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Flash 闪存为介质的，能擦写的只读程序存储器及256字节的随机存取数据存储器。89C52型单片机仍属于51单片机家族群，都支持一个共同的指令集（MSC-51），
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
数字式万用表常见故障及解决办法 数字式仪表具有很高的灵敏度和准确度，其应用几乎遍及所有企业。但由于其故障出现呈多因素，且遇到问题的随机性大，没有太多规律可循，修理难度较大。因此，本人将多年工作实际中所积累的一些修理经验整理出来，以供从事本专业的同仁参考。 一、修理方法 寻找故障应先外后里，先易后难，化整为零，重点突破。其方法大致可分为以下几种： 1.感觉法凭借感官直接对故障原因做出判断，通过外观检查，能发现如断线、脱焊、搭线短路、熔丝管断、烧坏元件、机械性损伤、印刷电路上铜箔翘起及断裂等;可以触摸出电池、电阻、晶体管、集成块的温升情况，可参照电路图找出温升异常的原因。另外，用手还可检查元件有否松动、集成电路脚管是否插牢，转换开关是否卡带;可以听到和嗅到有无异声、异味。 2.测电压法测量各关键点的工作电压是否正常，可较快找出故障点。如测A/D转换器的工作电压、基准电压等。 3.短路法在前面所讲的检查A/D转换器方法里一般都采用短路法，这种方法在修理弱电和微电仪器时用得较多。 4.断路法把可疑部分从整机或单元电路中断开，若故障消失，表示故障在断开的电路中。此法主要适合于电路存在短路的情况。 5.测元件法当故障已缩小到某处或几个元件时，可对其进行在线或离线测量。必要时，用好的元件进行替换，若故障消失，说明元件已坏。 6.干扰法利用人体感应电压作为干扰信号，观察液晶显示的变化情况，常用于检查输入电路与显示部分是否完好。
二、修理技巧 对一块故障仪表首先应检查和判别故障现象是共性(所有功能都不能测量)，还是个性(个别功能或个别量程)，然后区别情况，对症解决。 1.若所有档均不能工作，应重点检查电源电路和A/D转换器电路。检查电源部分时，可取下叠层电池，按下电源开关，用正表笔接被测表电源负，负表笔接电源正(对数字万用表而言)，开关打到二级管测量档，若显示的是二级管正向电压，则说明电源部分是好的，若偏差大，则说明电源部分有问题。若出现开路，重点检查电源开关和电池引线等。若出现短路，则需要采用断路法，逐步断开使用电源的元件，重点检查运算放大器、定时器及A/D转换器等。若出现短路，一般都不止损坏一块集成元件。检查A/D转换器可以和基本表同时进行，相当于模拟式万用表的直流表头，具体检查方法： (1)被测表的量程转到直流电压最低档; (2)测量A/D转换器工作电压是否正常。根据表内所用A/D转换器型号，对应V+脚和COM脚，测量值与它的典型值相比较是否相符。 (3)测A/D转换器的基准电压，目前常用的数字万用表的基准电压一般都是100mV或1V，即测量VREF+与COM之间的直流电压，若偏离100mV或1V，可通过外接电位器进行调节。 (4)检查输入为零的显示数，把A/D转换器的正端IN+与负端IN-短接，使输入电压Vin=0，仪表显示“00.0"或“00.00"。 (5)检查显示器的全亮笔划。把测试端TEST脚与正电源端V+短接，使逻辑地变成高电位，全部数字电路停止工作。因每个笔划上都加有直流电压，所以全部笔划亮对位表显示“1888"，对位表显示“18888"。若存在缺笔划现象，检查A/D转换器对应输出脚与导电胶(或联线)，与显示器之间是否有接
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：、2V 、20V ，精度为%1个字；输入阻抗≥10MΩ。 （3）交流电压量程：、2V 、20V ，精度为%2个字（以50 Hz 为 基准）；输入阻抗≥10MΩ；频率响应范围为40~1000Hz 。 （4）电阻量程： 2Ω、200Ω、2M Ω，精度%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
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
