万用表AC-DC测量原理
万用表_ac电流_功率因数_概述说明以及解释
万用表ac电流功率因数概述说明以及解释1. 引言1.1 概述本文旨在对万用表、AC电流和功率因数进行概述说明和解释。
首先会介绍什么是万用表，其原理、功能以及使用方法。
然后会介绍AC电流的定义、测量方法和应用领域，并讨论其限制。
最后，将对功率因数进行概念解释，并提供计算公式和示例分析。
同时，我们还将探讨如何优化和调整功率因数，以提高系统效率。
1.2 文章结构本文主要分为以下几个部分：引言、万用表、AC电流、功率因数和结论。
引言部分给出了文章的背景和目标，同时提供了整体文章结构的概览，为读者提供清晰的路线图。
接下来的章节将详细介绍每个主题，并提供相应的定义、原理、应用等内容。
最后，在结论部分对全文进行总结，并展望相关应用的发展前景。
1.3 目的本文旨在帮助读者深入了解万用表、AC电流和功率因数，并能够正确理解其原理与应用。
通过阅读本文，读者将掌握使用万用表进行测量的基本技巧，了解AC电流的特点以及在实际电路中的应用，同时具备计算和优化功率因数的能力。
本文还希望能够激发读者对相关领域的兴趣，并为未来研究和应用提供一定的参考价值。
2. 万用表：2.1 定义和原理：万用表是一种常见的电子测量仪器，用于测量电压、电流和阻抗等电气参数。
它通常由数字显示屏、旋钮、探测针和测量插口等部分组成。
其工作原理基于切换和调节内部的电路，通过与被测试电路进行连接，使得待测信号经过选择的电路并转化为可读取的数据。
2.2 功能和用途：万用表广泛应用于各个领域的电气测量中。
主要功能包括直流/交流电压测量、直流/交流电流测量、阻抗测量、容性和电感测试等。
万用表具有便携、易操作和多功能等特点，可广泛用于实验室研究、工程设计、维修检修以及日常生活中的各种电气设备测试。
2.3 常见类型和特点：根据使用场景和需要，万用表有多种类型可供选择。
常见的包括手持式数字万用表、台式数字万用表和模块化数字多米特等。
- 手持式数字万用表：具有小巧轻便、防震抗干扰能力强等特点，适用于户外或移动测量情景。
9205数字万用表工作原理电路及其测量电路
9205数字万用表工作原理电路及其测量电路- 全文数字万用表由数字电压表（DVM）配上各种变换器所构成的，因而具有交直流电压、交直流电流、电阻和电容等多种测量功能。
下图是数字万用表的结构框图，它分为输入与变换部分、A/D转换器部分、显示部分。
输入与变换部分，主要通过电流一电压转换器（w）、交一直流转换器（AC/DC）、电阻一电压转换器（R/V）；电容一电压转换器（CN）将各测量转换成直流电压量，再通过量程旋转开关，经放大或衰减电路送入A/D转换器后进行测量。
A/D转换器电路与显示部分由ICL7106和LCD构成。
我们可以看出数字万用表是以直流200mV作基本量程，配接与之成线性变换的直流电压、电流；交流电压、电流，欧姆、电容变换器即能将各自对应的电参量用数字显示出来。
功能电路及工作原理1．电阻测量电路及小数点显示电路（见下图）①采用比例法测量电阻，被测电阻Rx和基准电阻串联起来接在V+和COM之间，Uin=V+RX/（R+RX）。
测量档位确定后，R确定，则Rx越大，Uin也越大；档位从200Ω~20MΩ变化时，相应的R也增大，通过计算可以看出能保证Rx上的分压不会超出一定值，使各个量程保持平衡。
②ICL7106只有液晶笔端和背电极驱动端，为了显示小数点，利用运放OP1构成反相放大器形成小数点显示电路，使得ICL7106去LCD的背电极BP点的脉冲信号（50Hz的方波，占空比位50%，保证交流电压有效值为0，延长LCD的使用时间）和相应去每个小数点BP2、BP20、BP200的脉冲信号反向，根据液晶的显示原理，此时正好点亮相应的小数点。
