六位半数字电压表

收稿日期:2003-03-20 收修改稿日期:2003-10-15基于AD7710的6位半电压表头的研制周水斌1,陈小桥1,杨 敏2(1.武汉大学电子信息学院,湖北武汉 430079;2.许继电气集团电气保护及自动化事业部,河南许昌 461000)摘要:电压测量是电量和非电量检测的一个重要部分。

介绍了基于24位模/数器件AD7710的直流电压表头的硬件设计和软件设计。

阐述了AD7710的模拟电压输入、基准电压输入以及与微处理器的数字接口电路。

分析介绍了表头的采样滤波、快速平均、自动量程转换与校准技术。

对印制电路板和软件设计等要注意的问题进行了讨论。

关键词:电压测量;模数转换;AD7710;校准中图分类号:TP216.1;TP335.1 文献标识码:A 文章编号:1002-1841(2004)01-0032-03Design of DC Voltage Meter With 612Resolution Based on AD 7710ZHOU Shu -i bin 1,CHEN Xiao -qiao 1,YANG Min 2(1.College of Electronic Information,Wuhan University ,Wuhan 430079,Chi na;2.Division of Protection and Automation XJ Group,Xuchang 461000,China)Abstract:Voltage measuring is very i mportant and also generally.It is the final part of the non -electric quantity detecting in com -puterized measurement system.The hard ware and software of the DC voltage meter based on AD7710is proposed.The circuit of analog input,reference inpu t and the serial digi tal interface with microcomputer of AD7710is presented.The technology of digi tal filtering,cal-i brating,fast averaging and automatic range switching is detailed.And some problems in desi gni ng PCB for the hi gh resolution are dis -cussed.Key Words:Voltage M easuring;ADC;AD7710;Calibration1 引言电量和非电量测量一般都归结到测量电压的大小。

衡器制造计量器具许可证考核必备条件（一）电子计价秤、电子计重秤一、适用范围本考核条件适用于对生产电子计价秤、电子计重秤（30kg及以下）企业的制造许可证考核、有效期满后的复查以及日常监督检查，是对《制造计量器具许可证考核规范》有关内容的补充。

二、生产规漠1、厂房面积：500m2以上；2、年生产能力：10000台以上。

三、生产设施l、多工位装配作业线；2、电路板清洗设备（采用免洗焊剂的除外）；3、焊接设备；4、整机老化设备（整机老化试验要求连续通电72小时以上）；5、整机测试区域要有空调。

四、检测设备1、通用电气仪表；（1）6位半以上数字电压表（准确度优于1μV）；（2）示波器；（3）调压器；（4）泄漏电流测试仪；（5）绝缘强度测试仪；（6）绝缘电阻测试仪；2、电子元器件（电阻、电容、电感等）老化与检测装置；3、电路板组件检验装置；4、标准法码：准确度等级M1级以上、量程覆盖最大称量的标准砝码和能测数字示值化整误差的0.1e的小片砝码多个；5、高低温性能试验箱（-20℃~50℃）；6、恒温恒湿箱；7、耐久性试验设备；8、外购称重传感器的，要有传感器检测装置；9、键盘耐久性检测设备。

（二）电子地上衡、地中衡、汽车衡一、适度范围本考核条件适用于对生产电子地上衡、地中衡、汽车衡企业的制造许可证考核、有效期满后的复查以及日常监督检查，是对《制造计量器具许可证考核规范》有关内容的补充。

二、生产规模l、厂房面积：1000m2以上；2、年生产能力：200台以上。

三、生产设施1、焊接设备；2、起吊设备；3、满足工艺需要的机械加工设备；4、整机检验平台（场地）；5、剪板机或自动、半自动切割设备；6、表面涂漆场地。

四、检测设备1、通用电气仪表；（l）调压器；（2）6位半以上数字电压表（准确度优于1μV）；（3）泄漏电流测试仪；（4）绝缘强度测试仪；（5）绝缘电阻测试仪；（6）标准信号源（准确度优于0.01％）；2、标准砝码：最大称量在100t以下的，应具有不少于最大称量的M1级标准法码和能测数字示值化整误差的0.1e的小珐码多个。

6位半数字表头方案说明：此方案系本人去年冬天即兴做的一个高精度表头，预期精度能够达到6位半表的水平，由于手上没有6位半到8位半的高精度万用表进行对比测试，所以实际精度暂时值得怀疑，有待进一步验证改进！整个电路板的设计制作均由本人独立完成，电路板采用手工单面板制作工艺，主控芯片ATmega16（本人比较擅长和喜欢使用AVR芯片）。

废话不多说了，直接上系统实际测试运行图片。

这张是系统整体照，还没有上电的情形，手机拍的效果一般。

系统总共设4个功能控制按键，分别是液晶显示/串口传输切换按键，该按键实现数据在液晶屏上显示和经过串口上传至PC上位机的切换；自校准按键，由于没有制作用于校准的电压源，所以该按键的功能暂时没有启用；液晶开关按键，顾名思义就是实现液晶屏显示的开与关；高速/低速切换按键，实现测量速度的切换，低速测量时，大约6次/s，高速测量时约2K次/s。

使用的ADC芯片是凌特公司生产的高精度ADC芯片LTC2440，该表被广泛用于5位半的万用表中，但是该芯片的手册中明确指出可以用于6位半的万用表设计中，基准源使用的是maxim公司的max6175芯片（maxim公司提供的免费样片，再此表示感谢！），精度和噪声性能都比较优异。

