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1、数字万用表原理与检修—DT830B型电子组装实习讲义主要内容一、万用表的基本原理与功能二、万用表的使用方法与器件检测三、DT830B型万用表原理分析四、数字万用表的特殊电路与功能扩展五、DT830B型万用表调试与故障检测一、万用表的基本原理与功能1、万用表简介2、指针万用表3、数字万用表4、数字万用表和数字电压表的特点5、指针表与数字表的比较返回1、万用表简介万用表又叫多用表、三用表、复用表,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、电阻和音频电平等,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(如β)。万
2、用表分为指针万用表和数字万用表返回2、指针万用表结构:(1)表头(2)测量线路(3)转换开关返回指针万用表测量的基本原理万用表的基本原理是利用一只灵敏的磁电式直流电流表(微安表)做表头。当微小电流通过表头,就会有电流指示。但表头不能通过大电流,所以,必须在表头上并联与串联一些电阻进行分流或降压,从而测出电路中的电流、电压和电阻。下面分别介绍。返回万用表测量原理图测交流电压原理测电阻原理测直流电流原理测直流电压原理返回指针万用表的使用(1)熟悉表盘上各符号的意义及各个旋钮的主要作用。(2)进行机械调零。(3)根据被测量的种类及大小,选择转换开关的挡位及量
3、程,找出对应的刻度线。(4)选择表笔插孔的位置。(5)测量电压(6)测电流(7)测电阻返回3、数字万用表①数字万用表的结构由数字电压表配上功能转换电路构成,可直接测量多种参数。它只测量直流电压,其它参数都转换成直流电压测量。功能转换电路是数字万用表实现多参数测量的必备电路。功能、量程选择可通过机械式开关的切换来实现。返回面板符号直流电压电阻频率直流电流二极管温度交流电压三极管β电容交流电流通断测试数据锁定电源开关液晶显示器逻辑测试返回②.数字万用表常用的测量电路平均响应的交流电压/直流电压转换电路由于A/D转换器只能对DCV(直流电压)信号进行处理,那
4、么要测量交流电压(ACV,ACA,电容等)时,就必须将交流电压转换为DCV信号。如下图。返回交流电压/直流电压转换电路返回电容测量电路电容测量电路通常采用容抗法电路,电路工作原理是:将电容的容量值转换为频率为400Hz的交流电压信号,再经过AC/DC转换器转换成DCV电压信号,最后通过仪表显示出被测量的电容的容量值。测量电路如下。返回实际电容测量电路返回温度测量电路温度测量电路的核心是测温电桥,利用A/D转换器内部高稳定度基准电压作为桥路电源,从而保证测量的准确度。返回频率测量电路频率测量电路的工作原理是将被测量的频率信号转换为DCV信号,再输入A/D
5、转换器进行处理,最后仪表显示出频率值。返回③A/D转换的原理反向积分:积分器是A/D转换器的心脏,在一个测量周期内,积分器要先后对输入信号电压和基准电压进行正向积分和反向积分,然后送到比较器,它将积分器输出的信号与零电平进行比较,比较的结果作为数字电路的控制信号。正向积分:返回假设T2时间内计数值为N,而计数脉冲周期为TCP,则T2=NTCP,有式中TCP为时钟振荡器的频率经过四分频得到的它是固定不变。VREF为基准电压,也是固定不变,这样由上式可知,计数值N就与被测电压成正比。tVT1T2A/D转换的原理(续)返回④数字显示原理数据锁存相位驱动分段译
6、码LCD显示逻辑控制计数输出功能框图返回数字电压表的显示位数显示位数通常为位~位。其中常用的有位、位等。数字仪表显示位数的定义有两条含义:其一是整数部分,代表能显示0~9中所有数字的位数。其二是分数部分,分母代表满量程时最高位能显示的数字,分子代表最高位可显示的最大数字。根据定义,位数字仪表应有3+1=4个数据位,其中低三位可以显示0~9,最高位只能显示两个数字(0或1),而且这两个数字中最大的数字是“1”。所以它的最大显示值应为±1999。其余以此类推。返回4、数字万用表和数字电压表的特点数字式万用表是在数字式电压表的基础上加上扩展电路而得,采用数字
7、化测量技术,把连续的模拟量(直流输入电压)转换成离散的数字形式并加以显示的仪表。在讲解数字式万用表之前,首先介绍数字式电压表。返回数字电压表具有下述特点:⑴显示清晰直观,读数准确⑵准确度高数字电压表准确度的表达方式为准确度=(a%·RDG+n)式中RDG为读数值(即显示值),a代表A/D转换器和功能转换器(例如分压器、有效值转换器)的综合误差,n是量化误差反映在末位数字上的变化量。返回⑶分辨率高分辨率是指所能显示的最小数字与最大数字之比。通常用百分数表示。例如,3位半数字电压表的分辨率为1/1999,约等于0.05%。用同样的方法可计算出,4位半和5位
8、半数字电压表的分辨率依次为0.005%和0.0005%。需要指出,分辨力和准确度属于两个不同的