数字万用表及误差分析
详解万用表各种功能使用及注意事项
详解万用表各种功能使用及注意事项在详细介绍万用表前，先讲叙一下一般测量仪器仪表的使用常识、读数惯例。
仪表仪器分指针式（模拟式）、数显式（数字）、波形式（图形）显示测量结果。
测量不同的类别的电量参数，使用相应的仪器仪表，并选择相应的功能挡位。
如测量长度用尺子，不同的东西可能要用不同种类及准确度的尺子，我们对电量、参数的测量也一样。
有些仪器正式使用前可能还要预热、调试、调零等，使其进入正常工作状态。
然后估计所测量元件参数、电参数值的大小，选择合适量程来提高测量精确度。
若不能确定，一般先用大量程挡测试，以确保仪器仪表安全。
量程的选择一般以指针在满量程的1/3—2/3处或数字接近所在挡位值比较精确，图形以图形轮廓全显且尽可能大而清晰为宜。
测量过程中有时要调节显示结果的方式或等级、倍率及其它功能等调节旋钮或开关，以便于观察和结果显示，这时锁定（HOLD）键可以锁定测量结果或将数据存储下来。
指针式仪器仪表读数，看所选功能挡以及量程、指针所指示的刻度盘位置。
功能挡是确定测量类别和单位的，量程是用来确定单位和读数的，对刻度盘需要知道看哪条，一般看相应功能或最准确的那一条，同时看指针偏转位置读数。
读数关系有四种，即加、减、乘、除。
加、减在电平表中最具代表性，若选择+3dB和+10dB挡或按键，指针指在+6dB处，测量结果是+19dB，若指针在-5dB处，测量结果为+8dB。
乘关系如欧姆挡测电阻读数，如选择RX100挡，指针指在20位置，则用20乘100为2KΩ，这个电阻就是2KΩ。
还有示波器测量信号幅度，如选择幅度等级为1mV，波形顶点到谷点总共为5格，用1X 5等于5mV。
这个信号的幅度就是5mV。
除关系如指针式万用表的电压、电流测试挡，你选择哪个量程，便代表满刻度量程数值大小，而指针偏转位置是代表占了多少份之多少份。
如用直流电压档50V，指针指在26刻度处，是指50V分成5大份，每份又分成10小份，即总共分成50份，占了其中26份，测量结果为26V。
数字万用表及误差分析
数字万用表及误差分析
数字万用表是一种测量电流、电压、电阻等电学量的电子仪器。
常用于实验室、工厂、家庭等场合，具有测量精度高、测量范围广、易于操作等特点。
数字万用表的误差分为两种：系统误差和随机误差。
系统误差是由于仪器本身的不完善或测量条件的限制而引起的误差。
例如，仪器的刻度不准确、测量电流时电阻不匹配、温度变化引起的电子元件漂移等。
随机误差是由于各种因素所引起的不可预测的误差，包括人为误差和环境因素误差。
例如，读数的不准确、电磁干扰、温度和湿度的变化等。
为了提高检测的准确性，我们需要考虑减小误差的方法。
其中一个主要方法是减少系统误差。
例如，在使用数字万用表时，我们可以通过校准仪器、使用合适的电阻、避免电路中电阻的变化和高温环境等方式来避免和减小系统误差。
同时，我们也应该尽可能地减小随机误差，这可以通过增加采样数、平均值、使用稳定的测量环境以及降低读数时的人为误差等方式来实现。
总之，数字万用表是一种非常重要的电子测量工具，在正确使用和注意误差的前提下，可以提高测量的准确性。
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。
万用表实习报告
万用表实习报告一、实习目的本次实习的主要目的是通过实际操作和使用万用表，深入了解其工作原理、功能和测量方法，提高自己的电子测量技能和实践动手能力。
同时，培养自己严谨的科学态度和解决实际问题的能力，为今后从事电子技术相关工作打下坚实的基础。
二、实习要求1、熟悉万用表的基本结构和工作原理。
2、掌握万用表测量电阻、电压、电流等基本参数的方法。
3、能够正确读取和记录测量数据，并对测量结果进行误差分析。
4、了解万用表的使用注意事项，确保测量过程的安全和准确性。
三、实习设备本次实习使用的是指针式万用表和数字式万用表各一台，以及若干电阻、电容、二极管、三极管等电子元件。
四、万用表的基本结构和工作原理1、指针式万用表指针式万用表主要由表头、测量电路和转换开关三部分组成。
表头是万用表的核心部件，它采用磁电式测量机构，能够将测量的电信号转换为指针的偏转角度。
测量电路用于将被测电量转换为适合表头测量的小电流或小电压。
转换开关用于选择不同的测量量程和测量功能。
2、数字式万用表数字式万用表则由数字表头、测量电路和功能转换开关等部分组成。
数字表头采用数字集成电路，将测量的电信号直接转换为数字显示。
测量电路的作用与指针式万用表类似，也是将被测电量进行转换和处理。
功能转换开关用于切换测量项目和量程。
