万用表电路
课
程
设
计
系别:矿业工程系
专业:采矿工程
班级：1203班
组长：孔令会
组员：孔令会学号：20121803313 刘宝军学号：20121803301
张超凡学号：20121803320
武勇强学号：20121803314 组员分工：
主要设计者：孔令会
搜集材料者：孔令会、刘宝军、张超凡
资料整理者：孔令会、刘宝军、武勇强
计算负责者：刘宝军、武勇强
设计验算者：刘宝军、孔令会
设计任务书
设计题目：
万用表的设计与制作
设计要求：
1、掌握万用表的工作原理、结构特点；
2、明确设计思路，懂得各测量电路的原理图及它们之间的关系；
3、画出原理框图、正确叙述工作原理；
4、举例详细说明万用表的使用方法及注意事项。
设计进度要求：
第一步：确定题目，查阅资料。
第二步：写设计大纲。
第三步：写设计草稿。
第四步：撰写文稿
摘要
当代电子科学技术的迅猛发展，创造出了一个神奇的世界。多少人闯进了电子宫殿，在那里自由地摘取一颗颗耀眼的明珠。多少人刚刚迈入电子宫殿的大门，正在深深求精。在这条走向成功的道路上，众多的电子爱好者无一不喜爱过手中必备的工具——万用表。
虽然万用表在向数字化、智能化方向发展，但是由于指针式万用表具有结构简单，用途广，使用方便，可靠性高，价格便宜等优点，仍是检测电器元件最常用的检测工具。
万用表是一种多功能、多量程的便携式电工仪表。这次设计的万用表是磁电系整流式便携式多量限万用电表。可供测量直流电流，交直流电压，直流电阻等，具有量程多，分档细，灵敏度高，体形轻巧，性能稳定，读数清晰，使用方便，适合于电子仪器，无线电电讯，电工，工厂实验室等广泛使用的万用电表。
关键词：表头指针准确度分辨力整流式
目录1 万用表的应用
1.1 万用表的种类
1.2 万用表的组成
1.3 万用表的结构特征
1.4 万用表的应用
2 万用表的设计
2.1 万用表的基本工作原理
2.2 各测量档的原理及设计过程
2.3 万用表总电路的设计
2.4 电路参数
3 万用表的使用方法及注意事项
3.1 直流电流测量
3.2 交直流电压测量
3.3 直流电阻测量
3.4 音频电平测量
3.5 电容测量
3.6 电感测量
3.7 晶体管直流参数的测量
3.8 万用表的使用注意事项
4 结论及参考文献
1 万用表的应用
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。
1.2 万用表的组成
万用表由表头、测量电路及转换开关等三个主要部分组成。
1.2.1 表头
它是一只高灵敏度的磁电式直流电流表，万用表的主要性能指标基本上取决于表头的性能。表头的灵敏度是指表头指针满刻度偏转时流过表头的直流电流值，这个值越小，表头的灵敏度愈高。测电压时的内阻越大，其性能就越好。表头上有四条刻度线，它们的功能如下：第一条（从上到下）标有R或Ω，指示的是电阻值，转换开关在欧姆挡时，即读此条刻度线。第二条标有∽和VA，指示的是交、直流电压和直流电流值，当转换开关在交、直流电压或直流电流挡，量程在除交流10V以外的其它位置时，即读此条刻度线。第三条标有10V，指示的是10V的交流电压值，当转换开关在交、直流电压挡，量程在交流10V时，即读此条刻度线。第四条标有dB，指示的是音频电平。
1.2.2 测量线路
万用表的测量线路是用来把各种被测量转换到适合表头测量的微小直流电流的电路，它由电阻、半导体元件及电池组成。它能将各种不同的被测量（如电流、电压、电阻等）不同的量程，经过一系列的处理（如整流、分流、分压等）统一变成一定量限的微小直流电流送入表头进行测量。
1.2.3 转换开关
万用表中各种测量种类及量程的选择是靠转换开关的切换来实现的。转换开关里面有固定触点和活动触点，当固定触点和活动触点闭合时接通电路。
活动触点称为“刀”,固定触点通常称为“掷”。万用表中所用的转换开关往往都是特别的，通常有多刀和几十个掷，各刀之间是相互同步联动的，旋转“刀”的位置可以使得某些活动触点与固定触点闭合，从而相应的接通所需要的测量电路。1.3 万用表的结构特征
万用表采用高灵敏度的磁电系整流式表头，造型大方，设计紧凑，结构牢固，携带方便，零部件均选用优良材料及工艺处理，具有良好的电气性能和机械强度。其特点为：
测量机构采用高灵敏度表头，性能稳定；
线路部分保证可靠、耐磨、维修方便；
测量机构采用硅二极管保护，保证过载时不损坏表头，并且线路设有0.5A保险丝以防止误用时烧坏电路；
设计上考虑了湿度和频率补偿；
低电阻档选用2＃干电池，容量大、寿命长；
装有提把，不仅便于携带，而且可在必要时作倾斜支撑，便于读数。
1.4 万用表的应用
在电子电路的测试、家用电器设备的维修、电子仪器检修、电子元器件测量中，万用表是最普及、最常用的测量仪表。由于它操作简单、功能齐全、便于携带、一表多用等特点，深受电工、电子专业工作者及广大无线电爱好者的喜爱。
事实证明，万用表不及能检测电工、电子元器件的性能优劣，查找电子、电气线路的故障，估测某些电气参数，有时还能代替专用测试仪器，获得比较准确的结果，基本上可以满足电工、电子专业人员和业余无线电爱好者的需要。因此，推广万用表的应用技术，实现一表多用，既符合节约精神，又可在一定的程度上克服缺少专用仪器的困难。
2 万用表的设计
2.1 万用表的基本工作原理
万用表对被测电量进行测量的过程，是由测量电路实现的。如果要设计一个型号的万用表，则首先要明白其最基本的工作原理，然后再按照所设计的万用表功能而进行电路的具体设计，这里先介绍一下万用表的基本工作原理见（图2.1）。
图2.1 指针式万用表最基本的的工作原理
它由表头、电阻测量档、电流测量档、直流电压测量档和交流电压测量档几个部分组成，图中“－”为黑表棒插孔，“＋”为红表棒插孔。
当我们把档位开关旋钮SA打到交流电压档时，通过二极管VD整流，电阻R3限流，由表头显示出来；
当打到直流电压档时不须二极管整流，仅须电阻R2限流，表头即可显示；
打到直流电流档时既不须二极管整流，也不须电阻R2限流，表头即可显示；
测电阻时将转换开关SA拨到Ω档，这时外部没有电流通入，因此必须使用内部电池作为电源，设外接的被测电阻为Rx，表内的总电阻为R，形成的电流为I，由 Rx、电池E、可调电位器RP、固定电阻R1和表头部分组成闭合电路，形成的电流I使表头的指针偏转。红表棒与电池的负极相连，通过电池的正极与电位器 RP及固定电阻R1相连，经过表头接到黑表棒与被测电阻。
Rx 形成回路产生电流使表头显示。回路中的电流为：
R
Rx E I += 式（2.1） 从上式可知：I 和被测电阻Rx 不成线性关系，所以表盘上电阻标度尺的刻度是不均匀的。当电阻越小时，回路中的电流越大，指针的摆动越大，因此电阻档的标度尺刻度是反向分度。当万用表红黑两表棒直接连接时，相当于外接电阻最小Rx=0，那么： R
E R Rx E I =+= 式（2.2） 此时通过表头的电流最大，表头摆动最大，因此指针指向满刻度处，向右偏转最大，显示阻值为0Ω.请看电阻档的零位是在左边还是在右边，其余档的零位与它一致吗？反之，当万用表红黑两表棒开路时Rx→∞，R 可以忽略不计，那么： 0Rx
E R Rx E I →≈+= 式（2.3） 此时通过表头的电流最小，因此指针指向0刻度处，显示阻值为∞。
2.1.1 直流电流的测量
多量程电流表的结构:表头与多个电阻串联的支路并联而成.（表头与电阻并联）
