專利名稱：全自動數(shù)字萬用表的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種數(shù)字萬用表，尤其是能夠自動識別當前測量功能和量程，并自動轉(zhuǎn)換至相應的測量功能和量程檔位的全自動數(shù)字萬用表。
背景技術：
目前，數(shù)字萬用表測量功能的選擇一般采用機械結(jié)構(gòu)的功能/量程選擇開關，少數(shù)數(shù)字萬用表雖然具有自動轉(zhuǎn)換量程功能和一定的測量功能自動識別能力，但不能識別數(shù)字萬用表的全部測量功能，特別是對電流的測量無法自動識別，致使無法區(qū)別電壓與電流的測量。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有數(shù)字萬用表不能完全識別全部測量功能的弊端，特別是測量電流時不能自動識別的不足，本實用新型提供了一種真正意義的全自動數(shù)字萬用表。該數(shù)字萬用表能夠自動識別電壓、電流、電阻等當前測量功能和量程，并自動轉(zhuǎn)換至相應的測量功能檔位，所有測量功能和量程選擇均由數(shù)字萬用表自動完成，無需人工參與。該數(shù)字萬用表除一個可撥動或按動的電源開關、 一個復合表筆的插槽(2)和一個普通黑表筆的插孔(1)夕卜，無任何可利用的部件向數(shù)字萬用表輸入信息。
本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是 一種全自動數(shù)字萬用表，它由復合表筆、普通黑表筆、輸入電路(3)、放大器(4)、電壓比較器(10)、檢測電路(7)、模擬開關電路(6) 、 A/D轉(zhuǎn)換電路(5)、單片機控制電路(9) 、 LCD顯示電路(8)組成，其特征是復合表筆由電流傳感器(17)、電容(16)、測試觸頭(15)、導線(13)和多芯插頭(14)、磁屏蔽層(12)組成，前面板中具有復合表筆的插槽(2)和普通黑表筆的插孔(1)。
在使用全自動數(shù)字萬用表測量時，需要將多芯插頭(14)插入復合表筆的插槽(2)中
復合表筆的電流傳感器(17)、電容(16)、測試觸頭(15)封裝為一個整體，其外部具有磁屏蔽層(12)。
當復合表筆中測試觸頭(15)直接觸及測試點時，電流傳感器(17)可隨著測試觸頭(15)自動地靠近被測試線路。
除一個電源開關、 一個復合表筆的插槽(2)、 一個普通黑表筆插孔(1)夕卜，無任何其它可供全自動數(shù)字萬用表輸入信息的部件。
復合表筆的磁屏蔽層(12)在測試觸頭(15)和電流傳感器(17)處具有開口。 單片機控制電路(9)分別與A/D轉(zhuǎn)換電路(5)、模擬開關電路(6)、檢測電路(7)
、電壓比較器(10) 、 LCD顯示電路(8)、反相器(11)相連接。
A/D轉(zhuǎn)換電路(5)分別與模擬開關電路(6)、單片機控制電路(9)相連接。 輸入電路(3)分別與放大器(4)、檢測電路(7)、模擬開關電路(6)、復合表筆的
插槽(2)、普通黑表筆的插孔(1)相連接。
本實用新型的有益效果是全自動數(shù)字萬用表在測量過程中不需要人工轉(zhuǎn)換測量功能和量
程開關，提高了測量效率，同時也徹底消除了因轉(zhuǎn)換測量功能和量程開關不當而引起的誤操
作，從而減少了數(shù)字萬用表的故障發(fā)生率，提高了數(shù)字萬用表的性能。

圖1是全自動數(shù)字萬用表的電路方框圖。
圖2是復合表筆的結(jié)構(gòu)圖。
圖3是全自動數(shù)字萬用表的程序流程圖。
具體實施方式
全自動數(shù)字萬用表在測量過程中，測試觸頭(15)直接觸及測試點，電流傳感器(17) 直接感知與測試點相連接的線路是否有電流，測試觸頭(15)和電流傳感器(17)測得的信 號可分別通過與輸入電路(3)直接相連的復合表筆的插槽(2)傳送到輸入電路(3)。
在被測試電路中，測試觸頭(15)觸及的測試點，如果存在通過該測試點的電流，則電 流傳感器(17)將輸出電壓信號，此電壓信號經(jīng)輸入電路(3)進入放大器(4)放大后輸入 到電壓比較器(10)，電壓比較器(10)輸出高電平，此高電平輸入到單片機的輸入端口引 腳P3.5，當單片機査詢到該引腳為高電平后，則立即向模擬開關電路(6)和A/D轉(zhuǎn)換電路( 5)發(fā)出控制信號，使全自動數(shù)字萬用表轉(zhuǎn)換為電流測量狀態(tài)。
