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1、ZX830B数字万用表,东北林业大学 信息与计算机工程学院 电子信息工程系,讲座内容,万用表基础,指针式万用表功能 基本电物理量测量：电压/电流/电阻，俗称三用表 指针式万用表小巧结实，经济耐用，灵敏度高，但读数精度差,模拟万用表原理,利用一只灵敏的磁电式直流电流表（微安表）做表头。当微小电流通过表头，就会有电流指示。但在表头不能通过大电流，所以，必须上并联与串联一些电阻进行分流或降压，从而测出电路中的电流、电压和电阻。,数字万用表,数字式万用表 1.准确度高 2.分辨力高（模拟式万用表的灵敏度） 3.输入阻抗高 4.过载能力强 5.功耗低（16mW） 6.抗干扰能力强,高精度数字万用表,非常
2、高的精度和准确度，达到位半或位半 更多的测量功能 高速高精度的数据采集 集成各种通信接口,RIGOL DM3000 高精度数字万用表,讲座内容,万用表发展,1,ZX830B功能与原理,3,数字万用表的基本原理,数字万用表工作原理框图,输入,电路的基本概念,电流I：电荷的定向移动叫做电流。 电压U：电荷之所以能够流动，是因为有电位差。电位差也就是电压 。 电阻R：电路中对电流通过有阻碍作用并且造成能量消耗的部分叫做电阻。 周期T：交流电完成一次完整的变化所需要的时间叫做周期。 频率f：交流电在1s内完成周期性变化的次数叫做频率。,欧姆定律,导体中的电流I和导体两端的电压U成正比，和导体的电阻R成
3、反比，即 I=U/R 这个规律叫做欧姆定律。如果知道电压、电流、电阻三个量中的两个，就可以根据欧姆定律求出第三个量。,有效值,定义：若某一交流电与另一直流电在相同时间内通过同一电阻产生相等的热量，则这一直流电的电压、电流的数值分别是该交流电的电压、电流的有效值。 任何周期量的有效值,定义为它的均方根值,测量直流电压原理,原理图 大的量程时采用分压测量，小的量程时采用放大电路,测量直流电流原理,运用欧姆定率：I=U/R 电流通过电阻，在电阻上产生压降，此时可以通过测量此时的直流电压，换算后就可以得到支流电流值,交流测量真有效值测量,真有效值交流/直流转换芯片 计算复杂输入信号的有效值并且给出一个
4、与之等效的直流输出电平,电阻测量比例法测量电阻,利用一个内部电压源加在一个己知电阻值的系列电阻和串联在一起的被测电阻上。被测电阻上的电压与己知电阻上的电压的比值为阻值比。,二极管测试,半导体二极管（以下简称二极管）是内部具有一个PN结，外部具有两个电极的一种半导体器件 二极管有多种类型，按制作的材料不同，分为锗二极管和硅二极管,对二极管进行检测,主要是鉴别它的正、负极性 二极管管型 硅二极管的一般正向压降一般为0.60.7V 锗二极管的正向压降为0.10.3V,I,电容测试,用冲放电的方法测量电容的大小，根据充电时间和电压变化换算出电容的大小,U,T,数字万用表常用术语,准确度 指显示数值与真
5、实值之间的一致程度。 分辨力 最低量程上末位1个字所对应的数值称为分辨力，它反映出仪表灵敏度的高低。分辨力随显示位数的增加而提高。 分辨率 仪表所能显示的最小数字（零除外），与最大数字之比，通常用百分数表示。 显示位数 数字万用表的显示位数通常为38位 整数位表示能显示从0-9中所有数字的位; 分数位的分子表示最大显示值中的最高位;分母表示满量程时最高位数字。,输入阻抗,阻抗是电路或设备对交流电流的阻力，输入阻抗是在入口处测得的阻抗 对于直流DMM，输入阻抗用输入电阻表示，一般在10M1000M之间。,输入阻抗,输入阻抗越大，对被测系统的影响就越小，测量的结果就越准确,讲座内容,ZX830B工