这张是新旧表头对比照，之前曾经做过一板简单的，性能也很优异，但是只能液晶屏显示，实用性很低于是就有了重新设计第2版的想法。

想到了就要做，说动手就动手，花了大约一星期把第二版做出来了，并用LabVIEW设计了一个上位机软件，可用性和可操作性大大提升。

图中测试使用一节三洋爱乐普镍氢充电电池，实测发现只有最后一位数字在跳动，说明本表头的稳定性特别好，同时也说明小日本的充电电池放电性能特别稳定。

这张是液晶屏背光打开的测量工作照，手机拍照效果一般，凑合着看吧！水就没有洗了，不影响性能。

至于为何有飞线后面会有说明的，稍安勿躁。

这张是将测量数据上传至计算机上的，软件界面一看就知道是LabVIEW开发的，不多解释。

接口技术学生姓名:学号：学院:专业: 电子科学与技术题目: 数字电压表设计指导教师：数字电压表的设计一、设计概念资料1.数字电压表基本概念数字电压表（Digital Voltmeter）简称DVM，它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量（直流输入电压）转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。

传统的指针式电压表功能单一、精度低，不能满足数字化时代的需求，采用单片机的数字电压表，由精度高、抗干扰能力强，可扩展性强、集成方便，还可与PC进行实时通信。

目前，由各种单片A/D 转换器构成的数字电压表，已被广泛用于电子及电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统智能化测量领域，示出强大的生命力。

与此同时，由DVM 扩展而成各种通用及专用数字仪器仪表，也把电量及非电量测量技术提高到崭新水平。

2.数字电压表优缺点⑴显示清晰直观，读数准确，缩短读数和记录的时间。

新型数字电压表还增加了标志符显示功能，包括测量项目符号、单位符号和特殊符号。

⑵显示位数显示位数通常为3位～8位判定数字仪表的位数有两条原则：①能显示从0～9所有数字的位是整数值；②分数位的数值是以最大显示值中最高位数字为分子，用满量程时最高位数字做分母。

⑶准确度高。

准确度愈高，测量误差愈小。

数字电压表的准确度远优于模拟式电压表。

⑷分辨率高。

从设计DVM的角度看，分辨力应受准确度的制约，并与之相适应。

⑸测量范围宽。

多量程DVM一般可测0～1000V直流电压，配上高压探头还可测量上万伏的高压。

（6扩展能力强。

在数字电压表的基础上、还可扩展成各种通用及专用数字仪表、数字多用表（DMM）和智能仪器，以满足不同的需要。

⑺测量速率快。

数字电压表在每秒钟内对被测电压的测量次数叫测量速率，单位是“次／秒”。

它主要取决于A/D 转换器的转换速率，其倒数是测量周期。

⑻输入阻抗高。

数字电压表具有很高的输入阻抗，通常为10MΩ～10000MΩ，最高1TΩ。

在测量时从被测电路上吸取的电流极小，不会影响被测信号源的工作状态，减小由信号源内阻引起的测量误差。

8845/8846A六位半台式数字多用表常见问题1.8845A/8846A在直流电压各量程可以承受多大电压？答：8845A/8846A在直流100 mV量程可以承受1000 V峰值电压。

2.8845A/8846A在交流电压各量程可以承受多大电压？答：8845A在交流100 mV量程可以承受750 V 交流电压。

8846A在交流100 mV量程可以承受1000 V交流电压。

3.8845A/8846A在mA输入端可承受的最大电流是多少？超过后会发生什么情况？答：8845A/8846A在mA输入端可承受的最大电流是440 mA.。

超过后会烧断仪器底部的440mA电流保险丝。

4.8845A/8846A在10A输入端可承受的最大电流是多少？超过后会发生什么情况？答：8845A/8846A在10 A输入端可承受的最大电流是11 A.。

超过后会烧断仪器底部的11 A电流保险丝。

5.如何使用数字多用表的通断性测试？答：数字多用表的通断性测试功能可以快速测试电路中的电阻。

如果测量的电阻小于设定的阀值标准，即为导通，蜂鸣器响；如果测量的电阻大于设定的阀值标准，即为不导通，蜂鸣器不响。

6.数字多用表的通断性测试判断标准是什么？标准可以改变吗？答：数字多用表的通断性测试判断标准是测量的电阻是否小于设定的阀值标准。

此标准在8845A/8846A中可以设定为1Ω, 10Ω, 100Ω, 1000 Ω。

7.8845A/8846A的二极管功能可以测试稳压管电压吗？答：8845A/8846A的二极管功能可以测试10 V以下的稳压管电压。

测量稳压管时，反向电流接入时，显示稳压值；正向电流接入时，显示二极管压降。

8.8845A/8846A的最大值/最小值功能可以测量信号的瞬时峰值吗?答：8845A/8846A的最大值/最小值功能可以保存测量值中的最大值和最小值，不是信号的瞬时峰值。

9.8845A/8846A的限值比较功能有何作用?答：用8845A/8846A的限值比较功能可以设置 LIMITS 指示的 HIGH/LOW 比较限值，测试时可避免生产错误。

