有关万用表设计输入电路

donaldduck 2003-04-05 11:48:08

输入部分要求:
1.输入电压0-19.9v
2.输入电流0-20mA
3.输入电阻0-20K
4.精度 0.5/1000

因为所采用的AD 电压 0-5v(暂定)
所以电压需要分压,并且要兼顾误差.
本人问题:
1.合理分压,并且降低误差
2.输入电流合理转换成电压,并且对外部输入的影响尽量减少
3.电阻转换成电压的问题暂时不予讨论.
希望高手指点,因为本人分数充裕(1万分左右),如果回答的好,本人另外给分

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donaldduck 2003-04-07

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其实这个是我们竞赛的题目.不过我心里有底了.
0.5/1000 的精度还可以通过软件补偿的方法得以实现.
输入那部分基本可以满足要求了.

坐着等天亮 2003-04-06

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万分之五的精度实在太高了，我看了一下TL431C的精度，它是30ppm，如果你的设备工作温度范围太大的话，就要加恒温电路。

I/V如果直接用电阻，那么压降最大为0.199V，如果能满足要求就不要放大了。
分档就看你的要求吧。

donaldduck 2003-04-06

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高手都去哪了??

坐着等天亮 2003-04-05

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由于精度要求 0.5/1000，如果用一般的8位或者10位ADC不能满足要求。（从你说AD电压0-5V来看，你是想用这样的逐次逼近型ADC吧？）
你用双积分的吧。3 1/2位的应该可以了吧。显示精度 1/1999（就相当于0.5/1000）。
由于你的精度要求很高（不是一般的高），那么就要使用精密的参考电压源，高稳定性的金属膜电阻，精密微调电位器。就算这样，要达到0.5/1000的精度还是……

Input (V)
*---+
| +----
$ R1 |
+----+ ADC
$ R2 |
| +----
~GND

Input (A)
*---+ +-----
| |
+----+ ADC
$ R3 |
| +-----
~GND

Input (R)
_ Vcc
|
@ 恒流源 +------
| |
+--------+ ADC
* |
| +------
$ Rx
|
*
|
~GND

可以在ADC输入端接一个0.1uF的瓷片电容。

参数计算：
V分压就不说了吧？
A 20mA*R3=2.0V => R3=?
R 20K*Iref=2.0V => Iref=?

donaldduck 2003-04-05

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今天参考了很多电路...
楼上兄弟的回答比较详尽.但是对于如何提高精度方面还没有提供更好的方案.
也许是本人对于电路设计还没有过实践以及理论知识不够齐全(我是计算机系学生),
请楼上兄弟指正一下:
1.是否有必要采用电压跟随器之类的电路以降低对输入端的影响.
2.I/V 转换直接用电阻是否就可以满足对精度的要求? 是否需要采用放大电路?
(如果采用运放,也就是在反馈电阻和补偿电阻上做一点手脚.)
3.为提高精度,是否有必要分档?
plus:考虑采用4 1/2 积分式AD.(ICL7135)

