数字万用表的制作与校准
数字万用表校准作业指导书
6.4.1 按绝对误差计算方法计算出各量程下的结果（按被检表最小分辨力保留有效小数位），记录于 FM-SCS-0006中，然后与规定的绝对误差比较，在范围内为合格的表，发给校准合格证，注明校准有效期， 校准人，在仪表上加贴合格标识。不合格者注明参照校准结果使用。 6.4.2 校准周期为一年。
机种系列
页码/总页数
参考图
直流稳压器/ 交流调压器
标准数字 万用表
2页/共3页
工位
名
称
粤宇科技有限公司
作业指导书
万用表校准
6.3.3 电阻
文件编号 SOP编号
INSTRUCTION 作业内容
WI-SCS-0022
版本 A/0
OI-XXXXX-108E
1.确注认意事项
环境温 及湿度
2.注意安全用电
6.3.结果由校准部门进行保存，保存期限为二年。
图3
3
2
1
NO.
修订内容
审核
制作
APPROVAL 核准
CONFIRM 审核
IN CHARGE 制定
YUEYU Technolo
gy
Ux
6.3.3.2 调节电阻箱使其顺序的指在数字万用表校准报告中所选定的每个数值上，依次将被检表的指示值
（被检万用表）记录在校准报告中。
直流稳压器/ 交流调压器
万用表
图1
标准数字万用表
电阻器
图2
Ix 标准电阻箱
6.3.4 注意事项 6.3.4.1 如果万用表可以在两种以上电源下工作，没有特别约定，须在两种电源下都进行相关项目的校准。 6.3.4.2 指示值读取时需稍等数值稳定时方可给予读取。 6.3.4.3 在选取校准点时，应尽量考虑到包括十分之一量程点和接近量程上限点在内，电阻则选中间值 6.3.4.4.应有足够时间消除仪表的温度梯度，以避免对校准的影响。
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。
浅谈数字万用表的自动检测与校准
浅谈数字万用表的自动检测与校准摘要：根据便携式数字万用表的技术特性，结合基层站段的实际使用情况，制定其检测方法和校准规范，以确保量值传递和溯源工作准确可靠，检测校准工作有据可依，有助于基层站段开展相关项目的计量检测工作，同时也加强了基层的计量管理工作。
关键词：便携式；数字万用表；检测方法；校准规范1概述由于智能仪器、仪表在测量中的广泛应用，使计量检定测试自动化成为可能。
数字电压表、数字万用表大多数具有自动校准（CAL）、自动测量功能。
如使用较多的SOLARTRON7150/7151、FLUKE8840A等，都带有IEEE488标准接口。
可以与带有IEEE488接口控制器和标准相连，实现程控校准、检定、测试。
为了使校准、检定、测试数字电压表、数字万用表实现自动化。
随着电子技术和计算机技术的发展，智能化高精度的数字万用表日益增多。
如美国HP公司的3455A、3456A，FLUKE 公司的8505A、8606 A、8840A型，英国DATRON公司的1071、1081型，SCHLUMBRGER公司的7065、7075、70 7 1、7081型等等。
它们多用做标准表或精密测量。
其特点是：准确度高（一般为0.005 一0.0005%）、分辨率高，测量范围宽、并带有IEEE -488 或RS-232 C接，是智能化可程控仪表。
因此做好这些仪表的检定十分必要。
随着微处理器的发展，涌现出所功能可程控校正器（标准的电源），如美国FLUKE公司的5700、5440、5200、5100或英国DATRON公司的4708、4707、4200、4000等，这些仪器具有宽量程，高准确度，高线性度，可以自校和误差可调等优点。
通过和计算机的密切配合可构成多功能测量和自校准的统一整体。
用它来检定智能化数字万用表，操作方便，工作稳定，准确度也较高。
2 校准的目的和意义电压、电流、电阻是最基本的电学参量，也是各个行业和部门在现场实际应用中需要经常检测校验的基本量值。
数字万用表的设计与校准实验
数字万用表的设计与校准实验随着大规模集成电路的发展，数字测量技术的日趋普及，指针式仪表存在的问题也逐渐显现出来。
