1、南方医科大学 生物医学工程学院 电子信息工程 王浩文 1132008802000101迷你型数字万用表 11 仪器特性1 11.1 一般特性 11.2 电气特性 12工作原理2 .32.1 ICL7106 原理介绍 .32.1 电路原理 43 安装工艺2 53.1 安装步骤 54 调试1 74.1 ICL7106 的功能检测 .74.2 数字万用表的功能和性能指标检测 85 总结 .8迷你型数字万用表作者：南方医科大学 生物医学工程学院 电子信息工程 王浩文 113200880200010导师：曾斯坚邮箱：1 仪器特性11.1 一般特性本已表示一种便携的、3 1/2LCD 驱动的数字万用表。她
2、拥有测量直流电流、交流电压、直流电压、电阻、二极管、线路通断及温度测量等功能。1.2 电气特性1.2.1 直流电流量程 分辨率 准确度200uA 0.1uA2000uA 1uA20mA 10uA(1.8%读书+2 字)200mA 100uA (2.0%读书+2 字)10A 10mA (2.0%读书+10 字)表 1过载保护：220V0.5A 保险丝，10A 档没有保险丝1.2.2 直流电压南方医科大学 生物医学工程学院 电子信息工程 王浩文 1132008802000102量程 分辨率 准确度200mV 100uV (0.5%读书+3 字)2000mV 1mV20V 10mV200V 100m
3、V(0.8%读书+2 字)1000V 1V (1.0%读书+2 字)表 2输入阻抗：=1M 过载保护：直流 1000V 或交流峰值 750V1.2.3 交流电压（平均值响应，正弦波有较值校验）量程 分辨率 准确度200V 100mV750V 1V (2.0%读书+10 字)表 3输入阻抗：=1M 过载保护：DC/AC 750V1.2.4 电阻量程 分辨率 准确度200 100m (1.0%读书+10 字)2000 120K 10200K 1002000K 1K(1.0%读书+4 字)表 4过载保护：所有量程为直流 250V 或交流有效值 250V1.2.5 温度准确度量程 分辨率-20-150
4、 150-7500-750 1 5 (3%读数+3 字)表 51.2.6 环境条件推荐工作温度：18-28适用工作温度：0-50存储条件：-20-60（移除电池且相对湿度小于 80%）1.2.7 功能属性测量方法：双积分式 A/D 转换采样速度：每秒约 3 次极性指示：直流电压自动显示“-”号，正极默认过载指示：只在最高位显示“1”供电要求：9V 叠层电池显示方法：3 液晶显示，最高显示 1999南方医科大学 生物医学工程学院 电子信息工程 王浩文 11320088020001032工作原理22.1 ICL7106 原理介绍图 1ICL7106 是目前广泛应用的一种 3位 A/D 转换器，能构
5、成 3位液晶显示的数字电压表。ICL7106 内部包括模拟电路和数字电路两大部分，二者是互相联系的。一方面由控制逻辑产生控制信号，按规定时序将多路模拟开关接通或断开，保证 A/D 转换正常进行；另一方面模拟电路中的比较器输出信号又控制着数字电路的工作状态和显示结果。下面介绍各部分的工作原理。2.1.1 模拟电路模拟电路由双积分式 A/D 转换器构成，电路如图 2 所示。主要包括 2.8V 基准电压源（E 0）、缓冲器（A 1）、积分器（A 2）、比较器（A 3）和模拟开关等组成。图 22.1.2 数字电路数字电路如图 3 所示。主要包括 8 个单元：时钟振荡器；分频器；计数器；锁存器；译码器；
6、异或门相位驱动器；控制逻辑；LCD 显示器。时钟振荡器由南方医科大学 生物医学工程学院 电子信息工程 王浩文 1132008802000104ICL7106 内部反相器 F1、F 2 以及外部阻容元件 R、C 组成。若取 R120k，C 100PF，则 f040kHz。f 0 经过 4 分频后得到计数频率图 32.1 电路原理DT830 型 3 1/2 位数字万用表总电路原理图如图 5 所示。主要包括 10 个部分： A/D 转换器电路；直流电压测量电路；直流电流测量电路；交流电压测量电路；交流电流测量电路；电阻测量电路；测量晶体管 Hfe 的电路；二极管测试电路；蜂鸣器电路；小数点驱动电路及