基于单片机的数字万用表设计摘要本次设计用单片机芯片AT89C52设计一个数字万用表，能够测量直流电压值、直流电流、直流电阻，四位数码显示。此系统由分流电阻、分压电阻、基准电阻、电容测试芯片电路、51单片机最小系统、显示部分、报警部分、AD转换和控制部分组成。为使系统更加稳定，使系统整体精度得以保障，本电路使用了AD0809数据转换芯片，单片机系统设计采用AT89C52单片机作为主控芯片，驱动液晶显示管显示。程序每执行周期耗时缩到最短，这样保证了系统的实时性。关键词数字万用表 AT89C52单片机 AD转换与控制 Abstract This design is design a digital universal meter with chip AT89C52 of one- chip computer, can measure and hand in , direct current pressing value , direct current flow , the direct current is hindered, four numbers show. This system is shunted resistance, resistance of partial pressure, basic resistance, minimum system of 51 one-chip computers, shown that some , warning part , AD change and control making up partly. In order to make the system more steady, make the whole precision of the system be ensured, this circuit has used AD0809 data to change the chip, the one-chip computer system is designed to adopt AT89C52 one-chip computer as the top management chip, urge 4 numbers to be in charge of showing. The every execution cycle consuming time of procedure contracts to get shortest, in this way the real- time character of the security system. Keyword: Digital universal meter AT89S52 one-chip computer AD changes and controls 设计背景数字万用表亦称数字多用表,简称DMM(Digtial Multimeter)。它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量转换成不连续的、离散的数字形式并加以显示的仪表。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，采用单片的数字万用表，精度高、抗干扰能力强，可扩展尾强、集成方便，目前，由各种单片机芯片构成的数字电万用表，已被广泛用于电子及电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统等智能化测量领域，显示出强大的生命力。二、数字万用表的设计依据根据数字万用表的原理，结合以下的设计要求："设计一个数字万用表，能够测量直流电压值，直流电流、直流电阻，四位数码显示。实现多级量程的直流电压测量，其量程范围是5V、 ,20V,.实现多级量程的直流电流测量，其量程范围是2mA ，20mA，200mA.实现多级量程的电阻测量，其量程范围是200、1k ,10k。"由此设想出以下的解决方法，即数字万用表的系统由分流电阻、分压电阻、基准电阻、电容测试芯片电路、51单片机最小系统、显示部分、报警部分、AD转换和控制部分组成。为使系统更加稳定，使系统整体精度得以保障。三、设计任务 3．1设计目的采用8位8路A/D转换器ADC0809和AT89S52单片机，设计一台数字多用表，能进行电压、电流和电阻的测量，测量结果通过液晶显示管显示，通过按键进行测量功能转换。 3．2设计指标及要求电压测量范围0~5，0~20V，电流测量范围1~2，1~20，1~200mA，电阻测量范围0~200 ,0~1K,0~10KΩ。四、设计思路与总体框图 4．1设计思路首先利用P0 口数据地址复用，将地址通过P0口输入到单片机中。再利用模数转换将模拟信号转换成数字信号，再次利用P0口将其输入到单片机。最后，充分利用单片机强大的运算转化功能将其转成

前言: 泰克提供从基础台式仪器组合，包括示波器、信号发生器、电源、万用表、频率计到高端性能仪器的广泛产品线，更方便教育类用户配套使用，充分满足本科和研究生不同阶段的实验室教学和科研需求。泰克数字万用表作为电子测试和维修领域不可缺少的产品之一，其应用范围越来越广泛。泰克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，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、抗干扰能力强、测量自动化程度高等优点，因而被广泛应用，得到使用者的青睐。本文档介绍的是数字示波器电路包括: 优利德(UNI-T)新型数字万用表电路，UT60G、UT908B等；维克多数字万用表电路，如VC202系列、9802A等；华仪MASTECH MY63 数字多用表电路，还有MY64、MY68等；还有其他等等厂商的设计数字万用表电路，这里就不一一详列。 UT58E数字万用表电路截图: 附件内容截图:

有一个测量位置变化的位置传感器，我用万用表电压档测量传感器的输出信号，结果显示的是模拟量信号，即位置和信号输出大小呈线性关系。但是，我用示波器（Picoscope 4227）测量传感器的输出信号，显示的却是PWM信号（脉宽调制），即位置不同，输出PWM信号的占空比不同。　　PWM信号的参数是：200 Hz, 低电平为0V,高电平为18V。　　现在可以确定，我的传感器输出信号是PWM信号。PWM信号需要输入到控制器I/O中，但是控制器I/O口不具备直接采集PWM信号的功能。　　二、解决方案：　　设计个电路，将PWM信号转化为模拟量信号，然后将转换后的模拟量信号输入到控制器模拟量I/O口。　　三、

1.数字逻辑实验箱 2.万用表 3.二-五-十进制计数器 74LS90×11 4.七段显示译码器 CC4511×6 5.两输入四与非门 74LS00×2 6.半导体共阴极数码管 BS202×6 7.六反相器 74LS04×1 8.双路2-2（3）输入与或非门 74LS51×1 9.电阻 680×2 100K×1 10．石英晶体振荡器100KHz×1 11．电容、可变电容 220PF、8到16PF

摘要：本设计能够精确的测量直流电压、交流电压和电阻，具有测量精度高，抗干扰能力强等特点。整个系统可以用一块9V电池供电，实现了低功耗和便携功能。小电阻测量是采用独立恒流供电端口四端子测量法，从而减小了接触电阻的影响，实现了小电阻高精度测量；交流测量是用AD637真有效值转换芯片将交流信号转换成直流电压后测量；用带钳位保护的反向放大器进行输入电压转换，实现了10MΩ的输入阻抗和高安全性。电路中关键器件采用TI公司的精密运算放大器OPA07和仪表放大器INA128，实现了高精度的测量；ADC采用MC14433芯片；控制器选用TI公司的MSP430单片机，实现了低功耗，量程自动切换功能。另外，通过利用和改装波段开关，实现了测量档位转换的便捷和可靠。该作品的所有性能指标远远超出题目的设计要求。

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