萬用表方案淺析


萬用表是最常用的多功能測試工具之一,可以測通斷、電壓、電流和阻容感值,甚至是部分元器件好壞。萬用表又稱為復(fù)用表、多用表、三用表、繁用表等,是電力電子、硬件研發(fā)等部門不可或缺的測量儀表。
以下圖的優(yōu)利德UT61E+為例,萬用表是由MCU芯片、LCD屏及驅(qū)動、電源管理芯片、防雷過壓保護器件、保險絲、NCV天線、排阻、按鍵、ADC、屏蔽罩、電池及其組件等元器件構(gòu)成。


萬用表按顯示方式分為指針萬用表和數(shù)字萬用表。

數(shù)字萬用表按外形主要可以分為臺式、手持式、鉗式和筆式等類型。臺式萬用表屬于高精確度萬用表,多應(yīng)用在科研、制造、通信等專業(yè)性比較強的領(lǐng)域;手持式萬用表是目前最常用的萬用表,廣泛應(yīng)用在電子電工、汽車電器維修的相關(guān)領(lǐng)域;鉗式萬用表也叫叉形萬用表或卡式萬用表,多應(yīng)用在電工領(lǐng)域和汽車電器維修領(lǐng)域;筆式萬用表也叫袖珍萬用表,多應(yīng)用在電工領(lǐng)域和汽車電器維修領(lǐng)域。

數(shù)字萬用表按功能量程選擇方式可以分為旋鈕操作方式(手動、自動)和按鈕操作方式兩類;按測量功能可分為普通型數(shù)字萬用表和多功能型數(shù)字萬用表兩類:普通型數(shù)字萬用表只能測量電阻、電壓和電流,因此也叫三用表,且其電流檔可測量的電流強度較小;早期的多功能型數(shù)字萬用表僅增加了大電流測量、晶體管放大倍數(shù)測量等功能。后期的多功能型數(shù)字萬用表又增加了通路/ 斷路測量功能、電容測量功能、電源欠電壓(電池電量不足)提示功能和自動延遲關(guān)機功能。部分新型多功能型數(shù)字萬用表還設(shè)置了行電壓、音頻電平、溫度、電感量和頻率測量,以及紅外信號檢測(遙控器檢測)等功能,此外,多功能型數(shù)字萬用表的保護功能也越來越完善。

一款萬用表將到哪些元器件呢?我們整理了兩款萬用表的BOM清單,僅供參考學習。1、福祿克187萬用表

品牌 | 型號 | 描述 |
福祿克(FLUKE) | 1998 | 1顆MCU芯片 |
福祿克(FLUKE) | 2000 | 1顆MCU芯片 |
福祿克(FLUKE) | 669918 | 1顆ADC芯片 |
村田(MURATA) | CSB455J | 1顆晶振 |
亞德諾/凌力爾特(ADI/LINEAR) | LT1307 | 1顆電源管理芯片 |
亞德諾(ADI) | REF43 | 1顆+2.5 V低功耗精密基準電壓源 |
- | - | 3顆100KΩ繞線電阻 |
- | - | |
- | - | 10顆按鍵 |
- | - | 3顆CBB紅色電容 |
- | 336C | 4顆鉭電容 |
- | - | 2顆保險絲 |
- | - | 1顆排阻 |
- | - | 1段銀色錳絲,用于電流采樣 |
- | - | 1塊LCD屏及驅(qū)動 |
- | - |
表1、福祿克187部分元器件
2、伊萊克EM33D萬用表

品牌 | 型號 | 描述 |
- | - | 1顆牛屎主控芯片 |
德州儀器(TI) | LM358 | 1顆運放 |
- | - | 1塊LCD顯示屏 |
- | - | 1塊方形電池 |
- | - | 1顆紅色CBB電容 |
- | - | 1顆蜂鳴器 |
- | - | 6顆色環(huán)電阻 |
- | - | 2顆按鍵 |
- | - | 1顆旋轉(zhuǎn)變阻器,調(diào)整參考電壓 |
- | - | |
- | - | 1顆200mA 250V保險絲 |
- | - | 1根裸露的天線,判斷是否有電壓的存在 |
- | - | 1段銅錳絲,用于電流采樣 |
- | - | 1顆蜂鳴器 |
- | - | 阻容感、二極管、連接器、接口、結(jié)構(gòu)件和緊固件、導(dǎo)電條等等 |
表2、伊萊克EM33D部分元器件
萬用表中不同的數(shù)據(jù)測量工作原理不盡相同。萬用表中的直流電壓測量模塊通常采用分壓器來測量電壓。分壓器將電源電壓與電阻串聯(lián),形成一個電壓分壓器。當測量電壓時,萬用表連接到分壓器的電阻上,通過測量電阻上的電壓來獲取被測電壓。
萬用表中的直流電流測量模塊通常采用電流互感器來測量電流。電流互感器將大電流轉(zhuǎn)換為小電流,然后通過測量小電流來獲取被測電流。
萬用表中的電阻測量模塊通常采用惠斯通電橋原理。該原理通過測量電阻的電壓和電流來計算電阻值。當測量電阻時,萬用表連接到被測電阻上,通過測量電阻上的電壓和電流來計算電阻值。
萬用表中的二極管檢測模塊通常采用二極管正向偏壓原理。該原理通過給二極管加上一個微小的正向電壓,使二極管導(dǎo)通,然后通過測量二極管導(dǎo)通時的電壓來檢測二極管是否正常工作。萬用表的主控芯片選型除了上述FLUKE和牛屎芯片,還有富晶、意法半導(dǎo)體、芯科、合泰、晶華微等。拍明芯城是快速撮合的元器件交易平臺,過去數(shù)年已積累了極具優(yōu)勢的元器件貨源。我們聚焦服務(wù)元器件長尾客戶群,讓每一家芯片原廠或分銷商的每一款芯片,在Design In、Design Win和流通中更高效,幫助工程師的方案選型、試樣及采購,為電子產(chǎn)業(yè)供需略盡綿薄之力。
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