数字万用表原理及发展
数字万用表的原理
数字万用表的原理
万用表的内部组成从原理上分为三个部分：表头、测量线路和转换开关。
（1）表头
表头通常是一个直流微安表，它的工作原理可归纳为：“表头指针的偏转角度与流过表头的电流成正比”。
万用表的主要性能指标基本上取决于表头的性能。
表头的灵敏度是指表头指针满刻度偏转时流过表头的直流电流值，这个值越小，表头的灵敏度愈高。
测电压时的内阻越大，其性能就越好。
表头与各种测量电路相联接就可以进行多种电量的测量。
借助转换开关就可以将表头与测量电路组成一个万用表。
（2）测量线路
万用表的测量线路是用来把各种被测量转换到适合表头测量的微小直流电流的电路，它由电阻、半导体元件及电池组成。
万用表的测量线路是万用表的中心环节，由多量程直流电压表、多量程直流电流表、多量程欧姆表、多量程沟通电压表等几种测量线路组合而成。
它能将各种不同的被测量（如电流、电压、电阻等）、不同的量程，经过一系列的处理（如整流、分流、分压等）统一变成肯定量限的微小直流电流送入表头进行测量。
（3）转换开关
转换开关的作用是用来选择各种不同的测量线路，实现测量种类和
量程的选择。
转换开关标有不同的档位和量程。
模拟万用表和数字万用表的工作原理
模拟万用表和数字万用表的工作原理模拟万用表和数字万用表是电子测量仪器中常见的两种类型，它们通过不同的原理来实现电压、电流和电阻的测量。
本文将介绍这两种万用表的工作原理及其特点。
一、模拟万用表的工作原理模拟万用表是一种基于模拟电路原理的测量仪器，它通过调节电路中的电流、电压或阻值，来实现对待测电量的测量。
模拟万用表主要由电压测量电路、电流测量电路和阻值测量电路组成。
1. 电压测量电路：模拟万用表的电压测量电路一般采用电阻分压原理。
当待测电压施加在测量端口上时，通过电路中的电阻分压作用，将待测电压按比例分配到表头上，从而使表头指针显示出相应的电压值。
2. 电流测量电路：模拟万用表的电流测量电路一般采用电流放大器和电流档位切换电路。
待测电流通过电流档位选择电路，进入电流放大器进行放大，然后经过电路中的电流-电压转换器，将电流转换为相应的电压信号，最后通过电压测量电路进行测量。
3. 阻值测量电路：模拟万用表的阻值测量电路一般采用电流-电压转换和电压比较原理。
待测电阻通过电流-电压转换器，将电阻转换为相应的电压信号，然后经过电路中的电压比较器进行比较，最后通过电流档位选择电路和电压测量电路进行测量。
模拟万用表的特点是测量范围宽，适用于较大的电流、电压和阻值测量。
但由于采用了模拟电路，存在一定的误差和灵敏度限制。
二、数字万用表的工作原理数字万用表是一种基于数字电路原理的测量仪器，它通过将待测电量转换为数字信号，再经过数字处理，最后显示出测量结果。
数字万用表主要由模拟-数字转换器、数字处理器和数码显示器组成。
1. 模拟-数字转换器：数字万用表的模拟-数字转换器是将待测电量转换为数字信号的核心部件。
它通过采样和量化的方式，将连续的模拟电信号转换为离散的数字信号，从而实现对待测电量的数字化处理。
2. 数字处理器：数字万用表的数字处理器主要负责对数字信号进行处理和计算。
它可以进行单位换算、误差校正和数据平滑处理等，从而得到更精确和稳定的测量结果。
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：1、测量电流与电压不能旋错档位。
如果误将电阻档或电流档去测电压，就极易烧坏电表。
万用表不用时，最好将档位旋至交流电压最高档，避免因使用不当而损坏。
2、测量直流电压和直流电流时，注意“+”“-”极性，不要接错。
如发现指针开反转，既应立即调换表棒，以免损坏指针及表头。
3、如果不知道被测电压或电流的大小，应先用最高档，而后再选用合适的档位来测试，以免表针偏转过度而损坏表头。
