第一章 DT830B 数字式万用表的工作原理
第一节 概述
一、电子工艺实习电路选择
电子工艺实习所用电路应选择具有代表性的模数结合的电路，让学生根据所掌握的基础知识展开设计、焊节和调试。可以用作电子工艺实习的电路多种多样，如调频收音机、小型黑白电视机、数字式万用表、数字式频率计等，都可以作为实习电路供学生训练。本讲义选择数字显示式万用表电路，作为典型电路推荐给学生，供学生在工艺实习中参考。
二、数字万用表和数字电压表的特点
数字式万用表是在数字式电压表的基础上加上扩展电路而得，采用数宇化测量技术，把连续的模拟量（直流输入电压）转换成离散的数字形式并加以显示的仪表。在讲解数字式万用表之前，应首先介绍数字式电压表。
数字电压表具有下述特点： ⑴显示清晰直观，读数准确
数字电压表则采用先进的数显技术，使显示结果一目了然，只要仪表不发生跳数现象，测量结果就是唯一的，不仅保证了读数的客观性与准确性，还符合人们的读数习惯，能缩短读数和记录的时间。
⑵准确度高
数字电压表准确度的表达方式为
准确度=n RDG a % (1.1.1)
式中RDG 为读数值(即显示值),代表A/D 转换器和功能转换器（例如分压器、有效值转换器）的综合误差，n 是量化误差反映在末位数字上的变化量。
根据准确度的高低可将数字电压表分成若干等级。其中直流数字电压表共分11个等级：0.0005、0.001、0.002、0.005、0.01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0。
以0.001级为例，它表示当被测电压V IN =满量程电压V M 时，仪表的相对误差小于0.001%，余者类推。 ⑶分辨率高
分辨率是指所能显示的最小数字与最大数字之比。通常用百分数表示。例如，2
13位数字电压表的分辨
率为1/1999，约等于0.05%。用同样的方法可计算出，214位和2
15位数字电压表的分辨率依次为0.005%
和0.0005%。
需要指出，分辨力和准确度属于两个不同的概念。前者反映仪表的“灵敏性”，即对微小电压的识别能力；后者反映电压测量的“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。
⑷测量范围宽
多量程数字电压表通常可测0~1000V 的直流电压，配上高压探头还可测量几千伏乃至上万伏的高压。 ⑸扩展能力强
在数字电压表的基础上，还可以扩展成各种通用及专用数宇仪表。仅以电压测量类仪表为例，就可划分成直流数字电压表，交流数字电压表、峰值数字电压表、有效值数字电压表、数字电平表、逻辑电平测试仪等等。数字式万用表就是其中最具代表性的一个。正因为如此，所以它具备数字式电压表的所有特点。
三、数字电压表的显示位数
显示位数通常为212位~218位。其中常用的有213位、323位、433位、2
14位等等。数字仪表
显示位数的定义有两条含义：其一是整数部分，代表能显示0~9中所有数字的位数。其二是分数部分，分数
部分的分母代表满量程时最高位能显示的数字的个数，分子代表最高位可显示的最大数字。根据定义，2
1
3位数字仪表应有3+1=4个数据位，其中低三位可以显示0~9，最高位只能显示两个数字（0和1），而且这两个数字中最大的数字是“1”。所以它的最大显示值应为±1999。其余以此类推。3
23位仪表的最高位只能显
示0、1、2共三个数字，且最大数字是2。故最大显示值为±2999，在同样情况下，它要比2
13位数字电压
表的量程高50%，后者仅为±1999。
433位仪表的最高位可显示从0、1、2、3共4个数字，因此最大显示值为±3999，其量程比2
13位仪
表高一倍。使用433位交流数字电压表进行测量有许多优越之处，例如，普通2
13位交流数字电压表的次
高交流电压挡满量程为199.0V ，分辨率为0.1V ，若要测量220V 或380V 工频电压，必须选择最高交流电压档（通常为750V 档），分辨率为1V 。而4
33位交流数字电压表的次高交流电压挡满量程为399.9V ，分辨率
为0.1V ，最适宜测量工频电源电压，既不欠量程，也不超量程，而分辨力则可提高10倍，达到0.1V 。
第二节 2
1
3位数字万用表的工作原理
213位数字万用表的核心是2
13位A/D 转换器，常用的芯片是ICL7106、TSC7106、ICL7107和ICL7137
等型号。ICL7106和TSC7106的工作原理完全相同，可以互相代换。ICL7137是ICL7107的改进型，他们的
工作原理与ICL7106大同小异。
ICL7106和ICL7107的区别主要在于前者是针对液晶显示屏设计的，可以很方便的用7段数码液晶屏（LCD ）作为显示器，电源电压范围为+7V~+15V ，单电源供电。后者则适合于用共阳极7段数码发光二极管（LED ）作为显示器，用±5V 双电源供电。本节仅介绍DT830B 数字万用表中所用芯片ICL7106的工作原理。
一、ICL7106的工作原理和典型应用
1 ICL7106的性能特点和技术指标
（1）采用单电源供电，额定工作电压为+7V~+15V ，可使用9V 叠层电池，有助于仪表的小型化。 （2）内部有异或门输出电路（又称相位驱动器），能直接驱动4位7段数码液晶屏（LCD ）。
（3）低功耗。芯片本身消耗的电流仅1.8mA 。功耗约16mW ，一节9V 叠层电池可连续工作200小时，在正常情况下可间断使用半年左右。
（4）输入阻抗极高，典型值为1010Ω，对输入信号无衰减作用。
（5）外围电路简单，整机组装方便。它不需外加有源器件，只要配上几只电阻电容和LCD 显示屏，就能构成一块直流数字电压表。如果再增加一些辅助电路和转换开关，便可构成数字万用表。
（6）内设时钟电路，可构成低成本的阻容振荡器，或选用频率稳定度很高的石英晶体振荡器，亦可接入外时钟信号。
（7）能通过内部的模拟开关实现自动调零，能自动判定被测电压的极性。:利用外部异或门(或者异或非门)电路，可显示超量程符号和小数点。
（8）在芯片内部的V+（1脚）与COM 端（32脚）之间，有一个稳定性好、带负载能力较强的基准电源，典型值为2.8V 。利用电阻分压器可获得所需要的参考电压V REF ，以保证A/D 转换的准确度。转换准确度可达±0.05%±1个宇。
（9）可以很方便地对芯片进行功能检查，判断其质量好坏。
（10）抗干扰能力强，噪声、失调温漂和增益温漂均很低，可靠性好，使用寿命长。 （11）A/D 转换速率较低，额定范围是0.1~15次/秒，（通常选2~5次/秒已能满足常规电工电子测量的需要）。
（12）工作温度范围是0~70℃，但受液晶显示屏的限制，环境温度不宜超过40℃，相对湿度应小于80%。
ICL7106的主要技术指标见表1.2.1。测试条件为：环境温度T A=25℃，时钟频率f o=45kHz，电源电压V+=9V。表中的V M代表满量程(FS)电压。
表1.2.1 ICL7106的主要技木指标
2
ICL7106大多采用双列直插式塑料封装或陶瓷封装，共40个引脚（简称DIP-40），外形尺寸是52×15.24×7(mm)。引脚排列和引脚名称如图1.2.1所示。各引脚的功能如下：
V+、V－——分别接电源的正、负端。
COM——模拟信号的公共端，简称“模拟地”，使用时该端与输入信号的负端、参考电压的负端短接。
TEST——测试端。该端经内部500Ω电阻接至内部数字电路的公共端（见图1.2.12）。此端主要功能是作“测试指示”，将它与V+短接后，LCD显示器的全部笔段点亮，显示值应为1888(全亮笔段)，以此来检查显示器有无笔段残缺现象。
a
b b
c c
d
e
f g g
(a)(b)
dp
图1.2.1 ICL7106的引脚排列和引脚名称图1.2.2 LCD和LED显示器笔端排列a1~g1、a2~g2、a3~g3——分别为个位、十位、百位的笔段驱动端，依次接至个位、十位、百位液晶显示屏的相应笔段电极。7段液晶显示屏（LCD）和7段数码管（LED）的笔段排列参见图1.2.2 (a)，其中dp表示小数点。
bc4——千位(即最高位，亦称片位)笔段驱动端，接千位液晶显示器的b、c两个笔段电极，参见图1.2.2(b)。液晶显示屏上的b、c两个笔段在内部是连通的。当计数值大于1999时，显示器发生溢出，仅千位显示“1”，其余位均消隐，以此表示仪表过载。
POL——负极性指示的驱动端，接图1.2.2(b)中的g段，当POL端输出的方波与背电极方波反相时显示负号。
BP——液晶显示屏背面公共电极的驱动端，简称“背电极”。
OSCl~OSC3——时钟振荡器的引出端，通常外接阻容元件构成两级反相式阻容振荡器。
Vref+——参考电压的正端。利用内部基准电压源可获得所需要的参考电压。亦可根据设计要求接入外部能隙基准电压源，以提高参考电压的稳定性。
Vref －——参考电压的负端。
Cref+、Cref －——外接基准电容端。
IN+、IN －——模拟电压输入端，分别接被测电压的正端和负端。
Caz ——外接自动调零电容Caz 端，该端在芯片内部接至积分器和比较器的反向输入端（见图1.2.6）。 BUF ——缓冲放大器的输出端，接积分电阻R INT 。 INT ——积分器输出端，接积分电容C INT 。
需要说明，ICL7106的数字地（GND ）并未引出，但可将测试端（TEST ）视为数字地。
3 ICL7106的工作原理
ICL7106内部包括模拟电路和数字电路两大部分,内部电路原理框图如图1.2.3所示。由图可见，模拟电路与数字电路是互相联系的，一方面由控制逻辑单元产生控制信号，按照规定的时序将各组模拟开关接通或断开，保证A/D 转换正常进行：另一方面模拟电路中的比较器输出信号又控制着数宇电路的工作状态和显示结果。下面分别介绍各部分的工作原理。
图1.2.3 ICL7106的内部电路原理框图
（1）模拟电路
ICL7106的模拟电路主要包括内部基准电压源（图1.2.3中未画出）、RC 滤波器、模拟开关、缓冲器、控制逻辑电路和积分器、比较器，他们共同构成ICL7106的核心部分——双积分式A/D 转换器。这种转换器的转换准确度高，抗干扰能力强，线路简单，成本低廉，适宜作低速A/D 转换器。
○
1基准电压源
Dz
COM(32)
6.2V
图1.2.4 7106内部的基准电压源
ICL7106的内部基准电压源见图1.2.4，最重要的技术指标是电压温度系数αT ，它表示由于环境温度变化而引起的输出电压的漂移量，简称温漂，其单位一般用ppm/t 来表示（lppm=l0-6）。ICL7106内部采用简易基准电压源，由稳压二极管D Z 、硅二极管D 、缓冲器A 、NMOS 管、1mA 恒流源、恒流源I 、电阻R 1和R 2组成。电压温度系数αT =80ppm/℃，电压调整率为0.001%/V 。
