数字万用表原理1

1、 王艳玲王艳玲 通过数字万用表的安装和调试操作实习，了解通过数字万用表的安装和调试操作实习，了解数字万用表的基本原理与安装工艺，掌握一般元器数字万用表的基本原理与安装工艺，掌握一般元器件识别及检测，练习常用仪器的使用，掌握焊接技件识别及检测，练习常用仪器的使用，掌握焊接技术和数字万用表的检测方法。培养初步的工程设计术和数字万用表的检测方法。培养初步的工程设计能力和创新意识，以及严谨踏实科学的工作作风和能力和创新意识，以及严谨踏实科学的工作作风和良好的学风，提高解决实际问题的能力和素质，为良好的学风，提高解决实际问题的能力和素质，为今后的学习和从事有关的电子技术工作奠定实践基今后的学习和从事有关

2、的电子技术工作奠定实践基础。础。 DT830B数字万用表以大规模集成电路数字万用表以大规模集成电路ICL7106为核心，为核心，其原理框图如图其原理框图如图1所示。输入的电压或电流信号经过一个开所示。输入的电压或电流信号经过一个开关选择器转换成关选择器转换成0199.9mV的直流电压。电流测量则通过选的直流电压。电流测量则通过选择不同阻值的分流电阻获得。采用比例法测量电阻，方法是择不同阻值的分流电阻获得。采用比例法测量电阻，方法是利用一个内部电压源加在一个己知电阻值的系列电阻和串联利用一个内部电压源加在一个己知电阻值的系列电阻和串联在一起的被测电阻上。被测电阻上的电压与己知电阻上的电在一起的被

3、测电阻上。被测电阻上的电压与己知电阻上的电压之比值，与被测电阻值成正比。压之比值，与被测电阻值成正比。 输入输入ICL7106的直流信号被接入一个的直流信号被接入一个A/D转换器，转换转换器，转换成数字信号，然后送入译码器转换成驱动成数字信号，然后送入译码器转换成驱动LCD的的7段码。段码。A/D转换器的四个译码器将数字转换成转换器的四个译码器将数字转换成7段码的四个数字，小段码的四个数字，小数点由选择开关设定。数点由选择开关设定。 功能量程选择输入被测量LCD显示器HV A/D转换 LCD驱动 ICL7106V/V转换I/V转换R/V转换参数转换电路UINUIN200mV1 1）功能量程的选

4、择 由由6 6刀刀2020档的量程开关档的量程开关手动转换量程手动转换量程2 2）参数转换电路）参数转换电路电压电压电流电流电阻电阻200mV)ICL7106ICL7106被测参数被测参数参数转换电路：参数转换电路：电压电压电流电流电阻电阻ICL7106ICL7106被测参数被测参数双积分电路双积分电路A/DA/D转换转换七段译码七段译码LCDLCD显示驱动显示驱动计数器计数器时钟时钟 (1) A/D(1) A/D转换原理转换原理UINUREFT1T2双积分电路双积分电路计数器计数器N1N2tT1T20N1N21000U UININU UREFREFN N2 2N N1 1N1=1000N1=

5、1000N2N2：计数器第二次计数值计数器第二次计数值从上式可知：被测电压只与基准电压及计数值有关，而这两者的准确度都可以做得较高，所以数字万用表的测量准确度较高测量测量DCVDCVACVACVDCADCAh hFEFE时，时，U UREFREF=100mV=100mV测量二极管正向压降时测量二极管正向压降时U UREFREF=1V=1V测量测量R时，时，UREF不一定为不一定为100mV（2 2）LCDLCD显示器显示器a .a .七段显示七段显示 b .b .采用几十赫兹采用几十赫兹(50(50Hz)Hz)的交流电压驱动的交流电压驱动某一笔段背电极（BP极）若某一笔段电压与BP电压相位差1

