数字万用表设计性实验
PB07210013 陈岑
一. 实验目的
a) 掌握数字万用表的工作原理、组成和特性 b) 掌握数字万用表的校准方法和使用方法 c) 掌握分压及分流电路的连接和计算
d) 了解整流滤波电路和过压过流保护电路的功用
二. 实验原理
a) 数字万用表的特性
与指针式万用表相比较，数字万用表有如下优良特性： ⑴ 高准确度和高分辨力
三位半数字式电压表头的准确度为±0.5％，四位半的表头可达±0.03％，而指针式万用表中使用的磁电系表头的准确度通常仅为±2.5％。
分辨力即表头最低位上一个字所代表的被测量数值，它代表了仪表的灵敏度。通常三位半数字万用表的分辨力可达到电压0.1mV 、电流（指电流强度，下同）0.1μA 、电阻0.1Ω，远高于一般的指针式万用表。
⑵ 电压表具有高的输入阻抗
电压表的输入阻抗越高，对被测电路影响越小，测量准确性也越高。 三位半数字万用表电压挡的输入阻抗一般为10M Ω，四位半的则大于100M Ω。而指针式万用表电压挡输入阻抗的典型值是20～100k Ω/V。
⑶ 测量速率快
数字表的速率指每秒钟能完成测量并显示的次数，它主要取决于A/D转换的速率。三位半和四位半数字万用表的测量速率通常为每秒2～4次，高的可达每秒几十次。
⑷ 自动判别极性
指针式万用表通常采用单向偏转的表头，被测量极性反向时指针会反打，极易损坏。而数字万用表能自动判别并显示被测量的极性，使用起来格外方便。
⑸ 全部测量实现数字式直读
指针式万用表尽管刻画了多条刻度线，也不能对所有挡进行直接读数，需要使用者进行换算、小数点定位，易出差错。特别是电阻挡的刻度，既反向读数（由大到小）又是非线性刻度，还要考虑挡的倍乘。而数字万用表则没有这些问题，换挡时小数点自动显示，所有测量挡都可以直接读数，不用换算、倍乘。
⑹ 自动调零
由于采用了自动调零电路，数字万用表校准好以后使用时无需调校，比指针式万用表方便许多。
⑺ 抗过载能力强
数字万用表具备比较完善的保护电路，具有较强的抗过压过流的能力。 当然，数字万用表也有一些弱点，如：
⑴ 测量时不象指针式仪表那样能清楚直观地观察到指针偏转的过程，在观察充放电等过程时不够方便。不过有些新型数字表增加了液晶显示条，能模拟指针偏转，弥补这一不足。
⑵ 数字万用表的量程转换开关通常与电路板是一体的，触点容量小，耐压不很高，有的机械强度不够高，寿命不够长，导致用旧以后换挡不可靠。
⑶ 一般数字万用表的V/Ω挡公用一个表笔插孔，而A 挡单独用一个插孔。使用时应注意根据被测量调换插孔，否则可能造成测量错误或仪表损坏。
b) 数字万用表的基本组成
图（1） 数字万用表的基本组成
除了图（1）中的基本组成部分之外，数字万用表通常还有蜂鸣器电路、二极管检测电路、三极管h FE 测量电路、低电压指示电路等（如DT830A 型）。有的表还设有电容测量电路、温度测量电路、自动延时关机电路等（如DT890C+、M890D 、KT105等型号）。更新型的还有电感、频率测量电路（如DT930F+、KT102、VC9808等型号）。
[本实验只研究数字万用表的基本组成部分] c) 模数（A/D）转换与数字显示电路
常见的物理量都是幅值（大小）连续变化的所谓模拟量（模拟信号）。指针式仪表可以直接对模拟电压、电流进行显示。而对数字式仪表，需要把模拟电信号（通常是电压信号）转换成数字信号，再进行显示和处理（如存储、传输、打印、运算等）。
