测量仪表基础(一):数字电压表,7106/7107数字表头的应用

发布者:徽宗古泉最新更新时间:2016-11-03 来源: elecfans关键字:测量仪表  数字电压表  数字表头 手机看文章 扫描二维码
随时随地手机看文章
 

  数字电压表(数字面板表)是当前电子、电工、仪器、仪表和测量领域大量使用的一种基本测量工具有关数字电压表的书籍和应用已经非常普及了。这里展示的一份由 ICL7106 A/D 转换电路组成的数字电压表(数字面板表)电路,就是一款最通用和最基本的电路。

  与 ICL7106 相似的是 ICL7107 ,前者使用 LCD 液晶显示,后者则是驱动 LED 数码管作为显示,除此之外,两者的应用基本是相通的。

  电路图中,仅仅使用一只 DC9V 电池,数字电压表就可以正常使用了。按照图示的元器件数值,该表头量程范围是±200.0mV。当需要测量 ±200mV 的电压时,信号从 V-IN 端输入,当需要测量 ±200mA 的电流时,信号从 A-IN 端输入,不需要加接任何转换开关,就可以得到两种测量内容。

  tc7106_0.gif

  也有许多场合,希望数字电压表(数字面板表)的量程大一些,那么,只需要更改 2 只元器件的数值,就可以实现量程为 ±2.000V 了。更改的元器件具体位置和数值见下图的 28 和 29 两只引脚:

  tc7106_8.gif

  在有了一只数字电压表(数字面板表)之后,按照下面的图示,给它配置一组分流电阻,就可以实现多量程数字电流表,分档从 ±200uA 到 ±20A 。但是要注意:在使用 20A 大电流档的时候,不能再有开关来切换量程,应该专门配置一只测量插孔,以防烧毁切换开关。

  tc7106_5.gif

±200.0mV 至 ±1000V 的多量程电压表#e#

 

  与多量程电流表对应的是经常需要使用多量程电压表,按照下图配置一组分压电阻,就可以得到量程从 ±200.0mV 至 ±1000V 的多量程电压表。

  tc7106_6.gif

  测量电阻与测量电流或者电压一样重要,俗称“三用表”,利用数字电压表做成的多量程电阻表,采用的是“比例法”测量,因此,它比起指针万用表的电阻测量来具有非常准确的精度,而且耗电很小,下图示中所配置的一组电阻就叫“基准电阻”,就是通过切换各个接点得到不同的基准电阻值,再由 Vref 电压与被测电阻上得到的 Vin 电压进行“比例读数”,当 Vref = Vin 时,显示就是 Vin/Vref*1000=1000 ,按照需要点亮屏幕上的小数点,就可以直接读出被测电阻的阻值来了。

  在产品数字万用表中,为了节省成本和简化电路,测量电流的分流电阻和测量电压的分压电阻以及测量电阻的基准电阻往往就是同一组电阻。这里不讨论数字万用表的电路,仅仅是帮助读者在单独需要使用某种功能时,可以有一定的参考作用。

  tc7106_7.gif

  下图是一个最简单的 10 倍放大电路,运算放大器使用的是精度比较高的 OP07 ,利用它,可以把 0~200mV 的电压放大到 0~2.000V。在使用的数字电压表量程为 2.000V 时,(例如 ICL7135 组成的 41/2 数字电压表,基本量程就是 2.000V。)特别有用。

  如果把它应用在基本量程为 ±200.0mV 的数字电压表上,就相当于把分辨力提高了 10 倍,在一些测量领域中,传感器的信号往往觉得太小了,这时,可以考虑在数字电压表前面加上这种放大器来提高分辨力。

  tc7106_2.gif

  在电流或者电压的测量中,经常遇见测量的并不是直流而是交流,这时候,绝对不可以把交流信号直接输入到数字电压表去,必须先把被测的交流信号变成直流信号后,才可以送入数字电压表进行测量。下图就是一个把交流信号转换成为直流信号的参考电路。(说明:更好的交流转换成为直流的电路是一种“真有效值”转换电路,但是由于其专用芯片价格昂贵,多应用在一些高档场合。)

  本电路中,输入的是 0~200.0mV 的交流信号,输出的是 0~200.0mV 的直流信号,从信号幅度来看,并不要求电路进行任何放大,但是,正是电路本身具有的放大作用,才保证了其几乎没有损失地进行 AC - DC 的信号转换。因此,这里使用的是低功耗的高阻输入运算放大器,其不灵敏区仅仅只有 2mV 左右,在普通数字万用表中大量使用,电路大同小异。

  tc7106_1.gif

  在温度测量和其他物理及化学量的测量中,经常会出现“零点”的时候信号不是零的情况,这时候,下面的“电桥输入”电路就被优先采用了。可以根据被测信号的特点,用传感器替换电桥回路中的某一个电阻元件。数字电压表的两个输入端也不再有接地点,作为一种典型的“差分”输入来使用了。
 

