電工儀表與測(cè)量第4章課件

第一節(jié)第二節(jié)

第三節(jié)第四章數(shù)字式儀表第一節(jié)第二節(jié)第三節(jié)第四章數(shù)字式儀表1第一節(jié)數(shù)字式電壓基本表第一節(jié)數(shù)字式電壓基本表2數(shù)字式電壓基本表的結(jié)構(gòu)方框圖數(shù)字部分模擬部分一、數(shù)字式電壓基本表的組成數(shù)字式電壓基本表的結(jié)構(gòu)方框圖數(shù)字部分模擬部分一、數(shù)字式電壓基3

輸入電路模擬部分A/D轉(zhuǎn)換器基準(zhǔn)電壓源

電源邏輯控制器數(shù)字部分計(jì)數(shù)器譯碼驅(qū)動(dòng)器數(shù)字顯示器時(shí)鐘脈沖發(fā)生器

4二、CC7106型A/D轉(zhuǎn)換器簡(jiǎn)介為了對(duì)模擬量（如電壓）進(jìn)行數(shù)字化測(cè)量，必須將被測(cè)的模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，我們把完成這種轉(zhuǎn)換的裝置稱為模－數(shù)轉(zhuǎn)換器，即A／D轉(zhuǎn)換器。A／D轉(zhuǎn)換器是數(shù)字式電壓基本表的核心。二、CC7106型A/D轉(zhuǎn)換器簡(jiǎn)介為了對(duì)模擬量（如電壓）進(jìn)行5CC7106型A/D轉(zhuǎn)換器管腳排列圖CC7106型A/D轉(zhuǎn)換器6TEST——測(cè)試端該端經(jīng)內(nèi)部500Ω電阻接至數(shù)字電路的公共端，故亦稱為“數(shù)字地”或“邏輯地”。此端可用來(lái)檢查顯示器有無(wú)筆段殘缺現(xiàn)象，具體檢查方法是：將該端與V+短接后，LCD顯示器的全部筆段點(diǎn)亮，顯示值應(yīng)為1888，否則表示顯示器有故障。TEST——測(cè)試端該端經(jīng)內(nèi)部500Ω電阻接至數(shù)字電路的公共端7CC7106型A／D轉(zhuǎn)換器的主要特點(diǎn)采用單電源供電，電壓范圍較寬，規(guī)定為7～15V。低功耗。一節(jié)9V疊層電池可使用半年以上。輸入阻抗高。對(duì)輸入信號(hào)基本無(wú)衰減作用。內(nèi)部有異或門輸出電路，能直接驅(qū)動(dòng)LCD液晶顯示器工作。具有自動(dòng)調(diào)零功能，能自動(dòng)判定被測(cè)電壓的極性。整機(jī)組裝方便。只要配上5個(gè)電阻、5個(gè)電容和LCD顯示器，就能組成一塊數(shù)字式電壓表。CC7106型A／D轉(zhuǎn)換器的主要特點(diǎn)采用單電源供電，電壓范圍8三、數(shù)碼顯示器數(shù)字式儀表所用的顯示器一般采用發(fā)光二極管式（LED）顯示器和液晶（LCD）顯示器。