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1、将ON/OFF开关置于ON位置，检查9V电池。如果电池电压不足，“”将显示在显示器上。这时应更换电池后方能使用该仪表。 2、测试笔插孔旁边的“”符号表示输入电压不应超过说明书规定的数值，这是为了保护内部线路免受损伤。 3、测试前应将功能开关置于你所需要的量程位置。 4、切勿在功能开关置于位置时测量电压或电流。 5、切勿测量高于地电位1000V的直流电压或700Vd的交流电压，以确保人身安全。 6、在测量高电压时，注意不要接触被测电路或未使用的仪表端子。 二、直流电压测量 1、将黑色表笔插入COM插孔，红色表笔插入V/Ω/F插孔。 2、将功能开关置于所需的V 量程位置，并将测试笔连接到待测电源或负载上，红色表笔所接端的极性将和电压值同时显示在显示器上。 三、交流电压测量 1、将黑色表笔插入COM插孔，红色表笔插入V/Ω/F插孔。 2、将功能开关置于所需的V～量程位置，并将测试笔连接到待测电源或负载上，从显示器上读取测量结果。 四、电阻测量 1、将黑色表笔插入COM插孔，红色表笔插入V/Ω/F插孔。 2、将功能开关置于所需的Ω量程位置，将表笔并接到被测电阻上，从显示器上读取测量结果。 五、直流电流测量 1、将黑色表笔插入COM插孔，当被测电流不超过200mA时，红色表笔插入mA 插孔。如果被测电流在200mA和20A之间，则将红色表笔插入A插孔。 2、将功能开关置于所需的 A 量程位置，并将测试笔串联接入到待测负载上，
电流值显示的同时将显示红表笔连接的极性。 六、交流电流测量 1、将黑色表笔插入COM插孔，当被测电流不超过200mA时，红色表笔插入mA 插孔。如果被测电流在200mA和20A之间，则将红色表笔插入A插孔。 2、将功能开关置于所需的A～量程位置，并将测试表笔串联接入到待测负载上，从显示器上读取测量结果。 校准方法： 一、将ON/OFF开关置于ON位置，黑色表笔插入COM插孔，红色表笔插入V/Ω/F插孔。 二、将功能开关置于20V档，黑色表笔接入2V标准电池的负极，红色表笔接入标准电池的正极。 三、读数稳定后，从显示器上读取测量结果，与标准电池的标准电压对比校正，误差在±0.1%范围内。
作业指导书 文件标题：自行校准规程 编号：QS/WI15 版号：B/0 页数：共 2 页（不含本页） 拟制：XXX 日期：XXX 审批：XXX 日期：XXX 生效日期：XXXXX 受控印章：分发号：
一、钢直尺 参照国家计量检定规程《钢直尺检定规程》，为保证公司内使用中的钢直尺量值的准确性，特起草钢直尺自行校准规定如下： 1. 外观要求 1.1 尺的端边、侧边及背面不应有毛刺、锋口和锉痕现象。 1.2 尺的线纹面必须明晰，不应有目力可见的断线现象存在；同时线纹面不应有碰伤、锈迹及影响使用的明显斑点、划痕。 1.3 尺身应保持平面度，不能有影响测量精确的弯曲现象。 2. 示值误差：标称长度为150m、300m全长允差±0.10mm，标称长度为500mm的全长允差±0.15mm，标称长度为1000mm全长允差±0.20mm，校验方法：用经法定检测机构检定合格的1m钢直尺进行比对，没有超出规定为合格可继续使用，不合格应予作废。 3. 公司内规定钢直尺的校准周期为一年。 4. 塑料直尺、三角尺的校准可参照钢直尺本规程执行。 二、钢卷尺 参照国家计量检定规程《钢卷尺检定规程》，为保证公司内使用中的钢卷尺量值的准确性，特起草钢卷尺自行校准规定如下： 1. 外观要求 1.1 尺面不应有凹凸不平的现象； 1.2 尺带拉出和收卷应轻便、灵活、无卡阻现象。制动式钢卷尺的按钮装置，应能有效地控制尺带收卷；尺带表面不得有锈浊和明显的斑点、折痕、脱皮、气泡等缺陷。 1.3 尺带两边必须平滑，不得有锋口和毛刺，尺钩应保持直角，不得有目力可见的偏差。 1.4 尺带全部分度线纹必须均匀明晰，便于识读。 2. 示值误差。标称长度为1000mm、2000mm全长允差±0.2mm，标称长度为3000mm全长允差±0.3mm。校验方法：用经法定检测机构检定合格的1m钢直尺进行对比，比对段1m、2m钢卷尺不得少于2段、3m钢卷尺不得少于3段。没有超出规定的为合格可继续使用，不合格的作报废处理。 3. 公司内规定钢卷尺的校准周期为半年。 