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数字万用表中的电压及电流测量电路及维修保养

时间:2020-04-25    来源:仪多多仪器网    作者:仪多多商城     

数字万用表中的电压及电流测量电路

  数字万用表可用于测量多种电路,今天小编将详细列举两种:电压,电流测量电路,一起来看围观吧~下文仅供参考:
  1.数字式万用表中的直流电流测量电路
  直流电流测量电路共设7挡:20μΩ、200μΩ、2mΩ、20mΩ、200mΩ、2Ω和20Ω,其中20Ω挡专用一个输入插孔。测量电路如图所示。二极管起双向限幅过压保护作用,选用1N4148(1Ω/400V)硅塑封整流二极管。当输入电压低于桂二极管的正向导通压降时,二极管截止,对测量毫无影响。一旦输入电压大于0.6~0.7V时,二极管就立刻导通,从而限制了仪表的输入电压。FU为2Ω/250V快速熔丝管,起过流保护作用。

  多量程直流电流测量电路

  R1~R7组成分流器,总电阻为10kΩ。其中,R1~R7选用精密金属膜电阻(误差为±0.5%),R5和R6采用精密线绕电阻。因为20Ω插孔的工作电流很大,所以分流电阻沁使用一根锰铜丝电阻(温度系数小),其冷态电阻为0.01Ω,我们可以算出其满量程时的耗散功率为4W。由于20Ω挡未加保护装置,为避免损坏锰铜丝电阻,建议用该挡测量最大输入电流(20Ω)时的时间应不超过15s为宜。
  设Im为量程电流,UIn为数字式表头输入电压满量程值,则各挡分流电阻(取样电阻)的阻值可以根据下述公式计算:

 

  2.数字式万用表中的直流电压测量电路
  数字式万用表的直流电压挡(DCV)—般用200mV、2V、20V、200V及1000V5挡,基本量程设计为200mV。直流电压测量电路如图所示。由R1-R5构成精密电阻分压器,总电阻为10MΩ可将0~1000V的被测直流电压一律衰减到200mV以下,再送至200mV基本表进行测量。R1-R5均采用误差为±0.5%的金属膜电阻。

  直流电压测量电路

  需要说明以下几点:
  ①各电压挡的输入电阻均为10MΩ这是考虑到ICL7106型单片31/2位A/D转换器的输入电阻RIN=102Ω=10000MΩ(典型值)。在设计多量程数字电压表时,一般选仪表的输入电阻RIN=0.001rIN=10MΩ,使RI》RIN,因此可完全忽略RIN对信号的分流作用。
  ②为了节省数字式万用表中的元件,在测量交流电压时也可借用
  直流电压挡的精密电阻分压器。此外,上述分压电阻还兼作电阻挡的标准电路。考虑到直流电压只有5挡,而电阻共有6挡(200Ω、20kΩ、200kΩ、2MΩ、20MΩ)R5实际上由100Ω和900Ω电阻串联而成,其中的100Ω由电阻可用为200Ω电阻挡的标准电阻(电阻挡的标准电阻值应等于该电阻量程的一半)。
  ③由于R1的电阻值很高,为便于校准电阻值,经常采用两只配对电阻串联成9MΩ;也有的数字式万用表是用一只高阻值同定电阻和一只低阻值的可调电阻串联成R1的。
  ④为了滤除输入端的高频噪声,某些数字式万用表在直流电压挡的分压器上还并联一只几十皮法的小电容。

标签: 数字万用表
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数字万用表维修方法

  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触不良和断线情况。
  2.若个别档有问题,说明A/D转换器和电源部分都工作正常。因直流电压、电阻档共用一套分压电阻;交直流电流共用分流器;交流电压与交流电流共用一套AC/DC转换器;其它如Cx、HFE、F等都由独立的不同转换器组成。了解它们之间的关系,再根据电源图,就很容易找到故障部位。若测量小信号不准确或显示数字跳动大,则重点检查量程开关的接触是否良好。
  3.若出现测量数据不稳,且数值总是累计增大,短接A/D转换器的输入端,显示数据不为零的情况,则一般是0.1μF的基准电容性能不良所引起的。
  根据以上分析,数字万用表的修理基本顺序应是:数字表头部→直流电压→直流电流→交流电压→交流电流→电阻档(包括蜂鸣器和检查二级管正压降)→Cx→HFE、F、H、T等。但也不可过分机械,有些明显能看出的问题,可以先处理。但在进行调校时,则一定要按照上述程序。
  总之,一块故障万用表,经过适当的检测,首先要分析故障可能出现的部位,然后根据线路图找到故障位置进行更换和修复。因数字万用表是较精密的仪表,更换元件一定要用参数相同的元件,特别是更换A/D转换器,一定要采用生产厂家经严格筛选的集成块,否则将出现误差而达不到所需准确度。新换的A/D转换器,也需要按前面所述的方法进行检查,切不可因新而置信不疑。

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数字万用表故障防范措施

  数字万用表一般具有电阻测量、通断声响检测、二极管正向导通电压测量。交流直流电压电流测量、三极管放大倍数及性能测量等。但是数字方用表由于使用不当,在实际检测时易造成表内元件损坏,产生故障。数字方用表在使用中的注意事项,供初学初用者参考,以尽量防止数字万用表的损坏。
  数字万用表故障原因及防范措施:
  1、数字万用表损坏在大多数情况下是因测量档位错误造成,如在测量交流市电时,测量档位选择置于电阻挡,这种情况下表笔一旦接触市电,瞬间即可造成万用表内部元件损坏。因此,在使用万用表测量前一定要先检查测量档位是否正确。在使用完毕,将测量选择置于交流750V或者直流1000V处,这样在下次测量时无论误测什么参数,都不会引起数字万用表损坏.
  2、有些数字万用表损坏是由于测量的电压电流超过量程范围所造成的.如在交流20V档位测量市电,很易引起数字万用表交流放大电路损坏,使万用表失去交流测量功能。在测量直流电压时,所测电压超出测量量程,同样易造成表内电路故障。在测量电流时如果实际电流值超过量程,一般仅引起万用表内的保险丝烧断,不会造成其它损坏。所以在测量电压参数时,如果不知道所测电压的大致范围,应先把测量档置于高档,通过测量其值后再换档测量,以得到比较精确的数值。如果所要测量的电压数值远超出万用表所能测量的最大量程,应另配高阻测量表笔。如检测黑白彩电的第二阳极高压及聚焦高压。
  3、多数数字万用表的直流电压上限量程为1000V,因此测量直流电压时,最高电压值在1000V以下,一般不会损坏万用表。如果超出1000V,则很有可能造成万用表损坏。但是,不同的数字万用表的可测量电压上限值可能有所不同。如果测量的电压超出量程,可采取电阻降压的方法加以测量。另外,在测量40O~1000V的直流高电压时,表笔与测量处一定要接触好,不能有任何抖动,否则,除了可能会造成万用表损坏而使测量不准确外,严重时还可使万用表无任何显示。
  4、在测量电阻时,应注意一定不要带电测量。

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