数字信号与模拟信号不同，其幅值（大小）是不连续的。就是说数字信号的大小只能是某些分立的数值。就象人站在楼梯上时，人站的高度只能是某些分立的数值一样。这种情况被称为是“量化的”。若最小量化单位（量化台阶）为Δ，则数字信号的大小一定是Δ的整数倍，该整数可以用二进制数码表示。但为了能直观地读出信号大小的数值，需经过数码变换（译码）后由数码管或液晶屏显示出来。
例如，设Δ＝0.1mV ，我们把被测电压U 与Δ比较，看U 是Δ的多少倍，并把结果四舍五入取为整数N （二进制）。然后，把N 变换为十进制七段显示码显示出来。能准确得到并被显示出来的N 是有限的，一般情况下，N ≥１000即可满足测量精度要求（量化误差≤１/1000=0.1％）。所以，最常见的数字表头的最
1
大示数为1999，被称为三位半（3）数字表。对上述情况，我们把小数点定在
2
最末位之前，显示出来的就是以mV 为单位的被测电压U 的大小。如：U 是Δ（0.1mV ）的1234倍，即N=1234，显示结果为123.4（mV ）。这样的数字表头，再加上电压极性判别显示电路，就可以测量显示－199.9～199.9mV 的电压，显示精度为0.1mV 。
由上可见，数字测量仪表的核心是模/数（A/D）转换、译码显示电路。A/D转换一般又可分为量化、编码两个步骤。有关A/D转换、编码、译码的详尽理论超出了本实验所要求的范围，感兴趣的同学可参阅有关专业教材。
以上所述的A/D转换及数字显示已是很成熟的电子技术，且已经制成大规模集成电路，一般的仪器仪表生产者、使用者只要知道该类集成电路的管脚及特性，就能使用了。
本实验使用的DM-I 型数字万用表设计性实验仪，其核心是一个三位半数字表头，它由数字表专用A/D转换译码驱动集成电路和外围元件、LED 数码管构成。该表头有７个输入端，包括２个测量电压输入端（IN +、IN-）、２个基准电压输入端（V REF+、V REF -）和３个小数点驱动输入端。
d) 直流电压测量电路
在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２所示，U 0为数字电压表头的量程（如200mV ），r 为其内阻（如10M Ω），r 1、r 2为分压电阻，U i0为扩展后的量程。
０～U
图（２）分压电路原理 图（３）多量程分压器原理
U 0r
由于r >> r2，所以分压比为 =2
U i 0r 1+r 2扩展后的量程为 U i 0=
r 1+r 2
U 0 r 2
多量程分压器原理电路见图（３），５挡量程的分压比分别为１、0.1、0.01、0.001和0.0001，对应的量程分别为200m V 、2V 、20V 、200V 和2000V 。
采用图３的分压电路虽然可以扩展电压表的量程，但在小量程挡明显降低了电压
表的输入阻抗，这在实际使用中是所不希望的。所以，实际数字万用表的直流电压挡电路为图（４）所示，它能在不降低输入阻抗的情况下，达到同样的分压效果。
例如：其中200V 挡的分压比为
R 4+R 510k
==0. 001
R 1+R 2+R 3+R 4+R 510M
其余各挡的分压比可同样算出，请同学们自己计算。 实用分压器电路
实际设计时是根据各挡的分压比和总电阻来确定各分压电阻的。如先确定
图（４）
R 总＝R 1+R 2+R 3+R 4+R 5=10M
再计算2000V 挡的电阻
R 5=0.0001R 总=1k
再逐挡计算R 4、R 3、R 2、R 1(详见数据处理部分) 。
尽管上述最高量程挡的理论量程是2000V ，但通常的数字万用表出于耐压和安全考虑， 规定最高电压量限为1000V 。
换量程时，多刀量程转换开关可以根据挡位自动调整小数点的显示，使用者可方便地直读出测量结果。
e) 直流电流测量电路