万用表的直流测量电路，实质上是一个多量程的直流电流表。通常采用闭路式多量程分流器电路构成，见（图2.2）
图2.2 直流电流测量电路
其关系式: 1m 1
g g 1R U R R I I == 式（2.4） ()21m 1U I R R += 式（2.5）
()321m
1U I R R R ++= 式（2.6）
测量电路中，各分流电阻彼此串联，再与表头并联，形成一个闭合环路，经转换开关切换，改变与表头并联的分流电阻阻值，以实现测量不同量程的电流。并联分流电阻的个数越多，并联支路电阻值就越大，其直流电流的量程就越小。图中所示的电路中，R1—R3为分流电阻，经转换开关切换在不同位置上，直流电流量程I1>I2>I3。
2.1.2 直流电压的测量
多量程电压表的结构:表头与多个电阻串联而成。
万用表的直流电压测量电路，实质上是一个多量程的直流电压表。采用附加电阻与表头的串联，可以扩大电压测量的范围。万用表常用的电路是高低电压档的附加电阻共用，即共用式附加电阻电路，见（图2.3）所示。
图2.3 直流电压测量电路
其关系式：()g 1g 1R R I U += 式（2.7）
()3g 1g 1R R R I U ++= 式（2.8）
()32g 1g 1R R R R I U +++= 式（2.9）
式中，Rg 是电流表的等效电阻，G 称为直流电压灵敏度，它是电流表灵敏度的倒数。例如，用50μA 的电流表装成直流电压表，则G=1/50μA=20000Ω=20K Ω/V 。
共用式电路中，高电压档的附加电阻共用了低压档的附加电阻。这种电路的优点是可以节省绕制电阻的材料，但这种电路也有缺点，那就是当低电压档的附加电阻坏了，则高电压档也不能工作。
2.1.3 交流电压的测量
交流电压测量原理:利用有单向导电性的二极管，对交流电进行单向测量电压值。
由于万用表的表头是一个磁电系动圈式测量机构，只能接受直流信号，而不能直接接受交流信号。用磁电系的表头测量交流电量，必须把交流信号整流成直流信号，再送给磁电系表头，即把被测的交流电转换成相应的直流电，才能进行交流电测量。万用表的交流电压测量电路用的是半波整流或全波整流及共用附加电阻电路，见（图
2.4）
图2.4 交流电压测量电路
其关系式：K O =P ×η×K 式（2.10）
O K V G ?Ω= 式（2.11）
R 10V =G ×10 0101V V V R R R -= 式（2.11）
R 50V =G ×50 V V V R R R 10502-= 式（2.12）
R 250V =G ×250 V V V R R R 502503-= 式（2.13）
R 500V =G ×500 V V V R R R 2505004-= 式（2.14）
式中，K 0为整流电路的工作总功率。P 是整流因数，全波为1，半波为1/2. η是整流元件的整流效率，锗二极管η在0.98~1.00，硅二极管的η≈1.00。表中的G 是交流电压的灵敏度。Rvo 是由直流电流表等效内阻与整流元件内阻共同构成的整流系电压表内阻。
磁电系测量机构加上整流电路构成的整流式仪表，指针偏转角正比于整流电流的平均值，而正弦交流电的有效值与相应整流输出的平均值之间，存在着确定的正比关系，所以只要在万用表的刻度上，按正弦波的有效值来刻度，就可以直接读出正弦交
流电的有效值。显然，利用万用表测量非正弦交流电的有效值，将会由于波形的差异而带来测量误差。由于受二极管非线性伏安特性和温度特性的影响，万用表的交流档的灵敏度要比直流档的灵敏度低。
2.1.4 电阻的测量
电阻测量原理:表头与表内的电池及调零电阻、被测电阻RX构成一个闭合电路的方法，利用RX不同电路中的电流不同实现测量。
万用表的电阻测量电路，实质上是一个多量程的电阻表。电阻测量等效简易结构（图2.5）所示
图2.5 电阻测量简易结构
2.2 各测量档的原理及设计过程
2.2.1 档位设计要求
（1）直流电流档测量量程分5档
50μA;1mA;10mA;100mA;500mA
（2）直流电压档测量量程分6档
2.5V;10V;50V;250V;500V;2500V
（3）交流电压档测量量程分4档
10V;50V;250V;500V;2500V
（4）直流电阻档测量量程分4档
R×1Ω;R×10Ω;R×100Ω;R×1KΩ;R×10KΩ
（5）音频电平档
﹣10——﹢22dB
2.2.2 测量档的设计
根据所设计万用表的参数及其档位的要求，我设计出了以下的电路。
（一）直流电流表档的设计见(图2.6)
从图中可以看出，在微安表上并联分流电阻，可以扩展电流量程。500-F型的直流电流测量电路如图，R1~R4为分流量程电阻。五个电流档量程Im1~Im5分别为500mA，100mA，10mA，1mA和50uA。
微安表的量程Ie=40uA，内阻Rg=2.5K?。因表头还与R7、R8串联，顾实际内阻Rg’=Rg+R7+R8。其中，R7=1K?，R8是供调整用的具有两个独立滑臂的可变电阻。若按R8=0.25 K?计算，则Rg’=3.75 K?。
图2.6 直流电流表档测量电路
因为表头的满度压降为：
所以分流电阻的总阻值
实际上将R5~R6分成R5和R6两个电阻，并取R5=2.25k ?，R6=12k ?。这样做的目的是为设计2500V 交流档提供方便。分流电阻R1~R6与Rg ‘并联，还可构成50uA 电流档。
(二)直流电压档的设计见（图2.7）
从图中可以看出，在微安表上串联分压电阻（亦称作倍压电阻），可以扩展其电压量程，见下图。六个电压档量程~分别是2.5V 、10V 、50V 、250V 、500V 和2500V.各电压档均是在50uA 直流电流档的基础上设计的。因此，得到的新表头内阻为
电压灵敏度为满度压降其量程,15.0,50'""V V V A I g g g ===μ
V k ΩI R I R U R S "g
"g "
g "g "
g "
g
v /201050116=?====- 并且两个电阻该档的分压电阻亦分成档在,10,915.2R R ，V U M ≈ Ω=?-=-=+-k I U U R R g g
M 4710
5015.05.26"''1109 实取R9=36.9K Ω;R10=10.1K Ω
在U M1=10V 档，
在U M3=50V 档
在U M3=250V 档
实取R13=1ΩM ,R14=3 ΩM ,R13兼作500V 档的降压电阻
在U M3=500V 档
在U M3=2500V 档，此时电流表量程变成250A μ，见图，其目的是降低该档降压电阻的阻值
（三）交流电压档的设计见（图2.8）
由图可以看出，测交流电压时是用半导体二极管D2作半波整流。另一只二极管D1并在输入端起保护作用，它可为反向电压提供通路，防止将表头反向击穿。
μ（指交流电流的有效值），电压灵敏度降为4在交流电压档，表头改为250A
Ω
k/
V
图2.8 交流电压档测量电路
（四）电阻档的设计见（图2.9）
电阻档的设计较复杂，由图可见，它是在50 uA直流电流档的基础上改装而成。
测电阻共分五档：R*1，R*10，R*100，R*1k，R*10k档
各档欧姆中心值R o分别为：10Ω， 100Ω， 1kΩ， 10kΩ， 100kΩ。前四档由一节1.5V的电池供电，R*10k档由9V叠层电池供电。通常认为，1.5V干电池在正常放电过程中的平均内阻r=0.6?，所以在R*1档取R23=9.4?，使得R23+r=10?，恰为该档欧姆中心值。
