电子电工仪表与测量第五版数字式万用表和数字式频率表

三、数码显示器
数字式仪表所用的显示器一般采用发光二极管式（LED） 显示器和液晶（LCD）显示器。
LED数码显示器是用七个条状的发光二极管组成。特点 是发光亮度高，但驱动电流较大（约5～10mA），功耗大。 适用于安装式的数字式仪表。
1.发光二极管式数码显示器
LED显示器笔段
2.液晶显示器
液晶显示器
液晶显示器的外形图
液晶显示器的内部接线图
液晶显示器必须用交流(频率在30~200Hz的方波) 电压驱动。若采用直流驱动或用直流成分较大的交 流驱动，将会使液晶材料发生电解，出现气泡而变 质。
四、数字式电压基本表
3 1 位数字式电压表的典型电路图
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思考与练习
1.何谓数字式仪表?数字式仪表的核心是什么? 2.数字式电压基本表的基本结构由几部分组成? 3.A/D转换器的作用是什么? 4.液晶显示器是如何发光的?它为什么不能用直流电压 驱动?
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§4-2 数字式万用表
1.了解数字式万用表的组成。 2.熟悉数字式万用表直流电压测量电路的工作 原理。 3.熟悉数字式万用表直流电流测量电路、交流 电压测量电路、电阻测量电路 以及晶体三极管hFE测量电路的工作原理。 4.掌握数字式万用表的使用方法。
一、数字式万用表的组成及工作原理
数字式直流电压表原理
测量前，应校对量程开关位置及两表笔所插的插孔， 无误后再进行测量。
测量前若无法估计被测量大小，应先用最高量程挡测 量，再视测量结果选择合适的量程挡。
严禁测量高压或大电流时拨动量程开关，以防止产生 电弧，烧毁开关触点。
由于数字式万用表的频率特性较差，故只能测量45～500Hz 范围内的正弦波电量的有效值。
第一节
第二节
第三节
§4-1 数字式电压基本表
1 .熟悉数字式电压基本表的组成及各部分的 作用。 2.了解CC7106型A/D转换器的作用和组成。 3.了解数码显示器的分类和用途。
一、数字式电压基本表的组成
模拟部分
数 字 部 分
数字式电压基本表的结构方框图
模拟部分
输入电路 A/D转换器 基准电压源
分压电阻RV1＝9MΩ，RV2＝ 11MΩ 。
数字式电压基本表 示例电路
直流电压测量电路
2.直流电流测量电路
数字式直流电流表是由数字式电压基本表和分流电阻 并联组成的。
数字式直流电流表结构 由于数字式电压基本表的输入阻抗极高，可视为开 路，对电流的分流作用近似等于零。所以，这里的分 流电阻RA只起到将被测电流 I 转换为输入电压的作用。
严禁在被测电路带电的情况下测量电阻，以免损坏仪表。
若将电源开关拨至“ON”位置，液晶显示器无显示，应检查 电池是否失效，或熔丝管是否烧断。若显示欠压信号“←”， 需更换新电池。
为延长电池使用寿命，每次使用完毕应将电源开关拨至 “OFF”位置。长期不用的仪表，要取出电池，防止因电池内 电解液漏出而腐蚀表内元器件。
特点：工作时所需要的驱动电压低（3～10V），工作 电流小（μA级），可以直接用CMOS集成电路驱动。因 此被广泛应用于数字式仪表、电子表和计算器中。
液晶显示器属于无源显示器件。它本身不发光，只能 反射外界光线。液晶显示器必须用交流(频率在30～ 200Hz之间的方波)电压驱动。若采用直流驱动或用直流 成分较大的交流驱动，将会使液晶材料发生电解，出现 气泡而变质。
二、数字式万用表的使用
DT－830B型数字式万用表面板图
1.测量直流电压
测量电阻两端电压
测量电池电动势
2.测量交流电压
测量交流电压
3.测量直流电流
测量交流电流
4.测量电阻Biblioteka 测量电阻5.测量二极管
测量二极管的正向电阻
测量二极管的反向电阻
6.测量三极管
测量三极管
使用万用表的注意事项：
使用数字式万用表之前，应仔细阅读使用说明书，熟 悉面板结构及各旋钮、插孔的作用，以免使用中发生 差错。
［例］
如图所示电路，欲将量程为200mV的数 字式电压基本表扩大为量程是2V的直流电 压表，若要求该表输入电阻为10MΩ（即 要求Rsr＝RV1＋RV2＝10MΩ），求分压电 阻的值。 解：先求得分压比 KUIN0.2 1
Um 2 10
再求得分压电阻 RV2＝KRsr=1MΩ RV1＝Rsr － RV2＝10－1＝9MΩ
AC/DC转换器 交流电压测量电路
4.电阻测量电路
比例法测电阻的原理
电阻测量电路
5.晶体三极管hFE测量电路
PNP型晶体管测量电路
NPN型晶体管测量电路
对于上述晶体三极管hFE测量电路，由于测量电源提供 的测试电压低，故仅适用于测量小功率晶体管。另外，
该测量电路尽管理论上可测得hFE＝1 999，但hFE值过大会 影响基准电压源的稳定性，故规定被测管的hFE值不宜超 过1 000，最好在500以下。
数字部分
电源 逻辑控制器 计数器 译码驱动器 数字显示器 时钟脉冲发生器
二、CC7106型A/D转换器简介
为了对模拟量（如电压）进行数字化测量，必须将被 测的模拟量转换成数字量，把完成这种转换的装置称为 模－数转换器，即A／D转换器。A／D转换器是数字式电 压基本表的核心。
CC7106型A/D转换器管脚排列图
思考与练习
1.数字式万用表由哪几部分组成?各部分的作用是什么? 2.试述数字式万用表测量电流的原理。 3.为什么数字式万用表测量交流电要用线性AC／DC转 换器？线性AC／DC转换器有什么优点？ 4.试述数字式万用表测量电阻的原理。
1.直流电压测量电路
数字式万用表直流电压测量电路是利用分压电阻来
扩大电压量程的。
在计算分压电阻时，应遵照下列原则： 由于数字式电压基本表的输入电阻极大，故可认为
输入端开路。 由于数字式电压基本表的最大显示值是1999，因此，
量程扩大后的满量程显示值也只能是1999，仅仅是 单位和小数点的位置不同而已。
［例］
已知数字式基本表的电压量程为Um＝200mV＝0.2V，若要求 将电流量程扩大为Im＝10A，求分流电阻的值。 解：分流电阻值为
RA
Um Im
0.20.02Ω
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3.交流电压测量电路
在数字式万用表中，为提高测量交流信号的灵敏度和准 确度，一般采用先将被测交流电压降压后，经线性AC（交 流）／DC（直流）转换器变换成微小直流电压，再送入电 压基本表中进行显示的方法。