当接在V+和V-之间的电源电压E ≥7V 时，D Z 被反向击穿，其稳定电压U Z =6.2V 。U Z 经过D 、R 1和R 2
分压后，得到基准电压源Eo=2.8V(典型值)。硅二极管D 正向压降U D 的温度系数为负值，平均等于-2.lmV/℃，而电阻R 1、R 2上的电压具有正温度系数，因此二者互相抵消，可使温漂显著降低。
为提高COM 端带负载的能力，Eo 与COM 输出端之间还加入了一级缓冲器A 和一只NMOS 管，1mA 恒流源是为NMOS 管提供偏置电流的电流源。这样一来，COM 端电位比V-端电位要高4~6.4V 。该电压与电池电压E 有关，当(V+)-(V-)>9V 时，Eo=2.8V ，COM 端电位比V+低2.8V 。当(V+)-(V-)降至7V 以下时，D Z 不能被反向击穿，也就无法进入稳压状态，使基准电压源的性能变坏，芯片不能正常工作。Eo 的允许范围是2.8±0.4V ，即2.4~3.2V 。其输出阻抗约为35Ω。利用2.8V 基准电压源Eo 不仅能向芯片提供参考电压V REF ，还为设计数字多用表的电阻档、二极管档、h FE 档提供了便利条件。
在对温度漂移要求不高的情况下，可利用电阻分压器直接从Eo 中获取V REF ，电路如图1.2.5(a)所示。分压器由固定电R 和精密多圈电位器RP 组成，通过RP 可以精细地调整参考电压值，DT830B 中的参考电压VREF 就是这样得到的。。通常，当环境温度变化2~8℃时，这种电路的温漂误差大约为±1个字。
设计精密测量仪表时，建议参照图1.2.5(b)所示电路，采用外部基准电压源。图1.2.5 (b)中选用ICL8069基准电压源，能提供1.2V 高稳定度电压，其电压温度系数可低至l0ppm/℃，温度漂移可忽略不计。
设计电路时通常将COM 端与IN-端短接，否则二者之间会产生一个共模电压，导致电位不等，者一点一定要注意。
R
(a) (b)
图1.2.5 获取参考电压的两种方法
图1.2.6 ICL7106双积分式A/D 转换器中的模拟开关和双积分电路
○
2模拟开关 ICL7106内部有四组模拟开关。S AZ （共4只）是自动调零开关；S AZ&DE （共一只）是自动调零和反向积分时将积分器的同相输入端接到COM 端的开关；S INT （共2只）为正向积分开关；S DE +（共2只）和S DE -（共2只）是反向积分开关。由控制逻辑适时发出控制信号，接通相应的模拟开关，保证A/D 转换正常进行。各开关的连接见图1.2.6。
○
3双积分式A/D 转换器 ICL7106的双积分式A/D 转换器如图1.2.6所示，主要由基准电压源（见图1.2.4）、缓冲器、积分器、比较器和模拟开关组成。积分器是A/D 转换器的心脏，在一个测量周期内，积分器首先对输入信号进行正向积分，然后对基准电压反向积分。比较器将积分器的输出信号与零电平进行比较，比较的结果就作为数字电路的控制信号。信号输人电路与积分器之间通过缓冲器进行隔离。
A/D 转换器的每个测量周期划分成三个阶段 自动调零（AZ ）、正向积分（INT ）和反向积分（DE ）。 第一阶段，自动调零AZ （Auto-Zero ）：
在此阶段S AZ 和S AZ&DE 闭合，S INT 、S DE 断开，形成图1.2.7所示电路，完成下述工作：
图1.2.7 ICL7106的自动调零等效电路
a 、将IN+、IN-外部引线断开，同时把缓冲器的同相输入端与模拟地（COM ）短接，使芯片内部的输入电压VIN=0V ；
b 、把积分器A 2反相输入端与比较器A 3的输出端短接，此时反映到比较器输出端的总失调电压对自动调零电容C AZ 充电，以补偿缓冲器、积分器和比较器本身的失调电压，可保证输入失调电压小于10μV （即零点误差不超过0.1个宇），仅受系统噪声电压的限制；
c 、参考电压V REF 向基准电容C REF 充电，使C REF 上的电压被充到V REF ，为反向积分作好准备。 第二阶段，正向积分（亦称采样或信号积分）INT （Integral ）：
图1.2.8 ICL7106的正向积分等效电路
此时S INT 闭合,S AZ 、S AZ&DE 和S DE 断开，切断自动词零电路，IN+、IN-端分别被接通，形成图1.2.8所示电路。积分器与比较器开始工作。被测电压V IN 从IN+端输入，经缓冲器和积分电阻送至积分器，积分器在固定时间T l 内，以-1/(R INT C INT )的斜率对V IN 进行定时积分。在控制逻辑电路中合理的选择计数脉冲f CP （周期为T CP ）的分频比，使T 1=1000T CP 。当计数器计满1000个脉冲数时，积分器的输出电压为
IN INT
INT T IN INT
INT o V C R KT dt V C R K V ?-
=-=
?
1
1
(1.2.1)
式中：T l ——采样（正向积分）时间。
K ——缓冲放大器的电压放大倍数。
在正向积分结束时，被测电压的极性即被判定。
第三阶段，反向积分，亦称解积分DE （Decompose Integral ）：
在此阶段，S AZ 、S INT 断开、S AZ&DE 闭合，同时在控制逻辑对V IN 的极性进行判断之后，接通与极性相应的模拟开关S DE +或S DE -，将C REF 上已充好的参考电压按照相反的极性来代替V IN ，进行反向积分，斜率变成1/(R INT C INT )。ICL7106的反向积分等效电路如图1.2.9所示。
图1.2.9 ICL7106的反向积分等效电路
经过时间T 2，积分器的输出又回到零电平，参见图1.2.10。该图分别绘出对负极性输入电压（V IN <0）和正极性输出电压（V IN >0）的积分波形。
Vo
VIN=0
VIN=1
t
AZ
AZ INT
INT DE
DE
图1.2.10 双积分输出电压波形
当反向积分结束时，有关系式
02
00
2
=-
=-
?
REF INT
INT T REF INT
INT o V C R KT V dt V C R K V (1.2.2)
将式(1.2.1)代入式(1.2.2)整理后得到
12T V V T REF
IN
?=
(1.2.3) 假定在T 2时间内计数值（即仪表的显示值，不考虑小数点）为N ，则T 2=NT CP 。代人式(1.2.3)可得
REF
IN
CP V V T T N ?=
1 (1.2.4) 分析式(1.2.4)可知，因为T 1、T CP 和V REF 都是固定不变得的，所以显示N 值仅与被测电压V IN 成正比，从而为模拟量——数字量之间的转换准备好了条件。
在测量过程中，ICL7106能自动完成如下循环
下面介绍A/D 转换过程中的时间分配（即定时）。
设时钟频率f CP 为40Hz 。经过4分频得到10kHz 的计数脉冲CP ，其周期为T CP =0.1ms 。以此作为时间基准，每个测量周期T=4000T CP =4000×0.1ms=0.4s ，对应于测量速率MR 为2.5次/s 。由此推出测量速率和时钟频率的关系为
16000
440001
40001o o CP f f T MR =
?==
(1.2.5) 只要知道数字电压表的测量速率（一般在说明书中给出），即可利用式(1.2.5)迅速算出它的时钟频率f o 。 每一个测量周期完成一次测量，测量过程分为三个阶段，时段分配见图 1.2.11。需要说明的是，正向积分时间T 1是固定不变的，出现在每个测量周期的3001~4000T CP 。反向积分时间T 2和自动调零时间T AZ 是可变的，二者出现在0001T CP ~3000T CP ，其中T 2最大时段为0001T CP ~2000T CP 。必须等反向积分时段T 2结束之后才能进行自动调零。
图1.2.11 测量定时示意图
因为T 1/T CP =1000T CP /T CP =1000，选参考电压V REF ==100.0mV ，当V IN 的量纲为mV 时可以由式(1.2.4)得到
IN IN REF IN V V V V N 100
.1001000
1000=== (1.2.6)
当参考电压V REF =100mV 时，显示值等于采样电压幅度（以mV 为单位）的10倍。
N V IN 1.0= (1.2.7)
只要将小数点定在十位后边，便可直读结果。
满量程时T 2最大可容纳2000T CP （反向积分时间段最大为0001~2000T CP ），T 2=2T 1，N=2000，V IN =V M ，由式(1.2.4)可推导出满量程电压V M 与参考电压的关系式
REF M V V 2= (1.2.8)
显然，当V REF =l00.0mV 时，V IN =200mV ；V REF =1.0V 时，V M =2V 。式(1.2.8)对于ICL 系列2
13位A/D
转换器均适用。关系式T 2=2T 1造成了一个“参考电压等于满量程电压的一半”这么一个固定的关系。这是是CL7106本身特性决定的，外界无法改变。
2
13位数字电压表最大显示值为±1999，超量程时将显示过载符号“1”。 为提高双积分式数字仪表抑制工频干扰的能力，所选采样时间（即正向积分时间）T 1应为工频周期的整倍数。利用正向积分阶段对输人电压（含工频干扰）取平均的特点，即可消除外界引入的工频干扰，保证测量的准确度。
我国采用50Hz 交流电网，其周期为20ms ，因此应选
ms n T 201?= (1.2.9)
式中n=1，2，3，…。
例如选T 1等于40ms 、80mS 、100ms 等。n 值越大，对串模干扰的抑制 能力越强，但A/D 转换的时间也越长，会使测量速率降低。
现取时钟频率f o=40kHz，故T1=1000T CP=100ms，恰好是20ms的五倍，能有效抑制50Hz干扰。
欧美国家采用60Hz交流电网，周期是（1/60）s=（l00/6）ms。若选T1=100ms，恰为60Hz市电周期的六倍。因此，选f o=40kHz还能有效地抑制60Hz干扰。选择时钟频率时应避免超出ICL7l06的响应速率，使仪表发生跳数现象。
3位数字电压表并不要求时钟频率严格等于规定考虑到交流电网的频率会有一定的波动，一般情况下21
值，允许有一定偏差，但时钟频率的稳定性应尽量高。
最后将双积分A/D转换器的特点归纳如下：
○1积分元件R INT、C INT不影响转换准确度。
积分时间常数τ=R INT C INT，因式(1.2.4)中不含R INT C INT项，故积分元件即便有一定偏差也不彭响A/D转换的准确度，这意味着能降低对元件质量的要求。
○2时钟频率的漂移不影响转换准确度。
当时钟频率发生漂移时，因为T1和T2是按相同的比例来增加或减小的，所以不会影响测量结果。这表明时钟振荡器并不一定要采用频率稳定度很高、价格很贵的石英晶体振荡器，使用普通阻容元件构成的RC 振荡器已能满足要求，从而降低了成本。当然，假若时钟频率的波动造成在T1、T2这两段时间内的计数频率不相等，仍会影响转换的准确度。
