一、數(shù)字萬用表的組成

數(shù)字萬用表的組成框圖如下圖所示。從圖中可以看出，數(shù)字萬用表由檔位選擇開關(guān)、功能轉(zhuǎn)換電路、數(shù)字電壓表組成。

數(shù)字電壓表只能測直流電壓，由A/D轉(zhuǎn)換電路、數(shù)據(jù)處理電路和顯示器構(gòu)成。它通過A/D轉(zhuǎn)換將輸入的直流電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，再經(jīng)數(shù)據(jù)處理電路處理后送到顯示器，將輸入的直流電壓的大小以數(shù)字的形式顯示出來。

功能轉(zhuǎn)換電路主要由R/U、~U/U、I/U等轉(zhuǎn)換電路組成。R/U轉(zhuǎn)換電路的功能是將電阻的大小轉(zhuǎn)換成相應(yīng)大小的直流電壓，~U/U轉(zhuǎn)換電路能將大小不同的交流電壓轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的直流電壓，I/U轉(zhuǎn)換電路的功能是將大小不同的電流轉(zhuǎn)換成大小不同的直流電壓。

檔位選擇開關(guān)的作用是根據(jù)待測的量選擇相應(yīng)的功能轉(zhuǎn)換電路。例如在測電流時，檔位線則開關(guān)將被測電流送至I/U轉(zhuǎn)換電路。

二、數(shù)字萬用表的工作原理

以測電流為例來說明數(shù)字萬用表的工作原理：在測電流時，電流由表筆、插孔進入數(shù)字萬用表，在內(nèi)部經(jīng)檔位選擇開關(guān)（開關(guān)置于電流檔）后，電流送到I/U轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)換電路將電流轉(zhuǎn)換成直流電壓再送到數(shù)字電壓表，最終在顯示屏顯示數(shù)字。被測電流越大，轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成的直流電壓越高，顯示屏顯示的數(shù)字越大，指示出的電流數(shù)值越大。

由上可知，不管數(shù)字萬用表在測電流、電阻還是測交流電壓時，在內(nèi)部都要轉(zhuǎn)換成直流電壓。

三、數(shù)字萬用表的測量原理

數(shù)字萬用表的各種量的測量區(qū)別主要在于功能轉(zhuǎn)換電路。

1、直流電壓的測量原理

直流電壓的測量原理示意圖如下圖所示。

被測電壓通過表筆送入萬用表，如果被測電壓低，則直接送到電壓表IC的IN+（正極輸入）端和IN—（負極輸入）端。被測電壓經(jīng)IC進行A/D轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)處理后在顯示器上顯示出被測電壓的大小。

如果被測電壓很高，則將檔位選擇開關(guān)置S于位置“2”，被測電壓經(jīng)電阻R1降壓后再通過檔位選擇開關(guān)送到數(shù)字電壓表的IC輸入端。

2、直流電流的測量原理

直流電流的測量原理示意圖如下圖所示。

被測電流通過表筆送入萬用表，電流在流經(jīng)電阻R1、R2時，在R1、R2上有直流電壓，如果被測電流小，可將檔位選擇開關(guān)置于位置“1”，取R1、R2上的電壓送到IC的IN+端和IN-端，被測電流越大，R1、R2上的直流電壓越高，送到IC輸入端的電壓就越高，顯示器顯示的數(shù)字就越大（因為檔位選擇的是電流檔，故顯示的數(shù)值讀作電流值）。

如果被測電流很大，可將檔位選擇開關(guān)S置于位置“2”，只取R2上的電壓送到數(shù)字電壓表的IC輸入端，這樣可以避免被測電流大時電壓過高而超出電壓表顯示范圍。

3、交流電壓的測量原理

交流電壓的測量原理示意圖如下圖所示。

被測交流電壓通過表筆送入萬用表，交流電壓正半周經(jīng)VD1對電容C1充電得到上正下負的電壓，負半周則由CD2、R1旁路，C1上的電壓經(jīng)檔位選擇開關(guān)直接送到IC的IN+端和IN-端，被測電壓經(jīng)IC處理后在顯示器上顯示出大小。