三、兆欧表 1.外观要求 1.1表体外观无破损、开裂情况 1.2表笔电线无损坏，数显屏幕无破损，充电口无阻塞 2.校准方法 2.1将兆欧表送专业检测部门检测，每年一次 2.2购买标准电阻 2.3每月使用标准电阻对兆欧表进行检查。 四、伏安功率表 1.外观要求 1.1外观完整，无外壳破裂、污渍、油渍 1.2数字显示屏清晰、完整，没有黑块、黑斑以及接触不良情况 2校准步骤 2.1将伏安表切换至电流测试功能，用经过正规测试机构测试合格的标准万用表和伏安表同时测试某一通电用电器的电流，记录标准万用表和伏安表的读数并计算相对误差，误差必须符合规定要求。填写校正记录
基于51单片机数字万用表 摘要： 本设计采用AT89C52为主控芯片配以振荡电路设计设计了一个数字万用表，可用于测量直流电压，直流电流，电阻和电容，并配以档位转换。本系统使用ADC0832作为数据转换芯片，LM358作为放大芯片，通过LCD1602显示，各模块主要通过AD转换以及电压放大实现测量功能。 绪论： 数字多用表（GMM ）就是在电气测量中要用到的电子仪器。它可以有很多特殊功能，但主要功能就是对电压、电阻和电流进行测量。传统的指针式万用表功能单精度低，不能满足数字化时代的需求，米用单片机制作的数字万用表，具有精度高、抗干扰能力强，可扩展力强、集成方便等优点，目前，由各种单片机芯片构成的数字电万用表，已被广泛用于电子及电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统等智能化测量领域，显示出强大的生命力。 总体设计设计方案:
1. 电压测量原理与AD转换电路 ADC0832 是美国国家半导体公司生产的一种8位分辨率、双通道A/D转换芯片。其最高分辨可达256级，可以适应一般的模拟量转换要求。其内部电源输入与参考电压的复用，使得芯片的模拟电压输入在0~5V之间。芯片转换时间仅为32必，据有双数据输出可作为数据校验，以减少数据误差，转换速度快且稳定性能强。独立的芯片使能输入，使多器件挂接和处理器控制变的更加方便。通过DI数据输入端，可以轻易的实现通道功能的选择。本系统只对CH0进行单通道转换。 电压信号输入单片机显 示
分压 AD 转换 电压测量流程图 对于本设计分压电路模块介绍之前首先分析以下两种设计方案。 多量程分压电路 求，对电路做以下改进。 多量程分压器原理 上述两图所制作的多量程电压测量， 其内阻比较小，不能达到测量要 0?心 ——— 2000Y. 200\^ 2% 2V ? 数字电压表头 啟宇电压袈头
数字万用表操作规程 操作规程： 一、操作前注意事项： 1、将ON/OFF开关置于ON位置，检查9V电池。如果电池电压不足，“”将 显示在显示器上。这时应更换电池后方能使用该仪表。 2、测试笔插孔旁边的“”符号表示输入电压不应超过说明书规定的数值， 这是为了保护内部线路免受损伤。 3、测试前应将功能开关置于你所需要的量程位置。 4、切勿在功能开关置于位置时测量电压或电流。 5、切勿测量高于地电位1000V的直流电压或700Vd的交流电压，以确保人身 安全。 6、在测量高电压时，注意不要接触被测电路或未使用的仪表端子。 二、直流电压测量 1、将黑色表笔插入COM插孔，红色表笔插入V/Ω/F插孔。 2、将功能开关置于所需的V量程位置，并将测试笔连接到待测电源或负载 上，红色表笔所接端的极性将和电压值同时显示在显示器上。 三、交流电压测量 1、将黑色表笔插入COM插孔，红色表笔插入V/Ω/F插孔。 2、将功能开关置于所需的V～量程位置，并将测试笔连接到待测电源或负载 上，从显示器上读取测量结果。 四、电阻测量 1、将黑色表笔插入COM插孔，红色表笔插入V/Ω/F插孔。 2、将功能开关置于所需的Ω量程位置，将表笔并接到被测电阻上，从显示器 上读取测量结果。 五、直流电流测量 1、将黑色表笔插入COM插孔，当被测电流不超过200mA时，红色表笔插入 mA插孔。如果被测电流在200mA和20A之间，则将红色表笔插入A插孔。2、将功能开关置于所需的A量程位置，并将测试笔串联接入到待测负载上， 电流值显示的同时将显示红表笔连接的极性。 六、交流电流测量 1、将黑色表笔插入COM插孔，当被测电流不超过200mA时，红色表笔插入 mA插孔。如果被测电流在200mA和20A之间，则将红色表笔插入A插孔。2、将功能开关置于所需的A～量程位置，并将测试表笔串联接入到待测负载 上，从显示器上读取测量结果。
