DT-830數(shù)字萬用表電子版本

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。DT-830數(shù)字萬用表-DT-830數(shù)字萬用表DT-830數(shù)字萬用表（以下簡稱DT-830）是一種3位袖珍儀表。與一般針式萬用表相比，該表具有測量精度高，顯示直觀，可靠性好，功能全，體積小等優(yōu)點。另外，它還具有自動調(diào)零和顯示極性，超量程顯示，低壓指示等功能，裝有快速熔絲管過流保護電路和過壓保護元件。一、工作原理圖3-8是DT-830萬用表原理方框圖，模/數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換是本儀表的主要部件，這里采用7106型單片CMOSA/D轉(zhuǎn)換器，被測電壓一律經(jīng)分壓折算成直流200mV以內(nèi)送入7106進行A/D變換和測

2、量，交流電壓還需經(jīng)交/直轉(zhuǎn)換后，變成直流電壓方可送入7106；由于7106A/D轉(zhuǎn)換器始終接受0-200mV直流電壓信號，因此，交、直流電流測量時，需經(jīng)過分流器，實現(xiàn)I/V轉(zhuǎn)換。DT-830萬用表的各種測試功能原理如下：直流電壓的測量。直流電壓的測量電路如圖3-9所示，圖中“IN+、IN-”是7106模擬量輸入的正端和負(fù)端，斜線區(qū)域代表導(dǎo)電橡膠，用來連接7106和LCD。R7+W2,R8,R9,R10,R11+R12等電阻（含可調(diào)電阻W2）構(gòu)成電阻分壓器，它將基本量程200mV擴展成五個量程，使其最大量程為1000V。7106不僅含有雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器，而且還有數(shù)據(jù)鎖存器、譯碼器和驅(qū)動器等，

3、可直接驅(qū)動液晶式七段顯示器（LCD）。它內(nèi)部穩(wěn)定性很高的基準(zhǔn)電壓源（典型值為2.8伏）。被測電壓經(jīng)電阻分壓器送入7106后，使LCD顯示出測量值。二、直流電壓測量電路直流電壓測量電路見圖3.37。利用電阻分壓器可將200mv的基本量程擴展成5量程直流數(shù)值電壓表，5個電壓量程依次為200mv，2v，20v，200v，1000v。為分壓電阻，均采用誤差為0.5%的精密金屬膜電阻。分壓器總阻值為10M，各檔的分壓比由量程開關(guān)來控制。2V檔：2V=200mV20V檔：20V=200mV200V檔：200V=200mV1000V檔：1000V=200mV三、直流電流測量電路直流電流測量電路見圖3.38。

4、當(dāng)被測電流流過分流電阻時可產(chǎn)生壓降，以此作為200mv基本表的輸入電壓，即可I/V轉(zhuǎn)換。利用數(shù)字電壓表顯示出被測電流的大小。各檔的分流由量程開關(guān)來控制。直流電流測量電路6個電流量程依次為200A，2mA，20mA，200mA，2A和20A。分流器由組成，總阻值為1K。20A單獨使用一個輸入插孔。因20A插孔的工作電流很大，故分流電阻使用一根錳銅絲電阻，其冷態(tài)阻值為0.01。FU是2A/250V快速熔絲管，起過流保護作用。、組成雙向限幅二極管，作過壓保護。當(dāng)輸入電壓低于硅二極管的正向?qū)▔航禃r，二極管截止，對測量毫無影響。一旦0.60.7V，二極管就迅速導(dǎo)通，從而限制了儀表的輸入電壓。200A擋

5、：200A=200V=200mv2mA擋：2A100=200V=200mv20mA擋：20A10=200V=200mv200mA擋：200A1=200mv2A擋；2A0.1=200mv20A擋；20A0.01=200mv四、交流電壓測量電路交流電壓測量電路如圖3.39所示該表采用平均響應(yīng)的AC/DC轉(zhuǎn)換電路，5個交流電壓量程依次為200mV，2V，20V，200V，700V（有效值）?，F(xiàn)將最高量程規(guī)定為700V，是因為量程轉(zhuǎn)換開關(guān)的額定電壓值為1000V，該檔的最大峰值電壓=700=990V，與1000V已經(jīng)很接近。測量交流電壓時人仍借用直流電壓檔的分壓器。利用低漂移雙運放TL062中的一組運

