数字万用表的研究与设计
数字万用表实验报告
数字万用表实验报告引言在现代科技高速发展的时代,数字万用表成为一种必不可少的测量仪器。
它的广泛应用使得我们能够方便地测量电压、电流、电阻等各种电学参数。
本实验旨在通过多个实验项目的研究与探索,深入了解数字万用表的原理、使用方法以及相关应用领域。
实验一电压测量实验首先,将数字万用表设置为直流电压测量模式,并连接电源电压。
然后将测试笔分别连接至电源的两个极端,注意连接的极性。
在读数窗口中可以看到数字万用表显示的电压数值。
通过改变电源电压,我们可以观察到数字万用表的读数也相应变化。
实验二电流测量实验在进行电流测量实验前,我们需要将数字万用表设置为直流电流测量模式。
然后,将数字万用表串联在电路中,注意将测试笔依次与电源、电阻以及数字万用表相连。
在读取电流数值时,需注意电源电流大小不应超过数字万用表可测范围。
通过改变电阻值,我们可以观察到数字万用表的读数随之变化。
实验三电阻测量实验在进行电阻测量实验时,首先需要将数字万用表设置为电阻测量模式。
将测试笔分别接触待测电阻的两个极端,观察数字万用表读数窗口中的数值。
通过改变待测电阻的大小,我们可以看到数字万用表的读数也会相应变化。
实验四二极管正反向电压测量实验将数字万用表设置为二极管正反向电压测量模式,并连接待测二极管。
将测试笔分别与二极管的正、负极相连,观察数字万用表的读数窗口。
通过改变待测二极管的极性,我们可以观察到数字万用表读数的变化。
实验五电容测量实验在进行电容测量实验前,我们需要将数字万用表设置为电容测量模式。
首先将待测电容器两端与数字万用表的测试笔相连,然后观察并记录数字万用表的读数。
通过改变待测电容器的大小,我们可以观察到数字万用表的读数与电容器容量成正比关系。
结论通过上述实验,我们深入了解了数字万用表的原理、使用方法以及相关应用领域。
数字万用表作为一种重要的测量仪器,广泛应用于电子、通信、电力等领域。
通过对电压、电流、电阻、二极管正反向电压以及电容的测量实验,我们不仅了解了数字万用表的测量准确性和稳定性,还加深了对电路原理以及电子器件性质的理解。
实验1_数字万用表的应用实验报告
电子测实验报告实验名称:数字万用表的应用姓名:学号:班级:学院:指导老师:实验一数字万用表的应用、实验目的1理解数字万用表的工作原理;2熟悉并掌握数字万用表的主要功能和使用操作方法。
、实验内容1用数字万用表检测元器件一一电阻测量、电容测量、二极管检测、三极管检测;2用数字万用表测量电压和电流一一直流电压及电流的测量、交流电压及电流的测量。
三、实验仪器及器材1低频信号发生器 1 台2数字万用表 1 块3功率放大电路实验板 1 块4实验箱 1 台54700Pf 、IN4007、9018 各1 个四、实验要求1要求学生自己查阅有关数字万用表的功能和相关工作原理,了解数字万用表技术指标;2要求学生能适当了解一些科研过程,培养发现问题、分析问题和解决问题的能力;3要求学生独立操作每一步骤;4熟练掌握万用表的使用方法。
五、万用表功能介绍(以UT39E型为例)1 概述UT39E型数字万用表是一种功能齐全、性能稳定、结构新颖、安全可靠、高精度的手持式四位半液晶显示小型数字万用表。
它可以测量交、直流电压和交、直流电流,频率,电阻、电容、三极管6值、二极管导通电压和电路短接等,由一个旋转波段开关改变测量的功能和量程,共有28档。
本万用表最大显示值为士 19999,可自动显示“ 0”和极性,过载时显示“ 1”,负极性显示“―”,电池电压过低时,显示“C W"标志,短路检查用蜂鸣器。
2技术特性A直流电压:量程为200mV 2V、20V、200V和1000V五档,200mV档的准确度为土(读数的0.05 %+ 3个字),2V、20V和200V档的准确度为土(读数的0.1 %+ 3个字),1000V档的准确度为土(读数的0.15 %+ 5 个字);输入阻抗,所有直流档为10MQ。
B交流电压量程为2V、20V、200V和750V四档,2V、20V和200V档的准确度为土(读数的0.5 %+ 10个字),750V档的准确度为土(读数的0.8%+ 15个字);输入阻抗,所有量程约为2MQ;频率范围为40Hz~400Hz;显示:正弦波有效值(平均值响应)。
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 。
数字万用表实验设计