考虑到新电池的电压可达1.56V，而使用过程愈久，电池电压愈降低。为保证降低到1.5V时R*1档也能调到零点（满度），需加欧姆调零电位器R21，其阻值为1.9k?，因R*1档调零时电流最大，1.5V/10?=150mA，故只要该档能调至零点，其余电阻档（不包括R*10k档）肯定能够调零。
图2.9 电阻档测量电路
2.3 万用表总电路的设计
根据章节2.2.2中各档的测量电路，依此来组合成总电路图见（图2.10）
它的显示表头是一个直流μA表，两个二极管反向并联并与电容并联，用于保护限制表头两端的电压起保护表头的作用，使表头不至电压、电流过大而烧坏。电阻档分为×1Ω、×10Ω、×1kΩ、×10kΩ、几个量程，当转换开关打到某一个量程时，与某
图2.10 万用表测量电路的总电路图
一个电阻形成回路，使表头偏转，测出阻值的大小。
它由5个部分组成：公共显示部分；直流电流部分；直流电压部分；交流电压部分和电阻部分。线路板上每个档位的分布，最左面为直流电流档，其次为直流电压档，然后为交流电压档，最右边是电阻档。
值得注意的是，测量交流电压档的附加电阻大部分是共用直流电档的附加电阻，从总电路中可以看出，交流250V档的附加电阻就是直流电压50V档的附加电阻。可见，交流电压档内阻的每伏欧姆数比直流的要低5倍，这就是因为采用了整流电路之后，半波整流使效率较低的缘故。
电路中与表头相并联的3μF的电解电容，是用来平滑整流后的脉动电压的，可使万用表在测量低于10Hz的低频电压时指针不至于抖动。
2.4 电路参数
根据目录2.1中各测量电路的基本原理及分流电阻的计算公式，计算出所设计电路的各元件的参数，见附录（表2.1）。
表 2.1 电路元件参数
3 万用表的使用方法及注意事项
在使用前应检查指针是否指在机械零位上,如不指在零位时，可旋转表盖的调零器使指针指示在零位上。将测试棒红黑插头分别插入“+”“—”插座中。
3.1 直流电流测量
测量0.05~500mA时，转动开关至所需电流档，测量5A时,转动开关可放在500mA 直流电流量限上而后将测试棒串接于被测电路中。
3.2 交直流电压测量
测量交流10~1000V或直流0.25~1000V时,转动开关至所需电压档。测量交直流2500V时，开关应分别旋转至交流1000V或直流1000V 位置上,而后将测试棒跨接于被测电路两端。
3.3 直流电阻测量
装上电池，转动开关至所需测量的电阻档，将测试棒二端短接,调整零欧姆调整旋钮，使指针对准欧姆“0”位上,(若不能指示欧姆零位，则说明电池电压不足,应更换电池)，然后将测试棒跨接于被测电路的两端进行测量。准确测量电阻时,应选择合适的电阻档位，使指针尽量能够指向表刻度盘中间三分之一区域。测量电路中的电阻时,应先切断电路电源,如电路中有电容应先行放电。当检查电解电容器漏电电阻时,可转动开关到R×1K档，测试棒红杆必须接电容器负极，黑杆接电容器正极。
3.4 音频电平测量
在一定的负荷阻抗上,用以测量放大极的增益和线路输送的损耗，测量单位以分贝表示音频电平与功率电压的关系式是：NdB=10log10P2/P1 =20log10V2/V1 音频电平的刻度系数按0dB=1mW600Ω输送线标准设计，即V1=(PZ)1/2=(0.001×600)1/2=0.775V ，P2、V2分别为被测功率或被测电压。音频电平是以交流10V为基准刻度，如指示值大于+22 dB时可以在50V以上各量限测量：其示值可按以下所示值修正。量限，按电平刻度增加值，电平的测量范围 10V -10~+22 dB ；50V 14 dB
数字电子技术基础课程设计DT-830B数字万用表报告
三亚学院 2011～2012学年第2学期 数字电子技术基础课程设计报告 学院: 理工学院 专业: 测控技术与仪器 班级: 学号: 学生姓名: 指导教师: 2012年9月7日
目录 一、设计任务与要求……………………………………… 二、电路原理……………………………………………… 三、总原理图及元器件清单……………………………… 四、装配过程……………………………………………… 五、电路功能测试………………………………………… 六、结论与心得……………………………………………
DT-830B数字万用表的组装与调试 一、设计任务与要求 1、设计要求： 学习了解DT830B数字万用表，熟悉它的工作原理。然后安装并调试数字万用表。通过对DT830B数字万用表的安装与调试实训，了 解数字万用表的特点，熟悉装配数字万用表的基本工艺过程、掌握基本 的装配技艺、学习整机的装配工艺、培养自身的动手能力以及培养严谨 的学习工作作风。 DT830B由机壳熟料件（包括上下盖和旋钮）、印制板部件（包括插口）、液晶屏及表笔等组成，组装成功关键是装配印制板部件。因为 一旦被划伤或有污迹，将对整机的性能产生很大的影响。整机安装的流 程图如下所示： 3)认识DT830B数字万用表的液晶显示器件、印制板部件等。 4)安装制作一台DT830B数字万用表。 5）根据技术指标测试DT830B数字万用表的主要参数 6)校验数字式万用表，减小其误差。
二、电路原理 DT830B电路原理它是3位半数字万用表。 数字万用表的核心是以ICL7106A/D转化器为核心的数字万用表。A/D转化器将0~2V范围的模拟电压变成三位半的BCD码数字显示出来。将被测直流电压、交流电压、直流电流及电阻的物理量变成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。 三、总原理图及元器件清单
题目：基于单片机的数字万用表设计 院系: 机电工程系 专业: 机电一体化 学号: 姓名: 指导教师: 完成日期:
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
)目录 目录 摘要 (ii) Abstract ............................................... 错误!未定义书签。绪论 .. (4) 1. 数字万用表设计背景 (6) 1.1数字万用表的设计目的和意义 (6) 1.2 数字万用表的设计依据 (6) 1.3数字万用表设计重点解决的问题 (6) 2 数字万用表总体设计方案 (6) 2.1数字万用表的基本原理 (6) 2.2 数字万用表的硬件系统设计总体框架图 (12) 2.3硬件电路设计方案及选用芯片介绍 (13) 2.3.1 设计方案 (13) 2.3.2 芯片选择及功能简介 (14) 2.4数字万用表的硬件设计 (24) 2.4.1分模块详述系统各部分的实现方法 (24) 2.4.2 数字万用表控制硬件整体结构图 (29) 2.4.3 电路的工作过程描述 (29) 3. 系统软件与流程图 (30) 3.1 电路功能模块 (30) 3.2系统总流程图 (30) 3.3物理量采集处理流程 (32) 3.4电压测量过程流程图 (32) 3.5电流的测量过程流程图 (34) 3.6电阻的测量过程流程图 (35) 3.7电容测量过程流程图 (36) 结论 (37) 致谢 (38) 参考文献 (39)