五、万用表的使用方法1、测量电阻（1）选择合适的量程：根据被测电阻的估计值，选择合适的量程。
如果无法估计电阻值，应先选择较大的量程，然后逐渐减小量程，直到测量结果准确为止。
（2）欧姆调零：在测量电阻之前，需要进行欧姆调零。
将表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指向零欧姆刻度线。
（3）测量电阻：将表笔分别接触被测电阻的两端，读取指针或数字显示的测量值。
2、测量直流电压（1）选择量程：根据被测电压的大小，选择合适的直流电压量程。
（2）测量电压：将红表笔接被测电压的正极，黑表笔接负极，读取测量值。
3、测量直流电流（1）选择量程：根据被测电流的大小，选择合适的直流电流量程。
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 。
实验一 基本电工仪表使用及测量误差分析
实验一 基本电工仪表使用及测量误差分析一、实验目的1. 掌握电压表、电流表等使用方法。
2. 会测定电压表、电流表准确度。
3. 学会减少电表对测量结果的影响及测量误差的计祘。
二、实验原理用电工测量仪表测量一个电量时，仪表的指示值Ax 与被测量的实际值Ao 之间，不可避免地存在一定的误差，它可用两种形式表示：绝对误差：△＝Ax －Ao相对误差：ν＝oA ∆×100% 用仪表测量会影响测量误差的因素很多（可参阅“附录一”或相关书籍），下面仅讨论其中的两个主要因素及处理方法。
1． 仪表准确度对测量误差的影响：仪表准确度关系到测量误差的大小。
目前，我国直读式电工测量仪表准确度分为0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5和5.0七个等级。
这些数字表示仪表在正常工作条件下进行测量时产生的最大相对误差的百分数。
仪表准确度等级通常标在仪表面板上。
仪表使用过程中应定期进行校验，最简单的校验方法是比较法。
按仪表校验规定，必须选取比被校表的准确度等级至少高2级的仪表作为标准表，校验可用图1－1所示电路。
图1－1 比较法校验电路在仪表的整个刻度范围内，逐点比较被校表与标准表的差值△，根据△最大值的绝对值m ∆与被校表量程Am 之比的百分数%100mm m A ∆=ν，可以确定被校表的准确度等级。
如测得结果%1.2=νm，则被校表的准确度等级νn 为2.5级。
例：有一准确度为2.5级的电压表，其量程为100V ，在正常工作条件下，可产生的最大绝对误差（即：由于仪表本身结构的不精确所产生的基本误差）为：m n U U ⨯=∆ν＝±2.5％×100＝±2.5（V ）对于量程相同的仪表，νn越小，所产生的U ∆就越小。
恒压源被测表恒压源被测表(a)校验电压表(b)校验电流表另外，用上述电压表分别测量实际值U 为5V 和100V 的电压时，测量结果的相对误差分别为：%5.2%1001005.2%50%10055.2%1008020±=⨯±=±=⨯±=⨯∆=ννU U可见，在选用仪表量程时，被测量程值愈接近仪表满量程值，相对测量误差越小。
数字万用表测量误差分析
由此可知，用万用表交流电压档测量正弦波电压，其读数 a 就是被测电压 的有效值；测量非正弦波电压，其读数并无直接的物理意义，只知道 0.9a 等 于被测电压的平均值。若被测电压的波形因数已知，可经过换算得到被测电 压的有效值。 2.2、波形因数 KF 波形因数 Kf 定义为交流电压的有效值与平均值之比，即：
Байду номын сангаас
1.2、万用表电压、电流档量程选择与测量误差 万用表的准确度等级一般分为 0.1、0.5、1.5、2.5、5 等。直流电压、电流 和交流电压、电流等各档，准确度精确度等级的标定是由其最大绝对允许误 差△x 与所选量程满度值的百分数表示的。 万用表测量电压产生的误差，与采用准确度不同的万用表测量同一个电压 所产生的误差不同，在选用万用表时，并非准确度越高越好。有了准确度高 的万用表，还要选用合适的量程，才能发挥万用表潜在的准确度。用一块万 用表的不同量程测量同一个电压所产生的误差也不同，在满足被测信号数值 的情况下，应尽量选用量程小的档，这样可以提高测量的精确度。所以，在 测量电压时，应使被测电压指示在万用表量程的 2/3 以上，这样才能减小测 量误差。 1.3、电阻档的量程选择与测量误差 用一块万用表测量同一个电阻时，选用不同的量程所产生的误差不同，测 量产生的误差相差很大。在选择档位量程时，要尽量使被测电阻值处于量程 标尺弧长的中心部位，测量精度会高一些。 2、万用表测量非正弦交流电压的分析 万用表的磁电系测量机构与整流电路组合而成的整流式仪表所指示的是交
数字万用表测量误差分析
