可做成筆式的多功能數字萬用表的製作方法

2023-10-10 01:47:24 4

專利名稱：可做成筆式的多功能數字萬用表的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種可做成筆式的多功能數字萬用表，是一種電子檢測工具。
現有數字萬用表不能用於測頻率較高的信號，有的甚至測非工頻信號誤差就明顯加大(見95年《電子報合訂本》下冊354頁)；雖有用外接檢波器測高頻信號的，但很不便；一些數字萬用表測量6歐姆的電阻讀數還仍然為零，就是一些價值2000多元的數字萬用表低阻檔測量誤差也達+/-2字，這就無法測出小至百分之幾毆姆的電阻和短路；雖有在萬用表中加信號發生器的，但體積較大，成本較高而且多加端子；現有萬用表中沒有用聲音尋跡指示電信號的功能；由於轉換開關額定電流等限制，現有普通數字萬用表測超過1安培的電流多另專用一插口而不便，筆式數字萬用表多只能測0.2安培以下的電流而有的還不能測電流。有的儀器雖有上述個別功能，但造價高、體積大、接線端多、功能單一、操作麻煩。
本實用新型是在保持最小體積筆式數字萬用表功能、體積和接出線根數的同時，而提供的一種可做成筆式的多功能數字萬用表。
本實用新型的目的可以通過以下技術方案來達到。如