2．直流电压测量电路及交流电压测量电路（见下图）①直流电压测量采用电阻分压器法测量电压，输入的直流电压通过分压和转换开关将各个量程电压均变成为0～200mV直流电压，最后送入A/D 转换电路去显示。
测量值越大，则分压送入ICL7106的输入端的电压越大；档位从200mV～1000V变化时，相应的档位电阻减少，通过计算可以看出能保证去7106的输入端电压不会超出一定值200mV，这样可以使各个量程保持平衡（如下表所示）。
万用表的工作原理是怎样的？看完终于懂了
万用表的工作原理是怎样的？看完终于懂了“万用表”是万用电表的简称，它是我们电子制作中一个必不可少的工具。
万用表能测量电流、电压、电阻、有的还可以测量三极管的放大倍数，频率、电容容量大小、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。
它们各有其优缺点;对于电子初学者，建议使用指针式万用表，因为它对我们熟悉一些电子知识原理很有帮助。
下面主要介绍一下机械指针式万用表的测量原理。
此类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。
下面分别给予介绍。
1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
万用表的使用万用表（以105型为例）的表盘如右图所示。
通过转换开关的旋钮来改变测量项目和测量量程。
机械调零旋钮用来保持指针在静止处在左零位。
“Ω”调零旋钮是用。
【精品文档】指针式万用表原理与维修
磁电式指针万用表原理与维修本人维修经验，拿出来分享一下，如果有写的不对的地方希望指正。
指针系仪表分为磁电式和电磁式两种，其中磁电式仪表根据磁路不同又分为，内磁，外磁，内外磁，三种，其中外磁表头的指针万用表很容易引入外界电磁场的干扰而引起测量不准的现象，所以外磁表头的指针万用表一般会在万用表后盖板上设计一块金属屏蔽板，金属屏蔽板的作用就是屏蔽外界电磁场的干扰让表头测量的更佳精准，而内磁表头一般不会设计，因为内磁表头不容易引入外界电磁场的干扰。
下面介绍一下磁电式仪表的组成：磁电式仪表是由：磁钢（永久磁铁），动圈（线圈），阻尼器，弹簧游丝，以及指针几部分组成，其中磁钢的作用主要是通入电流产生磁场力，弹簧游丝的作用主要是产生反作用力矩的装置，动圈的作用是带动指针偏转，阻尼器的作用是当指针受到磁场力的作用而偏转时会产生一定惯性而阻尼器的作用就是吸收这部分惯性让指针可以尽快的停止在某点以达到快速读数的目的。
下面讲解磁电式仪表的工作原理：当表头内部磁钢通入电流后，电流切割磁感线会产生一个磁场力，也就是我们所谓的转动力矩，这个磁场力也就是这个转动力矩会带动表头内部的动圈，动圈来带动指针偏转，根据通入表头内部磁钢电流大小不同，产生的磁场力强弱也不同，从而动圈带动指针偏转的幅度也不同，也就是说，通入表头内部磁钢电流越大，产生的磁场力越强，所以动圈带动指针偏转的幅度也就越大说明被测信号很大，反之通入表头内部磁钢电流越小，产生的磁场力越弱，所以动圈带动指针偏转的幅度也就越小说明被测信号很小通过这个原理实现测量信号的大小，而弹簧游丝的作用主要是产生反作用力矩的装置，我们知道指针偏转是受到磁场力转动力矩的作用而偏转，而游丝主要是产生一个反作用力矩，简单的来讲游丝主要是产生一个与磁场力相反的力矩我们称它为反作用力矩，当磁场力（转动力矩）与游丝产生的反作用力矩相等时指针停止从而读数，如果光有磁场力没有游丝产生的反作用力矩的话不管测量的信号有多大指针都会偏转到头，磁场力带动指针向右偏转，而游丝自身产生一个反作用力矩向左拉抻指针当这两个力矩相等时指针停止从而读数。
用万用表如何区分交流电与直流电
