萬(wàn)用表方案淺析


萬(wàn)用表是最常用的多功能測(cè)試工具之一,可以測(cè)通斷、電壓、電流和阻容感值,甚至是部分元器件好壞。萬(wàn)用表又稱(chēng)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(mén)不可或缺的測(cè)量?jī)x表。
以下圖的優(yōu)利德UT61E+為例,萬(wàn)用表是由MCU芯片、LCD屏及驅(qū)動(dòng)、電源管理芯片、防雷過(guò)壓保護(hù)器件、保險(xiǎn)絲、NCV天線(xiàn)、排阻、按鍵、ADC、屏蔽罩、電池及其組件等元器件構(gòu)成。


萬(wàn)用表按顯示方式分為指針萬(wàn)用表和數(shù)字萬(wàn)用表。

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

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

一款萬(wàn)用表將到哪些元器件呢?我們整理了兩款萬(wàn)用表的BOM清單,僅供參考學(xué)習(xí)。1、福祿克187萬(wàn)用表

品牌 | 型號(hào) | 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(zhǔn)電壓源 |
- | - | 3顆100KΩ繞線(xiàn)電阻 |
- | - | |
- | - | 10顆按鍵 |
- | - | 3顆CBB紅色電容 |
- | 336C | 4顆鉭電容 |
- | - | 2顆保險(xiǎn)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(dòng) |
- | - |
表1、福祿克187部分元器件
2、伊萊克EM33D萬(wàn)用表

品牌 | 型號(hào) | 描述 |
- | - | 1顆牛屎主控芯片 |
德州儀器(TI) | LM358 | 1顆運(yùn)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(xiǎn)絲 |
- | - | 1根裸露的天線(xiàn),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(wàn)用表中不同的數(shù)據(jù)測(cè)量工作原理不盡相同。萬(wàn)用表中的直流電壓測(cè)量模塊通常采用分壓器來(lái)測(cè)量電壓。分壓器將電源電壓與電阻串聯(lián),形成一個(gè)電壓分壓器。當(dāng)測(cè)量電壓時(shí),萬(wàn)用表連接到分壓器的電阻上,通過(guò)測(cè)量電阻上的電壓來(lái)獲取被測(cè)電壓。
萬(wàn)用表中的直流電流測(cè)量模塊通常采用電流互感器來(lái)測(cè)量電流。電流互感器將大電流轉(zhuǎn)換為小電流,然后通過(guò)測(cè)量小電流來(lái)獲取被測(cè)電流。
萬(wàn)用表中的電阻測(cè)量模塊通常采用惠斯通電橋原理。該原理通過(guò)測(cè)量電阻的電壓和電流來(lái)計(jì)算電阻值。當(dāng)測(cè)量電阻時(shí),萬(wàn)用表連接到被測(cè)電阻上,通過(guò)測(cè)量電阻上的電壓和電流來(lái)計(jì)算電阻值。
萬(wàn)用表中的二極管檢測(cè)模塊通常采用二極管正向偏壓原理。該原理通過(guò)給二極管加上一個(gè)微小的正向電壓,使二極管導(dǎo)通,然后通過(guò)測(cè)量二極管導(dǎo)通時(shí)的電壓來(lái)檢測(cè)二極管是否正常工作。萬(wàn)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(tái),過(guò)去數(shù)年已積累了極具優(yōu)勢(shì)的元器件貨源。我們聚焦服務(wù)元器件長(zhǎng)尾客戶(hù)群,讓每一家芯片原廠(chǎng)或分銷(xiāo)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(gòu),為電子產(chǎn)業(yè)供需略盡綿薄之力。
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