如何设计200元成本的六位半电压电流表——设计思路分享一、前言200元硬件成本做六位半，好像是一种不可思议的事情。

但是随着24位ADC 的价格不断下降，实现六位半分辨率已经变得非常平民化了。

只要放弃长期稳定性的要求，200元完全可以做出一台完整的六位半电压、电流表。

在开始实施前，先解释一下六位半的概念。

六位半指的是分辨率达到100万以上，一般都是作为高档表出现的，与之相匹配的就是较高的绝对精度，主要就是长稳特性。

但要实现长稳，必须采用LM399以上的电压基准，金属箔电阻等昂贵且不易购买的器件，所以低成本必须放弃长稳。

放弃了绝对精度后，高分辨率还有没有意义呢？我觉得是有的。

比如有时候需要测试一个uV级或者uA级的小信号，比较两个信号的大小，或者观察一个信号短时间的变化情况等等，这些只要高分辨率就可以了,不需要太高的绝对精度。

经过几个月的试验调试，低成本六位半已经调试完成，并在淘宝上线，因此将设计过程分享给大家。

由于水平和精力有限，文章肯定会存在疏漏、不全面甚至错误，本人不对由此文章的内容引起的直接的、间接的损害承担责任，不提供任何技术指导。

二、设计目标1、设计一个六位半分辨率的台式电压电流表2、全部采用容易购买的全新器件，BOM成本控制在200元以内3、出色的短稳性能，噪声低于百万分之一，整体温漂5ppm/℃（典型值）4、希望年漂移控制在300ppm以下（是德34461A的基础档年漂移为30ppm）5、电压档可以测试24V分辨到10uV，测量3.3V电压分辨到1uV6、电流档可以测试300mA分辨到100nA，30mA分辨到10nA7、配备有通讯接口，可以连接上位机显示波形、采集并导出数据8、有外壳、面贴等可以作为一个完整的产品，外形类似下图三、关键器件选型1、ADC选型ADC准备选用24bit∑-∆型ADC，候选有TI的ADS1232、ADI的AD7192主要技术指标如下：型号峰峰值分辨率@10Hz采样速率（次/秒）积分非线性（典型值）信号输入电流增益漂移（典型值）价格@10片ADS123221.4bit10~802ppm3~6nA典型值 2.5ppm/℃约13元AD719221.5bit5~48002ppm2~3nA最大值1ppm/℃约29元一开始选择的是ADS1232，主要原因是价格比较低，看着性能也不差。

