数字万用表设计资料

1、会计学1数字万用表设计资料数字万用表设计资料与指针式万用表相比较，数字万用表有如下优良特性： 高准确度和高分辨力高准确度和高分辨力三位半数字式电压表头的准确度为0.5，四位半的表头可达0.03，而指针式万用表中使用的磁电系表头的准确度通常仅为2.5。分辨力即表头最低位上一个字所代表的被测量数值，它代表了仪表的灵敏度。通常三位半数字万用表的分辨力可达到电压0.1mV、电流（指电流强度，下同）0.1A、电阻0.1，远高于一般的指针式万用表。 电压表具有高的输入阻抗电压表具有高的输入阻抗电压表的输入阻抗越高，对被测电路影响越小，测量准确性也越高。三位半数字万用表电压档的输入阻抗一般为10M，四位半的

2、则大于100M。而指针式万用表电压档输入阻抗的典型值是20100k/V。 测量速率快测量速率快数字表的速率指每秒钟能完成测量并显示的次数，它主要取决于A/D转换的速率。三位半和四位半数字万用表的测量速率通常为每秒24次，高的可达每秒几十次。 自动判别极性自动判别极性指针式万用表通常采用单向偏转的表头，被测量极性反向时指针会反打，极易损坏。而数字万用表能自动判别并显示被测量的极性，使用起来格外方便。 全部测量实现数字式直读全部测量实现数字式直读指针式万用表尽管刻画了多条刻度线，也不能对所有档进行直接读数，需要使用者进行换算、小数点定位，易出差错。特别是电阻档的刻度，既反向读数（由大到小）又是非线

3、性刻度，还要考虑档的倍乘。而数字万用表则没有这些问题，换档时小数点自动显示，所有测量档都可以直接读数，不用换算、倍乘。 自动调零自动调零由于采用了自动调零电路，数字万用表校准好以后使用时无需调校，比指针式万用表方便许多。 抗过载能力强抗过载能力强当然，数字万用表也有一些缺点缺点，如： 测量时不象指针式仪表那样能清楚直观地观察到指针偏转的过程，在观察充放电等过程时不够方便。不过有些新型数字表增加了液晶显示条，能模拟指针偏转，弥补这一不足。 数字万用表的量程转换开关通常与电路板是一体的，触点容量小，耐压不很高，有的机械强度不够高，寿命不够长，导致用旧以后换档不可靠。 一般数字万用表的V/档公用一个

4、表笔插孔，而A档单独用一个插孔。使用时应注意根据被测量调换插孔，否则可能造成测量错误或仪表损坏。数字显示屏（LED或液晶）模数转换，译码驱动基准电压小数点驱动（配合被测量与量程）过压过流保护过压过流保护分档电阻（量程转换）分压器（量程转换）分流器（量程转换）交流直流变换器（放大、整流、滤波）直流被测量输 入交流VREF电流电压电阻VIN数字电压表r1rrU0Ui021200rrrUUi02210UrrrUi10M99k9k1M1k数字电压表200mV200V20V2VUi2000V IN+ IN2000V数 字电压表1k9k90k900k9MR5R4R3R2R1Ui200mV2V200V20V

5、IN+IN 尽管上述最高量程档的理论量程是2000V，但通常的数字万用表出于耐压和安全考虑， 规定最高电压量限为1000V。 图 实用分压器电路 数字电压表IN+INRUirIi若数字表头的电压量程为U0，欲使电流档量程为I0，则该档的取样电阻（也称分流电阻）为R=U0/I0如U0=200mV，则I0=200mA档的分流电阻为R=1。 图 电流测量原理 1k101100数字电压表2A2mA20mA200mAUi200AIN+IN0.1Ii数 字电压表0.10.9990900R5R4R3R2R1IN+IN2A200mA20mA2mA200AD1D2IiUi图图 多量程分流器电路多量程分流器电路

6、图图 实用分流器电路实用分流器电路 FUSEA交流电压输入直流电压输出图 AC-DC变换器原理简图交流电压校准由稳压管ZD提供测量基准电压，流过标准电阻R0和被测电阻Rx的电流基本相等（数字表头的输入阻抗很高，其取用的电流可忽略不计）。所以A/D转换器的参考电压UREF和输入电压UIN有如下关系：RxIN+ZDA/D转换及数字表头R0IN-VREF+VREFUREFUIN 图图9 9 电阻测量原理电阻测量原理X0INREFRRUU0REFINXRUURRxIN+A/D转换及数字表头RtIN-VREF+VREF 图10 电阻测量电路R1R2R3R4900k90k9k900100PTCT+V200

7、2k20k200k2MR5 图图10中由中由正温度系数正温度系数（PTC）热敏）热敏电阻电阻Rt与晶体管与晶体管T组成了过压保护电路，组成了过压保护电路，以防误用电阻档去测高电压时损坏集成以防误用电阻档去测高电压时损坏集成电路。当误测高电压时，晶体管电路。当误测高电压时，晶体管T发射发射极将击穿从而限制了输入电压的升高。极将击穿从而限制了输入电压的升高。同时同时Rt随着电流的增加而发热，其阻值随着电流的增加而发热，其阻值迅速增大，从而限制了电流的增加，使迅速增大，从而限制了电流的增加，使T的击穿电流不超过允许范围。即的击穿电流不超过允许范围。即T只是只是处于处于软击穿软击穿状态，不会损坏，一旦

8、解除状态，不会损坏，一旦解除误操作，误操作，Rt和和T都能恢复正常。都能恢复正常。DT830-电压测量回路电压测量回路DT830交流电压测量回路交流电压测量回路DT830直流电流测量回路直流电流测量回路DT830比例法电阻测量回路比例法电阻测量回路10M99k9k1M1k数字电压表200mV200V20V2VUi2000V IN+ IN2000V数 字电压表1k9k90k900k9MR5R4R3R2R1Ui200mV2V200V20VIN+IN 尽管上述最高量程档的理论量程是2000V，但通常的数字万用表出于耐压和安全考虑， 规定最高电压量限为1000V。 图 实用分压器电路 A交流电压输入直流电压输出图 AC-DC变换器原理简图交流电压校准RxIN+A/D转换及数字表头RtIN-VREF+VREF 图10 电阻测量电路R1R2R3R4900k90k9k900100PTCT+V2002k20k200k2MR5 图图10中由中由正温度系数正温度系数（PTC）热敏）热敏电阻电阻Rt与晶体管与晶体管T组成了过压保护电路，组成了过压保护电路，以防误用电阻档去测高电压时损坏集成以防误用电阻档去测高电压时损坏集成电路。当误测高电压时，晶体管电路。当误测高电压时，晶体管T发射发射极将击穿从而限制了输入电压的升高。极将击穿从而限制了输入电压的升高。同时同时Rt随着电流的增加而发热，其阻值随着