专利名称：多通道万用表的制作方法
技术领域：
本实用新型属于测量仪器技术领域，具体地说，是涉及一种可以对直流电压、直流低电阻DCR和频率等参数进行综合测试的多通道万用表。
背景技术：
万用表是一种多功能、多量程的便携式电子电工仪表，一般的万用表可以测量直流电流、直流电压(即DC电压)、交流电压和直流低电阻DCR等模拟参数。有些万用表还可以测量电容、电感、功率、晶体管共射极直流放大系数等参数。对于目前常见的万用表来说，其测试通道大多都是单通道的，一次只能对一项被 测参数进行测试；能够支持几路被测参数轮流测量的多通道万用表，目前还不多见；至于同时配置几十个测试通道的万用表，那更是少之甚少，因为在产品研发过程中会遇到很大的设计困难。但是，随着电子技术的飞速发展，目前新兴的电源领域往往配置有多路输入通道和/或多路输出通道，若采用普通的单通道万用表依次对被测电源的每一路输入通道和输出通道分别进行参数测试，其测试过程的复杂度和繁琐性是显而易见的，而且采用普通的万用表或者电参表也很难满足上述电源领域的测试需求。基于此，如何设计一款能够支持多通道测试的万用表来满足目前新兴电源领域对多路输入/输出参数的快速测试要求，是参数测试及电源研发领域需要解决的一项主要问题。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种多通道万用表，以方便多路被测参数的综合测试。为了解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现一种多通道万用表，包括人机接口单元、CPU�？楹湍Ｄ獾缏纺？椋凰鋈嘶涌诘ピ覥PU�？椋邮胀ǖ琅渲弥噶畈⒋渲了龅腃PU�？椋鯟PU�？榱幽Ｄ獾缏纺？椋阅Ｄ獾缏纺？橹械母鞑问饬磕？榻锌刂疲桓鞑问饬磕？橥üǖ郎枘？橛隢路测试通道对应连接；所述N为大于I的正整数。进一步的，在所述通道扫描�？橹邪蠳路其开关状态受控于CPU�？榈目兀杂Φ拇贜路测试通道中。优选的，所述开关为继电器，CPU�？楦萁邮盏降耐ǖ琅渲弥噶羁刂芅路继电器的线圈通电或者断电，每一路线圈控制一路双联�？サ阄匣蛘叨峡琋路双联�？サ阋灰欢杂Φ姆直鸫贜路测试通道的两条测试线路中。又进一步的，所述参数测量�？榘ㄖ绷鞯缪共饬磕？楹推德什饬磕？�。其中，所述频率测量�？榱佣ㄊ逼髂？椋枚ㄊ逼髂？樘峁┢德什饬磕？楣ぷ魉璧幕际敝印0013]为了使万用表具有直流低电阻的参数测试功能，在所述模拟电路�？橹谢拱ê懔魇涑瞿？椋üǖ郎枘？橛隢路测试通道对应连接。通过将恒流输出�？橛胫绷鞯缪共饬磕？榕浜鲜褂茫允迪侄灾绷鞯偷缱璨问牟馐�。为了在对直流低电阻参数进行测试时，可以使用两端法和四端法，所述N优选为偶数，将N路测试通道平均分成两组，第一组的N/2路测试通道通过通道扫描�？榱又绷鞯缪共饬磕？楹推德什饬磕？椋诙榈腘/2路测试通道通过通道扫描�？橐环矫婢谝蛔芸乜亓铀龅闹绷鞯缪共饬磕？楹推德什饬磕？椋硪环矫婢诙芸乜亓铀龅暮懔魇涑瞿？�。优选的，所述第一总控开关和第二总控开关为受控于CPU�？榈募痰缙骺兀谒龅谝蛔芸乜氐牧蕉瞬⒘械缱�。再进一步的，所述CPU�？橥ü齒INTF总线与模拟电路�？榱油ㄐ�。更进一步的，所述CPU�？橥ü指衾肽？樾酒铀龅哪Ｄ獾缏纺？�。与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是本实用新型的多通道万用表电路结构简单，可以实现对多个被测对象及多种参数类型的快速测量，且兼容性和可移植性强，能够很好地满足目前新兴电源的特殊需求，方便快捷地完成对新兴电源中多路输入/输出通道的参数测试任务，且具有极高的测试精度。结合附图阅读本实用新型实施方式的详细描述后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。