Agilent E1412A Component Level InformationE1412A VXI Digital Multimeter Component Level Information Information in this packet applies to the following assemblies:1.E1412-66501 PC Assembly2.E1412-66511 PC Assembly (E1412A-J01)The following is included in this packet:ponent locators2.Schematics3.Parts lists with Agilent and manufacturer’s part numbersE1412-66501/E1412-66511Parts ListReference Designator QTYAgilentPart Number Description MPN ManufacturerC100,C102,C10330160-6839CAP-FXD470pF+-2pct630V POLYP-FL2222-462-90005ECPT1-10267GBFC246290005VISHAY BC COMPONENTS ELECTRONIC CONCEPTS VISHAYC1000-C1008,C751,C756, C801,C803,C904-C908180160-5945CAP-FXD0.01uF+-10pct50V CER X7R08055C103KAT A223858016627C0805C103K5RACC2012X7R1H103KGRM216R71H103KA01JVJ0805Y103KXAMTAVXYAGEOKEMET ELECTRONICSTDKMURATA MANUFACTURINGVISHAYC1009,C311,C312,C322, C323,C557,C800,C80280180-4116CAP-FXD22uF+-20PCT20V TA TAJD226M020293D226X0020D2E3ESVD1D226MSK2-1D226M-RD0AVXVISHAYNEC TOKINELNAC104,C110,C113,C120, C150,C212,C308,C309, C314,C315,C319,C320, C403,C404,C407,C408, C409,C410,C500,C501, C502,C503,C504,C506, C558,C560,C765,C770, C804290160-6497CAP-FXD0.1uF+-10pct50V CER X7R12065C104KAT A223858115649C1206C104K5RACC3216X7R1H104KTGRM319R71H104KA01DVJ1206Y104KXAMTAVXYAGEOKEMET ELECTRONICSTDKMURATA MANUFACTURINGVISHAYC105,C152,C32630160-6731CAP-FXD1000pF+-10pct50V CER X7R12065C102KAT AC1206C102K5RACC3216X7R1H102KGRM316R71H102KD01D AVXKEMET ELECTRONICS TDKMURATA MANUFACTURINGC106,C107,C111,C30740160-5967CAP-FXD100pF+-5pct50V CER C0G08055A101JAT AC0805C101J5GACC2012COG1H101JGRM2165C1H101JA01DVJ0805A101JXAMT AVXKEMET ELECTRONICS TDKMURATA MANUFACTURING VISHAYC108,C151,C441, C442,C44950160-6736CAP-FXD0.01uF+-10pct50V CER X7R12065C103KAT AC1206C103K5RACC3216X7R1H103KGRM316R71H103KD01DVJ1206Y103KXAMTAVXKEMET ELECTRONICSTDKMURATA MANUFACTURINGVISHAYC109,C750,C75230160-7438CAP-FXD0.01uF+-10pct500V CER X7R12107C103KAT A501S41W103KV6AVXJOHANSON DIELECTRICSPage1of14E1412-66501/E1412-66511Parts ListReference Designator QTYAgilentPart Number Description MPN ManufacturerC210,C400,C401,C40240160-5954CAP-FXD220pF+-5pct50V CER C0G08055A221JAT A223858016605C0805C221J5GACC2012COG1H221JGRM2165C1H221JA01D AVXYAGEOKEMET ELECTRONICS TDKMURATA MANUFACTURINGC30110160-6778CAP-FXD0.22uF+-10pct400V POLYE-MET HEW-671-220NF+/-10%400VME1-10095K AMERICAN SHIZUKI ELECTRONIC CONCEPTSC30210160-7605CAP-FXD1.8pF+-13.89pct1.5kV CER C0G MA30SA1R8CAA AVXC30310160-6098CAP-FXD680pF+-5pct50V CER C0G12065A681JAT AC1206C681J5GACC3216CH1H681JGRM3165C1H681JD01D AVXKEMET ELECTRONICS TDKMURATA MANUFACTURINGC30410160-5973CAP-FXD6.8pF50V CER C0G08055A6R8DATAC0805C689D5GACC2012COG1H6R8DGRM2165C1H6R8CD01D AVXKEMET ELECTRONICS TDKMURATA MANUFACTURINGC305,C705,C900, C901,C902,C90360160-6096CAP-FXD470pF+-5pct50V CER C0G12065A471JAT AC1206C471J5GACC3216COG1H471JGRM3165C1H471JD01DAVXKEMET ELECTRONICSTDKMURATA MANUFACTURINGC30610160-5972CAP-FXD5.6pF50V CER C0G08055A5R6DATAC0805C569D5GACC2012COG1H5R6DGRM2165C1H5R6DD01D AVXKEMET ELECTRONICS TDKMURATA MANUFACTURINGC31010160-7736CAP-FXD1uF+-10PCT16V CER X7R1206YC105KATC1206C105K4RACGRM31MR71C105KA01L AVXKEMET ELECTRONICS MURATA MANUFACTURINGC31310160-5968CAP-FXD82pF+-5pct50V CER C0G08051A820JAT AC0805C820J5GACC2012COG1H820JGRM2165C1H820JD01D AVXKEMET ELECTRONICS TDKMURATA MANUFACTURINGC316,C31820160-5892CAP-FXD0.22uF+-10PCT63V POLYE-MET MKS2-PCM5MKT1817422065MMK5224K63J01L4BULK WIMA VISHAY EVOX/RIFAPage2of14E1412-66501/E1412-66511Parts ListReference Designator QTYAgilentPart Number Description MPN ManufacturerC32110160-5469CAP-FXD1uF+-10PCT50V POLYE-MET MKS21.0/10/50PCM5TRMMK5105K50J02TR18WIMA EVOX/RIFAC324,C32720160-5959CAP-FXD33pF+-5pct50V CER C0G08055A330JAT AC0805C330J5GACC2012COG1H330JGRM2165C1H330JD01D AVXKEMET ELECTRONICS TDKMURATA MANUFACTURINGC41110180-3744CAP-FXD4.7uF+-20PCT10V TA TAJB475M010293D475X0010B2E3ESVB21A475MSK-1A475M-RBT491B475M010AS AVXVISHAYNEC ELECTRONICS ELNAKEMET ELECTRONICSC51210180-4228CAP-FXD47uF+-20PCT10V TA TAJD476M010293D476X0010D2WE349MC476D010M0ASESVD1A476M AVXVISHAYVISHAY BC COMPONENTS NEC ELECTRONICSC70410160-6729CAP-FXD3300pF+-10PCT50V CER X7R12065C332KAT AC1206C332K5RACC3216X7R1H332KGRM316R71H332KD01D AVXKEMET ELECTRONICS TDKMURATA MANUFACTURINGC753,C759,C76230160-5947CAP-FXD1000pF+-10pct50V CER X7R08055C102KAT AC0805C102K5RACC2012X7R1H102KGRM216R71H102KA01D AVXKEMET ELECTRONICS TDKMURATA MANUFACTURINGC75410180-3751CAP-FXD1uF+-20PCT35V TA TAJB105M035293D105X0035B2E3ESVB21V105MSK-1V105M-RB AVXVISHAYNEC ELECTRONICS ELNAC75510180-3163CAP-FXD220uF+-20pct25V AL-ELCTLT TVX1E221MAD NICHICON C757,C76020180-0094CAP-FXD100uF+-20pct35V AL-ELCTLT TVX1V101MAD NICHICONC75810180-4287CAP-FXD10uF+-20PCT35V TA TAJD106M035293D106X0035D2WE3ESVD1V106M AVXVISHAYNEC ELECTRONICSC76110180-4733CAP-FXD22uF+-20pct25V TA T495X226M025ASE225KEMET ELECTRONICSC763,C764,C766-C76960180-4535CAP-FXD47uF+-20pct20V TA TPSE476M020R0150593D476X0020E2E3T495X476M020ASE150AVXVISHAYKEMET