测量电流的原理是：根据欧姆定律，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５，由于r>>R ，取样电阻R 上的电压降为
U i =RI i I i =U i /R
即被测电流
若数字表头的电压量程为U 0，欲使电流挡量程为I 0，则该挡的取样电阻（也称分流电阻）为
R =U 0/I 0
如U 0=200mV，则I 0=200mA挡的分流电阻为R =1Ω。
多量程分流器原理电路见图（６）。 图（６）中的分流器在实际使用中
FUSE
有一个缺点，就是当换挡开关接触不良时，被测电路的电压可能使数字表头过载，所以，实际数字万用表的直流电流挡电路为图７所示。
先计算最大电流挡的分流电阻R 5
U 0. 2
R 5=0==0. 1(Ω)
I m 52再计算下一挡的R 4 R 4=
U 00. 2
-R 5=-0. 1=0. 9(Ω) I m 40. 2
依次可计算出R 3、R 2和R 1，请同学们自己练习。
图（７） 实用分流器电路
图中的FUSE 是2A 保险丝管，电流过大时会快速熔断，起过流保护得作用。两只反向连接且与分流电阻并联的二极管D 1、D 2为塑封硅整流二极管，它们起双向限幅过压保护作用。正常测量时，输入电压小于硅二极管的正向导通压降，二极管截止，对测量毫无影响。一旦输入电压大于0.7V ，二极管立即导通，两端电压被限制住（小于0.7V ），保护仪表不被损坏。
用2A 挡测量时，若发现电流大于1A 时，应不使测量时间超过20秒，以避免大电流引起的较高温升影响测量精度，甚至损坏仪表。
f) 交流电压、电流测量电路 数字万用表中交流电压、电流测量电路是在直流电压、电流测量电路的基础上，在分压器或分流器之后加入了一级交流-直流（AC-DC ）变换器，图（８）为其原理简图。
该AC-DC 变换器主要由集成运算放大器、整流二极管、RC 滤波器等组
图（８）AC-DC 变换器原理简图
交流电
直流电
成，还包含一个能调整输出电压高低的电位器，用来对交流电压挡进行校准之用。调整该电位器可使数字表头的显示值等于被测交流电压的有效值。
同直流电压挡类似，出于对耐压、安全方面的考虑，交流电压最高挡的量限通常限定为750V （有效值）。
数字万用表交流电压、电流挡适用的频率范围通常为40~400Hz（如DT830A 、M3900等型号），有些型号的交流挡测量频率可达1000Hz （如M3800、PF72等）。
7．电阻测量电路
数字万用表中的电阻挡采用的是比例测量法，其原理电路见图９。 由稳压管ZD 提供测量基准电压，流过标准电阻R 0和被测电阻R x 的电流基本
所以A/D转换器的参考电压U REF 和输入电压U IN 有如下关系：
R 0U REF
=
U IN R X
U IN
R 0 U REF
即
R X =
图（9）电阻测量原理
根据所用A/D转换器的特性可知，数字表显示的是U IN 与U REF 的比值，当U IN ＝U REF 时显示“1000”，U IN ＝0.5U REF 时 显示“500”，以此类推。所以，当R x ＝R 0时，表头将显示 “1000”，当R x ＝0.5R 0时显示“500”，这称为比例读数特性。
因此，我们只要选取不同的标准电阻并适当地对小数点进行定位，就能得到不同的电阻测量挡。
如对200Ω挡，取R 01=100Ω，小数点定在十位上。当R x =100Ω时，表头就会显示出100.0(Ω) 。当R x 变化时，显示值相应变化，可以从0.1Ω测到199.9Ω。
又如对2k Ω挡，取R 02=1kΩ，小数点定在千位上。当R x 变化时，显示值相应变化，可以从0.001k Ω测到1.999k Ω。