数字万用表原理及详细介绍
2.3双积分A/D转换器
集成电路ICL7106及附属电路如图3-3所示。
图3-3 ICL7106及附属电路
芯片ICL7106每个转换周期规定由4000个计数脉冲周期组成，这4000个计数脉冲的分配如下：①1000个计数脉冲周期用于输入信号；②0-2000个计数脉冲周期用于基准电压积分；③1000到的，自动校零的时间也是可变的，须等上一次反向积分结束后才能开始。R31、C10组成输入端阻容滤波电路，以提高仪表抗干扰能力。R28、C1与7106部的两个反相器共同作用，产生约40kHz的时钟脉冲信号，该信号经四分频后，形成10kHz的计数脉冲，再经过200分频得到5OHz的方波，并从背电极BP作为液晶显示器的公共电极电压，时钟振荡频率可按f0≈1/2.2R28C计算。仪表的测量速率可按MR=f0/16000计算，可算得f≈40kHz，MR=2.5次/s。C9为基准电容。C11为自动调零电容。R32、C12分别为积分电阻和积分电容。ICL7106的模拟公共端与面板上的表笔插孔COM连通，V＋与COM之间有2.7～2.9V的稳压输出。
（5）电阻测量电路
利用选择开关改变标准电阻R0的采用比例法测电阻，其优点是即使基准电压存在一定偏差或在测量过程中略有波动，也不会增加误差，因此可降低对基准电压的要求。原理图见图3-7a所示，电阻测量的实际电路如图3-7b所示。利用选择开关改变标准电阻R0的数值，即可构成多量程数字欧姆表。测电阻时，原来的基准电压分压电路全部断开，改由R13、D3和D4组成分压器，并以标准电阻（即R7、RP2、R8～R12）上的压降作为基准电压，以被测电阻RX上的压降为输入电压Vi。R13是二极管D3、D4的限流电阻。在2kΩ、20kΩ、200kΩ、2MΩ和20MΩ这五个电阻档，D4被短路，加在VREF端和COM端之间提供测试电流的电压即为D3的导通压降，约为0.6～0.7V。在200Ω档，VREF＋端和COM端之间的电压为D3、D4串联的正向压降，约为1.2～1.4V。
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 电压测量数字万用表可以用来测量直流电压和交流电压。
在测量直流电压时，将电源端子连接到待测电路的正负极，调整测量范围并读取显示数值即可。
3.2 电流测量数字万用表还可以用来测量电流。
在测量电流时，需要将数字万用表插入待测电路的一部分，成为电流的一部分。
同样，调整测量范围并读取显示数值即可。
3.3 电阻测量数字万用表还可以测量电阻。
（数字式）万用表的工作原理和使用方法
（数字式）万用表的工作原理和使用方法展开全文数字万用表，这个名字我想大家是在熟悉不过的了，熟悉掌握使用万用表的使用方法和工作原理非常重要：数字万用表主要是在指针万用表的基础上，数字万用表它是一个以数字电压表为核心的器件，将内部的模拟电路变为数字电路，并把表头换成液晶屏。
数字万用表，可以测量直流电流（A-），直流电压（V-），交流电流（A~），交流电压（V~），电阻（Ω），二极管（蜂鸣档），三极管电流放大倍数（HFE），电容档（F），电感挡（H）还可以识别火线，方波档，TTL逻辑电平测量档，占空比测量，频率（Hz）测量，电导nS等等。
使用方法：测量直流电压，交流电压，电阻，二极管，三极管，电容等，将红表笔插入VΩ孔，黑表笔插入COM孔。
测量mA级的电流，将红表笔插入mA孔，黑表笔插入COM孔，mA孔有一个200mA的保险管。
测量高于mA级别的电流将红表笔插入20A或10A电流专用插孔，黑表笔插入COM孔。
COM孔也称公共端是专门插入黑表笔的插孔。
主板维修中，使用2级管档测量对地阻值对地阻值方法将数字万用表打到2级管档红表笔接地黑表笔测量使用直流20V电压档测量主板上电压电压法将数字万用表打到直流20V电压档黑表笔接地红表笔去测量。