ELECTRONICSPage3of14E1412-66501/E1412-66511Parts ListReference Designator QTYAgilentPart Number Description MPN ManufacturerC911,C91220160-6222CAP-FXD0.1uF+-10pct50V CER X7R12105C104KAT AC1210C104K5RACC3225X7R1H104KGRM32MR71H104KA01LVJ1210Y104KXAMT AVXKEMET ELECTRONICS TDKMURATA MANUFACTURING VISHAY10160-3875CAP-FXD22pF+-5pct200V CER C0G RPE121-105C0G220J200V MURATA MANUFACTURINGCR100,CR101, CR102,CR10441901-1607DIODE-PWR RECT400V DO-214AB S3GS3G-E3ARROW ELECTRONICSVISHAYCR103,CR20121902-1565DIODE-ZNR4.7V5pct TO-236(SOT-23)BZX84-C4V7BZX84C4V7LT1GBZX84-C4V7PHILIPSON SEMICONDUCTOR NXPCR20211901-1378DIO DO411.6KVDC GP10YR1800T VISHAY RECTRONCR20311902-1592DIODE-ZNR5.1V5pct TO-236(SOT-23)BZX84C5V1BZX84C5V1LT1GBZX84C5V1PHILIPSON SEMICONDUCTOR NXPCR302,CR303,CR403, CR404,CR500,CR553, CR701,CR702,CR70591906-0291DIODE-DUAL70V100MA T0-236AA BAV99BAV99BAV99LT1GBAV99_____X_BAV99PHILIPSFAIRCHILD SEMICONDUCTORON SEMICONDUCTORINFINEON TECHNOLOGIESNXPCR304-CR307, 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PLUGSSD2x7225-0456GOLD WIRE.001IN99.99PCT AU7225-04567225-0456SECON METALS SPMSD313980-0739LID W/S91.60X.60X.056026B KE-90315KYOCERASD313980-0739LID W/S91.60X.60X.056026B KE-90315KYOCERASD4x5182-1505LABEL WHITE POLY.50X.50SD57x0470-1894ADHESIVE ABLESTIK ABLEBOND84-3LV EPXY ABLEBOND84-3LV IMPERIAL CHEMICAL INDUSTRIES SD6011QJ6-4001-1TESTED DIE ON WAFER,1QJ6x5061-1QJ6Sapphire1QJ6-Post Titanium Depositionx5061-5511DEPED SAPHIRE WAFERSD6014340-0112SUBSTRATE-SPHR2-IN OD.013-IN THK;SAPPH4340-01124340-0112JOHNSON MATTHEY UNION CARBIDEx5081-9152TRAY PLAS CON40CAV.90X.90X.3x1NB4-5035IN INPUT RES.NTWRK-PGA PKG INTSD6011QJ6-4001-1TESTED DIE ON WAFER,1QJ6x5061-1QJ6Sapphire1QJ6-Post Titanium Depositionx5061-5511DEPED SAPHIRE WAFER14340-0112SUBSTRATE-SPHR2-IN OD.013-IN THK;SAPPH4340-01124340-0112JOHNSON MATTHEY UNION CARBIDEx5081-9152TRAY PLAS CON40CAV.90X.90X.3SP100013101-3142SWITCH-DIP SURF-MT-SL SPST0.025A24VDC90YY2008SGWT11P4248GRAYHILL CTST75019100-4844TRANSFORMER-PULSE IPL-1229-184VISHAYU111QJ6-4001IC INPUT 1QJ6-4001U111QJ6-4001IC INPUT 1QJ6-4001U10001E1412-88805PRGMD1820-660111820-6601IC PLD FPGA-ANT-FS UNPRGMD CMOS1020A1020B-PLG84C ACTELU100111820-6620IC DRVR CMOS/ACL BUS OCTL74ACT11244DW TEXAS INSTRUMENTSU1002,U100521820-5475IC FF CMOS/HCT D-TYPE POS-EDGE-TRIG COM74HCT273D74HCT273D PHILIPS NXPU1003,U1004,U1006, U1007,U90051820-4861IC BFR TTL/F NAND QUAD2-INP N74F38D-TN74F38D-TPHILIPSNXPU100811820-8830IC MUXR/DATA-SEL CMOS/ACT8-TO-1-LINE74ACT251SCX FAIRCHILD SEMICONDUCTOR U10211NB4-5035RALF RESISTOR NET11NB4-5035SC INPUT RES.NTWRK-PGA PKG SUBCU103,U153,U201,U400,U40151826-2420IC OP AMP LP DUAL8PIN PLSTC-SOIC AD706JRZ ANALOG DEVICESU10411855-0864TRANSISTOR-FET DUAL LS844-S08-SE LINEAR INTEGRATED SYSTEMS U105,U110,U30735065-6644LTB1826-255811826-2558IC OP AMP WB SINGLE8PIN PLSTC-SOICU106,U42021826-1925IC OP AMP LOW-NOISE SINGLE8PIN OPA27GU/___E4OP27GSZ TEXAS INSTRUMENTS ANALOG DEVICESU15011820-8937IC-SCX6B04AKP CMOS GATE ARRAY SCX6B04AKP/V0NATIONAL SEMICONDUCTOR U30111826-2436IC OP AMP WB8PIN PLSTC-SOIC LF356M_-NOPB NATIONAL SEMICONDUCTOR U30211826-2339D/A8-BIT16-P-SOIC CMOS AD7524JRZ ANALOG DEVICESU303,U305,U31235185-6798LTB OF1826-2437(E1412-66501)11826-2437IC OP AMP WB8PIN PLSTC-SOICU30411826-1985ANALOG SWITCH4SPST16-P-SOIC DG411DY-E3ADG411BRDG411DY VISHAYANALOG DEVICES INTERSILU30611826-1609ANALOG SWITCH4SPST16-P-SOIC DG211BDY-E3ADG211AKR VISHAYANALOG DEVICESU30811826-2445RMS/DC16-P-SOIC MISC AD637JR ANALOG DEVICESU309,U31121820-5790IC SHF-RGTR CMOS/HC SYNCHRO SERIAL-IN74HC4094D74HC4094D PHILIPS NXPU31011826-1572IC COMPARATOR PRCN DUAL8PIN PLSTC-SOI LM393DLM393DR2G TEXAS INSTRUMENTS ON SEMICONDUCTORU40211826-1991IC OP AMP HS SINGLE8PIN PLSTC-SOIC AD711JRZ ANALOG DEVICESU40311826-1249IC PWR MGT-V-REF-FXD6.8/7.1V TO-46PKG LM399AH#40014LINEAR TECHNOLOGYU404,U69921820-5937IC FF CMOS/AC D-TYPE POS-EDGE-TRIG74AC74SCX-NLMC74AC74DG FAIRCHILD SEMICONDUCTOR ON SEMICONDUCTORU40511813-0827CRYSTAL OSC12.000MHZ0.01pct SG-615P12.000MC EPSON TOYOCOMU41111821-3334IC MUXR/DATA-SEL CMOS/HC2-TO-1-LINE TPL74HC4053D74HC4053D PHILIPS NXPU50011821-1479IC16-BIT MCU16-MHZ CMOS68-PLCC C INTELU50111820-8907IC-SCX6206AK0SCX6206AK0/V4NATIONAL SEMICONDUCTOR U502(E1412-66501)1E1412-88812Programmed part E1412-88812AVNETprogrammed for the-6650111818-5680IC2M-BIT OTP120-NS CMOS M27C2001-12C1E STMICROELECTRONICSU502(E1412-66511)1E1412-88822Programmed part E1412-88822AVNETprogrammed for the-6651111818-5680IC2M-BIT OTP120-NS CMOS M27C2001-12C1E STMICROELECTRONICSU50311818-4777IC256K-BIT SRAM70-NS CMOS CY62256LL-70SNCTUPD43256BGU-70L CYPRESS SEMICONDUCTOR NEC ELECTRONICSU50511818-5236IC4K-BIT EEPROM500-NS CMOS93LC66B/SN MICROCHIP TECHNOLOGYU506,U70421990-1552OPTO-ISOLATOR LED-IC GATE IF=10MA-MAX HCPL-2211#500AVAGO TECHNOLOGIESU55011821-0055IC SCHMITT-TRIG CMOS/ACT NAND QUAD2-INPMC74ACT132DG ON SEMICONDUCTORU55111826-3131IC PWR MGT-V-REG-ADJ-POS5/20V5PINS LM2941CS_-NOPB NATIONAL SEMICONDUCTOR U55211826-3208IC PWR