1、万用表量程选择及误差分析 1.1、人为误差 人为读数误差是影响测量精度的原因之一，使用中要特别注意以下几点 （1）测量前要把万用表水平放置，进行机械调零 （2）读数时眼睛要与指针保持垂直 （3）测电阻时，每换一次档都要进行调零，调不到零时要更换新电池， 并且不能用手捏住表笔的金属部位，以免人体电阻分流，增大测量误差 （4）在测量电路中的电阻时，要切断电路中的电源，并将电容器放电完 毕，然后再进行测量。
数字万用表的常见故障分析与维修
数字万用表的常见故障分析与维修数字万用表的工作原理及特点:双积分A/D转换器是数字万用表的“心脏”，通过它实现模拟量—数字量的转换。
外围电路主要包括功能转换器、功能及量程选择开关、LCD或LED显示器，此外还有蜂鸣器振荡电路、驱动电路、检测线路通断电路、低电压指示电路、小数点及标志符(极性符号等)驱动电路。
数字万用表的基本构成A/D转换器是数字万用表的核心，采用单片大规模集成电路7106。
7106采用内部异或门输出，可驱动LCD显示器，耗电极省。
它的主要特点是:单电源供电，且电压范围较宽，使用9V叠层电池，以实现仪表的小型化，输入阻抗高，利用内部的模拟开关实现自动调零与极性转换。
缺点是A/D转换速度较慢，但能满足常规电测量的需要。
下面是常见故障分析，及处理方法(1)查数字万用表的故障，首先应检查和判断故障现象是带共性的(例如所有档都不能测量)，还是带个性的(例如仅电流档不能测量)，对所有档均不能工作甚至无液晶显示，应重点检查电源电路和A/D转换器；若个别档有问题，说明电源和A/D转换器工作正常，应参照单元电路去寻找故障。
(2)数字万用表的最小直流电压档(即直流200mV档)是三位半数字万用表的基本档，其余档大都在此基础上扩展而成，因此检修仪表时应先检查该档工作是否正常。
(3)直流电压基本档不回零。
一般是由于分压电阻附近较脏，应擦洗电阻周围使之回零，然后由直流电压源输入1V电压进行校准，校准时调直流电位器。
(4)基准电压不正常，仪表打到哪档始终显示“1”，检查集成块7106的第35、36管脚之间有无100mV的基准电压，再检查开关VR1电位器是否良好、分压电阻R12(4Ω)和R13(150Ω)是否准确。
(5)各档显示数字乱跳无法使用。
此故障多数是因为测大容量电容时没有放电，也有的是测量时打错档位，导致双时基集成块7556和7106损坏。
检查时首先在电池两端测电流，若大于10mA，则说明7556损坏；取下此片，再测，电流还很大，则7106损坏；取下此片，再测，电流小于，则说明其它基本正常。
数字万用表校准与检测方法
数字万用表校准与检测方法1. 引言1.1 什么是数字万用表校准与检测方法数字万用表校准与检测方法是指对数字万用表进行定期校准和检测，以确保其测量结果的准确性和可靠性。
数字万用表是一种广泛应用于电子、电气等领域的仪器，用于测量电压、电流、电阻、频率等参数。
在实际使用过程中，数字万用表可能会出现误差或漂移，导致测量结果不准确，影响工作效率和产品质量。
校准是指通过比较仪器测量结果与已知标准值的对比，对仪器进行调整和修正，使其能够准确地显示被测量参数的数值。
校准方法包括零点校准、量程校准、温度校准等。
校准的重要性在于提高数字万用表的测量精度，确保其长期稳定性和可靠性。
检测是指对数字万用表进行全面的功能、性能、数据准确性等方面的测试，以验证其工作状态是否符合要求。
检测方法包括功能测试、精度检测、稳定性测试等。
通过检测可以及时发现并解决仪器存在的问题，提高数字万用表的可靠性和耐用性。
数字万用表校准与检测方法是确保仪器测量准确性和可靠性的重要手段，对于保障电子、电气等领域工作的顺利进行具有重要意义。
通过科学规范的校准与检测，可以提高数字万用表的准确性，保证数据的可靠性，提高工作效率和产品质量。
2. 正文2.1 数字万用表校准的重要性数字万用表的校准是确保仪器准确测量的关键步骤之一。
校准的重要性在于确保数字万用表的测量结果准确可靠，提高仪器的可靠性和稳定性。
一台未经校准的数字万用表可能存在测量误差，导致仪器在实际应用中无法准确反映被测量对象的真实数值。
定期对数字万用表进行校准是非常必要的。
数字万用表的准确度直接影响到实验数据的准确性，尤其在一些对测量精度要求较高的领域，如科研、生产等。
校准可以帮助用户确认仪器是否符合规定的准确度要求，保证测量结果的可靠性。
通过校准，还可以发现并解决数字万用表可能存在的故障或损坏问题，及时维护仪器并延长其使用寿命。
2.2 数字万用表的校准方法准备好标准仪器。
在进行数字万用表的校准之前，需要准备一台已经过准确校准的标准仪器，以便进行比对。
实验一万用表毫伏表的使用