图I是本实用新型所提出的多通道万用表的电路原理框图；图2是图I中通道扫描�？榈囊恢质凳├牡缏吩硗�。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
作进一步详细地说明。实施例一,参见图I所示，本实施例的多通道万用表包括人机接口单元、CPU�？楹湍Ｄ獾缏纺？槿鲋饕槌刹糠�。其中，人机接口单元提供人机交互界面，接收测试人员输入的通道配置指令，并显示参数测试的结果，反馈给测试人员。CPU�？榱釉谌嘶涌诘ピ肽Ｄ獾缏纺？橹洌环矫娼邮杖嘶涌诘ピ淙氲耐ǖ琅渲弥噶睿阅Ｄ獾缏纺？橹械母髀凡问饬磕？榻型骋豢刂疲涣硪环矫娼邮崭髀凡问饬磕？榉蠢〉牟问馐越峁ü嘶涌诘ピ允臼涑�。在本实施例的模拟电路�？橹信渲糜兄绷鞯缪共饬磕？�(VDC测量�？�)、频率测量�？椤⒑懔魇涑瞿？楹屯ǖ郎枘？椋缤糏所示。其中，VDC测量�？橛糜诙员徊舛韵蟮牡缪蛊骄祷蛘叩缪褂行е到胁饬浚üǖ郎枘？橛隢路测试通道对应连接，N为大于I的正整数，可以实现对某一路被测电压的单通道检测，也可以实现对多路被测电压的扫描式测量。频率测量模块用于对交流信号进行频率测试，外接定时器�？椋曰袢∑涔ぷ魉璧幕际敝�。将N路测试通道通过通道扫描�？榱铀龅钠德什饬磕？椋肅PU模块对通道扫描�？榈目刈刺信渲茫允迪侄阅骋宦坊蛘逳路待测频率参数的单通道或者扫描式测量。恒流输出�？橛糜谟隫DC测量�？榕浜希瓿啥员徊舛韵蟮闹绷鞯偷�、阻DCR参数的测量，通过通道扫描�？橛隢路测试通道对应连接，可以提供多档恒流电流输出，以便进行高精度的电阻测试。在本实施例中，所述CPU模块优选通过XINTF总线与模拟电路�？榱油ㄐ牛酝瓿啥阅Ｄ獾缏纺？橹懈髯幽？榈目刂萍癗路测试通道的选通配置。对于CPU�？槭涑龅母髀房刂菩藕盼中藕诺那榭�,为了实现CPU模块侧的数字信号与模拟电路�？椴嗟哪Ｄ庑藕胖涞母衾胪ㄑ叮臼凳├叛≡谒鯟PU�？橛肽Ｄ獾缏纺？橹淞邮指衾肽？樾酒缤糏所示，以实现数字信号与模拟信号的隔离。所述数字隔离�？樾酒梢允腔诠獾绺衾爰际�、磁耦合隔离技术或者电容式隔离技术的集成芯片，本实施例对此不进行具体限制。为了对连接在不同测试通道上的被测对象进行参数测量，本实施例在通道扫描�？橹猩柚昧� N路其开关状态受控于CPU�？榈目兀灰欢杂Φ卮贜路测试通道中，参见图2所示。在对N路被测对象的参数进行测试时，只需控制N路开关依次闭合，并根据各路被测对象的参数类型控制相应的参数测量�？樵谟敫寐繁徊舛韵罅拥目乇蘸鲜逼舳觳猓纯墒迪侄嗦繁徊獠问纳杓觳�。本实施例以20路测试通道为例进行说明，即N=20。其中，所述开关优选采用继电器开关组建所述的通道扫描模块。CPU模块根据接收到的通道配置指令控制20路继电器S1-S20中其中一路或者多路继电器线圈通电或者断电，每一路线圈控制一路双联�？サ阄匣蛘叨峡�20路双联�？サ阋灰欢杂Φ姆直鸫�20路测试通道的两条测试线路中，需要检测哪一路被测对象，就控制与该路被测对象连接的双联�？サ惚蘸希⒏荽獠问睦嘈脱≡裣嘤Φ牟问饬磕？槠舳允迪侄愿寐繁徊舛韵蟮牟问馐�。考虑到在进行DCR参数测试时，有时需要采用两端法，有时需要采用四端法。为了兼容两种测试方法，所述N优选为偶数，即设置偶数路测试通道，将N路测试通道平均分成两组，第一组的N/2路测试通道通过通道扫描�？榱覸DC测量�？楹推德什饬磕？椋诙榈腘/2路测试通道通过通道扫描�？橐环矫婢谝蛔芸乜亓铀龅腣DC测量模块和频率测量�？椋硪环矫婢诙芸乜亓铀龅暮懔魇涑瞿？�。