换主要由芯片ADC0804来完成，它负责把采集到的模拟量转换为相应的数字量在传送到数据处理模块。
数据处理则由芯片89S52来完成，其负责把ADC0804传送来的数字量经过一定的数据处理，产生相应的显示码送到显示模块进行显示；此外,它还控制着ADC0804芯片工作.该系统的数字电压表电路简单,所用的元件较少，成本低,且测量精度和可靠性较高。
此数字电压表可以测量0—5V的1路模拟直流输入电压值，并通过一个四位一体的7段数码管显示出来。
关键字：单片机；数字电压表；A/D转换; 80S52；ADC0804目录第1章绪论.................................... 错误!未定义书签。
第2章课程设计的方案. (1)2。
1概述 .................................... 错误!未定义书签。
2.2总体方案比较 ............................. 错误!未定义书签。
第3章硬件设计. (11)3.1电压采集 (4)3.2电流采集 (5)3.2电阻采集 (6)第4章软件设计 (7)4。
1程序设计总方案 (7)4。
2系统子程序设计 (8)第5章误差分析 (9)第6章课程设计总结 (10)参考文献 (11)第1章绪论社会的发展、科技的进步,离不开电子产业的推动。
电子系统设计课程设计量程自动切换的数字电压表设计
电子系统设计课程设计-量程自动切换的数字电压表设计电子系统设计大作业题 目 数字智能电压表设计姓 名 学 号 专业班级 指导教师 学 院 完成日期宁波理工学院1.系统原理和方案介绍1.1系统总体方案介绍根据数字电压表的功能实现要求，选用51系列单片机作控制系统，测量低电压时，经比例放大器（LM324）电路实现放大，放大倍数为10倍、高电压经大电阻分压从而控制输入ADC0808的信号在0到5V左右实现A／D转换经AT89C52送入LED数码管显示，实现模拟测量，结果数字显示。
设计两个量程进行自动切换，基本实现智能化。
硬件操作其测量准确性较高，显示效果基本满足接受范围，并且电路相对比较简单，成本低，稳定性较高。
1.2 系统结构总框架按照设计要求，初步确定下系统的设计方案，下图为该系统设计方案的总体结构框架图。
硬件及软件仿真电路均由6大部分组成，即51单片机电路、时钟电路、复位电路、数码管显示电路、A/D转换器（ADC0809）和电压输入测量电路。
1.3系统工作原理对待测模拟电压值按不同的范围，分为500mv、10v两个档位。
对于高于500mv 的档位，采用高电阻分压的方式，其1/2等比例转换为0—5V的电压值；对于低于500mv的档位，采用比例放大器，等比例放大10倍左右，再将电压送入AD 进行转换，然后将处理好的信号送入51单片机进行运算，最后再数码管上显示。
同时单片机对模拟开关芯片（74HC4066）进行控制，完成自动量程切换，实现智能处理。
实验时，档位自动切换原理。
当所测电压超过500mv时，P3.2输出低电平，关闭500mv档位电路中的模拟开关74HC4066，而P3.3输出高电平，打开10v档位电路中的模拟开关74HC4066，10v档位的电路正常工作，如此实现自动切换量程。
在本系统设计中采用AT89C52单片机的端口P1.0～ P 1.7作为 4位 LED数码管的显示控制。
P3.2 与 P3.3 作为档位控制端口。
一种量程自动转换的数字万用表改进设计
一种量程自动转换的数字万用表改进设计魏国良张永炬(台州学院物理与电子工程学院，浙江台州318000)，1圹．十，o脯、孵。
镦!i拇狲刖嘲凇鸯翻冁嘲漱读婶懒蟛眺神秘断剃酾蚓降器的挺静j．奥瑰了农离嘲郸溶中粼自动选摊。
椒峨如盼峨毓瓤婚舔邋震瓣j，在橄壤谢德亵辘耄_慝蠹韵!黼羹。
，‘臼悯敷字万朋氟：智舷似；自动转梭蘑褴‘，1引言万用表的发展大致分为三个阶段：第一阶段为模拟万用表(V O M)，即指针式万用表；第二阶段为数字万用表。