7、低电压指示电路。图 4图 53 安装工艺2DT830B 由机壳塑件（包括上下盖、旋纽） 、印制板部件（包括插口） 、液晶屏及表笔等组成，组装成功的关键是装配印制电路板部件，整机安装流程如图 6：图 6南方医科大学 生物医学工程学院 电子信息工程 王浩文 11320088020001053.1 安装步骤3.1.1 印制电路板的安装3.1.1.1 将“DT830B 元件清单”上所有元件顺序插焊到印制电路板相应的位置上如图 7图 8。安装电阻、电容、二极管时，如果安装孔距8mm （例如 R8、R21 等丝印图上画上电阻符号的）的采用卧式安装；如果孔距5mm 的 应立式安装（例如板上丝印图画“O”的其
8、他电阻） ；电容采用立式安装。PCB 板元件。图 7图 83.1.1.2 安装电位器、三极管插座。注意安装方向：三极管插座装在 A 面而且应使定位凸点与外壳对准、在 B 面焊接。3.1.1.3 安装保险座、R0、弹簧。焊接点大，注意预焊和焊接的时间。南方医科大学 生物医学工程学院 电子信息工程 王浩文 11320088020001063.1.1.4 安装电池线。电池线由 B 面穿到 A 面在插入焊孔、在 B 面焊接。红线接“+”黑线接“” 。3.1.2 液晶屏的安装：3.1.2.1 面壳平面向下置于桌面，从旋纽圆孔两边垫起约 5mm。3.1.2.2 将液晶屏放入面壳窗口内，白面向上，方向标记在
9、右方；放入液晶屏支架。平面向下；用镊子把导电胶条放入支架两横槽中，如图 9 注意保持导电胶条的清洁。图 93.1.3 旋纽的安装：V 型簧片装到旋纽上，共六个，如图 9。装完簧片把旋纽翻面，将两个小弹簧蘸少许凡士林放入旋纽两个孔，在把两小钢珠放在表壳合适的位置上，如图 10。将装好弹簧的旋纽按正确方向放入表壳。图 103.1.4 固定印制板：将印制板对准位置装入表壳（注意：安装螺钉之后再装保险管） ，并用三个螺钉紧固。装上保险管和电池，转动旋纽，液晶屏应正确显示。3.1.5 总装盖上后盖，安装后盖 2 个螺钉，至此安装、校准、检测全部完毕。南方医科大学 生物医学工程学院 电子信息工程 王浩文
10、11320088020001074 调试14.1 ICL7106 的功能检测进行功能检测的目的是判断芯片的质量好坏，进而确定数字万用表的故障在芯片还是外围电路，为分析原因提供重要的依据。对 ICL7106 做功能的检测包裹以下 4 项内容。4.1.1 检查零输入是的显示值将 ICL7106 的正、负模拟少输入端 IN+、IN-短接，使输入电压 Vin=0V，仪表应显示“00.0”。4.1.2 检查比例读数将 IN+与基准电压正端 Vref+短接，用基准电压代替输入电压，几Vin=Vref=100.0Mv，仪表应显示“100.0” ，允许有+1 个误差。此步骤称做比例读数检查，它表示当比值 Vi
11、n/Vref=1 时仪表的固有显示值。4.1.3 检查液晶显示器的全亮笔段把测试端 TEST 与正电源端 V+短接，使芯片内部的数字的变成高点平，全部数字电路停止工作。因每个笔段上均加有直流电压，故全部笔段亮。仪表应显示“1888” ，此时小数点驱动电路也不工作。由于 LED 在正常的情况下需用交流方波驱动，而此时为直流电压驱动，因此检查时间必须很短，以免降低 LED 使用寿命。4.1.4 检查负号及益出显示将 IN+与负电源 V-短接，是 Vin0V，且|Vin| 200Mv。仪表应显示“1” ，表示输入为负电压且超量程。4.2 数字万用表的功能和性能指标检测4.2.1 校准和检测原理以集成
12、电路 7106 为核心构成的数字万用表基本量程为 220mv 档，其他量程和功能均通过相应转换电路为基本量程。故校准时只须对参考电压 100mv 进行校准即可保证基本精度。其它功能及量程的精确度由相应元器件的精度和正确安装来保证。4.2.2 使用仪器KJ802 数字万用表校准测量仪（以下简称：校测仪） 。注意：该仪器 DCV100mV 档作为校准电压源，内部用电压基准和运放调整，并用高档仪表校准。4.2.3 校准装后盖前将转换开关置 200mV 电压档，插入表笔，将表笔测量端接校测仪的DCV100mV 插孔，调节万用表内电位器 VR1 使表显示 99.9100.1mV 即可。 5 总结万用表是电工、技术人员、维修人员和业余爱好者的必备工具，本款迷你型万用表简洁而大方，小巧而使用方便，测量数据对用对精度要求不是很高的使用者是一部较为理想的万用表。此外，此款万用表，原理简单，安装方便又是电子类专业数字电子电路入门的很好实验对象，具有很高的实用价值。南方医科大学 生物医学工程学院 电子信息工程 王浩文 1132008802000108References:1. 迷你型数字万用表说明书. 2010.2. 百度用户. 2010.