○3抗干扰能力强。
前已述及，双积分A/D转换器能有效抑制工频干扰。此外，它对噪声电压亦有良好的滤波作用。这是因为在正向积分阶段，积分器输出的是输人信号的平均值，只要高频干扰电压的平均值为零，对输出就不产生影响。积分式A/D转换器的共模抑制比可达80~110dB。
图1.2.12 ICL7106的数字电路图1.2.13 ICL7106的时钟振荡器电路
双积分A/D转换器的主要缺点是转换速率低，参考电压的精确度直接影响到转换准确度，另外积分电容的介质损耗也会引入测量误差。尽管如此，它作为一种低速、高准确度、低成本的A/D转换器,在数字仪表及测试系统中仍获得广泛应用。
（2）数字电路
数字电路亦称逻辑电路，ICL7106的数字电路如图1.2.12所示。由图可见，它采用一只齐纳稳压管与一只MOS场效应管来产生内部数字地(GND)的。数字地的电位V GND≈（V+－V-）/2。若以V-为参考电位（0V）并设V+=9V，则V GND≈4.5V。显然GND与COM端的直流电位不相等，因此ICL7106的GND与COM不能
短路，否则芯片无法正常工作。
数字电路主要包括8部分：时钟振荡器、分频器、计数器、锁存器、译码器、异或门相位驱动器、控制逻辑和2
13位LCD 显示器。图1.2.12中的虚线框内表示ICL7106的数字电路，框外是外围电路。
下面分别阐述各单元电路的工作原理。
○
1时钟振荡器 时钟振荡器亦称时钟脉冲发生器。为了降低成本，2
13位数字电压表一般采用两级反相式阻容振荡器，
由ICL7106内部的两个反相器F1、F2以及外部阻容元件R 和C 组成。其输出波形为占空比为50%的方波，电路如图1.2.13所示。
振荡频率与振荡周期的估算公式为
RC
f o 455
.0455
.0=
=
τ
(1.2.10) 式中：τ——时间常数。τ=RC ，单位为s 。
应当指出，按照式(1.2.10)算出的振荡频率要和实际值有一定偏差。主要原因是ICL7106的OSCl 端未接偏置电阻。为了提高振荡频率的准确度与稳定性，可以在OSCl 端串入一只几百千欧的偏置电阻。此外，反相器的转移电压存在一定的差异，V T 不一定恰好等于V+/2，并且阻容元件也存在误差，因此式(1.2.10)和式(1.2.11)均为估算公式。
RC RC f T o o 2.2455
.011≈==
(1.2.11) 表1.2.2可作为选择时钟振荡器阻容元件的典型数值。需要说明的是，选取阻容元件的方案并非是唯一的，只要能满足时间常数的要求，R 、C 值可以适当搭配。但应注意两点：第一，要求R ≥lk Ω，C ≥l0pF ，否则电路不易起振；第二，尽量增大R 值，减小C 值。
表1.2.2 时钟振荡器阻容元件的选择
o 得到f o =37.9kHz,近似取作40kHz 。若选R=56k Ω，C=220pF ，则不难算出f 0=36.9kHz ≈40kHz 。再由式(1.2.5)求出：
测量速率(MR)=40×l03/16000=2.5次/s
ICL7106的时钟振荡电路有三种设计方案：
a.在第38、39、40脚之间接入RC 网络，参见图1.2.13。其特点是外围电路的成本低，但频率稳定度较差。
b.在39和40脚之间外接一只石英晶体（38脚空），即构成晶振电路。频率的稳定度和准确度都很高，但电路的成本较高，适用于精密测量电路。
c.将外部时钟频率f o 直接接入第40脚和37脚之间（37脚接f o 信号的地），38、39脚空，f o 在16kHz~48kHz 之间选取，幅度约为峰峰值5V 左右即可。
○
2分频器 对时钟脉冲进行逐级分频，即可分别获得所需要的计数频率f CP 和液晶显示器背电极方波信号f BP 。分频器由一级4分频、一级2分频和两级10分频组成。整个分频电路完成800分频。2分频器相当于一级触发器，4分频器等效于两级触发器，而10分频器的工作原理同二——十进制计算器，详见计数器说明。
ICL7106的分频器形式如图1.2.14所示。图中“1/4”代表4分频，其余类推。
○
3计数器 在反向积分期间，控制逻辑打开计数器的控制端，让计数器对CP 脉冲进行计数。计数器用四位二进制数来表示十进制数N ，通常采用“8－4－2－l ”BCD 码。其数学表达式为
OSC 图1.2.14 分频器的组成
0123001122332482222x x x x x x x x N +++=+++= (1.2.12)
十进制数与BCD 码的对应关系见表1.2.3。显然，BCD 码符合“逢十进一”的规律。
表1.2.3 十进制数与BCD 码的对应关系
1.2.15所示。时序波形见图1.2.16。计数器由4级T 触发器和门电路组成。T 触发器的特点是若将反相输出端Q 与输入端D 短接，便具有2分频功能。EN 为计数允许控制，高电平有效，CP 为时钟脉冲输入端，靠脉冲的上升沿（前沿）触发。Q 是4个触发器的同相输出端，Q 为反相输出端。C z 为复零端，C z =1（高电平或正脉冲均可）时计数器复零，正常计数时C z =0（低电平）。为提高计数速度，这里采用并行方式，4个触发器可在同一个时钟脉冲的作用下翻转。低位触发器的输出信号并不作为向高位触发器的进位信号，而只是控制高位触发器能否翻转。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
CP Cz Q 1 Q 2 Q 3 Q 4
1 1
1 1 1 0
0 0 0
0 1 1 1 1 0
0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0
0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1
图1.2.15 二——十进制同步计数器逻辑图 图1.2.16 二——十进制同步计数器时序波形
根据二——十进制计数器的真值表可知，对同一个CP 脉冲要实现同步计数时，T 触发器（T 1~T 4）的控制信号T lK ~T 4K 的逻辑表达式应为
??
??
?
?
?+====CP
Q Q Q Q T CP Q Q T CP Q Q T CP T K
K K k )(432142134121 （1.2.13） 由此可总结出计数与进位规律：对于触发器T l ，每输入一个CP 脉冲，T l 就翻转一次，仅当Q 1=1、Q 4=0
时，每输入一个CP 脉冲，T 2才翻转一次。当Q 1=Q 2=1时，每输入一个CP 脉冲，T 3翻转一次，而当Q 1=Q 2=Q 3=1时，或者Q 1=Q 4=1时，在CP 脉冲的作用之下，T 4才能翻转一次。
下面具体分折从0到10的计数过程。
复零信号变为低电平后，Q 4~Q l 的初始状态为0000，称之为原始状态。
第一个CP 脉冲来到时，T 1置1，Q 1=1，1Q =0，计数状态变成0001。由于Q 1=1，4Q =1，这就为下次触发T 2做好了准备。
注意，在第一个CP 脉冲来到之前，由于T l 置0，1Q =1，使FY 1~FY 3至少有一个输入端为高电平，反相与门的输出均为低电平，因此第一个CP 脉冲不能触发T 2~T 4。以FY 1为例，它的中间一个输入端接1Q ，原始状态呈高电平，所以YF 1输出为低电平，再经T 2的CP 端输入反相器（图1.2.15中用小圆圈表示）反相后变成高电平，使得CP 脉冲不起作月，这相当于FY 1在此时被关闭。
第二个CP 脉冲来到时有两个作用：第一，使T 2置1，Q 2=1，2Q =0；第二，将T 1置0，Q 1=0。计数状态为0010。
因为第三个CP 脉冲过后，计数状态为0011，即Q 1=Q 2=1，所以在第四个CP 脉冲来到时，将使得：T 3置1，Q 3=1；T 2置0，Q 2=0；T l 置0，Q l =0。计数状态为0100。
第八个CP 脉冲来到时，T 4翻转，Q 4=1，Q 1=Q 2=Q 3=0。计数状态为l000。
第十个CP 脉冲来到时，因在此之前Q 4=1，故CP 脉冲的上升沿不能触发T 2，Q 2仍为0。又因Q 1=Q 4=1，故CP 脉冲能够触发T 4，将T 4置0，Q 4=0，电路恢复0000原始状态，同时从Q 4端输出一个进位脉冲（下降沿有效）。
如此循环进行，便完成二——十进制计数。 图1.2.15所示逻辑电路只完成一位二——十进制计数。2
13位数字电压表是准四位显示，因此ICL7106
内部有3级二——十进制计数器（整位），而千位（1/2位）只能显示数字1，仅用一个触发器即可。
○
4译码器 译码器的功能是将BCD 码译成7段码，供7段数码管作显示用，译码器通常由门电路组合而成，属于非时序电路。它的4个输入端A 、B 、C 、D 分别接计数器的BCD 码输出端Q 1、Q 2、Q 3、Q 4。译码器输出端是a~g ，其状态则是对A 、B 、C 、D 这四个输入变量(0或1)进行各种组合的结果。
数字电压表所用LCD 显示器大多采用七段结构，共有a 、b 、c 、d 、e 、f 、g 七个笔段，由这些笔段可组成从0～9中的任何数。图1.2.17是笔段字形图，表1.2.4是七段译码器的真值表。图1.2.18和图1.2.19分别示出BCD-7段译码器的逻辑图与波形图。
0 1 2 3 4 5
6 7 8 9
a b c d
e f g
图1.2.17 笔段字形图
表1.2.4 七段译码器真值表
图1.2.18 BCD七段译码器逻辑图图1.2.19 BCD七段译码器波形图○5异或门相位驱动器和LCD显示器
液晶显示器的一个重要特点，就是必须采用交流驱动方式。因为若用直流驱动，会使液晶材料发生电解并产生气泡而变质，大大缩短使用寿命。实验表明，采用交流驱动时液晶的寿命可达5000h以上，而采用直流驱动时的寿命大约只有500h。另外，即使采用交流驱动，驱动电压中的直流分量亦不得超过100mV。当液晶显示器的笔段电极（a~g）与背电极（BP）呈等电位时，液晶无显示（消隐）；当二者存在一定的电位差时，液晶有显示。通常是把两个频率与幅度相同而相位相反、占空比为50%的方波电压，分别加至某个笔段电极与背电极之间，利用二者的电位差来驱动该笔段显示，倘若这两端的方波电压差等于零，该笔段即消隐。方波频率范围是30~200Hz，低于30Hz时会出现闪烁现象；高于200Hz时液晶的频率响应可能跟不上，而且会增大显示器的功耗。由ICL7106构成的数字电压表一般选50或60Hz的方波电压作驱动信号，电压幅度为4~6V，典型值是5V。
驱动电路采用异或门，其特点是当两个输入端A、B的状态相异时（一个是高电平，另一个是低电平），输出端J为高电平，反之J为低电平，异或门的逻辑符号见图1.2.20，真值表见表1.2.5，逻辑表达式为
J+
=
