直流数字电压表
DIY数字显示直流电压表
DIY数字显示直流电压表最近想做一个电源，因为经常DIY，没有一个电源不像样子，虽然是业余的，但是电压有时也会有不同的电压值，如做成固定的电压应用起来就不方便，如做成可调的，电源值就不能直观的展示出来，每调一次就用万用表量一起也不方便。
如果有一个电压表装在电源上就方便多了，指针式的表头读起数来总是有点别扭，所以就想找一个数字式的电压表头。
因此在这样的背景下自己通过DIY 制作了一个4位数字显示的电压表头。
做数字式电压表用什么IC好呢？选来选去最后决定用ICL7017吧！定好芯片就开要画个完整的电路图。
既然要做就做好点，不想用洞洞板来接线路板，电线飞来飞去的有点头痛的感觉，所以还要画一块PCB板。
电路图及PCB板的设计如下图示：有了图就要准备物料了，不想一个一个的写出来，给个物料清单吧如下组件编号组件数值组件规格用量号C1 0.1uF 瓷片电容±20% 50V 1C2 100P 瓷片电容±5% 50V 1C3 0.1uF 金属膜电容±5% 63V 1C4 0.1uF 独石电容±5% 63V 1C6 0.22uF 金属膜电容±5% 63V 1C5 0.47uF 金属膜电容±5% 63V 1C7,C8 10uF/25V 电解电容+80-20% 2R1 150Ω金属膜电阻±1% 1/4W 1R8 1K 金属膜电阻±1% 1/4W 1R9 1M 1/2W 金属膜电阻±1% 1/2W 1R7 1M 金属膜电阻±1% 1/4W 1R3 2.95K 金属膜电阻±1% 1/4W 1R2,R5 10K 金属膜电阻±1% 1/4W 2R4 20K 金属膜电阻±1% 1/4W 1R6 154K 金属膜电阻±1% 1/4W 1R10 470K 金属膜电阻±1% 1/4W 1VR2 5K 精密微调电阻922C0 W 502 1D2,D3 4148 ST 1N4148 DO-35 2J1,J2 DC5V 鱼骨针2pin 2D1 DIODE 1N4004 DO-41 1DS1~4 HS-5161BS2 共阳8段数码管 4U1 ICL7107 IC ICL7107CPLZ DIP-40 1U2 TC4069 IC TC4069UBP DIP-14 1U3 TL431 IC TL431A TO-92 1IC插座14 pin 2.54mm 1IC插座40 pin 2.54mm 1PCB光板36x68x1.6mm 双面FR-4 1塑料外壳尺寸要与PCB板配合，网上购的 1镙丝 4锡线适量工具就是电子爱好者的常用工具了由于手头上没有150Ω的电阻就用100Ω串了个51Ω。
直流数字电压表试行检定规程完整
直流数字电压表试行检定规程直流数字电压表试行检定规程Verification Regulation of CD Digital Voltmeter本检定规程经国家计量局于1983年4月19日批准，并自1984年3月1日起施行。
归口单位：中国计量科学研究院起草单位：中国计量科学研究院本规程技术条文由起草单位负责解释。
本规程主要起草人：占岭(中国计量科学研究院)参加起草人：德生(中国计量科学研究院)春弟(中国计量科学研究院)郄家平(中国计量科学研究院)直流数字电压表试行检定规程一、前言本规程适用于新生产的、使用中和修理后的直流数字电压表(DC-DVM)，以及数字多用表和数字面板表中的直流电压测量部分的检定。
本规程还适用于在将一些物理量变换为直流电压而进行数字测量的某些测量仪表，以及模/数变换器(A/D变换器)某些有关部分的检定。
随着数字技术的迅速发展和广泛使用，高性能的数字电压表(DVM)正被陆续普及。
DC-DVM是DVM 和数字仪表的主体和基本部分，鉴于这种状况，首先将DC-DVM的检定方法统一起来，逐步做到制造和使用两者的合理性，是制订本规程的基本出发点。
二、检定的技术要求和检定条件1 检定概述DC-DVM是高准确度仪表，为了正确使用并保证测量结果的准确一致，必须对各种DC-DVM进行检定。
检定工作可分以下三种情况：1.1 周期检定这是一般精密仪表的例行检定。
一般在标准条件下进行的周期检定容应包括：基本误差、稳定误差、线性误差、分辨力、显示能力、输入电阻、零电流以及串、共模干扰抑制比等技术指标，周期检定的DC-DVM要给予定级。