仍以20路测试通道为例进行说明，参见图2所示，将第一组的10路测试通道分别通过10路继电器Sl-SlO的双联�？サ阌隫DC测量模块和频率测量�？槎杂α樱唇玍DC测量模块和频率测量�？榱拥酵�2中的接线端子MEA-和MES+上。将第二组的10路测试通道分别通过10路继电器S11-S20的双联�？サ阋环矫婢傻谝蛔芸乜豐21连接所述的VDC测量�？楹推德什饬磕？椋硪环矫婢傻诙芸乜豐22连接所述的恒流输出�？椋唇懔魇涑瞿？榱拥酵�2中的接线端子DC-、DC+上。所述第一总控开关S21和第二总控开关S22同样可以采用受控于CPU�？榈募痰缙骺亟械缏飞杓疲诘谝蛔芸乜豐21的两端还可以进一步并联电阻Rl、R2。所述多通道万用表的工作原理是当需要进行直流电压测量或者频率测量时，若被测对象少于等于10项，则可以利用第一组的10路测试通道分别连接被测对象，通过CPU�？橐陨璧姆绞揭来慰刂频谝蛔榈母髀凡馐酝ǖ乐械募痰缙骺豐l-Sio顺序吸合，并相应的启动VDC测量�？榛蛘咂德什饬磕？榻胁问饬浚允迪指髀繁徊舛韵蟮乃承蚣觳�。若被测对象多于10项，则首先通过CPU�？榭刂频谝蛔芸乜豐21吸合，然后通过控制继电器开关S1-S20的通断时序，以完成对连接在任意一路测试通道上的被测对象的参数测试任务。在进行DCR测试时，若采用两端法进行测试，则首先通过CPU�？榭刂频谝蛔芸乜豐21和第二总控开关S22吸合，然后控制恒流输出�？橄�20路测试通道输出恒定电流；将被测对象——对应地连接在每一条测试通道上，通过CPU�？榭刂�20路继电器S1-S20的双联�？サ阋来挝希纯墒迪侄�20路被测对象的DCR测量。若采用四端法进行DCR测试，则首先通过CPU�？榭刂频谝蛔芸乜豐21断开，第二总控开关S22吸合；从两组测试通道中各自取出一路测试通道用于对一个被测电阻进行四端法DCR测试。以继电器开关SI和Sll所在的两路测试通道为例进行说明，将Sll的正端和SI的正端连接在一起与被
测电阻的一端相连接，将Sll的负端和SI的负端连接在一起与被测电阻的另一端相连接，通过恒流输出�？槭涑龅暮愣ǖ缌魍ü痰缙骺豐ll施加到被测电阻上，被测电阻两端的电压值通过与继电器开关SI相连接的VDC测量�？榻屑觳猓菖纺范桑肰DC测量�？榧觳獾降牡缪怪党院懔魇涑瞿？槭涑龅暮愣ǖ缌髦担纯杉扑愠霰徊獾缱璧淖柚�。这样，对于20通道的万用表来说，可以对10路被测电阻实现扫描式DCR测量。当通过测试线引入的误差能够对被测电阻的精度带来影响时，四端法的优势就非常明显了。因为来自Sll所在测试线上的电流是恒定的，而SI所在测试线无论多长，上面都没有电流，因此Si所在的测试线上没有电压降，因此通过SI端测试的电压值就是被测电阻上的电压值。而采用两端法测试被测电阻时，Si所在测试线上就会存在恒流，因此会有误差电阻A R存在，导致利用VDC测得量�？榧觳獾降牡缪怪荡嬖谖蟛睿虼瞬饬烤炔桓�。在这里需要强调的是两端法和四端法的应用场合不一样，当测试线上的误差电阻AR相比被测电阻的阻值微乎其微时，采用两端法比较合适，因为两端法接线简单，可以对20路被测电阻集中进行DCR测量；而当测试线上的误差电阻AR相比被测电阻有影响时，采用四端法可以确保测试精度。并联在第一总控开关S21两端的电阻Rl和R2可以防止测试通道中某一路开路或者短路时出现DCR参数测试不准确的问题。在本实施例中，所述VDC测量模块可以设计成多个量程，例如200V、60V、20V、6V、2V和0. 6V共计6个量程，同时该�？榛箍梢跃弑甘侗鸨徊獾缪辜缘墓δ�。所述频率测量模块也可以设计成多个量程，以提高测量精度。对于恒流输出�？槔此担梢蕴峁┒嗟岛懔鞯缌魇涑觯⒖梢远员徊獾缱杞辛砍痰淖远侗穑醋远谢坏缱枇砍蹋佣沟貌馐缘缱璧木雀�。