⊕
=(1.2.14)
A
B
A
B
B
A
A
J
B
图1.2.20 异或门的逻辑符号表1.2.5 异或门真值表
异或门交流驱动原理及波形分别如图1.2.21(a)和(b)所示。当异或门输入端A=0时，其输出端J的波形相位与BP端一致，因此笔段电极与背电极的相位相同，笔段两端的相位差为0V，使笔段消隐；当A=1时，J
端波形的相位和BP端相反，即笔段电极与BP端存在电位差，使该笔段显示。显然，异或门的控制端（译码输出端）为高电平时才有效。
(a)异或门交流驱动电路(b)异或门交流驱动波形
图1.2.21 异或门交流驱动原理
七段LCD驱动电路示意图如图1.2.22所示。图中的辉光二极管代表液晶屏的显示笔段，加在a、b、c三个笔段上的驱动方波电压与背电极（公共电极）BP上的方波电压相位相反，使这三个笔端发光，而d、e、f、g上的笔段驱动方波电压与BP端的方波电压属于同相位，都不能发光，故显示出数字“7”。
由图1.2.22可见，只要在异或门的输入端加上译码器的输出信号（高电平或低电平），用来改变驱动器输
3位LCD数宇显示器。出方波的相位，即可显示所需要的数字。ICL7106内部设有异或门电路，可直接驱动21
需要注意，液晶显示器的笔段驱动信号波形应与背电极波形严格对称，并且方波的占空比D=50%，以保证这两端的交流电压平均值接近于0V，避免LCD早期失效。
○6控制逻辑
控制逻辑的主要作用有三个：
a.识别积分器的工作状态，适时地发出控制信号，使几组模拟开关按规定顺序接通或者断开，保证A/D 转换正常工作。
b.判定输入电压的极性并控制LCD的负极性显示。
c.当输入电压超量程时发出溢出信号，使千位数显示“1”，其余数码全部消隐。
图1.2.22 七段LCD驱动电路示意图
○7锁存器
锁存器接在计数器与译码器之间，仅当控制逻辑发出选通信号时，计数器中的A/D转换结果才能送至译码器，因此，每完成一次A/D转换后显示值改变一次。可以避免在计数过程中显示器不断跳数，减轻视觉疲劳，便于观察和纪录。
3数字电压表
4由ICL7106构成的21
由ICL7106构成的2
13数字电压表的典型电路如图1.2.23所示。图中未画出小数点显示的控制电路。下
面逐一介绍各外围元件的作用。
R 1、C 1为时钟振荡器的RC 网络。
R 2、R 30和C 7组成参考电压的滤波电路，用来提高电压表的抗干扰能力。Vr+与Vr-之间的参考电压要精确调节到V REF =100.0mV 。
R 3、C 4构成模拟输入端的阻容式滤波器，以提高仪表的抗干扰能力。因ICL7106的输入阻抗很高，输入电流极小（在25℃时输入漏电流的典型值仅lpA ），故R 3可在100k Ω~1M Ω）之间取值（引人误差最大仅1μV ），C 3=0.01μP 。R 3兼做限流电阻。
C 2、C 3分别为基准电容与自动调零电容。R 4、C5为积分电阻和积分电容。 仪表采用9V 叠层电池供电。电路中将IN-与COM 端短接。
仪表测量速率约2.5次/s 。ICL7106只有液晶笔段驱动端和背电极驱动端，没有小数点驱动端，为显示小数点，一般需另加外围电路，参见图1.2.24。对于固定式小数点显示（只显示一个小数点且位置 固定），可采用图1.2.24 (a)图所示电路，使用CMOS 六反相器D4069（仅用其中一个反相器）。亦可用NPN 型小功率晶体管代替反相器。如要求小数点的位置可变，可采用CD4030或CD4070四异或门，电路见图1.2.24 (b)。图中S 是小数点选择开类，DP1~DP3分别表示个、十、百位小数点驱动端。LCD 显示器的背电极接BP 。剩下一个异或门还可用来驱动低电压标志符。
图1.2.23 由40脚ICL7106构成的2
13位数字电压表电路
(a)固定式小数点显示(b)可选式小数点显示
图1.2.24 小数点显示电路
DT830B数字万用表属于一种简易型万用表，电路中没有使用图1.2.24所示小数点驱动电路，而是经开关S5直接将V CC加在液晶屏电路提供的相应小数点和“HV”字符的驱动引脚。加在背电极BP上的方波电压处于负半周（低电平）时，相应的小数点或字符就显示出来，方波电压处于正半周（高电平）时不显示。
二、ICL7106的MQFP封装形式与PDIP封装形式的区别
前面所述ICL7106的封装形式都是40脚PDIP（双列直插塑料）封装，此外还有一种是44脚的MQFP （公制方形塑料平面封装）ICL7106，它的外形和引脚排列及引脚定义的命名与前者均有少许区别（见图1.2.25）。设计PCB时应按照标准的40脚PDIP封装或44脚MQFP封装形式来选用或制作封装图。
图1.2.25 MQFP封装ICL7106的外形和引脚排列
MQFP封装ICL7106与图1.2.1所示40脚PDIP封装ICL7106的引脚排列和定义命名的区别见表1.2.5，同学们在设计电路时一定要注意区分。
在电子工艺实习中所用的DT830B数字万用表中的7106，则是一种42脚COB封装的集成电路芯片，由PCB供货商直接焊接到PCB上，其引脚排列和定义命名与前两种7106均有一些区别，同学们分析电路时应予以注意。
另外，由于MQFP封装ICL7106的焊接方式与PDIP封装ICL7106的焊接方式也不一样，前者是表贴式焊接，结构尺寸以公制尺寸标注，所以制作PCB封装图时应采用公制尺寸，后者是双列直插式焊接，结构尺寸以英制尺寸标注，制作PCB封装图时应采用英制尺寸，MQFP封装ICL7106的结构图见图1.2.26，供制作
PCB时参考。
表1.2.5 MQFP封装（44脚）ICL7106与PDIP封装（40脚）ICL7106引脚排列和定义命名的区别
图1.2.26 MQFP封装ICL7106的结构图
三、DT830B型数字万用表电路分析
1 主要功能和波段开关介绍
DT830B具有6种主要功能，用一个20档波段开关控制，可以用来测量交流电压（700V和200V共两档），直流电流（200μA、2mA、20mA、200mA、10A共5档），NPN和PNP型晶体三极管的H FE参数（1档）、晶体二极管特性和极性（1档）、电阻（200Ω、2kΩ、20kΩ、200kΩ、2MΩ共5档）和直流电压（200mV、2V、20V、200V、1000V共5档），此外还有一个关机（OFF）档。
DT830B采用21
3位LCD液晶数字显示屏，整机耗电约20mW，用9V叠层电池供电。整个万用表具有输入电阻大、读数直观、功能齐全、体积小巧等优点。
DT830B万用表只用一个6刀11滑环20档波段开关，6个刀（S1～S6，也称为滑片或簧片）安装在波段开关的塑料旋钮上，11个滑环直接制作在PCB板上，最里面的三个滑环（9、10、11环）主要用于电源配置，滑环11直接连接到9V电池的正极，滑环10直接连接到电路中标有VCC的地方，这两个滑环由S6控制，
除OFF档外，其余各档位均处于接通状态，保证万用表的正常供电。同时，滑环9还和滑环10用于波段开关S5，根据不同的档位把引线连接到液晶屏的“HV”和三个小数点上，当波段开关置于DCV100V或ACV700V 档位时，在液晶屏的左上角显示出“HV”字样，在其余各档位让小数点显示在正确的位置上。S6和S5的电路连接见图1.2.27。
To ICL7106
图1.2.27 波段开关S5和S6的电路连接
其余8个滑环分别由S1～S4使用，每组开关使用两个滑环。6组波段开关是20档联动的，例如拨在200mV 档位时，6组开关都处于档位1，其余以此类推。
COM
图1.2.28 DT830B型数字万用表电源和参考电压的配置（ICL7106采用44脚芯片）
2 电源和参考电压的配置
DT830B型数字万用表电源和参考电压的配置见图1.2.28。
7106的引脚虽然很多，但与外部电路连接的只有3个输入端，即模拟电压输入端（IN H）和参考电压的两个输入端（VR+和VR-），所以在以后的分析中主要围绕这三个输入端展开。
COMS器件的特点是输入阻抗极高（约109Ω）为避免因感应电荷的积累而损坏器件，各输入端均在芯片
的内部加有保护电路，而这些保护电路大部分是小电流二极管和小电流三极管，通常规定各输入级的输入电流应限制在10mA 以内，为了避免因输入电压过高而损坏器件，常给这些输入端串接较大的电阻，这就是图1.2.23和图1.2.28中的R 2、R3和R 30。
前面已经介绍，7106的核心是双积分型213位A/D 变换器，而A/D 变换器的精度主要取决于参考电压V REF 的精度。也就是图1.2.23中Vref+与Vref-之间电压的大小和精度。
在对图1.2.4的说明中，介绍了7106内部的电压基准，当接在V+和V-之间的电源电压E ≥7V 时，在V+与COM 之间得到稳定性较高的基准电压Eo=2.8V(典型值)。DT830型数字万用表中就是利用7106内部产生的2.8V 电压基准，经过分压后将100mV 电压加在Vref+与Vref-之间作为参考电压的。各档位的参考电压电路如图1.2.28所示（Ω档和D/B 档除外）。
电源采用9V 电池，负极直接连接到7106的V-端，正极经电源开关S6后，连接到7106的V+端和电路图中标有VCC 的地方。S6除OFF 位置（档位6）是断开的之外，其余位置都是闭合的，以保证各档位的正常工作（为使视图简单明了，在图1.2.28中S6只画出OFF 档位）。
3 直流电压（DCV ）测量电路
图1.2.29 DT830B 型数字万用表的直流电压测量电路
DT830B 型数字万用表的直流电压测量电路如图1.2.29所示，其中R ′=R 24+R 25+R 35+R 26+R 27=899k Ω,在200mV 档时，满量程被测电压就是Vin+到Vin-之间的输入电压，即200mV 。在2V 档时满量程输入电压为
)(1998100999200'2)(2021222320212223mV k
k
R R R R R R R R R V DC Vx REF ==+++++++?
= （1.2.15）
由此可知，这一档的最大可测量电压只能达到1.998V 。
同理，20V 档的满量程输入电压为
)(98.1910999200'2)(20212220212223V k
k
R R R R R R R R V DC Vx REF ==++++++?
= （1.2.16）
最大可测量电压只能达到19.98V 。
200V 档的满量程输入电压为
)(8.1991999200'2)(202120212223V k
k
R R R R R R R V DC Vx REF ==+++++?
= （1.2.17）
最大可测量电压只能达到199.8V 。
1000V 档的满量程输入电压为
)(19981.0999200'2)(2020212223V k
k
R R R R R R V DC Vx REF ==++++?