1.2 修理检定这是对损坏的DVM修复后，为了保证仪器使用的可靠性，应按周期检定的项目进行一次检查。
也可根据修理情况，增加一些必要的检定容。
1.3 验收检定是对接受的新仪器(包括进口DVM)的检验工作。
它比周期检定项目要多些，如温度系数、电源变化的影响、绝缘电阻、耐压试验、测量速度、响应时间、信息输出等技术指标。
直流数字电压表的课程设计
3 元器件的介绍· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 5
3.1 课程设计器材和供参考选择的元器件· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 1 3.2 3 A/D 转换器 MC14433· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·5 2 3.3 MC14433 引脚功能说明· 8 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 3.4 七段锁存—译码—驱动器 MC4511· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 10 3.5 七路达林顿驱动器阵列 MC1413· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 12 3.6 高精度低漂移能隙基准电源 MC1403· 12 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
5 课程设计报告结论· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·13
直流数字电压表0_5V(4位显示)
单片机仿真实验——直流数字电压表设计调节电位器RV1可使其输出电压在0-5V之间变化。
经AD转换后，数码管以十进制形式动态显示电位器的调节电压。
元件清单元件类别电路符号元件名称Microprocessor ICS U1 80C51Data Converter U3 ADC0808Miscellaneous X1 CRYSTALCapacitors C1-C2 CAPCapacitors C3 CAP-ELECResistors RP1 RESPACK_8Resistors R9/10K RESResistors RV1/4.7K POT-HG Qpto electronics LED 7SEG-MPX4-CC-RED 结果：程序代码：#include<reg51.h>#define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit CLK=P2^4;sbit ST =P2^5;sbit EOC=P2^6;sbit OE=P2^7;sbit P20=P2^0;sbit P21=P2^1;sbit P22=P2^2;sbit P23=P2^3;uchar code mod[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}; uint result=0;void delay(uint time);void display();Time1()interrupt 1{CLK=!CLK;}void main(){TMOD=0x02;EA=1;ET0=1;TR0=1;TH0=0x00;TL0=0x00;while(1){ST=0;ST=1;ST=0;while(EOC==0);OE=1;result=P1;OE=0;display();}}void display(){uint gw,sf,bf,qf;gw=result/51;sf=(result*10/51)%10;bf=(result*100/51)%10;qf=(((result*100)%51)*10)/51;P20=0;P0=mod[gw]|0x80;delay(10);P20=1;P21=0;P0=mod[sf];delay(10);P21=1;P22=0;P0=mod[bf];delay(10);P22=1;P23=0;P0=mod[qf];delay(10);P23=1;}void delay(uint time) {uint j=0;for(;time>0;time--)for(;j<125;j++); }。