LED數(shù)碼顯示器是用七個(gè)條狀的發(fā)光二極管組成。特點(diǎn)是發(fā)光亮度高，但驅(qū)動(dòng)電流較大（約5～10mA），功耗大。適用于安裝式的數(shù)字式儀表。三、數(shù)碼顯示器數(shù)字式儀表所用的顯示器一般采用發(fā)光二極管式（L9LED顯示器筆段LED顯示器筆段10液晶顯示器特點(diǎn)：工作時(shí)所需要的驅(qū)動(dòng)電壓低（3～10V），工作電流小（μA級(jí)），可以直接用CMOS集成電路驅(qū)動(dòng)。因此被廣泛應(yīng)用于數(shù)字式儀表、電子表和計(jì)算器中。液晶顯示器屬于無(wú)源顯示器件。它本身不發(fā)光，只能反射外界光線。液晶顯示器特點(diǎn)：工作時(shí)所需要的驅(qū)動(dòng)電壓低（3～10V），工作11液晶顯示器液晶顯示器12液晶顯示器必須用交流(頻率在30～200Hz之間的方波)電壓驅(qū)動(dòng)。若采用直流驅(qū)動(dòng)或用直流成分較大的交流驅(qū)動(dòng)，將會(huì)使液晶材料發(fā)生電解，出現(xiàn)氣泡而變質(zhì)。液晶顯示器必須用交流(頻率在30～200Hz之間的方波)電壓13液晶顯示器的外形圖液晶顯示器的外形圖14液晶顯示器的內(nèi)部接線圖液晶顯示器的內(nèi)部接線圖15位數(shù)字式電壓表的典型電路圖

位數(shù)字式電壓表的典型電路圖16數(shù)字式儀表的準(zhǔn)確度數(shù)字式儀表的準(zhǔn)確度反映了測(cè)量結(jié)果與實(shí)際值的一致程度，通常采用以下兩種表示方法。準(zhǔn)確度＝±（α％rdg+n個(gè)字）式中rdg表示儀表讀數(shù)值；α％表示綜合誤差系數(shù)；n表示最后一位數(shù)單位值的n倍。準(zhǔn)確度＝±（α％rdg＋b％fs）式中，fs表示儀表滿度值，b

％表示滿度誤差系數(shù)。數(shù)字式儀表的準(zhǔn)確度數(shù)字式儀表的準(zhǔn)確度反映了測(cè)17數(shù)字式儀表的靈敏度通常用分辨力來(lái)表示，它表示在最低量程末位上的一個(gè)字所對(duì)應(yīng)的電壓值。例如，位數(shù)字式萬(wàn)用表200mV擋的最大顯示值為199.9mV，末位上的數(shù)字1表示0.1mV，即100μV，因此其分辨力為100μV，這比模擬式萬(wàn)用表高1000倍。數(shù)字式儀表的靈敏度數(shù)字式儀表的靈敏度通常用分辨力來(lái)表示，它表示在最低量程末位上18思考與練習(xí)何謂數(shù)字式儀表?數(shù)字式儀表的核心是什么?數(shù)字式電壓基本表的基本結(jié)構(gòu)由幾部分組成?A/D轉(zhuǎn)換器的作用是什么?液晶顯示器是如何發(fā)光的?它為什么不能用直流電壓驅(qū)動(dòng)?返回章目錄思考與練習(xí)何謂數(shù)字式儀表?數(shù)字式儀表的核心是什么?返回章目錄19第二節(jié)數(shù)字式萬(wàn)用表第二節(jié)數(shù)字式萬(wàn)用表20數(shù)字式直流電壓表原理一、數(shù)字式萬(wàn)用表的組成及工作原理數(shù)字式直流電壓表原理一、數(shù)字式萬(wàn)用表的組成及工作原理21數(shù)字式萬(wàn)用表直流電壓測(cè)量電路是利用分壓電阻來(lái)擴(kuò)大電壓量程的。數(shù)字式萬(wàn)用表直流電壓測(cè)量電路是利用分壓電阻來(lái)擴(kuò)大電壓量程的。22在計(jì)算分壓電阻時(shí)，應(yīng)遵照下列原則：由于數(shù)字式電壓基本表的輸入電阻極大，故可認(rèn)為輸入端開路。由于數(shù)字式電壓基本表的最大顯示值是1999，因此，量程擴(kuò)大后的滿量程顯示值也只能是1999，僅僅是單位和小數(shù)點(diǎn)的位置不同而已。在計(jì)算分壓電阻時(shí)，應(yīng)遵照下列原則：23［例4］如圖所示電路，欲將量程為200mV的數(shù)字式電壓基本表擴(kuò)大為量程是2V的直流電壓表，若要求該表輸入電阻為10MΩ（即要求Rsr＝RV1＋RV2＝10MΩ），求分壓電阻的值。解：先求得分壓比

