数字万用表(初版).ppt

数字万用表是当前电子、电工、仪表、仪器和测量领域大量使用的一种基本测量工具，随着时代科技的进步，数字万用表的功能越来越强大，把电量及非电量的测量技术提高到崭新水平。?万用表又叫多用表、三用表、复用表，万用表分为指针式万用表和数字万用表引。是一种多功能、多量程的测量仪表，一般万用表可测量直流电流、直流电压、交流电压、电阻等，有的还可以测交流电流、电容量、电感量及半导体的一些参数。;它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量转化成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。传统的指针式万用表功能单一精度低，不能满足数字化时代的需要，采用单片的数字万用表精度高、抗干扰能力强，可扩展性强、集成方便，目前，由各 种单片机芯片构成的数字万用表，已被广泛用于电子及电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统等智能化测试领域，显示着强大的生命力。;株洲职工培训基地;了解万用表的构造、原理、掌握它的使用。;数字万用表的基本工作原理 ;  单片数字万用表的基本工作原理是：万用表根据用户选择的档位将检测的信号进行相应的数值转换，再经单片机进行处理再送至显示驱动电路，最后将相应的数值显示在显示屏幕上。 智能数字万用表是指利用DSP、ARM等芯片组成来实现万用表的功能，它的主要特点是：实现的功能全面并可增设许多功能、内部电路较复杂、测量精度高和耗电量低等特点。智能数字万用表包含单片数字万用表的基本电路结构，工作原理同单片数字万用表类似。;LCD液晶显示屏与A/D转换器构成一个数字电压表表头，数字万用表是在数字电压表表头基础上通过在数字电压表基础上构成分压网络，分流网络，然后就是整流部分。数字万用表交流电压挡采用高精度集成运算放大器做整流，就是把被测信号经过A/D内部的，R/V C/V I/V转换统一变为电压信号在经过衰减送入A/D转换器通过控制LCD液晶显示屏的笔段来点亮个数字显示。;介绍;特性;一、数字万用表的组成;图1数字万用表的基本组成;模数(A/D)转换与数字显示电路;例如，设 =0.1mV，我们把被测电压U与 比较，看U是 的多少倍，并把结果四舍五入取为整整数 (二进制)。一般情况下，N≥1000即可满足测量精度要求(量化误差≤1/1000=0.1%)。最常见的数字表头的最大示数为1999，被称为三位半(3_1/2)数字表。 对上述情况，我们把小数点定在最末位之前，显示出来的就是以mV为单位的被测电压 的大小。如：U是 (0.1 mV)的1234倍，即N=1234，显示结果为123.4 mV。这样的数字表头，再加上电压极性判别显示电路，就可以测量显示-199.9～199.9mV的电压，显示精度为0.1mV。由上可见，数字测量仪表的核心是模数(A/D)转换、译码显示电路。A/D转换一般又可分为量化、编码两个步骤。 本论文其核心是一个四位半数字表头，它由数字表专用A/D转换译码驱动集成电路和外围元件、LCD数码管构成。主要芯片为ICL7129。 运用ICL7129制作LCD液晶显示4_1/2 数字电压表头如图2所示，具有非常高性能。;图2 4_1/2 数字电压表头;ICL7129的主要特点： (1) 用于 CMOS 大规模集成电路，具有高准确度、高分辨力、微功耗、外围电路简单、价格较低廉等优点。它以多路扫描方式直接驱动4_1/2 位LCD显示器(芯片带小数点驱动端)，最大显示值为 土19999。其性能优于国内普遍使用的ICL7135型4_1/2 位 A/D 转换器，外围电路亦比 ICL7135 大为简化，适于制作高准确度4_1/2 位数字电压表及数字多用表。 ? (2 )ICL7129在积分电路上作了重大改进，采用了逐次(多重)积分、数字调零等先进技术，使其准确度达土0.005% (对应于满量程时的土4个字)，共模抑制比CMRR亦提高到11dB。 (3) 专门设有10:1量程输入端，基本量程可选挥±200mV 或±2V，最高分辨力达10uV，比 ICL7135 提高一个数量级。 (4) 可提供超量程、欠量程、电池低电压指示、负极性指示、锋鸣器驱动、标志符驱动等多种信号。 (5) 外围电路简单,只需外接几只阻容元件和基准电压源即可工作，测量速率为1:6次/S，通常取 2次/S左右。 (6) 采用单电源供电，微功耗。电源电压允许范围是6~12V(极限值为15V)。通常选9V叠层电池供电，工作电流为 1mA．典型功耗约 9mW。工作温度范围是0～70℃。;2.2直流电压测量电路;由于r1r2，所以分压比为;图4实用分压器电路;例如：其中200V档的分压比为;2.3直流电流测量电路;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=200