综合实验三 位直流数字电压表
综合实验三213位直流数字电压表一、实验目的 1、了解双积分式A / D 转换器的工作原理2、熟悉213位A / D 转换器CC14433的性能及其引脚功能3、掌握用CC14433构成直流数字电压表的方法二、实验原理直流数字电压表的核心器件是一个间接型A / D 转换器，它首先将输入的模拟电压信号变换成易于准确测量的时间量，然后在这个时间宽度里用计数器计时，计数结果就是正比于输入模拟电压信号的数字量。
1、V －T 变换型双积分A / D 转换器图3－1是双积分ADC 的控制逻辑框图。
它由积分器（包括运算放大器A 1 和RC 积分网络）、过零比较器A 2，N 位二进制计数器，开关控制电路，门控电路，参考电压V R 与时钟脉冲源CP图3－1 双积分ADC 原理框图转换开始前，先将计数器清零，并通过控制电路使开关 S O 接通，将电容C 充分放电。
由于计数器进位输出Q C ＝0，控制电路使开关S 接通v i ，模拟电压与积分器接通，同时，门G 被封锁，计数器不工作。
积分器输出v A 线性下降，经零值比较器A 2 获得一方波v C ，打开门G ，计数器开始计数，当输入2n个时钟脉冲后t ＝T 1，各触发器输出端D n-1～D O 由111…1回到000…0，其进位输出Q C ＝1，作为定时控制信号，通过控制电路将开关S转换至基准电压源－V R ，积分器向相反方向积分，v A 开始线性上升，计数器重新从0开始计数，直到t ＝T 2，v A 下降到0，比较器输出的正方波结束，此时计数器中暂存二进制数字就是v i 相对应的二进制数码。
2、213位双积分A / D 转换器CC14433的性能特点 CC14433是CMOS 双积分式213位A / D 转换器，它是将构成数字和模拟电路的约7700多个MOS 晶体管集成在一个硅芯片上，芯片有24只引脚，采用双列直插式，其引脚排列与功能如图18－2所示。
图3－2 CC14433引脚排列引脚功能说明：V AG （1脚）：被测电压V X 和基准电压V R 的参考地V R （2脚）：外接基准电压（2V 或200mV ）输入端V X （3脚）：被测电压输入端R 1（4脚）、R 1 ／C 1（5脚）、C 1（6脚）：外接积分阻容元件端C 1＝0.1μf （聚酯薄膜电容器），R 1＝470K Ω（2V 量程）；R 1＝27K Ω（200mV 量程）。
直流数字电压表
直流数字电压表直流数字电压表是一种非常常见的电子测量仪器，用于测量电路中的直流电压。
它通过数字显示电压值，具有精确度高、使用方便等优点，在电子工程和实验应用中得到广泛使用。
直流数字电压表的工作原理是基于模拟到数字转换技术。
当电压输入到电压表的输入端时，它会通过内部的模拟到数字转换器将电压信号转换为数字信号。
然后，数字信号经过处理和显示，最终以数字形式在显示屏上显示出来。
直流数字电压表通常由输入端、模拟到数字转换器、数字处理电路和显示屏等部分组成。
其中，输入端负责接纳电路中的待测电压，模拟到数字转换器将电压信号转换为数字信号，数字处理电路用于处理和校准数字信号，显示屏用于显示最终的测量结果。
直流数字电压表具有许多优点。
首先，它的测量精度高，通常可以达到数千分之一的高精度。
其次，直流数字电压表使用方便，只需要将待测电压接入输入端，并观察显示屏上的数字即可得到测量结果。
此外，它还具有体积小、重量轻、移动方便等特点，适用于各种实验和工程应用。
然而，直流数字电压表也有一些限制。
首先，它只能测量直流电压，不能测量交流电压。
其次，直流数字电压表对输入电压的范围有一定的限制，超出其额定范围可能会损坏电压表。
此外，直流数字电压表的显示屏通常只能显示有限位数的数字，对于超过显示范围的电压，只能显示溢出或错误。
在使用直流数字电压表时，需要注意以下几点。
首先，应仔细阅读使用说明书，了解电压表的特性和限制。
其次，应选择适当的量程，并确保输入电压在量程范围内。
在测量过程中，要避免过大的输入电压，以免损坏电压表。
