数字万用表设计教材课程
万能表设计课程设计
万能表设计课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解万能表的基本原理，掌握其结构组成和工作方式。
2. 学生能够运用所学的电学知识，解释并分析万能表在实际电路中的应用。
3. 学生能够准确读取万能表测量数据，了解不同测量功能的使用方法和测量范围。
技能目标：1. 学生能够正确操作万能表，进行电压、电流、电阻等基本测量。
2. 学生能够通过万能表检测简单的电路故障，并提出解决问题的方法。
3. 学生能够设计简单的电路图，利用万能表进行验证和分析。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对物理实验和电学测量的兴趣，激发科学探究精神。
2. 学生在小组合作中，培养团队协作和沟通能力，增强解决问题的信心。
3. 学生通过学习万能表的使用，认识到科技对生活的影响，增强环保和节能意识。
课程性质：本课程为初中物理实验课程，结合电学基础知识，培养学生的实践操作能力和科学探究精神。
学生特点：初中生具备一定的电学知识基础，对实验操作充满好奇心，但动手能力和问题解决能力有待提高。
教学要求：结合学生特点，注重实践操作和理论知识的结合，提高学生的动手能力、观察分析能力和创新能力。
通过课程目标的具体分解，确保学生在学习过程中达到预期的学习成果。
二、教学内容1. 万能表基本原理：介绍万能表的工作原理，包括磁电式表头、表笔、量程切换和表盘读数等组成部分。
教材章节：《电与磁》中“电流表和电压表”章节。
2. 万能表操作方法：详细讲解万能表的使用方法，包括电压、电流、电阻测量的步骤，量程的选择和读数技巧。
教材章节：《电与磁》中“多用表的使用”章节。
3. 实践操作：设计实验，让学生动手操作万能表进行电压、电流、电阻测量，巩固所学知识。
教材章节：《电与磁》中“多用表实验”章节。
4. 故障检测与分析：指导学生利用万能表检测常见电路故障，培养学生分析问题和解决问题的能力。
教材章节：《电与磁》中“电路故障检测”章节。
5. 电路设计与验证：引导学生设计简单的电路图，利用万能表进行验证，培养学生的创新意识和动手能力。
《数字万用表设计》课件
小巧轻便，可充电，适用于小电路维修
台式数字万用表
交直流通用，精度高，常用于实验室和工厂
专用数字万用表
针对一些特定的测量任务而设计的
数字万用表的构成和原理
构成
熔丝、旋转开关、电池、电源电路等
原理
根据欧姆定律、基尔霍夫定理等，通过电路分析获 得电荷和电流信息
数字万用表的准确性和精度
数字万用表的准确性和精度是评价其好坏的重要指标，精度取决于数码显示 的位数和转换电路的噪声程度。准确性受到测量误差、校准及环境因素等影 响。
数字万用表的常见误差和解决方法
1 电压误差
应选择合适量程，保证电源稳定
3 温度误差
保持恒温环境，适当预热电路
2 电流误差
正确接入测试电路，选择合适的保险丝
4 其他误差
合理放置，合理使用，定期校准
数字万用表的测量范围和分辨率
电压
范围：200mV-1000V，分辨率： 0.1mV-1V
电流
范围：200μA-10A，分辨率： 0.1μA-10mA
电阻
范围：200Ω-200MΩ，分辨率： 0.1Ω-100KΩ
数字万用表的通用性和适用范围
数字万用表通用性强，可用于工业自动化、实验室测量、电路调试等多种场合。适用于电子、通信、计算机、 机械、化工等领域。
数字万用表的常见测量方法
1
直流电压测量
将旋钮拨至VΩmA档位，将电表红表笔连接正极，黑表笔连接负极进行测量
数字万用表与智能化科技的融 合测量
数字万用表将与智能家居、智能汽车、智能医疗等领域紧密结合，呈现多种 形态和使用场景。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
数字万用表的研发和生产技术 创新
数字万用表ppt课件
•19
•二、数字万用表的组成
是由数字电压表配上相应的功能转换电路构 成的，数字电压表通常使用一块集成电路芯 片,它将A/D转换器与能够直接驱动显示器的 显示逻辑控制器集成在一起，在其周围配上 相关的电阻器、电容器和显示器,组成数字万 用表表头。它只测量直流电压，其它参数必 须转换成和其自身大小成一定比例关系的直 流电压后才能被测量。 •其基本组成如下图1所示
• (3) 一般万用表的V/Ω 档公用一个表笔插孔，而A档单 独用一个插孔。使用时应注意根据被测量调换插孔，否则
可能造成测量错误或仪表损坏•15 。
一、万用表的结构
万用表主要由表头、转换开关和测量线路组成。 •1.表头 表头是一只直流电压表， 由LCD液晶显示屏与A/D 转换器构成。数字万用表的整体性能主要由这一数 字表头的性能决定。是数字万用表的核心，A/D转 换器是数字电压表的核心，不同的A/D转换器构成 不同原理的数字万用表。
•1、直流电压测量电路
•在数字电压表头前面加一级分压电路(分压器)，可以扩展直流电压测量的量程。如图2所 •示，U0为电压表头的量程(为200mV)，r为其内阻(如10mΩ)，为分压电阻，U10为扩展后
•的量程。
•图2分压电路原理
•图3多量程分压器原理
•23
• 由于r1>>r2，所以分压比为
U 0 r2 U i0 r1 r2
•26
•2、直流电流测量电路 •测量电流的原理是：根据欧姆定律，用合适的取样电阻把待测电流转换为相应的电 压，再进行测量。如图5，由于r<<R，取样电阻R上的电压降为Ui=IiR即被测电流 Ii=Ui/R。
•图5电流测量原理
•图6多量程分流器电路
•27
教案万用表的使用
万用表的使用一、教学目标1. 让学生了解并掌握万用表的基本结构、功能和用途。
2. 培养学生正确使用万用表进行测量操作的能力。
3. 培养学生遵守实验室安全规程的习惯。
二、教学重点与难点1. 万用表的基本结构、功能和用途。
2. 万用表的使用方法和注意事项。
三、教学方法1. 采用讲授法讲解万用表的基本知识。
2. 采用演示法展示万用表的使用操作。
3. 采用实践法让学生动手操作，巩固知识点。
四、教学准备1. 万用表若干台。
2. 各种测量对象，如电阻、电压、电流等。
3. 安全防护用品，如绝缘手套、防护眼镜等。
五、教学内容1. 万用表的基本结构：介绍万用表的各部分名称、功能和作用。
2. 万用表的功能：讲解万用表的电压、电流、电阻等测量功能。
3. 万用表的使用方法：示范万用表的量程选择、测量操作、数据读取等步骤。
4. 万用表的注意事项：强调操作过程中要遵守的安全规程，如防止触电、防止设备损坏等。
5. 实践操作：让学生分组进行万用表测量练习，教师巡回指导。
6. 总结与评价：对学生的操作情况进行点评，指出优点和不足，给予改进建议。
7. 作业布置：让学生结合课堂所学，完成万用表使用相关的练习题。
8. 课后反思：鼓励学生总结课堂所学，提高自身操作技能。
一、万用表的基本结构1. 介绍万用表的外壳、内部电路、旋钮、表笔等基本组成部分。
2. 讲解各部分的功能和作用。
二、万用表的功能与用途1. 介绍万用表的电压、电流、电阻等测量功能。
2. 讲解万用表在电子制作、维修、电气测量等领域的应用。
三、万用表的使用方法1. 讲解万用表的测量原理。
2. 示范万用表的测量操作，包括测量电压、电流、电阻等。
3. 讲解测量注意事项，如测量范围选择、表笔插拔、测量结果读取等。
四、万用表的选用与维护1. 讲解万用表的选择原则，如品牌、性能、价格等。
2. 介绍万用表的保养方法，如避免剧烈振动、防止进水等。
五、万用表测量实例1. 利用万用表测量电阻、电压、电流等实际操作。
数字万用表使用详细教程 ppt课件
PPT课件
14
外热式电烙铁的发热元件（指烙铁芯）在传热体的外部，其 能量转换慢，加热慢，一般需要（15—20 分钟）且功率比较 大，从45w到数百瓦，多用于电工作业。
小型内热式电烙铁
烙铁芯安装在烙铁头里面故称之为内热式。现在的新型内
热式电烙铁烙铁头结构简单，加热快、拆装方便，寿命长。
注：通常使用万用表前需
要机械调零，但数字表一
般都有自动调零功能，故
此步骤省略
PPT课件
5
使用万用表测电阻
将表笔插进“COM”和“VΩ”孔中，常见数 字万用表欧姆档有如下几个量程档：200 Ω 、 2kΩ 、20k Ω 、200kΩ、2MΩ、20MΩ,也 就说其最大量程为20MΩ，测量电阻时，应先 估计一下所测电阻大小，确定所需量程，然 后将转向开关旋至电阻档相应量程进行测量， 测量时可以一只手接触电阻金属部分，但不 可两手同时接触电阻两金属端，这样会影响 测量精度。
压降是0.2V左右，普通硅整流管（1N4000、1N5400系列等）约
为0.7V，发光二极管约为 1.8～2.3V。调换表笔，显示屏显示
“1.”则为正常，因为二极管的反向电阻很大，否则此管已被
击穿。
万用表检测线路通断量程开关位置与二极管测量时相同，
检测时将表笔接到待测线路两端，如果两点之间阻值低于
（70±20）Ω，内置蜂鸣器发声，发光二极管变亮，检测线路
1．准备：烙铁头和焊锡丝靠近，处于随时可以焊接的状态，同时认准位置 2．加热焊件，熔化焊锡：烙铁头同时加热焊件和焊锡，熔化适量焊锡。 3．移开焊锡丝，移开烙铁。
在实际焊接时，各步时间的控制，时序的准备掌握，动作协调熟练， 这些都是通过实践解决的，所以大家要多加练习。
万用表课程设计
万用表课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解万用表的基本原理，掌握其结构组成及功能用途。
2. 学生能够掌握万用表的使用方法，包括电压、电流、电阻的测量。
3. 学生能够了解万用表在电子制作与维修中的应用。
技能目标：1. 学生能够正确使用万用表进行电路测试，并准确读取数据。
2. 学生能够根据测量需求，选择合适的测量档位，进行简单的电路故障排查。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子测量的兴趣，激发他们探索科学技术的热情。
2. 培养学生的动手操作能力，提高他们解决实际问题的自信心。
3. 引导学生认识到万用表在日常生活和工业生产中的重要性，增强他们的实践应用意识。
课程性质：本课程为电子技术基础课程，以实践操作为主，理论讲解为辅。
学生特点：初三学生，具有一定的物理基础和动手能力，对电子技术有一定的好奇心。
教学要求：结合学生特点，注重实践操作，强调安全意识，提高学生的实际应用能力。
将课程目标分解为具体的学习成果，以便在教学过程中进行有效评估。
二、教学内容1. 万用表原理及结构- 万用表工作原理- 万用表结构组成：表笔、表头、旋钮、显示屏等2. 万用表使用方法- 测量电压、电流、电阻的基本操作- 选择合适的测量档位- 测量过程中注意事项3. 万用表在实际应用中的使用- 电路故障排查- 元器件测试- 电子制作中的应用实例4. 万用表使用注意事项及维护- 使用过程中的安全意识- 万用表的保养与维护教学大纲安排：第一课时：万用表原理及结构介绍第二课时：万用表使用方法教学第三课时：万用表在实际应用中的使用案例第四课时：万用表使用注意事项及维护方法教学内容与教材关联性：本章节内容与教材中电子测量部分相关，结合教材内容，让学生在实践中掌握万用表的使用，提高电子测量技能。
教学进度根据学生实际情况进行调整，确保学生能够充分理解和掌握教学内容。
三、教学方法为了提高学生对万用表的学习兴趣和主动性，本章节将采用以下多样化的教学方法：1. 讲授法：- 通过生动的语言和形象比喻，讲解万用表的工作原理和结构组成，帮助学生建立基本概念。
数字万用表的课程设计
课程名称: 数字万用表的设计专业：电子信息工程班级：0学号：姓名：指导教师：目录1 、设计任务 (3)1.1设计目的 (3)1.2设计指标及要求 (3)2、设计思路与总体框图 (3)3、系统硬件电路的设计 (4)3.1主控芯片 (4)3.2模数转换部分 (4)3.3 电阻测量输入电路 (6)3.4电压测量输入电路 (7)3、5电流输入测量电路 (9)3.6 自锁开关 (10)4、软件设计 (10)4.1主程序设计 (10)4.2 A/D转换子模块 (11)5、系统调试 (11)5.1硬件调试 (11)5.2 硬件故障 (11)5.3硬件调试方法 (12)5.4软件调试 (12)5.5软件故障 (12)5.6软件调试方法 (12)6 实验数据处理 (12)6.1实验数据 (12)6.2实验数据分析 (13)7总结与体会 (13)7.1总结 (14)7.2体会 (14)8 参考文献 (14)9 附录——程序 (14)1、设计任务1．1设计目的采用A/D转换器ADC0804和STC89C51单片机，设计一台数字多用表，能进行电压、电流和电阻的测量，测量结果通过LCD液晶显示器显示，通过按键进行测量功能转换。
1．2设计指标及要求电压测量范围0~20V，测量误差约为 0.05V，电流测量范围1~200mA，测量误差约为±0.5mA，电阻测量范围0~1000Ω，测量误差约为±2Ω。
2、设计思路与总体框图1.方案选择用单片机STC89C51与ADC0804设计一个数字万用表，配合分流电阻、分压电阻、基准电阻可以测量直流电压值，直流电流、直流电阻，四位数码显示。
实现各级量程的直流电压测量，其量程范围为0—20（V）。
实现不同量程的直流电流测量，其量程范围为0—200（mA）。
实现不同量程的电阻测量，其量程范围为0—1000（Ω）。
ADC0804是带有8位A/D转换器、8路多路开关以及微处理机兼容的控制逻辑的CMOS组件。
DT830B数字万用表
第一章 DT830B数字万用表一、课程设计的目的1.了解数字万用表特点和发展趋势；2.熟悉万用表装配技术的基本工艺过程；3.认识液晶显示器件；4.根据技术指标测试数字万用表的主要参数；5.安装制作一台数字万用表；二、实验仪器1．DT830B数字万用表散件一套2. 万用表装配说明书、使用说明书3. 电烙铁一个4. 焊锡、松香等5. 实验用标准数字万用表一台6. 待测电阻、电源若干7. 螺丝刀、镊子、剪刀等三、设计内容1.电路的实际应用意义它能够让我们客观的认识电路和认识电阻的大小，从而让我们更好的了解焊接的重要性。
2.电路的原理DT830B数字万用表电路原理如图1所示，它是三位半数字万用表。
数字万用表的核心是以ICL7106A/D转换器为核心的数字万用表。
A/D转换器将0~2V范围的模拟电压变成三位半的BCD码数字显示出来。
将被直流电压、交流电压、直流电流及电阻等物理量变成0~2V的直流电压，送到ICL7106的输入端，即可在数字表上进行检测。
为检测大于2V的直流电压，在输入端引入衰减器，将信号变为0~2V，检测显示时再放大同样的倍数。
检测交流电压，首先必须将被测输入信号作衰减，与上述直流电压检测是相同的。
衰减之后的交流电压还要进行精密整流，变成直流电压后才能进入A/D转换器。
检测直流电流，首先必须将被测电流变成0~2V的直流电压即实现衰减与I/V变换。
衰减是有精密电阻构成的具有不同分流系数的分流器完成。
电阻的检测是利用电流源在电阻上产生压降。
因为被测电阻上通过的电流是恒定的，所以在被测电阻上产生的压降与其阻值成正比，然后将得到的电压信号送到A/D转换器进行检测3.元器件的识别与检测方法（一）电阻：识别：普通电阻使用色环作为阻值的标识，市场上现多为5色环电阻。
其阻值的识别方法是：前三道色环表示有效值，第四道色环表示乘以10的N次幂，N=颜色表示的值（见表1）。
第五道色环表示电阻的误差范围。
在四色环电阻中，前两色环表示有效值，第三道色环表示乘以10的N次幂，N=颜色所代表的值。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
13.1 数字万用表设计实例
13.1.2 数字万用表电阻、电流、电压测试部分
• （3）电压跟随电路 • 电压跟随电路如图所示。 • 当Vi输入为交流或直流信号时，Vo=Vi，有很
好的跟随性。
13.1 数字万用表设计实例
13.1.2 数字万用表电阻、电流、电压测试部分
13.1 数字万用表设计实例
13.1.2 数字万用表电阻、电流、电压测试部分
• （4）电流、电压信号衰减电路（交直流电 压挡，交直流电流挡）
• 电流、电压信号衰减电路 • ① 电压衰减电路 • ② 电流衰减电路Ii
13.1 数字万用表设计实例
13.1.3 数字万用表的频率、电容、电感及电桥测量部分
• （1）数字频率变换部分（频率电压变换器 或频率计挡）
• 把不同的交流频率信号通过74LS132、 74LS123转化为占空比不同的方波，再利用 I电 换C5压器所，，构可然成从后的L把积ED此分显电电示压路器经将上I方C读6波反出电相该压后频变输率为入。平A其/D均中转值， 74LS132为带施密特触发器的四重2输入与非 门，74LS123为双可重触发单稳态触发器。 数字频率变换部分电路图如图
13.2 集成数字万用表装配调试
13.2.1 主要技术指标和测量范围
13.2 集成数字万用表装配调试
13.2.1 主要技术指标电压测量范围、直流电流测量范围、交
流电压测量范围如表13.2.1～13.2.3所示。二 极管测试、电阻测试和晶体管测试如表 13.2.4～13.2.6所示。频率测量范围为40～ 400 Hz。
• ⑤ 将功能量程开关置于“”量程位置，将红表笔 接到被测二极管的阳极，黑表笔接到阴极，由显示 器上读取被测二极管的近似正向压降值。