8.12 设计数字万用表【实验目的】1.了解数字电表的基本原理、常用双积分模数转换芯片外围参数的选择原则及电表的校准原则;2.了解数字万用表的特性、组成及工作原理;3.掌握分压、分流电路的原理;4.设计制作多量程直流电压表、电流表及电阻表;5.了解交流电压、三极管和二极管相关参数的测量。
【设计要求及实验内容】1.设计制作多量程直流数字电压表,并进行校准(自拟校准表格,量程为:200mv、2v);2.设计制作多量程直流数字电流表,并进行校准(自拟校准表格,量程为:200mA、20mA);3.设计制作多量程数字欧姆表,并进行校准(自拟校准表格,量程为:200Ω、2kΩ、20 k Ω);4.设计制作多量程交流数字电压表,并进行校准(自拟校准表格,量程为:AC, 200mv、2v);5.二极管正向压降的校准和测量;6.三极管h FE参数的测量。
以上实验,在1至3中选择2~3个实验题目为必做内容,4至6为选做内容。
【主要实验器材】1.DH6505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;3.标准电阻箱。
【实验原理、方法提示】1. 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。
(1)双积分模数转换器(ICL7107)的基本工作原理我们将完成从模拟电信号转换成数字信号的电路称为模数转换器(AD转换器)。
数字万用表常用的转换器为双积分AD转换器。
双积分模数转换电路的原理比较简单,当输入电压为Vx 时,在一定时间T1内对电量为零的电容器C 进行恒流(电流大小与待测电压Vx 成正比)充电,这样电容器两极之间的电量将随时间线性增加,当充电时间T1到后,电容器上积累的电量Q 与被测电压Vx 成正比(式1);接着让电容器恒流放电(电流大小与参考电压Vref 成正比),这样电容器两极之间的电量将线性减小,直到T2时刻减小为零。
数字万用表设计实验 (4)
数字万用表设计性实验[概述] 随着数字测量技术的日趋普及,指针式仪表已经逐渐被淘汰,我厂对“指针式改装电表实验”进行了改进,现采用了“数字万用表设计性实验”,使学生对数字电表的原理和使用方法有了深入的理解和应用,深得广大院校师生的好评。
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、实验仪器1.DM-Ⅰ数字万用表设计性实验仪一台2.三位半或四位半数字万用表一台(另配)三、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:⑴高准确度和高分辨力三位半数字式电压表头的准确度为±0.5%,四位半的表头可达±0.03%,而指针式万用表中使用的磁电系表头的准确度通常仅为±2.5%。
分辨力即表头最低位上一个字所代表的被测量数值,它代表了仪表的灵敏度。
通常三位半数字万用表的分辨力可达到电压0.1mV、电流(指电流强度,下同)0.1μA、电阻0.1Ω,远高于一般的指针式万用表。
⑵电压表具有高的输入阻抗电压表的输入阻抗越高,对被测电路影响越小,测量准确性也越高。
三位半数字万用表电压挡的输入阻抗一般为10MΩ,四位半的则大于100MΩ。
而指针式万用表电压挡输入阻抗的典型值是20~100kΩ/V。
⑶测量速率快数字表的速率指每秒钟能完成测量并显示的次数,它主要取决于A/D转换的速率。
三位半和四位半数字万用表的测量速率通常为每秒2~4次,高的可达每秒几十次。
⑷自动判别极性指针式万用表通常采用单向偏转的表头,被测量极性反向时指针会反打,极易损坏。
而数字万用表能自动判别并显示被测量的极性,使用起来格外方便。
⑸全部测量实现数字式直读指针式万用表尽管刻画了多条刻度线,也不能对所有挡进行直接读数,需要使用者进行换算、小数点定位,易出差错。
特别是电阻挡的刻度,既反向读数(由大到小)又是非线性刻度,还要考虑挡的倍乘。
数字万用表的设计研究
数字万用表的设计研究
数字万用表(Digital Multimeter,简称DMM)是一种常见的电测仪器,广泛应用于电子、电力、通讯、汽车等领域。
其设计要求高精度、方便使用、功能齐全、性价比高等特点。
本文将从外观设计、功能设计、性能设计三个方面进行数字万用表的设计研究。
外观设计:数字万用表通常由显示屏、转轮、选择钮、测试头等组成。
在外观设计上,需要考虑美观度、便携性和人体工学等方面。
美观度要求外观整体简洁大方,色彩鲜艳,易于区分不同的功能部件;便携性要求大小适中,重量轻,方便携带;人体工学要求测试头、选择钮等部件的位置合理,易于操控。
常见的设计风格有经典的方形设计与现代流线型设计两种风格。