（其余各挡道理相同，同学们可自行推演。） 数字万用表多量程电阻挡电路见图10。 由上分析可知，
R 1＝R 01=100Ω
R 2＝R 02－R 01＝1000－100＝900Ω R 3＝R 03－R 02＝10k －1k ＝9k „„
图10中由正温度系数（PTC ）热敏电阻R t 与晶体管T 组成了过压保护电路，以防误用电阻挡去测高电压时损坏集成电路。当误测高电压时，晶体管T 发射极将击穿从而限制了输入电压的升高。同时R t 随着电流的增加而发热，其阻值迅速增大，从而限制了电流的增加，使T 的击穿电流不超过允许范围。即T 只是处于软击穿状态，不会损坏，一旦解除误操作，R t 和T 都能恢复正常。
图（10）电阻测量电路
三. 实验仪器
a) DM-Ⅰ数字万用表设计性实验仪 一台 b) 三位半或四位半数字万用表 一台
四. 实验内容及数据分析
1．设计制作多量程直流数字电压表，并与多用表测量的标准值进行比较：
V/mV
B
A
2．设计制作多量程交流数字电压表，并与多用表测量的标准值进行比较：
V/VB
A
五. 注意事项
1．
实验时应当“先接线，再通电；先断电，再拆线”，通电前应确认接线无误，避免短路。
2． 即使加有保护电路，也应注意不要用电流挡或电阻挡测量电压，以免造成不必要的损失。
3． 当数字表头最高位显示“1”（或“-1”），而其余位都不亮时，表明输入信号过大，即超量程。此时应尽快换大量程挡或减小（断开）输入信号，避免长时间超量程。
4． 自锁紧插头插入时不必太用力就可接触良好，拔出时应手捏插头旋转一下就可轻易拔出，避免硬拔硬拽导线，拽断线芯。
六. 实验结果分析及小结
由校正曲线可以看出，设计的直流电压表与标准表比对的结果较好；而交流表随着电压值的减小误差增大，在电压较小（0.4V 以下）时，测量结果偏差很大。
数字万用表设计性实验
PB07210013 陈岑
一. 实验目的
a) 掌握数字万用表的工作原理、组成和特性 b) 掌握数字万用表的校准方法和使用方法 c) 掌握分压及分流电路的连接和计算
d) 了解整流滤波电路和过压过流保护电路的功用
二. 实验原理
a) 数字万用表的特性
与指针式万用表相比较，数字万用表有如下优良特性： ⑴ 高准确度和高分辨力
三位半数字式电压表头的准确度为±0.5％，四位半的表头可达±0.03％，而指针式万用表中使用的磁电系表头的准确度通常仅为±2.5％。
分辨力即表头最低位上一个字所代表的被测量数值，它代表了仪表的灵敏度。通常三位半数字万用表的分辨力可达到电压0.1mV 、电流（指电流强度，下同）0.1μA 、电阻0.1Ω，远高于一般的指针式万用表。
⑵ 电压表具有高的输入阻抗
电压表的输入阻抗越高，对被测电路影响越小，测量准确性也越高。 三位半数字万用表电压挡的输入阻抗一般为10M Ω，四位半的则大于100M Ω。而指针式万用表电压挡输入阻抗的典型值是20～100k Ω/V。
⑶ 测量速率快
数字表的速率指每秒钟能完成测量并显示的次数，它主要取决于A/D转换的速率。三位半和四位半数字万用表的测量速率通常为每秒2～4次，高的可达每秒几十次。
⑷ 自动判别极性
指针式万用表通常采用单向偏转的表头，被测量极性反向时指针会反打，极易损坏。而数字万用表能自动判别并显示被测量的极性，使用起来格外方便。
⑸ 全部测量实现数字式直读
指针式万用表尽管刻画了多条刻度线，也不能对所有挡进行直接读数，需要使用者进行换算、小数点定位，易出差错。特别是电阻挡的刻度，既反向读数（由大到小）又是非线性刻度，还要考虑挡的倍乘。而数字万用表则没有这些问题，换挡时小数点自动显示，所有测量挡都可以直接读数，不用换算、倍乘。