使用电阻档测量主板上电阻的阻值。
注意：2级管档和电阻档测量对地阻值的数值不一样。
数字万用表二级管档测量原理二级管档也称蜂鸣档,主要是在 2级管档基础上加一个蜂鸣器.数字万用表内部的电路测量电压是电阻串联分压，测量电流时电阻并联分流，只不过是测量出来的数据统一给A/D（数模转换器）通过它处理出来的信号显示到显示器上。
蜂鸣档：9V直流电压作为电源在将红黑表笔分别接触一根导线的两端9V的电压流出来的电流通过红表笔流会黑表笔构成回路电流流过蜂鸣器如果电流高的话蜂鸣器会响，在这里测量的线路阻值低于70欧蜂鸣器就会响。
数字万用表的工作原理：数字表的核心是它的A/D转换器，也就是模数转换器，将被测量的模拟信号变为数字信号给LCD液晶屏显示。
第7章(1)数字万用表原理及发展
分辨率
指DMM能够分辨最小电压变化量的能力，反映了DMM 灵敏度。
万用表在不同量程档位的分辨率是不一样的，量程 越小，分辨率越高。通常所说的最小分辨率是指在 最小量程的分辨率
例如，3位半的DMM，在200mV最小量程上，可以测 量的最大输入电压为199.9mV，其分辨力为0.1mV/ 字（即当输入电压变化0.1mV时，显示的末尾数字 将变化“1个字” ）
数字万用表
数字式万用表
快速精确读数 更高的精度和准确度 除具有指针式万用表的
一般测试功能外．还可 测试电容、温度和频率 等参数 过载保护及杭干扰能力 强
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
全波平均值是指交流电压经全波检波后的全波平均 值，即
U 1
T
u(t) dt
T0
数字万用表的框图如图
A/D变换器
1.A/D变换器主要类型 电压的数字化测量的核心是模数（A/D）转换，而各类数
字电压表的区别主要是以A/D转换方式而加以区分的。 A/D转换包括对模拟量的采样，再将采样值进行整量化处
DM3000使用21位ADC，能够提供240万个唯 一的读数值（count），最高可以显示到：
在保证精度的情况下提供了更大的动态范围。 DT_830 3 1/2位，显示1999
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。
P(t)
计数
N1
N2
脉冲 0 t
数字万用表原理
数字万用表原理数字万用表是一种用来测量电压、电流、电阻和其他电学量的仪器。
它是电子测量仪器中的一种，由数字显示屏、旋钮、测量插口等部分组成。
数字万用表原理是基于电子测量技术和电路原理，通过测量电压、电流和电阻来实现对电路及电器设备的检测和分析。
首先，数字万用表的原理是基于电压、电流和电阻的测量。
在测量电压时，数字万用表通过将待测电路与测量插口相连，利用电压测量电路将电压转换为相应的数字信号，并在显示屏上显示出来。
而测量电流时，数字万用表需要将待测电路中断，然后将数字万用表与待测电路串联，通过电流测量电路将电流转换为相应的数字信号，并在显示屏上显示出来。
在测量电阻时，数字万用表需要将待测电阻与测量插口相连，利用电阻测量电路对电阻进行测量，并在显示屏上显示出来。
其次，数字万用表的原理还涉及到测量插口的选择和旋钮的调节。
不同的测量需要选择不同的测量插口，如测量电压需要选择电压测量插口，测量电流需要选择电流测量插口，测量电阻需要选择电阻测量插口。
而旋钮则用来调节测量范围和测量模式，以确保测量结果的准确性和可靠性。
另外，数字万用表的原理还包括其内部电路结构和工作原理。
数字万用表内部包含模拟电路、数字电路、显示电路等部分，通过这些电路来实现对电压、电流、电阻等电学量的测量和显示。
数字万用表工作时，会根据测量插口的选择和旋钮的调节，自动切换相应的测量电路和显示电路，从而实现对待测电学量的准确测量和显示。