基于单片机的数字万用表设计 摘要 本次设计用单片机芯片AT89C52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，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AT89C52单片机作为主控芯片，驱动液晶显示管显示。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 AT89C52单片机 AD转换与控制 Abstract This design is design a digital universal meter with chip AT89C52 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 AT89C52 one-chip computer as the top management chip, urge 4 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
如何实现万用表的自动校准 l 引言 随着仪器测试与计量技术的不断飞跃发展，自动计量校准方法得到了广泛的应用。目前数字万用表与多功能校准源基本都有GPIB接口，通过GPIB总线连接多功能校准源和数字万用表组成自动计量硬件系统；运用Lab Windows／CVI和Visual FoxPro 数据库软件系统通过计算机编程可对这些仪器进行程控来实现自动计量校准，并且实现测试、数据报表和打印。 以FLUKE 5520A多功能校准源校准34401A数字万用表为例，从硬件和软件两方面来介绍自动计量方法及实现。经实际运用该方法测试速度快、数据准确，保证了量值的正确传递，在使用中取得较好的效果。 2计量校准系统的硬件配置 运用MAX软件配置仪器。在购买NI公司的GPIB—PXI接口卡后，可应用其配套的Measurement&Automa—tion Explorer即(MAX软件)来配置FLUKE 5520A多功能校准源和34401A数字万用表。用GPIB总线将它们与计算机连接好后，打开这些仪器的电源，单击桌面上的M戕图标。在界面中单击“Devices and Interfaces”后，再单击“Scan For Instrument”则显示所有挂在GPIB总线上的仪器。 在GPIBO界面中显示出FLUKE 5520A多功能校准源和34401A数字万用表的仪器地址和生产厂家。然后单击“instrament 0”，在单击”Communicate with Instrmnent”，，在Send文本框输入“*IDN?”并按“Query”，得到该地址仪器的型号。 同理，对“instrument 1”进行操作，显示该地址仪器的型号。以上步骤完成后说明该自动计量校准硬件连接正常，配置正确，如图l所示。3 自动计量校准系统的软件设计计量校准系统软件主要包括两部分：测试软件和数据库管理软件。测试软件采用Lab Windows／CVI开发环境下的C语言编程，测试软件完成对仪器的接口控制、软面板实现和计量测试结果分析，然后将数据存人数据库。数据库管理软件采用Visual FoxPro编程。 在Lab Windows／CVI中的应用软件SQL Toolkit安装后，测试软件通过ODBC建立测试结果与数据库的连接。对于测试软件可采用金字塔形的模块化结构，其组成如图2所示。 (1)主控程序是控制整个计量校准过程的程序，通过图形用户界面(GUI)来实现。 (2)测试程序是按照计量校准的过程控制FLUKE5520A的输出和34401A读数来采集数据的。 (3)自检程序对所有仪器进行自检，给出仪器的状态。 (4)数据处理程宁对测量结果进行统计、处理和分析。 (5)数据库程序完成对处理后数据的管理、编辑和打印。