MGT-V-REG-ADJ-NEG-2/-25V5PINS LM2991S-NOPB NATIONAL SEMICONDUCTOR U55315041-6251LTB1826-2461FOR E1412-6650111826-2461IC PWR MGT-V-REG-FXD-POS4.75/5.25V5U705,U90421820-7312IC SCHMITT-TRIG CMOS/ACT INV HEX MC74ACT14DR2GSN74ACT14D ON SEMICONDUCTOR TEXAS INSTRUMENTSU75011826-2460IC PWR MGT-V-REG-SWG4.95/5.05V16PINS TL594CD TEXAS INSTRUMENTSU8001E1412-88815PRGMD1820-8905E1412-88815ARROW ELECTRONICS 11820-8905IC8-BIT MCU W/4K EPROM;12MHZ EE87C511SF76INTELU8011E1412-88814PRGMD1820-8070E1412-88814ATLAS SERVICES 11820-8070IC PLD FPGA-ANT-FS UNPRGMD CMOS1010A1010B-PLG68C ACTELU90311820-5939IC INV CMOS/ACT HEX14-SOIC MC74ACT04DG74ACT04SCX_NL ON SEMICONDUCTOR FAIRCHILD SEMICONDUCTORU90511826-2792IC PWR MGT-UND-V-SEN8PINS P-SOIC PKG SG34164DMMC34164D-5__G LINFINITY MICROELECTRONICS ON SEMICONDUCTORU906,U90721820-7672IC TRANSCEIVER TTL/ALS BUS OCTL SN74ALS245A-1DW TEXAS INSTRUMENTSU90811820-5054IC MV CMOS/HC MONOSTBL RETRIG DUAL MM74HC123AMXTC74HC123AFN FAIRCHILD SEMICONDUCTOR TOSHIBAUS40311200-1672SOCKET-IC-DIP4-CONT DIP-SLDR SD-102-T-2-N SAMTEC Y70110410-4009RESONATOR-CERAMIC12.0MHZ;STABILITY=.1PBRC-12.00HR07KYOCERAE1412A Instrument Modification to E1412A-J01Modification–E1412A-J01 (converts E1412-66501 to E1412-66511)Revision Date–10/17/2005 Description:1.Range changeAgilent will add a"diag:poke"to enable a special mode in the E1412that provides special ohm functionality, which will be a volatile setting.Agilent will also provide a"diag:peek?"query to return the setting.Agilent will modify the behavior of"RES:RANG","CONF:RES"and"MEAS:RES?"(and their FRES equivalents)such that when given a definite range between1.2K and3.03K,we will enable a special"3KOhm range"which differs from the10KOhm range in that it will use a10x stronger current source,and internally measure the voltage with a x1gain rather than x10.Agilent will do the same with a pseudo"30KOhm range" which makes the equivalent modifications to the100KOhm range.Agilent will modify the behavior of"RES:RANG","CONF:RES"and"MEAS:RES?"(and their FRES equivalents)such that when given a definite range value between120K and303K,we will enable a special"300 KOhm range"which differs from the1MOhm range in that it will use a2x stronger current source(10uA vs. 5uA),and internally measure the voltage with the same x1gain as the1M range.This special mode will not guarantee flagging of overrange conditions,nor will Agilent attempt to implement this behavior with autorange on.Agilent will provide a special ROM,so it does not have to coexist in the standard instrument firmware.There will be no calibration required or executed for these special pseudo ranges.Agilent will synthesize the necessary calibration constants from other internal cal constants.2.E1412A EXTENDED SPECIFICATIONS:This option provides additional accuracy specifications for the E1412A when calibrated at any temperature in the range of0degC to+37.7degC.Specification Changes:For Tcal<>23C+/-1C and Tcal<37.7C and Tcal>0C,the following additional specifications apply.1.The24hour,90day and1year specification temperature ranges of+/-1C and+/-5C are relative to theactual calibration temperature Tcal.2.The Temperature Coefficient specification applies to temperatures beyond Tcal+/-5C.3.For DC voltage,Resistance and DC current:Multiply accuracy specification by0.8%per degree C from23C,i.e.{1+[Absolute Value(Tcal–23)*.008]}4.For AC voltage,and AC current:Multiply accuracy specification by1.3%per degree C from23C,i.e.{1+[Absolute Value(Tcal–23)*.013]}Note1:Tcal is the calibration temperature in degrees C.Note2:The operating temperature range for the E1412remains unchanged at0C to55C,regardless of the calibration temperature.For example,if the E1412is calibrated at0C,then operation is still only specified for temperatures between0C and55C.Example#1:E1412was calibrated at30C.A7-volt DC measurement is being made at32C on the10-volt range using90-day specs.Measurement accuracy=7+/-[(7*0.00002)+(10*0.000005)]*{1+[ABS(30-23)*0.008]}=7+/-(190e-6)*(1.056)=7+/-200.64e-6Example#2:E1412was calibrated at0C.A9-volt DC measurement is being made at12C on the10-volt range using90-day specs.Tc is computed as the difference between the measurement temperature12C and the calibrationtemperature0C+5C,i.e.7C for this example.Measurement accuracy=9+/-{[(9*0.00002)+(10*0.000005)]+7*[(9*0.000005)+(10*0.000001)]}*{1+[ABS(0-23)*0.008]}=9+/-(615e-6)*(1.184)=9+/-728.16e-63.E1412A EXPANDED HUMIDITY SPECIFICATIONSThe following table defines the specification adders for operation in humidity’s>65%RH and<=95%RH at +40C.The adders are stated as a%of Range per%of RH beyond65%RH.Function Range Spec AdderDC VOLTAGE.1.000101.0000510.00001100.00005300.00015RESISTANCE100.000101K.0000110K.00001100K.000011M.0003010M.00200100M.02000DC CURRENT10mA.00050100mA.000251A.000023A.00100Circuit Changes:Ref.Designator Description P/N Qty U502Programmed ROM E1412-888221The change in U502converts the E1412-66501to a E1412-66511.。