智能数字万用表 郭盛，谢鹏程，王飘，张玙姣 摘要：本设计能够精准的测量直流电压、交流电压和电阻。电阻测量是采用xxxxxx；交流测量是用AD637真有效值转换芯片将交流信号转换成直流电压后测量，可以实现10MΩ的输入阻抗和高安全性。电路中关键器件采用精密运算放大器OPA07；ADC采用ICL7135芯片；控制器选用89C52单片机，实现了低功耗，量程自动切换功能。另外，通过利用继电器，实现了测量档位转换的便捷和可靠性。系统采用键盘输入，液晶显示输出，人机交互灵活，界面友好，操作简单。该作品的性能指标达到了题目的设计要求。 关键字：数字万用表、ICL7135、89C52单片机
一、系统方案 1.题目任务要求及相关指标要求分析 系统主要分为：直流电压、交流电压和电阻测量三部分。直流电压和交流电压制作的指标都不高，实现起来比较容易。 系统最主要的问题是电阻测量。XXXXXXXXXXX 2.方案论证与比较 （1）交流有效值测量方案 方案一：模拟运算法。根据有效值的数学定义，用集成器件乘法器、开放器等依次对被测信号进行平方、平均、开方等计算直接得到交流信号输出有效值。这种方案的测量动态范围小，精度不高且当输入信号的幅度变小时，平均器输出电压的平均值下降很快，输出幅度很小。 方案二：交流整形电路。采用AD637集成真有效值转换芯片，把交流电压信号转换为幅值等于交流有效值的直流电压信号，再对直流电压信号进行测量，这种方案电路简单、响应速度快、失真度小，工作稳定可靠，故采用此种方案。 （2）电阻测量部分 方案一：电阻比例法。基于双积分式A/D转换，采用比例法构成的电阻-数字的转换。比例法测量原理图如图1所示。 此方案由于在电阻Rx、Rs中流过相同的电流，因此不需要精密的基准电流源，但需要计数器和基准时钟发生器且电路复杂。 方案二：恒流源法。XXXXXXXXXXX
第一章设计总阐述 1.1方案阐述 本设计是由5个模块组成：直流电源部分、A/D 转换电路、码制转换电路、秒定时电路、报警显示电路模块。 直流电源部分采用5V电源。 A/D 转换电路采用八路（八位八通道A/D 转换器），将8路信号输入选择八位二进制码输出，进行码制转换。从而再用译码器和数码显示管完成数字显示。 秒定时电路采用555时基电路构成单稳态触发器。 报警电路采用多个三极管，555多谐振荡器和发光二极管组成。 1.2产品概述： 用途：适用于通信电缆施工、维修及设备安装过程中，对线排序及寻找特定线对的操作。 性能：具有高性能、低功耗、小体积、重量轻和音量可调，它将为你的对线操作带来方便、轻松和高效率。 特点：该装置查线速度快、现实直观、可以单人校线，还可以复校、结构简单、成本低廉、不易发生故障、工作可靠。
第二章 模块化设计 设计原理： 如图所示，给定各芯线与其相连电阻下标相同的号码1、2、3、…X ，…m （1～m ）。Vs 在Rx 上形成分压 Vx=（Rx/Ro+Rx ）*Vs 并可在近端测量得到。由于Vx 必定已知，从而可测定当前被测芯线的号码是第几。但Vx 不必读出，可以将其进行A/D 转换，译码，数字显示后直接读出数字1～m 中的一个，就是该芯线的预设号码。 为了A/D 便于转换，R1～Rm 的取值原则应满足如下条件： （Rx+1/Ro+Rx+1-Rx/Ro+Rx ）*Vs=△Vs 式中：Vs 是常量即电源电压值。 △ Vs 是转换器的参考电压和转换阶梯；Vx 是第x 级取样电压下限值。 2.1 A/D 转换部分 1）它具有八路模拟信号输入选择，八位二进制码输出的一个逐次比较A/D 转换器。输入端受地址译码器输出的控制。本设计选择模拟通道1N0输入，则地址预置在ADDC 、ADDB 、ADDA=000。当地址锁存允许ALE=1时，输入1N0的模拟信号送入A/D 转换器。 2）ADC0809 1.主要特性 1）8路8位A ／D 转换器，即分辨率8位。 2）具有转换起停控制端。 3）转换时间为100μs 4）单个＋5V 电源供电
中国石油大学胜利学院电子技术课程设计总结报告 题目：数字万用表的组装与调试 学生姓名： 系别： 专业年级： 学号： 指导教师： 2015年1月3日
一、设计任务与要求 1、任务：学习了解DT830T数字万用表，熟悉它的工作原理。然后安装并调试数字万用表。通过对DT830T数字万用表的安装与调试实训，了解数字万用表的特点，熟悉装配数字万用表的基本工艺过程、掌握基本的装配技艺、学习整机的装配工艺、培养自身的动手能力以及培养严谨的学习工作作风。DT830B 由机壳熟料件（包括上下盖和旋钮）、印制板部件（包括插口）、液晶屏及表笔等组成，组装成功关键是装配印制板部件。因为一旦被划伤或有污迹，将对整机的性能产生很大的影响。整机安装的流程图如下所示 2要求： 1) 了解数字万用表特点以及它的发展趋势。 2) 熟悉万用表装配技术的基本工艺过程。 3) 认识DT830T数字万用表的液晶显示器件、印制板部件等。 4) 安装制作一台DT830T数字万用表。 5）根据技术指标测试DT830T数字万用表的主要参数 6) 校验数字式万用表，减小其误差。 二、系统框架原理与设计 DT830T电路原理它是3位半数字万用表。其特点：分辨力强、准确度高（±0.5%～±1.5%）、测试功能完善、测量速率快、显示直观、耗电省、过载能力强、便于携带。发展趋势：自动量程，显示图形“数字/模拟条图”双显示数字万用表克服了不能反映被测量连续度化的不足。总体电路原理相关说明数字万用表由以下几部分功+能组成，复原电路、震荡电路、ADC输入、被测量显示、ADC使能控制。复位电路用来清零进行下一次的测量；震荡电路用来消除一些外来干扰，使电路工作更加稳定；ADC输入则是将输入量进行AD转换；测量显示就是显示测量的数值。 数字万用表的核心是以ICL7106A/D转化器为核心的数字万用表。A/D转化器将0~2V范围的模拟电压变成三位半的BCD码数字显示出来。将被测直流电
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/236428971.html, 简易万用表的设计 作者：王流凤 来源：《科教导刊·电子版》2015年第13期 （西南交通大学信息科学与技术学院四川·成都 611756） 摘要本系统是通过使用8位STC89C52单片机来实现对数据的处理，不仅低功耗，还高性能，可以实现对电阻、电容的测量。电阻、电容是由555多谐振荡电路产生，STC89C52的定时器可以利用外部时钟源来计数，将RC的测量电路产生的频率作为单片机STC89C52的时钟源，通过计数则可以计算出所测频率，再通过该频率计算出各个参数。 关键词 555多谐振荡电路起振电路复位电路数码显示 中图分类号：TM938.12 文献标识码：A 1方案设计及分析 测量电子元器件集中参数R 、C的仪表种类较多，方法也各不相同，但是都有其优缺点;一般来说测量方法计算起来都很复杂，不易实现测量自动化及实验智能化。本次设计是运用把电子元件参数R 、C转化为频率信号f，然后用单片机计数后来算出对应参数，并显示出来，其转换原理分别是RC振荡，这样就实现把模拟量近似转换为数字量，而频率f是单片机很容易处理的数字量，这种数字化的处理使我们的仪器实现智能化。 2 STC89C52 STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash存储器。STC89C52使用经典的MCS-51内核，但做了很多的改进使得芯片具有 传统51单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU和在系统可编程Flash，使 得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 3系统硬件设计及电路 系统分为三个部分，分别有测量电路部分，通道选择部分，控制部分，STC89C52单片机将根据所选通道，通过IOA4和IOA3向模拟开关送两个地址信号，取得振荡频率，然后根据所测频率来判断是否更换量程，又或者是把数据处理后，得出相应的参数。电阻测量电路：电阻的测量是通过“脉冲计数法”来进行测量的，用555构成的多谐振荡电路来实现，通过计算振荡频率的大小来得出所测电阻的阻值。电容测量电路：电容同样是采用“脉冲计数法”，由555多谐振荡电路来实现其功能，通过所测频率的大小来得出电容大小。多项选择电路：利用 CD4052来实现测量类别的转换，CD4052是一个双4选二的多选开关，当选择了某个频率之