功能设计:数字万用表的主要功能包括电压测量、电流测量、电阻测量和温度测量等。
在功能设计上,需要满足高精度、多档量程、自动换档等要求。
高精度要求机芯稳定,准确度高;多档量程要求在不同的测量范围有不同的量程选择,方便用户使用;自动换档要求仪器具备智能识别功能,能自动识别信号类型并自动切换到合适的档位上,减小操作难度。
性能设计:数字万用表的性能设计主要包括精度、速度、带宽等几个方面。
精度要求在不同的电压、电流等信号范围内,能够实现高精度的测量;速度要求测量速度快,尽量减少等待时间;带宽要求在不同的信号频率范围内,能够实现高精度的测量。
此外,数字万用表还应具备低功耗、稳定性等特点,以满足用户长时间测量的需要。
综上所述,数字万用表作为一种常见的电测仪器,其设计要求从外观设计、功能设计、性能设计三个方面进行研究。
只有在满足高精度、方便使用、功能齐全等要求的同时,才能够提高数字万用表在实际应用中的使用价值。
数字万用表设计
数字万用表设计实验报告实验名称:数字万用表设计 实验日期 ____________温度___________压力___________ 同组者 ___________一、实验预习部分(实验前完成,并检查,教师签名) 1,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和使用。
3, 掌握多量程数字万用表分压、分流电路计算和连接;学会设计制作、使用多量程数 字万用表。
2,实验原理:1、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。
数字万用表的直流电压档分压电路如图(2)所示,它能在不降低输入阻抗的情况下,达到准确的分压效果。
例如:其中200 V 档的为分压比为:001.010*********==+++++MKR R R R R R R其余各档的分压比分别为:图(2)实用分压器电路档位 200mV 2V 20V 200V 2000V 分压比 1 0.1 0.010.001 0.0001实际设计时是根据各档的分压比和总电阻来确定各分压电阻的,如先确定M R R R R R R 1054321=++++=总再计算200V 档的电阻:K R R R 10001.054==+总,依次可计算出3R 、2R 、1R 等各档的分压电阻值。
更换量程是需要调整小数点的显示,使用者可方便地读出测量结果。
2、直流电流的测量测量电流是根据欧姆定律,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。
如图(3)图(3)电流测量原理实用数字万用表的直流电流档电路,如图(4)所示。
图(4)实用分流器电路图(4)中各档分流电阻是这样计算的,先计算最大电流档(2A )的分流电阻5R (数字电压表最大输入为200mV ))(1.022.0505Ω===A V I U R m ,再计算200mA 档的4R :)(9.01.02.02.05404Ω=-=-=R I U R m 依次可以计算出3R 、2R 和1R ,请同学们自己练习。
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。
数字万用表的设计与制作
支架是固定液晶片和导电胶条的支撑,通过支架上面的5个爪与印制板固定,并由四角及中间的3个凸点定位。
安装步骤:
(1)将液晶片放入支架,支架爪向上,液晶片镜面向下。
(2)安放导电胶条 。
导电胶条的中间是导电体,安放时必须小心保护,用镊子轻轻夹持并准确放置。
(3)将液晶屏组件安装到PCB板上。
一、实验内容
学习模数转换器、液晶面板等部件的知识,掌握数字万用表电路的工作原理,掌握基本的焊接技术。通过数字万用表的安装与调试,了解数字万用表的特点,熟悉装配数字万用表的基本工艺过程,掌握基本的装配技艺,学习整机的装配工艺;培养动手能力及严谨的工作作风。
二、实验要求
1、了解数字万用表的基本功能;
(2)测试相关极性的物理量时,其极性显示与表笔是对应的。也就是说,当不显示极性时,红表笔触点为电位高端或电流流入端,极性显示“-”时,红表笔触点则为电位低端或电流流出端。
(3)电阻挡及二极管挡与指针表有别。指针表测量电阻时,红、黑表笔与测试源极性相反,即黑表笔为测试源正端,红表笔为负端。而数字表却与测试源极性一致,即红表笔为测试源正端,黑表笔为负端,这与电压、电流挡表示一致。这样不会混淆,较指针表优越。
4.总装
(1)安装转换开关/前盖。
(2)将弹簧/滚珠依次装入转换开关两侧的孔里。
