数字万用表原理详解

数字万用表原理详解

数字万用表是一种常用的电子测量工具，能够测量多种电气参数，包括直流电压、交流电压、直流电流、交流电流、电阻、电容、二极管和通断性等。本文将详细介绍数字万用表的测量原理。

1. 理论基础

欧姆定律是数字万用表测量的基础。直流电压的测量准确性直接决定了万用表的性能。

2. 直流电压

直流电压的测量量程通常包括200mV、2V、20V、200V和1000V。在测量时，大的量程会进行分压处理，小的量程则会进行放大处理，最终将所有量程变换到0~2V（或2.2V）的范围内进行测量。

3. 直流电流

直流电流的测量原理是将输入电流通过已知电阻，然后测量电阻两端的直流电压，根据欧姆定律计算出被测电流：I=U/R。

4. 交流电压

交流电压的测量采用真有效值AC-DC转换芯片，将交流电压转换成等效的直流电压，然后使用直流电压的测量方法进行后续测量。频率和周期的测量则使用比较器将输入信号整形成方波，然后使用计数法进行测量。

5. 交流电流

交流电流的测量原理是将输入电流通过已知电阻，将其转换成交流电压，然后使用交流电压的测量方法进行后续测量。

6. 电阻

电阻的测量是在待测电阻上施加已知电流（由参考电压源通过稳定的精密电阻产生），然后测量待测电阻两端的电压，后续使用直流电压的测量方法。对于小于100kΩ的电阻，需要考虑引线电阻产生的压降，处理方法是直接从电阻两端引出测量端子测量电压。

7. 电容

电容的测量采用充放电的方法。将参考电流源输入到电容，然后计算电压变化率。具体方法是先将电容放电到初始状态，然后用恒定电流给电容充电到终止状态。测量初始状态和终止状态电容两端的电压差，充电过程中同时测量充电的时间；用电压差除充电时间即得电压变化率。

8. 二极管

二极管的测量原理是将参考电流源施加到待测二极管，测量其两端的电压。如果二极管反向接入，相当于开路，测得电压很大，由此判定极性。如果二极管正常接入，根据导通压降，可判定管型。硅二极管正向压降一般为0.6V0.7V，锗二极管正向压降一般为0.10.3V。

9. 通断性

通断性测量的原理与2WR测量类似，固定使用2kΩ量程。将电阻测量结果与用户设定的短路电阻（1Ω~ 2kΩ）相比较后输出测量结果。