= （1.2.17）
最大可测量电压可达到1998V 。
4 交流电压（ACV ）测量电路
DT830B 型数字万用表的交流电压（ACV ）测量电路如图1.2.30所示。V
为被测正弦波电压的有
图1.2.30 DT830B 型数字万用表的交流电压测量电路
效值，经二极管D 3整流后得到半波整流电压，整流后得到的直流电压平均值与输入端的交流电压有效值之间的关系为
?≈=
=
π
π
ωωπ
45.02
)(sin 22X X X AV V V t td V U （1.2.18） 如忽略二极管的正向压降，则在AC200V 档时在R 20和R 21上分得的直流电压平均值为
)(6.199451
200
45.0451145.045.0352524232221202120mV k k V R R R R R R R R R V X X
=?=?=+++++++ （1.2.19）
经R3和C4滤波后得到稳定的直流采样电压，送到引脚IN H 和引脚IN L 之间进行A/D 转换。当被测电压有
效值为200V 时，在液晶屏上加上小数点DP1后，得到的显示字符为“199.6”。
按照同样的分析方法，在AC700V 档时，如果V X 的有效值为700V ，在R 20上分得的直流电压平均值则为
)(84.69451
1
.070045.04511.045.045.03525242322212020mV k k V R R R R R R R R V X X
=??=?=++++++ （1.2.20）
在液晶屏上加上字符“HV ”后得到的显示字符为“HV 698”。
5 直流电流（DCA ）测量电路
DT830B 型数字万用表的直流电流测量电路如图1.2.31所示，共分200μA 、2mA 、20mA 和10A 四档。在
200μA 档时，如果被测电流I X =200μA ，经保险丝F 1后在R 21和R 20上产生的电压降为
)(200100010200)(62120mV R R I V X IN =??=+=- （1.2.21）
符合表头显示要求。如果档位处于2mA 档且被测电流I X =2mA ，经保险丝F 1后在R 20上产生的电压降为
)(200100102)320mV R I V X IN =??=?=- （1.2.22）
结果与式（1.2.21）一样。这时R 21仅仅作为采样电压输入电阻的一部分，不参与采样电压的生成。
档位处于20mA 时，被测电流I X 在R 8、R 9和R 10上产生采样电压。档位处于200mA 时，被测电流I X 在R 9和R 10上产生采样电压。档位处于10A 时，被测电流I X 在R 9上产生采样电压，电路的分析方法同前。
值得提醒的是，DT830B 型数字万用表的这种电流测量电路的等效表头内阻是比较大的，尤其是在小电
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。
常用数字万用表的基本原理和维修 我们常用的万用表基本都是用,,,,为核心做的，例如,,,，,,,,，,,,,等等这 些表( 很多厂家在设计电路时会考虑对7106做适当的保护措施,例如在图中的IN+与 地之间接一个三极管,将电压限制在1V以内.如果出现误操作导致高压进入,这个三极管被击穿短路,使得7106不会损坏.如果发现万用表在电压档一直显示0V的话,就检查这部分电路.芯片损坏的几率还是比较小的,大部分都是外围元件坏了. 7106是个典型的3位半AD转换器,基本原理如下: school)], 4 4 house building as well as more than 1000 copies of books, more than 10 kinds of collection of newspapers and magazines, fires burnt down. In 1938, the Japanese learned that the national Government established in XI Tang Tomb rotten "clip" taxes, tax officers live in 8 of Yan Dong village farmers home, troops at night, Yao was
burned several houses. 1938 new morning of September 18, the Japanese team went to the countryside "sweep" from the kaiyang village line to Tung Yang Jia Qiao yan Temple wall and met Yang Jia溇 Zhou Dana (male) weeks because of long-term illness and can't work in the fields, the Japanese see his face from scratch without calluses, regard him as "Shina", thrust a knife at the scene of his death. The body was stabbed 7 times, wound 13. The same day, Trang bang village heard the Japanese come to "mop-up" are hiding, mother of 9 Zhou Guanbao Zhang Aying to drill a "dry mound", was discovered by the Japanese, a shot in the end. The same day, is 7 zhouhaijiangzhi grandfather Zhou Yingbao to escape the Japanese army, was found on the road, a shot in the end. In March 1939, the Japanese army in Yan Tomb raiding, has arrested 16 people, in fengqiao cigarettes this morning bang, killing 11 people on the River, East meeting point in wood qiaotu in the afternoon killing 4 people on the Riverside. Gu Tong is a Japanese go speak the Shanghai dialect, later to be called Gu Tong as "kill left." On January 18, 1943, the elves, five thousand or six thousand, water and land go hand in hand "mop-up" jiaxing area west of the railway, Yan Tomb area fall. March 6, Niu Shan (County Government II section chief) carrying its child Niu Jun (strict Tomb seventh district Chang) and the District Assistant Yu Xuchu, and players Jin Fuqin, and Shen Baosheng, six people received Wujiang underground County Government notification 7106的基本量程是200mV,所以相应的测量范围就是2V,20V,200V......(很多 表交流电压上限是750V,是因为元器件耐压的问题,而且通常也不需要太大的量程).
普通物理实验C 课程论文 题目数字万用表设计实验学院物理科学与技术学院 电子信息工程学院 专业物理学师范 年级2010级1班 学号222010315210011 姓名彭书涛 指导教师陶敏龙老师 论文成绩 答辩成绩 2011年12 月06 日
数字万用表设计性实验与分析以及实验改进体系 彭书涛 西南大学物理科学与技术学院，重庆 400715 摘要：本论文探讨数字万用表设计实验的思路和实验方法以及改进数字万用表灵敏度的改进方法，从实验入手解决试验中的操作和实验做法的问题，后接着就实验从误差分析入手解决并进行改进方案的讨论。 关键词：数字万用表;设计实验；改进方案； 一、实验内容： 1）制作量程200mA的微安表（表头）； 2）设计制作多量程直流电压表； 3）设计制作多量程直流电流表； 二、实验仪器： WS-I数字万用表设计性实验仪三位半数字万用表 三、实验原理 1.数字万用表的组成 数字万用表的组成见图1。 数字万用表其核心是一个三位半数字表头，它由数字表专用A/D转换译码驱
动集成电路和外围元件、LED数码管构成。该表头有7个输入端，包括2个测量 电压输入端(IN+、IN-)、2个基准电压输入端(V REF +、V REF - )和3个小数点驱动 输入端。 图1 数字万用表的组成 2.直流数字电压表头 “三位半数字表头”电路单元的功能:将输入的两个模拟电压转换成数字，并将两数字进行比较，将结果在显示屏上显示出来。利用这个功能，将其中的一个电压输入作为公认的基准，另一个作为待测量电压，这样就和所有量具或仪器的测量原理一样，能够对电压进行测量了。见图2。
单片机数字万用表的设计 一、引言 数字万用表是一种多用途电子测量仪器。它采用数字化测量技术，把实际测量的模拟量，转化为离散的数字量进行输出显示，主要用于物理、电气、电子等测量领域，一般包含电流表（安培计）、电压表（伏特计）、电阻表（欧姆计）等功能，也称为万用计、多用计、多用电表或万用电表。 万用表是电子和电气技术领域必备的测量仪器，用于测量电子电路中的各种物理量（电压、电流、电阻等），常作为基本故障诊断的便携式装置，也有放置在工厂或实验室工作台上作为桌上型装置。有的万用电表分辨率能达到七、八位数，常用在实验室，作为电压或电阻的基准，或用来调校多功能标准器的性能。相比传统的指针式万用表，数字万用表具有以下的主要优点： （1）数字显示直观准确，无视觉误差，读数准确； （2）测量精度和分辨率都很高； （3）输入阻抗高，减少对被测电路的工作影响； （4）电路集成度高，便于组装和维修； （5）测量功能齐全，测量速率快； （6）保护功能齐全，有过压、过流保护电路； （7）功耗低，抗干扰能力强； （8）便于携带，使用方便。 本次设计的任务是制作一个数字万用表，可实现如下的功能及要求： （1）可以测量直流电压、直流电流和电阻； （2）能将测量得到的数值直观、准确地显示出来，并标明相应的单位； （3）具有超量程时的报警提示。 二、系统硬件分析与设计 数字万用表的基本功能是，能够测量直流电压、电流以及电阻的阻值，数字万用表的基本组成由图1所示，其中，模数转换是数字万用表的核心：
图1.数字万用表的基本原理图 如图2所示，本设计将由以下几大部分组成。包括：复位电路、震荡电路、A/D转换和控制、测量值输出、超量程报警和档位选择。 其中，复位电路用于单片机上电复位使系统清零；震荡电路为单片机提供精确的时钟频率，使电路工作更加稳定；A/D转换和控制部分负责模数转换及输入输出信号的控制；测量值输出则负责显示待测物理量大小的数值；超量程报警用于超出量程范围时的报警提示，提醒使用者更换量程。 图2.硬件系统总体设计框图 1、STC的89C52单片机的特点及功能介绍 （1）89C52单片机的主要特点及功能特性 89C52是一款低电压，高性能的8位CMOS型单片机，片内有8k字节以Flash 闪存为介质的，能擦写的只读程序存储器及256字节的随机存取数据存储器。89C52型单片机仍属于51单片机家族群，都支持一个共同的指令集（MSC-51），