用万用表如何区分交流电与直流电1在电子设备 如果不知道电路板用的直流电 还是交流电 我用数字万用表如何区分哪简单，用电笔量，亮的话，就是交流，不亮的是直流！一般直流电压很低的。
2如何是直流电 我用数字万用表的交流档去测量会出现什么样的数值 啥显示都没有！！！3如何是交流电 我用数字万用表的直流档去测量会出现什么样的数值 不要，万用表报废，烧掉！！！！所以一定要分清楚，在不知道是直流还是交流的情况下，先用交流测量，那样至少可以保证万用表不烧掉！区分方法：在万用表上DC直流 ----V上是 —AC交流----V上是~交流电即交变电流，大小和方向都随时间做周期性变化的电流。
直流电则相反。
电网公司一般使用交流电方式送电，但有高压直流电用于远距离大功率输电、海底电缆输电、非同步的交流系统之间的联络等高压直流输电方式与高压交流输电方式相比，有明显的优越性．历史上仅仅由于技术的原因，才使得交流输电代替了直流输电．下面先就交流电和直流电的主要优缺点作出比较，从而说明它们各自在应用中的价值．交流电的优点主要表现在发电和配电方面：利用建立在电磁感应原理基础上的交流发电机可以很经济方便地把机械能（水流能、风能……）、化学能（石油、天然气……）等其他形式的能转化为电能；交流电源和交流变电站与同功率的直流电源和直流换流站相比，造价大为低廉；交流电可以方便地通过变压器升压和降压，这给配送电能带来极大的方便．这是交流电与直流电相比所具有的独特优势．直流电的优点主要在输电方面：①输送相同功率时，直流输电所用线材仅为交流输电的2／3～l／2直流输电采用两线制，以大地或海水作回线，与采用三线制三相交流输电相比，在输电线载面积相同和电流密度相同的条件下，即使不考虑趋肤效应，也可以输送相同的电功率，而输电线和绝缘材料可节约1／3．如果考虑到趋肤效应和各种损耗（绝缘材料的介质损耗、磁感应的涡流损耗、架空线的电晕损耗等），输送同样功率交流电所用导线截面积大于或等于直流输电所用导线的截面积的1.33倍．因此，直流输电所用的线材几乎只有交流输电的一半．同时，直流输电杆塔结构也比同容量的三相交流输电简单，线路走廊占地面积也少．②在电缆输电线路中，直流输电没有电容电流产生，而交流输电线路存在电容电流，引起损耗．在一些特殊场合，必须用电缆输电．例如高压输电线经过大城市时，采用地下电缆；输电线经过海峡时，要用海底电缆．由于电缆芯线与大地之间构成同轴电容器，在交流高压输线路中，空载电容电流极为可观．一条200kV的电缆，每千米的电容约为0.2μF，每千米需供给充电功率约3×103kw，在每千米输电线路上，每年就要耗电2.6×107kw·h．而在直流输电中，由于电压波动很小，基本上没有电容电流加在电缆上． ③直流输电时，其两侧交流系统不需同步运行，而交流输电必须同步运行．交流远距离输电时，电流的相位在交流输电系统的两端会产生显著的相位差；并网的各系统交流电的频率虽然规定统一为50HZ，但实际上常产生波动．这两种因素引起交流系统不能同步运行，需要用复杂庞大的补偿系统和综合性很强的技术加以调整，否则就可能在设备中形成强大的循环电流损坏设备，或造成不同步运行的停电事故．在技术不发达的国家里，交流输电距离一般不超过300km而直流输电线路互连时，它两端的交流电网可以用各自的频率和相位运行，不需进行同步调整．④直流输电发生故障的损失比交流输电小．两个交流系统若用交流线路互连，则当一侧系统发生短路时，另一侧要向故障一侧输送短路电流．因此使两侧系统原有开关切断短路电流的能力受到威胁，需要更换开关．而直流输电中，由于采用可控硅装置，电路功率能迅速、方便地进行调节，直流输电线路上基本上不向发生短路的交流系统输送短路电流，故障侧交流系统的短路电流与没有互连时一样．因此不必更换两侧原有开关及载流设备．在直流输电线路中，各级是独立调节和工作的，彼此没有影响．所以，当一极发生故障时，只需停运故障极，另一极仍可输送不少于一半功率的电能．但在交流输电线路中，任一相发生永久性故障，必须全线停电．你把回答看完了不就明白了吗？测电阻：重要的是要选好量程，当指针指示于1/3～2/3满量程时测量精度最高，读数最准确。
