数字万用表的设计赵 (2)
实验25 数字万用电表的设计、制作与校准---讲义
实验二十五 数字万用表的设计、制作与校准数字电表以它显示直观、准确度高、分辨率强、功能完善、性能稳定、体积小易于携带等特点在科学研究、工业现场和生产生活中得到了广泛应用。
数字电表工作原理简单，完全可以让同学们理解并利用这一工具来设计对电流、电压、电阻、压力、温度等物理量的测量，从而提高大家的动手能力和解决问题能力。
【实验目的】1．了解数字电表的基本原理和特性。
2．掌握数字电表的校准方法和使用方法。
3．设计数字万用表（即多量程数字电压、电流和电阻表）。
4．了解交流电压和二极管相关参数的测量。
【实验仪器】ZKDB-A 型数字电表改装试验仪1套（所含模块如下图所示），通用标准万用表1个。
量程转换开关模块交直流电压转换模块 功能：把交流电压转换成直流电压，模块中有电位器进行调整。
参考电阻模块 功能：提供可调参考电阻和可调待测电阻各一个。
三位半数字电压表头AD 参考电压模块功能：提供数字电压表头中模数转换芯片所需的参考电压(Vr-，Vr+)， 有两档（0.1V 和1V ），有电位器可进行电压调节。
【实验原理】 1. 数字电表原理常见的物理量都是幅值大小连续变化的所谓模拟量，指针式仪表可以直接对模拟电压和电流进行显示。
而对数字式仪表，需要把模拟电信号(通常是电压信号)转换成数字信号，再进行显示和处理。
数字信号与模拟信号不同，其幅值大小是不连续的，就是说数字信号的大小只能是某些分立的数值，所以需要进行量化处理。
若最小量化单位为∆，则数字信号的大小是∆的整数倍，该整数可以用二进制码表示。
设∆=0.1mV，我们把被测电量程扩展分压器模块 a 量程扩展分流器模块 a 量程扩展分流器模块 b电流档保护模块 功能：防止过流。
量程扩展分压器模块b量程扩展分档电阻模块电阻档保护模块 功能：防止过压损坏仪器。
待测元件模块功能：提供电阻、二极管、NPN 三极管和PNP 三极管各一个。
GND+5V3K10K二极管测量XDAXDKXDO二极管测量模块电阻档基准电压模块 功能：用于在电阻测量时提供测量基准电压。
单片机数字万用表设计
单片机数字万用表设计一、引言单片机数字万用表是一种多功能仪器，可以用于测量电压、电流、电阻等电气参数，广泛应用于电子工程、通信工程、无线电工程等领域。
本文旨在设计一款单片机数字万用表，结合单片机技术和模拟电路设计，实现功能齐全、精准度高、便携性强的数字万用表。
二、设计原理单片机数字万用表的核心部分是其测量模块，该模块能够接收被测电路的输入信号，并通过ADC（模数转换器）将模拟信号转换为数字信号，然后经过单片机处理和显示模块的处理，最终将结果显示在液晶显示屏上。
整个设计流程主要包括以下几个方面：1.信号输入：设计合适的信号输入接口，能够接收被测电路的电压、电流、电阻等信号，并将其传输给ADC。
2.模数转换：通过ADC将模拟电信号转换为数字信号，通常选择12位或16位的ADC，以保证高精度的测量结果。
3.单片机处理：单片机接收ADC传输的数字信号，并进行处理计算，以得出测量结果。
4.显示模块：将测量结果显示在LCD液晶显示屏上，包括数值显示、单位显示等。
5.供电模块：提供适当的电源供电，保证仪器的正常工作。
基于以上设计原理，我们可以开始具体的设计工作。
三、电路设计1.信号输入接口信号输入接口是单片机数字万用表的核心部分之一，它需要能够接收不同类型的信号，包括电压、电流、电阻等。
为了实现这一功能，我们需要设计相应的信号接收电路，可以通过选择不同的接收电阻和放大电路，使之能够适应不同的输入信号。
对于电压信号的输入，可以设计一个简单的分压电路，将被测电路的电压信号转换为适合ADC输入的电压范围。
同时，为了避免输入电阻对被测电路的影响，可以选择高输入阻抗的运放作为信号接收器。
对于电流信号的输入，可以设计一个电流-电压转换电路，将电流信号转换为相应的电压信号，再进行ADC采集。
对于电阻信号的输入，可以设计一个简单的电桥电路，测量电阻值并将其转换为电压信号，再通过ADC进行采集。
2.模数转换模数转换部分选择12位或16位的ADC芯片，可以根据精度需求做适当选择。
万用表的设计与组装实验报告2
北京交通大学大学物理实验设计性实验实验题目：万用表的设计与组装学院班级学号姓名首次实验时间年月日指导教师签字万用表的设计及组装实验报告●实验任务分析研究万用表电路，设计并组装一个万用表。
●实验要求1、分析常用万用表电路，说明各档的功能和设计原理。