⑹ 自动调零
由于采用了自动调零电路，数字万用表校准好以后使用时无需调校，比指针式万用表方便许多。
⑺ 抗过载能力强
数字万用表具备比较完善的保护电路，具有较强的抗过压过流的能力。 当然，数字万用表也有一些弱点，如：
⑴ 测量时不象指针式仪表那样能清楚直观地观察到指针偏转的过程，在观察充放电等过程时不够方便。不过有些新型数字表增加了液晶显示条，能模拟指针偏转，弥补这一不足。
⑵ 数字万用表的量程转换开关通常与电路板是一体的，触点容量小，耐压不很高，有的机械强度不够高，寿命不够长，导致用旧以后换挡不可靠。
⑶ 一般数字万用表的V/Ω挡公用一个表笔插孔，而A 挡单独用一个插孔。使用时应注意根据被测量调换插孔，否则可能造成测量错误或仪表损坏。
b) 数字万用表的基本组成
图（1） 数字万用表的基本组成
除了图（1）中的基本组成部分之外，数字万用表通常还有蜂鸣器电路、二极管检测电路、三极管h FE 测量电路、低电压指示电路等（如DT830A 型）。有的表还设有电容测量电路、温度测量电路、自动延时关机电路等（如DT890C+、M890D 、KT105等型号）。更新型的还有电感、频率测量电路（如DT930F+、KT102、VC9808等型号）。
[本实验只研究数字万用表的基本组成部分] c) 模数（A/D）转换与数字显示电路
常见的物理量都是幅值（大小）连续变化的所谓模拟量（模拟信号）。指针式仪表可以直接对模拟电压、电流进行显示。而对数字式仪表，需要把模拟电信号（通常是电压信号）转换成数字信号，再进行显示和处理（如存储、传输、打印、运算等）。
数字信号与模拟信号不同，其幅值（大小）是不连续的。就是说数字信号的大小只能是某些分立的数值。就象人站在楼梯上时，人站的高度只能是某些分立的数值一样。这种情况被称为是“量化的”。若最小量化单位（量化台阶）为Δ，则数字信号的大小一定是Δ的整数倍，该整数可以用二进制数码表示。但为了能直观地读出信号大小的数值，需经过数码变换（译码）后由数码管或液晶屏显示出来。
例如，设Δ＝0.1mV ，我们把被测电压U 与Δ比较，看U 是Δ的多少倍，并把结果四舍五入取为整数N （二进制）。然后，把N 变换为十进制七段显示码显示出来。能准确得到并被显示出来的N 是有限的，一般情况下，N ≥１000即可满足测量精度要求（量化误差≤１/1000=0.1％）。所以，最常见的数字表头的最
1
大示数为1999，被称为三位半（3）数字表。对上述情况，我们把小数点定在
2
最末位之前，显示出来的就是以mV 为单位的被测电压U 的大小。如：U 是Δ（0.1mV ）的1234倍，即N=1234，显示结果为123.4（mV ）。这样的数字表头，再加上电压极性判别显示电路，就可以测量显示－199.9～199.9mV 的电压，显示精度为0.1mV 。
由上可见，数字测量仪表的核心是模/数（A/D）转换、译码显示电路。A/D转换一般又可分为量化、编码两个步骤。有关A/D转换、编码、译码的详尽理论超出了本实验所要求的范围，感兴趣的同学可参阅有关专业教材。
以上所述的A/D转换及数字显示已是很成熟的电子技术，且已经制成大规模集成电路，一般的仪器仪表生产者、使用者只要知道该类集成电路的管脚及特性，就能使用了。
本实验使用的DM-I 型数字万用表设计性实验仪，其核心是一个三位半数字表头，它由数字表专用A/D转换译码驱动集成电路和外围元件、LED 数码管构成。该表头有７个输入端，包括２个测量电压输入端（IN +、IN-）、２个基准电压输入端（V REF+、V REF -）和３个小数点驱动输入端。