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。
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。
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。
万用表AC-DC测量原理
万用表AC-DC测量原理同其他数字万用表一样，dt830型数字万用表的核心也是直流数字电压表dvm（基本表）。
它主要由外围电路、双积分a／d转换器及显示器组成。
其中，a／d转换、计数、译码等电路都是由大规模集成电路芯片icl7106构成的。
（1）直流电压测量电路图1为数字万用表直流电压测量电路原理图，该电路是由电阻分压器所组成的外围电路和基本表构成。
把基本量程为200mv的量程扩展为五量程的直流电压挡。
图中斜线区是导电橡胶，起连接作用。
图1数字万用表直流电压测量电路原理图（2）直流电流测量电路图2为数字万用表直流电流测量电路原理图，图中vd1、vd2为保护二极管，当基本表in＋、in一两端电压大于zoomv时，vd1导通，当被测量电位端接入in一时，vd2导通，从而保护了基本表的正常工作，起到“守门”的作用。
r2～r5、rc．分别为各挡的取样电阻，它们共同组成了电流－电压转换器（i／u），即测量时，被测电流△在取样电阻上产生电压，该电压输人至in＋、in—两端，从而得到了被测电流的量值。
若合理地选配各电流量程的取样电阻，就能使基本表直接显示被测电流量的大小。
图2数字万用表直流电流测量电路原理图（3）交流电压测量电路图3为数字万用表交流电压测量电路原理图。
由图可见，它主要由输入通道、降压电阻、量程选择开关、耦合电路、放大器输入保护电路、运算放大器输人保护电路、运算放大器、交－直流（ac／dc）转换电路、环形滤波电路及icl7l06芯片组成。
图中，c1为输入电容。
vd11、vd12是c）的阻尼二极管，它可以防止c1两端出现过电压而影响放大器的输入端。
r21是为防止放大器输入端出现直流分量而设计的直流通道。
vd5、vd6互为反向连接，称为钳位二极管，起“守门”作用，防止输入至运算放大器062的信号超过规定值。
运算放大器062完成对交流信号的放大，放大后的信号经c5加到二极管vd7、vd8上，信号的负半周通过vd7，正半周通过vd8，完成对交流信号进行全波整流。
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。
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。
【技术文章】万用表的设计原理与测量计算方法
【技术⽂章】万⽤表的设计原理与测量计算⽅法本⽂主要介绍数字万⽤表的设计原理以及平均值、真有效值的计算⽅法，阐述了平均值计算⽅法的缺陷，以及交流信号与直流信号叠加信号的真有效值的计算⽅法。
提出使⽤具有真有效值计算⽅法万⽤表的必要性。
关键词：万⽤表、转换电路、平均值、真有效值、 AC+DC万⽤表也称为复⽤表、多⽤表、三⽤表、繁⽤表等，是电⼒电⼦等部门不可缺少的测量仪表，⼀般以测量电压、电流和电阻为主要⽬的。
万⽤表按显⽰⽅式分为指针万⽤表和数字万⽤表。
现在使⽤最多的是数字万⽤表。
下⾯介绍数字万⽤表电路设计原理和测量计算⽅法。
