王永源课题论文之数字万用表.docVIP

1??前言 数字万用表DMM(Dital MultiMeter)是半个世纪以来数字技术发展的产物，是近年来出现的先进测试仪器。它采用大规模集成电路LSI(Large—Scal Integration)和数字显示(Digital Dispiay)技术，具有结构轻巧、测量精度高(误差可达十万分之一以内)、输入阻抗高、显示直观、过载能力强、功能全、用途广、耗电省等优点及自动量程转换、极性判断、信息传输等功能，深受人们的欢迎，目前有逐步取代传统的指针式万用表的趋势。2?数字万用表的种类????数字万用表的种类繁多，分类方法也有多种，比如根据其使用领域的不同，可分计量用实验室高精度数字万用表、台式／系统数字万用表、便携式数字万用表、嵌入式数字万用表等。通常按其测量准确度的高低，以产品档次分类：1?普及型数字万用表这类万有表结构、功能较为简单，一般只有五个基本测量功能：DCV、ACV、DCI、ACI、Ω及hFE。它价格低廉，精度一般为三位半，如：DT一830、DT一840等型号。2??多功能型数字万用表多功能型数字万用表较普及型主要是增加了一些实用功能，如电容容量、高电压、大电流的测量等，有些还有语音功能。这类仪表有DT一870、DT十890等型。3??高精度、多功能型数字万用表精度在四位半及以上。除常用测量电流、电压、电阻、三级管放大系数等功能外，还可测量温度、频率、电平、电导及高电阻(可达10000MΩ)等，有些还有示波器功能、读数保持功能。常见型号有袖珍式DT一930F、DT930F十、DT一930FC、DT一980等及台式DM一8145、DM8245等数字万用表。??高精度、智能化数字万用表计算机技术的渗透、新型集成电路的采用及新的测量原理的出现，导致了各种新数字万用表的问世。高精度、智能化数字万用表是指内部带微处理器(GPU)，具有数据处理、故障自检等功能的数字万用表。它可通过标准接口(如IEEE一488、RS一232等)与计算机、打印机连接。如美国迪特郎(DATRON)公司的七位半1081型数字万用表(天津无线电一厂引进生产)，可测1nV一1000V交直流电压，lμΩ—10MΩ电阻，一100一十200温度(分辨率达0．001)。它采用自动校准(AUTO CAC)专利技术，能对全部测量项目和量程进行自动校准，并能显示极值和各项测量误差。这类数字万用表还有北京无线电技术研究所引进美国福鲁克(FLUKE)公司生产的8840A型(五位半)、英国舒力强公司研制生产的7081型(八位半)等。 专用数字仪表指专用于测量某一物量的数字仪表，如：数字电容表、电压表、电流表、电感表、电阻表等。常见袖珍式专用仪表如DM一6013、DM一6013A数字电容表，DM6243／DL6243数字式电容电感表，DM860型数字功率计，DM6040D型LCR测量仪(可测电感、电容和电阻)。IM4025型则属于自动LCR测量仪。此外，还有数字温度计、数字血压表、数字绝缘电阻测试仪等等。 2.6 数字、模似双显示数字万用表 这种表设计上采用数字量和模拟量同时显示，以观察正在变动的量值参数，弥补数字表对检测对象在不稳定状态时出现的不断跳字的缺陷，兼有模拟仪表与数字仪表之优点，如：DA一250型数字万用表。 3?数字万用表的 数字电压表的结构框图 A/D转换器是数字电压表的核心，它的作用是将连续变化的模拟量转换为数字量，而且其决定数字电压表技术性能的基本特征，选用不同的A/D转换器，就可构成不同原理的数字电压表。 数字万用表的结构框图如图所示，从图中可以看出，被测量经功能转换电路（R/U、U/U、I/U）后都变成直流电压量，再由A/D转换器转换成数字量，最后以数字形式显示出来。指针式万用表则是把被测量通过各种转换电路（R/I、I/I、U/I）转换成电流量，通过一个磁电-电流表予指示。 数字万用表的结构框图 数字万用表中的A/D转换器的型号多种多样，但都为大规模集成电路，典型的型号有7106、7116、7136、7129等，其中前三个为3 1/2位。目前是数字万用表多数采用双积分式A/D转换器完成A/D转换，该集成电路还具有能直接驱动液晶显示器的显示逻辑电路。为此，该集成电路的性能好坏决定了数字万用表的特性。 数字万用表测量功能的转换是通过拨档开关或琴键来完成的，其量程的切换可通过手动方式进行，也可通过切换电路的方式进行。 由ICL7106A/D转换电路组成的数字电压表电路，就是一款最通用和最基本的电路。与 ICL7106相似的是ICL7107，前者使用LCD液晶显示，后者则是驱动 LED数码管作为显示，除此之外，两者的应用基本是相通的。 电路图中，仅仅使用一只DC9V电池，数字电压表就可以正常使用了。按照图示的元器件数值，该表头量程范围是±200.