实验一数字万用表、交流毫伏表及其使用一．实验目的:1．掌握万用表测量电阻、测量交直流电压的过程及测量数据的处理方法。
2．掌握毫伏表的使用方法。
3．了解毫伏表的工作频率极限。
4．学会毫伏表使用前的调零和校正。
二．实验仪器及材料：1．数字万用表2．WYK直流稳压电源3．色环电阻4．DF2170A毫伏表5. SFG-1003信号发生器三．实验原理：1、数字万用表数字万用表，采用9V叠层电池供电，整机功耗约20mW；采用LCD液晶1位万用表。
核心也是直流数字显示数字，最大显示数字为±1999，因而属于32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）交流电压测量电路图2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＋。
数字式万用表的参数及使用注意事项-正式版
03 万用表的重要参数及概念
万用表的重Leabharlann 参数及概念准确度（精度）： 数字万用表的准确度是测量结果中系统误差与随机误差的综合。它表示测量 值与真值的一致程度，也反映测量误差的大小。一般讲准确度愈高，测量误 差就愈小，反之亦然。准确度有三种表达方式，分别如下： 准确度＝±（a ％ RDG + b％ FS ） 准确度＝±（a ％ RDG +n 个字） （ 2.2.1 ） （ 2.2.2 ）
指针式与数字式万用表各优缺点比较分析
指针式万用表内部结构简单，所以成本较低，功能较少，维护简单， 过流过压能力较强。数字式万用表内部采用了多种振荡，放大、分频 保护等电路，所以功能较多。比如可以测量温度、频率(在一个较低的 范围)、电容、电感，做信号发生器等等。 数字式万用表由于内部结构多用集成电路所以过载能力较差，(不过现 在有些已能自动换档，自动保护等，但使用较复杂)，损坏后一般也不 易修复。数字式万用表输出电压较低(通常不超过1 伏)。对于一些电压 特性特殊的元件的测试不便(如可控硅、发光二极管等)。
万用表的参数及使用注意事项
甘肃电投大容电力有限责任公司 李熙彬
01 万用表的功能
万用表的功能
万用表的基本功能：电压测量、电流测量、电阻测量、小电容测量、 小电感测量、频率测量、温度测量、二极管及三极管的某些参数测量。
02 万用表的分类
万用表的分类
指针式万用表：指针式万用表是由磁电式微安表头上加一些元器件构 成的。当表头并联,串联,加上整流器,外接电池和加上附加电阻时,就构 成了多量程的电压,电流,电阻的测试仪表。在此基础上还可以扩大测 量范围,如测量晶体管类型,参数,测电感,电容值,测量放大器的特性等. 万用表因此而得名 数字式万用表：数字式万用表是在模拟指针刻度测量的基础上,用数字 形式直接把检测结果显示出来,它由直流数字电压表或加上一些转换器 构成
数字万用表常见故障检修
数字万用表常见故障检修及使用注意事项对数字万用表维修者来讲，学会正确使用只是工作的前提，熟悉其原理是工作的基础，而掌握仪表的维修技术则是工作的可靠保证。
下面介绍数字万用表的检修步骤、常见故障分析及排除方法、使用注意事项。
数字万用表的检修步骤检修数字万用表好比医生给病人看病，不仿借用中医诊断时常用的“望、闻、问、切”四字诀。
望：先对仪表进行外观检查，有无机械、电气损伤，零部件损坏或丢失等；闻：听取使用人员介绍发生故障所看到的异常现象等；问：对疑点要多问几个为什么？例如操作人员是否有误动作，仪表的过流及过压保护电路是否发生断路或短路故障；切：进行切合实际的分析，必要时画出检修流程图，为迅速排除故障创造条件。
望、闻、问、切都属于调查研究，分析原因，以便做到心中有数。
修理数字万用表需参照电路图进行。
若有印制电路与元器件装配图就更为便利（可参见笔者编著的《数字万用表电路图集》一书，人民邮电出版社1996年11月出版）。
检修故障一般应从电源开始，若接通电源后LCD无任何显示，应首先检查9V叠层电池的电压是否过低、电池夹断线否＼电源开关有无损坏。
假如电池电压正常，但从单片A／D转换器上测不出电压，通常是电池引线开路或电源开关接触不良。
寻找故障应遵循先外后里、先易后难、化整为零、重点突破的原则。
排除故障应力求彻底，有的数字万用表在修理后稍受震动或用手拍打一下机壳就不能正常工作，多属有虚焊、脱焊处。
倘若放过此类故障，仪表使用过程中就会时好时坏。
仪表修理完毕先不要装外壳，应再通电检查几次，确认修好之后再装壳。
条件允许时应按说明书所列技术指标对仪表进行校验。
修理工作只有与日常维护保养、定期校验结合起来，才能确保仪表的性能指标，延长其使用寿命。
单片A／D转换器的功能检查单片A／D转换器是数字万用表的“心脏”。
