万用表电路设计方案汇总（几款模拟设计电路原理图详解）
一、万用表电路设计方案汇总（一）
数字万用表，拥有测量电流、交流电压、直流电压、电阻、二极管、线路通断及温度测量等功能。是电工、技术人员、维修人员常用的工具。
整个电路图包含直流电压测量电路图（如图2）、交流电压测量电路图（如图3）、直流电流测量电路图（如图4）、电阻测量电路图（如图5）、电池测试电路图（如图6）、二极管测试电路（如图7）。
以下为数字万用表原理方框图：
图1 数字万用表原理方框图
1、单元电路1 直流电压测量电路
图2 直流电压测量电路图
直流电压的测量：将万用表的一个转换开关置于交、直流电压挡，另一个转换开关置于直流电压的合适量程上，且“+”表笔（红表笔）接到高电位处，“-”表笔（黑表笔）接到低电位处，即让电流从“+”表笔流入，从“-”表笔流出。若表笔接反，表头指针会反方向偏转，容易撞弯指针。
2、单元电路2 交流电压测量电路 图3 交流电压测量电路
在基准数字电压表头前面加一级分压电路（分压器），可以扩展直流电压测量的量程。如图，u0为电压表头的量程（如200mv），r为其内阻，r1、r2为分压电阻，u10为扩展后的量程。
由于r《《r，所以分压比为
u0/u10=r2/（r1+r2）
扩展后的量程为
u10=（r1+r2）u0/r2
3、单元电路3 直流电流测量电路
图4 直流电流测量电路
根据欧姆定理，用合适的取样电阻把待测电流转换为相应的电压，再进行测量。如图，由于r《《r，取样电阻r上的电压降为
ui=iir
即被测电流ii=ui/r
若数字表头的电压量程为u0，欲使电流档量程为i0，则该档的取样电阻（也称分流电阻）为r=u0/i0。
4、单元电路4 电阻测量电路
图5 电阻测量电路
由稳压管zd提供测量基准电压，流过标准电阻r0和被测电阻rx的电流基本相等（数字表头的输入阻抗很高，其取用的电流可忽略不计）。所以a/d转换器的参考电压urfe和输入电压uin有如下关系：
urfe/uin=r0/rx
即
rx=（uin/urfe）/r0
5、单元电路5 电池测试电路
图6 电池测试电路
6、单元电路6 二极管测试电路
图7 二极管测试电路
数字万用表由以下几部分功能组成，复原电路、震荡电路、adc输入、被测量显示、adc使能控制。复位电路用来清零进行下一次的测量；震荡电路用来消除一些外来干扰，使电路工作更加稳定；adc输入则是将输入量进行ad转换；测量显示就是显示测量的数值。
二、万用表电路设计方案汇总（二） 1、直流电流测量电路工作原理 指针式万用表的主要元件是一只磁电系电流表，通常称为表头。但一只表头只能测量小于它的灵敏度的电流。为了扩大被测电流的量程，就需要给它并上分流电阻，使流过表头的电流为被测电流的一部分从而扩大量程。为了在测量大小不同电流时得到一定的精确度，电流表都是设计成多档量程的。
应用最多的是闭路抽头式分流电路，其电路如图1所示。图中r1～r5统称为总分流电阻rs，实际产品中，为了便于调整和成批生产，总分流电阻rs大多采用较大的整数千欧的阻值，表头上再串联一只可变线绕电阻r0，当表头参数有变化时仍可以得到补偿并方便调整。
图1 直流电流测量电路
2、直流电压测量电路工作原理 根据欧姆定律u=ir，则一只灵敏度为i、内阻为r的电流表，本身就是一只量程为u的电压表，如一只100μa的电流表，它的内阻为1.5kω，能用来测量的电压量程为0.15v，显然是不实用的，但是我们可以给它串接一只电阻，来扩大它的量程范围。如串接一只8.5kω的电阻，量程就可扩展为1v，这时该电压表的内阻为10kω。这就引出直流电压灵敏度这一概念了；针对该例，这只电压表测量每伏直流电压时需要10kω内阻，即：10kω／v。有了电压灵敏度就个概念，就可以很方便的将电压表各档的内阻计算出来。同时，直流电压灵敏度越高，测量直流电压时分去的电流越小，测量结果越准确。
直流电压测量电路如图2所示。图中rs为直流电流档的分流电阻，r6～r10为各电压测量档的降压电阻。