在被測試電路中，測試觸頭(15)觸及的測試點，如果不存在通過該測試點的電流，則 根據(jù)上述所述，電壓比較器(10)將輸出低電平，此時全自動數(shù)字萬用表處于非電流測量狀 態(tài)。可見單片機可根據(jù)電壓比較器(10)輸出端的邏輯電平即可判斷數(shù)字萬用表是否處于電 流測量狀態(tài)。
檢測電路(7)的輸出端直接與單片機的輸入端口引腳P3.0相連，另外檢測電路(7)的 輸出端經(jīng)過反相器(11)后與單片機的輸入端口引腳P3. l相連。數(shù)字萬用表開始工作后，默 認為電阻測量狀態(tài)，當測量電流或電壓時，由于兩表筆間存在電壓，此電壓信號使檢測電路
4(7) 的輸出電平發(fā)生變化。如果復合表筆觸及的測試點為高電位點，黑表筆觸及的測試點 為低電位點，則檢測電路(7)輸出高電平，同時其輸出端同步出現(xiàn)上升沿，上升沿信號輸 入到單片機的P3. 0引腳，單片機根據(jù)P3. O引腳的這種狀態(tài)即可判定此時的測量值為正值，于 是單片機控制LCD顯示電路(8)顯示正號；如果復合表筆觸及的測試點為低電位點，黑表筆 觸及的測試點為高電位點，則檢測電路(7)輸出低電平，此低電平經(jīng)反相器(11)變?yōu)楦?電平輸入到單片機的P3. l引腳，同時單片機的P3. l引腳也將同步出現(xiàn)上升沿，單片機根據(jù) P3. l引腳的這種狀態(tài)即可判定此時的測量值為負值，于是單片機控制LCD顯示電路(8)顯示 負號。單片機在控制LCD顯示電路(8)顯示正號或負號時，也向模擬開關電路(6)和A/D轉(zhuǎn) 換電路(5)發(fā)出控制命令，使全自動數(shù)字萬用表處于直流測量狀態(tài)，然后單片機再根據(jù)輸 入端口引腳P3. 5的狀態(tài)，即可自動識別當前的測量功能為測量直流電壓或測量直流電流，單 片機根據(jù)自動識別的結(jié)果控制模擬開關電路(6)和A/D轉(zhuǎn)換電路(5)完成相應的測量，并 將測量結(jié)果通過LCD顯示電路(8)顯示出來。
在測量過程中，如果單片機査詢到P3.0引腳和P3. l引腳均出現(xiàn)上升沿，則根據(jù)上面的敘 述可知，此時全自動數(shù)字萬用表處于測量交流狀態(tài)，單片機再根據(jù)輸入端口引腳P3.5的狀態(tài) ，即可自動識別當前的測量功能為測量交流電壓或測量交流電流，單片機根據(jù)自動識別的結(jié) 果控制模擬開關電路(6)和A/D轉(zhuǎn)換電路(5)完成相應的測量，并將測量結(jié)果通過LCD顯示 電路(8)顯示出來。
在測量過程中，如果單片機通過査詢在P3.0引腳和P3. l引腳均沒有發(fā)現(xiàn)上升沿，則根據(jù) 上面的敘述可知，此時全自動數(shù)字萬用表處于電阻測量狀態(tài)，單片機根據(jù)自動識別的結(jié)果控 制模擬開關電路(6)和A/D轉(zhuǎn)換電路(5)完成相應的測量，并將測量結(jié)果通過LCD顯示電路
(8) 顯示出來。
選用具有自動量程轉(zhuǎn)換功能的A/D轉(zhuǎn)換芯片，所以全自動數(shù)字萬用表的量程轉(zhuǎn)換通過單 片機控制電路(9)控制A/D轉(zhuǎn)換電路(5)自動完成。
在圖1中，輸入電路(3)與放大器(4)、檢測電路(7)、模擬開關電路(6)、復合 表筆的插槽(2)、普通黑表筆的插孔(1)相連接，放大器(4)用來放大復合表筆中電流 傳感器(17)經(jīng)輸入電路(3)輸出的電壓信號，放大后的信號輸入到與之相連的電壓比較 器(10)輸入端，電壓比較器(10)的輸出端與單片機輸入引腳P3. 5相連。檢測電路(7) 的輸入端與輸入電路(3)相連，檢測電路(7)的輸出端與單片機的P3.0引腳相連，檢測電 路(7)的輸出端還經(jīng)過一個反相器(11)與單片機的P3. l引腳相連。如果單片機沒有査詢 到單片機的P3.0引腳和P3. l引腳出現(xiàn)上升沿，并且P3.0引腳和P3. l引腳均為低電平，則單片機將處于電阻測量狀態(tài)；如果單片機査詢到單片機的P3. 0引腳或P3. l引腳中只有一個引腳出 現(xiàn)上升沿，并且P3.0引腳或P3. l引腳中只有一個引腳為低電平，則單片機將處于直流測量狀 態(tài)；如果單片機査詢到單片機的P3.0引腳和P3. l引腳均出現(xiàn)了上升沿，則單片機將處于交流 測量狀態(tài)。
