ZX830B數(shù)字萬用表原理及裝配

1、zx830b數(shù)字萬用表數(shù)字萬用表東北林業(yè)大學信息與計算機工程學院電子信息工程系講講座座內內容容 基本概念及原理 2 zx830b功能與原理 3 zx830b安裝及調試 4萬用表基礎萬用表基礎o 指針式萬用表功能指針式萬用表功能n 基本電物理量測量：基本電物理量測量：電壓電壓/電流電流/電阻，電阻，俗稱三用表俗稱三用表n 指針式萬用表小巧結指針式萬用表小巧結實，經(jīng)濟耐用，靈敏實，經(jīng)濟耐用，靈敏度高，但讀數(shù)精度差度高，但讀數(shù)精度差 模擬萬用表原理模擬萬用表原理利用一只靈敏的磁電式直流電流表（微安表）做表頭。利用一只靈敏的磁電式直流電流表（微安表）做表頭。當微小電流通過表頭，就會有電流指示。但在表頭

2、不當微小電流通過表頭，就會有電流指示。但在表頭不能通過大電流，所以，必須上并聯(lián)與串聯(lián)一些電阻進能通過大電流，所以，必須上并聯(lián)與串聯(lián)一些電阻進行分流或降壓，從而測出電路中的電流、電壓和電阻。行分流或降壓，從而測出電路中的電流、電壓和電阻。數(shù)字萬用表數(shù)字萬用表o 數(shù)字式萬用表數(shù)字式萬用表n 1.準確度高準確度高n 2.分辨力高（模擬式萬用分辨力高（模擬式萬用表的靈敏度）表的靈敏度）n 3.輸入阻抗高輸入阻抗高n 4.過載能力強過載能力強n 5.功耗低（功耗低（16mw）n 6.抗干擾能力強抗干擾能力強高精度數(shù)字萬用表高精度數(shù)字萬用表o 非常高的精度和準確非常高的精度和準確度，達到位半或度，達到位半

3、或位半位半o 更多的測量功能更多的測量功能o 高速高精度的數(shù)據(jù)采高速高精度的數(shù)據(jù)采集集o 集成各種通信接口集成各種通信接口rigol dm3000 高精度數(shù)字萬用表講講座座內內容容 萬用表發(fā)展 1 zx830b功能與原理 3 zx830b安裝及調試 4 數(shù)字萬用表的基本原理數(shù)字萬用表的基本原理數(shù)字萬用表工作原理框圖功能選擇i-v 轉換ac-dc 轉換-v 轉換量程選擇a/d轉換器邏輯電路顯示器電源直流數(shù)字電壓表（基本表）輸入電路的基本概念電路的基本概念 o 電流電流i：電荷的定向移動叫做電流。：電荷的定向移動叫做電流。o 電壓電壓u：電荷之所以能夠流動，是因為有電位：電荷之所以能夠流動，是因為

4、有電位差。電位差也就是電壓差。電位差也就是電壓 。o 電阻電阻r：電路中對電流通過有阻礙作用并且造：電路中對電流通過有阻礙作用并且造成能量消耗的部分叫做電阻。成能量消耗的部分叫做電阻。o 周期周期t：交流電完成一次完整的變化所需要的：交流電完成一次完整的變化所需要的時間叫做周期。時間叫做周期。o 頻率頻率f：交流電在：交流電在1s內完成周期性變化的次數(shù)內完成周期性變化的次數(shù)叫做頻率。叫做頻率。歐姆定律歐姆定律o 導體中的電流導體中的電流i和導體兩端的電壓和導體兩端的電壓u成正比，和成正比，和導體的電阻導體的電阻r成反比，即成反比，即i=u/r這個規(guī)律叫做歐姆定律。如果知道電壓、電流、這個規(guī)律叫

5、做歐姆定律。如果知道電壓、電流、電阻三個量中的兩個，就可以根據(jù)歐姆定律求電阻三個量中的兩個，就可以根據(jù)歐姆定律求出第三個量。出第三個量。有效值有效值o 定義：若某一交流電與另一直流電在相同時間內定義：若某一交流電與另一直流電在相同時間內通過同一電阻產(chǎn)生相等的熱量，則這一直流電的通過同一電阻產(chǎn)生相等的熱量，則這一直流電的電壓、電流的數(shù)值分別是該交流電的電壓、電流電壓、電流的數(shù)值分別是該交流電的電壓、電流的有效值。的有效值。o 任何周期量的任何周期量的有效值有效值,定義為它的定義為它的均方根值均方根值tdtftat20)(1測量直流電壓原理測量直流電壓原理o 原理圖原理圖n 大的量程時采用分壓測量

