一、萬用表電路設(shè)計(jì)方案匯總（一）

數(shù)字萬用表，擁有測(cè)量電流、交流電壓、直流電壓、電阻、二極管、線路通斷及溫度測(cè)量等功能。是電工、技術(shù)人員、維修人員常用的工具。

整個(gè)電路圖包含直流電壓測(cè)量電路圖（如圖2）、交流電壓測(cè)量電路圖（如圖3）、直流電流測(cè)量電路圖（如圖4）、電阻測(cè)量電路圖（如圖5）、電池測(cè)試電路圖（如圖6）、二極管測(cè)試電路（如圖7）。

以下為數(shù)字萬用表原理方框圖：

圖1 ?數(shù)字萬用表原理方框圖

1、單元電路1 ?直流電壓測(cè)量電路

圖2 ?直流電壓測(cè)量電路圖

直流電壓的測(cè)量：將萬用表的一個(gè)轉(zhuǎn)換開關(guān)置于交、直流電壓擋，另一個(gè)轉(zhuǎn)換開關(guān)置于直流電壓的合適量程上，且“+”表筆（紅表筆）接到高電位處，“-”表筆（黑表筆）接到低電位處，即讓電流從“+”表筆流入，從“-”表筆流出。若表筆接反，表頭指針會(huì)反方向偏轉(zhuǎn)，容易撞彎指針。

2、單元電路2 ?交流電壓測(cè)量電路

圖3 ?交流電壓測(cè)量電路

在基準(zhǔn)數(shù)字電壓表頭前面加一級(jí)分壓電路（分壓器），可以擴(kuò)展直流電壓測(cè)量的量程。如圖，U0為電壓表頭的量程（如200mV），r為其內(nèi)阻，r1、r2為分壓電阻，U10為擴(kuò)展后的量程。

由于r《《R，所以分壓比為

U0/U10=r2/（r1+r2）

擴(kuò)展后的量程為

U10=（r1+r2）U0/r2

3、單元電路3 ?直流電流測(cè)量電路

圖4 ?直流電流測(cè)量電路

根據(jù)歐姆定理，用合適的取樣電阻把待測(cè)電流轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電壓，再進(jìn)行測(cè)量。如圖，由于r《《R，取樣電阻R上的電壓降為

Ui=IiR

即被測(cè)電流Ii=Ui/R

若數(shù)字表頭的電壓量程為U0，欲使電流檔量程為I0，則該檔的取樣電阻（也稱分流電阻）為R=U0/I0。

4、單元電路4 ?電阻測(cè)量電路

圖5 ?電阻測(cè)量電路

由穩(wěn)壓管ZD提供測(cè)量基準(zhǔn)電壓，流過標(biāo)準(zhǔn)電阻R0和被測(cè)電阻Rx的電流基本相等（數(shù)字表頭的輸入阻抗很高，其取用的電流可忽略不計(jì)）。所以A/D轉(zhuǎn)換器的參考電壓URFE和輸入電壓UIN有如下關(guān)系：

URFE/UIN=R0/Rx

即

Rx=（UIN/URFE）/R0

5、單元電路5 ?電池測(cè)試電路

圖6 ?電池測(cè)試電路

6、單元電路6 ?二極管測(cè)試電路

圖7 ? 二極管測(cè)試電路

數(shù)字萬用表由以下幾部分功能組成，復(fù)原電路、震蕩電路、ADC輸入、被測(cè)量顯示、ADC使能控制。復(fù)位電路用來清零進(jìn)行下一次的測(cè)量；震蕩電路用來消除一些外來干擾，使電路工作更加穩(wěn)定；ADC輸入則是將輸入量進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換；測(cè)量顯示就是顯示測(cè)量的數(shù)值。

二、萬用表電路設(shè)計(jì)方案匯總（二）

1、直流電流測(cè)量電路工作原理

指針式萬用表的主要元件是一只磁電系電流表，通常稱為表頭。但一只表頭只能測(cè)量小于它的靈敏度的電流。為了擴(kuò)大被測(cè)電流的量程，就需要給它并上分流電阻，使流過表頭的電流為被測(cè)電流的一部分從而擴(kuò)大量程。為了在測(cè)量大小不同電流時(shí)得到一定的精確度，電流表都是設(shè)計(jì)成多檔量程的。

應(yīng)用最多的是閉路抽頭式分流電路，其電路如圖1所示。圖中R1～R5統(tǒng)稱為總分流電阻RS，實(shí)際產(chǎn)品中，為了便于調(diào)整和成批生產(chǎn)，總分流電阻RS大多采用較大的整數(shù)千歐的阻值，表頭上再串聯(lián)一只可變線繞電阻R0，當(dāng)表頭參數(shù)有變化時(shí)仍可以得到補(bǔ)償并方便調(diào)整。

圖1 ? ?直流電流測(cè)量電路

2、直流電壓測(cè)量電路工作原理

根據(jù)歐姆定律U=IR，則一只靈敏度為I、內(nèi)阻為R的電流表，本身就是一只量程為U的電壓表，如一只100μA的電流表，它的內(nèi)阻為1.5KΩ，能用來測(cè)量的電壓量程為0.15V，顯然是不實(shí)用的，但是我們可以給它串接一只電阻，來擴(kuò)大它的量程范圍。如串接一只8.5KΩ的電阻，量程就可擴(kuò)展為1V，這時(shí)該電壓表的內(nèi)阻為10KΩ。這就引出直流電壓靈敏度這一概念了；針對(duì)該例，這只電壓表測(cè)量每伏直流電壓時(shí)需要10KΩ內(nèi)阻，即：10KΩ／V。有了電壓靈敏度就個(gè)概念，就可以很方便的將電壓表各檔的內(nèi)阻計(jì)算出來。同時(shí)，直流電壓靈敏度越高，測(cè)量直流電壓時(shí)分去的電流越小，測(cè)量結(jié)果越準(zhǔn)確。

直流電壓測(cè)量電路如圖2所示。圖中RS為直流電流檔的分流電阻，R6～R10為各電壓測(cè)量檔的降壓電阻。