圖1所示，它是在普通筆式數字萬用表測電壓/測電阻信號輸入端(A)接有電容(C11)和開關(K11)，再通過開關(K11)接有二極體(D11)、電阻(R31-38)、電容(C31-34)、二極體(ZD21、ZD31、D31)和三極體(T31-32)構成的整流、耦合、保護、放大和振蕩電路；在普通筆式數字萬用表探針(P)上通過保險絲(F11)接有單刀開關(K21)，再通過開關(K21)與正電源(V+)之間接有電阻(R21)、與地(COM)之間接有電阻(R22)和發光二極體(LED)串聯電路；在普通筆式數字萬用表測電流信號輸入端(B)接有開關(K41)，再通過開關(K41)與負電源(V-)之間接有電阻(R41)。
在上述方案中，正電源(V+)通過開關(SB)接到二極體(D31)和三極體(T32)。
本實用新型和現有筆式數字萬用表相比功能多，和現有的多功能儀器比造價低、體積小、接線端子少、操作簡單；其增加了測高頻和脈衝信號、測p-n結正反向和導通電壓，測小至百分之一毆姆的電阻、輸出和尋跡音頻信號、測超過1安培的交直流電流功能。
附圖1是本實用新型的電路圖。
附圖2是本實用新型的外形結構圖。
附圖3是圖1電路音頻信號輸出波形。
以下結合附圖對本實用新型做進一步的說明。
如圖1所示的開關位置保持了現有數字萬用表的功能，其測電壓和電阻的方法和原來一樣，這裡不再贅述。
測高頻和脈衝信號時，在原表測直流電壓的選擇基礎上將K11擲到RF檔，D11和C11將所測信號變成直流電壓供顯示。
測p-n結正反向和導通電壓時，在原表測直流電壓的選擇基礎上將自復位開關K21壓下，所測電壓即p-n結正嚮導通電壓。
由圖1可知，在L0Ω檔測小電阻時可認為被測量電阻上流過的電流是0.1mA；閉合開關K21後是10mA，是原來的100倍，電阻值顯示也是原來的100倍。測小電阻時，在原L0Ω檔的基礎上，將自復位開關K21壓下，短路表筆後記下讀數。將測量小電阻時得到的讀數減去短路表筆後記下的讀數再除以100即得到所測小電阻值。用此法測量直徑為0.07mm的1CM長度漆包線即能引起5讀數改變！這是利用Δx/(Δx+1)=Δx原理，在比例法測電阻的數字萬用表集成塊上用外加準恆流源測小至1/100歐姆的電阻值。
檢測音頻信號時，在測量電壓時的選擇基礎上將K11擲到AF檔。被測信號經由C11、C31、R31-32和C31耦合，經T31-32放大後由BZ發聲指示。此功能的作用是檢測脈衝或者語音信號是否存在、振蕩器是否起振和直流電源上是否有交流幹擾等定性測量。檢測1kHz的50mVp-p方波距表25CM處很容易聽到，檢測10Hz方波也能聽到，因為其中含有豐富的諧波。
只用單刀三擲開關K11就能選擇轉換測高頻和低頻信號電路、就能選擇轉換音頻信號尋跡和發生器對外耦合電路。
輸出音頻信號時，所有開關和檢測音頻信號時相同，閉合原表的讀數保持開關SB使其增加一級放大器並正反饋而自激振蕩，信號經由C11、C31、R31-32和C31-32耦合耦合輸出。其輸出在100K歐姆電阻上為3000mVp-p，在10K歐姆電阻上為1000mVp-p，在150歐姆電阻上為20mVp-p。空載時其輸出為1KHz，其頻率伴隨負載加重而略微上升。其輸出波形如圖3所示。如圖可見，其中含有豐富的諧波可利用。此功能主要用於向音響或電視等音頻或視頻電路注入信號，根據喇叭或螢光屏上的聲音或圖像變化判斷故障。
測量交流或直流電流時，分別是在測量交流或直流電壓的基礎上壓下單刀雙擲開關K41。K41的轉換一是引入了電流取樣電阻R43，二是讓R41拉V/Ω/A端電位至V-，使集成電路選擇測量電流狀態。這不但簡化了電路，而且使被測量電流僅流經所增加的開關而不必擔心原換檔開關的電流負荷能力限制被測量電流的大小。
C6、ZD31和R31-32用於防止被測高壓衝擊集成電路；F21和ZD21能防止誤用低電阻檔測量電流或電壓使較大電流意外流經集成電路而將其損壞；F11能防止誤用電流檔測量過大電流或電壓使較大電流意外流經集成電路而將其損壞；2K電阻R7用於減輕測小電阻時由R21給集成電路增加的電流負擔。F11和F21是外形酷似1/8W電阻的保險絲。D31將集成電路的HOLD端電位在不壓下SB時箝位於COM地電位。這種設計便於萬一選錯檔燒壞後的修復。
權利要求1．一種可做成筆式的多功能數字萬用表，它是在普通筆式數字萬用表中形成的；普通筆式數字萬用表由探針(P)、測電壓/測電阻信號輸入端(A)、測電流信號輸入端(B)、測電壓/測電阻/測電流選擇(V/Ω/A)端、集成電路(IC1)、時鐘電路(IC2)和讀數保持開關(SB)構成；其特徵在於在普通筆式數字萬用表測電壓/測電阻信號輸入端(A)接有電容(C11)和開關(K11)，再通過開關(K11)接有二極體(D11)、電阻(R31-38)、電容(C31-34)、二極體(D11、ZD21、ZD31、D31)和三極體(T31-32)構成的整流、耦合、保護、放大和振蕩電路；在普通筆式數字萬用表探針(P)上通過保險絲(F11)接有單刀開關(K21)，再通過開關(K21)與正電源(V+)之間接有電阻(R21)、與地(COM)之間接有電阻(R22)和發光二極體(LED)串聯電路；在普通筆式數字萬用表測電流信號輸入端(B)接有開關(K41)，再通過開關(K41)與負電源(V-)之間接有電阻(R41)。
2．根據權利要求1所述的多功能數字萬用表，其特徵在於正電源(V+)通過開關(SB)接到二極體(D31)和三極體(T32)。
專利摘要可做成筆式的多功能數字萬用表。它是在數字萬用表中巧妙地增加K11、D11和C11使能測高頻和脈衝信號；增加K21、R21－22和LED使能測p－n結正反向和導通電壓、線圈短路、小至1/100歐姆的電阻、定位印刷電路板上的短路點；增加R31－38、C31－34和T31－32使能輸出音頻信號和尋跡音頻信號；增加K41和R41－42使能測上安培的交直流電流。所有增加的功能檔仍共用原表的探針和公共線。增加的元件儘量設計得一件多用，使該表仍保持常見最小體積筆式表的體積、電路簡單和低成本。不常用檔絕大多數用自復位開關轉換選擇轉換，使操作簡單。有樣機一部。
文檔編號G01R29/00GK2337566SQ97219318
公開日1999年9月8日 申請日期1997年6月25日 優先權日1997年6月25日
發明者蘇重清 申請人:蘇重清