6、，小的量程時采用放大電大的量程時采用分壓測量，小的量程時采用放大電路路dcv2v ampa/ddspdcv(2v)r1r2測量直流電流原理測量直流電流原理o 運用歐姆定率：運用歐姆定率：i=u/ro 電流通過電阻，在電阻上產(chǎn)生壓降，此時可以電流通過電阻，在電阻上產(chǎn)生壓降，此時可以通過測量此時的直流電壓，換算后就可以得到通過測量此時的直流電壓，換算后就可以得到支流電流值支流電流值dcird cv交流測量交流測量真有效值測量真有效值測量o 真有效值交流真有效值交流/直流轉換芯片直流轉換芯片 計算復雜輸入信號的有效值并且給出一個與之計算復雜輸入信號的有效值并且給出一個與之等效的直流輸出電平等效的直流

7、輸出電平 a/ddsprmsacvdcv電阻測量電阻測量比例法測量電阻比例法測量電阻o 利用一個內部電壓源加在一個己知電阻值的系列電阻和利用一個內部電壓源加在一個己知電阻值的系列電阻和串聯(lián)在一起的被測電阻上。被測電阻上的電壓與己知電串聯(lián)在一起的被測電阻上。被測電阻上的電壓與己知電阻上的電壓的比值為阻值比。阻上的電壓的比值為阻值比。vxlohirdutrwirerwirev二極管測試二極管測試o 半導體二極管（以下簡稱二極管）是內部具有一個半導體二極管（以下簡稱二極管）是內部具有一個pn結，外部具有兩個電極的一種半導體器件結，外部具有兩個電極的一種半導體器件o 二極管有多種類型，按制作的材料不同

8、，分為二極管有多種類型，按制作的材料不同，分為鍺二極管和硅二極管鍺二極管和硅二極管 對二極管進行檢測對二極管進行檢測o 主要是鑒別它的正、負極性主要是鑒別它的正、負極性o 二極管管型二極管管型n 硅二極管的一般正向壓降一般為硅二極管的一般正向壓降一般為0.60.7vn 鍺二極管的正向壓降為鍺二極管的正向壓降為0.10.3vivxlohivi電容測試電容測試o 用沖放電的方法測量電容的大小，根據(jù)充電時用沖放電的方法測量電容的大小，根據(jù)充電時間和電壓變化換算出電容的大小間和電壓變化換算出電容的大小hiloc-10vadc+10v2 m a 200ua 2ua 2 0 u a 200naut 數(shù)字萬

9、用表常用術語數(shù)字萬用表常用術語p 準確度準確度 指顯示數(shù)值與真實值之間的一致程度。指顯示數(shù)值與真實值之間的一致程度。p 分辨力分辨力 最低量程上末位最低量程上末位1個字所對應的數(shù)值稱為分辨力，它反映個字所對應的數(shù)值稱為分辨力，它反映出儀表靈敏度的高低。分辨力隨顯示位數(shù)的增加而提高。出儀表靈敏度的高低。分辨力隨顯示位數(shù)的增加而提高。p 分辨率分辨率 儀表所能顯示的最小數(shù)字（零除外），與最大數(shù)字之比，儀表所能顯示的最小數(shù)字（零除外），與最大數(shù)字之比，通常用百分數(shù)表示。通常用百分數(shù)表示。p 顯示位數(shù)顯示位數(shù) 數(shù)字萬用表的顯示位數(shù)通常為數(shù)字萬用表的顯示位數(shù)通常為38位位 整數(shù)位表示能顯示從整數(shù)位表示能

