数字万用表原理详解：从直流电压到二极管测量

数字万用表原理详解：从直流电压到二极管测量

数字万用表是电子工程领域不可或缺的测量工具，它能够测量电压、电流、电阻等多种电气参数。本文将深入探讨数字万用表的工作原理，帮助读者理解其内部电路和测量方法。

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

直流电压量程通常包括：200mV、2V、20V、200V、1000V。测量时，大的量程进行分压，小的量程进行放大。最终能够将所有量程变换到0~2V（2.2V）。

3. 直流电流

将输入电流通过已知电阻，然后测量电阻两端的直流电压，换算后即可得到被测电流：I=U/R。

4. 交流电压

交流电压测量采用真有效值AC-DC转换芯片，将交流电压转换成与之等效的直流电压，然后使用直流电压测量方法进行后续测量。频率/周期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（可以设置闸门时间）进行测量。

5. 交流电流

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

6. 电阻

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

用电容的充放电特性来测量其大小。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

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

原理同2WR测量，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。