31/2数字万用表大多采用ICL71O6（或TSC7lO6、TC7lO6）型CMOS单片A／D转换器。
功能检查的目的是判断ICL71O6的质量好坏，进而区分数字万用表的故障范围在A／D转换器，还是在外围电路。
EWB使用方法
西安电子科技大学网络教育
2015学年上学期
《基础实验》期末考试题
EWB使用方法实验报告书
(a) Label(标志)选项对话框(b) Value(数值)选项对话框
（c）
图4直流电流的测量
1、实验报告的表头必须按此表的表头格式制作。
2、表头以下的栏目和内容，各系部可根据实验课程的具体需要和要求确定，表中所
列内容仅供参考。
该栏可以根据需要加页。
3、《基础实验》按教材“实验名称前带*供本科学生选学，不带*供专科学生选学”的
要求，学生至少选学九个实验并完成相应的实验报告且数据完整准确可得100分。
4、最后将所有实验报告装订成册，期末实验时以“大作业”形式上交，由任课教师
根据实验报告给出实验成绩。
数字万用表常见故障及解决办法
数字式万用表常见故障及解决办法数字式仪表具有很高的灵敏度和准确度，其应用几乎遍及所有企业。
但由于其故障出现呈多因素，且遇到问题的随机性大，没有太多规律可循，修理难度较大。
因此，本人将多年工作实际中所积累的一些修理经验整理出来，以供从事本专业的同仁参考。
一、修理方法寻找故障应先外后里，先易后难，化整为零，重点突破。
其方法大致可分为以下几种：1.感觉法凭借感官直接对故障原因做出判断，通过外观检查，能发现如断线、脱焊、搭线短路、熔丝管断、烧坏元件、机械性损伤、印刷电路上铜箔翘起及断裂等;可以触摸出电池、电阻、晶体管、集成块的温升情况，可参照电路图找出温升异常的原因。
另外，用手还可检查元件有否松动、集成电路脚管是否插牢，转换开关是否卡带;可以听到和嗅到有无异声、异味。
2.测电压法测量各关键点的工作电压是否正常，可较快找出故障点。
如测A/D 转换器的工作电压、基准电压等。
3.短路法在前面所讲的检查A/D转换器方法里一般都采用短路法，这种方法在修理弱电和微电仪器时用得较多。
4.断路法把可疑部分从整机或单元电路中断开，若故障消失，表示故障在断开的电路中。
此法主要适合于电路存在短路的情况。
5.测元件法当故障已缩小到某处或几个元件时，可对其进行在线或离线测量。
必要时，用好的元件进行替换，若故障消失，说明元件已坏。
6.干扰法利用人体感应电压作为干扰信号，观察液晶显示的变化情况，常用于检查输入电路与显示部分是否完好。
二、修理技巧对一块故障仪表首先应检查和判别故障现象是共性(所有功能都不能测量)，还是个性(个别功能或个别量程)，然后区别情况，对症解决。
数字时钟实验报告
数字时钟实验报告数字时钟实验报告引言：数字时钟是一种常见的时间显示设备，它以数字的形式直观地展示时间，广泛应用于家庭、学校、办公场所等各个领域。
本次实验旨在通过制作一个简单的数字时钟，了解数字时钟的工作原理和构造，并通过实践掌握相关的电子元件和电路知识。
一、实验材料和仪器：1. 电子元件：7段LED数码管、集成电路555计时器、电阻、电容等。
2. 仪器：数字万用表、示波器、电源等。
二、实验步骤：1. 电路连接：首先，将7段LED数码管按照电路图连接到555计时器的输出引脚上。
然后，根据电路图连接电阻和电容，形成555计时器的工作电路。
最后，将电源连接到电路上，确保电路供电正常。
2. 电路调试：打开电源后，使用数字万用表检测电路各个节点的电压和电流，确保电路连接正确，并且电压、电流符合设计要求。
然后，使用示波器观察555计时器输出的方波信号，并调节电阻和电容的数值，使得方波信号的频率和占空比符合数字时钟的要求。
3. 数字时钟显示：当电路调试完成后，数字时钟即可正常工作。
通过改变555计时器的频率，可以实现数字时钟的时间显示刷新频率调节。
通过观察7段LED数码管的亮灭情况，可以准确读取当前的时间。
三、实验结果分析：通过实验，我们成功制作了一个简单的数字时钟。
通过调节电路中的元件数值，我们可以改变数字时钟的刷新频率和显示方式。
实验中，我们还发现了以下几个问题和现象：1. 数码管亮度不均匀：在实验过程中，我们发现数码管的亮度不均匀，有些段显示较亮，而有些段显示较暗。
这是由于数码管内部的发光二极管的特性不完全一致，导致亮度差异。
为了解决这个问题，可以采用亮度均衡电路或者更换亮度较为一致的数码管。
2. 时钟误差：在实验中，我们发现数字时钟的时间显示与实际时间存在一定的误差。
这是由于555计时器的精度有限，以及电容和电阻的误差累积导致的。
为了提高数字时钟的精度，可以选择更高精度的计时器和优质的电子元件。
3. 电路稳定性：在实验过程中，我们发现电路的稳定性对数字时钟的正常工作十分重要。