6、放和二極管，組成平均響應(yīng)的線性半波整流電路。這種電路可避免二極管在小信號整流時引起的非線性誤差，使輸入電壓（有效值）與輸出電壓(平均值)成線性關(guān)系，適于測量0200mv的交流電壓。對半波整流而言，正弦波電壓有效值與平均值的關(guān)系為=2.22這就是要求電路的電壓放大倍數(shù)必須大于2.22倍，才有調(diào)整的余量。電路中、是負(fù)反饋電阻，可將偏置在線性放大區(qū)，并且控制運放的增益。為提高AC/DC轉(zhuǎn)換器的輸入阻抗，降低輸入信號的損耗，接成同相放大器，其電壓放大倍數(shù)由下式確定：=1+（3.3.5）現(xiàn)取=100K同相端的輸入電阻=100K，代人式（3.3.5）中得到32.22（倍）。顯然符合設(shè)計要求。盡管TL062

7、屬于低飄移運放，但考慮到AC/DC轉(zhuǎn)換器的輸入電壓很弱，即使失調(diào)電壓很小，也會造成測量誤差。為此需增加隔直電容和，不讓直流成分（包括的失調(diào)電壓）進入整流濾波電路。在正半周時導(dǎo)通，截止，的輸出電流途徑地（COM端），并且通過對進行充電。負(fù)半周時導(dǎo)通，截止，電流途徑為地。此時緩慢地放電，放電時間常數(shù)=。是TSC7106地輸入電阻，因其阻值極高，故可認(rèn)為兩端電壓維持不變。由和組成地平滑濾波器可濾掉交流紋波，高頻干擾信號則由、構(gòu)成地高頻濾波器濾除掉，從而獲得穩(wěn)定地平均值電壓，再由TSC7106對進行A/D轉(zhuǎn)換。是交流電壓檔地校準(zhǔn)電位器。調(diào)整可使整個AC/DC轉(zhuǎn)換器的電壓放大倍數(shù)2.22倍，令儀表直接顯

8、示出被測電壓的有效值。在電路中起保護作用。負(fù)半周時為反向電流提供通路。是運放地頻率補償電容。和還為提供一個合適地偏置電壓，以減小AC/DC轉(zhuǎn)換器對小信號進行放大時的波形失真。五、交流電流測量電路在直流電流的基礎(chǔ)上在增加AC/DC轉(zhuǎn)換電路，就構(gòu)成6量程交流數(shù)字電流表，其原理不再贅述。六、.電阻測量電路采用比例法測量電阻，電路如圖3.3.10所示。此時不用原來的基準(zhǔn)電壓分壓電路。TSC7106內(nèi)部的2.8V基準(zhǔn)電壓源經(jīng)過、，提供測量電壓V=0.7V。標(biāo)準(zhǔn)電阻（即電路中的）、正溫度系數(shù)熱敏電阻PTC，與被測電阻構(gòu)成串聯(lián)電路，并以上的壓降作為TSC7106的基準(zhǔn)電壓，上的電壓作輸入電壓。當(dāng)/為定值時，

9、僅與（即）成正比。這就是比例法測量電阻的原理。電阻檔的保護電路由晶體管（9013）和正溫度系數(shù)熱敏電阻PTC以及限流電阻組成。這里是將的集電結(jié)短接，利用其發(fā)射結(jié)反向電壓約為5.8-7V的特性，代替穩(wěn)壓管作過壓保護。PTC是過流保護元件。當(dāng)不慎誤用電阻檔測量220V交流電壓時，電壓經(jīng)PTC加至上，使反向擊穿（軟擊穿）。由于PTC的初始電阻很低，常溫下僅500，所以通過它上面的電流很大，使PTC迅速發(fā)熱，電阻值急劇增大，對起到限流保護作用，使之不會轉(zhuǎn)入硬擊穿而燒毀，進而保護TSC7106不致?lián)p壞。具體講，在交流電的正半周，反向擊穿，將、COM之間的電壓鉗位于6V左右。在負(fù)半周，正向?qū)?，又把、CO

10、M之間的電壓限定在0.60.7V左右。需要說明的是，220V電壓雖然能經(jīng)過加至端，但由于的阻值很高（1M），能將輸入電流限制在220A以內(nèi)，加之TSC7106的模擬輸入端內(nèi)部設(shè)有過壓保護電路，能承受1000V的瞬間電壓，因此只要保護電路正常動作，就不會損壞芯片。綜上所述，PTC與的保護作用可歸納成兩條，一是為220V交流電源提供一條通路，使之不流入TSC7106中，二是對、COM之間的電壓進行鉗位。端則由作限流保護。為了抑制外界干擾信號，同時也降低在反向擊穿時產(chǎn)生的噪聲電壓，還可在晶體管的發(fā)射結(jié)并聯(lián)一只0.1F的消噪電容。由圖得=I,=I，二式之比/=/，則=(/)，于是采用/得比率去表征的范圍，即有正比于，考慮到通用，用分壓電阻代替。根據(jù)器件（TSC7106）的設(shè)計，當(dāng)=時顯示讀數(shù)為1000；當(dāng)=2時滿度（溢出）。=（/）一般情況下為：顯示讀數(shù)（/）1000由于