6、800该笔段显示；若同相，该笔段不显示BP：某一笔段：该笔段不显示BP：某一笔段：该笔段显示4）参数转换电路）参数转换电路UINUREFN2N1*UREF+UREF-UIN+UIN-363531307106测量依据（1）直流电压转换电路（以）直流电压转换电路（以200V档为例）档为例）DCDCU UX XU UIN+IN+U UIN-IN-R16+R15+R14+R13R16+R15+R14+R13R12+R11R12+R11R03R03C C4 4U UREF+REF+U UREF-REF-U UININU UX XU UININ= = 10001000K K1 1K K当当U UX X=1

7、00V=100VU UININ=0.1V=100mV=0.1V=100mVN2=1000 N2=1000 把小数点点把小数点点在十位即可。在十位即可。U UININU UREFREF= = N N2 2N N1 1而而以以200V200V挡为例挡为例（2 2）交流电压转换电路（以）交流电压转换电路（以200200V V档为例）档为例）U Ud dU UININ= = 452452K K1 1K KU UININ= =U Ud d452452K K 100100mVmV= =0.45U0.45UX X452452K K= =1001000.450.45452452K KACACu ux xU U

8、IN+IN+U UIN-IN-U Ud d=0.45U=0.45UX XCOMCOMU UREF+REF+U UREF-REF-C C4 4U UININU Ud d（3 3）直流电流转换电路（）直流电流转换电路（II200mV200mV电压）电压）U UININ= = 1 1 100mA100mA= 100= 100mVmVUREF+UREF+UREF-UREF-DC200mADC200mAU Ux xU UININ+ +U UININ- -COMCOM0.990.99 0.10.1 C4C4U UININ以以200200mAmA档为例档为例（4 4）电阻转换电路）电阻转换电路( (以以20

9、20k k挡为例挡为例) )I IRRX XI IRRREFREF若若R RX X= R= RREFREF则则N N2=2=10001000，把小数点点在百位即可把小数点点在百位即可U UININN N2 2U UREFREF= = 10001000= =R RX XR RREFREFN N2 210001000R RREFREF= = R13+R12+R11R13+R12+R11= 10= 10k kR RX X=0.01N=0.01N2 2U UREF+REF+U UREF-REF-I IU Uin+in+U Uin-in-C4C4COMCOMR R1313+ +R R1212+ +R R

10、1111R R0202R R0303R R2020R RX XV V（5 5）二极管正负极测量电路）二极管正负极测量电路=1=1mAmAI I= = 3-0.53-0.52.52.5k kV V+ +COMCOM之间电压之间电压U U = = 3V 3VU UREF=REF=1K1mA=1V1K1mA=1VU UININU UREFREF= = N N2 2N1N1V+U UREF+REF+U UREF-REF-U Uin+in+U Uin-in-COMCOMR12+R11R02R03R20I 三极管放大倍数测量Ic=Ib200mV200mV直流电压直流电压A/D转换转换1.2 ICL7106

11、介绍介绍 （引脚图如图（引脚图如图2）图2 ICL7106引脚图 ICL7106内部包括模拟电路（即双积分式A/D转换器）和数字电路两大部分。模拟电路与数字电路是互相联系的，一方面控制逻辑单元产生控制信号，按照规定的时序控制模拟开关的接通或断开；另一方面模拟电路中的比较输出信号又控制数字电路的工作状态与显示结果。 模拟电路（即双积分式A/D转换器）主要由基准电压源、缓冲器、积分器、比较器和模拟开关所组成。 数字电路主要由时钟振荡器、分频器、计数器、锁存器、译码器、异或门相位驱动器、控制逻辑、3 1/2位LED显示器 组成。 （一）装配与焊接一）装配与焊接 在下面的PCB板上(B面)焊接元件清单上的元件，注意不同元件的焊接方法（立式，卧式）。A面B面液晶片、导电条框架和导电条、弹簧、旋纽等的安装将后盖装入已调试好的仪表的面盖，用两只10mm的螺钉紧固后盖 （二）调试 （1）校准和检测原理：以集成电路7106为核心构成的数字万用表基本量程为200mv档，其他量程和功能均通过相应转换电路为基本量程。故校准时只须对参考电压100mv进行校准即可保证基本精度。其它功能及量程的精确度由相应元器件的精度和正确安装来保证。 （2）使用仪器：KJ802数字万用表校准测量仪（以下简称：校测仪）。注意：该仪器D