进人80年代后，随着单片集成电路C M O S技术和A，D转换器的广泛使用，新型袖珍式数字万用表(D M M)得到推广和普及，逐步取代了模拟万用表；第三阶段为单片集成电路智能化数字万用表。
与上述两种万用表相比较，它具有“三高”(高分辨率、高准确度和高自动化)特性，因此在科学研究和精密测量领域得到广泛应用。
传统的自动量程转换通常采用继电器切换。
其优点是导通阻抗小，开路阻抗大，但其存在着体积大，驱动电流大，动作慢，容易：老化等缺点。
本系统采用运算放大器技术来实现自动量程转换：先把输入电压通过同一个阻抗网络进行衰减，然后通过运算放大器将此信号进行放大，用CD4051模拟开关选择不同的放大倍数实现量程的自动转换。
2硬件电路设计系统电路主要由A C—D C转换，l—V转换，0一V转换，A／D转换，模拟开关C D4051，单片机A T89C51和L C D显示电路等组成，结构框图如图1所示。
图1系统恻牛结构框图2．1功能选择模块功能选择模块的信号由拨码开关提供给单片机的P3口，这样通过单片机来判断输入信号的类别：直流电压，交流电压，直流电流，交流电流，还是电阻，从而对所测得的数据进行正确的显示。
22衰减判断选择放大模块先通过分压电路把测量电压镜像衰减(1：100)，电压负反馈运算放大器对衰减信号进行放大。
由C D4051模拟开关进行R f的选择，C D4051控制端由A T89C52的P1口控制，从而实现放大倍数的控制。
数字万用表原理及完美介绍
数字万用表姓名：XXX 学号：XXXXXX 专业：08电子信息工程X班数字万用表DMM(Dital MultiMeter)采用大规模集成电路和液晶数字显示技术，具有结构简单、测量精度高、输入阻抗高、显示直观、过载能力强、功能全、耗电省、自动量程转换等优点，许多数字万用表还带有测电容、频率、温度等功能。
本课题的主要内容是理解DT-830型数字万用表的基本结构和原理，通过数字万用表的组装与调试，培养电子产品安装测试技能。
万用表的概述数字万用表是采用集成电路模/数转换器和液晶显示器，将被测量的数值直接以数字形式显示出来的一种电子测量仪表。
1.数字万用表的组成数字万用表是在直流数字电压表的基础上扩展而成的。
为了能测量交流电压、电流、电阻、电容、二极管正向压降、晶体管放大系数等电量，必须增加相应的转换器，将被测电量转换成直流电压信号，再由A/D转换器转换成数字量，并以数字形式显示出来。
它由功能转换器、A/D转换器、LCD显示器、电源和功能/量程转换开关等构成。
常用的数字万用表显示数字位数有三位半、四位半和五位半之分。
对应的数字显示最大值分别为1999，19999和199999，并由此构成不同型号的数字万用表。
2.数字万用表的面板(1)液晶显示器:显示位数为四位，最大显示数为±1999，若超过此数值，则显示1或-1。
(2)量程开关:用来转换测量种类和量程。
(3)电源开关:开关拨至"ON"时，表内电源接通，可以正常工作；"OFF"时则关闭电源。
(4)输入插座:黑表笔始终插在"COM"孔内。
红表笔可以根据测量种类和测量范围分别插入"V·Ω "、"mA"、"10A"插孔中。
1模数转换与数字显示电路常见的物理量都是幅值连续变化的所谓模拟量。
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，需要把模拟电信号转换成数字信号,再进行显示和处理。
数字万用表毕业设计
数字万用表毕业设计数字万用表是一种常见的电子测量工具，广泛应用于工程技术领域。
在我即将毕业的时候，我选择了数字万用表作为我的毕业设计课题。
通过设计和制作一个功能强大的数字万用表，我希望能够提高测量精度和效率，满足工程师们的需求。
首先，让我们来了解一下数字万用表的基本原理和功能。
数字万用表主要由一个数字显示屏和多个测量功能模块组成，例如电压、电流、电阻、频率等。
它可以通过选择不同的测量模式，来测量不同的电气参数。
数字万用表还具有自动量程切换、数据保存和传输等功能，使得测量更加简便和准确。