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整个电路图包含直流电压测量电路图（如图2）、交流电压测量电路图（如图3）、直流电流测量电路图（如图4）、电阻测量电路图（如图5）、电池测试电路图（如图6）、二极管测试电路（如图7）。
以下为数字万用表原理方框图：
图1 数字万用表原理方框图
1、单元电路1 直流电压测量电路
图2 直流电压测量电路图
直流电压的测量：将万用表的一个转换开关置于交、直流电压挡，另一个转换开关置于直流电压的合适量程上，且“+”表笔（红表笔）接到高电位处，“-”表笔（黑表笔）接到低电位处，即让电流从“+”表笔流入，从“-”表笔流出。若表笔接反，表头指针会反方向偏转，容易撞弯指针。
2、单元电路2 交流电压测量电路 图3 交流电压测量电路
在基准数字电压表头前面加一级分压电路（分压器），可以扩展直流电压测量的量程。如图，u0为电压表头的量程（如200mv），r为其内阻，r1、r2为分压电阻，u10为扩展后的量程。
由于r《《r，所以分压比为
u0/u10=r2/（r1+r2）
扩展后的量程为
u10=（r1+r2）u0/r2
3、单元电路3 直流电流测量电路
图4 直流电流测量电路
根据欧姆定理，用合适的取样电阻把待测电流转换为相应的电压，再进行测量。如图，由于r《《r，取样电阻r上的电压降为
ui=iir
即被测电流ii=ui/r
若数字表头的电压量程为u0，欲使电流档量程为i0，则该档的取样电阻（也称分流电阻）为r=u0/i0。
4、单元电路4 电阻测量电路
图5 电阻测量电路
由稳压管zd提供测量基准电压，流过标准电阻r0和被测电阻rx的电流基本相等（数字表头的输入阻抗很高，其取用的电流可忽略不计）。所以a/d转换器的参考电压urfe和输入电压uin有如下关系：
urfe/uin=r0/rx
即
rx=（uin/urfe）/r0
5、单元电路5 电池测试电路
图6 电池测试电路
6、单元电路6 二极管测试电路
图7 二极管测试电路
数字万用表由以下几部分功能组成，复原电路、震荡电路、adc输入、被测量显示、adc使能控制。复位电路用来清零进行下一次的测量；震荡电路用来消除一些外来干扰，使电路工作更加稳定；adc输入则是将输入量进行ad转换；测量显示就是显示测量的数值。
二、万用表电路设计方案汇总（二） 1、直流电流测量电路工作原理 指针式万用表的主要元件是一只磁电系电流表，通常称为表头。但一只表头只能测量小于它的灵敏度的电流。为了扩大被测电流的量程，就需要给它并上分流电阻，使流过表头的电流为被测电流的一部分从而扩大量程。为了在测量大小不同电流时得到一定的精确度，电流表都是设计成多档量程的。
应用最多的是闭路抽头式分流电路，其电路如图1所示。图中r1～r5统称为总分流电阻rs，实际产品中，为了便于调整和成批生产，总分流电阻rs大多采用较大的整数千欧的阻值，表头上再串联一只可变线绕电阻r0，当表头参数有变化时仍可以得到补偿并方便调整。
图1 直流电流测量电路
2、直流电压测量电路工作原理 根据欧姆定律u=ir，则一只灵敏度为i、内阻为r的电流表，本身就是一只量程为u的电压表，如一只100μa的电流表，它的内阻为1.5kω，能用来测量的电压量程为0.15v，显然是不实用的，但是我们可以给它串接一只电阻，来扩大它的量程范围。如串接一只8.5kω的电阻，量程就可扩展为1v，这时该电压表的内阻为10kω。这就引出直流电压灵敏度这一概念了；针对该例，这只电压表测量每伏直流电压时需要10kω内阻，即：10kω／v。有了电压灵敏度就个概念，就可以很方便的将电压表各档的内阻计算出来。同时，直流电压灵敏度越高，测量直流电压时分去的电流越小，测量结果越准确。
直流电压测量电路如图2所示。图中rs为直流电流档的分流电阻，r6～r10为各电压测量档的降压电阻。
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