、2、设计组装并校验具有下列四档功能的万用表：（1）直流电流档；量程1.00mA；（2）以自制的1.00mA的电流表为基础的直流电压档：量程2.50V；（3）以自制的1.00mA的电流表为基础的交流电压档：量程10.00V；（4）以自制的1.00mA的电流表为基础的欧姆档（×100）：电源使用一节1.5V；（5）给出将×100电阻挡改造成的×10电阻挡的电路（不进行实际组装）。
●实验方案（一）直流电流档（1.00mA）：1、电路图：2、实验步骤：（1）用数字万用表测量灵敏电流表内阻Rg。
（2）连接如图所示的电路。
（3）调节R2使得（R1+R2）等于Rg，调节R1使灵敏电流表达到满偏。
（4）通过调节变压器读出几组不同的数据，进行校验。
（二）直流电压档（2.50V）1、电路图：2、实验步骤;(1)连接如图所示的电路图。
(2)通过计算得自制电流表需串联电阻R3.(3)调节R1灵敏电流表达到满偏，数字万用表读数为2.50V。
(4)调节变压器读出几组两表的读数记录在原始数据记录纸上；画出校验图。
（三）交流电压档（10.00V）：1、电路图：2、实验步骤;(1)连接如图所示的电路。
(2)通过计算得R4阻值。
(3)调节R1使灵敏电流表达到满偏，数字万用表的读数为10.00V。
(4)调节变压器读出几组不同的读数并记录在原始数据记录表上。
（四）电阻挡（×100）：1、电路图;2、实验步骤;(1)连接如图所示的电路。
(2)通过计算得到灵敏电流表满偏时的R5阻值。
(3)将正负表笔接到电阻箱上，通过改变电阻箱电阻大笑记录灵敏电流表上的读数。
万用表的设计与制作
目录第1章概述 (1)1.1 万用表的种类 (1)1.1.1 模拟万用表 (1)1.1.2 数字万用表 (2)1.2 数字万用表的应用与优势 (3)第2章数字万用表的测量理论 (5)2.1 模数转换与数字显示电路 (5)2.2 直流电压测量电路 (6)2.3 直流电流测量电路 (6)2.4 交流电压、电流测量电路 (7)2.5 电阻测量电路 (8)第3章 STC89C52型数字万用表的系统硬件设计 (10)3.1 STC89C52型数字万用表系统的论证及选择的特点 (10)3.1.1 主控芯片 (10)3.1.2 显示芯片 (10)3.1.3 原理框图 (10)3.2 STC89C52型数字万用表的单元电路设计 (11)3.2.1主控模块 (11)3.2.2显示模块 (13)第4章 STC89C52型数字万用表的安装与调试 (14)4.1 印制电路板元器件的安装与焊接 (14)4.2 液晶显示器件的安装 (15)4.3 开关及印制板的安装 (15)4.4 STC89C52型数字万用表的调试 (15)4.5 STC89C52型数字万用表的测试 (16)第5章总结 (18)致谢 (19)参考文献 (20)附录 STC89C52型数字万用表的电路原理图 (21)第1章概述1.1 万用表的种类万用表分为指针式、数字式两种。
随着技术的发展，人们研制出微机控制的虚拟式万用表，被测物体的物理量通过非电量/电量，将温度等非电量转换成电量，再通过A/D转换，由微机显示或输送给控制中心，控制中心通过信号比较做出判断，发出控制信号或者通过D/A转换来控制被测物体。
1.1.1 模拟万用表交流电量的电路中，使用了整流器件，将交流电变换成为直流电，从而万用表的种类很多，按其读数方式可分为模拟式万用表和数字式万用表两类。
模拟式万用表是通过指针在表盘上摆动的大小来指示被测量的数值，因此，也称其为机械指针式万用表。
由于它价格便宜、使用方便、量程多、功能全等优点深受使用者的欢迎。
数字万用表的设计
电子工艺实习报告 ------数字万用表的设计数字万用表的设计一、摘要：数字万用表又称数字多用表，简称DMM（Digital Multimeter）。
它是由数字电压表DVM(Digital Voltmeter)与各种变换器组成的。
其中直流数字电压表示数字万用表的基本组成部分，是数字万用表的核心。
数字仪表是把连续的被测模拟量自动地变成断续的、用数字编码方式并以十进制数字自动显示测量结果的一种测量仪表。
这是一种新型仪表，它把电子技术、计算机技术、自动化技术与精密电测量技术密切地结合在—起，成为仪器仪表领域中一个独立的分支。
数字万用表(DMM)可直接测量电压、电流、电阻或其他电参量，其功能可任意组合并以十进制数字显示被测量的结果，应用十分广泛。
本文以DT830B万用表为例。
二、关键词数字万用表，DT830B万用表，硬件设计，焊接工艺。
