一、万用表电路设计方案概述(1)数字万用表具有测量电流、交流电压、DC电压、电阻、二极管、线路通断、温度测量等功能。是电工、技术人员、维修人员的常用工具。
整个电路图包括DC电压测量电路图(如图2)、交流电压测量电路图(如图3)、DC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)。
下面是数字万用表的原理框图：
图1数字万用表原理框图
1、单元电路1 DC电压测量电路
图2电压测量电路图
DC电压的测量：将万用表的一个开关置于交流和DC电压范围内，另一个开关置于DC电压的适当范围内，将“”触针(红色触针)接高电位，将“-”触针(黑色触针)接低电位，即让电流从“”触针流入，从“-”触针流出。如果触针接反了，表头上的指针就会反方向偏转，很容易磕碰指针。
2、单元电路2交流电压测量电路图3交流电压测量电路
在参考数字电压表头前加一个分压器(分压器)可以扩大DC电压测量的范围。如图，U0是电压表头的量程(例如200mV)，R是其内阻，r1、r2是分压电阻，U10是扩展量程。
因为r“r”，所以分压比。
U0/U10=r2/(r1 r2)
扩展范围是
U10=(r1 r2)U0/r2
3、单元电路3 DC电流测量电路
图4 DC电流测量电路
根据欧姆定理，用合适的采样电阻将待测电流转换成相应的电压，然后进行测量。如图所示，由于R，采样电阻R上的压降。
Ui=IiR
即测得的电流II=UI/R。
如果数字表的电压范围为U0，电流范围为I0，则电流范围的采样电阻(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
调压器ZD提供测量参考电压，流过标准电阻R0和被测电阻Rx的电流基本相等(数字表的输入阻抗很高，所用电流可以忽略)。因此，A/D转换器的参考电压URFE和输入电压UIN具有以下关系：
乌尔费/UIN=R0/Rx
也就是
rx=(UIN/乌尔费)/R0
5、单元电路5蓄电池测试电路
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
数字万用表由以下功能组成：恢复电路、振荡电路、ADC输入、测量显示和ADC使能控制。复位电路用于清零并进行下一次测量；振荡电路用来消除一些外界干扰，使电路工作更加稳定。ADC输入是将输入量转换成AD；测量显示是显示测量值。
二、万用表电路设计方案概要(二)1、 DC电流测量电路的工作原理指针式万用表的主要部件是磁电式电流表，通常称为表头。但是电表只能测量小于其灵敏度的电流。为了扩大被测电流的量程，需要在其中加入分流电阻，使流过电表的电流是被测电流的一部分，以扩大量程。为了在测量不同大小的电流时获得一定的精度，电流表都设计成多量程范围。
最广泛使用的是闭抽头分流电路，其电路如图1所示。图中的R1 ~ R5统称为总分流电阻RS。在实际产品中，为了便于调整和批量生产，总分流电阻RS大多采用较大的整数千欧电阻，在仪表上串联一个可变线绕电阻R0，当仪表参数发生变化时，仍然可以补偿，易于调整。
图1 DC电流测量电路
2、 DC电压测量电路的工作原理根据欧姆定律U=IR，一个灵敏度为I，内阻为R的电流表本身就是一个量程为U的电压表，比如一个内阻为100A的电流表，可以用来测量0.15V的电压量程，这显然不实用，但是我们可以串联一个电阻来扩大它的量程。如果串联一个8.5K的电阻，量程可以扩展到1V，电压表的内阻为10K。这就引出了DC电压灵敏度的概念；举这个例子，这个电压表在测量每伏特的DC电压时需要10k的内阻，即10k/v，有了电压灵敏度的概念，就可以方便地计算出电压表各档的内阻。同时，DC电压的灵敏度越高，测量DC电压时的电流越小，测量结果越准确。
DC电压测量电路如图2所示。图中RS为DC电流档的分流电阻，R6 ~ R10为各电压测量档的降压电阻。
