数字式仪表

一、数字式万用表的组成及原理 （一）数字式万用表的组成 数字式万用表主要由数字式电压基本表、 测量线路、 量程转换 开关三部分组成。 数字式电压基本表是数字式万用表的核心，相当于测量机构。 测量线路的作用是将被测的各种电量和电参量转换为微小的直 流电压，供数字式电压基本表显示数值。 量程转换开关的作用是当置于不同位置时，可接通不同的测量 线路。 （二）DT—830 型数字式万用表的测量原理。
教学课题
4.1、数字式电压基本表 4.2 数字式万用 表 4.3 数字式频率表 1、了解数字式电压基本表的构造及工作原理
教案序号
教学目标
2、了解数字式万用表的构造、工作原理，掌握数字式万用表的使用 方法 3、了解数字式频率表的工作原理，掌握其使用方法
教
学
数字式电压基本表的组成 数字式万用表的正确使用 教 法 讲练法 演示法 教 具
①在“V·Ω ”与“COM”之间标有“MAX750V～，1 000V —”的字样，表示从这两个孔输入的交流电压不得超过 750V(有效
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值)，直流电压不得超过 1 000V。 ②在“mA”与“COM” 之间标有“MAX200 mA” ，在“10 A” 与“COM”之间标有 “MAXl0A” ，分别表示在对应插孔输入的交、 直流电流值不得超过 200mA 和 10A。 (6)电池盒 2．使用方法 (1)直流电压的测量 (3)直流电流的测量 (5)电阻的测量 (7)晶体管 hFE 的测量 (2)交流电压的测量 (4)交流电流的测量 (6)二极管的测量 (8)线路通、断的检查
课后感 重点介绍数字式万用表的正确使用，与前面的模拟式万用表进行比较介绍。
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(8)若将电源开关拨至“ ON”位置，液晶无显示，应检查电池 是否失效，或熔丝管是否烧断。若显示欠压信号“卸” ，需更换新电 池。 (9) 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。 4.3 一、数字式频率表的结构 数字式频率表
数字式频率表的工作程序如图所示，它主要由五大部分组成， 各部分的名称及功能如下： 1． 放大整形电路： 能把各种不同波形和幅值的被测信号转换成 幅值相等、频率与被测信号频率相同的计数脉冲。 2．石英晶体振荡器：可输出标准频率的振荡信号。如产生非常 稳定的 32 768Hz 的振荡信号。 3． 分频器： 将石英晶体振荡器产生的高频信号经分频器分频后， 获得周期为 1s 的时间基准信号，送人控制门电路。 4．控制门：受分频器送来的时间基准信号的控制打开或关闭。 控制门打开时，被测计数脉冲经控制门送人计数显示电路； 控制门关闭，被测计数脉冲无法通过控制门。
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5． 计数显示电路： 将由控制门送来的计数脉冲计数后以数字形 式显示出来。 二、数字式频率表的工作原理 被测信号 fx 经放大整形后成为计数脉冲 CP(如图 a 和 b 所示)， 送到控制门。由石英晶体振荡器产生的振荡信号经分频器分频后输 出时间基准信号 Ta，并打开控制门。 如果控制门打开的时间正好是 1s，则通过控制门送入计数器的 CP 脉冲个数， 就是被测信号的频率。 这就是数字式频率表的基本工 作原理。 显然， 频率表显示的是在 Ta 这段时间内被测频率的平均值。 在数字式频率表中， 控制门每开闭一次， 就完成一个测量过程， 过程结束自动回到零位，接着重复下一个测量过程。 换句话说，控制门每开闭一次，显示器就显示一次被测信号的 频率，而且控制门开闭的时间间隔可以调节。于是，数字式频率表 就会以不同的速度重复闪动，显示出被测信号的频率。 电工测量用的 PPl8 型安装式数字频率表能显示五位数字， 测量 频率范围 1～100kHz，输入幅度为 300mV～15V。 [小结]：1、数字万用表的主要技术指标； 2、数字式万用表的组成及原理。 [作业]：练习册 4.1 4.2 4.3
数字式仪表的种类繁多、 功能各异。 本章主要介绍电工测量中 常用的数字式电压基本表、数字式万用表和数字式频率表。 数字式电压基本表是数字式仪表的核心， 一、数字式电压基本表的结构 1、数字式电压基本表的任务 用模—数转换器把被测的电压模拟量转换成数字量并送入计数 器， 通过译码器变换成笔段码， 最后驱动显示器显示出相应的数值。 2、 一般数字式电压基本表的结构， 它主要包括模拟和数字两大