湖北经济学院 电子设计大赛设计报告 课题名称：数字智能万用表 指导教师：汪成义王金庭刘光然学生姓名：汪凡夏晶晶张薇 学生院系：电子工程系 时间： 2011年7月
智能数字万用表 一 设计目的 1、培养综合性电子线路的设计能力。 2、掌握综合性电子线路的安装和调试方法。 3、学会基于M3进行软件设计。 二 任务及要求 1、任务 设计并制作一台具有直流电压、交流电压和电阻测量功能的智能数字万用表。示意图如图1所示。 图1 智能数字万用表示意图 2、要求 1、基本要求 （1）2 1 3数码显示，最大读数1999。
（2）直流电压量程：0.2V 、2V 、20V ，精度为±0.2%±1个字；输入阻抗≥10M Ω。 （3）交流电压量程：0.2V 、2V 、20V ，精度为±0.5%±2个字（以50 Hz 为 基准）；输入阻抗≥10M Ω；频率响应范围为40~1000Hz 。 （4）电阻量程： 2Ω、200Ω、2M Ω，精度±0.2%±2个字。 2、发挥部分 （1）直流电压测量具有自动量程转换功能。 （2）具有“自动关机”功能，即在测量过程中，若1分钟内无任何键按下，仪器会自动关闭显示并处于低功耗状态；再按任意键，仪器能返回“自动关机”前的工作状态。 （3）具有相对误差（△%）测量功能，即在进行某项测量时，首先通过示屏提示用户从键盘输入标称值，一旦输入确认后，仪器能显示相对误差中的△值。 （4）其它。 三 总体设计方案 1、系统模块图 根据题目要求和本系统的设计思想，系统主要包括图2所示的模块： 图2系统模块框 被 测 量 输 入 电测阻 测直流 测交流 交测直流转换电路 电阻测量电路 量 程 自 动 转 换 电 路 A /D 转换电路 单 片 机 系 统 键盘与显示
目录表 第一章课程设计目的及任务 (1) 1-1 万用表设计制作的目的及任务 (1) 1-2 万用表简介 (1) 1-3 本次课程设计的任务 (1) 第二章万用表原理 (2) 2-1 指针式万用表的组成 (2) 2-2 指针式万用表最基本的工作原理 (3) 2-3 MF47型万用表的工作原理 (4) 2-4 MF47万用表电阻档工作原理 (4) 第三章MF47万用电表制作及装配 (6) 3-1 万用表套件材料 (6) 3-2 二极管极性的判断 (7) 3-3 色环的认识 (8) 3-4 元件引脚的弯制成型 (9) 3-5 焊接 (10) 3-6 元器件的插放 (11) 3-7 元器件参数的检测 (12) 3-8 元器件的焊接 (13) 3-9 线路板安装程序 (13) 第四章MF47万用电表安装调试 (14) 第五章课程设计心得体会 (14) 附录 (15) 参考文献
第一章课程设计目的及任务 1-1 万用表设计制作的目的及任务 现代生活离不开电，我们电类和非电类专业的许多学生都有必要掌握一定的用电知识及电工操作技能。通过实习要求学生学会使用一些常用的电工工具及仪表，比如尖嘴钳、剥线钳、万用表，并且要求学生掌握一些常用开关电器的使用方法及工作原理。通过本次电工实习学生要接触到一定的电学知识，实现理论联系实际，认识一些常用电工器具的外形及结构特点，为后续课程的学习打下一定的基础。 电子与机械是密不可分的，在万用表的组装中还可以了解电子产品的机械结构、机械原理，这对将来的产品设计开发非常有帮助。 1-2 万用表简介 万用表是一种多功能、多量程的便携式电工仪表,一般的万用表可以测量直流电流、交直流电压和电阻，有些万用表还可测量电容、功率、晶体管共射极直流放大系数hFE等。MF47型万用表具有26个基本量程和电平、电容、电感、晶体管直流参数等7个附加参考量程，是一种量限多、分档细、灵敏度高、体形轻巧、性能稳定、过载保护可靠、读数清晰、使用方便的新型万用表。 1-3 本次课程设计的任务 万用表是电工必备的仪表之一，每个电气工作者都应该熟练掌握其工作原理及使用方法。通过本次万用表的原理与安装实习，要求学生了解万用表的工作原理，掌握锡焊技术的工艺要领及万用表的使用与调试方法。通过这次实习，学生应该在了解其基本工作原理的基础上学会安装、调试、使用，并学会排除一些万用表的常见故障。锡焊技术是电工的基本操作技能之一，通过实习要求大家在初步掌握这一技术的同时，注意培养自己在工作中耐心细致，一丝不苟的工作作风。
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，可以测量直流电压、直流电流、交流电压、电阻、二极管的正向导通电压F U以及三极管的放大倍数hFE 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
2013年江西省大学生电子设计简易数字万用表 （C 题） 2013年5月28日
目录 摘要 0 一．设计任务 (1) 二．系统方案 (2) 三．理论分析与计算 (3) 3.1器件的选择与比较 (3) 3.2 测量电路的设计和分析 (3) 3.2.1 模数(A/D)转换与数字显示电路 (3) 3.2.2 多量程数字电压表原理 (3) 3.2.3 多量程数字电流表原理 (4) 3.2.4 电阻的测量原理 (5) 3.2.5 电容测量原理 (6) 四．电路设计与程序设计 (7) 4.1 直流电压测量电路 (7) 4.2 直流电流测量电路 (7) 4.3 电阻测量电路 (8) 4.4 测电容电路 (8) 4.5 最小系统电路 (9) 五．测试方案 (10) 5.1 硬件调试 (10) 1.测试仪器 (10) 2.测试方法 (10) 5.2 软件调试 (10) 5.3 硬件软件联合调试 (10) 模块程序设计法的主要优点是： (10) 5.4测试流程 (11) 5.4.1 整体测试流程 (11) 5.4.2电压测试流程 (11) 5.4.3 电阻测量流程 (11)
5.4.4 电流测试流程 (12) 参考文献 (13)
摘要 本次设计用单片机芯片STC12C5A60S2设计一个数字万用表，能够测量直流电压值、直流电流、直流电阻以及电容和电感，四位数码显示。此系统由分流电阻、分压电阻、基准电阻、555振荡电路、51单片机最小系统、显示部分、AD转换和控制部分组成。为使系统更加稳定，使系统整体硬件更简单，本电路使用了STC12C5A60S2自带的AD，它单片机系统设计采用STC12C5A60S2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，显示用四位数码管。程序每执行周期耗时缩到最短，这样保证了系统的实时性。 关键字：数字万用表；单片机；AD转换
电子产品制造工艺报告（万用表的制作流程） 课程：电子产品制造工艺 系别：计算机/软件 班级： 学号： 姓名：
