數(shù)字多用表具有測(cè)量直流電壓/電流，交流電壓/電流及電阻等多種功能的數(shù)字測(cè)量?jī)x器。

    數(shù)字多用表以測(cè)量直流電壓的直流數(shù)字電壓表為基礎(chǔ)，并通過(guò)交流一直流（ACHDC)電壓轉(zhuǎn)換器、電流一電壓（HU)轉(zhuǎn)換器、電阻一電壓（RHU)轉(zhuǎn)換器，把交流電壓、電流和電阻轉(zhuǎn)換成直流電壓。

    （數(shù)字多用表的組成方框圖）

    一、交流一直流(AC/DC)轉(zhuǎn)換器

    由于直流數(shù)字電壓表是線性化刻度的儀器，因此同數(shù)字電壓表配接的所有各種轉(zhuǎn)換器，應(yīng)能把被測(cè)量線性地轉(zhuǎn)換成直流電壓。 這就是說(shuō)，若要對(duì)交流電壓進(jìn)行高精度的數(shù)字測(cè)量，則AC/DC轉(zhuǎn)換器必須是線性的。常用二極管檢波器構(gòu)成簡(jiǎn)單的AC-DC轉(zhuǎn)換器，但這種AC—DC轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換特性是非線性的。這種非線性在模擬式電壓表中可以用非線性的刻度來(lái)校正。可是直流數(shù)字電壓表本身沒(méi)有辦法做這樣的校正，因此這種簡(jiǎn)單的AC/DC轉(zhuǎn)換器不適于用交流電壓的數(shù)字測(cè)量。

    交流電壓的幅度可用平均值、有效值、峰值三個(gè)量來(lái)表示，相應(yīng)地，AC-DC轉(zhuǎn)換器也有平均值轉(zhuǎn)換器、有效值轉(zhuǎn)換器和峰值轉(zhuǎn)換器之分。目前，以前兩者最常見(jiàn)。

    在DMM中，AC-DC的變換主要按真有效值的數(shù)學(xué)定義用集成電路實(shí)現(xiàn)。因?yàn)橹苯佑美^承電路的乘，除法器能進(jìn)行均方根運(yùn)算，從而構(gòu)成均方根式的有效值。AC-DC轉(zhuǎn)換器的原理如下圖。

    （均方根法的AC-DC轉(zhuǎn)換器圖）

    乘，除法器對(duì)X，Y，Z三個(gè)輸入量進(jìn)行X Y Z的運(yùn)算，被測(cè)信號(hào)μ送入到X,Y輸入端，從X Y Z端輸送額電壓經(jīng)平均值再送回Z輸入端。故直流輸入電壓為：

    （直流輸入電壓圖）

    現(xiàn)在已有多種型號(hào)的真有效值轉(zhuǎn)換器RMS-DC變換的專用集成芯片。

    二.電流一電壓(I-U)轉(zhuǎn)換器

    將電流轉(zhuǎn)換成電壓的一種最簡(jiǎn)單的方法是讓被測(cè)電流Ix，流過(guò)標(biāo)準(zhǔn)電阻Rs,則標(biāo)準(zhǔn)電阻兩端的電壓為U_X=IXRS。測(cè)量出這個(gè)電壓，便能決定被測(cè)電流的大小。

    為了減小轉(zhuǎn)換器的內(nèi)阻，Rs—般選得很小，常在幾歐姆以下。因此，UX—般不太大。 為了測(cè)量小電流，需要對(duì)1^進(jìn)行放大，如圖(大信號(hào)I-U轉(zhuǎn)換器)所示。這里采用高輸入阻抗的同相 放大器，以減小轉(zhuǎn)換器對(duì)Rs的旁路作用而帶來(lái)的附加誤差。

    在測(cè)量幾毫安以下的小電流時(shí)，更多的是采用圖（基本I-U轉(zhuǎn)換電路）所示的F-U轉(zhuǎn)換電路。由 于運(yùn)算放大器的輸入阻抗非常高，因此，可以認(rèn)為被測(cè)電流Ix全部流入反饋電阻。同時(shí)，又由于運(yùn)算放大器的增益非常大，因此運(yùn)算放大器的輸出電壓為：

    (運(yùn)算放大器的輸出電壓)

    因?yàn)檫@種電路是一種帶有強(qiáng)負(fù)反饋的并聯(lián)電壓反饋放大器，所以這種轉(zhuǎn)換器的內(nèi)阻 接近于零。但由于運(yùn)算放大器的輸出電流等于輸入電流Ix，因此這種KU轉(zhuǎn)換器不適于 測(cè)量大電流，否則可能超過(guò)放大器的容許功耗。由式中可以得知，改換電阻Rs，則可改換I-U轉(zhuǎn)換器的量程。

    (大信號(hào)I-U轉(zhuǎn)換電路)

    (基本I-U轉(zhuǎn)換電路)

    三.電阻-電壓（R-U）轉(zhuǎn)換器

    1）恒流法

    在被測(cè)的未知電阻RX中流過(guò)已知的恒定電流I_S時(shí)，在R_X上產(chǎn)生的電壓降為U=R_XIX，故通過(guò)恒定電流可實(shí)現(xiàn)R-U轉(zhuǎn)換。

    2）電阻比例法

    由下圖中可以看出，用電租比例法構(gòu)成的R-U轉(zhuǎn)換器的電路，它與雙斜積分式A/D轉(zhuǎn)換器配合，可實(shí)現(xiàn)電阻-數(shù)字轉(zhuǎn)換。

    電阻比例法電路

    為了測(cè)出R_X上的電壓U_X，可讓雙斜積分式A/D轉(zhuǎn)換器先在固定時(shí)向T₁內(nèi)對(duì)U_X積分，然后再對(duì)U_S進(jìn)行反向積分。當(dāng)積分器的輸出電壓回到0時(shí)，第二次積分結(jié)束，則第二次積分的時(shí)間為：

    用T₂去打開(kāi)與門G,則計(jì)數(shù)器對(duì)時(shí)鐘計(jì)得的數(shù)字即代表RX的數(shù)字量。由于在電阻 R_X、R_S中流過(guò)同樣的電流，因此電阻比例法不需要精密的基準(zhǔn)電流。

    以上是關(guān)于數(shù)字多用表三種轉(zhuǎn)換器說(shuō)明，希望此篇文章能讓大家多產(chǎn)品有更多的認(rèn)識(shí)。

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