频率测量及其误差分析实验报告
信号 Vp-p
输入通道 触发源
信号频率 2Hz
表 3-1“周期法”测量信号频率
采集
1V
方式
平均值采样
显示 方式
类 型、
输入耦合 CH1
合方式 CH1 触发极性
交流 正极性
垂直刻度 系数（粗）
触发耦合
垂直刻度 系数（细） 交流耦合
水平刻度系数 100ms
周期读数 （格或 cm） 5.04 格/504ms
4
测量的误差要小一些。原因有系统误差也有粗大误差的影响。示波器的测量精度本身就不如虚
拟计数器。
3 用 UT39E 型数字万用表测量频率
用标准信号发生器输出正弦信号作为被测信号，用 UT39E 型数字万用表测量频率，按表
3-3 进行实验。并以信号发生器指示的频率为准，计算测频误差。
操作步骤：
1、将信号发生器的输出端与数字万用表测量线相连接。
各旋钮，读取波形周期，填表 3-1，并以信号源指示的频率为准，计算频率测量的相对误差。 操作步骤： 1、将信号发生器与示波器用线连接好。其中 CH1 为输出通信，设置信号发生器为正弦波，
输出 Vp-p=1V，起始频率为 2Hz，观察并记录各个信号的频率，周期和测量误差。 2、保持幅度不变，改变输出频率，最好设置为 2Hz—100MHz 之间，同样计算并记录频率，
0 0 1.9% 1.0% 31.1%
分析结果： 如上表，我们发现，当频率从 2Hz—100MHz 之间变化时，其相对误差的大小会发生变化。 当频率为特别小或者特别大时，误差相对会比较大一些。如上表的 2Hz 和 100MHz。原因在于， 当频率特别小的时候，受到的外界干扰信号影响对其比较大，相当于把原信号给淹没了。当频 率特别大的时候，高频干扰同样会对它产生比较大的影响。
数字式万用表不确定度评定
数字式万用表测量不确定度评定报告(一) 交流电压示值误差测量结果的不确定度评定 1.概述1.1 测量依据：JJG （航天）35-1999《交流数字电流表检定规程》、JJG （航天）34-1999《交流数字电压表检定规程》、JJG 598-1989《直流数字电流表试行检定规程》、JJG 315-1983《直流数字电压表试行检定规程》、JJG 724-1991《直流数字式欧姆表检定规程》。
1.2 测量环境条件：环境温度(20±5) ℃，相对湿度(40-80)%ＲＨ。
1.3 测量标准：XF30A*型多功能校准仪，准确度等级：0.05级。
1.4 被测对象：数字式万用表，型号：17B ,多档位，量程，功能量程 分辨率 精确度交流电压（40~500Hz ）400.0mV 0.1mV 3.0%+34.000V 0.001V 40.00V 0.01V 400.0V 0.1V 1000V1V1.5 测量过程：选用多功能校准仪作为标准，采用标准源法，即通过标准源和被检万用表的读数，从而达到测量示值误差的目的。
2. 数学模型ΔV= V X 1 - V X 2ΔV ---被检表电压示值误差；V X 1---被检表示值最佳估计值；V X 2—标准表读数； 式中：传播系数即灵敏系数，分别求偏导数则c1=1，c2=-1。
3. 不确定度分量3.1重复性测量引入的不确定度分量u(V X 1)不确定度分量u(V X 1) 主要是被检万用表交流电压档的测量重复性引起，采用A 类方法评定。
考虑到在重复性的条件下所得到的测量列的分散性包含了电压源的稳定度、调节细度、人员操作等随机分量所引起的不确定度，故不另作分析。
对一台万用表交流电压档的100V 点，连续独立测量10次，每次均重新调整零位，得到测量值如下：（单位：V ）其算术平均值为：V X 1=∑==ni xi n x 11=99.432V ≈99.43V单次测量的实验标准差按贝塞尔计算公式：()2111∑=--=ni i x x n S =0.182V则标准不确定度为：u(V X 1) =S ≈0.182V 3.2 标准器准确度引起的不确定度分量u （V X 2 ）标准不确定度分量u(V X 2)主要由标准源准确度引起，采用B 类方法进行评定。
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DT-830型数字万用表 1.4.5 DT-830型数字万用表
1.简述 简述 2.基本技术性能 基本技术性能 3.使用方法及注意事项 使用方法及注意事项
DT-830型数字万用表 1.4.5 DT-830型数字万用表 1.简述 简述