6、作原理,仪表的核心是一片大规模集成电路，该芯片(7106)内部包含双积分A/D转换器，显示锁存器，七段译码器和显示驱动器。,ICL7106型3位A/D转换器,A/D转换器的功能是将模拟量转换成数字量，是数字式电压表的核心。 1、ICL7106的主要特点 采用单电源供电，电压范围715V。 直接驱动31/2位LCD显示器。 低功耗。 输入阻抗极高，典型值是10M，对输入信号无衰减作用。 外围电路简单，整机组装方便。 内设时钟电路，可采用频率稳定度很高的石英晶体震荡器 能通过内部模拟开关自动调零。,2.ICL7106管脚图,3.ICL7106的工作原理 双积分式A/D转换器,3.ICL7106的工
7、作原理,3.ICL7106的外围电路,二、DT830B数字万用表测量范围,（1）直流电压分为五档: 200mV,2V,20V,200V,1000V。,（2）交流电压分为两档: 200V,750V。,（3）直流电流分为五档: 200V,2 mA,20mA,200mA,10A。,（4）电阻分为五档: 200,2k ,20k ,200k,2M,三、电路原理,A/D转换电路； 小数点及低电压指示电路； 直流电压测量电路； 直流电流测量电路； 交流电压测量电路； 电阻测量电路; 晶体管hFE测量电路; 二极管测量电路。,A/D转换电路,A/D转换电路A/D转换器：IC（7106）； 时钟振荡器阻容元件:
8、R13，C1; 积分电阻:R12;积分电容:C5； 自动调零电容:C4;基准电容：C2; 基准电压源分压器：R17，R18，R14，RP (调整用，使VREF100.0mV） 模拟输入端高频滤波器:R15，C3 ; 限流电阻:R16。,直流电压测量电路,采用电阻分压器把基本量程为200mV的直流电压表扩展为多量程的直流电压表。 RAB=1M 各档满量程时输出电压V0： 200mV档： V0 =(RAB/RAB)200mV=200mV 2V档： V0 =(100K/RAB)2V=(100K/1M)2V=200mV 20V档： V0 =(10K/1M)20V=200mV 20V档： V0 =(1K
9、/1M)200V=200mV 1000 V档： V0 =(100/1M)1000V=100mV 实际上最大测量电压为2000V.,直流电压测量电路分压器:R1,R2,R3,R4,R5,R6 (误差为0.5%的金属膜电阻) 电阻RlR6为精密电阻，又可作电阻档的标准电阻 900k电阻由两只电阻串联R1(548K)+ R2(352K),直流电流测量电路,直流电流测量电路分流器:R5、R6、R7、 R8、RW: R8(误差为0.5%的金属膜电阻); RW(1.6X62mm锰铜丝): 熔丝管:F U(0.2A/250V， 5X20mm)； R6带来误差(理想90 )。,交流电压测量电路,交流电压测量电
10、路半波整流二极管:D (IN4007，1A/1000V); 分压器:R2-R6(说明：为简化电路，Acv档的AC/DC转换器中未加滤波电容，因此输出为脉动直流电压，只能借助于A/D转换器的正向积分过程取其平均值电压V0); 450K电阻由R2，R3，R4串联构成;,电阻测量电路,电阻测量电路标准电阻:Rl-R6 ; 测试电压分压器:E0(+2.8V)，D(VF=0.6V)、 降低测试电压，减小测试电流; 保护电路:R19，J E9014（利用PN结反向击穿)软击穿; 限流保护电阻:R15，R16 比例法测电阻：,晶体管hFE测量电路,晶体管hFE测量电路8芯hFE插口； 基极偏置电阻R21（N
