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数字万用表原理与电路图以及使用的注意事项

2017-06-09
类别:行业趋势
eye 648
文章创建人 拍明
      要想了解数字万用表,我们首先要知道,数字表的核心是它的A/D转换器,也就是模数转换器,将被测量的模拟信号变为数字信号给LCD液晶屏显示。数字表有三个转换电路: I/V转换电路(电流转换电压电路) R/V转换电路(电阻转换电压电路) C/V转换电路(电容转换电压电路),也就是说,不过测量什么信号始终要把这个信号转换为直流电压信号来给A/D处理显示。测量电阻,将被测量的电阻值转换为直流电压信号给A/D处理显示。测量电流,将被测量的电流值转换为直流电压信号给A/D处理显示。

测量电容,将被测量的电容量转换为直流电压信号给A/D处理显示。在一般数字表中,直流电压挡(DCV)最高量程是1000V 交流电压挡(ACV)最高量程是750V700V量程,但数字表是如何测量比较高的电压信号呢?如果数字表测量1000V直流电压,1000V直流电压输入进万用表经过衰减器以后将1000V直流电压衰减到200mV以下送入A/D处理显示,不管测量的信号有多大始终要把这个信号衰减到200mV以下送给A/D处理。一般直流电压挡和交流电压挡是共用分压器(分压电阻),直流电流挡和交流电流挡是共用分流器(分流电阻),但交流电压挡和交流电流挡是共用整流器。

数字万用表的类型有很多种,其功能结构都有所区别,但是其原理是相同的,本文就以袖珍式DT830数字万用表为例,通过数字万用表电路图来介绍数字万用表的测量原理。

1、直流电压测量电路图

该电路是由电阻分压器所组成的外围电路和基本表构成。把基本量程为200mV的量程扩展为五量程的直流电压挡。图中斜线区是导电橡胶,起连接作用。

2、直流电流测量电路图

图中VD1VD2为保护二极管,当基本表IN+IN一两端电压大于ZOOmV时,VD1导通,当被测量电位端接入IN一时,VD2导通,从而保护了基本表的正常工作,起到守门的作用。R2R5RC.分别为各挡的取样电阻,它们共同组成了电流-电压转换器(I/U),即测量时,被测电流在取样电阻上产生电压,该电压输人至IN+IN—两端,从而得到了被测电流的量值。若合理地选配各电流量程的取样电阻,就能使基本表直接显示被测电流量的大小。

3、交流电压测量电路图

由图可见,它主要由输入通道、降压电阻、量程选择开关、耦合电路、放大器输入保护电路、运算放大器输人保护电路、运算放大器、交-直流(AC/DC)转换电路、环形滤波电路及ICL7l06芯片组成。图中,C1为输入电容。VD11VD12C)的阻尼二极管,它可以防止C1两端出现过电压而影响放大器的输入端。R21是为防止放大器输入端出现直流分量而设计的直流通道。VD5VD6互为反向连接,称为钳位二极管,起守门作用,防止输入至运算放大器062的信号超过规定值。运算放大器062完成对交流信号的放大,放大后的信号经C5加到二极管VD7VD8上,信号的负半周通过VD7,正半周通过VD8,完成对交流信号进行全波整流。经整流后的脉动直流电压经电阻R26R31和电容C6C10组成的滤波电路滤波后,在R27RP4上提取部分信号输人至基本表的输人端IN+。同时输入至基本表的部分信号经C3反馈到运算放大器062的反相输人端,以改善检波器的整流特性。电容器CZR22接地,C2C3的电容量及质量直接影响着放大器的频率响应。C2对高频部分影响较大,C3对低频部分影响较大。C4R23承担抑制或消除电路自励的任务。若使基本表所获得的直流电压与交流输入电压的平均值成比例变化,可通过RP4进行调节。R6R10为分压电阻,与直流电压挡的分压电阻共用。

数字万用表原理与电路图.png

4、交流电流测量电路图

交流电流测量电路与图3所示出的交流电压测量电路基本相同。只需将图中的分压器改成图2中的分流器即可。故其分流电阻与直流电流挡共用,耦合电路及其后的电路与交流电压测量电路共用。

5、直流电阻测量电路图

4(a)为数字万用表直流电阻测量原理图,图中标准电阻Ro与待测电阻Rx串联后接在基本表的V十和COM之间。V+vREF+vREFIN+IN一和COM两两接通,用基本表的2.基准电压向RoRx供电。其中UR。为基准电压,URx为输入电压。根据设计,当Rx=R0时显示读数为1000,当Rx=2R0时溢出显示[因为2000> 1999(最大显示数)]

因此,只要固定若干个标准电阻Ro,就可实现多量程电阻测量。

4(b)为实际电阻测量电路。其中,R7R12均为标准电阻,且与交流电压挡分压电阻共用。

通过以上这些数字万用表电路图的展示,可以更清楚的认识到数字万用表的测量原理,进一步加深了对数字万用表使用的理解。

数字万用表由于具有测量精确、取值方便、功能齐全等优点,因此深受无线电爱好者的欢迎、最普通的数字方用表一般具有电阻测量、通断声响检测、二极管正向导通电压测量。交流直流电压电流测量、三极管放大倍数及性能测量等。有些数字万用表则增加了电容容量测量、频率测量、温度测量、数据记忆及语音报数等功能,给实际检测工作带来很大的方便。但是,数字方用表由于使用不当,在实际检测时易造成表内元件损坏,产生故障。本人根据造成数字万用表损坏的实际情况,总结出数字方用表在使用中的注意事项,供初学初用者参考,以尽量防止数字万用表的损坏。

数字万用表损坏在大多数情况下是因测量档位错误造成,如在测量交流市电时,测量档位选择置于电阻挡,这种情况下表笔一旦接触市电,瞬间即可造成万用表内部元件损坏。因此,在使用万用表测量前一定要先检查测量档位是否正确。在使用完毕,将测量选择置于交流750V或者直流1000V处,这样在下次测量时无论误测什么参数,都不会引起数字万用表损坏.

有些数字万用表损坏是由于测量的电压电流超过量程范围所造成的.如在交流20V档位测量市电,很易引起数字万用表交流放大电路损坏,使万用表失去交流测量功能。在测量直流电压时,所测电压超出测量量程,同样易造成表内电路故障。在测量电流时如果实际电流值超过量程,一般仅引起万用表内的保险丝烧断,不会造成其它损坏。所以在测量电压参数时,如果不知道所测电压的大致范围,应先把测量档置于最高档,通过测量其值后再换档测量,以得到比较精确的数值。如果所要测量的电压数值远超出万用表所能测量的最大量程,应另配高阻测量表笔。如检测黑白彩电的第二阳极高压及聚焦高压。

多数数字万用表的直流电压上限量程为1000V,因此测量直流电压时,最高电压值在1000V以下,一般不会损坏万用表。如果超出1000V,则很有可能造成万用表损坏。但是,不同的数字万用表的可测量电压上限值可能有所不同。如果测量的电压超出量程,可采取电阻降压的方法加以测量。另外,在测量40O1000V的直流高电压时,表笔与测量处一定要接触好,不能有任何抖动,否则,除了可能会造成万用表损坏而使测量不准确外,严重时还可使万用表无任何显示.

在测量电阻时,应注意一定不要带电测量。

 


责任编辑:Davia

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