实验七万用表电路

毕业设计说明书

数字万用表电路的设计

专业 电气工程及其自动化

年 月 日

学生姓名 班学

级 号

指导教师 完成日期

数字万用表电路的设计

摘 要：数字万用表是采用数字化测量技术，把连续的模拟信号转换成不连续的、

离散的数字信号并加以显示的仪表，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。本次设计的数字万用表将使用美国摩托罗拉公司生产的MC14433 A/D转换器，配合分流电阻、分压电阻、基准电阻可以测量交、直流电压，直流电流、电阻并经四位数码管显示。在测量过程中使用量程开关来选择相应的电压、电流、电阻档位进行数据采集，之后将采集的信号一律转换为0～2V的直流电压值送到A/D转换器MC14433，转换为数字信号后，将此数字信号送至锁存-译码器，变成BCD码，再由LED显示器显示出来。其中，量程切换电路控制着对应小数点的明暗，从而使LED显示器显示出不同量程的读数。由于操作过程中可能会有超量程现象，所以在设计中添加了超量程报警部分，当检测到超量程信号时， LED显示器闪烁，以示报警。设计中采用了先进的数显技术，精度高、抗干扰能力强，可扩展性强、集成方便。

关键词：数字万用表；A/D转

智能数字万用表

小组成员：严锋 徐鹏 刘丁熙

摘要 本设计基于

MC14433—3

TI公司的超低功耗单片机MSP430F149作为控制机，由

1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2测量电路组成。自动量程转换电路利用了模拟开关，通过单片机的控制来实现量程的自动选择；交流转换电路利用了芯片AD637真有效值转换芯片，转化为直流后在测量；大电阻测量利用了比例法；小电阻测量用了恒流源法，从而减小了接触电阻的影响，提高了测量的精确度。整个系统可以用一块9V供电，实现了低功耗和便携的功能，系统采用OP07、TL431等低功耗芯片，整个电路测量精度高，误差小，可控制能力强。

关键字 数字万用表 MSP430F149 电阻测量

一， 方案设计

1，理论分析

数字万用表的核心部件是A/D转换器，它将输入的模拟量转换成数字量，按规定的时序将A/D转换器中各组模拟开关接通或断开，保证A/D转换正常进行。由单片机读取A/D转换的数字量并进行相应的换算后，在液晶模组上显示出来。测量直流电压时，采用自动量程转换电路，通过单片机读取MC14433

电 子 测 量

实验报告

实验名称：数字万用表的应用 姓 名：

学 号：

班 级：

学 院：

指导老师：

1

实验一 数字万用表的应用

一、实验目的

1 理解数字万用表的工作原理；

2 熟悉并掌握数字万用表的主要功能和使用操作方法。

二、实验内容

1 用数字万用表检测元器件——电阻测量、电容测量、二极管检测、三极管检测； 2用数字万用表测量电压和电流——直流电压及电流的测量、交流电压及电流的测量。 三、实验仪器及器材

1 低频信号发生器 1台 2 数字万用表 1块 3 功率放大电路实验板 1块 4 实验箱 1台 5 4700Pf、IN4007、9018 各1个

四、实验要求

1 要求学生自己查阅有关数字万用表的功能和相关工作原理，了解数字万用表技术指标； 2 要求学生能适当了解一些科研过程，培养发现问题、分析问题和解决问题的能力；

3 要求学生独立操作每一步骤； 4 熟

数字万用表设计性实验

一、实验内容：

1）制作量程200mA的微安表（表头）； 2）设计制作多量程直流电压表； 3）设计制作多量程直流电流表；

二、实验仪器：

WS-I数字万用表设计性实验仪 三位半数字万用表

三、实验原理

1.数字万用表的组成

数字万用表的组成见图1。

过压过流保护 分压器 交流直流变换器 被测量输入 电流 电阻 电压 直流 分流器 交流 过压过流保护 分档电阻 基准电压 模/数转换，译码驱动 小数点驱动 数字显示屏（LED或液晶）

图1 数字万用表的组成

数字万用表其核心是一个三位半数字表头，它由数字表专用A/D转换译码驱动集成电路和外围元件、LED数码管构成。该表头有7个输入端，包括2个测量电压输入端(IN+、IN-)、2个基准电压输入端(VREF+、VREF-)和3个小数点驱动输入端。