电压， 档和200档测量 已知： 档测量， 例：用4 ½位sx1842DVM测1.5V电压，分别用 档和 档测量，已知： 位 测 电压 分别用2V档和 2V档固有误差：±0.025%Ux ±1个字， 200V档固有误差：±0.03%Ux ±1个字 档固有误差： 个字， 档固有误差： 档固有误差 个字 档固有误差 个字 问：两种情况下由固有误差引起的测量误差各为多少？ 两种情况下由固有误差引起的测量误差各为多少？ 最大显示为19999，所以 和200v档的±1个字分别代表： 档的± 个字分别代表 个字分别代表： 解：因4 ½位DVM最大显示为 位 最大显示为 ，所以2v和 档的
数字电压表组 成(DVM—Digital Voltmeter)
模拟部分 输入 电路 A-D பைடு நூலகம்换器 数字部分 计数器 显示器 电源
输入
辑电路 控制逻 直流数字电压表的基本方框图
4、测量速率快 、 取决于A/D速度 速度 取决于 按A/D转换器原理 转换器原理 积分式 A/D变换 变换 比较式 按A/D转换器原理 转换器原理 双斜式、 双斜式、多斜式 脉冲调宽式 几到几百次/S 几到几百次 电压反馈型V-F变换式 电压反馈型 变换式 逐次比较式100万次 万次/S 逐次比较式 万次 反馈比较式 余数循环比较式 直接比较式 并联比较式 分级式（流水线式） 分级式（流水线式）
超量程能力
1 3 2
如果使用1V量程，最大显示？有超量程能力？ 如果使用 量程，最大显示？有超量程能力？ 量程 使用2V量程 最大显示？有超量程能力？ 量程， 使用 量程，最大显示？有超量程能力？
举例：被侧电压为13.04V 举例：被侧电压为 如果使用三位DVM有超量程能力？使用100V量程 如果使用三位 有超量程能力？使用 量程 有超量程能力 降低测量的精度以及分辨力 如果使用三位半DVM有超量程能力？ 如果使用三位半 有超量程能力？ 有超量程能力 没有降低测量的精度以及分辨力
2 d2 = ± = ±0.0001V 19999
γ2 =
d 200
200 =± = ±0.01V 19999
∆U 2 ±0.025%U ± 0.0001 = = ±0.032% U 1.5
∆U 200 ±0.03%U ± 0.01 = = ±0.03% ± 0.67% = 0.70% U 1.5
γ 200 =
准确度（误差） 分辨力≠ 准确度（误差） 需要指出，分辨力与准确度属于两个不同的概念。 需要指出，分辨力与准确度属于两个不同的概念。前者表征 仪表的“灵敏性” 即对微小电压的“识别”能力； 仪表的“灵敏性”，即对微小电压的“识别”能力；后者反映测 量的“准确性” 即测量结果与真值的一致程度。 量的“准确性”，即测量结果与真值的一致程度。二者无必然 的联系，因此不能混为一谈，更不得将分辨力（或分辨率） 的联系，因此不能混为一谈，更不得将分辨力（或分辨率） 误以为是类似于准确度的一项指标。 误以为是类似于准确度的一项指标。实际上分辨力仅与仪表 显示位数有关，而准确度则取决于A/D 转换器等的总误差。 转换器等的总误差。 显示位数有关，而准确度则取决于 从测量角度看，分辨力是“ 指标（与测量误差无关）， ），准 从测量角度看，分辨力是“虚”指标（与测量误差无关），准 确度才是“ 指标（代表测量误差的大小）。 确度才是“实”指标（代表测量误差的大小）。 因此，任意增加显示位数来提高仪表分辨力的方案是不可取的。 因此，任意增加显示位数来提高仪表分辨力的方案是不可取的。 例选用分辨率为24位的 位的A/D，并不能保证实现 位的准确度。 位的准确度。 例选用分辨率为 位的 ，并不能保证实现24位的准确度 在设计上通常，分辨力应高于准确度， 在设计上通常，分辨力应高于准确度，保证分辨力不会制约 可获得的准确度，以保证从读数中检测出小的变化量。 可获得的准确度，以保证从读数中检测出小的变化量。
1.4.3 数字式万用表 2.指针式万用表和数字式万用表的使用 指针式万用表和数字式万用表的使用 不同之处
在测量过程中， 在测量过程中，指针式万用表的量程需 在测量前由测量者预先选定， 在测量前由测量者预先选定，而数字式万用表 的量程则能自动转换。 的量程则能自动转换。同时数字式万用表在测 量参数值超量程时能自动溢出，指针式万用表 量参数值超量程时能自动溢出， 则会出现打表头现象。因此， 则会出现打表头现象。因此，当被测量参数值 在测量前无法估计时， 在测量前无法估计时，一般选用数字式万用表 较为方便。 较为方便。
5、输入阻抗高 、 6、集成度高 、 7、测试功能齐全 、 8、保护功能齐全 、 9、功耗低、抗干扰能力强 、功耗低、
二、数字式万用表的使用方法
