数字万用表的结构优化：原理、构造及应用

1.外部结构

数字万用表的型号很多，外形设计差异较大。从面板上看，数字万用表主要由电源开关、液晶显示器、功能开关旋钮和测试插孔等组成，各个组成部分的功能见表3-1。如图3-1所示两款数字万用表的外部结构。

表3-1　数字万用表各组成部分功能说明

（续）

图3-1　两款数字万用表的外部结构

2.内部结构

数字万用表根据内部结构的不同，可以分为普通数字万用表、单片数字万用表和智能数字万用表。

（1）普通数字万用表

普通数字万用表主要采用分立电路来实现万用表的功能，其主要特点是：实现的功能少、内部电路复杂、测量准确度较差和耗电量大等。

如图3-2所示，普通数字万用表内部电路主要包括：直流数字电压表、交流-直流转换电路、电流-电压转换电路、电阻-电压转换电路、电源供电电路和显示驱动电路。

普通数字万用表的核心在于直流数字电压表，它由阻容滤波器、前置放大电路和模数转换电路组成。(www.xing528.com)

普通数字万用表的基本工作原理是检测的信号经万用表的表笔进入万用表，信号进行阻容滤波和前置放大，然后万用表根据用户选择的相应档位进行相应的信号转换，再将模拟信号转换成数字信号，最后将数值经显示驱动电路输出在显示屏幕上。

（2）单片数字万用表

单片数字万用表是指采用单片机来实现万用表的功能，其主要特点是：实现的功能多、内部电路简单、测量较准确和耗电量较少等。单片数字万用表能实现的功能有：测量

交直流电压、测量交直流电流、测量电阻、测量通断性、测量二极管和测量电容等。

图3-2　普通数字万用表的内部电路

如图3-3所示，单片数字万用表内部电路主要包括：单片机主芯片、A-D转换器、DCV转换器、AC/DC转换器、I/U转换器、R/U转换器、电源供电电路显示驱动电路。

图3-3　单片数字万用表内部电路

单片数字万用表的原理是根据用户选择的档位将检测到的信号进行相应的数值转换，再经单片机进行处理再送至显示驱动电路，最后将相应的数值显示在显示屏幕上。

（3）智能数字万用表

智能数字万用表是指利用DSP、ARM等芯片组成来实现万用表的功能，它的主要特点是：实现的功能全面并可增设许多其他功能、内部电路较复杂、测量精度高和耗电量低等。

智能数字万用表包含单片数字万用表的基本电路结构，工作原理与单片数字万用表类似。