tc7106_3.gif

  电桥输入电路的变种还可以延伸到下面的电路,这是一个把 4~20mA 电流转换为数字显示的电路。它的零点就是 4mA 而不是 0mA 。当输入零点电流为 4 mA 的时候,利用 IN- 上面建立起来的电压,抵消掉 IN+ 由于 4mA 出现的无用信号,使得数字电压表差分输入=0,就实现了 4mA 输入时显示为 0 的要求。随着信号的继续增大,例如到了 20mA ,对数字电压表来说,相当于差分输入电流为 20-4=16mA ,这个 16mA 在 62.5R 电阻上的压降,就是数字电压表的最大输入信号。这时候,把数字电压表的基准电压调整到与 16*62.5=1000mV 相等,显示就是 1000 个字!

  tc7106_4.gif

  应用提示:

  1.数字电压表(数字面板表)的具体应用电路是何止千万的,只要掌握了一些最基本的应用,就可以举一反三地越来越熟练,熟就能生巧,就能按照您的构思去得心应手地用好它!

  2.尽管数字电压表的输入阻抗可以达到 1000 兆欧姆,但是,这个阻抗仅仅是对输入信号而言的,与通常电力系统泛称的“绝缘电阻”有着天壤之别!因此,千万不能把高于芯片供电电压的任何电压输入到电路中!以免造成损失或者危险!

  3.数字电压表(数字面板表)属于一种测量工具,其本身的好坏直接影响到测量结果,因此,上面所有例子中,其使用的电阻要求精度均不能低于 1% ,在分流、分压和标准电阻链中,最好能够使用 0.5% 或者 0.1% 精度的电阻。电路中使用的电容器也要求使用一种俗称为 CBB 的电容,除各别地方之外,一般是不能使用瓷介电容的。