总之，数字万用表原理是基于电子测量技术和电路原理，通过测量电压、电流和电阻来实现对电路及电器设备的检测和分析。
它的工作原理涉及到测量插口的选择、旋钮的调节，以及内部电路结构和工作原理。
掌握数字万用表的原理对于正确使用和维护数字万用表具有重要意义，也有助于对电路和电器设备进行准确的测量和分析。
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。
万用表的型号很多，但其基本使用方法是相同的。
现以MF30型万用表为例，介绍它的使用方法。
使用前的准备第一，使用万用表之前，必须熟悉量程选择开关的作用。
明确要测什么?怎样去测?然后将量程选择开关拨在需要测试档的位置。
切不可弄错档位。
例如：测量电压时误将选择开关拨在电流或电阻档时，容易把表头烧坏。
自动识别数字万用表的原理
自动识别数字万用表的原理
数字万用表的原理是基于电路的测量原理。
它主要利用了电流和电压的关系来测量电阻、电流和电压。
下面是数字万用表测量电阻、电流和电压的原理：
1. 电阻测量原理：
数字万用表通过在待测电阻两端施加一个已知电压，然后测量通过待测电阻的电流来计算电阻值。
电阻测量模式下，数字万用表会将已知电压施加在待测电阻的两端，然后测量通过待测电阻的电流。
根据欧姆定律（V = IR），计算电阻值为电压除以电流。
2. 电流测量原理：
数字万用表在测量电流时，会将测量引线连入待测电路的电流路径中。
万用表的正负极会形成一个很低的电阻，称为“内部电流挡”。
当电流经过测量引线时，会产生一个测量电压降，根据欧姆定律（I = V / R），电流值等于测量电压除以内部电阻。
3. 电压测量原理：
数字万用表在测量电压时，将测量引线连接到待测的电路上。
测量引线的正负极通过一个极高的电阻（内部输入电阻）连接到万用表系统中。
当测量引线连接到待测电路上时，会产生一个测量电压降。
这个测量电压降经过放大和转换后，显示在数字显示屏上。
总之，数字万用表利用基础的电路理论原理，通过测量电流和电压来进行电阻、电流和电压的测量。
数字万用表原理
双积分电路 计数器 时钟
LCD显示驱动
(1) A/D转换原理
UIN 双积分电路
计数器
T1T2
N1N2
UREF
T1
T2
0
t
N1
N2
1000
UIN
N2
UREF
N1
N2：计数器第二次计数值 N1=1000
从上式可知：被测电压只与基准电压及计数值有关，而这 两者的准确度都可以做得较高，所以数字万用表的测量准 确度较高
DCV
ACV
测量
DCA
hFE
时，UREF=100mV
测量二极管正向压降时UREF=1V
测量R时，UREF不一定为100mV
（2）LCD显示器
a .七段显示
b .采用几十赫兹(50Hz)的交流电压驱动
某一笔段 背电极（BP极）
若某一笔段电压与BP 电压相位差1800该笔 段显示；若同相，该 笔段不显示
DT830B特点：
3 1/2 （三位半）：第一位只能显示0或1， 其它位能显示0～9。
基本量程为200mV，表头最大显示值为199.9。
测量参数
DCV：直流电压 ACV：交流电压 DCA：直流电流 R：电阻 UF：二极管的正向导通电压
hFE：三极管放大倍数
2 原理框图
输入 功
能
量
程
被测量
选 择
R03
UIN C4
UREF+ UREFUIN+
UIN-
UX 1000K
=
UIN
1K
当UX=100V UIN=0.1V=100mV
UIN
N2
而
=
UREF
N1
数字万用表工作原理
数字万用表工作原理数字万用表工作原理1. 什么是数字万用表•数字万用表是一种电子测量仪器，用于测量电压、电流和电阻等电性量的数值。
它具有高精度、多功能和易于操作的特点，被广泛应用于电子、电气、通信等领域。
2. 数字万用表的组成部分•数字万用表主要由以下几个部分组成：–显示屏：用于显示测量结果，通常为液晶显示屏。
–旋钮：用于选择测量量和档位。
–测量插口：用于插入待测电路的连接线，并完成电路的测量。
–测量回路：包括电压测量回路、电流测量回路和电阻测量回路等，用于将输入信号转换为可测量的数字信号。
–电源电路：为万用表提供电源，通常采用电池供电。
3. 电压测量原理•电压测量是数字万用表最常用的功能之一。
其工作原理如下：2.在测量插口插入待测电路的正负极，并与万用表的输入端相连。
3.待测电路的电压通过测量插口进入万用表的电压测量回路。
4.电压测量回路对输入电压进行放大和滤波处理，并将其转换为数字信号。
5.转换后的数字信号通过显示屏显示出来。
4. 电流测量原理•电流测量是数字万用表另一个常用的功能。
其工作原理如下：1.旋钮选择电流测量档位。
2.在测量插口插入待测电路的正负极，并与万用表的输入端相连。
3.待测电路的电流通过测量插口进入万用表的电流测量回路。
4.电流测量回路对输入电流进行放大和滤波处理，并将其转换为数字信号。
5.转换后的数字信号通过显示屏显示出来。
5. 电阻测量原理•电阻测量是数字万用表的另一重要功能。
其工作原理如下：2.将待测电阻两端与测量插口相连，并与万用表的输入端相连。
3.万用表通过电流源在待测电阻上产生一个已知电流。
4.万用表通过测量插口测量待测电阻两端的电压。
5.根据欧姆定律，电压和电流之比即可得到待测电阻的阻值。
6.测量结果通过显示屏显示出来。
6. 注意事项•在使用数字万用表时，需要注意以下几点：–选择合适的测量档位，确保测量结果的准确性。
–处理待测电路时，确保电路处于断开状态，并遵守相应的安全操作规程。
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电气测试仪器，可以测量直流电压、交流电压、直流电流、交流电流、电阻、电容、电感等电气参数。
数字万用表整体原理主要包括以下几个方面：
1. 测量基本原理：数字万用表的测量基本原理是利用电路中的电阻、电容、电感等元件与电源之间的关系，通过测量电路中所产生的电流、电压等参数来推算需要测量的物理量。
2. 信号放大原理：数字万用表在测量中需要对电路中的电流、电压等信号进行放大处理，以便于准确测量。
其信号放大原理主要是基于放大器的工作原理，在放大器中将输入信号放大后输出，以提高灵敏度和准确度。
3. 模数转换原理：数字万用表的核心部件是模数转换器，它将模拟信号转换成数字信号，以便于后续处理和显示。
模数转换器的原理是将输入的连续模拟信号按一定时间间隔采样并量化，然后进行编码转换成数字信号。
4. 显示原理：数字万用表的数字显示部分采用液晶显示或LED 数码管显示。
液晶显示原理是利用液晶分子在电场作用下的旋转来控制透光性，以显示数字；LED数码管显示原理是利用LED灯管的发光原理，将数字以亮灭不同的方式显示出来。
总之，数字万用表整体原理是由测量基本原理、信号放大原理、模数转换原理和显示原理组成的电气测试原理。
这些原理相互配合，共同实现了数字万用表的准确、灵敏测量功能。
数字万用表原理及发展
通过比较，可得结论:
模拟磁电式电压表的内阻与电压量程有关,量程越大, 内阻也越大.
模拟磁电式电压表的内阻与电流表表头灵敏度有关.灵
敏度越高,满偏电流Im 越小,内阻Rv越大.
(在同一量程下) 电压灵敏度= Rv(内阻)/U(量程)=每伏欧姆数(常标注
在万用表上)
灵敏度高指为使指针偏转同样角度所需的驱动电流越小.
（2）双积分式A/D变换器
在一个测量周期内用同一个积分器进行两次积分，将被测电压Ux 转换成与其成正比的时间间隔。在此时间间隔内填充标准频率的 时钟脉冲，以其脉冲个数来反映Ux的大小。
工作过程分为准备、采样和比较阶段
双积分式A/D变换器的工作波形
1）准备阶段（t0 ~ t1）： 积分器输入电压为零， 使输出电压也为零，计数器复零.
电子电压表
输入阻抗
Ri=(R1+R2+R3)/ Ri’ ≈ R1+R2+R3(一般大于
10MΩ)
输入阻抗很大,且与量程
无关
接入放大器提高电压
Ri’
表的灵敏度
通过放大检波电路，将被测电压变换成直流电压，然后进行侧量。 其实质仍然是模拟式电压表
1 模拟万用表 2 数字万用表
数字式万用表
快速精确读数 更高的精度和准确度 除具有指针式万用表的一般测
控
制
USB、GPIB 以太网 RS232
巡检接口
电气隔离的数据通道
数字万用表的相关概念及原理
（1）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
数字万用表电阻档原理
数字万用表电阻档原理一、电源供电数字万用表的电阻档采用直流电源供电，一般采用电池或内部电源，通过电阻分压网络为表头提供测量电压。
电源供电部分会对电源电压进行稳压处理，保证测量结果的稳定性。
二、电阻测量数字万用表的电阻测量采用欧姆定律，即通过测量电路中的电流和电压来计算电阻值。
当数字万用表处于电阻档时，内部电路会提供一个恒定的直流电流，表头会检测被测电阻两端的电压，通过计算电压和电流的比值得到电阻值。
三、数字信号处理数字万用表将测得的模拟信号转换为数字信号，并进行处理。
数字信号处理器会对测得的电阻值进行计算、分析和处理，以提高测量精度和稳定性。
四、显示输出数字万用表将测量结果显示在LCD或LED屏幕上，方便用户查看。
同时，数字万用表也支持通过接口将测量数据输出到计算机或其他设备中进行处理和分析。
五、自动量程选择数字万用表能够根据被测电阻的大小自动选择合适的量程，以获得更精确的测量结果。
自动量程选择功能可以减少用户手动选择量程的误差和操作繁琐程度。
六、误差修正数字万用表采用误差修正技术来提高测量精度。
常见的误差修正方法包括温度补偿、线性修正和增益调整等。
数字万用表还会定期进行校准，以保证测量结果的准确性。
七、过载保护数字万用表具有过载保护功能，当被测电阻过大或电流过大会对测量结果造成影响时，过载保护功能可以有效保护表头和内部电路不被损坏。
过载保护功能的实现通常是通过检测电流或电压的大小来实现的。
八、接口控制数字万用表的接口控制部分负责与外部设备的通信和控制。
常见的接口包括USB、RS232等，用户可以通过接口控制数字万用表进行参数设置、数据传输和远程控制等操作。
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1
模拟万用表
2
数字万用表
掌握要点:
1.模拟式万用表与数字式万用表的不同. 2.模拟式电压表的测量原理 3.数字式万用表的测量原理
模拟式万用表
基本电物理量测量：电压/电 流/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
模拟万用表的表头：动圈式与动铁式的不同
动圈式仪表是直流仪表的主流
在工频电源的交流电流、电压测 量时动铁式仪表的应用最广泛
模拟式直流电压测量
1、单量程电压表
单量程直流电压表原理图
Rg RV
i0
-
+
用单独的一个磁电式表头就可测量小于 ug=I0· 的直流电 Rg 压,若要测量较大的电压，可利用串联电阻分压原理，即在表头 上串联一个适当阻值的电阻。
量程 基本量程：无衰减或放大时的输入电压范围，由 A/D转换器动态范围确定。 通过对输入电压（按10倍）放大或衰减，可扩展 其他量程。
如基本量程为10V的DVM，可扩展出0.1V、1V、10V、 100V、1000V等五档量程； 基本量程为2V或20V的DVM，可扩展出200mV、2V、 20V、200V、1000V等五档量程。
2 1 T U 0 f (t ) dt T
有时用均方根值Urms表示。
（2）平均值
平均值 U：在数学上定义为
对纯交流电压来说，由于 U =0，将无法用平均值来 表征它的大小。 定义：通常是指经过测量仪器检波后的平均值，分 为全波平均值和半波平均平均值。 全波平均值是指交流电压经全波检波后的全波平均 值，即
灵敏度高指为使指针偏转同样角度所需的驱动电流越小.