在我的毕业设计中，我希望能够改进数字万用表的测量精度和稳定性。
首先，我选择了高精度的测量芯片和元器件，以确保测量结果的准确性。
其次，我设计了一个精密的校准电路，可以校正测量误差，提高测量精度。
此外，我还添加了温度补偿电路，以消除温度对测量结果的影响。
通过这些改进，我相信我的数字万用表将能够提供更加可靠和准确的测量结果。
除了测量精度，我还关注数字万用表的使用便捷性和人机交互性。
在设计过程中，我注重界面的友好性和操作的简便性。
我采用了大尺寸的液晶显示屏，以便用户能够清晰地看到测量结果。
同时，我设计了直观的按键布局和菜单导航系统，使得用户能够快速选择和切换不同的测量模式。
此外，我还添加了声音和光线提示功能，以便用户能够及时了解测量状态和结果。
在设计数字万用表的过程中，我还考虑了其可靠性和耐用性。
我选择了高质量的元器件和材料，以确保产品的长期稳定运行。
我进行了严格的电磁兼容性和抗干扰性测试，以保证数字万用表在复杂的电磁环境下仍能正常工作。
此外，我还进行了严格的可靠性测试，包括温度循环、振动和冲击等，以验证产品在各种恶劣环境下的可靠性。
除了以上的技术改进，我还考虑了数字万用表的市场竞争性和商业可行性。
我进行了市场调研和竞争分析，了解了当前数字万用表市场的需求和趋势。
我根据市场需求，增加了一些附加功能，如数据记录和导出功能，以提高产品的竞争力。
数字电表原理及万用表设计
DH6505A数字电表原理及万用表设计（实验指导书）实验讲义DH6505A数字电表原理及万用表设计使用说明书数字电表以它显示直观、准确度高、分辨率强、功能完善、性能稳定、体积小易于携带等特点在科学研究、工业现场和生产生活中得到了广泛应用。
数字电表工作原理简单，完全可以让同学们理解并利用这一工具来设计对电流、电压、电阻、压力、温度等物理量的测量，从而提高大家的动手能力和解决问题能力。
［实验目的］1、了解数字电表的基本原理及常用双积分模数转换芯片外围参数的选取原则、电表的校准原则以及测量误差来源。
2、了解万用表的特性、组成和工作原理。
3、掌握分压、分流电路的原理以及设计对电压、电流和电阻的多量程测量。
4、了解交流电压、三极管和二极管相关参数的测量。
5、通过数字电表原理的学习，能够在传感器设计中灵活应用数字电表。
［实验仪器］1、DH6505A数字电表原理及万用表设计实验仪。
2、四位半通用数字万用表。
（自备）3、示波器。
（自备）4、ZX25a电阻箱。
（自备）［实验原理］一、数字电表原理常见的物理量都是幅值大小连续变化的所谓模拟量，指针式仪表可以直接对模拟电压和电流进行显示。
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。
数字信号与模拟信号不同，其幅值大小是不连续的，就是说数字信号的大小只能是某些分立的数值，所以需要进行量化处理。
若最小量化单位为∆，则数字信号的大小是∆的整数倍，该整数可以用二进制码表示。
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%)。
所以，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。
如：U是∆ (0.1mV)的1861倍，即N=1861，显示结果为186.1(mV)。
这样的数字表头，再加上电压极性判别显示电路和小数点选择位，就可以测量显示-199.9～199.9mV的电压，显示精度为0.1mV。
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（1）明确设计的主要内容：显示模块、A/D 转换模块、量程自动转换模块等的设计
（2）查阅并学习相关文献资料
（3）掌握数字万用表的基本工作原理
（4）掌握自动转换量程的原理
（5）实现设计并仿真
（6）严格按照格式要求撰写论文
3．主要参考资料
[1]张剑平.智能化检测系统及仪器[M].第二版.北京:国防工业出版社,2009.7.