三、引言DT830B万用表是一种常用的万用表，它的技术成熟。
而且它的应用广泛，可以测量直U以及三极管的放大倍数hFE 流电压、直流电流、交流电压、电阻、二极管的正向导通电压F等。
该表使用7106型的A/D 转换芯片，配3 1/2位的LCD 液晶显示屏，表内使用一只电位器来调整精度，一节9V 电池做电源，量程开关兼做电源开关。
该表具有体积小、电路简单、分辨力强、准确度高测试功能完善、测量速率快等特点，常用于电气测量，特别适合在校学生和电子爱好者学习、组装，在装配完成的同时也就得到了一款实用的测量工具。
四、数字万用表的功能：DCV ：直流电压ACV：交流电压 DCA ：直流电流R ：电阻F U ：二极管的正向导通电压hFE ：三极管放大倍数五、数字万用表的原理框图：DT830B 万用表测量的基本量是直流电压，核心是由A/D 转换器、显示电路等组成的基本量程数字电压表。
其他被测信号需在仪表内部转换成直流电压再进行测量。
其原理框图如图（1）：图（1） DT830B 万用表的原理框图六、数字万用表的整体设计：DT803B 数字万用表的电路原理图如图(2)所示：图(2) DT803B数字万用表的电路原理图七、数字万用表的硬件设计：1、硬件工作原理阐述：DT803B数字万用表中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。
数字万用表 毕业设计论文..
摘要本次设计用单片机芯片AT89s52设计一个数字万用表，能够测量交、直流电压值、直流电流、直流电阻以及电容，四位数码显示。
此系统由分流电阻、分压电阻、基准电阻、电容测试芯片电路、51单片机最小系统、显示部分、报警部分、AD转换和控制部分组成。
为使系统更加稳定，使系统整体精度得以保障，本电路使用了AD0809数据转换芯片，单片机系统设计采用AT89S52单片机作为主控芯片，配以RC上电复位电路和11.0592MHZ震荡电路，显示芯片用TEC6122，驱动8位数码管显示。
程序每执行周期耗时缩到最短，这样保证了系统的实时性。
关键词：数字万用表；AT89S52单片机；AD转换与控制AbstractThis design is design a digital universal meter with chip AT89s52 of one-chip computer, can measure and hand in , direct current pressing value , direct current flow , the direct current is hindered, four numbers show. This system is shunted resistance, resistance of partial pressure, basic resistance, minimum system of 51 one-chip computers, shown that some , warning part , AD change and control making up partly. In order to make the system more steady, make the whole precision of the system be ensured, this circuit has used AD0809 data to change the chip, the one-chip computer system is designed to adopt AT89S52 one-chip computer as the top management chip, the electricity is restored to the throne the circuit and 11.0592MHZ and shaken the circuit to match on RC, show that the chip uses TEC6122, urge 8 numbers to be in charge of showing. The every execution cycle consuming time of procedure contracts to get shortest, in this way the real-time character of the security system.Keyword：Digital universal