文献综述 电气工程及其自动化 智能台式数字万用表的设计 1．前言 数字万用表亦称为数字多用表（Digital Multimeter，简称DMM），是目前在电子测量及维修工作中最常用、最得力的数字仪表。数字万用表作为电子测试领域不可缺少的产品之一，应用范围最为广泛。数字万用表是利用模/数转换原理，将被测量数据转化为数字量，并将测量结果以数字形式显示出来的一种测量仪表。数字万用表迄今已有几十年的发展历史，最初它是由电子管或晶体管等分立元件构成的，然后逐步向高精度、多功能、集成化、智能化的方向发展。近年来，由大规模集成电路构成的单片数字万用表和高档智能数字万用表大量问世，标志着电子测量领域的一场革命，也开创了现代电子测量技术的先河。数字万用表具有很高的性价比，与指针式万用表相比，新一代数字万用表具有精度高、速度快、输入阻抗大、数字显示、读数准确、抗干扰能力强，测量自动化程度高等优点，因而被广泛应用，得到工程师的青睐。 2．发展现状 科学是从测量开始的——这是19世纪著名科学家门捷列夫的名言。到了21世纪的今天，作为信息产业的三大关键技术之一，测试测量行业已经成为电子信息产业的基础和发展保障。而测试仪器作为测试测量行业发展不可或缺的工具，在测试测量行业的发展中起到了巨大的作用。近年来，以信息技术为代表的新技术促进了电子行业的飞速增长，也极大地推动了测试测量仪器和设备的快速发展。现代检测和传感技术、显示技术、数字信号处理技术和系统理论的研究，也为测试测量仪器的数字化、智能化创造了条件。 80年代，微处理器被用到仪器中，仪器前面板开始朝键盘化方向发展。 90年代，仪器仪表的智能化突出表现在以下几个方面：微电子技术的进步更深
数字万用表设计性实验 [概述] 随着数字测量技术的日趋普及，指针式仪表已经逐渐被淘汰，我厂对“指针式改装电表实验”进行了改进，现采用了“数字万用表设计性实验”，使学生对数字电表的原理和使用方法有了深入的理解和应用，深得广大院校师生的好评。 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方法和使用方法 3.掌握分压及分流电路的连接和计算 4.了解整流滤波电路和过压过流保护电路的功用 二、实验仪器 1.DM-Ⅰ数字万用表设计性实验仪一台 2.三位半或四位半数字万用表一台（另配） 三、实验原理 1.数字万用表的特性 与指针式万用表相比较，数字万用表有如下优良特性： ⑴高准确度和高分辨力 三位半数字式电压表头的准确度为±0.5％，四位半的表头可达±0.03％，而指针式万用表中使用的磁电系表头的准确度通常仅为±2.5％。 分辨力即表头最低位上一个字所代表的被测量数值，它代表了仪表的灵敏度。通常三位半数字万用表的分辨力可达到电压0.1mV、电流（指电流强度，下同）0.1μA、电阻0.1Ω，远高于一般的指针式万用表。 ⑵电压表具有高的输入阻抗 电压表的输入阻抗越高，对被测电路影响越小，测量准确性也越高。 三位半数字万用表电压挡的输入阻抗一般为10MΩ，四位半的则大于100MΩ。而指针式万用表电压挡输入阻抗的典型值是20～100kΩ/V。 ⑶测量速率快 数字表的速率指每秒钟能完成测量并显示的次数，它主要取决于A/D转换的速率。三位半和四位半数字万用表的测量速率通常为每秒2～4次，高的可达每秒几十次。 ⑷自动判别极性 指针式万用表通常采用单向偏转的表头，被测量极性反向时指针会反打，极易损坏。而数字万用表能自动判别并显示被测量的极性，使用起来格外方便。 ⑸全部测量实现数字式直读 指针式万用表尽管刻画了多条刻度线，也不能对所有挡进行直接读数，需要使用者进行换算、小数点定位，易出差错。特别是电阻挡的刻度，既反向读数（由大到小）又是非线性刻度，还要考虑挡的倍乘。而数字万用表则没有这些问题，换挡时小数点自动显示，所有测量挡都可以直接读数，不用换算、倍乘。 ⑹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使用时无需调校，比指针式万用表方便许多。 ⑺抗过载能力强 数字万用表具备比较完善的保护电路，具有较强的抗过压过流的能力。 当然，数字万用表也有一些弱点，如： ⑴测量时不象指针式仪表那样能清楚直观地观察到指针偏转的过程，在观察充放电等过程时不够方便。不过有些新型数字表增加了液晶显示条，能模拟指针偏转，弥补这一不足。 ⑵数字万用表的量程转换开关通常与电路板是一体的，触点容量小，耐压不很高，有的机械强度不够高，寿命不够长，导致用旧以后换挡不可靠。 ⑶一般数字万用表的V/Ω挡公用一个表笔插孔，而A挡单独用一个插孔。使用时应注意根据被测量调换插孔，否则可能造成测量错误或仪表损坏。
