毕业综合实践-数字万用表的设计与制作.docVIP

毕业综合实践 课题名称： 数字万用表的设计与制作 作 者： 陈夏 学 号： 系 别： 电气电子工程系 专 业： 电机与电器 指导老师： 颜晓河 专业技术职务 2011年 3月 浙江温州 目 录 1 引 言…………………………………………………………………………1 2 数字万用表设计与制作的目的与要求…………………………… 引 言 万用表又称多用表、三用表、复用表，是一种多功能、多量程的测量仪表，一般万用表可测量直流电流、直流电压、交流电压、电阻等，有的还可以测量交流电流、电容量、电感量以及半导体的一些参数（如β）。 数字万用表作为电子测试领域不可缺少的产品之一，应用范围最为广泛。数字万用表亦称数字多用表,简称DMM(Digtial Multimeter)。传统的指针式万用表功能单精度低，不能满足数字化时代的需求，数字万用表是利用模/数转换原理，将被测量数据转化为数字量，并将测量结果以数字形式显示出来的一种测量仪表。与指针式万用表相比，新一代数字万用表具有精度高、速度快、输入阻抗大、数字显示、读数准确、可扩展尾强、集成方便、抗干扰能力强、测量自动化程度高等优点，因而被广泛应用，得到工程师的青睐。 2．数字万用表设计与制作的目的和要求 2.1数字万用表设计与制作的目的 通过对一台正式产品数字万用表DT9205A部分零部件的焊接、安装和调试，让我们更好的了解电子产品的生产工艺流程，掌握常用元器件的识别和测试及电子产品生产基本操作技能，培养学生的动手能力。 2.2数字万用表设计与制作的要求 （1）、学会分析基本的电路 （2）、收集数字万用表的各种资料 （3）、熟练掌握protel99se和AutoCAD的使用方法 （4）、能够对系统进行设计 （5）、绘制电路图和面板图 （6）、掌握焊接与调试的方法框图 3．万用表的基本结构万用表的框图、工作原理及特点 3.1万用表的框图及工作原理 DT9205A 仪表主要部分的方框图如下图。该仪表的心脏是一片大规模集成电路，该芯片（7106）内部包含双积分A/D 转换器，ICL7106集成电路和液晶显示器，参数转换电路四个部分组成，它的工作原理框图见下图。 ⑴．第一阶段，输入仪表的电压或电流信号经过一个开关选择器转换成一个0 到188.8mV 的直流电压。例如输入信号100VDC，就用1000：1 的分压器获得100.0mVDC；输入信号100VAC，首先整流为100VDC，然后再分压成100.0mVDC。电流测量则通过选择不同阻值的分流电阻获得。 入端与比较器输出端短接，此时反映到比较器的总失调电压对自动调零电容CAZ充电,以补偿缓冲器，积分器和比较器本身的失调电压，可保证输入失调电压小于10uV，第三，基准电压VREF 向基准电容CREF 充电，使之被充到VREF，为反向积分做准备。 ⑵．第二阶段，正向积分（亦称信号积分或采样）INT（integral）：此时SINT 闭合，SAZ 和SDE 断开，切断自动调零电路并去掉短路线，IN+，IN-端分别被接通，积分器和比较器开始工作。被测电压VIN 经缓冲器和积分电阻后送至积分器。积分器在固定时间T1 内，以VIN /（RINT-CINT）的斜率对VIN 进行定时积分。令计数脉冲的频率为FCP，周期为TCP，则T1=1000 TCP。当计数器计满1000 个脉冲数时，积分器的输出电压为 （3.1） 式中，K 是缓冲放大器的电压放大系数，T1 也叫采样时间。在正向积分结束时，VIN 的极性即被判定。 ⑶．第三阶段，反向积分，亦称解积分DE（Decompose Integral）：在此阶段，SAZ，SINT 断开，SDE+，SDE-闭合。控制逻辑在对VIN 进行极性判断之后，接通相应极性的模拟开关，将CREF 上已充好的基准电压接相反极性代替VIN，进行反向积分，斜率变成VREF/（RINT-CINT）。经过时间T2，积分器的输出又回到零电平，参见示意图3，该图分别绘出对负极当反向积分结束时，有关系式 （3.2）将式（1）代入式（2）中整理后得到 （3.3） 假定在T2 时间内计数值（即仪表显示值，不考虑小数点）为N，则T2 为N TCP，代入式（3）中得到 （3