——1008143109 目录 一、电子产品的构成 (3) 1.1数字万用表的概述 (3) 1.2数字万用表的介绍 (3) 1.3电器符号 (4) 1.4 UT51万用表的技术指标与一般特征 (4) 1.5UT51数字万用表安全操作准则 (5) 1.6 数字万用表的基本组成 (6) 1.7数字万用表的原理图： (7) 二、电子产品形成的各阶段应该完成的工艺工作 (8) 2.1组装过程简介 (8) 2.2技术资料1：数字万用表的装配图 (10) 2.3制作工艺流程图： (11) 名词解释： (12) 参考文献： (12)
第一章电子工艺技术入门 一、电子产品的构成 1.1数字万用表的概述 数字万用表是目前在电子测量及维修工作中最常用、最得力的一种工具类数字仪表。数字万用表迄今已有几十年的发展史。近年来，有大规模集成电路构成的新型数字万用表和高档智能数字万用表的大量问世，标志着电子测量领域的一场革命，也开创了想在电子测量技术的先河。目前，我国数字万用表的产量已居世界首位，每年生产近十万台中、低当数字万用表，并向100多个国家的大量出口，占世界中低档数字万用表总长量的85%以上。 数字万用表又称数字多用表，简称DMM（DigitalMultmeter）。它是由数字电压表DVM(DigitalV oltmeter)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。 1.2数字万用表的介绍 图1.1面牌说明
简易万用表的设计与制作 万用表是常用的测量工具，主要是由直流计及若干电阻构成。由于万用表具有具有多用途用方便等优点，有着广泛的应用。本实验主要熟悉万用表的设计及校正。 一 实验目的 1． 了解万用表测量电压、电流以及电阻的基本原理。 2． 掌多量程万用表的制作方法。 二 实验原理 万用表主要由磁电式电流计以及一系列电阻构成。由磁 电式电流计和不同阻值的分流电阻可构成不同量程的电流 表，同样，磁电式电流计和不同阻就构成了不同量程的电压 表。电流计允许通过的最大电流称为电流计量程，用g I 表示， 电流计线圈有一定的电阻称为电流计内阻，用g R 表示。量程 g I 与内阻g R 是电流计特性的两个重要参数。 要将磁电式电表改装成量程为I 的电流表，只需在 电表表头两并联一分流电阻，分流电阻阻值按一下公式 计算：)/(g g g s I I I R R -?=。 并联不同的分流电阻可 构成不同量程的电流表，如图1所示电流表有四个不同 量程。 如果要将电流计改装成量程为U 的电压表，则电 流计需串联一分压电阻，分压电阻阻值按如下公式计 算：g g x R I U R -=。串联不同的分压电阻，得到不同 量程的电压表，如图2所示。 如果要将表头改成欧姆表，可由图3说明原理， 开始短接a 、b 两端，调节电阻R ’使得电流计满刻度，此时：' R R E I g O +=，则当x R 接入回路后，回路电流为：x g x R R R E I ++=（E 为电池电动势，g R 为表头内阻，x R 为待测电阻）。所以，一旦E 、g R 、R ’确定后，回路电流仅由x R 决定。当'R R R g x +=时， 2 o x I I =，此时电流表指针指向刻度线中点，这时的电阻x R 称为欧姆表的中值电阻。由此方法可在电流计面板上刻度以显示不同的阻值电阻x R 。由于x I 与x R 呈非线性关系，所以欧姆表刻度为非均匀刻度，另外，实际是作为电源的电池也 非恒定，所以欧姆表还需作零欧姆调整，实际电路中应增加零欧姆调整电位器。 如果要扩大欧姆表量程，可以采用一下两种方法，一是电流计两端并联不 同的分流电阻，二是可提高电源电压。 三 实验内容
智能数字万用表的设计 摘要：本智能数字万用表由凌阳SPCE061A单片机、MC14433——3 位A/D 转换电路、自动量程转换电路、交直流转换电路和大、小电阻测量电路组成，能够对交流电压、直流电压、大电阻和小电阻进行精确测量。使用凌阳SPCE061A 单片机作为控制模块，实现量程自动转化；使用MC14433实现A/D转换；使用简易软键盘、凌阳SPLC501液晶显示模组实现输入和显示；使用单片机读取MC14433的数字信号来控制模拟开关，从而改变反馈电阻的大小实现档位的不同选择；本设计能够准确对被测量进行测量，所有性能指标符合要求。 关键词：数字万用表单片机 MC14433 交直流电压测量电阻测量 一、方案论证 1.交流电压的测量：由于交流电压不能直接测量，必须转换为直流电压。转换方案有3种： 方案一、热电偶测量法：根据交流有效值的物理定义来实现测量的，利用热电偶电路平衡原理通过两端的电势比较得到有效值。但热电偶转换线性度差，且热电偶具有配对较难、响应速度慢、负载能力差等缺点。 方案二、模拟运算法：根据有效值的数学定义，用集成器件乘法器、开放器等依次对被测信号进行平方、平均、开方等计算直接得到交流输入信号的有效值。这种方案测量的动态范围小、精度不高且输入信号的幅度变小时，平均器输出电压的平均值下降值很快、输出幅度很小。 方案三、交流整形电路：使用AD637等集成有效值转换芯片，把交流电压信号转换为幅值等于交流有效值的直流电压信号，在对直流电压进行测量，这种方案电路简单、响应速度快、失真度小、工作稳定可靠。 综上，采用方案三进行交流电压的测量。 2.小电阻的测量：由于小电阻在通入电压后发热，测量出的电阻值会产生较大的误差，对于小电路有3种方案测量： 方案一、直流电桥测量法。直流电桥又分直流单电桥和直流双电桥。采用这两种方法测量时很多操作需要手动，并且对元件精度要求高，通过数字电位器来改变需要的电阻参数，索然可以实现数控，但数字电位器的每一级步进电阻值不确定，调节困难，用单片机处理计算复杂并且测量时操作不便。 方案二、电阻比例法。电阻比例法采用如图1所示的双积分式A/D转换器电路，可实现电阻——数字的转换。由于在电阻上Rx、Rs中流过相同的电流，因
目录 前言 (1) 1.DT9205A电路板的焊接 (2) 1.1理论指导 (2) 1.2拆卸原废弃的电路板 (2) 1.3电路元件的识别 (3) 1.4 DT9205A 电子元器件焊接 (5) 1.4.1焊接过程 (5) 1.4.2焊锡规范 (6) 1.4.3焊接问题 (8) 1.4.4焊烙铁清锡 (9) 1.4.5松香、湿海绵的作用 (9) 2.DT9205A万用表零件的安装 (9) 2.1 DT9205A转盘安装 (9) 2.2敏感程度的组装 (11) 2.3显示屏的安装（ LCD的安装） (11) 2.4 DT9205A后盖、护套和支架安装 (12) 3.DT9205A万用表的调试 (13) 3.1转盘的调试 (13) 3.1.1 转盘档位偏差 (13) 3.1.2 转盘转动示数无变化 (13) 3.2电压的精确误差的调试 (14) 3.3电流的精确误差调制 (15) .常见问题 (15) 致谢 (17) 参考文献 (18)