为了让学生了解数字式万用电表的工作原理，及模拟信号转换成数字信号的基本方法，我们设计出数字式万用电表设计与校准实验，该实验不仅具有实验内容丰富，且内容由浅入深，适合各高等院校物理、电子等专业学生使用。
一、实验目的1、掌握数字万用表的工作原理、组成和特性。
2、掌握数字万用表的校准和使用。
3、掌握多量程数字万用表分压、分流电路计算和连接；学会设计制作、使用多量程数字万用表。
二、实验原理1、数字万用表的特性与指针式万用表相比较，数字万用表具有以下优点：（1）高准确度和高分辨力三位半数字式电压表头的准确度为5.0±﹪，四位半的电压表头可达03.0±﹪，而模拟万用表的准确度通常只有5.2±﹪（2）数字表具有高的输入阻抗三位半数字万用表电压档的输入阻抗一般为10M Ω，四位半的则大于100 M Ω。
而模拟万用表的电压档的输入阻抗一般在20～100K Ω/V 。
（3）测量速度快三位半数字万用表和四位半数字万用表的测量速度通常为每秒2～4次，有的可达每秒几十次。
（4）自动判别待测信号的极性模拟万用表测量反向极性信号时指针会反打，极易损坏指针。
数字万用表却能自动判别极性，使用十分方便。
（5）测量实现数字式读数数字万用表测量时直接进行数字读数，因此准确、快速和方便操作。
（6）自动调零由于采用了自动调零电路，数字万用表校准好以后，在使用时不再需要调零。
（7）抗过载能力强数字万用表内部有保护电路，有很强的抗过压、过流的能力。
2、数字万用表的组成框图3、模数（A /D ）转换与数字显示电路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。
若这些分立数值的最小量化单位为△，则数字信号的大小一定是△的整数倍，该整数可以用二进制数码表示。
但是为了能直观地读出信号的数值大小，需经过数码变换（译码）后，再由数码管或液晶屏显示出来。
数字万用表校准指引
数字万用表校准指引(总3页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1
-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除
目的
由公司使用的万用表校准、保养仪器，以确保结果的一致性、可靠性，促使本公司测量仪器规范器能有效的使用，并有效的管理2.Scope 适用范围
适用于Sonim公司内部校准数字万用表
3.Definition 定义
3.1 标准万用表：经过国家认可有资质校正后合格的数字万用表
3.2 待校万用表：公司内部使用符合国家计量法规定可以企业内部校准的万用表，
3.3 附属仪器：校准附属的设备仪表，在校准不起精度物品
4，RESPONSIBILITIES AND ROLES职责和角色
4.1 品质部：
监督校准工作；不定期巡检校准，发现过期或没有校准仪器，及时处理
校准仪器发生异常时及时评估处理
4.2 使用部门：仪表使用部门，需要根据校准通知，及时送校准仪表
4.3; 工程校准人员，依据国家相关标准和本校准指引实施仪器校准
5.procedure
5,1，校准项目
直流电压： 1v， 3v， 5v，8v 12v 交流电压：220v
电阻:10Ω，100Ω，1kΩ，10kΩ，100kΩ, 1MΩ,10MΩ
直流电流;0.1A,0.4A,0.7A,1A,2A,
5.2示值误差数字万用表不超过±1%
5.3接线图：
5.4 实验室环境要求：温度是22±3℃湿度50±10%
6 ：相关记录
万用表校准记录表,电子存档，保留两年
7参考文件
JJG 124-2005 电流表、电压表、功率表及电阻表（万用表检定规程参考）。
电子设备加工厂数字万用表内部校准规程
电子设备加工厂数字万用表内部校准规程
3.1、目的：对万用表进行内部校准，确保其准确度、精密度符合要求。
3.2、适用范围：适用于所有生产中使用的万用表。
3.3、校准用基准设备：外校合格的数字多用表。
3.4、环境条件：室温。
3.5、校准步骤：
a、直流电压测试
b
c
a、
b、
3.6、以上几项校对测量值与标准值之差，均在允许范围内，校准合格。
并将校准数据下发仪器仪表相关使用部门，该部门根据