基于51单片机的数字万用表设计 摘要 本文介绍一种以AT89S52单片机为核心的智能型数字式多用表,该系统采用AD0808为采样元件，对待测交直流电压信号进行实时采样，数据处理，输出显示，并可以直流电流和电阻，且具有键盘选择测量对象、量程和自动量程转换功能。 关键词：A/D转换器，单片机，模拟开关，自动量程转换 第一章前言 功能：实现交直流测量，量程自动转换，过电压自动报警。 仿真及编译软件：Proteus，Keil ，Wave 主要元件：AT89C52，CD4511，AD0808，7段数码管（8个），蜂鸣器 预定性能指标： 直流电压：范围-40—+50V，精度20mv，实时无间断测量，4%。 交流信号：测量范围-5—+5V，频率范围：300Hz到100Khz误差5%。 初步方案及进展： 小组成员及任务分配： 组长：陈文豹硬件电路设计参数确定与调试 组员：庞明软件程序设计 邓玉龙资料查询并辅助电路设计 数字万用表设计分析 本设计可以分为直流电压测量电路；交流/直流转换电路；电流/电压转换电路；电阻/电压转换电路；功能控制和数据显示电路这五个的主要电路模块。 在设计直流电压测量电路时，利用反相比例运算电路，加上自己设计的四选一模拟开关，组成了一个直流电压测量电路。但该电路在实践中存在问题，不能实现预期的结果。做了适当的修改，改为由电阻、模拟开关和运放组成放大倍数可调的比例电路。 由于无论是指针式万用表还是普通的真有效值或平均值响应的数字万用表，其交流电压档的频率特性都较差，一般只能测量几十赫兹到几千赫兹的低频电压。我发现对于指针式万用表造成频率特性较差的原因主要是万用表的分压电阻采用精密电阻器，其本身的分布电容较大，在对高频电压信号进行测量时，由于分布电容的容抗大为减少使得测量值明显低于实际电压值，而对于数字万用表除上述原因以外，另一主要原因是受平均值响应，转换器本身频率特性的限制。但此缺陷可通过采用宽频带运算放大器加以改善。因此，消除分压电阻器分布电容的影响就可以提高万用表工作频率的上限，大大改善其频率特性。 数字万用表简介 数字万用表（DMM）亦称数字多用表，是目前在电子检测及维修工作中最常用、最得力的一种工具类数字仪表。它采用的数字化测量技术，通过对连续的模拟量（直流输入电压）的采样将其转换成不连续、离散的数字量，并以十进制数字形式显示出来。由
测试、校准及故障维修 正常显示测试 不要连接测试笔到仪表，转动拨盘，仪表在各档位的读数如下面列表，负号（-）可能会在各为零的档位中闪动显示， 另外尾数有一些数字的跳动也是算正常的。B表示空白 功能量程显示数字功能量程显示数字 200mV 00.0 hFE 三极管000 2000mV 000 Diode 二极管1BBB 20V 0.00 200? 1BB.B 200V 00.0 2000? 1BBB 1000V 000 20K? 1B.BB 200uA 00.0 200K? 1BB.B 2000uA 000 2000K? 1BBB 20mA 0.00 200mA 00.0 10A 0.00 如果仪表各档位显示与上述所列不符，请确认以下事项： a) 检查电池电量是否充足，连接是否可靠。 b) 检查各电阻的值是否正确。 c) 检查各电容的值是否正确。 d) 检查线路板焊接是否有短路、虚焊、漏焊。 e) 检查滑动连接片是否接触良好。 f) 检查液晶片，斑马条，线路板是否正确连接。 校准 校准前请查阅仪表说明书关于表笔连接和测量部分。 A/D转换器校准 将被测仪表的拨盘开关转到20V档位，插好表笔；用另一块已校准仪表做监测表，监测一个小于20V的直流电源（例如9V电池），然后用该电源校准装配好的仪表，调整电位器VR1直到被校准表与监测表的读数相同（注意不能用被校准表测量自身的电池）。当两个仪表读数一致时，套件安装表就被校准了。将表笔移开电源，拨盘转到关机位。 直流10A档校准 直流10A 档校准需要一个负载能力大约为5A、电压5V左右的 直流标准源和一个10?、25W 的电阻。将被校准表的拨盘转到 “10A”位置，表笔连接如示意图H，如果仪表显示高于5A，焊接