前言 万用表是制作电子电路时必备的测量仪表。它可测量电阻的阻值大小, 电压、电流的大小, 判别电路的通断及元件的好坏等等。 数字万用表亦称数字多用表(DMM)，是广大电子技术人员和电子爱好者从事电子测量及维修工作的必备仪表。最普通的数字万用表一般具有交直流电压测量、交流直流电流测量、电阻测量、通断声响检测、二极管正向导通电压测量、三极管放大倍数及性能测量等功能，有些数字万用表则增加了电容测量、频率测量、温度测量、数据记忆及语音报数等功能，给实际检测工作带来很大的方便。数字万用表有台式数字万用表和便携式数字万用表。便携式(亦称手持式)数字万用表因其测量准确度高、功能全、显示直观、输入阻抗高、过载能力强、价格低、耗电省、便于携带等显著优点，在各个领域被广泛采用。 万用表是电气工程中常用的多功能、多量程的电工仪表。一般万用表可以用来测量直流电流、电压、交流电流、电压以及电阻, 有的还可以测量音频功率及电平、电容和电感等。由于便于携带, 使用方便, 受到电气工作者的喜爱。在电力企业中凡是和电打交道的人, 几乎是人手一块万用表。这就要求万用表的使用者在实际测量工作中, 要准确选用万用表类型, 并且正确选择万用表各档量程, 否者不仅会因测量误差引起误判断, 还会因为使用不当烧损万用表而造成经济损失。
课程实习报告 实习名称：简易万用表 学生姓名：伍攀 学号：201016030120 专业班级：J10101 指导教师：李文圣 完成时间：2011 年6月28日 报告成绩： 评阅意见： 评阅教师日期
目录 第一部分 摘要???????????????????????????????3 Abstract??????????????????????????????3第 1 章绪论????????????????????????????3 1课题背景研究的意义及目的????????????????????3 1.1意义?????????????????????????????3 1.2目的?????????????????????????????3第 2 章实验原理???????????????????????????3 第3 章简易万用表原理说明??????????????????????? 4 3.1 简易万用表原理图???????????????????????? 5 3.2 简易万用表的工作原理??????????????????????7 3.3电阻的测量原理?????????????????????????8 3.4直流电流的测量原理???????????????????????9 3.5直流电压的测量原理???????????????????????9 3.6交流电流、电压的测量原理????????????????????9 3.7实验工具和仪器?????????????????????????10第4 章实验内容和步骤??????????????????????????10 第5 章电路的仿真与调试?????????????????????????10 第6 章注意事项?????????????????????????????15 第7 章心得??????????????????????????????16 第8 章参考文献?????????????????????????????16 第9 章致谢???????????????????????????????16
多功能数字万用表设 计与制作
1、摘要 随着科技的日新月异，电子产品发展也非常之快，在电子电路测试、家用电气设备的维修、电子仪器检修、电子元器件测量中，万用表是最普及、最常用的的测量仪表。由于它操作简单、功能齐全、便于携带、一表多用等特点，深受电工、电子专业工作者及广大无线电爱好者的喜爱。 事实证明，万用表不仅能检测电工、电子元器件的性能优劣，查找电子、电气线路的故障，估测某些电气参数，有时还能代替专业测试仪器，获得比较准确的结果，基本上可以满足电工、电子专业人员和业余无线电爱好者的需要。因此，推广万用表的应用技术，实现一表多用，既符合节约精神，又可以在一定程度上克服专用仪器的困难。 多功能数字万用表是在电子方面的学习、开发以及生产方面应用相当广发的一种仪器工具，整机电路设计以大规模的集成模拟和数字电路组合，采用 STM32F103RBT6为核心，高精度的运算放大器，低功耗高效率的开端电源转换器，全电子调校技术赋予仪表高可靠性，高精度。仪表可用于测量交直流电压、交直流电流、电阻、电感、电容，RS232C接口技术的应用使其和计算机构成可靠多种的双向通讯。仪表采用独特的外观设计，采用OLED3.1液晶显示器，仪表采用220V交流供电使之成为性能更优越的高精度电工仪表。
目录 1摘要 (2) 多功能数字万用表的设计与制作 (11) 2项目概述与功能需求 (11) 3项目论证 (12) 3.1 总体方案论证 (12) 3.1.1设计目标 (12) 3.1.2总体设计方案 (12) 3.2小模块方案设计： (15)
(18) 4 项目设计 (18) 4.1 系统模块设计 (18)
2013年江西省大学生电子设计 简易数字万用表 （C 题） 2013年5月28日 目录 摘要0 一．设计任务1 二．系统方案2 三．理论分析与计算3 3.1器件的选择与比较3 3.2 测量电路的设计和分析3
3.2.1 模数(A/D)转换与数字显示电路3 3.2.2 多量程数字电压表原理3 3.2.3 多量程数字电流表原理4 3.2.4 电阻的测量原理5 3.2.5 电容测量原理6 四．电路设计与程序设计7 4.1 直流电压测量电路7 4.2 直流电流测量电路7 4.3 电阻测量电路8 4.4 测电容电路8 4.5 最小系统电路9 五．测试方案10 5.1 硬件调试10 1.测试仪器10 2.测试方法10 5.2 软件调试10 5.3 硬件软件联合调试10 模块程序设计法的主要优点是：10 5.4测试流程11 5.4.1 整体测试流程11 5.4.2电压测试流程11 11 电阻测量流程5.4.3 5.4.4 电流测试流程12 参考文献13
摘要 本次设计用单片机芯片STC12C5A60S2设计一个数字万用表，能够测量直流电压值、直流电流、直流电阻以及电容和电感，四位数码显示。此系统由分流电阻、分压电阻、基准电阻、555振荡电路、51单片机最小系统、显示部分、AD转换和控制部分组成。为使系统更加稳定，使系统整体硬件更简单，本电路使用了STC12C5A60S2自带的AD，它单片机系统设计采用STC12C5A60S2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，显示用四位数码管。程序每执行周期耗时缩到最短，这样保证了系统的实时性。关键字：数字万用表；单片机；AD 转换 一．设计任务 1.设计并制作一台支持直流电压、直流电流、电阻测量的数字万用表。 。ΩΩ-1M1002.测量范围：直流电压0.1V-100V；直流电流10mA-500mA；电阻使用按键或者拨码开关进行测量类型选择，并用数码管显示器显示测．3 量数值，发光二极管指示测量类型与单位。
数字万用表的设计
单片机数字万用表的设计 一、引言 数字万用表是一种多用途电子测量仪器。它采用数字化测量技术，把实际测量的模拟量，转化为离散的数字量进行输出显示，主要用于物理、电气、电子等测量领域，一般包含电流表（安培计）、电压表（伏特计）、电阻表（欧姆计）等功能，也称为万用计、多用计、多用电表或万用电表。 万用表是电子和电气技术领域必备的测量仪器，用于测量电子电路中的各种物理量（电压、电流、电阻等），常作为基本故障诊断的便携式装置，也有放置在工厂或实验室工作台上作为桌上型装置。有的万用电表分辨率能达到七、八位数，常用在实验室，作为电压或电阻的基准，或用来调校多功能标准器的性能。相比传统的指针式万用表，数字万用表具有以下的主要优点：（1）数字显示直观准确，无视觉误差，读数准确； （2）测量精度和分辨率都很高； （3）输入阻抗高，减少对被测电路的工作影响； （4）电路集成度高，便于组装和维修； （5）测量功能齐全，测量速率快； （6）保护功能齐全，有过压、过流保护电路； （7）功耗低，抗干扰能力强； （8）便于携带，使用方便。 本次设计的任务是制作一个数字万用表，可实现如下的功能及要求： （1）可以测量直流电压、直流电流和电阻； （2）能将测量得到的数值直观、准确地显示出来，并标明相应的单位； （3）具有超量程时的报警提示。 二、系统硬件分析与设计 数字万用表的基本功能是，能够测量直流电压、电流以及电阻的阻值，数字万用表的基本组成由图1所示，其中，模数转换是数字万用表的核心：
