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目录 第1章 数显仪表工作原理 1 1.1 数字式显示仪表的基本构成及工作原理 1 1.2 数字仪表的主要技术指标 2 1.3 线性化问题 3 第2章 数字仪表的设计方案 4 2.1 ICL7107D的双积分A/D转换器及其转换 4 2.2 ICL7107的逻辑电路 4 2.3 数字计数器 5 2.4 时序逻辑控制电路 5 2.5 时钟脉冲发生器 5 2.6 主要集成块 6 第3章 数显仪表的安装 7 3.1电源部分安装 7 3.2 数显部分安装 7 第4章 结论与体会 9 参考文献 10 第1章 数显仪表工作原理 1.1 数字式显示仪表的基本构成及工作原理 近五十年来，随着现代科学技术的迅猛发展，尤其是数字化测量技术、半导体技术、大规模集成电路技术及计算机技术在仪表中的应用，使数字仪表很快地从电子管式、晶体管式发展到目前集成电路式和带有微处理器的数字仪表。 仪表的应用范围也从原来主要在实验室中使用扩展到了一切测量领域。在工业生产过程中常用的数字式仪表有数字式温度计、数字式压力计、数字流量计、数字电子秤等。 数字仪表的出现适应了科学技术及自动化生产过程中高速、高准确度测量的需要，它具有模拟仪表无法比拟的优点。 同时数字量来传输信息，可使得传输距离不受限制。数显仪表按工作原理分为：不带微处理器的和带微处理器的。其原理如图1-1所示。 图1-1 数字显示仪表的方框图 数字仪表的主要仪表特点有： ①准确度高; ②分辨力高; ③无主观读书错误; ④测量速度快； ⑤能以数码形式输出结果。 不带微处理器的仪表，通常用运算放大器和中，大规模集成电路来实现；带微处理器的仪表，是借助软件的方式来实现原理框图中的有关功能。 不带微处理器的数显仪表一般应具备数模转换，非线性补偿及标度变换三大部分，这三部分又各有很多种类，三者之间相互巧妙地组合，可以组成适应于各种不同要求场合的数字是显示仪表。尽管数字仪表的品种繁多，原理各不相同，但其基本构成形式可有图1-2所示的主要环节组成。模—数转换器是数字仪表的核心，以它为中心，将仪表分成数字和模拟量大部分。 仪表的数字部分一般由计数器，译码器，时钟脉冲发生器，驱动显示电路以及逻辑控制电路组成。 图1-2 数字显示仪表的基本结构 在数字仪表中，逻辑控制电路起着指挥整个仪表各部分协调工作的作用。他是数字仪表中不可缺少的环节之一。另外，高稳定的基准电源和工作电源也是数字仪表的重要组成部分。 1.2 数字仪表的主要技术指标 显示数位 以十进制显示被测变量值的位数称为显示位数。能够显示“0～9”的数字位称为“满位”。 仪表的量程 仪表标称范围的上，下限之差的模。量程有效范围上限为满度值。 精度 目前数字显示仪表的精度表示法有三种：满度的ａ%ｎ字，读数的ａ%ｎ字，读数的ａ%ｎ满度的ｂ%，系数n是显示仪表读数最末一位数字的变化，一般n=1。 分辨力和分辨率 数字仪表的分辨力是指末位数字改变一个字所对应的被测变量的最小变化值，他表示了仪表能够检测到的被测量最小变化的能力。 分辨率指仪表现实的最小数值与最大数值之比。 输入阻抗 数字是显示仪表是一种高输入阻抗的仪表，输入阻抗可达Ω。 抗干扰能力 数字式显示仪表一般用串模干扰抑制比和共模干扰抑制来表征抗干扰能力大小。 1.3 线性化问题 常规数字仪表的非线性补偿方法很多，概括起来可分为下列三种方法：一是可以将非线性被测参数在A/D转换之间的模拟电路进行非线性补偿，这种方法称为模拟非线性补偿法；其二是在A/D转换过程中进行补偿的非线性A/D转换法；其三是在A/D转换之后的数字电路部分进行补偿的数字非线性补偿法。 第2章 数字仪表的设计方案 2.1 ICL7107双积分A/D转换器及其转换 转化器：ICL7107CPL是三位半双积分A/D转换器大规模集成电路，其输出极为异或门结构。它的作用是把输入电压信号变为数字输出，并驱动显示器。 其内部结构包含模拟和数字两大部分。模拟部分包括积分器、模拟开关、过零比较器等电路。数字部分包括时钟脉冲发生器、计数器、分频器、译码器、控制器、相位驱动器等电路。 转换器的转换：ICL7107D模拟部分每个转换周期分为自校零位、信号积分（采样）、反相积分（比较）三个阶段。 自校零（A/Z）阶段 模拟电路部分的模拟开关A/Z接通，其余开关全部断开，电路进入自交零状态。这时模拟输出端与公共模拟端COM短路AZ、比较器输出端、输入端接通负反馈回路。电路中的总飘逸电压对自校零电容充电，以记忆并抵消漂移电压对转换的影响。与此同时基准电容被基准电压充电至。 信号积分(INT)阶段 模拟开关INT接通，其余开关均断开—负反馈回路断开、输入端短路解除并对模拟输入信号进行采样积分。输入信号经过缓冲器送至积分器，大大提高了转