(3)将转换开关用左手托起。
(4)右手拿前盖板对准孔位。
(5)将转换开关贴放到前盖相应位置。
(6)左手按住转换开关,双手翻转使面板向下,将装好的印制板组件对准前盖位置,装入机壳,注意对准螺孔和转换开关轴定位孔。
2、认识分立器件,能够识别与连接色环电阻、普通电容、电解电容、二极管、三极管、集成电路TC7106、液晶显示器件等元件的工作特性;
数字万用表设计实验报告
数字万用表设计性实验赵龙宇 PB06005068一、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、实验仪器1.DM-Ⅰ数字万用表设计性实验仪一台2.三位半或四位半数字万用表一台三、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:⑴高准确度和高分辨力三位半数字式电压表头的准确度为±0.5%,四位半的表头可达±0.03%,而指针式万用表中使用的磁电系表头的准确度通常仅为±2.5%。
分辨力即表头最低位上一个字所代表的被测量数值,它代表了仪表的灵敏度。
通常三位半数字万用表的分辨力可达到电压0.1mV、电流(指电流强度,下同)0.1μA、电阻0.1Ω,远高于一般的指针式万用表。
⑵电压表具有高的输入阻抗电压表的输入阻抗越高,对被测电路影响越小,测量准确性也越高。
三位半数字万用表电压挡的输入阻抗一般为10MΩ,四位半的则大于100MΩ。
而指针式万用表电压挡输入阻抗的典型值是20~100kΩ/V。
⑶测量速率快数字表的速率指每秒钟能完成测量并显示的次数,它主要取决于A/D转换的速率。
三位半和四位半数字万用表的测量速率通常为每秒2~4次,高的可达每秒几十次。
⑷自动判别极性指针式万用表通常采用单向偏转的表头,被测量极性反向时指针会反打,极易损坏。
而数字万用表能自动判别并显示被测量的极性,使用起来格外方便。
⑸全部测量实现数字式直读指针式万用表尽管刻画了多条刻度线,也不能对所有挡进行直接读数,需要使用者进行换算、小数点定位,易出差错。
特别是电阻挡的刻度,既反向读数(由大到小)又是非线性刻度,还要考虑挡的倍乘。
而数字万用表则没有这些问题,换挡时小数点自动显示,所有测量挡都可以直接读数,不用换算、倍乘。
⑹自动调零由于采用了自动调零电路,数字万用表校准好以后使用时无需调校,比指针式万用表方便许多。
数字万用表原理与设计
1 前言数字仪表是把连续的被测模拟量自动地变成断续的、用数字编码方式并以十进制数字自动显示测量结果的一种测量仪表。
这是一种新型仪表,它把电子技术、计算机技术、自动化技术与精密电测量技术密切地结合在—起,成为仪器仪表领域中一个独立的分支。
数字万用表(DMM)是指可直接测量电压、电流、电阻或其他电参量的仪表,其功能可任意组合并以十进制数字显示被测量的结果,应用十分广泛。
在传统的电工和电子测量中广泛使用的模拟测量仪表,虽然具有观察者可直观看出表针偏转了多个格或满刻度的百分之几等优点,但要对读数加以换算或说明,尤其是不可避免地要带来人为的“视差”,不同的观察者会得到不同的结果。
数字仪表则不同,它可以将测量结果直接用数字显示出来。
然而,要对模拟量测量的结果直接用数字显示出来,无疑首先要解决如何将模拟量转变为数字量的问题,这个转换过程还有很多值得研究的地方,如准确度、取样速率、抗干扰能力、分辨力等。
本课题通过对现有通用数字多用表的测量理论和实现电路的研究,研究模拟量转变为数字量的问题;并对现有通用数字多用表的测量理论和实现电路进行分析,设计出一种数字万用表的测量电路,是一个密切关联实际的课题,有比较大的现实意义。
2 数字万用表原理构成2.1 数字万用表的概述数字万用表是目前在电子测量及维修工作中最常用、最得力的一种工具类数字仪表。
数字万用表迄今已有几十年的发展史。
近年来,有大规模集成电路构成的新型数字万用表和高档智能数字万用表的大量问世,标志着电子测量领域的一场革命,也开创了想在电子测量技术的先河。
目前,我国数字万用表的产量已居世界首位,每年生产近十万台中、低当数字万用表,并向100多个国家的大量出口,占世界中低档数字万用表总长量的85%以上。
数字万用表又称数字多用表,简称DMM(DigitalMultmeter)。
它是由数字电压表DVM(DigitalVoltmeter)与各种变换器组成的。
其中直流数字电压表示数字万用表的基本组成部分,是数字万用表的核心。
对数字万用表使用实验的研究与改进
a:
将黑 表笔 插 入 C M插 孔 , O 当被 测 电流 在 2 0 A 以 下 时 将 红 表 笔 插 入 t 0m n A插 孔 , 如