校准数据张贴其误差标识，并按标识差值给予更正。
3.7、校准周期：每半年校准一次。
3.8、相关记录：《校准记录表》。
数字万用表内校规程
数字万用表内校规范
1.目的
对本公司数字万用表进行内部校准，确保其准确度和适用性保持完好。
2.范围
本准则适用于本公司数字万用表的内部标准。
3.校准前的确认
3.1校准用的基准表：必须是具备国家认可资质的第三方校准合格的基准表。
3.2环境条件为：
①温湿度：校准时的环境温度范围应控制在20±8摄氏度，相对湿度为
（65±20）%；
②供电电源：【电压：220V±3%，频率：（50±2）HZ】；
③校准周围无影响工作的电磁场干扰和机械振动；
4.校准步骤
4.1被校准/检定的万用表不应有妨碍读数和影响正常工作的机械损伤，接线
柱、旋钮等无松动，量程开关跳步清晰；
4.2开电源后，被校准/检定的万用表零点应能自行调整；
4.3对于电阻、电容，直接用基准表与待校准表分别测试所选择的电阻、电容，
记录相应的测试结果。
对于电流、电压，分别按下图所示，连接基准表与待
4.4按照待测仪器的具体量程相应的改变测试条件（例如更换不同阻值的电阻
电容或调节电路改变基准表的示值），记录量个表每次测试的结果；
4.5根据以下公式计算误差：
△（%）=（U-V）/ V×100
式中U-----待测仪器示值；
式中V-----基准仪器示值；
4.6所有检定值的误差在±3%以内，判定为校准合格。
6.相关记录
《万用表内校测试记录》
数字万用表内校规范
万用表内校测试记录
测试记录：。
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。
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830数字万用表原理、组装与调试一. 实践目的830数字万用表是一种LCD数字显示多功能、多量程的3 1/2位便携式电工仪表，可以测量直流电流（DCA）、交直流电压（ACV）、电阻值和晶体管共射极直流放大系数h FE和二极管等。
通过对830数字万用表的安装、焊接、调试，可了解830数字万用表装配的全过程，掌握元器件的识别、测试及整机装配和调试工艺。
二. 实践要求1.掌握830数字万用表的工作原理；2.对照原理图，看懂830数字万用表的装配接线图；3.对照原理图，了解830数字万用表的电路符号、元件和实物；4.根据技术指标测试各元器件的主要参数；5.掌握830数字万用表调试的基本方法，学会排除焊接和装配过程中出现的故障；6.掌握830数字万用表的使用方法；7.掌握一定的用电知识及电工操作技能；8.学会使用一些常用的电工工具及仪表，如尖嘴钳、剥线钳、万用表等；9.养成严谨、细致的工作作风。
三. 830数字万用表简介830数字万用表以集成电路7106为核心，电路简洁、功能齐全、体积小巧、外观精致，便于携带。
其主要技术指标如表1所示。
表1 830数字万用表主要技术指标四. 830DT830B数字万用表以大规模集成电路7106为核心，其原理框图如图1所示。
输入的电压或电流信号经过一个开关选择器转换成0～199.9mV的直流电压。
例如输入信号100VDC，就用1000：1的分压器获得100.0mVDC；输入信号100V AC，首先整流为100VDC，然后再分压成100.0mVDC。
电流测量则通过选择不同阻值的分流电阻获得。
采用比例法测量电阻，方法是利用一个内部电压源加在一个己知电阻值的系列电阻和串联在一起的被测电阻上。
被测电阻上的电压与己知电阻上的电压之比值，与被测电阻值成正比。
输入7106的直流信号被接入一个A/D转换器，转换成数字信号，然后送入译码器转换成驱动LCD的7段码。
A/D转换器的时钟是由一个振荡频率约48KHz的外部振荡器提供的，它经过一个1/4分频获得计数频率，这个频率获得2.5次/秒的测量速率。
四个译码器将数字转换成7段码的四个数字，小数点由选择开关设定。
图1 原理框图图2引脚排列1．7106介绍管脚功能7106共有42个引出端，引脚排列如图5.2所示，引脚功能说明如表2所示。