  4.不要在电路本身没有送上工作电源的时候就加上信号,这很容易损坏芯片。断掉工作电源前也必须先把信号撤掉。

  5.数字电压表(数字面板表)的使用和扩展应用,还必须很好阅读产品供货商提供的说明书,千万不要急于送电使用它。


关键字:测量仪表  数字电压表  数字表头 引用地址:测量仪表基础(一):数字电压表,7106/7107数字表头的应用

上一篇:常见液位计的种类及应用
下一篇:电容器的漏泄测量系统

推荐阅读最新更新时间:2024-03-30 23:27

基于TLC1549的单片机数字电压表程序
本文介绍了一种以51单片机为主控器的数字电压表。该数字电压表采用1602液晶作为显示部分。采用TLC1549模数转换器将检测到的模拟电压值转换为10位二进制数据送往单片机处理。采用STC89C52单片机将接收到的二进制数据进行运算处理后在液晶显示器显示被测电压值。由运放LM339和与非门74LS00构成输入电压接反报警功能,超过测量量程提示功能。 该系统实现了0-50V直流电压的测量,测量精度为0.05V。采用10位串行A/D (TLC1549)进行模数转换,比采用常用的8位并行A/D(ADC0809等)硬件电路更为简单,测量精度更高。1602液晶显示器比数码管显示更为直观,丰富的信息。 该系统只设计了测量显示功能,由于为单片机
[单片机]
基于TLC1549的单片机<font color='red'>数字电压表</font>程序
基于STC89C51单片机的数字电压表设计
0 引言 数字电压表的设计和开发已有很多类型和款式,传统的数字电压表有自己的特点,它们适合在现场做手工测量,而要完成远程测量并对测量的数据做进一步处理,运用传统的数字电压表是无法完成的。为此,本文设计了基于PC通信的数字电压表,该表既可以完成测量数据的传递,又可借助PC进行测量数据的处理。所以,这种类型的数字电压表无论在功能和实际应用上,都具有传统数字电压表无法比拟的优点,这使得它的开发和应用都具有良好的前景。 1 系统构成 本系统主要由硬件和软件两部分构成,硬件主要包括数据采集电路,单片机最小数据采集系统,单片机与PC机的接口电路等。软件主要有单片机数据采集程序,单片机与上位机通信程序,以及上位机数据处理程序。
[单片机]
数字电压表简易检修程序方案
  1.修前定性测试   这主要是通过开机预热后,进行 调零 和本机 电压校准 ,以确定数字电压表的整机逻辑功能是否正常。   如果 调零 时能出现 + 、 一 极性转换,或者 + 、 一 电压校准时,仅是显示数字不准确,甚至两者之一显示的电压数字是正确的,这都表明数字电压表的整机逻辑功能是正常的。   反之,无法调零或者无电压数字显示,则表明整机逻辑功能不正常。   2.测量电源电压   数字电压表内部各种直流稳压电源的输出电压不准确或者不稳定,以及作为 基准电压 源的齐纳二极管(2DW7B、2DW7C等)无稳压输出,是导致数字电压表整机逻辑功能紊乱失常的主要原因之一。因此,在着手检修故障时,应先检测数字电压表内部的各种直
[测试测量]
<font color='red'>数字电压表</font>简易检修程序方案
流量测量仪表研究应用浅析
流量测量技术它与传统意义上度量衡计量器具的应用有很大差别,它不是简单地将流量计安装好,开表投运就一定能达到测量目的。曾经有两位专家对现场装用着地千余台流量仪表进行调查,发现约有60%所选择地测量方法不是最合适或不正确,其余地40%中,约有一半虽然测量方法合适,却存在现场布置和安装地不合理现象,这些不合适、不正确和不合理,带来了相应地测量误差。因此流量测量是一种强烈依赖于使用条件地测量,在实验室,流量计可以得到极高地精确度,但是在使用现场,一旦流体条件或环境条件有大的变化,不仅精确度无法保证,甚至无法进行正常测量。 一台流量计出厂校验其误差优于 0.5%,但是新的仪表安装到现场开表后误差可能增至 5%~ 10%并不罕见。造成这种情况的
[测试测量]
压缩空气流量测量仪表的选型参考
压缩空气是企事业单位重要的二次能源,大多由电能或热能经压缩机转换而来,在这种情况下,空气流量测量的精确度要求特别高,多半还配有自动调节。而对于压缩空气流量仪表选型的问题,更是一件非常慎重的事情。要做到对现场工艺的正确选型,首先我们必须了解现场工艺流体的性质,只有在充分了解的基础上,才能对选型作出正确的判断。下面我们先来了解下压缩空气流量测量的特点: 1.振动大 2.气体带水 3.脉动流 针对以上的特性,公司依据多年的经验作为参考,在这里就节流式差压流量计如何测量压缩空气作个详细的介绍,作为公司的主打产品,在压缩空气测量方面取得了一定的成果。下面就给大家来共同分享一下。 节流式差压流量计(比如我们常见的孔板流量计和V锥流量计)在
[测试测量]
安立公司MT8821C测试仪成为首家单一仪表解决方案
- 全新推出LTE 4x4 MIMO DL和LTE-Advanced DL CA 5CCs 测量软件包用于无线通信分析仪MT8821C - 安立公司(总裁桥本裕一)于3月24日宣布该公司新的软件包可用于评估支持下行链路(DL)4 4 MIMO和下行链路载波聚合(DL CA)5CCs的 LTE-Advanced 终端,可增强集所有功能于一身的无线通信分析仪MT8821C的无线测试功能。 发布的软件如下: MX882112C-012 LTE FDD 4x4 MIMO DL MX882113C-012 LTE TDD 4x4 MIMO DL MX882112C-051 LTE-Advanced FDD DL CA 5
[测试测量]
安立公司MT8821C测试仪成为首家单一<font color='red'>仪表</font>解决方案
V锥流量计分析电工仪表的非工频测量
1常用指针式电气测量仪表的特点 按照工作原理来讲,常用指针式电气测量仪表包括磁电式仪表、电磁式仪表、电动式仪表、感应式仪表、静电式仪表、整流式仪表和热电式仪表。常见的各种固定式标准表、携带式仪表、配电盘式仪表和面板式仪表,都是在以上仪表的基础上加以改装而形成的。 1.1磁电式仪表 可以说所有的直流仪表都是这种结构,其准确度和灵敏度最高。这种仪表在交流条件下不能工作,但对热电式和整流式仪表而言,它们是采用热电偶和整流器把交流变为直流后,再用磁电式仪表作为指示的仪表。除此之外,还可以把各种被测量的交流量变换成直流电流或电压进行测量,所以磁电式仪表是电气测量仪表中使用最多的。 1.2电磁式仪表 主要用于测量工频电压和电流,其结
[测试测量]
仪器、仪表测量方法分类
  (1)直接测量 直接测量指的是被测量与度量器直接进行比较,或者采用事先刻好刻度数的仪器进行测量,从而在测量过程中直接求出被测量的数值的测量方式。这种方式的特点是测出的数值就是被测量本身的值。例如,用电流表测量电流,用电桥测量电阻等。这种方法简便、迅速,但它的准确程度受所用仪表误差的限制。   (2)间接测量 如果被测量不便于直接测定,或直接测量该被测量的仪器不够准确,那么就可以利用被测量与某种中间量之间的函数关系,先测出中间量,然后通过计算公式,算出被测量的值,这种方式称为闾接测量。例如,用伏安法测电阻,就是利用测出的电压与电流的值,用欧姆定律间接算出电阻的值。   (3)组合测量 如果被测量有很多个,虽然被测量(未知量)与某
[测试测量]
小广播
添点儿料...
无论热点新闻、行业分析、技术干货……
最新测试测量文章
换一换 更多 相关热搜器件
电子工程世界版权所有 京B2-20211791 京ICP备10001474号-1 电信业务审批[2006]字第258号函 京公网安备 11010802033920号 Copyright © 2005-2024 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved