电子课件-《电工仪表与测量(第五版)》第四章 数字式万用表和数字式频率表PPT课件

思考与练习
1.数字式万用表由哪几部分组成?各部分的作用是什么? 2.试述数字式万用表测量电流的原理。
直流电压测量电路
2.直流电流测量电路
数字式直流电流表是由数字式电压基本表和分流电阻 并联组成的。
数字式直流电流表结构 由于数字式电压基本表的输入阻抗极高，可视为开 路，对电流的分流作用近似等于零。所以，这里的分 流电阻RA只起到将被测电流 I 转换为输入电压的作用。
［例］ 已知数字式基本表的电压量程为Um＝200mV＝0.2V，若要求 将电流量程扩大为Im＝10A，求分流电阻的值。 解：分流电阻值为
［例］ 如图所示电路，欲将量程为200mV的数 字式电压基本表扩大为量程是2V的直流电 压表，若要求该表输入电阻为10MΩ（即 要求Rsr＝RV1＋RV2＝10MΩ），求分压电 阻的值。
U 0 .2 1 IN 解：先求得分压比 K U 2 10 m
再求得分压电阻 RV2＝KRsr=1MΩ RV1＝Rsr － RV2＝10－1＝9MΩ 分压电阻RV1＝9MΩ，RV2＝ 11MΩ 。 数字式电压基本表 示例电路
二、数字式万用表的使用
DT－830B型数字式万用表面板图
1.测量直流电压
测量电阻两端电压
测量电池电动势
2.测量交流电压
测量交流电压
3.测量直流电流
测量交流电流
4.测量电阻
测量电阻
5.测量二极管
测量二极管的正向电阻
测量二极管的反向电阻
6.测量三极管
测量三极管
使用万用表的注意事项： 使用数字式万用表之前，应仔细阅读使用说明书，熟 悉面板结构及各旋钮、插孔的作用，以免使用中发生 差错。 测量前，应校对量程开关位置及两表笔所插的插孔， 无误后再进行测量。 测量前若无法估计被测量大小，应先用最高量程挡测 量，再视测量结果选择合适的量程挡。 严禁测量高压或大电流时拨动量程开关，以防止产生 电弧，烧毁开关触点。
液晶显示器
液晶显示器的外形图
液晶显示器的内部接线图
液晶显示器必须用交流(频率在30~200Hz的方波) 电压驱动。若采用直流驱动或用直流成分较大的交 流驱动，将会使液晶材料发生电解，出现气泡而变 质。
四、数字式电压基本表
1 3 位数字式电压表的典型电路图 2
思考与练习
1.何谓数字式仪表?数字式仪表的核心是什么?
由于数字式万用表的频率特性较差，故只能测量45～500Hz 范围内的正弦波电量的有效值。 严禁在被测电路带电的情况下测量电阻，以免损坏仪表。 若将电源开关拨至“ON”位置，液晶显示器无显示，应检 查电池是否失效，或熔丝管是否烧断。若显示欠压信号 “←”，需更换新电池。 为延长电池使用寿命，每次使用完毕应将电源开关拨至 “OFF”位置。长期不用的仪表，要取出电池，防止因电池 内电解液漏出而腐蚀表内元器件。
特点：工作时所需要的驱动电压低（3～10V），工作 电流小（μA级），可以直接用CMOS集成电路驱动。因 此被广泛应用于数字式仪表、电子表和计算器中。 液晶显示器属于无源显示器件。它本身不发光，只能 反射外界光线。液晶显示器必须用交流(频率在30～ 200Hz之间的方波)电压驱动。若采用直流驱动或用直流 成分较大的交流驱动，将会使液晶材料发生电解，出现 气泡而变质。
2.数字式电压基本表的基本结构由几部分组成?
3.A/D转换器的作用是什么? 4.液晶显示器是如何发光的?它为什么不能用直流电压 驱动?
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§4-2
数字式万用表
1.了解数字式万用表的组成。 2.熟悉数字式万用表直流电压测量电路的工作 原理。 3.熟悉数字式万用表直流电流测量电路、交流 电压测量电路、电阻测量电路 以及晶体三极管hFE测量电路的工作原理。 4.掌握数字式万用表的使用方法。
U 0 .2 m R 0 .02Ω A Im 10
3.交流电压测量电路
在数字式万用表中，为提高测量交流信号的灵敏度和准 确度，一般采用先将被测交流电压降压后，经线性AC（交 流）／DC（直流）转换器变换成微小直流电压，再送入电 压基本表中进行显示的方法。
AC/DC转换器
交流电压测量电路
4.电阻测量电路
比例法测电阻的原理
电阻测量电路
5.晶体三极管hFE测量电路
PNP型晶体管测量电路
NPN型晶体管测量电路
对于上述晶体三极管hFE测量电路，由于测量电源提供
的测试电压低，故仅适用于测量小功率晶体管。另外， 该测量电路尽管理论上可测得hFE＝1 999，但hFE值过大会 影响基准电压源的稳定性，故规定被测管的hFE值不宜超 过1 000，最好在500以下。
第一节
第二节
第三节
§4-1
数字式电压基本表
1 .熟悉数字式电压基本表的组成及各部分的 作用。 2.了解CC7106型A/D转换器的作用和组成。 3.了解数码显示器的分类和用途。
一、数字式电压基本表的组成
模拟部分
数 字 部 分
数字式电压基本表的结构方框图
模拟部分
输入电路 A/D转换器 基准电压源
源自文库
一、数字式万用表的组成及工作原理
数字式直流电压表原理
1.直流电压测量电路
数字式万用表直流电压测量电路是利用分压电阻来 扩大电压量程的。 在计算分压电阻时，应遵照下列原则： 由于数字式电压基本表的输入电阻极大，故可认为 输入端开路。 由于数字式电压基本表的最大显示值是1999，因此， 量程扩大后的满量程显示值也只能是1999，仅仅是 单位和小数点的位置不同而已。
电源 逻辑控制器 计数器 译码驱动器 数字显示器 时钟脉冲发生器
数字部分
二、CC7106型A/D转换器简介
为了对模拟量（如电压）进行数字化测量，必须将被 测的模拟量转换成数字量，把完成这种转换的装置称为
模－数转换器，即A／D转换器。A／D转换器是数字式电
压基本表的核心。
CC7106型A/D转换器管脚排列图
三、数码显示器
数字式仪表所用的显示器一般采用发光二极管式（LED） 显示器和液晶（LCD）显示器。 LED数码显示器是用七个条状的发光二极管组成。特点 是发光亮度高，但驱动电流较大（约5～10mA），功耗大。 适用于安装式的数字式仪表。
1.发光二极管式数码显示器
LED显示器笔段
2.液晶显示器