数字万用表原理第六讲幻灯片.ppt

数字万用表原理与组装 西南大学电工电子实验教学中心 一、数字万用表的基本构成 几点说明： A/D转换器：模拟量与数字量的转换； 模拟量：幅度随着时间连续变化的量； 数字量：幅度随着时间离散变化的量； LED： light emitting diode数码显示； LCD： liquid crystal display液晶显示； 电流/电压（I/V）转换器 平均值交流/直流（AC/DC）转换器 电阻/电压（Ω/V）转换器 二极管正向压降/电压（VF/V）转换器 晶体管电流放大系数/电压（hEF/V）转换器 电导/电压（G/V）转换器 电容量/电压（C/V）转换器 温度/电压（T/V）转换器 频率/电压（f /V）转换器 ２、普通数字万用表的基本构成 　　　 　　　见图3-2 单片数字万用表的基本构成p70 ３单片数字万用表的基本构成 　　　 　　　见图3-3 智能数字万用表的内部总线 p71 二、数字万用表的常用术语 １、准确度 　　它表示测量值与真值的一致程度 　　国产直流数字电压表共分为11个级：　　0.0005,0.001,0.002,0.005,0.01,0.02,0.05,0.10.2,0.5,1.0 准确度=±（a%RDG+b%FS） 准确度=±（a%RDS+ n个字） 准确度=±（a%RDG+b%FS+ n个字） ２、分辨力 　　最低量程上末位1个字所对应的数值称作分辨力，它反映出仪表灵敏度的高低。分辨力随显示位数的增加而提高。 ３、分辨率 　　仪表所能显示的最小数字（零除外），与最大数字之比，通常用百分数表示。 ４、显示位数 数字万用表的显示位数通常为3 ?—8 1/2位 　 判断原则：整数位表示能显示从0—9中所有数字的位；分数位的分子表示最大显示值中的最高位；分母表示满量程时最高位数字。 见下表 5、测量速率 　每秒钟对被测电量的测量次数叫测量速率；单位是“次/S” ６、双显示及多重显示 　双显示仪表在数字显示的基础上加上夜晶条图显示功能 ； 　多重显示仪表同时显示被测量的多种数据（例如，瞬时值、最大值、最小值、平均值），有的仪表还带有模拟条图显示，可设定上、下限。 ７、输入阻抗 　3 1/2、4 1/2位数字万用表DCV档的输入电阻一般为10MΩ ８、频率响应 　手持式数字万用表ACV档的频率响应一般为40—400HZ，少数可达1kHZ。 三、ICL7106单片A/D转换器 １、ICL7106的主要特点 采用单电源供电，电压范围7—15V。 直接驱动3 1/2位LCD 显示器。 低功耗；芯片本身的电流仅1.8mA，功耗约16mW 。 输入阻抗极高，典型值是10MΩ，对输入信号无衰减作用。 外围电路简单，整机组装方便 。 内设时钟电路，可采用低成本的阻容振荡器，或采用频率稳定度很高的石英晶体振荡器，也可外接时钟信号。 能通过内部模拟开关实现自动调零，能自动判断被测电压的极性，利用外部异或门（或异或非门），可显示超量程符号及负极性符号。 在芯片内部的V+和COM之间，有一个稳定性好、带负载能力强的基准电压源，典型值为2.8V。 可方便地对芯片进行功能检查，判断好坏 抗干扰能力强，噪声低，失调温漂和增益温漂低、可靠性好、使用寿命长。 A/D转换速率低，规定范围是0.1—15次/秒，一般选2—5次/秒。 工作温度范围是0—700C。 ２、 ICL7106管脚排列 ３、ICL7106的工作原理 （一）模拟电路 （1）双积分式A/D转换器 B、基准电压源外部电路 （2）、模拟开关 A-Z是自动调零开关，INT是正向积分开关，DE+和DE-是反向积分开关 （3）、双积分A/D转换器工作原理 A/D转换器的每个测量周期分成三个阶段：自动调零（AZ）、正向积分（INT）、反向积分（DE）。 A-Z闭合、INT、DE断开 A、输入电压Vin= 0V B、自动调零电容CAZ充电，以补偿缓中器、积分器和比较器本身的失调电压 C、基准电压VREF向基准电容CREF充电，使之被充到VREF+，为反向积分作准备 第二阶段，正向积分（亦称信号积分或采样）INT（integral） INT闭合，A-Z和DE断开 积分器在固定时间T1内，以VIN(RINT*CINT)的速率对VIN进行定时积分 第三阶段，反向积分，亦称解积分DE(Decompose Integral) 控制逻辑在对VIN进行极性判断之后，接通相应极性的模拟开关，将CREF上已充好的基准电压按相反极性代替VIN，