六位半数字多功能万用表设计白雨微1,薛巨峰1,鲁志军2(1.东北林业大学,黑龙江哈尔滨150040;黑龙江省计量科学研究院,黑龙江哈尔滨150036)摘要:研究并设计一种高精度的数字式万用表,该表采用单片机系统对信号进行采集和控制。

其方法是利用模拟电路对各种电信号进行数据采集,经AD7711放大和滤波后再进行A/D 转换,转换后的数字值送进单片机进行数据处理,数据经锁存选择后送8279显示出来。

8279支持键盘选择测量物理量,并与单片机共同选择被测物理量的档程进行测量,测量精度达到6位半。

该6位半数字多用表成本低,准确度高,直流电压准确度是0.002%。

关键词:数字万用表;单片机;A/D 转换与控制中图分类号:TP 273文献标识码:Ａ文章编号:1001-4462(2010)12-0041-03Six Half Digital Versatile Multi-metersBAI Yu-wei 1,XUE Ju-feng 1,LU Zhi-jun 2(1.Northeast Forestry University,Harbin Heilongjiang 150040,China;2.Heilongjiang Institute of Metrology,Harbin Heilongjiang 150036,China )Abstract :A hig hly a ccura te dig ita l vers a tile m e te r is res ea rche d a nd de s ig ne d a nd it us e sa S C M s ys temto co lle ct a nd co ntro l s ig nalsby ado pting a n a na lo gcircuit toco nduct da ta co lle ctio n o f variouse le ctric s ig na ls ,which a rethe n a m plifie d a nd filtered by AD7711,fo llo w ed by A/D co nve rs ion,after w hich the dig ita l va lue is tra ns m itte d to a S C M fo r da ta pro ces s a nd then tra ns m itte d to 8279a fte r la tch cho ice fo r dis pla y.8279a llo w s the keyboa rd to s e le ct a nd m e a s ure phys ica l qua ntity a nd s e le ct the filepro ce s sof thes e le cte d phys ica l qua ntity in co lla bo ra tio n w ith a S C M fo r m e a s urem e nt ,w ith m e a s urem e nt a ccura cy up tos ix ha lf.The s ix ha lf dig ita l vers a tilem ulti-m e ter fea ture slo w co s t,hig h a ccura cy and 0.002%DCvoltag ea ccura cy.Key words :dig ita l vers a tilem ulti-m eter;S CM;A/D co nve rs io n a nd co ntro l1数字万用表的工作原理数字万用表的最基本功能是测量交直流电压、交直流电流及电阻,其基本组成见图1。

衡器制造计量器具许可证考核必备条件（一）电子计价秤、电子计重秤一、适用范围本考核条件适用于对生产电子计价秤、电子计重秤（30kg及以下）企业的制造许可证考核、有效期满后的复查以及日常监督检查，是对《制造计量器具许可证考核规范》有关内容的补充。

二、生产规漠1、厂房面积：500m2以上；2、年生产能力：10000台以上。

三、生产设施l、多工位装配作业线；2、电路板清洗设备（采用免洗焊剂的除外）；3、焊接设备；4、整机老化设备（整机老化试验要求连续通电72小时以上）；5、整机测试区域要有空调。

四、检测设备1、通用电气仪表；（1）6位半以上数字电压表（准确度优于1μV）；（2）示波器；（3）调压器；（4）泄漏电流测试仪；（5）绝缘强度测试仪；（6）绝缘电阻测试仪；2、电子元器件（电阻、电容、电感等）老化与检测装置；3、电路板组件检验装置；4、标准法码：准确度等级M1级以上、量程覆盖最大称量的标准砝码和能测数字示值化整误差的0.1e的小片砝码多个；5、高低温性能试验箱（-20℃~50℃）；6、恒温恒湿箱；7、耐久性试验设备；8、外购称重传感器的，要有传感器检测装置；9、键盘耐久性检测设备。

（二）电子地上衡、地中衡、汽车衡一、适度范围本考核条件适用于对生产电子地上衡、地中衡、汽车衡企业的制造许可证考核、有效期满后的复查以及日常监督检查，是对《制造计量器具许可证考核规范》有关内容的补充。

二、生产规模l、厂房面积：1000m2以上；2、年生产能力：200台以上。

三、生产设施1、焊接设备；2、起吊设备；3、满足工艺需要的机械加工设备；4、整机检验平台（场地）；5、剪板机或自动、半自动切割设备；6、表面涂漆场地。

四、检测设备1、通用电气仪表；（l）调压器；（2）6位半以上数字电压表（准确度优于1μV）；（3）泄漏电流测试仪；（4）绝缘强度测试仪；（5）绝缘电阻测试仪；（6）标准信号源（准确度优于0.01％）；2、标准砝码：最大称量在100t以下的，应具有不少于最大称量的M1级标准法码和能测数字示值化整误差的0.1e的小珐码多个。

DIY 数字多用表参考（上）关键字：数字多用表万用表自己做制作六位半基准电流源放大器保护声明：作者完全处于业余爱好撰写该文，由于能力有限疏漏乃至错误在所难免，因此作者不对该文章的正确性负责，同时也不对因援引该文导致的信誉损失、商业利益损失、财产损失、人身伤亡负任何连带责任。

本文涉及的内容涵盖危及生命的电学测量，特别提醒实验者确保人身安全。

作者联系方式E-Mail: mengxin@目录：前言（上）功能选择（上）输入放大（上）欧姆电流源（上）电压基准（上）ADC（上）交流通道 （下）电源（下）逻辑控制与软件（下）校验与调试（下）参考文献（下）1：前言开始自己一直准备DIY 一台6-1/2 DMM ，主要想可以通过实际项目提高自己的能力，后来蒙BG2VO 老师指点，从研究HP34401公开的电路图做起，从此一发不可收拾，不久前又买了台二手的HP3457A（我能找到公开电路原理图的最好性能的DMM），亲自开机看了看，又对照维修指南上的电路图试着进行分析觉得受益非浅，有些想法不敢独享所以把一些分析写出来，于是有了本文。

这里我打算从功能选择、直流放大电路与欧姆电流源、电压基准与ADC、交流通道、逻辑控制与软件这几个方面分析，每一部分后面附有自己的DIY计划，以及一些想法与困惑希望大家讨论批评同时期待着高手指点。