测量直流电压 将电源开关拨到"ON ", 量程开关拨到 DC " 量程开关拨到" 将电源开关拨到 测量交流电压 将电源开关拨到"ON ", 量程开关拨到 量程开关拨到"ACV " 将电源开关拨到 测量直流电流 将电源开关拨到"ON ", 量程开关拨到 量程开关拨到"DCA " 将电源开关拨到 测量交流电流 将电源开关拨到"ON", 量程开关拨到 量程开关拨到"ACA " 将电源开关拨到
(1) 零位调整 (2) 直流电压的测量 (3) 交流电压的测量 (4) 直流电流的测量 (5) 直流电阻的测量
MFl0型万用电表使用说明 1.4.4 MFl0型万用电表使用说明 4.注意事项 注意事项
(1) 仪表在测试时，不能旋转开关旋钮， 仪表在测试时，不能旋转开关旋钮， 特别是高电压和大 电流时，严禁带电转换量程。 电流时，严禁带电转换量程。 (2) 当被测之量不能确定其大约数值时， 当被测之量不能确定其大约数值时， 应将量限转换开关 旋到最大量限的位置上， 旋到最大量限的位置上，然后再选 择适应的量程， 择适应的量程，使指 针得到最大偏转， 针得到最大偏转， (3) 测量直流电流时，仪表应与被测电路 测量直流电流时， 串联， 串联，禁止将仪表 直接跨接在被测电路的电压两端， 直接跨接在被测电路的电压两端，以 防止仪表过负荷而 损坏。 损坏。
1.4.3 数字式万用表 1.数字式万用表的使用方法 数字式万用表的使用方法
电阻值的测量 打开电源开关，量程开关拨至n范围内 打开电源开关，量程开关拨至 范围内 的合适量程位置 二极管压降的测量 打开电源开关， 打开电源开关，量程开关拨至二极管挡 三极管的测量 根据被测三极管的类型， 根据被测三极管的类型，将开关拨至 PNP'或NPN挡 或 挡
被测电压： 被测电压：“10.001V”。 。 当满量程为10V的四位表，其输入电压从9.999V变至 的四位表 其输入电压从 当满量程为 变至 10.001V时，若无超量程能力，计数器溢出，量程自动 时 若无超量程能力，计数器溢出， 切换到100V，得到“10.00V”的显示，丢失了 的显示， 切换到 ，得到“ 的显示 丢失了0.001V 的信息； 的信息； 当量程为10V的四位半表，则不会降低精度和分辨 的四位半表， 当量程为 的四位半表 量程仍为10V，显示为“10.001V”。 力，量程仍为 ，显示为“ 。
1.3 1.3.1 数字式万用表(DVM—Digital Voltmeter)
一、功能和特点
1、数字显示、直观准确 、数字显示、 2、准确度高 、 3、分辨率高 、 可现实的最小数/可现实的最大数 可现实的最小数 可现实的最大数 分辨力：在最低电压量程上末位 个字所代表的电压值 个字所代表的电压值， 分辨力：在最低电压量程上末位1个字所代表的电压值， 它反映仪表灵敏度的高低。分辨力随显示位数的增加而提高。 它反映仪表灵敏度的高低。分辨力随显示位数的增加而提高。 分辨力、分辨率、准确度、 分辨力、分辨率、准确度、灵敏度
DVM的位数 的位数
1 3 2
最大能显示： 最大能显示：±1999（最高位只能显示 （最高位只能显示0/1） 例如， 例如，1999≈2000， ， 2999 ≈40000， ， 3999 ≈500000， ， 3 1/2 三位半 3 2/3 3 3/4
位和基本量程结合 能说明DVM有无超量程能力 结合， ½位和基本量程结合，能说明 有无超量程能力
结论： 不同量程 不同量程“ 个字” 结论：1.不同量程“±1个字”误差对测结果不一样，测量 个字 误差对测结果不一样， 时应尽量选择合适的量程。同模拟电压表结论一致。 时应尽量选择合适的量程。同模拟电压表结论一致。 2.虽然 虽然DVM有4 ½位分辨力，但不正确使用，则达不到应 位分辨力， 虽然 有 位分辨力 但不正确使用， 有的准确度。故分辨力高不等于准确度高。 有的准确度。故分辨力高不等于准确度高。
3.测量误差 测量误差 固有误差用 表示， 数字电压表的固有误差 绝对误差∆表示 其表示方式有多种： 数字电压表的固有误差用绝对误差 表示，其表示方式有多种： ΔU=±(a％Ux十b％Um) ΔU=±(a％ (a％ =± (a％Ux十n字)
读数误差 决 定 转 换系 数、非线性 满度误差 决定量化误差、 决定量化误差、 内部噪声
任一读数下的相对误差为
∆U Um （5.40） ） γ= = ± a % + b % Ux Ux 由此式可见， 随读数Ux减小而增加 故在测量小电压时， 由此式可见， 随读数 减小而增加，故在测量小电压时，宜 γ 减小而增加， 换用较小的量程档，以提高测量精度。 换用较小的量程档，以提高测量精度。此结果与模拟电压表是 一致的。 一致的。
例如， 、 位 的最高分辨力分别为100µV、 例如，3½、4½位、8½位DVM的最高分辨力分别为 位 的最高分辨力分别为 、 10µV、1nV。 、 。