表2 7106管脚功能说明管脚名功能说明V+、V- 分别为电源的正、负端。
COM 模拟信号的公共端，简称“模拟地”，使用时通常将该端与输入信号的负端、基准电压的负端短接。
TEST 测试端，该端经内部500Ω电阻接数字电路公共端，因这两端呈等电位，故亦称之为“数字地（GND或DGND）”、“逻辑地”。
此端有两个功能，一是作“测试指示”，将它与V+相接后，LCD显示器的全部笔段点亮，应显示出1888（全亮笔段），据此可确定显示器有无笔段残缺现象；第二个功能是作为数字地供外部驱动器使用，例如构成小数点驱动电路。
a1~g1 a2~g2 a3~g3 分别为个位、十位、百位笔段驱动端，依次接液晶显示器的个、十、百位的相应笔段电极。
LCD为7段显示（a ~ g），DP（Digital Point）表示小数点。
bc4 千位（即最高位）笔段驱动端，接LCD的千位b、c段，这两个笔段在内部是连通的，当计数值N>1999时，显示器溢出，仅千位显示“1”，其余位均消隐，以此表示过载。
POL 负极性指示驱动端。
BP 液晶显示器背面公共电极的驱动端，简称“背电极”OSC1~OSC3 时钟振荡器的引出端，与外接阻容元件构成两级反相式阻容振荡器。
V ref+ 基准电压的正端，简称“基准+”，通常从内部基准电压源获取所需要的基准电压，也可采用外部基准电压，以提高基准电压的稳定性。
V ref- 基准电压的负端，简称“基准-”。
2. 工作原理7106内部包括模拟电路（即双积分式A/D转换器）和数字电路两大部分。
模拟电路与数字电路是互相联系的，一方面控制逻辑单元产生控制信号，按照规定的时序控制模拟开关的接通或断开；另一方面模拟电路中的比较输出信号又控制数字电路的工作状态与显示结果。
模拟电路7106内部模拟电路（即双积分式A/D转换器）主要由基准电压源、缓冲器、积分器、比较器和模拟开关所组成，如图3所示。
A/D转换器的每个测量周期分成三个阶段：自动调零（AZ），正向积分（INT），反向积分（DE）。
图3 7106内部的模拟电路第一阶段，自动调零AZ（AUTO-ZERO）：在此阶段，S AZ闭合，S INT、S DE断开，完成以下工作：第一，将IN+，IN-的外部引线断开，并将缓冲器的同相输入端与模拟地短接，使芯片内部的输入电压V IN=0V；第二，反积分器反相输入端与比较器输出端短接，此时反映到比较器的总失调电压对自动调零电容C AZ充电，以补偿缓冲器，积分器和比较器本身的失调电压，可保证输入失调电压小于10uV，第三，基准电压V ref向基准电容C ref充电，使之被充到V ref，为反向积分做准备。
第二阶段，正向积分（亦称信号积分或采样）INT（integral）：此时SINT闭合，S AZ和S DE断开，切断自动调零电路并去掉短路线，IN+，IN-端分别被接通，积分器和比较器开始工作。
被测电压V IN经缓冲器和积分电阻后送至积分器。
积分器在固定时间T1内，以V IN/（R INT-C INT）的斜率对V IN进行定时积分。
令计数脉冲的频率为F CP，周期为T CP，则T1=1000T CP。
当计数器计满1000个脉冲数时，积分器的输出电压为V0=K T1÷（R int C int）×V in （1）式中，K是缓冲放大器的电压放大系数，T1也叫采样时间。
在正向积分结束时，V IN的极性即被判定。
第三阶段，反向积分，亦称解积分DE（Decompose Integral）：在此阶段，S AZ，S INT断开，S DE+，S DE-闭合。
控制逻辑在对V IN进行极性判断之后，接通相应极性的模拟开关，将C REF上已充好的基准电压接相反极性代替V IN，进行反向积分。
经过时间T2，积分器的输出又回零。
在反向积分结束时有：V0=（K T2 V REF）÷（R INT C INT）（2）将（5.1）代入（5.2）中整理后得到：T2=T1÷V REF×V IN（3）假定在T2时间内计数值（即仪表显示值，不计小数点）为N，则T2=N T CP。
代入（5.3）中得到：N=T1÷（T CP V REF-）×V IN（4）显见，T1、T CP、V REF均为定值，故N仅与被测电压V IN成正比，由此实现了模拟量—数字量的转换。