meter；AT89S52 one-chip computer AD changes and controls目录摘要 (1)Abstract (2)绪论 (1)第一章数字万用表设计背景 (3)1.1数字万用表的设计目的和意义 (3)1.2 数字万用表的设计依据 (3)1.3数字万用表设计重点解决的问题 (3)第二章数字万用表总体设计方案 (5)2.1数字万用表的基本原理 (5)2.2 数字万用表的硬件系统设计总体框架图 (11)2.3硬件电路设计方案及选用芯片介绍 (11)2.3.1 设计方案 (12)2.3.2 芯片选择及功能简介 (12)2.4数字万用表的硬件设计 (25)2.4.1分模块详述系统各部分的实现方法 (25)2.4.2 数字万用表控制硬件整体结构图 (31)2.4.3 电路的工作过程描述 (32)第三章系统软件与流程图 (33)3.1 电路功能模块 (33)3.2系统总流程图 (34)3.3物理量采集处理流程 (35)3.4电压测量过程流程图 (35)3.5电流的测量过程流程图 (36)3.6电阻的测量过程流程图 (37)3.7电容测量过程流程图 (38)结论 (40)致谢 (41)参考文献 (42)第一章绪论数字万用表亦称数字多用表,简称DMM(Digtial Multimeter)。
数字万用表实验设计
8.12 设计数字万用表【实验目的】1.了解数字电表的基本原理、常用双积分模数转换芯片外围参数的选择原则及电表的校准原则；2.了解数字万用表的特性、组成及工作原理；3.掌握分压、分流电路的原理；4.设计制作多量程直流电压表、电流表及电阻表；5.了解交流电压、三极管和二极管相关参数的测量。
【设计要求及实验内容】1.设计制作多量程直流数字电压表，并进行校准（自拟校准表格，量程为：200mv、2v）；2.设计制作多量程直流数字电流表，并进行校准（自拟校准表格，量程为：200mA、20mA）；3.设计制作多量程数字欧姆表，并进行校准（自拟校准表格，量程为：200Ω、2kΩ、20 k Ω）；4.设计制作多量程交流数字电压表，并进行校准（自拟校准表格，量程为：AC, 200mv、2v）；5.二极管正向压降的校准和测量；6.三极管h FE参数的测量。
以上实验，在1至3中选择2～3个实验题目为必做内容，4至6为选做内容。
【主要实验器材】1.DH6505数字电表原理及万用表设计实验仪；2.四位半通用数字万用表；3.标准电阻箱。
【实验原理、方法提示】1. 数字电表原理常见的物理量都是幅值大小连续变化的所谓模拟量，指针式仪表可以直接对模拟电压和电流进行显示。
而对数字式仪表，需要把模拟电信号(通常是电压信号)转换成数字信号，再进行显示和处理。
（1）双积分模数转换器（ICL7107）的基本工作原理我们将完成从模拟电信号转换成数字信号的电路称为模数转换器（AD转换器）。
数字万用表常用的转换器为双积分AD转换器。
双积分模数转换电路的原理比较简单，当输入电压为Vx 时，在一定时间T1内对电量为零的电容器C 进行恒流（电流大小与待测电压Vx 成正比）充电，这样电容器两极之间的电量将随时间线性增加，当充电时间T1到后，电容器上积累的电量Q 与被测电压Vx 成正比（式1）；接着让电容器恒流放电（电流大小与参考电压Vref 成正比），这样电容器两极之间的电量将线性减小，直到T2时刻减小为零。
简易万用表的设计
东北石油大学课程设计2012年6 月25日东北石油大学课程设计任务书课程电子技术课程设计题目简易万用表的设计专业测控技术与仪器姓名曾润学号100601240305主要内容：本课题主要设计由集成运放组成的简易数字万用表，实现多级量程的直流电压测量、交流电压测量、直流电流测量、电阻测量以及电容测量电路。
主要内容包括系统的设计原则、总体方案、单元电路的设计、参数计算、元器件的选择及系统概述等。
基本要求：(1)设计由集成运放组成万用电表。
(2)至少能测量电阻、电流和电压。