2：功能选择功能选择部分，指DMM从输入端口到放大器的部分，这部分较杂，包括输入选择、电流到电压转换、交直流切换、保护等等。

开关：一般DMM要测量1000V – 100mV , 10A - 1mA , 非常大的动态范围，必然要求输入回路进行分压，分流，放大，同时在错误量程选择，或测量输入超量程的情况下进行有效的保护，保证后级精密放大器、ADC等不会损坏失效，先说说可行的几种开关方式：手动机械式量程开关：多用于廉价的DMM，优点是廉价；可以将量程组合逻辑用连线实现；同时作为量程选择和量程指示；缺点是不能自动化。

6位半数字电压表
6位半数字电压表是一种用于测量电压的仪器。

它具有六个数字显示屏，其中最后一个数字是小数点后半位。

这使其能够测量精确到0.001伏。

6位半数字电压表的工作原理是将电压转换为数字信号。

电压信号首先被放大，然后由模数转换器(ADC)转换为数字信号。

数字信号然后被发送到显示器，显示为电压值。

6位半数字电压表具有多种用途。

它们可用于测量电池电压、电源电压和其他电路中的电压。

它们还可用于测试电子设备。

6位半数字电压表具有以下优点：
1.精度高
2.可靠性高
3.易于使用
6位半数字电压表的缺点包括：
●价格较高
●体积较大。

福禄克六位半数字万用表测试技巧万用表电压的测量方法1、直流电压的测量，如电池、随身听电源等。

首先将黑表笔插进“com”孔，红表笔插进“V Ω”。

把旋钮选到比估计值大的量程（注意：表盘上的数值均为最大量程，“V－”表示直流电压档，“V～”表示交流电压档，“A”是电流档），接着把表笔接电源或电池两端；保持接触稳定。

数值可以直接从显示屏上读取，若显示为“1.”，则表明量程太小，那么就要加大量程后再测量工业电器。

如果在数值左边出现“-”，则表明表笔极性与实际电源极性相反，此时红表笔接的是负极。

2、交流电压的测量。

表笔插孔与直流电压的测量一样，不过应该将旋钮打到交流档“V～”处所需的量程即可。

交流电压无正负之分，测量方法跟前面相同。

无论测交流还是直流电压，都要注意人身安全，不要随便用手触摸表笔的金属部分。

8846a万用表/fluke/wyb/Fluke_8846A.html万用表电流的测量方法1、直流电流的测量。

先将黑表笔插入“COM”孔。

若测量大于200mA的电流，则要将红表笔插入“10A”插孔并将旋钮打到直流“10A”档；若测量小于200mA的电流，则将红表笔插入“200mA”插孔，将旋钮打到直流200mA以内的合适量程。

调整好后，就可以测量了。

将万用表串进电路中，保持稳定，即可读数。

若显示为“1.”，那么就要加大量程；如果在数值左边出现“-”，则表明电流从黑表笔流进万用表。

交流电流的测量。

测量方法与1相同，不过档位应该打到交流档位，电流测量完毕后应将红笔插回“VΩ”孔，若忘记这一步而直接测电压，哈哈！你的表或电源会在“一缕青烟中上云霄”－－报废！万用表电阻的测量方法将表笔插进“COM”和“VΩ”孔中，把旋钮打旋到“Ω”中所需的量程，用表笔接在电阻两端金属部位，测量中可以用手接触电阻，但不要把手同时接触电阻两端，这样会影响测量精确度的－－人体是电阻很大但是有限大的导体。

读数时，要保持表笔和电阻有良好的接触；注意单位：在“200”档时单位是“Ω”，在“2K”到“200K“档时单位为“KΩ”，“2M”以上的单位是“MΩ”。

中部为旋转功能开关。

一共有9档。

多了4线欧姆和两个温度档，缺少了常见的比如mV、uA等，可以靠按键来换档。

但由于分辨高,测量1V时就分辨到uV了，测量10mA档已经分辨到0.01uA了，因此并不感觉不便。

可以看到，频率档Hz是单独的，温度居然有3档，尤其是有个4线欧姆档，这个在手持表里应该是唯一的。

旋转起来手感还不错，只不过没有凹陷的部分，感觉手握的部分比较小，没有手指深入的地方。

另外，旋转时是外圈箭头转动，这与其它几块表不一样。

不过，还可以在外边进行旋转换档，也很方便。

下部为插座部分。

其中左边两个最常用，距离为标准的19mm。

不方便的地方是，测试电压是左边2个插口，但测试电阻和电流是右边两个插口，需要表笔全换。

当然，也可以用二副表笔测试，这样换档后接线也不用换了。

后盖及电池电池没有专门的电池小仓，换装电池必须打开整个开后盖，因此这个是允许用户自己操作的。

拧下两颗螺丝后就可以开启后盖，这样内部的东西几乎就全部露出来电池用2节5号，这个很好，至少说明不太费电，不用像UNI-T那样用9V电池，也不用像Fluke 289那样变态的用6节5号。

有个可以拿出来的电池盒，占据表的最下方的位置。

顺便说一下，表笔插座已经暴露出来，感觉有些单薄，走线也乱。

内部暴光很简单的再拧下一颗螺丝，拿走防护盖，内部暴露无遗。

很遗憾，没有常见的屏蔽，保护盖和后盖也没有那种常见的锡纸导电膜。

用料、布局、做工，我这里不进行评价，各位看官自有高见，这里只给出两张局部照片（点击可见大图）：内部关键元件：基准是的，已经有看出来的了，基准就是LT1236A-10，DIP塑封8脚。

失望吗？手持6位半原来用这个？这个基准的指标是：温度系数：2ppm/C，算不错了，因为10V基准几乎没有更好的了。

噪音：0.6ppm p-p，很小。

比LM399的1.0ppm p-p还要小老化：30ppm/kh，不算小。

相比之下，LM399是20ppm/kh要小一些。