另外，还应注意保持输入端的干净和安全，避免灰尘、湿气等对电压表的影响。
总之，直流数字电压表是一种常见且实用的电子测量仪器，广泛应用于电子工程和实验中。
它通过模拟到数字转换技术将待测电压转换为数字信号，并以数字形式在显示屏上显示出来。
直流数字电压表具有精度高、使用方便等优点，但也有对输入电压范围的限制。
在使用时，应仔细阅读说明书，选择适当的量程，并避免过大的输入电压。
092-直流数字电压表测量结果的不确定度
1 概述测量依据JJG 315-83《直流数字电压表》用直接比较法来测量直流数字电压表的量值。
将直流标准数字电压表与被测直流数字电压表并联接到直流标准电压发生器的输出端。
由直流标准电压发生器提供直流电压，以直流标准电压表的读数为标准值，并从被测表上读得相应的读数。
本实验选用的计量标准器、被测表，如表1 所示，并以测量直流电压10V为例。
表1 选用的计量标准器、被测表计量器具名称型号准确度直流标准数字电压表3458A±〔0.0008%UX＋0.00005% Um〕直流标准电压发生器4700±〔0.0015% UX＋0.001% Um〕被检数字电压表34401A±（0.0035% UX＋0.0005% Um）2 评定模型2.1 数学模型y=VN式中y -被测量的电压值，单位：VVN - 标准电压值，单位：V2.2 灵敏系数VN的灵敏系数C=y/VN=12.3 标准不确定度的来源`2.3.1 标准装置标准不确定度u(V)引起的不确定度u1，其中u(V)由四个不确定度分量构成。
a. 标准数字电压表准确度引起的标准不确定度分量u11（B类不确定度分量）b. 直流标准电压发生器调节细度引起的标准不确定度分量u12（B类不确定度分量）c. 直流标准电压发生器稳定度引起的标准不确定度分量u13（B类不确定度分量）d. 标准装置重复性引起的标准不确定度分量u14（A类不确定度分量）u(V)=u1= u(V)2.3.2 被测量的分辨率标准不确定度分量u2（B类不确定度分量）2.4 合成标准不确定度分量评定模型uC=3 标准不确定度分量的评定3.1 标准不确定度分量u1的评定u(V) =3.1.1 u11的评定当测量值为10V时，3458A标准数字电压表10V量程的准确度为±〔0.0008%UX＋0.000005% Um〕=±〔0.0008%×10V＋0.000005%×10 V〕=±80.5×10-6V半宽a=80.5×10-6V ,包含因子k=u11 =a／k=80.5×10-6V／=46.48×10-6V估计Δu11／u11=0.01 其自由度ν11→∞3.1.2 u12的评定多功能标准源4700输出为10V时,输出值为10.000000V,为调节细度为1μV,区间内可认为均匀分布,半宽度a=0.5μV, 包含因子k=u12=a／k=0.5μV／=0.289×10-6 V,估计Δu12／u12=0.01 其自由度ν12→∞3.1.3 u13的评定当输出值为10V，直流标准发生器的24小时稳定度为：±(0.00006% UX +0.00001%Um )=±(0.00006%×10V+0.00001%×10V)=±7×10-6V半宽度a=7×10-6V, 包含因子k=u13=a／k=7×10-6V／=4.04×10-6 V,估计Δu13／u13=0.01 其自由度ν13→∞3.1.4 u14的评定以测量直流电压10V量程满度点为例,进行10次等精度测量,测量数据如下表所示序号12345测量值xi(V)9.999989.999979.999979.999979.99997序号678910测量值xi(V)9.999979.999979.999979.999979.99997=9.999971 VS= =3.16×10-6Vu14的自由度为ν14= n-1=9取一次读数,故u14=s=3.16×10-6Vu(V)= ×10-6V = 46.76×10-6Vu(V)的自由度为νv= u(V)4 /( )=431511u1= · u(V)C=1，u(V)= 46.76×10-6Vu1=46.76×10-6V3.2 不确定度分量u2 的评定被检测的数字电压表示值为10 V 时,分辨率为10μV, 在±5μV区间内可认为均匀分布, 半宽度a= 