d) 直流电压测量电路
在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２所示，U 0为数字电压表头的量程（如200mV ），r 为其内阻（如10M Ω），r 1、r 2为分压电阻，U i0为扩展后的量程。
０～U
图（２）分压电路原理 图（３）多量程分压器原理
U 0r
由于r >> r2，所以分压比为 =2
U i 0r 1+r 2扩展后的量程为 U i 0=
r 1+r 2
U 0 r 2
多量程分压器原理电路见图（３），５挡量程的分压比分别为１、0.1、0.01、0.001和0.0001，对应的量程分别为200m V 、2V 、20V 、200V 和2000V 。
采用图３的分压电路虽然可以扩展电压表的量程，但在小量程挡明显降低了电压
表的输入阻抗，这在实际使用中是所不希望的。所以，实际数字万用表的直流电压挡电路为图（４）所示，它能在不降低输入阻抗的情况下，达到同样的分压效果。
例如：其中200V 挡的分压比为
R 4+R 510k
==0. 001
R 1+R 2+R 3+R 4+R 510M
其余各挡的分压比可同样算出，请同学们自己计算。 实用分压器电路
实际设计时是根据各挡的分压比和总电阻来确定各分压电阻的。如先确定
图（４）
R 总＝R 1+R 2+R 3+R 4+R 5=10M
再计算2000V 挡的电阻
R 5=0.0001R 总=1k
再逐挡计算R 4、R 3、R 2、R 1(详见数据处理部分) 。
尽管上述最高量程挡的理论量程是2000V ，但通常的数字万用表出于耐压和安全考虑， 规定最高电压量限为1000V 。
换量程时，多刀量程转换开关可以根据挡位自动调整小数点的显示，使用者可方便地直读出测量结果。
e) 直流电流测量电路
测量电流的原理是：根据欧姆定律，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５，由于r>>R ，取样电阻R 上的电压降为
U i =RI i I i =U i /R
即被测电流
若数字表头的电压量程为U 0，欲使电流挡量程为I 0，则该挡的取样电阻（也称分流电阻）为
R =U 0/I 0
如U 0=200mV，则I 0=200mA挡的分流电阻为R =1Ω。
多量程分流器原理电路见图（６）。 图（６）中的分流器在实际使用中
FUSE
有一个缺点，就是当换挡开关接触不良时，被测电路的电压可能使数字表头过载，所以，实际数字万用表的直流电流挡电路为图７所示。
先计算最大电流挡的分流电阻R 5
U 0. 2
R 5=0==0. 1(Ω)
I m 52再计算下一挡的R 4 R 4=
U 00. 2
-R 5=-0. 1=0. 9(Ω) I m 40. 2
依次可计算出R 3、R 2和R 1，请同学们自己练习。
图（７） 实用分流器电路
图中的FUSE 是2A 保险丝管，电流过大时会快速熔断，起过流保护得作用。两只反向连接且与分流电阻并联的二极管D 1、D 2为塑封硅整流二极管，它们起双向限幅过压保护作用。正常测量时，输入电压小于硅二极管的正向导通压降，二极管截止，对测量毫无影响。一旦输入电压大于0.7V ，二极管立即导通，两端电压被限制住（小于0.7V ），保护仪表不被损坏。
用2A 挡测量时，若发现电流大于1A 时，应不使测量时间超过20秒，以避免大电流引起的较高温升影响测量精度，甚至损坏仪表。
f) 交流电压、电流测量电路 数字万用表中交流电压、电流测量电路是在直流电压、电流测量电路的基础上，在分压器或分流器之后加入了一级交流-直流（AC-DC ）变换器，图（８）为其原理简图。