如果被測交流電壓很高，則C1上被充得的電壓很高，這時可將檔位選擇開關(guān)S置于位置“2”，C1上的電壓經(jīng)R2降壓，再通過檔位選擇開關(guān)送到數(shù)字電壓表的IC輸入端。

4、電阻阻值的測量原理

電阻阻值的測量原理示意圖如下圖所示。

在測電阻時，萬用表內(nèi)部的電源VDD經(jīng)R1、R2為被測電阻Rx提供電壓，Rx上的電壓送到IC的IN+端和IN-端，Rx阻值越大，Rx兩端的電壓越高，送到IC輸入端的電壓越高，最終在顯示器上顯示的數(shù)值越大。

如果被測電阻Rx阻值很小，它兩端的電壓就會很低，IC無法正常處理，這時可將檔位選擇開關(guān)S置于位置“2”，這樣電源只經(jīng)R2降壓為Rx提供電壓，Rx的電壓不會很低，IC可以正常的處理并顯示出來。

5、二極管的測量原理

二極管的測量原理示意圖如下圖所示。

萬用表內(nèi)部+2.8V的電源經(jīng)VD1、R為被測二極管VD2提供電壓，如果二極管是正接（即二極管的正、負極分別接萬用表的紅表筆和黑表筆），二極管會正向?qū)?，如果二極管反接則不會導(dǎo)通。對于硅管，它的正向?qū)妷簽?.45~0.7V，對于鍺管，它的正向?qū)妷簽?.15~0.3V。

在測量二極管時，如果二極管正接，送到IC的IN+端和IN-端的電壓不大于0.7V，顯示屏將該電壓顯示出來，如果二極管反接，二極管截止，送到IC輸入端的電壓為2V，顯示屏顯示溢出符號“1”。

6、三極管放大倍數(shù)的測量原理

三極管放大倍數(shù)的測量原理示意圖如下圖所示。（以測量NPN型三極管為例）

在數(shù)字萬用表上標(biāo)有“B（b）”、“C（C）”、“E（e）”插孔，在測三極管時，將3個極插入相應(yīng)的插孔中，萬用表內(nèi)部的電源VDD經(jīng)R1為三極管提供基極電流，三極管導(dǎo)通，有集電極電流流過R2，在R2上得到電壓，由于R1阻值固定，所以基極電流固定，而三極管的放大倍數(shù)越大，IE電流也就越大，R2上的電壓就越高，送到IC輸入端的電壓就越高，最終在顯示器上顯示的數(shù)值就越大。

7、電容容量的測量原理

電容容量的測量原理示意圖如下圖所示。

在測量電容時，萬用表內(nèi)部的IC提供一個正弦波交流信號電壓，交流信號電壓經(jīng)檔位選擇開關(guān)S的“1”端，R1、R2送到被測電容Cx，根據(jù)容抗計算公式，在交流信號f不變的情況下，電容容量越大，其容抗越小，它兩端的交流電壓越低，該交流信號電壓經(jīng)運算放大器1放大后輸出，再經(jīng)VD1整流后在C1上充得上正下負的直流電壓，此直流電壓經(jīng)運算放大器2倒相后再送到IC的IN+端和IN-端。

如果Cx容量大，它兩端的交流信號電壓就低，在電容C1上充得的直流電壓也低，該電壓經(jīng)倒放大后送到IC輸入端的電壓就高，顯示器顯示的容量就大。

如果被測電容Cx容量很大，它兩端的交流信號電壓就會很低，經(jīng)放大、整流和倒相放大后送到IC輸入端的電壓會很高，顯示的數(shù)字會超出顯示器顯示范圍，這時可將檔位選擇開關(guān)S置于位置“2”，這樣僅經(jīng)R2為Cx提供的交流電壓仍較高，經(jīng)放大、整流和倒相放大后送到IC輸入端的電壓不會很高，IC可以正常處理并顯示出來。