5μV, 包含因子k=u2= a／k= 5μV／=2.89×10-6V估计Δu 2／u 2=0.01 其自由度ν2 →∞4 合成不确定度的评定4.1 标准不确定度一览表不确定度来源标准不确定度灵敏系数标准不确定度分量自由度直流数字电压表标准装置46.76×10-6V146.76×106 V58622标准数字电压表的准确度46.48×10-6 V∞多功能标准源的调节细度0.289×10-6 V∞多功能标准源的稳定度4.04×10-6 V∞标准装置的重复性3.16×10-6 V9被测量的分辨率2.89×10-6 V12.89×10-6 V∞4.2 合成不确定度uC 的计算uC== ×10-6 V =46.85×10-6 V5 扩展不确定度的不确定度5.1 合成不确定度uC的自由度的计算= uC4／(／)=46.854／(46.764／431511)=46.854/11.29 =426721 5.2 扩展不确定度U的计算k=tp() =t0.95(426721)U=k·uC=2× 46.85×10-6V=93.70×10-6V5.3 评定结果报告直流数字电压表测量结果的扩展不确定度为U=93.70μV 直流数字电压表测量结果的不确定度第1 页共5页。
直流数字电压表 原理
直流数字电压表原理
直流数字电压表是一种测量直流电压的仪器。
其工作原理基于安培定律和欧姆定律。
安培定律表明，在一段电路中，电流的大小与通过该电路的电压成正比。
欧姆定律则说明了电流与电阻之间存在着一种线性关系，即电流等于电压除以电阻。
直流数字电压表利用这两个定律来测量直流电压。
在测量过程中，它通过将待测电压与已知电阻串联，通过分压的原理来测量电压的大小。
具体来说，直流数字电压表内部包含一个系列的电阻，这些电阻可通过旋钮来选用。
当待测电压施加到测量端口上时，电压会通过选用的电阻产生分压作用，使得仪表内部的电路中流过的电流减小。
测量电路中的电流经过放大和转换后，传递给数字显示部分。
数字显示部分将接收到的电流信号转换为对应的电压值，并将其显示在屏幕上。
由于数字显示部分已经预先校准，所以在测量过程中，我们可以直接看到数字显示屏上的数值，从而得知待测电压的大小。
总的来说，直流数字电压表通过选取不同的电阻来实现电压的分压，并通过数字显示部分将分压形成的电流信号转换成相应的电压值，从而实现对直流电压的测量。
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4.1 电压测量的数字化方法
由于DVM的灵敏度很高，因而对外部干扰的抑制 能力就成为保证它的高精度测量能力的重要因素。外 部干扰可分为串模干扰和共模干扰两种。
(1)串模干扰
串模干扰是指干扰电压Usm以串联形式与被测电压 Ux迭加后加到DVM输入端，见图4.1.2。
图(a)表示串模干扰来自
被测信号源内部，图(b)
较 较
式余 逐 式分 并
次 数 联 级
比较式 循环比较 比较式 式
式
4.1.2 DVM的主要类型
1. 逐次比较型DVM的工作原理
图4.1.5 逐次比较型DVM原理框图
4.1.2 DVM的主要类型
1. 逐次比较型DVM的工作原理
逐次比较A/D的工作原理 非常类似于天平称质量过程(因 而也叫称量法)。它利用对分搜 索原理，依次按二进制递减规 律减小，从数字码的最高位 (MSB，相当于满度值FS的一 半)开始，逐次比较到低位，使 Uo逐次逼近Ux。
4.1 电压测量的数字化方法
4.1.1 DVM的特点
• 数字显示 消除视觉误差 • 准确度高 测量误差小，准确度达10-7，灵敏度达μV • 测量范围 量程，位数，超量程能力 • 分辨力高 达μV级 • 测量速度快 达μs级 • 输入阻抗高 一般10MΩ，最高达10GΩ • 抗干扰能力强 串模、共模
双斜积分式DVM属于U-T变换型。
4.1.2 DVM的主要类型
(1) 双斜积分式DVM的工作原理
(a) 基本原理框图
图4.1.7 双斜积分式DVM
4.1.2 DVM的主要类型
(1) 双斜积分式DVM的工作原理
(b) 工作波形
图4.1.7 双斜积分式DVM
差。
二、重点与难点
重点
1. U-T 积分型DVM的组成和工作原理 2. 电子计数式频率计的工作原理
第4章 数字测量方法