在测量过程中，7106能自动完成下述循环：将T1=1000 T CP，V ref =100.0mV代入第4式得到N=1000÷V REF×V IN=1000÷100.0×V IN=10V IN（5）即V IN=0.1N （6）只要把小数点定在十位后面，即可直读结果。
满量程时N=2000，V IN=V m，由（4）式很容易导出满量程电压V m与基准电压V ref的关系式：V m=2V ref （7）显然，当V ref =100.0mV时，V m=200mV；V ref =1000mV时，V m=2V。
上述关系是由7106本身特性所决定的，外部无法改变。
3 ½位数字电压表的最大显示值为1999，满量程时将显示过载（溢出）符号“1”。
数字电路7106的数字电路如图5.4所示，主要包括8个单元电路：时钟振荡器、分频器、计数器、锁存器、译码器、异或门相位驱动器、控制逻辑、3 1/2位LCD显示器，图中虚线框内表示7106的数字电路，框外是外围电路。
图4 7106的数字电路时钟振荡器由7106A内部的反相器F1、F2，以及外部阻容元件R、C组成，属于两级反相式阻容振荡器，可输出占空比D≈50%的对称方波。
振荡频率与振荡周期的估算公式分别为：f0≈0.455/RC （8）T0≈2RCln3=2.2RC（9）因完成一次A/D转换需16000个时钟周期，故测量周期T=16000T0，所对应的测量速率为MR=f0/16000 （10）对时钟频率进行逐级分频，即可得到所需计数频率f CP、LCD背电极方波信号频率f BP。
分频器由一级4分频电路和一级200分频电路构成，整个分频电路可完成800分频。
其中的200分频电路，实际包含一级2分频电路和两级10分频电路。
假定时钟频率f0=40KHz，则计数频率f CP=40KHz÷4=10KHz，背电极信号频率f BP=40KHz÷800=50Hz。
7106采用二—十进制BCD(Binary Coded Decimal)码计数器。
每个整数位的计数器均由4级触发器的门电路组成。
最高位亦称½位（千位），只有0和1两种计数状态，故仅用一级触发器。
译码器和译码器之间，仅当控制逻辑发出选通信号时，计数器中的A/D转换结果才能在计数过程中不断跳数，便于观察与记录。
控制逻辑具有3种功能：第一，识别积分器的工作状态，知时发出控制信号，使模拟开关按规定顺序接通或断开，确保A/D转换正常进行；第二，判定输入电压V IN的极性，并且使LCD显示器的在负极性V in时显示；第三，当输入电压超量程时发出溢出信号，使千位上显示“1”，其余位均消隐。
3. 7106的典型应用直流电压测量图5为直流电压测量简化图，输入电压被分压电阻分压（分压电阻之和为1MΩ），每档分压系数为1/10，分压后的电压必须在-0.199V~+0.199V之间，否则将过载显示，过载显示为仅在最高位显示“1”其余位数不显示。
图5直流电压测量简化图图6交流电压测量简化图交流电压测量图6为交流电压测量简化图，交流电压首先须进行整流并通过一低通滤波器对波形进行整形，然后送入共用的直流电压测量电路，最后将测量出交流电压的有效值（RMS）。
电流测量图7为直流电流测量简化图，内部的取样电阻将输入电流转换为-199.9mV~ +199.9mV之间的电压后送入7106输入端，当设置在10A档时，输入的电流直接输入10A输入孔而不能通过选择开关。
图7 电流测量简化图图8 电阻测量简化图电阻测量图8为电阻测量简化图，这个电路由电压源，标准电阻（这个电阻为分电压电阻，由选择开关转换得到），被测量电阻（未知）组成，两个电阻的比值等于各自电压降的比值，因此，通过标准电阻及利用标准电阻上的标准电压，就可确定被测电阻的阻值。
测量结果直接由A/D转换器得到。
hFE测量图9为hFE测量简化图，集成电路7106的内部电路提供2.8V的稳定电压（V+对COM），当PNP晶体管插入晶体管座时，基极到发射极的电流流过电阻R10，由R10上的电压产生集电极电流，在R23上得到的电压送入7106并同时显示晶体管的hFE值。