图1. 数字万用表的基本原理图如图2所示，本设计将由以下几大部分组成。包括：复位电路、震荡电路、A/D转换和控制、测量值输出、超量程报警和档位选择。 其中，复位电路用于单片机上电复位使系统清零；震荡电路为单片机提供精确的时钟频率，使电路工作更加稳定；A/D转换和控制部分负责模数转换及输入输出信号的控制；测量值输出则负责显示待测物理量大小的数值；超量程报警用于超出量程范围时的报警提示，提醒使用者更换量程。 图2. 硬件系统总体设计框图 1、STC的89C52单片机的特点及功能介绍 （1）89C52单片机的主要特点及功能特性 89C52是一款低电压，高性能的8位CMOS型单片机，片内有8k字节以
简易万用表的设计与校准 物理学院物理学类2009301020162 沈港博 摘要：万用表是一种多功能、多量程便于携带的电学仪器。它可用不同的量程测量直流电流、直流电压、交流电压及电阻。有的万用表还可以测量阻抗、容抗和音频功率等。学习制作和设计万用表非常重要，还有利于我们大学同学提高电路分析的能力并加深对万用电表工作原理的理解，提高自身的动手能力。 关键字：万用电表、表头、测量电路、转换装置。 1 实验目的 （1）通过万用表组装实验，进一步熟悉万用表结构、工作原理和使用方法。 （2）了解电路理论的实际应用，进一步学会分析电路，提高自身的能力。 2 实验原理 万用表主要是由指示器、测量电路和转换装置三部分组成。指示器俗称表头，用来指示被测电量的数值，通常为磁电式微安表。表头是万用表的关键部分，万用表的灵敏度、准确度及指针回零等大都决定于表头的性能。表头的灵敏度是以满刻度的测量电流来衡量的，满刻度偏转电流越小，灵敏度越高。一般万用表表头灵敏度在10~100μA左右。 测量电路的作用是把被测的电量转化为适合于表头要求的微小直流电流，它通常包括分流电路、分压电路和整流电路。分流电路将被测大电流通过分流电阻变成表头所需要的微小电流，分压电路将被测得高电压通过分压电阻变换成表头所需的低电压；整流电路将被测的交流，通过整流转变成所需的直流电。 万用表的各种测量种类及量程的选择是靠转换装置来实现，转换装置通常由转换开关、接线柱、插孔等组成。转换开关有固定触点和活动触点，它位于不同位置，接通相应的触点，构成相应的测量电路。 万用表基本原理，如下图1-1所示。
图1-1万用表基本原理图
实验名称: 数字万用表设计性实验讲义 实验目的: 掌握数字万用表的工作原理、组成和特性 掌握数字万用表的校准方法和使用方法 掌握分压及分流电路的连接和计算 了解整流滤波电路和过压过流保护电路的功用 实验原理: 1数字万用表的组成 2设计组装多量程直流电压表 采用串联电阻分压得原理,将最大电压为200mv 的表头量程扩大. 其中20V 量程缩放比例为 345 12345 100k 0.0110M R R R R R R R R ++==++++ 这样,就扩大了量程.
2设计组装多量程交流电压表 因为是测量交流电压,所以在测量直流电压的基础之上加入AC-DC 整流滤波电路.测量的是交流电压的有效值. 其他测量电路与直流电压测量电路相同 试验记录 实验一 制作多量程直流数字电压表并作校准曲线 实验步骤 1连接小数点与对应量程相连 2连接参考电压 3连接分压电路 4调节电位器,输出150~200 mv 的电压(0.5mV 误差),使组装表与标准表对同一电压显示相同. 校准曲线如下 020406080100120140160180200 -0.10 -0.05 0.00 0.05 0.10 标准表 读数与组装表读数的差 值 m V 组装表读数 mV 交流电 直流电 图（８）AC-DC 变换器原理简图
实验二 制作多量程交流数字电压表并作校准曲线 1采用多量程直流数字电压表,并且加入AC-DC 电路 2调节电位器,输出0~2V 的电压(50mV 误差),使组装表与标准表对同一电压显示相同. 3校准测量,与记录及校准曲线的绘制 校准曲线如下: 接线总结 1先接公共的部分,及表头,小数点部分,再接其他部分; 2接地线时,最好用黑线,就不会出现实验时将地线与有电位的线接在一起. 3先用标准表测量引入电压,再进行试验, 避免烧毁表头. 朱业俊 学号 PB07013077 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 -0.015 -0.010-0.0050.0000.0050.0100.0150.020 0.025标准表 与组装表读数差值 V 标注表读数V
实验十五 简易万用表的设计与制作 万用表是常用的测量工具，主要是由直流计及若干电阻构成。由于万用表具有具有多用途用方便等优点，有着广泛的应用。本实验主要熟悉万用表的设计及校正。 一 实验目的 1． 了解万用表测量电压、电流以及电阻的基本原理。 2． 掌多量程万用表的制作方法。 二 实验原理 万用表主要由磁电式电流计以及一系列电阻构成。由磁 电式电流计和不同阻值的分流电阻可构成不同量程的电流 表，同样，磁电式电流计和不同阻就构成了不同量程的电压 表。电流计允许通过的最大电流称为电流计量程，用g I 表示， 电流计线圈有一定的电阻称为电流计内阻，用g R 表示。量程 g I 与内阻g R 是电流计特性的两个重要参数。 要将磁电式电表改装成量程为I 的电流表，只需在 电表表头两并联一分流电阻，分流电阻阻值按一下公式 计算：)/(g g g s I I I R R -?=。 并联不同的分流电阻可 构成不同量程的电流表，如图1所示电流表有四个不同 量程。 如果要将电流计改装成量程为U 的电压表，则电 流计需串联一分压电阻，分压电阻阻值按如下公式计算：g g x R I U R -=。串联不同的分压电阻，得到不同 量程的电压表，如图2所示。 如果要将表头改成欧姆表，可由图3说明原理， 开始短接a 、b 两端，调节电阻R ’使得电流计满刻度，此时：' R R E I g O +=，则当x R 接入回路后，回路电流为：x g x R R R E I ++=（E 为电池电动势，g R 为表头内阻，x R 为待测电阻）。 所以，一旦E 、g R 、R ’确定后，回路电流仅由x R 决定。当'R R R g x +=时， 2 o x I I =，此时电流表指针指向刻度线中点，这时的电阻x R 称为欧姆表的中值电阻。由此方法可在电流计面板上刻度以显示不同的阻值电阻x R 。由于x I 与x R 呈非线性关系，所以欧姆表刻度为非均匀刻度，另外，实际是作为电源的电池也 非恒定，所以欧姆表还需作零欧姆调整，实际电路中应增加零欧姆调整电位器。 如果要扩大欧姆表量程，可以采用一下两种方法，一是电流计两端并联不 同的分流电阻，二是可提高电源电压。 三 实验内容