数字式电度表

一、数字式万用表的测量线路及特点，芯片

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。如图2所示，U 0为电

压表头的量程(为200mV)，r 为其内阻(如10m Ω)，1r 、2r 为分压电阻，U 10为扩展后的量程。

图2分压电路原理

图3多量程分压器原理

由于r 1>>r 2，所以分压比为

2

1200r r r U U i += 扩展后的量程为

02

210U r r r U i += 多量程分压器原理电路见图3，5档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2000V 、200V 、20V 、2V 和200mV 。

采用图3的分压电路虽然可以扩展电压表的量程，但在小量程档明显降低了电压表的输入阻抗，这在

实际使用中是所不希望的。所以，实际数字万用表的直流电压档电路为图4所示，它能在不降低输入阻抗的情况下，达到同样的分压效果。

图4实用分压器电路

2.直流电流测量电路

测量电流的原理是：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5，由于r<

图5电流测量原理

图6多量程分流器电路

若数字表头的电压量程为U 0，欲使电流档量程为I 0，则该档的取样电阻(也称分流电阻)为

00U R I =

如U 0=200mV ，则I 0=200mA 档的分流电阻为1R =Ω。

多量程分流器原理电路见图6。图6中的分流器在实际使用中有一个缺点，就是当换档开关接触不良

时，被测电路的电压可能使数字表头过载，所以，实际数字万用表的直流电流档电路为图7所示。 图7中各档分流电阻的阻值是这样计算的：先计算最大电流档的分流电阻R 5

)(1.02

2.050Ω===

m s I U R 再计算下一档的R 4 )(9.01.02

.02.05404Ω=-=-=

R I U R m 依次可计算出R 5、R 2和R 1。

图7实用分流器电路

3.交流电压、电流测量电路

数字万用表中交流电压，电流测量电路是在直流电压、电流测量电路的基础上，在分压器或分流器之后加入了一级交流-直流(AC-DC)变换器，图8为其原理简图。

图8 AC-DC 变换器原理简图

该AC-DC 变换器主要由集成运算放大器、整流二极管、RC 滤波器等组成，还包含一个能调整输出电压高低的电位器，用来对交流电压档进行校准之用。调整该电位器可使数字表头的显示值等于被测交流电压的有效值。

同直流电压档类似，出于对耐压、安全方面的考虑，交流电压最高档的量限通常限定为700V(有效值)。

4.电阻测量电路

数字万用表中的电阻档采用的是比例测量法，其原理电路见图9。

图9电阻测量原理

数字万用表多量程电阻档电路见图10。

图10电阻测量电路

数字式万用表的特点

数字式万用表也称为数字式多用表(DMM),它是一种数字化的新型测量仪表。数字式万用表输入阻抗高、测量项目多、量程范围宽、读数显示准确直观、使用方便、体积小巧、便于携带。

数字式万用表可以测量直流电压(DCV)、交流电压(ACV)、直流电流(DCA)、交流电流(ACA)、电阻(Ω)、二极管正向压降(VF)、晶体三极管共发射极电流放大系数(hFE)以及用蜂鸣器进行电路通断快速检查等。有的数字式万用表还能测量电容量、电感量、频率、温度等电参数。例如,图3.1显示的型号为DT890C+

的数字式万用表,不仅有测量交、直流电压,交、直流电流,电阻,二极管,晶体三极管,进行电路通断快速检查等基本功能,还可以测量电容量、温度以及电导(ns)。

内部芯片

AD芯片7129

二、数字式电度表

机械式三相四线制有功电度表的常用接法，如下图

1、直接接入法

如果负载的功率在电度表允许的范围内，那么就可以采用直接接入法。

2、经互感器接入法

度表测量大电流的三相电路的用电量时，因为线路流过的电流很大，例如300-500A，不可能采用直接接入法，应使用电流互感器进行电流变换，将大的电流变换成小

的电流，即电度表能承受的电流，然后再进行计量。一般来说，电流互感器的二次侧电流都是5A