指针式万用表原理与使用 万用表是一种多功能的测量仪表，是在制作装配无线电电路和检修电子设备时最重要也是最常用的必备工具之一，它是一种可以进行多种项目测量的便携式仪表。它能测量交、直流电流、交、直流电压、电阻的数值，还可以粗略的判断电容器、晶体二极管、晶体三极管等元件的性能好坏。 万用表的种类很多，按显示的方式可分为指针式万用表（机械万用表）和数字式万用表（数字万用表）两大类。前者用指针的偏转来指示检测的数据，后者可用数字直接显示。 指针式万用表从指针的偏转移动轨迹，能形象的反映出被测电量的连续变化过程以及变化趋势（例如在测量电容器的充电放电过程就非常形象直观），缺点是测量精度略差。 数字万用表显示数据速度快，因其内阻非常大，因此测量精度高，耗电少，重量轻。缺点是不善于显示被测电量的连续变化过程及变化趋势。因为测量精度和灵敏度很高，因此在测量电流、电压等虽然存在有非常微小的电量变化，但这种微小的电量变化参数在对电路性能又毫无影响的时侯，显示的数字难免会发生频繁的跳跃变化，让人很不习惯，另外价格也较高。 因为指针式万用表的性能指标完全可以满足绝大部分场合的使用要求且价格低廉，因此是使用最为广泛的一种测量用仪表，本章就以机械式万用表作为重点。 指针式万用表是由磁电系电流表、表盘、表箱、表笔、多个单元电路以及功能转换开关（习惯上叫量程选择开关或量程开关）等组合成的一只综合性测量仪表，旋转功能转换开关，就可以选择不同的测量项目和量限。分别可以对交、直流电压、交、直流电流、电阻，电平，电容器等电参数进行测量，有的万用表还可以测量音频功率W、阻抗Z、电容量C、电感量L以及晶体三极管的穿透电流Iceo、电流放大倍数β值等等参数。 3-1-1、万用表的结构和工作原理： 万用表的主要元件是一只磁电系电流表，通常称表头，灵敏度从几个微安到几百微安。所有的测量项目数据最后都是以电流的形式从表头上相应的刻度上反映出来。 万用表头是由永久磁铁、圆弧形极掌、圆柱形软铁和动圈绕组组成。动圈绕组处在圆弧形极掌和圆柱形软铁在空气隙中形成的均匀辐射磁场中，这个均匀辐射磁场与通过动圈绕组的电流形成的磁场相互作用，从而产生转动力矩F，使动圈绕组带动指针发生转动。如图3-1-1所示。
万用表的使用（MF47） ●指针式万用表的结构、组成与特征 ●万用表的原理图与工作原理 ●万用表的电阻档测量原理图及实际电阻色环图片表 ●三极管引脚判断及常用三极管直流放大倍数表 ●万用表的电容测量及微小电容测量方法与电路分析 ●万用表测量驻极体话筒、喇叭、稳压管稳压电压、光敏电阻等●在线电路电容、电阻测量 ●万用表使用技巧与注意事项 ●
第一节指针式万用表的结构、组成与特征 1、万用表的结构特征 MF47型万用表采用高灵敏度的磁电系整流式表头，造型大方，设计紧凑，结构牢固，携带方便，零部件均选用优良材料及工艺处理，具有良好的电气性能和机械强度。其特点为：测量机构采用高灵敏度表头，性能稳定；线路部分保证可靠、耐磨、维修方便； 测量机构采用硅二极管保护，保证过载时不损坏表头，并且线路设有0.5A保险丝以防止误用时烧坏电路；设计上考虑了湿度和频率补偿； 低电阻档选用2＃干电池，容量大、寿命长；配合高压按着，可测量电视机内25kV以下高压；配有晶体管静态直流放大系数检测装置； 表盘标度尺刻度线与档位开关旋钮指示盘均为红、绿、黑三色，分别按交流红色，晶体管绿色，其余黑色对应制成，共有七条专用刻度线，刻度分开，便于读数；配有反光铝膜，消除视差，提高了读数精度。除交直流2500V和直流5A分别有单独的插座外，其余只须转动一个选择开关，使用方便；装有提把，不仅便于携带，而且可在必要时作倾斜支撑，便于读数。 4.2 指针式万用表的组成 指针式万用表的型式很多，但基本结构是类似的。指针式万用表的结构主要由表头、档位转换开关、测量线路板、面板等组成（见下图）。 指针式万用表的组成 表头是万用表的测量显视装置，南京电子仪表厂提供的指针式万用表采用控制显示面板＋表头一体化结构；档位开关用来选择被测电量的种类和量程；测量线路板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。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档，可分别与5个接触点接通，用于测量500mA、50mA、5mA和500μA、50μA量程的直流电流。同样，当转换开关拨到欧姆档，可分别测量×1Ω、×10Ω、×100Ω、×1kΩ、×10kΩ量程的电阻；当转换开关拨到直流电压档，可分别测量0.25V、1V、2.5V、10V、50V、250V、500V、1000V量程的直流电压；当转换开关拨到交流电压档，可分别测量10V、50V、250V、500V、1000V量程的交流电压。
多功能数字万用表设 计与制作
1、摘要 随着科技的日新月异，电子产品发展也非常之快，在电子电路测试、家用电气设备的维修、电子仪器检修、电子元器件测量中，万用表是最普及、最常用的的测量仪表。由于它操作简单、功能齐全、便于携带、一表多用等特点，深受电工、电子专业工作者及广大无线电爱好者的喜爱。 事实证明，万用表不仅能检测电工、电子元器件的性能优劣，查找电子、电气线路的故障，估测某些电气参数，有时还能代替专业测试仪器，获得比较准确的结果，基本上可以满足电工、电子专业人员和业余无线电爱好者的需要。因此，推广万用表的应用技术，实现一表多用，既符合节约精神，又可以在一定程度上克服专用仪器的困难。 多功能数字万用表是在电子方面的学习、开发以及生产方面应用相当广发的一种仪器工具，整机电路设计以大规模的集成模拟和数字电路组合，采用 STM32F103RBT6为核心，高精度的运算放大器，低功耗高效率的开端电源转换器，全电子调校技术赋予仪表高可靠性，高精度。仪表可用于测量交直流电压、交直流电流、电阻、电感、电容，RS232C接口技术的应用使其和计算机构成可靠多种的双向通讯。仪表采用独特的外观设计，采用OLED3.1液晶显示器，仪表采用220V交流供电使之成为性能更优越的高精度电工仪表。
目录 1摘要 (2) 多功能数字万用表的设计与制作 (11) 2项目概述与功能需求 (11) 3项目论证 (12) 3.1 总体方案论证 (12) 3.1.1设计目标 (12) 3.1.2总体设计方案 (12) 3.2小模块方案设计： (15)
(18) 4 项目设计 (18) 4.1 系统模块设计 (18)
常用数字万用表的基本原理和维修 看到经常有人问万用表烧了怎么修，就写了这个帖子，希望对大家能有所帮助．有什么疑问的话也可以共同研究． 我们常用的万用表基本都是用７１０６为核心做的，例如８３０，９２０５，９２０８等等这些表． 很多厂家在设计电路时会考虑对7106做适当的保护措施,例如在图中的IN+与地之间接一个三极管,将电压限制在1V以内.如果出现误操作导致高压进入,这个三极管被击穿短路,使得7106不会损坏.如果发现万用表在电压档一直显示0V的话,就检查这部分电路.芯片损坏的几率还是比较小的,大部分都是外围元件坏了. 7106是个典型的3位半AD转换器,基本原理如下: 2008-4-7 16:48 7106 750V,是因为元器件耐压的问题,而且通常也不需要太大的量程). 直流电压测量原理 前面几个是分压电阻,分别对应个量程.如果表坏了根据这个图可以很快的判断出故障部位.这种表的刀盘很复杂,拆的时候一定要注意刀盘弹簧片的位置,查找走线方向时一定要仔细,一不小心就看错了. 2008-4-7 16:57 830-DCV.JPG
交流电压测量:前端电路与支流电压完全相同,只是多了个整流电路.与普通指针表二极管整流不同,数字表都用运放整流,精度会高很多. 如果你的表在直流电压和电流档都正常,就是在交流电压和交流电流档有问题的话,不用怀疑,肯定是这部分出了问题.这里的整流一般都用TL062和2个1N4148,在电路板上很好找. 新加一张实际图,图中的TL062就是整流用的(不同的表所在的位置可能会不一样).这部分损坏的话交流就会出问题. 2008-4-7 17:07 830-ACV.JPG
智能数字式变频大电流接地特性测量系统 一、概述 DF9000智能数字式变频大电流接地特性测量系统是上海大帆电气有限公司研制的最新成果，是用于精确测量大型接地网特性参数的软硬件系统，系统主要功能：精确测量接地阻抗，接地电阻、接地电抗，场区地表电位梯度，接触电压，跨步电压，土壤电阻率，地网电流分布状况，导通电阻，接地桩电阻等参数。 DF9000智能数字式变频大电流接地特性测量系统通过对接地网注入一个异于工频的电流，有效地避免了50Hz及其它干扰信号引起的测量误差，可精确、经济、安全的测量接地网接地阻抗，接触电压，跨步电压，场区地表电位梯度等参数，同时使得测量过程变得方便而安全。 DF9000智能数字式变频大电流接地特性测量系统主要包括：大功率变频信号源、耦合变压器、高精度多功能选频万用表及其它附件等组成。 二、产品别称 接地电阻测试仪、大地网接地电阻测试仪、大型地网接地阻抗测试仪、大型地网接地阻抗测试系统、变频大电流多功能地网接地特性测量系统、接地阻抗测试、接地阻抗测试仪、大型地网变频接地阻抗特性测试系统，接地装置特性参数测量系统，变频大电流多功能测试仪，异频接地阻抗测试仪，抗干扰异频地网接地阻抗测试仪，异频接地电阻测试仪，接地电阻异频测试仪，大地网接地电阻测试仪，超大型接地网接地阻抗测量仪，大型接地网异频接地电阻测试仪，地网接地电阻测量系统，大型地网接地电阻测试仪、异频接地电阻测试仪，基于异频法的大型接地网接地电阻测试仪，大地网接地电阻测试仪，变频大电流多功能接地阻抗测试系统，基于异频法的大型接地网接地电阻测试、逐点变频大型地网接地特性测量系统、大型地网变频接地特性测试系统等。 三、系统主要技术特点 ☆ 采用军用电子对抗数字化分析滤波技术，抗干扰能力极强。(关键性能) 选频特性尖锐，通频带±0.3Hz，干扰衰减>100dB/Hz。实测200V的干扰在±1Hz偏频测量引起的误差低于0.1mV,干扰抑制能力达到十万分之一以上,远胜于模拟式仪器百分之几的抗干扰能力,保证了测试精度。 ☆ 高精度选频 + 自动换挡技术，全自动切换量程，保证了在高低量程范围的测量精度，使用简单方便。 ☆ 自带SD数据存储卡，可很方便的下载数据。可保存2000组数据，可与计算机联机上传数据，方便分析处理。 ☆ 系统输出功率大（2-20KW），电压高(0-1000V)，输出电流大（0-50A），彻底解决了同类设备输出功率和电压偏小，现场难以升流的问题。 对于一个具体的测试回路，加在回路上的电压越高，回路电流才能达到越大。 本系统输出电压高，功率大，确保现场能实际产生较大的试验电流，保证了测试的准确性。 ☆ 逐点步进精确选频测试，非误差较大的双点变频。 本系统采用45-65Hz步进1Hz多点变频测试，能明确发现和剔除因同频谐波干扰而产生的测量坏值，克服了双点变频法的固有局限，同时可得接地系统的频率特性，测量结果更加符合实际值。
830数字万用表原理、组装与调试 5.1实践目的 830数字万用表是一种LCD数字显示多功能、多量程的31/2位便携式电工仪表，可以测量直流电流（DCA）、交直流电压（ACV）、电阻值和晶体管共射极直流放大系数h FE和二极管等。通过对830数字万用表的安装、焊接、调试，可了解830数字万用表装配的全过程，掌握元器件的识别、测试及整机装配和调试工艺。 5.2实践要求 1.掌握830数字万用表的工作原理； 2.对照原理图，看懂830数字万用表的装配接线图； 3.对照原理图、PCB，了解调830数字万用表的电路符号、元件和实物； 4.根据技术指标测试各元器件的主要参数； 5.掌握830数字万用表调试的基本方法，学会排除焊接和装配过程中出现的故障。 6.掌握830数字万用表的使用方法。 7.掌握一定的用电知识及电工操作技能。 8.学会使用一些常用的电工工具及仪表，如尖嘴钳、剥线钳、万用表等。 9.养成严谨、细致的工作作风。 5.3.830数字万用表简介 830数字万用表以集成电路7106为核心，电路简洁、功能齐全、体积小巧、外观精致，便于携带。其主要技术指标如表5.1所示。 表5.1830数字万用表主要技术指标 一般特性直流电流 显示31/2位LCD自动极性显 示 量程分辩力精度 超量程显示最高位显示“1”其它位 空白 200uA 0.1uA ?1.0%读数?.3 字 最大共模电压500V峰值2000uA 1uA ?1.0%读数?.3 字