10、顯示從0-9中所有數(shù)字的位中所有數(shù)字的位; 分數(shù)位的分分數(shù)位的分子表示最大顯示值中的最高位子表示最大顯示值中的最高位;分母表示滿量程時最高位分母表示滿量程時最高位數(shù)字。數(shù)字。 輸入阻抗輸入阻抗o 阻抗是電路或設備對交流電流的阻力，輸入阻阻抗是電路或設備對交流電流的阻力，輸入阻抗是在入口處測得的阻抗抗是在入口處測得的阻抗 o 對于直流對于直流dmm，輸入阻抗用輸入電阻表示，一般在，輸入阻抗用輸入電阻表示，一般在10m1000m之間。之間。輸入阻抗輸入阻抗o 輸入阻抗越大，對被測系統(tǒng)的影響就越小，測輸入阻抗越大，對被測系統(tǒng)的影響就越小，測量的結果就越準確量的結果就越準確vlohiv被測系統(tǒng)被測系統(tǒng)

11、萬用表萬用表輸入阻抗輸入阻抗50講講座座內內容容 萬用表發(fā)展 1 基本概念及原理 2 zx830b安裝及調試 4 zx830b工作原理工作原理 儀表的核心是一片大規(guī)模集成電路，該芯片儀表的核心是一片大規(guī)模集成電路，該芯片(7106)內部包含雙積分內部包含雙積分a/d轉換器，顯示鎖存器轉換器，顯示鎖存器，七段譯碼器和顯示驅動器。，七段譯碼器和顯示驅動器。icl7106型型3位位a/d轉換器轉換器 a/d a/d轉換器的功能是將模擬量轉換成數(shù)字量，是數(shù)字式電壓表的核心。轉換器的功能是將模擬量轉換成數(shù)字量，是數(shù)字式電壓表的核心。1、icl7106的主要特點的主要特點o 采用單電源供電，電壓范圍采用單

12、電源供電，電壓范圍715v。o 直接驅動直接驅動31/2位位lcd顯示器。顯示器。o 低功耗。低功耗。o 輸入阻抗極高，典型值是輸入阻抗極高，典型值是10m，對輸入信號無衰減作用。，對輸入信號無衰減作用。o 外圍電路簡單，整機組裝方便。外圍電路簡單，整機組裝方便。o 內設時鐘電路，可采用頻率穩(wěn)定度很高的石英晶體震蕩器內設時鐘電路，可采用頻率穩(wěn)定度很高的石英晶體震蕩器o 能通過內部模擬開關自動調零。能通過內部模擬開關自動調零。2.icl7106管腳圖管腳圖 3.icl7106的工作原理的工作原理 雙積分式雙積分式a/d轉換器轉換器3.icl7106的工作原理的工作原理 3.icl7106的外圍電

13、路的外圍電路二、二、dt830b數(shù)字萬用表測量范圍數(shù)字萬用表測量范圍三、電路原理三、電路原理a/d轉換電路；小數(shù)點及低電壓指示電路；直流電壓測量電路；直流電流測量電路；交流電壓測量電路；電阻測量電路;晶體管hfe測量電路;二極管測量電路。a/d轉換電路轉換電路a/d轉換電路轉換電路a/d轉換器：轉換器：ic（7106）；）；時鐘振蕩器阻容元件時鐘振蕩器阻容元件:r13，c1;積分電阻積分電阻:r12;積分電容積分電容:c5；自動調零電容自動調零電容:c4;基準電容：基準電容：c2;基準電壓源分壓器：基準電壓源分壓器：r17，r18，r14，rp (調整用，使調整用，使vref100.0mv）模

14、擬輸入端高頻濾波器模擬輸入端高頻濾波器:r15，c3 ;限流電阻限流電阻:r16。直流電壓測量電路直流電壓測量電路 采用電阻分壓器把基本量程為200mv的直流電壓表擴展為多量程的直流電壓表。rab=1m各檔滿量程時輸出電壓v0：200mv檔： v0 =(rab/rab)200mv=200mv2v檔： v0 =(100k/rab)2v=(100k/1m)2v=200mv20v檔： v0 =(10k/1m)20v=200mv20v檔： v0 =(1k/1m)200v=200mv1000 v檔： v0 =(100/1m)1000v=100mv實際上最大測量電壓為2000v.直流電壓測量電路分壓器直流