本实施例的多通道万用表既可以单通道进行电压测量、DCR测量和频率测量，也可以进行同一种参数类型的多通道测量或者不同参数类型的扫描式测量。通过在模拟电路�？橹猩柚闷渌煌嘈偷牟问饬磕？椋箍梢允迪侄云渌嘀掷嘈捅徊舛韵蟮牡ネǖ阑蛘呱枋讲饬�。当然，所述通道扫描�？橐部梢圆捎贸痰缙饕酝獾钠渌哂锌刈饔玫目卦械缏飞杓疲臼凳├⒉唤鱿抻谝陨暇倮１臼涤眯滦偷亩嗤ǖ劳蛴帽淼缏方峁辜虻ィ迪秩菀祝饬克俣瓤欤馐跃雀撸梢院芎玫芈隳壳靶滦说缭炊云涠嗦肥淙�/输出通道进行快速参数测量的测试要求。应当指出的是，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种多通道万用表，其特征在于包括人机接ロ単元、CPU�？楹湍Ｄ獾缏纺？椋凰鋈嘶鹰淼ピ覥PU�？椋邮胀ǖ琅渲弥噶畈⒋渲了龅腃PU�？椋鯟PU�？榱幽Ｄ獾缏纺？椋阅Ｄ獾缏纺？橹械母鲄⑹饬磕？榻锌刂疲桓鲄⑹饬磕？橥üǖ郎枘？橛隢路测试通道对应连接；所述N为大于I的正整数。
2.根据权利要求I所述的多通道万用表，其特征在于在所述通道扫描�？橹邪蠳路其开关状态受控于CPUネ旲块的开关， 对应的串联在N路测试通道中。
3.根据权利要求2所述的多通道万用表，其特征在于所述开关为继电器，CPU�？楦萁邮盏降耐ǖ琅渲弥噶羁刂芅路继电器的线圈通电或者断电，每一路线圈控制一路双联�？サ阄匣蛘叨峡琋路双联�？サ阋灰欢杂Φ姆直鸫贜路测试通道的两条测试线路中。
4.根据权利要求3所述的多通道万用表，其特征在于所述參数測量�？榘ㄖ绷鞯缪共饬磕？楹推德什饬磕？�。
5.根据权利要求4所述的多通道万用表，其特征在于所述频率測量模块连接为其提供基准时钟的定时器模块。
6.根据权利要求4所述的多通道万用表，其特征在于在所述模拟电路模块中还包括恒流输出�？椋üǖ郎枘？橛隢路测试通道对应连接。
7.根据权利要求6所述的多通道万用表，其特征在于所述N为偶数，将N路测试通道平均分成两组，第一组的N/2路测试通道通过通道扫描�？榱又绷鞯缪共饬磕？楹推德蕼y量�？椋诙榈腘/2路测试通道通过通道扫描模块一方面经第一总控开关连接所述的直流电压测量�？楹推德什饬磕？椋硪环矫婢诙芸乜亓铀龅暮懔魇涑瞿？�。
8.根据权利要求7所述的多通道万用表，其特征在于所述第一总控开关和第二总控开关为受控于CPU�？榈募痰缙骺兀谒龅谝蛔芸乜氐牧蕉瞬⒘械缱琛�
9.根据权利要求I至8中任一项所述的多通道万用表，其特征在于所述CPU�？橥ü齒INTF总线与模拟电路�？榱油ㄐ�。
10.根据权利要求I至8中任一项所述的多通道万用表，其特征在于所述CPU模块通过数字隔离�？樾酒铀龅哪Ｄ獾缏纺？�。
专利摘要本实用新型公开了一种多通道万用表，包括人机接口单元、CPU�？楹湍Ｄ獾缏纺？椋凰鋈嘶涌诘ピ覥PU�？椋邮胀ǖ琅渲弥噶畈⒋渲了龅腃PU�？椋鯟PU�？榱幽Ｄ獾缏纺？椋阅Ｄ獾缏纺？橹械母鞑问饬磕？榻锌刂疲桓鞑问饬磕？橥üǖ郎枘？橛隢路测试通道对应连接；所述N为大于1的正整数。本实用新型的多通道万用表电路结构简单，可以实现对多个被测对象及多种参数类型的快速测量，且兼容性和可移植性强，能够很好地满足目前新兴电源的特殊需求，方便快捷地完成对新兴电源中多路输入/输出通道的参数测试任务，且具有极高的测试精度。
文档编号G01R15/12GK202421269SQ20112054761
公开日2012年9月5日 申请日期2011年12月24日 优先权日2011年12月24日
发明者周龙, 孙涛, 汤承昭 申请人:青岛艾诺智能仪器有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