⼀、电路设计原理数字万⽤表的测量过程由转换电路将被测量转换成直流电压信号，再由模/数(A/D)转换器将电压模拟量转换成数字量，然后通过电⼦计数器计数，最后把测量结果⽤数字直接显⽰在显⽰屏上。
可以⽤图1.1来表⽰此过程。
图 1.1 万⽤表测量过程万⽤表测量电压、电流和电阻功能是通过转换电路部分实现的，⽽电流、电阻的测量都是基于电压的测量，也就是说数字万⽤表是在数字直流电压表的基础上扩展⽽成的。
下⾯介绍⼀下直流电压表主要的转换电路。
1.1 直流电压测量原理：我们先来了解数字直流电压表的组成结构(见图1.2)和⼯作原理。
图 1.2 数字直流电压表组成数字直流电压表 A/D 转换器将随时间连续变化的模拟电压量变换成数字量，再由电⼦计数器对数字量进⾏计数得到测量结果，再由译码显⽰电路将测量结果显⽰出来。
逻辑控制电路控制电路的协调⼯作，在时钟的作⽤下按顺序完成整个测量过程。
根据采⽤的 A/D 转换⽅式可分为积分式和⾮积分式，现以双斜积分式为例介绍直流电压表的⼯作原理。
直流电压表组成结构如图1.3，⼯作波形如图1.4。
图 1.3 双斜积分式直流电压表的组成图 1.4 双斜积分式直流电压表⼯作波形图1.3中Ux为被测电压，Un为基准电压，逻辑控制电路控制测量顺序进⾏。
双斜积分式直流电压表的⼀次测量包括以下三个阶段：。
万用表测量原理介绍
数字万用表测量原理—直流电流
将输入电流通过已知电阻，然后测量电阻两端的直流电压， 换算后即可得到被测电流：I=U/R。
数字万用表测量原理—交流电压
ACV测量（AC耦合真有效值测量）：使用真有效值AC-DC转换芯片， 将交流电压转换成与之等效的直流电压，然后使用DCV测量方法进行 后续测量。
Freq/Period测量：使用比较器将输入信号整形成方波，然后使用计数 法（可以设置闸门时间）进行测量。
数字万用表测量原理—电容
q It C U U
用充放电的方法测量电容大小。将参考电流源输入到电容，然后 计算电压变化率。
具体方法：先将电容放电到初始状态，然后用恒定电流给电容充电到终 止状态。测量初始状态和终止状态电容两端的电压差，充电过程中同时 测量充电的时间；用电压差除充电时间即得电压变化率。
GBT 13978-2008
例如：对于直流电压测量 测量范围：-1050V至1050V 量程：200mV(±220mV)，2V( ±2.2V )，20V( ± 22V)，200V( ±220V )，1000V( ±1050V) 超量程：1000V量程时为5%，其他量程时为10%。
数字万用表性能指标
万用表测量原理介绍
数字万用表测量原理
数字万用表测量原理 理论基础：欧姆定律
DCV!
直流电压本身测量的准确性就直接决定了一款表的性能。
数字万用表测量原理—直流电压
DCV量程：200mV,2V,20V,200V,1000V
测量时，大的量程进行分压，小的量程进行放大。最终 能够将所有量程变换到0~2V（2.2V）。
数字万用表测量原理—通断性
原理同2WR测量，固定使用2kΩ量程。
将电阻测量结果与用户设定的短路电阻（ 1Ω~ 2kΩ ）相比较后 输出测量结果。
数字万用表原理图
数字万用表原理图1.数字万用表工作框图集成芯片7106B是一个集成A/D与显示驱动相关逻辑电路的大规模集成电路，可以实现直流电压表功能。
而9205型数字万用表是在由7106B构成的直流数字电压表的基础上扩展而成的。
直流数字电压表的简单原理如图1右部所示，主要由模—数（A/D）转换器、计数器、译码显示器和控制器等组成。
在此基础上，利用交流—直流（AC—DC）转换器、电压—电流（I—V）转换器、电阻—电压（Ω—V）转换器、晶体管β值—电压（β—V）转换器、电容—电压（C—V）转换器，就可以把被测物理量转换成直流电压信号，从而实现9205型数字万用表各项功能。
A/D转换器的每个测量周期分自动调零、信号积分和反向积分三个阶段。
基本直流电压表的最大输入电压为200mV。
显示屏由四个大数字、三个小数点和负号组成。
当基本直流电压表输入为200mV时，四个大数字显示为2000。
配以小数点和负号，可实现所需要的各种显示。
图 1 数字万用表原理框图2.芯片简介7106B芯片引脚图以及基本外围电路（构成数字电压表的典型接线）如图2所示，其中：正负电源：1脚V P，正电源，标称电压2 .8V；27脚V N，标称电压为－6N。
数码显示驱动，2~25脚。
其中：a1~g1、a2~g2、a3~g3：分别是个位、十位、百位七段数码显示驱动信号。
ab4：千位驱动信号，溢出时，千位显示，其他不显示。
pol：负号显示。
BP/GND：液晶显示器背面公共电极的驱动，简称“背电极”。
波形均为50Hz方波。
例如，根据a1与BP电平异或来决定个位顶部液晶段显示与否。
38~40脚OSC1~OSC3：时钟振荡器，振荡频率40kHz。
33脚COMMON：模拟信号公共端，简称“模拟地”。
与输入信号、基准电压负端相连。
37脚V ref+：基准电压高电平，简称“基准＋”，通常采用内部基准电压。
36脚V ref-：基准电压低电平，简称“基准－”。
34、35脚C ref＋、C ref－：外界基准电容端，表现为低频小振幅方波。
指针式万用表的工作原理
指针式万用表的工作原理指针式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。
指针式万用表的表头一般是一只直流微安表，它是万用表的核心，万用表的灵敏度、准确度等级、阻尼特性等重要性能通常由表头的性能决定。
表头的灵敏度是以满刻度时的测量电流来衡量的，此电流又称满偏电流（满偏电流大多在1 0～100μA范围内），表头的满偏电流越小，灵敏度就越高。
其灵敏度用满偏电流的倒数表示，通常情况下为：20000Ω/V DC；4000Ω/V AC。
指针式万用表工作时通过转换开关来选择不同的挡位，如图1所示。
图1 指针式万用表原理简图万用表的转换开关是一个多挡位的旋转开关。
用来选择测量项目的种类和量程（或倍率）。
一般的万用表测量项目包括直流电流“mA”、直流电压“V”、交流电压“V ～”、电阻“Ω”。
每个测量项目又划分为几个不同的量程（或倍率）以供选择。
测量线路将不同性质和大小的被测电量转换为表头所能接受的直流电流。
指针式万用表可以测量直流电流、直流电压、交流电压和电阻等多种电量。
当转换开关拨到直流电流挡时，可分别与5个接触点接通，用于500mA、50mA、5mA、0.5mA和50μA量程的直流电流测量。
同样，当转换开关拨到欧姆挡时，可用×1、×10、×100、×1k、×10k倍率分别测量电阻；当转换开关拨到直流电压挡时，可用于0.25V、1V、2.5V、10V、50V、250V、500V和1000V量程的直流电压测量；当转换开关拨到交流电压挡时，可用于10V、50V、250V、500V、1000V量程的交流电压测量。
表笔分为红、黑两支。
使用时应将红色表笔插入标有“+”号的插孔中，黑色表笔插入标有“-”号的插孔中。
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数字万用表的类型多达上百种，按量程转换方式分类，可分为手动量程式数字万用表、自动量程式数字万用表和自动／手动量程数字万用表；按用途和功能分类，可分为低档普及型（如DT830型数字万用表）数字万用表、中档数字万用表、智能数字万用表、多重显示数字万用表和专用数字仪表等；按形状大小分，可分为袖珍式和台式两种。
数字万用表的类型虽多，但测量原理基本相同。
下面以袖珍式DT830数字万用表为例，介绍数字万用表的测量原理。