重难点 课 型
新授
[复习]：1、模拟式万用表的组成及工作原理； 2、MF500 模拟式万用表的使用方法。 [导入]：所谓数字式仪表，就是利用模拟一数字(A/D)转换器，将被 测的连续量(模拟量 )自动地转换成离散量(数字量)，以后再进行测 量，并将测量结果以数字形式进行显示的电工测量仪表。 [新授]： 4.1 第 4 章 数字式仪表 数字式电压基本表
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部分。 模拟部分包括： (1)输入电路 (2)模—数转换器 (3)基准电压源
数字部分包括： (1)逻辑控制器 它是仪表的中枢，用以控制模-数转换的顺序，
保证测量的正常进行。 (2)计数器 式进行计数。 (3)译码驱动器 (4)数字显示器 将二进制数变换成笔段码，送人数字显示器。 显示测量结果。 将由模一数转换器转换来的数字量以二进制的形
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1．直流电压测量电路 (1)直流电压量程的扩大 利用分压电阻来扩大电压量程的。 (2)直流电压测量电路 利用分压电阻 R7～R12 可以把量程为 200mV 的电压基本表扩 展成具有五个量程的直流电压测量电路。 2．直流电流测量电路 3．交流电压测量电路 4．交流电流测量电路 将分压电阻改换成分流电阻，就构成了五量程(200μ A、2mA、 20mA、200mA、10A)的数字式交流电流表，其原理不再赘述。 5．电阻测量电路 (1)数字式欧姆表的原理 数字式万用表一般采用比例法测量电阻，不仅简化了电路，还 保证了测量准确度。 (2)DT—830 型万用表电阻测量电路 采用比例法测量电阻。 6．晶体三极管 hFE 测量电路 二、数字式万用表的使用方法 1．外形结构 (1)液晶显示器 (3)量程开关 (5)输入插孔 (2)电源开关 (4)hFE 插座 使用注意：
3、CC7106 型 A/D 转换器的主要管脚的功能 三、数码显示器 1、发光二极管式数码显示器 适用于安装式的数字式仪表。 2、液晶显示器 注意：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。 四、数字式电压基本表
(5)时钟脉冲发生器 (6)电源 为数字式电压基本表的各部分提供所需的能源。
二、CC7106 型 A/D 转换器简介 1、 A/D 转换器： 将被测的模拟量转换成数字量的装置称为模一 数转换器。A/D 转换器是数字式电压基本表的核心。 2、CC7106 是目前应用较广的一种 3
1 位 A/D 转换器。 2
数字式仪表的灵敏度用分辨力来表示，它表示在最低量程末位 上的一个字所对应的电压值。
1 例如： 3 位数字式万用表 200mV 挡的最大显示值为 199． 9mV， 2
末位上的数字 1 表示 0． 1mV， 即 100μ V， 因此其分辨力为 100μ V， 比模拟式万用表高 1 000 倍。 4.2 数字式万用表
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由 CC7106 型 A／D 转换器组成的 3
1 位数字电压基本表的典型 2
电路。该表量程 Um=200mV，称为基准挡或基本表。 五、数字式仪表的准确度和灵敏度 数字式仪表的准确度反映测量结果与实际值的一致程度，通常 有两种表示方法。 第一种表示方法 准确度=±(a％rdg + n 个字) 第二种表示方法，即 准确度=±(a％rdg + b％f·s) (8—2) (8—1)

3．使用数字式万用表的注意事项 (1)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。 (2)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。 (3)测量前若无法估计被测量大小，应先用最高量程测量，再视 测量结果选择合适的量程。 (4)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。 (5)当使用数字式万用表电阻挡测量晶体管、电解电容等元器件 时，应注意，红表笔接 “V·Ω ”插孔，带正电；黑表笔接“COM” 插孔，带负电。这点与模拟式万用表正好相反。 (6)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。 (7)严禁在被测电路带电的情况下测量电阻，以免损坏仪表。