储存环境-15°C至50°C20mA 10uA ?1.0%读数?.3 字 温度系数小于0.1×准确度/°C200mA 100uA ?1.5%读数?5字电源9V叠层电池10A 10mA ?2.0%读数?10 字 外形尺寸128×75×24mm交流电压 直流电压量程分辩力精度 量程分辩力精度200V 100mV ?1.2%读数?10 字 200mV 0.1mV ?0.5%读数?2 字750V 1V ?1.2%读数?10 字 2000mV 1mV ?0.5%读数?3 字 电阻 20V 10mV ?0.5%读数?3 字 量程分辩力精度 200V 100mV ?0.5%读数?3 字200Ω0.1Ω?1.0%读数?10 字 1000V 1V ?0.8%读数?3 字 2000Ω1Ω?1.0%读数?2字 晶体管检 测 20KΩ10Ω?1.0%读数?2字 量程测试电 流开路电压/测 试电压 200KΩ100Ω?1.0%读数?2字 二极管 1.4mA 2.8V 2000KΩ1KΩ?1.0%读数?2字
说明：以下内容已经该录在光盘中，批量购买30台以上则赠送刻有本资料的光盘一张。一般用户可以直接保存本文而不需要购买本光盘。确实需要购买本文内容的光盘者（一般是互联网暂不到达的边远地区用），每张收费5元。 MF-47A印制板正面图 万用表是一种多功能、多量程的便携式电工仪表,一般的万用表可以测量直流电流、交直流电压和电阻，有些万用表还可测量电容、功率、晶体管共射极直流放大系数hFE等。MF47型万用表具有26个基本量程和电平、电容、电感、晶体管直流参数等7个附加参考量程，是一种量限多、分档细、灵敏度高、体形轻巧、性能稳定、过载保护可靠、读数清晰、使
用方便的新型万用表。 万用表是电工必备的仪表之一，每个电气工作者都应该熟练掌握其工作原理及使用方法。通过本次万用表的原理与安装实习，要求学生了解万用表的工作原理，掌握锡焊技术的工艺要领及万用表的使用与调试方法。 1 万用表原理与安装实习的目的与意义 现代生活离不开电，我们电类和非电类专业的许多学生都有必要掌握一定的用电知识及电工操作技能。通过实习要求学生学会使用一些常用的电工工具及仪表，比如尖嘴钳、剥线钳、万用表，并且要求学生掌握一些常用开关电器的使用方法及工作原理。通过本次电工实习学生要接触到一定的电学知识，实现理论联系实际，认识一些常用电工器具的外形及结构特点，为后续课程的学习打下一定的基础。 电子与机械是密不可分的，在万用表的组装中还可以了解电子产品的机械结构、机械原理，这对将来的产品设计开发是非常有帮助的。所以，五一电子科普加油站特向南京电子仪表厂专门订购了一系列的万用电表套件。在个别地区，套件的价格可能会比非南京电表厂的成品表的价格还要高出几元或者十多元，但是，五一电子仍然强烈建议您选购本万用表套件！ 选购本万用表套件的理由： 本万用表套件由南京电表厂生产，南京电表厂是国内最有名、历史最悠久、产品最值得信赖的电表厂之一； 本万用表套件拥有最成熟的设计，不论在电路结构、机械结构还材料
第一章绪论 1.1设计的意义 1.1.1设计的背景与意义 热电偶在出厂检验时或使用一段时间后，为保证其准确度和正常使用，要进行周期检定。目前，工业上通常采用直接比较法检定，即将被校热电偶和标准热电偶直接比较的一种检定方法。检定时，把被检热电偶和标准热电偶捆扎在一起，送入检定炉，测量端应位于检定炉均匀的高温区中，检定炉内的温度应恒定在被校温度点。热电偶检定炉的温度控制，对于实验或生产过程有着十分重要的作用。本温控系统是利用单片机、温度传感器、加热丝和A/D转换芯片等来实现的数字温度控制系统。单片微处理器具有高精确度、高灵敏度、高响应速度以及耗能少、机构小、可以连续测量、自动控制、安全可靠等优点，非常适合嵌入控制。同时，其逻辑控制运算是由软件来进行的，可以容易地实现各种控制规则，甚至是比较复杂的控制算法的实现，而且不受外界的工作环境的影响。因此，基于单片机的温度控制器，可以安全可靠地运行，智能地控制温度稳定在某一给定值，或者给定值附近。本温控系统是用于对温度进行监测和控制的全自动智能调节系统，可以用在工业用电阻炉的温度控制中，实际应用表明该系统稳定性好、寿命长，能很好地满足生产和实验的需要。 在传统的检定过程中，用电位差计通过手动转换开关读取在不同检点的标准电偶、被检电偶的热电势，然后根据检定规程对检定数据进行手工统计处理，并把结果填表记录。上述检定步骤中完全靠手工操作完成，不但人员劳动强度大，检定时间长，原始数据量大，运算处理较繁杂，容易出错，而且不可避免地产生人为误差。检定工作的低效率，大大影响了企业质量保证工作的正常进行。 本论文结合某企业计量管理部门热电偶检定装置改造项目的实践，充分利用成熟的现代计算机控制技术和数据采集技术，以及目前丰富的软、硬件资源，研制了一种新型的标准热电偶微机自动检定系统。系统选用的硬件设备体积小，功能强大，集成度高而且价格便宜。系统软件设计选用高级计算机程序语言，所开发的工作平台面向对象，界面友好，功能完善。数据采集和分析处理科学准确，简便快捷，整个检定工序基本符合国家检定规程，能够实现热电偶的温标传递工作，一次可同时校验多支不同型号的标准热电偶，精度要求完全满足企事业单位实际的检定需求。 1.1.2热电偶自动检定系统的研究现状 目前无论国内还是国外，都对行业标准化有了足够的重视，但在我国毕竟起
多用电表-的原理与使用(精心整理)
高考物理实验读数练习专题 多用电表的原理与使用 一、多用电表 1）．表盘：多用电表可以用来测量电流、电压、电阻等，并且每一种测量都有几个量程．外形如图2所示：上半部为表盘，表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻度；下半部为选择开关，它的四周刻有各种测量项目和量程．另外，还有欧姆表的调零旋钮、指针定位螺丝和测试笔的插孔．由于多用电表的测量项目和量程比较多，而表盘的 空间有限，所以并不是每个项目的量程都有专门的标度，有些标度就属于共用标度，如图中的第二行就是交、直流电流和直流电压共用的标度． 2）．挡位：如图3所示，其中1、2为电流测量端，3、4为电压测量端，5为电阻测量端，测量时，黑表笔插入“－”插孔，红表笔插入“＋”插孔，并通过选择开关接入与待测量相对应的测量端． 图2
图3 （背诵）二、欧姆表操作步骤 1．机械调零，用小螺丝刀旋动定位螺丝使指针指在左端电流零刻度处，并将红、黑表笔分别接入“+”、“-”插孔。 2．选挡：选择开关置于欧姆表“×1”挡。 3．表笔短接欧姆调零：在表笔短接时调整欧姆挡的调零旋钮使指针指在右端电阻零刻度处，若“欧姆零点”旋钮右旋到底也不能调零，应更换表内电池。 4．测量读数：将表笔搭接在待测电阻两端，读出指示的电阻值并与标定值比较，随即断开表笔。 5．换一个待测电阻，重复以上2、3、4过程，选择开关所置位置由被测电阻值与中值电阻值共同决定，可置于“×1”或“×10”或“×100”或“×1k”挡。 6．多用电表用完后，将选择开关置于“OFF”挡或交变电压的最高挡，拔出表笔。 数据处理 1．测电阻时，电阻值等于指针的示数与倍率的乘积，指针示数的读数一般读两位有效数字． 2．测电流和电压时，如果所读表盘的最小刻度为1、0.1、0.01等，读数时应读到最小刻度的下一位，若表盘的最小刻度为0.2、0.02、0.5、0.05等，读数时只读到与最小刻度位数相同即可 （背诵）误差分析 1．电池用旧后，电动势会减小，内电阻会变大，致使电阻测量值偏大，要及时更换新电池． 2．欧姆表的表盘刻度不均匀，估读时易带来误差，要注意其左密右疏特点． 3．由于欧姆表刻度的非线性，表头指针偏转过大或过小都会使误差增大，因此要选用恰当挡位，使指针指中值附近． 4．测电流、电压时，由于电表内阻的影响，测得的电流、电压值均小于真实值． 5．读数时的观测易形成偶然误差，要垂直表盘正对指针读数．
多用表的原理和使用 【知识点】用多用电表测电阻 一、实验原理 当红、黑表笔短接并调节R 使指针满偏时有①当电笔间接入待测电阻R x时，有② 联立①②可得．R 为欧姆表的中值电阻． 中 每一个R x 都有一个对应的电流值I，如果在刻度盘上直接标出与I 对应的R x 的值，那么当红、黑表笔分别接触待测电阻的两端，就可以从表盘上直接读出它的阻值． 二、实验器材 多用电表，标明阻值为几欧、几十欧、几百欧、几千欧的定值电阻各一个，小螺丝刀． 三、实验步骤 1.机械调零，用小螺丝刀旋动定位螺丝使指针指在左端电流零刻度处，并将红、黑表笔分别接入“+”、“﹣”插孔． 2.选挡：选择开关置于欧姆表“×1”挡． 3.短接调零：在表笔短接时调整欧姆挡的调零旋钮使指针指在右端电阻零刻度处，若“欧姆零点”旋钮右旋到底也不能调零，应更换表内电池．
4.测量读数：将表笔搭接在待测电阻两端，读出指示的电阻值并与标定值比较，随即断开表笔． 5.换一个待测电阻，重复以上2、3、4 过程，选择开关所置位置由被测电阻值与中值电阻值共同决定，可置于“×1”或“×10”或“×100”或“×1k”挡． 6.多用电表用完后，将选择开关置于“OFF”挡或交变电压的最高挡，拔出表笔． 四、注意事项 1.多用电表在使用前，应先观察指针是否指在电流表的零刻度，若有偏差，应进行机械调零． 2.测量时手不要接触表笔的金属部分． 3.合理选择量程，使指针尽可能指在中间刻度附近．若指针偏角太大，应改换低挡位；若指针偏角太小，应改换高挡位．每次换挡后均要重新短接调零，读数时应将指针示数乘以挡位倍率． 4.测量完毕后应拔出表笔，选择开头置OFF 挡或交流电压最高挡，电表长期不用时应取出电池，以防电池漏电． 【例题精选】 1.下图为多用电表的表盘，关于多用电表的使用，下列说法正确的是
万用表维修 看到经常有人问万用表烧了怎么修，就写了这个帖子，希望对大家能有所帮助(有什么疑问的话也可以共同研究( 常用万用表的电路图: 我们常用的万用表基本都是用,,,,为核心做的，例如,,,，,,,,，,,,,等等这些表( 很多厂家在设计电路时会考虑对7106做适当的保护措施,例如在图中的IN+与地之间接一个三极管,将电压限制在1V以内.如果出现误操作导致高压进入,这个三极管被击穿短路,使得7106不会损坏.如果发现万用表在电压档一直显示0V的话,就检查这部分电路.芯片损坏的几率还是比较小的,大部分都是外围元件坏了. 7106是个典型的3位半AD转换器,基本原理如下: 7106外围.JPG (70.49 KB)
7106的基本量程是200mV,所以相应的测量范围就是2V,20V,200V......(很多表交流电压上限是750V,是因为元器件耐 压的问题,而且通常也不需要太大的量程). 直流电压测量原理 前面几个是分压电阻,分别对应个量程.如果表坏了根据这个图可以很快的判断出故障部位.这种表的刀盘很复杂,拆的 时候一定要注意刀盘弹簧片的位置,查找走线方向时一定要仔细,一不小心就看错了. 830-DCV.JPG (42.78 KB) 830-DCV.JPG (42.78 KB) 交流电压测量:前端电路与支流电压完全相同,只是多了个整流电路.与普通指针表二极管整流不同,数字表都用运放整 流,精度会高很多. 如果你的表在直流电压和电流档都正常,就是在交流电压和交流电流档有问题的话,不用怀疑,肯定是这部分出了问题. 这里的整流一般都用TL062和2个1N4148,在电路板上很好找.