被 测 电流 在 20 A一1A之间 时则将 红 表笔 插 入 A插 孔 。 0m 0 b 将 量程 开 关 置 于 量程 范 围 , 试 笔 串人 被 测 电路 中 , 表 在显 示 电流读 数 时 , 表 : 测 仪 红
收 稿 日期 :08 2 0 —3一I 6
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隧 2 数字 万 用 表 基 本 功 能 围
图 中开关 是测 量 直 流 电压 状 态 , 量交 流 电压 时 , S 拨 至 V档 ,2 S S 拨 至 A 测 将 S 、3 d c
笔 所 接端 的极 性 也 将 同时显 示 。
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Hale Waihona Puke a将 黑 表 笔插 入 C M插 孔 , : O 当被 测’ 电流 在 2 0 A以 下 时 将 红 表 笔 插 入 tA: , 0m n 潘孔 如 被 测 电流 在 2 0 A一1A之间 时则 将红 表 笔插 入 A插 孔 。 0m 0 b 将 量 程 开关 置 于 A一量程 范 围 , 试笔 串人 被测 电路 中 。 : 测
.
使用前注意测试表笔插孔旁的 符号“ , △” 这是警告要留意测试电压和电流不要超出
指示 数字 。此外 , 使 用前 应 先将 量 程开 关 置 于想 测量 的档 位 上 , 果 不 知被 测 量 范 围 , 在 如
应将 量 程置 于最 高 量 程档 并 逐渐 调低 , 果显 示屏 只显 示” ” 说 明被 测量 已超 过量 程 , 如 1, 量
综合测试仪数字万用表模块的研究与设计
2 硬件电路设计
此数字万用表是综合测试仪 的一个模块 , 考虑到
RS 3 、 S 实 现 嚣 程 、功 能 切 换 、频 率 和 占空 比 2 2 RE ET
28 第2 中 做 儇 0年 1 0 期 阈 嚣 表
APPLCATI N I O RESE ARCH
应 用研究
位 :8 ; 偶 校 验 : ; 据 形 式 . e ; 据 长 度 : 位 奇 无 数 hx 数
现。
内容, 在现代电子测量仪器 中占有重要地位 。 数字万用 表具有用途多、 量程广、 使用简单方便等优点 , 是电子
测量 中 最常用 的工具 。
本 设 计 采 用模 块 化 设 计, 制 简 单 方 便 , 板 体 控 制 积 小 , 以添加 到 其他 电子测 最仪器 中, 实现 电信 号 可 在
理器 、 算放 大器 、 运 交流 整流 运 算放 大器 电路 等 。
F 9 2带有微处理器, s 71 通过I 进行逻辑功能控制, / 0 用 ME ~ A 进行 管脚编码组合就可 以实现各种功 A1 ME 4
能 的测 量 。过 设 置RANGE E E T HZ DUTY 通 、S L C 、 / 、
o tn ao i ut o t ln . s,hr eae t dcs r cpeo auefnt n wihn n f t ut ncr icnr l g A1 teedti di r ue 山epi i1 f sr . c oss t igad ae i c oi o l no n me u i c
应用研究
A P A l E E R H P UC TONR S A C
综合测试仪数字万用表模块的研究与设计
St d n sg fDi i I ut t rMO u e u y a d De i n O gt lme e d I a M i O fCOmp e e SV a u e e tDe ie r h n ie Me S r m n VC
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。
全自动数字万用表的设计
De i n o sg f Ful Au o a i g t l M u tm e e l t m tc Di ia l i t r
Q N H i L ig, O G B i e ,I a — a, H N i —u n MA S uci I u IJn ̄D N e b i LU Y nx Z A G X a g a g, h —a , - i o
文章 编 号 :0 19 4 (0 00 .0 4 0 10 —942 1) 1 1— 4 0
全 自动数 字万 用表 的设 计
秦 辉 . 李 静 董蓓 蓓 刘 艳 霞 , , , 张晓 光 t马术 才 ,