主要参考资料：[1]刘国钧，陈绍业，王凤翥.图书馆目录[M].北京：高等教育出版社，1957.15-18.[2] 刘润华,刘立山.模拟电子技术[J].自动化,2003.203-207[3] 郁汉琪,数字电子技术实验及课题设计.,北京:高等教育出版社,1995.150-153.[4] 康华光.电子技术基础:模拟部分. 北京:高等教育出版社,1988.104-107.[5] 常健生,检测与转换技术,机械工业出版社,2000年2月.56-579.[6] 阎石,数字电子技术基础,高等教育出版社,1998年12月.49-56.[7]万嘉若,林康运，电子线路基础，高等教育出版社,1986年3月.79-83.完成期限2012.6.25—2012.7.4指导教师路敬祎（副教授）曹广华（教授）2012年6 月25 日目录一、设计要求 (1)二、方案设计 (1)1、方案说明 (1)2、方案论证 (2)三、单元电路设计、参数计算和器件选择 (3)1、单元电路设计 (3)2、参数计算 (5)3、器件选择 (8)四、系统硬件电路设计 (8)五、电路焊接练习 (9)1、两管闪光灯电路 (9)2、占空比和频率可调的脉冲发生器 (10)3、收音机 (11)六、总结 (13)参考文献 (14)简易万用表的设计一、设计要求(1)设计由集成运放组成万用电表。
(2)实现多级量程的直流电压测量，其量程范围是200mv、2v ,20v,200v和500v。
- 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)。
数字万用表的设计
pb05203239 赵晨
一．
原理简述
a) 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，U 0为数字电压表头的量程（如200mV ），r 为其内阻（如10M Ω），r 1、r 2为分压电阻，U i0为扩展后的量程。
图（2）
图（1）分压电路原理
由于r >> r 2，所以分压比为
212
00r r r U U i += 扩展后的量程为 02
2
10U r
r r U i +=
实际数字万用表的直流电压挡电路为图（2）所示，它能在不降低输入阻抗 的情况下，达到同样的分压效果。
b)交流电压测量电路 数字万用表中交流电压量电路是在直流电压测量电路的基础上，在分
压器之后加入了一级交流-直流（AC-DC ）变换器，图（８）为其原理简图。
０～U 交流电 直流电
图（８）AC-DC 变换器原理简图
二．操作步骤的简述
1．设计制作多量程直流数字电压表
输入端接直流电（1）组装直流数字电压表按图（11）接线，参考电压V
REF
压校准电位器。
（2）校准电压表头：用一只成品数字万用表（称为标准表）置于直流电压20V量程进行监测，调节直流电压电流单元电路中电位器，使之输出一150--200mV左右的校准电压，然后将标准表表笔（输入）与组装表表笔并联，均置于直流电压200mV挡，测量直流电压电流单元输出电压，调整“直流电压校准”旋钮使表头读数与标准表读数一致（允许误差±0.5mV）。
(3)绘制组装表的电压校准曲线：调节直流电压电流单元电路中电位器，使
之输出0-200mv之间的直流电压，每输出一个值分别用标准表和设计表测量其电
压。
记录数据，取九组实数据即可。
Array 2.设计制作多量程交流数字电压表
（1）组装多量程交流数字
电压表：
按图（13）接线
（2）交流电压校准：此部
与直流电压校准基本一致，差别
仅是最后应调整“交流电压校
准”旋钮使表头读数与标准表读
数一致（允许误差±1.5mV）。
(3)绘制组装表交流2V档
的电压校准曲线
图（13）200mV交流数字电压表头及
其校准电路
三．
校准曲线的绘制
直流电压量程为200mv 的校准曲线
-0.35
-0.30-0.25-0.20-0.15-0.10-0.05
0.000.050.10Y A x
i s T i
t l e
X Axis Title
交流电压量程为2v 的校准曲线
-0.007
-0.006-0.005-0.004-0.003-0.002
-0.0010.0000.001Y A x i s T i t l e
X Axis Title
四。
实验的总结与分析
本实验的精华在与利用串联电路的分压关系对数字仪表的量程的扩展。
交流部分只是增加了交流到直流的转化电路，没有其他实质内容。
在保证电路连接正确的前提下，本实验的精密度取决于仪器的精度和校准精度。
实际上，由于仪器在设计上屏蔽外界影响功能的欠缺，使得周围的导线，人的身体，旁边的仪器的静电作用，在校准过程中，电压值变化较大，严重的降低了表的精度。
故而，要进一步提高设计表的精度，必须消除外界静电的影响，也就是将内部器件独立的封装起来，避免暴露线头。
另一方面，仪器由于长期使用，有些部位接触已有松动，使得在实验过程中，调节直流电压电位器的时候，发现电压总是出现几个孤立的数值，经变通后，改用电位器来变动电压，使得实验顺利进行。
所以，在实验过程中，一种方法受阻时，根据仪器的设计特点及实验室中能用到的元件来换另一种方法来完成实验。