電工儀表與測量第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)字部分計數(shù)器譯碼驅(qū)動器數(shù)字顯示器時鐘脈沖發(fā)生器

4二、CC7106型A/D轉(zhuǎn)換器簡介為了對模擬量（如電壓）進(jìn)行數(shù)字化測量，必須將被測的模擬量轉(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)換器簡介為了對模擬量（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”。此端可用來檢查顯示器有無筆段殘缺現(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。對輸入信號基本無衰減作用。內(nèi)部有異或門輸出電路，能直接驅(qū)動LCD液晶顯示器工作。具有自動調(diào)零功能，能自動判定被測電壓的極性。整機(jī)組裝方便。只要配上5個電阻、5個電容和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)：工作時所需要的驅(qū)動電壓低（3～10V），工作電流小（μA級），可以直接用CMOS集成電路驅(qū)動。因此被廣泛應(yīng)用于數(shù)字式儀表、電子表和計算器中。液晶顯示器屬于無源顯示器件。它本身不發(fā)光，只能反射外界光線。液晶顯示器特點(diǎn)：工作時所需要的驅(qū)動電壓低（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。若采用直流驅(qū)動或用直流成分較大的交流驅(qū)動，將會使液晶材料發(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17數(shù)字式儀表的靈敏度通常用分辨力來表示，它表示在最低量程末位上的一個字所對應(yīng)的電壓值。例如，位數(shù)字式萬用表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?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)字式萬用表第二節(jié)數(shù)字式萬用表20數(shù)字式直流電壓表原理一、數(shù)字式萬用表的組成及工作原理數(shù)字式直流電壓表原理一、數(shù)字式萬用表的組成及工作原理21數(shù)字式萬用表直流電壓測量電路是利用分壓電阻來擴(kuò)大電壓量程的。數(shù)字式萬用表直流電壓測量電路是利用分壓電阻來擴(kuò)大電壓量程的。22在計算分壓電阻時，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。在計算分壓電阻時，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直流電壓測量電路直流電壓測量電路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)字式萬用表中，為提高測量交流信號的靈敏度和準(zhǔn)確度，一般采用先將被測交流電壓降壓后，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。交流電壓測量電路在數(shù)字式萬用表中，為提高測量交流信號的靈敏度和準(zhǔn)確度，一般采29交流電壓測量電路AC/DC轉(zhuǎn)換器交流電壓測量電路AC/DC轉(zhuǎn)換器30利用A／D轉(zhuǎn)換器中的2.8V基準(zhǔn)電壓源向被測電阻Rx和基準(zhǔn)電阻R0提供測試電流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，顯示值為1000，當(dāng)Rx＝2R0時滿量程。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，即可直接讀取測量結(jié)果。電阻測量電路利用A／D轉(zhuǎn)換器中的2.8V基準(zhǔn)電壓源向被測電阻Rx和基準(zhǔn)電31比例法測電阻的原理

比例法測電阻的原理32電阻測量電路

電阻測量電路33PNP型晶體管測量電路

NPN型晶體管測量電路

晶體三極管hFE測量電路

PNP型晶體管測量電路NPN型晶體管測量電路晶體三極管h34對于上述晶體三極管hFE測量電路，由于測量電源提供的測試電壓低，故僅適用于測量小功率晶體管。另外，該測量電路盡管理論上可測得hFE＝1999，但hFE值過大會影響基準(zhǔn)電壓源的穩(wěn)定性，故規(guī)定被測管的hFE值不宜超過1000，最好在500以下。對于上述晶體三極管hFE測量電路，由于測量電源提供的測試電壓35DT－830B型數(shù)字式萬用表面板圖

二、數(shù)字式萬用表的使用DT－830B型數(shù)字式萬用表面板圖二、數(shù)字式萬用表的使用36測量電阻兩端電壓

測量電池電動勢

測量直流電壓測量電阻兩端電壓測量電池電動勢測量直流電壓37測量交流電壓測量交流電壓38測量直流電流測量直流電流39測量電阻測量電阻40測量二極管的正向電阻

測量二極管的反向電阻

測量二極管測量二極管的正向電阻測量二極管的反向電阻測量二極管41測量三極管測量三極管42使用數(shù)字式萬用表的注意事項(xiàng)（一）使用數(shù)字式萬用表之前，應(yīng)仔細(xì)閱讀使用說明書，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。測量前，應(yīng)校對量程開關(guān)位置及兩表筆所插的插孔，無誤后再進(jìn)行測量。測量前若無法估計被測量大小，應(yīng)先用最高量程擋測量，再視測量結(jié)果選擇合適的量程擋。嚴(yán)禁測量高壓或大電流時撥動量程開關(guān)，以防止產(chǎn)生電弧，燒毀開關(guān)觸點(diǎn)。使用數(shù)字式萬用表的注意事項(xiàng)（一）使用數(shù)字式萬用表之前，應(yīng)仔細(xì)43由于數(shù)字式萬用表的頻率特性較差，故只能測量45～500Hz范圍內(nèi)的正弦波電量的有效值。嚴(yán)禁在被測電路帶電的情況下測量電阻，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“←”，需更換新電池。為延長電池使用壽命，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)字式萬用表的注意事項(xiàng)（二）由于數(shù)字式萬用表的頻率特性較差，故只能測量45～500Hz范44思考與練習(xí)數(shù)字式萬用表由哪幾部分組成?各部分的作用是什么?試述數(shù)字式萬用表測量電流的原理。為什么數(shù)字式萬用表測量交流電要用線性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)字式萬用表測量電阻的原理。返回章目錄思考與練習(xí)數(shù)字式萬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