模拟万用表原理
利用灵敏的磁电式直流电流表（微安表）做表头，配以适 当的外围电路，可将模拟电压表扩展为万用表。
模拟表的测量特点:
结构简单,使用方便 误差取决于表头本身和倍压电阻的准确度 灵敏度不高,输入电阻低,负载效应不可忽略
为解决普通模拟表灵敏度不高,输入电阻低的缺点, 发展了电子电压表（P197）
CPU处理 器和控制
欧姆和电容 R, C
恒流源 参考基准
DM3000 工作原理框图
数字万用表的相关概念及原理
（1）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
快速精确读数 更高的精度和准确度 除具有指针式万用表的一般测 试功能外．还可测试电容、温 度和频率等参数 过载保护及杭干扰能力强
高精度数字万用表
非常高的精度和准确度， 达到５位半以上 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
国产RIGOL DM3000 高精度数字万用表
2. 多量程电压表
Rg
RV1
RV2
RV3
RV4
i0
-
U1
U2
U3
U4
多量程直流电压表原理图
通过比较，可得结论:
模拟磁电式电压表的内阻与电压量程有关,量程越大, 内阻也越大.
模拟磁电式电压表的内阻与电流表表头灵敏度有关.
灵敏度越高,满偏电流Im 越小,内阻Rv越大.
(在同一量程下) 电压灵敏度= Rv(内阻)/U(量程)=每伏欧姆数(常标注 在万用表上)
+10V
2mA 200uA 2uA 20uA 200nA
H i
U
ADC
C
Lo
-10V
T
DVM的组成原理及主要性能指标
1）DVM的组成
数字电压表（Digital Voltage Meter，简称DVM）。 组成框图
Vx 输入电路 A/D转换器 数字 显示器
逻辑控制 电路 模拟部分 数字部分
时钟 发生器
直流或慢变化电压信号的测量（通常采用高精度低速 A/D转换器）。 通过AC-DC变换电路，也可测量交流电压的有效值、平 均值、峰值，构成交流数字电压表。 通过电流-电压、阻抗-电压等变换，实现电流、阻抗等 测量，进一步扩展其功能。 基于微处理器的智能化DVM称为数字多用表（DMM， Digital MultiMeter）。 DMM功能更全，性能更高，一般具有一定的数据处理能 力（平均、方差计算等）和通信接口(如GPIB)。
在t3时刻，积分器的输出电压为零，此时有： U
02
=U
01
+
1 RCt3t2 U R dt 0
即：
U 02 U 01
UR T2 = 0 （2） RC
式中，T2= t3 – t2为比较时间。 结合（1）（2），得
T1 T2 UX UR
或
UX
UR T2 T1
不同被测电压时，积分示意图
Ux越大，在同样的时间T1 内积分值Uom越大，而UR为 定值，Uom经反向积分回到0值
的时间T2越长
UX
UR N2 N1
工作特点
1）在测量过程中，需要通过两次积分将UX变换为 与之成正比的时间间隔，所以双积分式A/D变换 器属于V―T变换式。 2）测量准确度高。双积分式A/D变换器的准确度主 要取决于基准电压的准确度和稳定度，而与R、 C、T0无关，因而准确度高。 3）抗干扰能力强。 4）测量速度慢。
分辨力 指DVM能够分辨最小电压变化量的能力。反映了 DVM灵敏度。 用每个字对应的电压值来表示，即V/字。 不同的量程上能分辨的最小电压变化的能力不同， 显然，在最小量程上具有最高分辨力。 例如，3位半的DVM，在200mV最小量程上，可 以测量的最大输入电压为199.9mV，其分辨力为 0.1mV/字（即当输入电压变化0.1mV时，显示 的末尾数字将变化“1个字” ）。
此法适合测量小阻值电阻，因 必须考虑引线电阻！！
运用欧姆定律：R=U/I
Hi
Hi Sense