再求得分壓電阻 分壓電阻RV1＝9MΩ，RV2＝1MΩ。RV1＝Rsr－

RV2＝10－1＝9MΩRV2＝KRsr=1MΩ［例4］如圖所示電路，欲將量程為200mV的數(shù)字式電壓基本24直流電壓測(cè)量電路直流電壓測(cè)量電路25數(shù)字式直流電流表是由數(shù)字式電壓基本表和分流電阻并聯(lián)組成的。數(shù)字式直流電流表原理數(shù)字式直流電流表是由數(shù)字式電壓基本表和分流電阻并聯(lián)組成的。數(shù)26由于數(shù)字式電壓基本表的輸入阻抗極高，可視為開路，對(duì)電流的分流作用近似等于零。所以，這里的分流電阻RA只起到將被測(cè)電流I轉(zhuǎn)換為輸入電壓的作用。由于數(shù)字式電壓基本表的輸入阻抗極高，可27［例］已知數(shù)字式基本表的電壓量程為Um＝200mV＝0.2V，若要求將電流量程擴(kuò)大為Im＝10A，求分流電阻的值。解：分流電阻值為Ω［例］已知數(shù)字式基本表的電壓量程為Um＝200mV＝0.2V28在數(shù)字式萬(wàn)用表中，為提高測(cè)量交流信號(hào)的靈敏度和準(zhǔn)確度，一般采用先將被測(cè)交流電壓降壓后，經(jīng)線性AC（交流）／DC（直流）轉(zhuǎn)換器變換成微小直流電壓，再送入電壓基本表中進(jìn)行顯示的方法。交流電壓測(cè)量電路在數(shù)字式萬(wàn)用表中，為提高測(cè)量交流信號(hào)的靈敏度和準(zhǔn)確度，一般采29交流電壓測(cè)量電路AC/DC轉(zhuǎn)換器交流電壓測(cè)量電路AC/DC轉(zhuǎn)換器30利用A／D轉(zhuǎn)換器中的2.8V基準(zhǔn)電壓源向被測(cè)電阻Rx和基準(zhǔn)電阻R0提供測(cè)試電流I，R0上的壓降U0作為基準(zhǔn)電壓，Rx上的壓降Ux作為輸入電壓，則當(dāng)Rx＝R0時(shí)，顯示值為1000，當(dāng)Rx＝2R0時(shí)滿量程。通常，顯示值＝

以200Ω擋為例，取R0＝100Ω，并代入上式，顯示值＝10Rx，只要將小數(shù)點(diǎn)定在十位，即可直接讀取測(cè)量結(jié)果。電阻測(cè)量電路利用A／D轉(zhuǎn)換器中的2.8V基準(zhǔn)電壓源向被測(cè)電阻Rx和基準(zhǔn)電31比例法測(cè)電阻的原理

比例法測(cè)電阻的原理32電阻測(cè)量電路

電阻測(cè)量電路33PNP型晶體管測(cè)量電路

NPN型晶體管測(cè)量電路

晶體三極管hFE測(cè)量電路

PNP型晶體管測(cè)量電路NPN型晶體管測(cè)量電路晶體三極管h34對(duì)于上述晶體三極管hFE測(cè)量電路，由于測(cè)量電源提供的測(cè)試電壓低，故僅適用于測(cè)量小功率晶體管。另外，該測(cè)量電路盡管理論上可測(cè)得hFE＝1999，但hFE值過(guò)大會(huì)影響基準(zhǔn)電壓源的穩(wěn)定性，故規(guī)定被測(cè)管的hFE值不宜超過(guò)1000，最好在500以下。對(duì)于上述晶體三極管hFE測(cè)量電路，由于測(cè)量電源提供的測(cè)試電壓35DT－830B型數(shù)字式萬(wàn)用表面板圖

