icl7107應(yīng)用電路圖(一)
電路圖中,僅僅使用一只 DC9V 電池,數(shù)字電壓表就可以正常使用了。按照圖示的元器件數(shù)值,該表頭量程范圍是±200.0mV。當(dāng)需要測量 ±200mV 的電壓時,信號從 V-IN 端輸入,當(dāng)需要測量 ±200mA 的電流時,信號從 A-IN 端輸入,不需要加接任何轉(zhuǎn)換開關(guān),就可以得到兩種測量內(nèi)容。
也有許多場合,希望數(shù)字電壓表(數(shù)字面板表)的量程大一些,那么,只需要更改 2 只元器件的數(shù)值,就可以實(shí)現(xiàn)量程為 ±2.000V 了。更改的元器件具體位置和數(shù)值見下圖的 28 和 29 兩只引腳:
在有了一只數(shù)字電壓表(數(shù)字面板表)之后,按照下面的圖示,給它配置一組分流電阻,就可以實(shí)現(xiàn)多量程數(shù)字電流表,分檔從 ±200uA 到 ±20A 。但是要注意:在使用 20A 大電流檔的時候,不能再有開關(guān)來切換量程,應(yīng)該專門配置一只測量插孔,以防燒毀切換開關(guān)。
與多量程電流表對應(yīng)的是經(jīng)常需要使用多量程電壓表,按照下圖配置一組分壓電阻,就可以得到量程從 ±200.0mV 至 ±1000V 的多量程電壓表。
測量電阻與測量電流或者電壓一樣重要,俗稱“三用表”,利用數(shù)字電壓表做成的多量程電阻表,采用的是“比例法”測量,因此,它比起指針萬用表的電阻測量來具有非常準(zhǔn)確的精度,而且耗電很小,下圖示中所配置的一組電阻就叫“基準(zhǔn)電阻”,就是通過切換各個接點(diǎn)得到不同的基準(zhǔn)電阻值,再由 Vref 電壓與被測電阻上得到的 Vin 電壓進(jìn)行“比例讀數(shù)”,當(dāng) Vref = Vin 時,顯示就是 Vin/Vref*1000=1000 ,按照需要點(diǎn)亮屏幕上的小數(shù)點(diǎn),就可以直接讀出被測電阻的阻值來了。
icl7107應(yīng)用電路圖(二)
在產(chǎn)品數(shù)字萬用表中,為了節(jié)省成本和簡化電路,測量電流的分流電阻和測量電壓的分壓電阻以及測量電阻的基準(zhǔn)電阻往往就是同一組電阻。這里不討論數(shù)字萬用表的電路,僅僅是幫助讀者在單獨(dú)需要使用某種功能時,可以有一定的參考作用。
下圖是一個最簡單的 10 倍放大電路,運(yùn)算放大器使用的是精度比較高的 OP07 ,利用它,可以把 0~200mV 的電壓放大到 0~2.000V。在使用的數(shù)字電壓表量程為 2.000V 時,(例如 ICL7135 組成的 41/2 數(shù)字電壓表,基本量程就是 2.000V。)特別有用。
如果把它應(yīng)用在基本量程為 ±200.0mV 的數(shù)字電壓表上,就相當(dāng)于把分辨力提高了 10 倍,在一些測量領(lǐng)域中,傳感器的信號往往覺得太小了,這時,可以考慮在數(shù)字電壓表前面加上這種放大器來提高分辨力。
icl7107應(yīng)用電路圖(三)
在電流或者電壓的測量中,經(jīng)常遇見測量的并不是直流而是交流,這時候,絕對不可以把交流信號直接輸入到數(shù)字電壓表去,必須先把被測的交流信號變成直流信號后,才可以送入數(shù)字電壓表進(jìn)行測量。下圖就是一個把交流信號轉(zhuǎn)換成為直流信號的參考電路。(說明:更好的交流轉(zhuǎn)換成為直流的電路是一種“真有效值”轉(zhuǎn)換電路,但是由于其專用芯片價格昂貴,多應(yīng)用在一些高檔場合。)
本電路中,輸入的是 0~200.0mV 的交流信號,輸出的是 0~200.0mV 的直流信號,從信號幅度來看,并不要求電路進(jìn)行任何放大,但是,正是電路本身具有的放大作用,才保證了其幾乎沒有損失地進(jìn)行 AC - DC 的信號轉(zhuǎn)換。因此,這里使用的是低功耗的高阻輸入運(yùn)算放大器,其不靈敏區(qū)僅僅只有 2mV 左右,在普通數(shù)字萬用表中大量使用,電路大同小異。
在溫度測量和其他物理及化學(xué)量的測量中,經(jīng)常會出現(xiàn)“零點(diǎn)”的時候信號不是零的情況,這時候,下面的“電橋輸入”電路就被優(yōu)先采用了。可以根據(jù)被測信號的特點(diǎn),用傳感器替換電橋回路中的某一個電阻元件。數(shù)字電壓表的兩個輸入端也不再有接地點(diǎn),作為一種典型的“差分”輸入來使用了。
電橋輸入電路的變種還可以延伸到下面的電路,這是一個把 4~20mA 電流轉(zhuǎn)換為數(shù)字顯示的電路。它的零點(diǎn)就是 4mA 而不是 0mA 。當(dāng)輸入零點(diǎn)電流為 4 mA 的時候,利用 IN- 上面建立起來的電壓,抵消掉 IN+ 由于 4mA 出現(xiàn)的無用信號,使得數(shù)字電壓表差分輸入=0,就實(shí)現(xiàn)了 4mA 輸 入時顯示為 0 的要求。隨著信號的繼續(xù)增大,例如到了 20mA ,對數(shù)字電壓表來說,相當(dāng)于差分輸入電流為 20-4=16mA ,這個 16mA 在 62.5R 電阻上的壓降,就是數(shù)字電壓表的最大輸入信號。這時候,把數(shù)字電壓表的基準(zhǔn)電壓調(diào)整到與 16*62.5=1000mV 相等,顯示就是 1000 個字!
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