數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量原理
同其他數(shù)字萬(wàn)用表一樣,DT830型數(shù)字萬(wàn)用表的核心也是直流數(shù)字電壓表DVM(基本表)。它主要由外圍電路、雙積分A/D轉(zhuǎn)換器及顯示器組成。其中,A/D轉(zhuǎn)換、計(jì)數(shù)、譯碼等電路都是由大規(guī)模集成電路芯片ICL7106構(gòu)成的。
(1)直流電壓測(cè)量電路 圖1為數(shù)字萬(wàn)用表直流電壓測(cè)量電路原理圖,該電路是由電阻分壓器所組成的外圍電路和基本表構(gòu)成。把基本量程為200mV的量程擴(kuò)展為五量程的直流電壓擋。圖中斜線區(qū)是導(dǎo)電橡膠,起連接作用。
圖1 數(shù)字萬(wàn)用表直流電壓測(cè)量電路原理圖
(2)直流電流測(cè)量電路 圖2為數(shù)字萬(wàn)用表直流電流測(cè)量電路原理圖,圖中VD1、VD2為保護(hù)二極管,當(dāng)基本表IN+、IN一兩端電壓大于ZOOmV時(shí),VD1導(dǎo)通,當(dāng)被測(cè)量電位端接入IN一時(shí),VD2導(dǎo)通,從而保護(hù)了基本表的正常工作,起到“守門”的作用。R2~R5、RC.分別為各擋的取樣電阻,它們共同組成了電流-電壓轉(zhuǎn)換器(I/U),即測(cè)量時(shí),被測(cè)電流△在取樣電阻上產(chǎn)生電壓,該電壓輸人至IN+、IN—兩端,從而得到了被測(cè)電流的量值。若合理地選配各電流量程的取樣電阻,就能使基本表直接顯示被測(cè)電流量的大小。
圖2 數(shù)字萬(wàn)用表直流電流測(cè)量電路原理圖
。3)交流電壓測(cè)量電路 圖3為數(shù)字萬(wàn)用表交流電壓測(cè)量電路原理圖。由圖可見(jiàn),它主要由輸入通道、降壓電阻、量程選擇開(kāi)關(guān)、耦合電路、放大器輸入保護(hù)電路、運(yùn)算放大器輸人保護(hù)電路、運(yùn)算放大器、交-直流(AC/DC)轉(zhuǎn)換電路、環(huán)形濾波電路及ICL7l06芯片組成。
圖中,C1為輸入電容。VD11、VD12是C)的阻尼二極管,它可以防止C1兩端出現(xiàn)過(guò)電壓而影響放大器的輸入端。R21是為防止放大器輸入端出現(xiàn)直流分量而設(shè)計(jì)的直流通道。VD5、VD6互為反向連接,稱為鉗位二極管,起“守門”作用,防止輸入至運(yùn)算放大器062的信號(hào)超過(guò)規(guī)定值。運(yùn)算放大器062完成對(duì)交流信號(hào)的放大,放大后的信號(hào)經(jīng)C5加到二極管VD7、VD8上,信號(hào)的負(fù)半周通過(guò)VD7,正半周通過(guò)VD8,完成對(duì)交流信號(hào)進(jìn)行全波整流。經(jīng)整流后的脈動(dòng)直流電壓經(jīng)電阻R26、R31和電容C6、C10組成的濾波電路濾波后,在R27、RP4上提取部分信號(hào)輸人至基本表的輸人端IN+。同時(shí)輸入至基本表的部分信號(hào)經(jīng)C3反饋到運(yùn)算放大器062的反相輸人端,以改善檢波器的整流特性。電容器CZ經(jīng)R22接地,C2、C3的電容量及質(zhì)量直接影響著放大器的頻率響應(yīng)。C2對(duì)高頻部分影響較大,C3對(duì)低頻部分影響較大。C4、R23承擔(dān)抑制或消除電路自勵(lì)的任務(wù)。若使基本表所獲得的直流電壓與交流輸入電壓的平均值成比例變化,可通過(guò)RP4進(jìn)行調(diào)節(jié)。R6~R10為分壓電阻,與直流電壓擋的分壓電阻共用。
(4)交流電流測(cè)量電路 交流電流測(cè)量電路與圖3所示出的交流電壓測(cè)量電路基本相同。只需將圖中的分壓器改成圖2中的分流器即可。故其分流電阻與直流電流擋共用,耦合電路及其后的電路與交流電壓測(cè)量電路共用。
圖3 數(shù)字萬(wàn)用表交流電壓測(cè)量電路原理圖
(5)直流電阻測(cè)量電路 圖4(a)為數(shù)字萬(wàn)用表直流電阻測(cè)量原理圖,圖中標(biāo)準(zhǔn)電阻Ro與待測(cè)電阻Rx串聯(lián)后接在基本表的V十和COM之間。V+和vREF+、vREF和IN+、IN一和COM兩兩接通,用基本表的2.8V基準(zhǔn)電壓向Ro和Rx供電。其中UR。為基準(zhǔn)電壓,URx為輸入電壓。根據(jù)設(shè)計(jì),當(dāng)Rx=R0時(shí)顯示讀數(shù)為1000,當(dāng)Rx=2R0時(shí)溢出顯示[因?yàn)?000> 1999(Z大顯示數(shù))]。一般情況下有
圖4 數(shù)字萬(wàn)用表直流電阻測(cè)量電路
因此,只要固定若干個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電阻Ro,就可實(shí)現(xiàn)多量程電阻測(cè)量。圖4(b)為實(shí)際電阻測(cè)量電路。其中,R7~R12均為標(biāo)準(zhǔn)電阻,且與交流電壓擋分壓電阻共用。
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