智能数字万用表研制 秦 辉,韩 冰,马术才,刘 钰,马艳丽 (河北北方学院信息科学与工程学院,河北张家口 075000) 摘 要:现有的数字万用表存在测量时间长、自动化水平低、操作不便等问题。针对这些问题,提出了自动测试的设计方法,介绍了自动测试系统的软件和硬件组成,阐述了自动测试系统完成测试的过程,并据此研制了一种新型智能数字万用表。该表能够自动识别电压、电流、电阻等被测物理量并进行自动测量,其测量精度符合国家标准,并具有测量时间短、数据准确、自动化程度高、实用性强、可靠性高、体积小等优点,是现代化的智能仪器。与传统数字万用表相比,提高了测试效率和测试结果的准确性,避免了人为因素的影响,保证了测试精度。该表造价低、使用方便,具有广泛的应用前景。关键词:数字万用表;单片机;自动测量 中图分类号:T M 933 文献标志码:B 文章编号:1002-4956(2010)07-0064-04 Research of intelligent digital multimeters Qin H ui ,H an Bing ,M a Shucai ,Liu Yu ,Ma Yanli (Co llege of Info rmation Scie nce and Eng ineering ,Hebei No r th Univ ersity ,Zhangjiakou 075000,China )A bstract :Currently some o bvio us defects can be found in e xisting dig ita l multimeter sush as long time measur -ing ,insufficient automatizatio n ,complicated operation ,etc .T o solv e problems ,an automatic test scheme w as put fo rw ard ,the so ftwa re and hardwa re co mpo sitio n wa s described and the te sting pr ocess wa s elebor ated .A n intelligent digital multimeter is desig ned based on it ,w hich can achieve full auto matic measuring fo r resister ,voltage and cur rent witho ut cho osing type and changing range .T he measurement precisio n of this instrument can meet the requirements of the natio n standa rds ,and the instr ument also show s its supe rio rity in measuring time ,accuracy ,automa tic deg ree ,utility ,reliability and size aspects .I n comparison with co nv entional dig ital multimeter ,this instrume nt can impr ove the testing efficiency and accuracy ,and it ca n avoid the interference o f artificial facto rs ,and guarantee the testing precision .I t ca n be ex pected tha t this instrument will be used br oadly because o f its lo w price a nd easy use . Key words :dig ital multime te r ;sing le -chip co mputer ;automatic measurement 收稿日期:2009-08-25 作者简介:秦辉(1962—),男,河北省定兴县人,学士,高级工程师,主要 从事电子电路的教学与研究工作. E -mail :hb zjkqh @https://www.doczj.com/doc/8a905350.html, 1 智能数字万用表研制意义 目前的数字万用表虽然具有很高的灵敏度和准确度,但仍存在不足之处,主要表现在以下几个方面:(1)没有实现自动化测量,最突出的问题是在使用中需要经常旋转功能/量程转换开关,操作不便,测量速度慢。