13.2 集成数字万用表装配调试
13.2.2 注意事项及使用方法
• ⑤ 将功能量程开关置于“”量程位置，将红 表笔接到被测二极管的阳极，黑表笔接到阴 极，由显示器上读取被测二极管的近似正向 压降值。
3.1.3 数字万用表的频率、电容、电感及电桥测量部分
13.1 数字万用表设计实例
3.1.3 数字万用表的频率、电容、电感及电桥测量部分
• （4）电桥测量 • 电桥测量电路如图所示 。
13.2 集成数字万用表装配调试
13.2.1 主要技术指标和测量范围
• （1）主要技术指标 • 准确度：±%读数±字数。 • 环境温度：18℃～28℃。 • 环境湿度：<80%。 • 最大显示值：1999。 • 测量方式：双积分模数转换。 • 过量程指标：“1”。 • 工作温度：5℃～35℃。 • 存储温度：10℃～50℃。 • 电源：9 V干电池。 • 保险管：F250 mA/250 V。
路状态。 • 进行在线电阻测量前，应关断电路中所有电源并将所有电
容器放电。 • 在后盖未盖妥，螺钉未拧紧前，切勿使用仪表。
13.2 集成数字万用表装配调试
13.2.2 注意事项及使用方法
• （2）使用方法 • ① 将功能量程开关置于“DCV”量程范围所
需量程上，测试笔并联接到待测电源或负载 上，可测试直流电压，红表笔所接端的极性 同时显示于显示器上。 • ② 将功能量程开关置于“ACV”量程范围所 需量程上，测试笔并联接到待测电源或负载 上，可测交流电压。
• 数字万用表通常采用的双积分型A/D转 换器有MC14433、ICL7135、AME7106等， 本节介绍的数字万用表采用MC14433。
13.1 数字万用表设计实例
13.1.1 数字万用表A/D译码驱动显示部分
13.1 数字万用表设计实例
13.1.2 数字万用表电阻、电流、电压测试部分
• （1）电阻-电压变换电路（欧姆挡） • 电阻-电压变换电路如图13.1.7所示。 • 可测量挡位选择为：×2 k，×20 k，×200 k，
13.2 集成数字万用表装配调试
13.2.2 注意事项及使用方法
• ③ 将功能量程开关置于“DCA”量程范围所需量程 上，测试笔串联接入到待测负载上，可测量直流电 流，电流值显示的同时将显示红表笔连接的极性。 当电流大于200 mA时，应将红表笔改插“10A”插 孔。
• ④ 将功能量程开关置于“”量程范围所需量程上， 可测量电阻，将表笔并接到电阻上，从显示器上读 取测量结果。
13.1 数字万用表设计实例
13.1.3 数字万用表的频率、电容、电感及电桥测量部分
13.1 数字万用表设计实例
3.1.3 数字万用表的频率、电容、电感及电桥测量部分
• （2）电容测量（电容测量仪或电容计挡） • 利用两块555定时器，就可以把电容量转换
成电压量，其电路如图。
13.1 数字万用表设计实例
普通高等教育“十一五”国家级规划教 材
《电子系统设计与实践》
第13章 数字万用表设计实例与 装焊
杨刚
2009年春季
四川大学电气信息学院医TM学信息工程系
1
13.1 数字万用表设计实例
13.1.1 数字万用表A/D译码驱动显示部分
• 数字万用表A/D译码驱动显示部分实际 上是一套完整的数字显示直流电压表。 这部分的设计电路如图13.1.1所示。
×2 M四挡。
13.1 数字万用表设计实例
13.1.2 数字万用表电阻、电流、电压测试部分
13.1 数字万用表设计实例
13.1.2 数字万用表电阻、电流、电压测试部分
13.1 数字万用表设计实例
13.1.2 数字万用表电阻、电流、电压测试部分
• IC3为精密半波整流电路。IC4为平均值-有效 值变换电路。IC3的输入端电压是经过衰减器 和电压跟随后得到的电压，此交流电压被限 制在2V（A/D转换器标准最大值）以下，由 IC3半波整流后，变换成平均值，再经过IC4修
13.2 集成数字万用表装配调试
13.2.2 注意事项及使用方法
• （1）注意事项 • 仪表只能和所配备的测试笔一起使用才符合安全标准的要
求。 • 切勿超过每个量程所规定的输入极限值。 • 当仪表正在测量时，不要触及没有使用的输入端。 • 在不能确定被测量的大小范围时，应将功能量程开关置于
最大量程位置。 • 在功能量程开关转换之前，应使测试笔与被测电路处于开