数字量是信号幅度随时间做离散型变化 的物理量。目前，电子测量仪器正向量程扩 大化，集成化模块化、智能化、虚拟化、网 络化、跨专业多功能化、数字化趋势发展。 而这些发展趋势的核心是数字化。因此，必 须学习和掌握数字化测量方法。无论高档还 是低档仪器，数字化越来越普及。
数字式仪表的结构
被测量转为直流 电压
被测量转为频率
被测量转为数字
数字式仪表的结构框图
4.1 电压测量的数字化方法
❖ 直流电压表（Digital Voltage Meter——
DVM）由模拟部分和数字两部分电路构成
模拟部分
Ux
输入
A/D
电路
转换器
数字部分
数字 显示器
逻辑控 制电路
时钟 发生器
直流DVM的组成原理框图
一、本章内容
1. 结合图4.1-1分析数字仪表的结构及直流DVM的组成。 2. 了解DVM的特点。 3. 了解DVM的主要类型，结合图4.1-5能阐述逐次比较
式DVM的电路组成和工作原理；结合图4.1-7能分析 和叙述U-T 积分型DVM的组成和工作原理。 4. 了解DVM的测量误差内容，并能计算习题。 5. 结合图4.2-1能分析和叙述直流数字电压表的组成和 工作过程。 6. 多用型数字电压表的组成。
第4章 数字测量方法
❖ 数字化测量——将连续的模拟量转换成断续
的数字量，进行编码、存储、显示及打印等。
方便进行数字化测量的量
直流电压 数字电压表 频 率 电子计数器
第4章 数字测量方法
数字万用表 电阻、电压、电流、电容、温度…… 电子计数器 频率、周期、时间间隔…… 数字示波器 波形及其参数显示、存储…… 其他数字化仪器……
一、本章内容
7. 能分析AC-DC转换器，R-U 转换器，I-U 转换器的 组成和工作过程。
8. 结合图4.4-2和图4.4-3，掌握电子计数式频率计的工 作原理，能详细分析工作过程。
9. 能详细分析测频方面的测量误差，包括： （1）量化误差——±1误差 （2）标准频率误差 10. 测量时间、相位的工作原理，能详细分析其测量误
第4章 数字测量方法
❖ 随着微电子技术的发展，数字电路的成本 越来越低。随着各类仪器装上了CPU，数字化 仪器比模拟仪器的功能更强，精度更高，应用 更方便灵活，能用数字测量方法就不用模拟测 量方法。
❖ 可以将今后的仪器归纳成一个简单的公式： “仪器=AD/DA+CPU+软件”，A/D芯片将模拟 信号变成数字信号，再经过CPU及软件处理变 换后由D/A输出。A/D芯片是数字化测量的核心 器件，要掌握的内容是A/D转换器的基本原理， 检测方法及应用领域等。
当被测信号源地端与DVM机壳间存在电 位差即共模干扰电压Ucm时，将产生干扰 电流I1和I2，分别串入两根信号引线，由 于(R1+Z1)≠(R2+Z2)，所以Ucm的作用等效 于信号通道中的串联干扰源而对测量结果 发生影响。
图4.1.4 共模干扰示意图
4.1 电压测量的数字化方法
DVM对共模干扰的抑制能力用共模抑制比(CMR) 来表示
CMR(dB) 20lg Ucmp Um
4.1 电压测量的数字化方法
4.1.2 DVM的主要类型
各类DVM的主要区别在于A/D转换的方式不同， 按其工作原理主要分为：比较型和积分型两大类。
双 斜 式 、 多 斜 式
积 分 式脉 冲 调 宽 式
A/D变
换
比
较
U F变 换 式
反 馈 式
直 接
比 比
图4.1.6 逐次比较型A/D转换器原理框图
4.1.2 DVM的主要类型
1. 逐次比较型DVM的工作原理
逐次比较型A/D转换器结式DVM的工作原理
积分型A/D转换器是一种间接转换器：首先对输 入的模拟电压通过积分器变成时间（T）或频率（F） 等中间量，再把中间量转换成数字量。根据中间量 的不同分为U-T式和U-F式。
表示串模干扰是由于测
量引线受外界电磁场感
应所引起的。
图4.1.2 串模干扰
4.1 电压测量的数字化方法
DVM对串模干扰的 抑制能力用串模抑制比 （SMR）来表示
SMR(dB) 20lg Usmp Um
图4.1.3 串模干扰电压波形
4.1 电压测量的数字化方法
(2)共模干扰
用DVM进行测量时的共模干扰如图4.1.4所示。图中Z1和Z2是DVM两个输 入端与机壳间的绝缘阻抗，一般Z1>>Z2, R1和R2是测量引线的电阻。