VICTOR胜利牌数字多用表多用表系列 产品型号：VICTOR 70F 产品名称：数字万用表VICTOR 70F 产品价格：￥415 产品类别：★数字多用表 产品型号：VICTOR 70D 产品名称：数字万用表VIC 70D 产品价格：￥260 产品类别：★数字多用表 产品型号：VICTOR 70C 产品名称：数字万用表VICTOR 70C 产品价格：￥297 产品类别：★数字多用表 产品型号：VICTOR 70A 产品名称：数字万用表VIC 70A 产品价格：￥213 产品类别：★数字多用表 产品型号：VICTOR 86E 产品名称：数字万用表VICTOR 86E 产品价格：￥350 产品类别：★数字多用表 产品型号：VICTOR 86D 产品名称：数字万用表VIC 86D 产品价格：￥280 产品类别：★数字多用表 产品型号：VICTOR 86C 产品型号：VICTOR 86B
产品名称：数字万用表VICTOR 86C 产品价格：￥261 产品类别：★数字多用表 产品名称：数字万用表VIC 86B 产品价格：￥243 产品类别：★数字多用表 多用表系列 产品型号：VC890D 产品名称：数字万用表VC890D 产品价格：￥126 产品类别：★数字多用表 产品型号：VC980+ 产品名称：数字万用表VC 产品价格：￥455 产品类别：★数字多用表 产品型号：VC9808+ 产品名称：数字万用表VC9808+ 产品价格：￥325 产品类别：★数字多用表 产品型号：VC9807A+ 产品名称：数字万用表 VC9807A+ 产品价格：￥288 产品类别：★数字多用表
多功能数字万用表的设计与制作毕业论文 目录 1摘要 (2) 2项目概述与功能需求 (5) 3项目论证 (6) 3.1 总体方案论证 (6) 3.1.1 设计目标 (6) 3.1.2 总体设计方案 (4) 3.2 小模块方案设计 (9) 3.3 项目设计 (12) 4项目设计 (12) 4.1 系统硬件设计 (12) 4.1.1 测直流电流模块 (12) 4.1.2 测直流电压模块 (14) 4.3.3 侧交流电压模块 (16) 4.1.4测电阻模块 (17) 4.1.5 测电容模块 (18) 4.1.6 测电感模块 (20) 4.1.7 液晶显示模块 (22) 4.1.8 电源设计模块 (25) 4.2 接口设计 (24) 4.2.1 外部接口 (24) 4.2.2 部接口 (24) 4.3 运行设计 (26) 4.4 系统软件设计 (26) 4.4.1 主程序设计流程图 (26) 4..4.2 详细设计与编码 (28)
4.4.3 引脚说明 (29) 4.4.4 软件系统与其他系统的关系 (30) 4.4..5 各函数模块分析 (30) 5产品调试与包装 (47) 5.1 调试 (47) 5.2 系统数据测试 (49) 5.3 测试结果分析 (52) 6项目小结 (52) 7致谢 (53) 8参考文献 (54) 9附录 (55) 附录1 原理图 (55) 附录2 PCB图 (56) 附录3 器件清单 (57) 附录4 整机实物图 (60) 附录5 小组成员信息 (63) 附录6 过程监控文档 (64) 附录6.1 会议记录 (64) 附录6.2 工作日志 (81) 附录6.3 队员总结心得 (103) 附录6.4 小组管理 (110)
多用电表的原理与使用 精心 Company number【1089WT-1898YT-1W8CB-9UUT-92108】
高考物理实验读数练习专题 多用电表的原理与使用 一、多用电表 1）．表盘：多用电表可以用来测量电流、电压、电阻等，并且每一种测量都有几个量程．外形如图2所示：上半部为表盘，表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻度；下半部为选择开关，它的四周刻有各种测量项目和量程．另外，还有欧姆表的调零旋钮、指针定位螺丝和测试笔的插孔．由于多用电表的测量项目和量程比较多，而表盘的 空间有限，所以并不是每个项目的量程都有专门的标度，有些标度就属于共用标 图2 度，如图中的第二行就是交、直流电流和直流电压共用的标度． 2）．挡位：如图3所示，其中1、2为电流测量端，3、4为电压测量端，5为电阻测量端，测量时，黑表笔插入“－”插孔，红表笔插入“＋”插孔，并通过选择开关接入与待测量相对应的测量端． 图3 （背诵）二、欧姆表操作步骤
1．机械调零，用小螺丝刀旋动定位螺丝使指针指在左端电流零刻度处，并将红、黑表笔分别接入“+”、“-”插孔。 2．选挡：选择开关置于欧姆表“×1”挡。 3．表笔短接欧姆调零：在表笔短接时调整欧姆挡的调零旋钮使指针指在右端电阻零刻度处，若“欧姆零点”旋钮右旋到底也不能调零，应更换表内电池。 4．测量读数：将表笔搭接在待测电阻两端，读出指示的电阻值并与标定值比较，随即断开表笔。 5．换一个待测电阻，重复以上2、3、4过程，选择开关所置位置由被测电阻值与中值电阻值共同决定，可置于“×1”或“×10”或“×100”或“×1k”挡。 6．多用电表用完后，将选择开关置于“OFF”挡或交变电压的最高挡，拔出表笔。 数据处理 1．测电阻时，电阻值等于指针的示数与倍率的乘积，指针示数的读数一般读两位有效数字． 2．测电流和电压时，如果所读表盘的最小刻度为1、、等，读数时应读到最小刻度的下一位，若表盘的最小刻度为、、、等，读数时只读到与最小刻度位数相同即可 （背诵）误差分析
数字万用表 ：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。红表笔可以根据测量种类和测量围分别插入"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
一. 概述： 智能热量测定仪是采用单片机技术开发研制的多功能热量测定仪器。具有测试精度高、性能稳定、系统常数和实验结果可长期保存并且关机后不丢失等优点。仪器采用液晶显示器，显示直观，操作简便。配有打印机，实验结果一目了然。 该机还有强大的存储能力，记录了最近50次的实验结果，以便查询，极大的方便了操作人员。精心编制的计算程序，提高了计算精度，即使不调内筒水温，也可得到满意的测试结果。 仪器采用了双探头，同时测定内筒和外筒的水温，节省了专门输入外筒温度的时间。控制器与主机完美的结合为一体，美观、实用，节省空间我们的一贯宗旨是：简便实用，为用户节省每一分开支！ 二. 主要技术指标： 测温分辨率 > 0.001℃ 温度范围：10--38℃ 测定误差 < 0.3% 整机功耗 < 30W 电源电压：220V+10% 三. 符号说明： E--水当量k--冷却常数A--综合常数 m--样品重Qb--弹筒发热量Qnet--低位发热量 G--包纸重Qgr--高位发热量Qgrd--高位干基发热量 No--编号Q--苯甲酸热值C--冷却校正值 Sb--硫含量Mad--分析基水分Mar--收到基全水分 Had--氢含量q1--包纸热* 包纸重q2--点火热 t0--初始温度tn--最高温度tj--外筒温度 n--升温时间
四. 键盘使用方法： ☆按键动作切勿用力过猛，以免影响使用寿命。 1. [-/.]键复合键，处于首位时为“-”，其余为“." 如输入-0.0022 依次按-、0、.、0、0、2、2，按[有效]即可。 2. [ ]、[ ]键输入数据时为移位键。 3. [设定]键输入或修改参数： ①按[ ]、[ ]键将光标移至要修改的参数处； ②输入参数； ③按[有效]键确认。光标移至下一参数处。 时间输入：如2003年1月5日16时8分 输入：03.01.05 [有效] ; 16.08 [有效] 设定完成后，按[有效]键返回。（或按[复位]键返回。） 提示1：如果参数无改动，直接按[有效]即可。 4. [点火] 设定点火功率大小（0--9）档，选择相应的数值后按[有效] 仪器进行点火实验，并将该数据保存。（通常设定为3） 5. [复位] 任何情况下按此键，仪器回到开机时的状态 6. [标定] 功能键，标定系统的热容量 7. [测定] 功能键，测定试样的发热量 8. [计算] 根据弹筒发热量计算高、低位发热量 按[计算]键，显示“煤炭 1.高位 2.低位生料3.高位 4. 低位” 选择“1”后，输入Qb值，仪器计算并打印出高位和高位干基发热量。 同样选择“4”后，显示器显示最近一次Qb值，仪器计算并打印出低位发热量。 提示2：计算中所使用的参数：Sb, Had, Mad. Mar须事先设定。 Sb：由弹筒洗液测得的煤的含硫量。当全硫含量低于4%时，或发热量大于14.6MJ/kg时，可用全硫或可燃硫代替Sb Sb的测定：把弹筒洗液煮沸1~2分钟，稍冷后以甲基红（或相应的混合指示剂）为指示剂，用氢氧化钠标准溶液滴定，计算出Sb(%) Sb=(c*V/m-α*Qb/60)*1.6