2.直流数字电压表头

“三位半数字表头”电路单元的功能:将输入的两个模拟电压转换成数字，并将两数字进行比较，将结果在显示屏上显示出来。利用这个功能，将其中的一个电压输入作为公认的基准，另一个作为待测量电压，这样就和所有量具或仪器的测量原理一样，能够对电压进行测量了。见图2。

天津大学网络教育学院专科毕业论文

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

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Ig表示，电流计线圈有一定的电阻称为电流计内阻，用Rg表示。量程

Ig与内阻Rg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：Rs?Rg?Ig/(I?Ig)。 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：Rx?UIg?Rg。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

陕西工业职业技术学院

2010～2011学年第二学期

表面贴装设备调试与维护项目

实训报告

课程名称：DT-830B数字万用表安装与调试 班 级： 电信 0 9 0 1 学

号： 0 4 0 7 0 9 0 1 22

姓 名： 教学周数： 2 周 （16、17周） 地 点：行 知 楼 504 创 新 机 房 指导教师： 屈建喜 全斐 张凯

1

一．电子实习目的 ........................................................................................................................... 2 二、电子实习的主要内容 ...............................................................................................................

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Ig表示，电流计线圈有一定的电阻称为电流计内阻，用Rg表示。量程

Ig与内阻Rg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：Rs?Rg?Ig/(I?Ig)。 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：Rx?UIg?Rg。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

实验一、 常用电子仪器仪表使用

模拟电子技术实验中，常用的电子仪器仪表主要有双踪示波器、低频信号发生器、低频交流毫伏表、直流稳压电源、万用表等。这些仪器仪表的主要用途以及与实验电路的联系如图所示。

一、实验目的

? 初步了解常用电子仪器的功能与使用方法；掌握用示波器获取稳定波形并测量有关参数的方法。

2、会用万用表测试晶体二极管、三极管；学习使用半导体特性图示仪测试晶体管的方法。 二、实验仪器

双踪示波器： GOS620； 函数信号发生器：SG1651； 交流毫伏表： SG2172； 直流稳压电源： SS1792C；

数字万用表： MS8222D 半导体特性图示仪：XJ4810或XJ4820 三、实验内容及步骤

1、用交流毫伏表测量低频信号发生器输出的正弦信号电压：

将低频信号发生器（或称信号源）的输出端接至交流毫伏表输入端（注意：两仪器必须“共地”）。将信号源波形选择置“正弦”，频率调为“ 1kHz”，输出衰减先置于“0dB”，调节“输出幅度”旋钮，使LED数字表头指示值V S 为 11V左右（峰—峰值）。然后，将毫伏表量程由最大档位100V逐级切换为10V档，观察该表读数，使读数为4V。依次按下信号源“输出衰减”至2

1、万用表使用注意事项：

转换开关位置应选择正确；（2）端钮或插孔选择正确；（3）不能带电测量电阻；（4）测量电路连接；（5）根据测量对象观看标度尺读数。(注意：手不能触及测试棒的金属部分，以防触电。)

2、绝缘电阻表在使用前如何检查？

使用前要检查指针的“0”与“∞”位置是否正确。检查方法是，先使“L”、“E”两端子开路，将绝缘电阻表放在适当的水平位置，摇动手柄至发动机额定转速（一般为120r/min）后，指针应指在“∞”位置上。然后再将“L”、“E”两端子短路，轻摇发电机，指针应指在“0”位置上。（2）绝缘电阻表的测试引线应选用绝缘良好的多股软线，“L”、“E”两端子引线应独立分开，避免缠绕在一起，以提高测试结果的准确性。（3）再摇测绝缘时，应使绝缘电阻表保持额定转速，一般为120～150r/min.测试开始时先将“E”端子引线与被测设备外壳与地相连接，待转动摇柄至额定转速后再将“L”端子引线与被测设备的测试极相碰接，待指针稳定后（一般为1 min）读取并记录电阻值。在整个测试过程中摇柄转速应保持恒定匀速，避免忽快忽慢。测试结束时，应先将“L”端子引线与被测设备的测试极断开，再停止摇柄转动。这样做，主要是防止被测试设备的电容对绝缘电阻表的