單片機控制電路(9)與檢測電路(7)、電壓比較器(10)、模擬開關電路(6)、 A/D轉(zhuǎn)換電路(5) 、 LCD顯示電路(8)、反相器(11)相連接。單片機控制電路(9)根據(jù) 檢測電路(7)、反相器(11)和電壓比較器(10)輸入的信號，控制模擬開關電路(6)和 A/D轉(zhuǎn)換電路(5)的狀態(tài)，使之切換到相應的測量功能和合適的量程。單片機控制電路(9 )對A/D轉(zhuǎn)換電路(5)所得測量數(shù)據(jù)進行零校正后，發(fā)送到LCD顯示電路(8)將測量結(jié)果顯 示出來。
A/D轉(zhuǎn)換電路(5)與模擬開關電路(6)、單片機控制電路(9)相連接。A/D轉(zhuǎn)換電路 (5)根據(jù)模擬開關電路(6)的狀態(tài)和單片機發(fā)出的控制信號切換至不同的測量功能和量程 ，完成模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換，由單片機控制電路(9)讀取轉(zhuǎn)換后所得測量數(shù)據(jù)，并對測 量數(shù)據(jù)進行適當處理后，將數(shù)據(jù)傳送到LCD顯示電路(8)顯示出來。
LCD顯示電路(8)與單片機控制電路(9)相連接，它接收單片機輸出的測量數(shù)據(jù)，并 將測量數(shù)據(jù)顯示出來。
在運用全自動數(shù)字萬用表測量時，黑表筆直接插入黑表筆插孔(1)中，復合表筆直接 插入復合表筆的插槽(2)中。
權(quán)利要求1.一種全自動數(shù)字萬用表，它由復合表筆、普通黑表筆、輸入電路(3)、放大器(4)、電壓比較器(10)、檢測電路(7)、模擬開關電路(6)、A/D轉(zhuǎn)換電路(5)、單片機控制電路(9)、LCD顯示電路(8)組成，其特征是復合表筆由電流傳感器(17)、電容(16)、測試觸頭(15)、導線(13)和多芯插頭(14)、磁屏蔽層(12)組成，前面板中具有復合表筆的插槽(2)和普通黑表筆的插孔(1)。
2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的全自動數(shù)字萬用表，其特征是復合表筆的 電流傳感器(17)、電容(16)、測試觸頭(15)封裝為一個整體，其外部具有磁屏蔽層( 12)。
3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的全自動數(shù)字萬用表，其特征是當復合表筆 中測試觸頭(15)直接觸及測試點時，電流傳感器(17)可隨著測試觸頭(15)自動地靠近 被測試線路。
4.根據(jù)權(quán)利要求l所述的全自動數(shù)字萬用表，其特征是所述的復合 表筆的插槽(2)和普通黑表筆的插孔(1)是輸入信息的部件。
5.根據(jù)權(quán)利要求l所述的全自動數(shù)字萬用表，其特征是復合表筆的 磁屏蔽層(12)在測試觸頭(15)和電流傳感器(17)處具有開口。
6.根據(jù)權(quán)利要求l所述的全自動數(shù)字萬用表，其特征是單片機控制 電路(9)分別與A/D轉(zhuǎn)換電路(5)、模擬開關電路(6)、檢測電路(7)、電壓比較器( 10) 、 LCD顯示電路(8)、反相器(11)相連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求l所述的全自動數(shù)字萬用表，其特征是A/D轉(zhuǎn)換電路 (5)分別與模擬開關電路(6)、單片機控制電路(9)相連接。
專利摘要一種全自動數(shù)字萬用表，它由復合表筆、普通黑表筆、輸入電路(3)、放大器(4)、電壓比較器(10)、檢測電路(7)、反相器(11)、模擬開關電路(6)、A/D轉(zhuǎn)換電路(5)、單片機控制電路(9)、LCD顯示電路(8)組成，復合表筆由電流傳感器(17)、電容(16)、測試觸頭(15)、導線(13)、多芯插頭(14)、磁屏蔽層(12)組成，給該表輸入信息的部件只有電源開關、一個復合表筆的插槽(2)和一個普通黑表筆的插孔(1)，用該表測量時，不需人工切換任何開關，它能自動選擇合適的測量功能和量程檔位進行測量。
文檔編號G01R15/00GK201277992SQ20082030198
公開日2009年7月22日 申請日期2008年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月1日
發(fā)明者輝 秦 申請人:輝 秦