二、數(shù)字式萬(wàn)用表的使用DT－830B型數(shù)字式萬(wàn)用表面板圖二、數(shù)字式萬(wàn)用表的使用36測(cè)量電阻兩端電壓

測(cè)量電池電動(dòng)勢(shì)

測(cè)量直流電壓測(cè)量電阻兩端電壓測(cè)量電池電動(dòng)勢(shì)測(cè)量直流電壓37測(cè)量交流電壓測(cè)量交流電壓38測(cè)量直流電流測(cè)量直流電流39測(cè)量電阻測(cè)量電阻40測(cè)量二極管的正向電阻

測(cè)量二極管的反向電阻

測(cè)量二極管測(cè)量二極管的正向電阻測(cè)量二極管的反向電阻測(cè)量二極管41測(cè)量三極管測(cè)量三極管42使用數(shù)字式萬(wàn)用表的注意事項(xiàng)（一）使用數(shù)字式萬(wàn)用表之前，應(yīng)仔細(xì)閱讀使用說(shuō)明書，熟悉面板結(jié)構(gòu)及各旋鈕、插孔的作用，以免使用中發(fā)生差錯(cuò)。測(cè)量前，應(yīng)校對(duì)量程開關(guān)位置及兩表筆所插的插孔，無(wú)誤后再進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量前若無(wú)法估計(jì)被測(cè)量大小，應(yīng)先用最高量程擋測(cè)量，再視測(cè)量結(jié)果選擇合適的量程擋。嚴(yán)禁測(cè)量高壓或大電流時(shí)撥動(dòng)量程開關(guān)，以防止產(chǎn)生電弧，燒毀開關(guān)觸點(diǎn)。使用數(shù)字式萬(wàn)用表的注意事項(xiàng)（一）使用數(shù)字式萬(wàn)用表之前，應(yīng)仔細(xì)43由于數(shù)字式萬(wàn)用表的頻率特性較差，故只能測(cè)量45～500Hz范圍內(nèi)的正弦波電量的有效值。嚴(yán)禁在被測(cè)電路帶電的情況下測(cè)量電阻，以免損壞儀表。若將電源開關(guān)撥至“ON”位置，液晶顯示器無(wú)顯示，應(yīng)檢查電池是否失效，或熔絲管是否燒斷。若顯示欠壓信號(hào)“←”，需更換新電池。為延長(zhǎng)電池使用壽命，每次使用完畢應(yīng)將電源開關(guān)撥至“OFF”位置。長(zhǎng)期不用的儀表，要取出電池，防止因電池內(nèi)電解液漏出而腐蝕表內(nèi)元器件。使用數(shù)字式萬(wàn)用表的注意事項(xiàng)（二）由于數(shù)字式萬(wàn)用表的頻率特性較差，故只能測(cè)量45～500Hz范44思考與練習(xí)數(shù)字式萬(wàn)用表由哪幾部分組成?各部分的作用是什么?試述數(shù)字式萬(wàn)用表測(cè)量電流的原理。為什么數(shù)字式萬(wàn)用表測(cè)量交流電要用線性AC／DC轉(zhuǎn)換器？線性AC／DC轉(zhuǎn)換器有什么優(yōu)點(diǎn)？試述數(shù)字式萬(wàn)用表測(cè)量電阻的原理。返回章目錄思考與練習(xí)數(shù)字式萬(wàn)用表由哪幾部分組成?各部分的作用是什么?返45第三節(jié)數(shù)字式頻率表第三節(jié)數(shù)字式頻率表46數(shù)字式頻率表的工作方框圖f／U轉(zhuǎn)換器數(shù)字式頻率表的工作方框圖f／U轉(zhuǎn)換器47數(shù)字式數(shù)字式頻率表工作波形圖數(shù)字式數(shù)字式頻率表工作波形圖48

安裝式數(shù)字頻率表

安