15、電壓測量電路分壓器:r1,r2,r3,r4,r5,r6 (誤差為誤差為0.5%的金屬膜電阻的金屬膜電阻)電阻電阻rlr6為精密電阻，又可作電阻檔的標準為精密電阻，又可作電阻檔的標準電阻電阻9 0 0 k 電 阻 由 兩 只 電 阻 串 聯(lián)電 阻 由 兩 只 電 阻 串 聯(lián) r 1 ( 5 4 8 k ) + r2(352k)直流電流測量電路直流電流測量電路直流電流測量電路分流器直流電流測量電路分流器:r5、r6、r7、r8、rw:r8(誤差為誤差為0.5%的金的金屬膜電阻屬膜電阻);rw(1.6x62mm錳銅絲錳銅絲):熔絲管熔絲管:f u(0.2a/250v， 5x20mm)；r6帶來誤差帶

16、來誤差(理想理想90 )。交流電壓測量電路交流電壓測量電路o 交流電壓測量電路半波整流二極管交流電壓測量電路半波整流二極管:d (in4007，1a/1000v);o 分壓器分壓器:r2-r6(說明：為簡化電路，說明：為簡化電路，acv檔的檔的ac/dc轉換器中未加濾波電容，因此輸出為轉換器中未加濾波電容，因此輸出為脈動直流電壓，只能借助于脈動直流電壓，只能借助于a/d轉換器的正向轉換器的正向積分過程取其平均值電壓積分過程取其平均值電壓v0);o 450k電阻由電阻由r2，r3，r4串聯(lián)構成串聯(lián)構成;電阻測量電路電阻測量電路 電阻測量電路標準電阻電阻測量電路標準電阻:rl-r6 ;測試電壓分壓

17、器測試電壓分壓器:e0(+2.8v)，d(vf=0.6v)、降低測試電壓，減小測試電流降低測試電壓，減小測試電流;保護電路保護電路:r19，j e9014（利用（利用pn結反向擊穿結反向擊穿)軟擊穿軟擊穿;限流保護電阻限流保護電阻:r15，r16比例法測電阻：比例法測電阻：晶體管晶體管hfe測量電路測量電路晶體管晶體管hfe測量電路測量電路8芯芯hfe插口；插口；基極偏置電阻基極偏置電阻r21（npn檔），檔），r20（pnp檔）。檔）。取樣電阻：取樣電阻：r7npn測量電路測量電路 pnp測量電路測量電路 二極管測量電路二極管測量電路o 二極管測試電路測試電壓供給電路二極管測試電路測試電壓供

18、給電路:o e0(+2 .8v)，r17，r19(ptc);o 分壓器分壓器:r5、r6;o 保護電路保護電路:r19.小數(shù)點及低電壓指示電路小數(shù)點及低電壓指示電路o 小數(shù)點及低電壓指示電路晶體管小數(shù)點及低電壓指示電路晶體管:t(je9014);o 電阻電阻:r9-r11;o 量程開關量程開關:s;o 液晶顯示器液晶顯示器:jh220講講座座內內容容 萬用表發(fā)展 1 基本概念及原理 2 一、萬用表的安裝一、萬用表的安裝o (1)檢查及清潔裝配所用工具，烙鐵需接地良好，不檢查及清潔裝配所用工具，烙鐵需接地良好，不能有漏電，否則可能損壞能有漏電，否則可能損壞lc，剪元件腳所用的斜日鉗，剪元件腳所用

19、的斜日鉗須良好，否則將損壞線路板。須良好，否則將損壞線路板。o (2)熟悉線路板上元件圖標的位置、規(guī)格。熟悉線路板上元件圖標的位置、規(guī)格。o (3)注意配套清單中備注欄中的詳細說明，特別是高精注意配套清單中備注欄中的詳細說明，特別是高精度電阻與普精電阻的代號，在安裝時不得混裝，否則會度電阻與普精電阻的代號，在安裝時不得混裝，否則會出現(xiàn)精度超差現(xiàn)象。出現(xiàn)精度超差現(xiàn)象。o (4)安裝三極管座時，先將三極管座的安裝方向確定好，安裝三極管座時，先將三極管座的安裝方向確定好，然后插入線路板中，連同線路板放入殼體中，確定三級然后插入線路板中，連同線路板放入殼體中，確定三級管座的高度管座的高度(三極管座面與