( . 1 河北 北 方 学 院 信 息 科 学 与 工程 学院 , 家 口 0 5 0 ;2 张 家 口供 电公 司 , 家 口 0 5 0 ) 张 7 00 . 张 7 0 0
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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。
程序每执行周期耗时缩到最短,这样保证了系统的实时性。
我熟悉了设计的原理后就在proteus上画电路图,部分模块仿真实现了其功能。
关键词:数字万用表AT89S52单片机AD转换器The Design of Digital MultimeterAbstract:This design is design a digital universal meter with chip AT89s52 of one-chip computer, can measure and hand in , direct current pressing value , direct current flow , the direct current is hindered, four numbers show. This system is shunted resistance, resistance of partial pressure, basic resistance, minimum system of 51 one-chip computers, shown that some , warning part , AD change and control making up partly. In order to make the system more steady, make the whole precision of the system be ensured, this circuit has used AD0809 data to change the chip, the one-chip computer system is designed to adopt AT89s52one-chip computer as the top management chip, the electricity is restored to the throne the circuit and 11.0592MHZ and shaken the circuit to match on RC, show that the chip uses2 TEC612, urge 8 numbers to be in charge of showing. The every execution cycle consuming time of procedure contracts to get shortest, in this way the real-time character of the security system. I am familiar with the design principle after in the circuit diagram, proteus draw the part module simulation function.Keywords:Digital Universal Meter; AT89S52 One-Chip Computer; AD changes-and-controls引言电流、电压和电阻的测量,一般被视为万用计的基本功能。
早期万用表只能够测量的这三种度量单位的名称:安培、伏特、欧姆。
现在的新设备,可以测量更多的度量;一些常见的附加功能,及其测量的度量单位包括:电感、电容、电导、温度、频率、占空比。
数字万用表亦称数字多用表,是指可以直接测量电压、电流、电阻或其它电参量,其功能可任意组合并以十进制数字显示被测量的电测量仪表。
它通常具有直流电压、交流电压、直流电流、交流电流、电阻等五种测量功能。
采用大规模集成电路和微型计算机技术的数字万用表DMM(Digital MultiMeter),具有测量精度高、分辨率高、输入阻抗高、自动量程转换、过载能力强、功耗低、功能全、显示直观、结构轻巧等优点,在电子测量领域显示出了强大的生命力。
数字万用表的分辨率与精度:(1) 分辨率分辨率也称灵敏度,指数字万用表测量结果的最小量化单位,即可以看到被测信号的微小变化。