关键词：量程自动转换，智能仪器，PGA
Design of Auto-range digital multimeter
Abstract
The article focuses on describing the design range digital multimeter designed for automatic conversion.The main purpose of this design is to make the digital multimeter to realize automatic range conversion function.As a user,not the need to manually select the range,eliminating the range selection process,digital multimeteromits the range selectorbutton.The process of automatic range switching function is realized by program controlhardware,whichmakes the measurementmore convenient.Especially,thedesign of thedigital multimeterbecomeintelligent instrument,compared with the traditional digitalmultimeter,to improve the accuracy of thetest efficiency and testresults.Among them,automaticconversion rangemodule adoptsprogrammable gain amplifier PGA,samplingto determine the PGAcontrol valuesbytrial method.The design canachieve the following functions:First,automatic rangeconversion;Second,avoid themultimeterdamaged;Third,avoidaccuracydecline caused bymechanical lossrange switch.The design is based on AT89C51, consists of hardware design and software design of two parts. Among them, the hardware design includes A/D conversion circuit, module design,automatic range conversion microcomputer control and display circuit design, resistance to voltage conversion circuit module design,current to voltage conversion module design.Software design including the main program and each module of the control program, and ultimatelyto achieve control of the range, and the measurement results are displayed inLED SegmentDisplays .
4．进度安排
设计（论文）各阶段名称
起止日期
1
制定工作计划,掌握课题任务要求，搜集有关资料，完成开题
3月05日～3月11日
2
掌握相关原理和单元电路模块
3月12日～4月01日
3
设计完成整体电路，对电路进行调试，完成中期检查
4月02日～4月24日
4
完成电路设计和仿真
4月25日～6月01日
5
毕业设计资料整改和完善,撰写毕论文，加深对各个单元电路的理解
6月02日～6月11日
量程自动转换数字万用表设计
摘要
本文主要介绍量程自动转换数字万用表的设计方法。本设计的主要目的是使数字万用表实现量程自动转换功能。作为使用者，不必手动选择量程，省去了量程选择过程，数字万用表省去了量程选择旋钮。量程自动转换功能的过程通过程序控制硬件实现，从而使得测量过程更为方便。尤其，本设计使数字万用表成为了智能化的仪器，与传统数字万用表相比,提高了测试效率和测试结果的准确性。其中，量程自动转换模块采用程控增益放大器PGA，用试探法通过采样确定PGA的控制值。本设计能够实现以下功能：第一，量程自动转换；第二，避免万用表被损毁；第三，避免量程选择开关的机械损耗引起的准确度下降。
学 位 论 文
量程自动转换数字万用表设计
作者姓名：秦小康
学科专业：测控技术与仪器
学号：102028116
指导教师：刘继军（讲师）
完成日期：2014-06-09
太原工业学院
Taiyuan Institute of Technology
诚信申明
本人申明：
本人所提交的毕业论文《量程自动转换数字万用表设计》的所有材料是本人在指导教师指导下独立研究、写作、完成的成果，论文中所引用他人的无论以何种方式发布的文字、研究成果，均在论文中加以说明；有关老师、同学和其他人员对我的论文的写作、修订提出过并为我在论文中加以采纳的意见、建议，均已在我的致谢辞中加以说明并深致谢意。
本设计和资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。
特此申明。
本人签名：
2014年月日
毕业设计（论文）任务书
设计（论文）题目：量程自动转换数字万用表设计
系部：电子工程系专业：测控技术与仪器学号：102028116
学生：秦小康指导教师（含职称）：刘继军（讲师）
1．课题意义及目标
本设计使数字万用表成为了智能化检测仪器， 与传统数字万用表相比,提高了测试效率和测试结果的准确性,使用方便。其中，量程自动转换模块采用程控增益放大器实现。本设计能够实现以下功能：第一，量程自动转换；第二，避免万用表被损坏；第三，避免量程选择开关的机械损耗引起的准确度下降。
[2]郭志友.自动换量限的数字万用表[J].仪器仪表学报,2004.2,第 25 卷(第1期).
[3]沙占友等.万用表速学巧用一本通[M].第一版.北京:中国电力出版社,2012.6.
[4]秦辉.全自动数字万用表:中国,ZL200820301983.2[P].
[5]张华林. MCP41/42 系列数字电位器的原理及其应用[J]. 漳州师范学院学报(自然科学版, 2007(第3期).
本设计基于AT89C51单片机，是由硬件设计和软件设计两部分组成的。其中，硬件设计主要包括A/D转换电路、量程自动转换模块设计、单片机控制与显示电路设计、电阻-电压转换电路模块设计、电流-电压转换模块设计。软件设计包括主程序以及各个模块的控制程序，最终实现对量程的控制，并且测量结果显示在LED数码管上。