RDUT
V
Lo Sense
原理： 恒流源经引线在被测电阻上 形成压降，电压表测得该压降 即使引线电阻变化较大， 电压表测得的压降也会维持不便！
RwireI
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
DCI
R
DCV
交流测量－真有效值测量
真有效值交流/直流转换 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
ACV
RMS
DCV
A/D
DSP
二线电阻测量
最常用的电阻测量方法
RI
此法适合测量大阻值电阻
wire Hi
RDUT
V
I
v
RI wire
Lo
四线电阻测量原理
I Rwire I
（1）逐次逼近比较式A/D变换器
基准电压Uref
模拟输入Ux + A
D/A转换器
时钟脉冲 逻辑控制电路 起始脉冲 逐次逼近寄存器SAR
输 出 缓 冲 器
并 行 数 字 输 出
其基本原理是用被测电压和一个可变的己知电压〔基准电压〕 进行比较，直至比较结果相等，达到测出被测电压值的目的。
由电压比较器、D/A转换器、逐次逼近寄存器 （SAR）、逻辑控制电路和输出缓冲器等部分组成。
2）主要性能指标 显示位数 完整显示位：能够显示0~9的数字。 非完整显示位(俗称半位)：只能显示0和1（在最 高位上）。 如4位DVM，具有4位完整显示位，其最大显示数字 为9999 。 1 4 而 2 位（4位半）DVM，具有4位完整显示位，1位 非完整显示位，其最大显示数字为19999 。 量程 基本量程：无衰减或放大时的输入电压范围，由 A/D转换器动态范围确定。 通过对输入电压（按10倍）放大或衰减，可扩展 其他量程。
•逐次逼近比较式A/D变换器的工作原理与天平称重相 类似，被测量好比是被称的重物，等效数字量好比砝码。 •将被测电压Ux与分级递减的各级基准电压Er（砝码） 逐一进行比较。按“大者弃，小者留”的原则，依次从 高位到低位逐一进行比较，使输出的基准电压与被测电 压逼近相等。 •当Ux=Uref时，比较器输出为零，相当于天平平衡， 最终数字输出的数值就是被测信号的电压值。
在t2时刻积分器的输出电压为：
1 t2 1 U01 = t1 U X dt RC U X T1 （1） RC T1= t2 – t1为定时采样时间 3）比较阶段（t2~ t3 ）：在t2时刻，控制电路使 开关S接通与Ux极性相反的基准电压UR，积分器开 始对UR反向积分，其输出电压从 U01 反向逐渐增 大、趋向于零。同时，控制电路使闸门打开，计数 器对时钟脉冲进行计数。当积分器输出电压等于零 时，即t3时刻，零比较器输出信号给控制电路使开 关S断开，关闭闸门，计数器停止计数，并将计数 结果（设计数值为N2）送至显示器显示。
1 U T
T
0
u (t ) dt
1 U T
T
0
u (t ) dt
数字万用表的一般框图
数字万用表的核心：A/D转换器
电压的数字化测量的核心是模数（A/D）转换，各 类数字电压表的区别主要是以A/D转换方式而加以 区分的。 A/D转换包括对模拟量的采样，再将采样值进行整 量化处理，最后通过编码等实现转换过程。按其 基本工作原理主要分为比较型和积分型两大类。 （1）比较型 （2）积分型 ① 斜坡式A/D变换器 ② 双积分式A/D变换器
3½位数字万用表 <50元 500ppm最小读数 6½位数字万用表 >2000元 0.5ppm最小读数
DM3000原理框图
DCV 模拟输入端 ACV ACV量程放大 RMS-DC变换器 ACI AD变换器 （ADC） 分流器 DCI, ACI DCV参考基 准 USB、GPIB 以太网 RS232 巡检接口 电气隔离的数据通道 DCV量程 和虑波 模 拟 部 分 控 制 显示和面 板按键