例如:如果数字多用表在4V范围内的分辨率是lmV,那么在测量1V的信号时,你就可以看到lmV的微小变化。
数字万用表的分辨率一般用位数或字表示。
数字万用表分辨率是很重要的指标,就像你要测量小于1毫米的长度,你肯定不会用最小单位为厘米的尺子。
(2)精度万用表的精度是指在特定的使用环境下,出现的最大允许误差。
换句话说,精度就是用来表明数字多用表的测量值与被测信号的实际值的接近程度。
对于数字万用表来说,精度通常使用读数的百分数表示。
例如,1%的读数精度的含义是数字万用表显示100.0V时,实际的电压可能会在99.0V到101.0V之间。
在详细说明书中可能会有特定数值加到基本精度中,它的含义就是,对显示的最右端进行变换要加的字数。
在前面的例子中,精度可能会标为4-(1%+2)。
因此,如果万用表的读数是100.0V,实际的电压会在98.8V到101.2V之间。
第一章课题的研究背景1.1数字万用表研究的目的及意义目前电子行业具有很高的发展速度,测试测量仪器更是走在行业的尖端,便携式高精度仪器更是发挥了巨大的作用,并且显示了无比的潜力。
它可以取代测量技术在传统领域内的各类仪器,它在组成和改变仪器的功能和技术性能上具有很大灵活性和经济性,因而特别适应于当代科学技术迅速发展和科学技术不断深化所提出的更高更新的测量课题和测量需求。
随着社会的发展,科学的进步,电子产业也会发展到一个新的阶段,电子技术的提高代表了一个国家的整体实力,高精尖的电子产品根新换代的周期越来越短,每一款电子产品的设计生产都需要更精密的电子测量仪器与之相配合,这样更先进的测量仪器将成为电子产品开发的必备条件,那么精密的测量仪起将是电子行业发展中的重中之重。
数字万用表作为电子测试领域不可缺少的产品之一,应用范围最为广泛。
数字万用表是利用模/数转换原理,将被测量数据转化为数字量,并将测量结果以数字形式显示出来的一种测量仪表。
与指针式万用表相比,新一代数字万用表具有精度高、速度快、输入阻抗大、数字显示、读数准确、抗干扰能力强,测量自动化程度高等优点,因而被广泛应用,得到工程师的青睐。
数字万用表是大规模集成电路(单片A/D转换器)和数显技术的结晶,是在数字电压表的基础上扩展而成的。
其主要特点是准确度高和显示直观。
另外,由于其分辨率高,测量速度快,测量功能强,输入阻抗高,低功耗保护电路比较完善等优点而得到了广泛应用。
按照人们的直观看法,数字万用表可分为手持式和台式两种。
手持式由于其便携性能得到了人们的广泛喜爱,然而由于其体积小决定了其精度不可能做的太高,这样台式万用表就显示出其强大的生命力。
高端台式数字万用表既可以作为单独的仪器设备使用,也可以与其他设备组成一个完各种测试、测量任务。
万用表精度的高低直接决定着它的性能,精度的高低主要有硬件和软件共同决定。
硬件方面A/D转换电路是其最关键的环节。
数字多用表对输入信号的采样以多斜率多重积分式A/D转换器为核心。
多斜率多重积分式A/D转换器是在四斜式A/D转换器基础上发展起来的。
输入被测电压在一固定的时间内接入积分器,机内参考电压也在此固定时间内多次接入,使积分器输出幅度一直保持在一定范围内。
在这一固定时间结束后,机内参考电压将积分器输出电压反向积分过零。
由于在积分的不同阶段,机内参考电压各不相同,使得在整个转换过程中既是多重积分循环,又在每个循环中出现了多种斜率。
这种转换方法既解决了转换时间与高分辨率的矛盾,也解决了积分电路失调、噪声、积分电容介质吸附效应等不理想因素对转换精度的影响。
测量仪器在我国的发展正是朝气蓬勃阶段,新技术不断的被应用到测量行业中,数字万用表作为主要的测量仪器,对其进行研究也就显得意义非凡。
1.2 国内外的研究动态及发展趋势1.2.1国外研究概况经过几十年的发展,国外的测量仪器已经是一个成熟的行业,进入21世纪以来,国外仪器仪表行业的发展呈现出一些新的特点:(1)新技术普遍应用目前普遍采用电子设计自动化(EDA)、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助测试(CAT)、数字信号处理(DSP)、专用集成电路(ASIC)及表面贴装技术(SMT)等技术。
随着现代计算机技术的高速发展、计算机硬件价格的不断下降,通用硬件平台和虚拟仪器也正在成为趋势。
通用硬件平台主要包括用于数据采集、信号分析处理和信号输出显示等带有共性的硬件,例如微型计算机、A/D和D/A变换器、显示器等,有了这些通用硬件平台,根据不同仪器的具体技术要求,开发出相应的软件,就可以产生不同的测试功能,输出多种测试信号。