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时间:2018-11-07
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1、DT-830数字万用表DT-830数字万用表(以下简称DT-830)是一种3位袖珍仪表。与一般针式万用表相比,该表具有测量精度高,显示直观,可靠性好,功能全,体积小等优点。另外,它还具有自动调零和显示极性,超量程显示,低压指示等功能,装有快速熔丝管过流保护电路和过压保护元件。一、工作原理图3-8是DT-830万用表原理方框图,模/数(A/D)转换是本仪表的主要部件,这里采用7106型单片CMOSA/D转换器,被测电压一律经分压折算成直流200mV以内送入7106进行A/D变换和测量,交流电压还需经交/直转换后,变成直流电压方可送入7106;由于7106A/D转
2、换器始终接受0-200mV直流电压信号,因此,交、直流电流测量时,需经过分流器,实现I/V转换。DT-830万用表的各种测试功能原理如下:直流电压的测量。直流电压的测量电路如图3-9所示,图中“IN+、IN-”是7106模拟量输入的正端和负端,斜线区域代表导电橡胶,用来连接7106和LCD。R7+W2,R8,R9,R10,R11+R12等电阻(含可调电阻W2)构成电阻分压器,它将基本量程200mV扩展成五个量程,使其最大量程为1000V。7106不仅含有双积分型A/D转换器,而且还有数据锁存器、译码器和驱动器等,可直接驱动液晶式七段显示器(LCD)。它内部稳定
3、性很高的基准电压源(典型值为2.8伏)。被测电压经电阻分压器送入7106后,使LCD显示出测量值。二、直流电压测量电路直流电压测量电路见图3.37。利用电阻分压器可将200mv的基本量程扩展成5量程直流数值电压表,5个电压量程依次为200mv,2v,20v,200v,1000v。~为分压电阻,均采用误差为0.5%的精密金属膜电阻。分压器总阻值为10MΩ,各档的分压比由量程开关来控制。2V档:2V×=200mV20V档:20V×=200mV200V档:200V×=200mV1000V档:1000V×=200mV三、直流电流测量电路直流电流测量电路见图3.38。当
4、被测电流流过分流电阻时可产生压降,以此作为200mv基本表的输入电压,即可I/V转换。利用数字电压表显示出被测电流的大小。各档的分流由量程开关来控制。直流电流测量电路6个电流量程依次为200μA,2mA,20mA,200mA,2A和20A。分流器由~组成,总阻值为1KΩ。20A单独使用一个输入插孔。因20A插孔的工作电流很大,故分流电阻使用一根锰铜丝电阻,其冷态阻值为0.01Ω。FU是2A/250V快速熔丝管,起过流保护作用。、组成双向限幅二极管,作过压保护。当输入电压低于硅二极管的正向导通压降时,二极管截止,对测量毫无影响。一旦>0.6~0.7V,二极管就迅
5、速导通,从而限制了仪表的输入电压。200μA挡:200×A×Ω=200×V=200mv2mA挡:2×A×100Ω=200×V=200mv20mA挡:20×A×10Ω=200×V=200mv200mA挡:200×A×1Ω=200mv2A挡;2A×0.1Ω=200mv20A挡;20A×0.01Ω=200mv四、交流电压测量电路交流电压测量电路如图3.39所示该表采用平均响应的AC/DC转换电路,5个交流电压量程依次为200mV,2V,20V,200V,700V(有效值)。现将最高量程规定为700V,是因为量程转换开关的额定电压值为1000V,该档的最大峰值电压=×
6、700=990V,与1000V已经很接近。测量交流电压时人仍借用直流电压档的分压器。利用低漂移双运放TL062中的一组运放和二极管,组成平均响应的线性半波整流电路。这种电路可避免二极管在小信号整流时引起的非线性误差,使输入电压(有效值)与输出电压(平均值)成线性关系,适于测量0~200mv的交流电压。对半波整流而言,正弦波电压有效值与平均值的关系为=2.22这就是要求电路的电压放大倍数必须大于2.22倍,才有调整的余量。电路中、是负反馈电阻,可将偏置在线性放大区,并且控制运放的增益。为提高AC/DC转换器的输入阻抗,降低输入信号的损耗,接成同相放大器,其电压放
7、大倍数由下式确定:=1+(3.3.5)现取==100KΩ同相端的输入电阻=100KΩ,代人式(3.3.5)中得到=3>2.22(倍)。显然符合设计要求。尽管TL062属于低飘移运放,但考虑到AC/DC转换器的输入电压很弱,即使失调电压很小,也会造成测量误差。为此需增加隔直电容和,不让直流成分(包括的失调电压)进入整流滤波电路。在正半周时导通,截止,的输出电流途径→→→→→地(COM端),并且通过对进行充电。负半周时导通,截止,电流途径为地→→→→→。此时缓慢地放电,放电时间常数=。是TSC7106地输入电阻,因其阻值极高,故可认为两端电压维持不变。由和组成地平
8、滑滤波器可滤掉交流纹波,高频干扰信号则
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