11、PN档），R20（PNP档）。 取样电阻：R7,NPN测量电路 PNP测量电路,二极管测量电路,二极管测试电路测试电压供给电路: E0(+2 .8V)，R17，R19(PTC); 分压器:R5、R6; 保护电路:R19.,小数点及低电压指示电路,小数点及低电压指示电路晶体管:T(JE9014); 电阻:R9-R11; 量程开关:S; 液晶显示器:JH220,讲座内容,一、万用表的安装,(1)检查及清洁装配所用工具，烙铁需接地良好，不能有漏电，否则可能损坏lC，剪元件脚所用的斜日钳须良好，否则将损坏线路板。 (2)熟悉线路板上元件图标的位置、规格。 (3)注意配套清单中备注栏中的详细说明，特别是
12、高精度电阻与普精电阻的代号，在安装时不得混装，否则会出现精度超差现象。 (4)安装三极管座时，先将三极管座的安装方向确定好，然后插入线路板中，连同线路板放入壳体中，确定三级管座的高度(三极管座面与机壳面水平)，先焊上一只脚使其固定，最后全部焊上即可。,(5)在安装电位器VR1和安装三极管时，每个焊点焊接时间不得过长(不超过一分钟)，否则可能损坏元件。 (6)安装锰铜丝时，注意锰铜丝的高度，太高或太低将带来调节上的不方便。 (7)安装二极管、三极管、电解电容及保险丝时，注意方向不能错。 (8)输入金属插孔安装须垂直线路板，不得歪斜。,确认晶体管8脚测试座能够容易通过面盖上的对应孔，如果不能，要将
13、面盖上的孔边毛刺修整，直到容易穿过。不要硬推测试插座的管脚，以免损坏它。将晶体管测试座从焊接面插入线路板对应孔，确认测试座上的突头方向对应线路板图示。从元件面将晶体管测试座焊接在线路板上，然后剪去多余的脚。 将电池扣的连线从焊接面穿过线路板上示意图D中的两个孔，将红线插入(V+)标志孔，黑红插入(V-)标志孔，然后将电池线焊接在线路板上。 将两保险管座从元件面插入线路板对应孔，确认保险管座上的档片向外，然后保险管座焊接在线路板上。,安装液晶时，在面盖里边依次放入液晶片，斑马条框架以及斑马条。参照示意图E，确保液晶片的小突头的方向与示意图一致。 打开装有白凡士林的塑料袋，取一点白凡士林放入拨盘的
14、弹簧孔中，然后将2只拨盘弹簧装入拨盘弹簧孔中(参照示意图F )。,整机装配,将两只钢珠对称放入面盖内的凹痕中(参照示意图G )。 将六只温动接触片装在拨盘上(参照示意图G )。 放置拨盘入面盖中，注意拨盘的弹簧孔对准面盖上的钢珠。 中心轴放入面盖中，确保八脚插座放入面盖的对应孔中，然后用三只6mm螺钉紧固线路板(参照示意图G )。 将0. 5A/250Vf呆险管装入保险管座中。 将功能面牌的衬底剥离，然后将功能面牌贴在面盖上。 将9V电池盖在电池扣上，并置于电池仓。,（1）电压测量。将红表笔插入“V”孔内，黑表笔插入“COM”孔内（下同），根据直流或交流电压合理选择量程，然后将万用表的两表笔与
15、被测电路并接。 （2）电流测量。将红表笔插入“mA”插孔（若被测电流大于200mA，则插入“10A”孔内），合理选择量程，并将万用表串入被测电路中。 （3）电阻测量。将红表笔插入“V”孔内，合理选择量程，将两表笔并接于被测电阻两端。 （4）二极管测量。将红表笔插入“V”孔内，量程开关转至标有二极管符号的位置，为正向测量，若管子正常，则显示值应为0.50.8V（硅管）或0.250.3V（锗管）；反向测量，若管子正常，应显示“1”，若管子已损坏，将显示“0000”或其他数值。,二、使用方法,（5）hFE的测量。根据被测管子类型（NPN或PNP）的不同，将量程开关转至“PNP或NPN”处，再将被测管的三个电极插入相应的E、B、C孔内，此时显示屏上的读数即为hFE值。 （6）电路通、断检查。将红表笔插入“V”孔内，量程开关置于标有“）”符号处，将两表笔接触被测点的两端，若表内蜂鸣器发出响声，说明电路是通的，否则为不通。,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。,三、A/D转换器校准,祝大家成功,