(2)经常被烧毁。数字万用表被烧毁的主要原因是操作者误操作。例如:测量电压的时候,误将功能转换开关置于电阻档或置于电流档等。发生这些情况时,数字万用表很容易被烧毁。虽然在数字万用表电路中增加了保护电路,但保护电路只对误测较低电压有效,当 误测较高电压时,一些测量电路和保护电路将同时被烧毁。所以各种数字万用表使用说明书中均强调“不要用数字万用表电阻档测量电压,否则将损坏仪表”, 但因数字万用表本身对“误测”缺乏严格的防范措施,此种现象时有发生。(3)触点接触不良。功能/量程选择开关属于机械开关,在测量过程中需要人工转动,其弹簧片容易被氧化、损坏和变形而造成弹簧片触点与电路板接触不良,导致数字万用表测量准确度下降,严重时甚至引起失灵[1] 。革除这些弊端一直是设计者苦苦探索但始终未能很好解决的难题。 电子技术特别是检测和控制技术的飞速发展,使数字万用表的自动化水平的提高成为可能,能识别测量功能的数字万用表取代手动操作的数字万用表是必然趋势。将测控技术的发展成果应用到数字万用表设计中,对传统数字万用表的结构进行改造,用先进的计 ISS N 1002-4956CN11-2034/T 实 验 技 术 与 管 理E xperim ental Technology and M anagem ent 第27卷 第7期 2010年7月 Vol .27 No .7 Ju l .2010
数字万用表的组装与调试实验报告 篇一：万用表组装_设计性实验报告 北京交通大学大学物理实验 设计性实验 实验题目 学院 班级学号姓名首次实验时间年月日 指导教师签字 目录 一.实验任务 ................................................ ................................................... .. (4) 1.分析研究万用表电路，设计并组装一个简单的万用表。 (4) 二.实验要求 ................................................ ................................................... .. (4) 1.分析常用万用表电路，说明各挡的功能和设计原理 ................................................ 4 2.设计组装并校验具有下列四挡功能的万用
............ 4 3.给出将X100电阻挡改造为X10电阻挡的电 路 ................................................ .. (4) 三.实验主要器材 ................................................ ................................................... ........................... 4 四.实验方案 ................................................ ................................................... .. (5) 1.测定给定的微安表头的量程I0和Rg。 .............................................. ....................... 5 2.按照如图所示电路进行分流，制作出1mA直流电流表。 ...................................... 5 3.按照如图所示全桥整流电路图制作直流电源。 .............................................. . (5) 五.实验数据处理与分析 ................................................