20、機殼面水平三極管座面與機殼面水平)，先焊上一只，先焊上一只腳使其固定，最后全部焊上即可。腳使其固定，最后全部焊上即可。o (5)在安裝電位器在安裝電位器vr1和安裝三極管時，每個和安裝三極管時，每個焊點焊接時間不得過長焊點焊接時間不得過長(不超過一分鐘不超過一分鐘)，否則，否則可能損壞元件?？赡軗p壞元件。o (6)安裝錳銅絲時，注意錳銅絲的高度，太高安裝錳銅絲時，注意錳銅絲的高度，太高或太低將帶來調節(jié)上的不方便?；蛱蛯碚{節(jié)上的不方便。o (7)安裝二極管、三極管、電解電容及保險絲安裝二極管、三極管、電解電容及保險絲時，注意方向不能錯。時，注意方向不能錯。o (8)輸入金屬插孔安裝須垂直線

21、路板，不得歪輸入金屬插孔安裝須垂直線路板，不得歪斜。斜。o 確認晶體管確認晶體管8腳測試座能夠容易通過面蓋上的對應孔，腳測試座能夠容易通過面蓋上的對應孔，如果不能，要將面蓋上的孔邊毛刺修整，直到容易穿過。如果不能，要將面蓋上的孔邊毛刺修整，直到容易穿過。不要硬推測試插座的管腳，以免損壞它。將晶體管測試不要硬推測試插座的管腳，以免損壞它。將晶體管測試座從焊接面插入線路板對應孔，確認測試座上的突頭方座從焊接面插入線路板對應孔，確認測試座上的突頭方向對應線路板圖示。從元件面將晶體管測試座焊接在線向對應線路板圖示。從元件面將晶體管測試座焊接在線路板上，然后剪去多余的腳。路板上，然后剪去多余的腳。o 將

22、電池扣的連線從焊接面穿過線路板上示意圖將電池扣的連線從焊接面穿過線路板上示意圖d中的兩中的兩個孔，將紅線插入個孔，將紅線插入(v+)標志孔，黑紅插入標志孔，黑紅插入(v-)標志標志孔，然后將電池線焊接在線路板上。孔，然后將電池線焊接在線路板上。o 將兩保險管座從元件面插入線路板對應孔，確認保險管將兩保險管座從元件面插入線路板對應孔，確認保險管座上的檔片向外，然后保險管座焊接在線路板上。座上的檔片向外，然后保險管座焊接在線路板上。安裝液晶時，在面蓋里邊依次放入液晶片安裝液晶時，在面蓋里邊依次放入液晶片，斑馬條框架以及斑馬條。參照示意圖，斑馬條框架以及斑馬條。參照示意圖e，確保液晶片的小突頭的方向

23、與示意圖一，確保液晶片的小突頭的方向與示意圖一致。致。打開裝有白凡士林的塑料袋，取一點白凡打開裝有白凡士林的塑料袋，取一點白凡士林放入撥盤的彈簧孔中，然后將士林放入撥盤的彈簧孔中，然后將2只撥只撥盤彈簧裝入撥盤彈簧孔中盤彈簧裝入撥盤彈簧孔中(參照示意圖參照示意圖f )。整機裝配整機裝配o 將兩只鋼珠對稱放入面蓋內的凹痕中將兩只鋼珠對稱放入面蓋內的凹痕中(參照示意圖參照示意圖g )。o 將六只溫動接觸片裝在撥盤上將六只溫動接觸片裝在撥盤上(參照示意圖參照示意圖g )。o 放置撥盤入面蓋中，注意撥盤的彈簧孔對準面蓋上的鋼放置撥盤入面蓋中，注意撥盤的彈簧孔對準面蓋上的鋼珠。珠。o 中心軸放入面蓋中，確保八腳插座放入面蓋的對應孔中，中心軸放入面蓋中，確保八腳插座放入面蓋的對應孔中，然后用三只然后用三只6mm螺釘緊固線路板螺釘緊固線路板(參照示意圖參照示意圖g )。o 將將0. 5a/250vf呆險管裝入保險管座中。呆險管裝入保險管座中。o 將功能面牌的襯底剝離，然后將功能面牌貼在面蓋上。將功能面牌的襯底剝離，然后將功能面牌貼在面蓋上。o 將將9v電池蓋在電池扣上，并置于電池倉。電池蓋在電池扣上，并置于電池倉。o（1）電壓測量。將紅表筆插