DT830属于袖珍式数字万用表，采用9V叠层电池供电，整机功耗约20mW；采用LCD液晶显示数字，最大显示数字为±1999，因而属于3z位万用表。
同其他数字万用表一样，DT830型数字万用表的核心也是直流数字电压表DVM（基本表）。
它主要由外围电路、双积分A／D转换器及显示器组成。
其中，A／D转换、计数、译码等电路都是由大规模集成电路芯片ICL7106构成的。
（1）直流电压测量电路图1为数字万用表直流电压测量电路原理图，该电路是由电阻分压器所组成的外围电路和基本表构成。
把基本量程为200mV的量程扩展为五量程的直流电压挡。
图中斜线区是导电橡胶，起连接作用。
图1 数字万用表直流电压测量电路原理图
（2）直流电流测量电路图2为数字万用表直流电流测量电路原理图，图中VD1、VD2为保护二极管，当基本表IN＋、IN一两端电压大于ZOOmV时，VD1导通，当被测量电位端接入IN一时，VD2导通，从而保护了基本表的正常工作，起到“守门”的作用。
R2～R5、RC．分别为各挡的取样电阻，它们共同组成了电流－电压转换器（I／U），即测量时，被测电流△在取样电阻上产生电压，该电压输人至IN＋、IN—两端，从而得到了被测电流的量值。
若合理地选配各电流量程的取样电阻，就能使基本表直接显示被测电流量的大小。
图2 数字万用表直流电流测量电路原理图
（3）交流电压测量电路图3为数字万用表交流电压测量电路原理图。
由图可见，它主要由输入通道、降压电阻、量程选择开关、耦合电路、放大器输入保护电路、运算放大器输人保护电路、运算放大器、交－直流（AC／DC）转换电路、环形滤波电路及ICL7l06芯片组成。
图中，C1为输入电容。
VD11、VD12是C）的阻尼二极管，它可以防止C1两端出现过电压而影响放大器的输入端。
R21是为防止放大器输入端出现直流分量而设计的直流通道。
VD5、VD6互为反向连接，称为钳位二极管，起“守门”作用，防止输入至运算放大器062的信号超过规定值。
运算放大器062完成对交流信号的放大，放大后的信号经C5加到二极管VD7、VD8上，信号的负半周通过VD7，正半周通过VD8，完成对交流信号进行全波整流。
经整流后的脉动直流电压经电阻R26、R31和电容C6、C10组成的滤波电路滤波后，在R27、RP4上提取部分信号输人至基本表的输人端IN＋。
同时输入至基本表的部分信号经C3反馈到运算放大器062的反相输人端，以改善检波器的整流特性。
电容器CZ经R22接地，C2、C3的电容量及质量直接影响着放大器的频率响应。
C2对高频部分影响较大，C3对低频部分影响较大。
C4、R23承担抑制或消除电路自励的任务。
若使基本表所获得的直流电压与交流输入电压的平均值成比例变化，可通过RP4进行调节。
R6～R10为分压电阻，与直流电压挡的分压电阻共用。
（4）交流电流测量电路交流电流测量电路与图3所示出的交流电压测量电路基本相同。
只需将图中的分压器改成图2中的分流器即可。
故其分流电阻与直流电流挡共用，耦合电路及其后的电路与交流电压测量电路共用。
图3 数字万用表交流电压测量电路原理图
（5）直流电阻测量电路图4（a）为数字万用表直流电阻测量原理图，图中标准电阻Ro 与待测电阻Rx串联后接在基本表的V十和COM之间。
V＋和vREF＋、vREF和IN＋、IN一和COM两两接通，用基本表的2.8V基准电压向Ro和Rx供电。
其中UR。
为基准电压，URx 为输入电压。
根据设计，当Rx＝R0时显示读数为1000，当Rx＝2R0时溢出显示[因为2000＞1999（最大显示数）］。
一般情况下有
图4 数字万用表直流电阻测量电路
因此，只要固定若干个标准电阻Ro，就可实现多量程电阻测量。
图4（b）为实际电阻测量电路。
其中，R7～R12均为标准电阻，且与交流电压挡分压电阻共用。