该AC-DC 变换器主要由集成运算放大器、整流二极管、RC 滤波器等组
图（８）AC-DC 变换器原理简图
交流电
直流电
成，还包含一个能调整输出电压高低的电位器，用来对交流电压挡进行校准之用。调整该电位器可使数字表头的显示值等于被测交流电压的有效值。
同直流电压挡类似，出于对耐压、安全方面的考虑，交流电压最高挡的量限通常限定为750V （有效值）。
数字万用表交流电压、电流挡适用的频率范围通常为40~400Hz（如DT830A 、M3900等型号），有些型号的交流挡测量频率可达1000Hz （如M3800、PF72等）。
7．电阻测量电路
数字万用表中的电阻挡采用的是比例测量法，其原理电路见图９。 由稳压管ZD 提供测量基准电压，流过标准电阻R 0和被测电阻R x 的电流基本
所以A/D转换器的参考电压U REF 和输入电压U IN 有如下关系：
R 0U REF
=
U IN R X
U IN
R 0 U REF
即
R X =
图（9）电阻测量原理
根据所用A/D转换器的特性可知，数字表显示的是U IN 与U REF 的比值，当U IN ＝U REF 时显示“1000”，U IN ＝0.5U REF 时 显示“500”，以此类推。所以，当R x ＝R 0时，表头将显示 “1000”，当R x ＝0.5R 0时显示“500”，这称为比例读数特性。
因此，我们只要选取不同的标准电阻并适当地对小数点进行定位，就能得到不同的电阻测量挡。
如对200Ω挡，取R 01=100Ω，小数点定在十位上。当R x =100Ω时，表头就会显示出100.0(Ω) 。当R x 变化时，显示值相应变化，可以从0.1Ω测到199.9Ω。
又如对2k Ω挡，取R 02=1kΩ，小数点定在千位上。当R x 变化时，显示值相应变化，可以从0.001k Ω测到1.999k Ω。
（其余各挡道理相同，同学们可自行推演。） 数字万用表多量程电阻挡电路见图10。 由上分析可知，
R 1＝R 01=100Ω
R 2＝R 02－R 01＝1000－100＝900Ω R 3＝R 03－R 02＝10k －1k ＝9k „„
图10中由正温度系数（PTC ）热敏电阻R t 与晶体管T 组成了过压保护电路，以防误用电阻挡去测高电压时损坏集成电路。当误测高电压时，晶体管T 发射极将击穿从而限制了输入电压的升高。同时R t 随着电流的增加而发热，其阻值迅速增大，从而限制了电流的增加，使T 的击穿电流不超过允许范围。即T 只是处于软击穿状态，不会损坏，一旦解除误操作，R t 和T 都能恢复正常。
图（10）电阻测量电路
三. 实验仪器
a) DM-Ⅰ数字万用表设计性实验仪 一台 b) 三位半或四位半数字万用表 一台
四. 实验内容及数据分析
1．设计制作多量程直流数字电压表，并与多用表测量的标准值进行比较：
V/mV
B
A
2．设计制作多量程交流数字电压表，并与多用表测量的标准值进行比较：
V/VB
A
五. 注意事项
1．
实验时应当“先接线，再通电；先断电，再拆线”，通电前应确认接线无误，避免短路。
2． 即使加有保护电路，也应注意不要用电流挡或电阻挡测量电压，以免造成不必要的损失。
3． 当数字表头最高位显示“1”（或“-1”），而其余位都不亮时，表明输入信号过大，即超量程。此时应尽快换大量程挡或减小（断开）输入信号，避免长时间超量程。
4． 自锁紧插头插入时不必太用力就可接触良好，拔出时应手捏插头旋转一下就可轻易拔出，避免硬拔硬拽导线，拽断线芯。
六. 实验结果分析及小结
由校正曲线可以看出，设计的直流电压表与标准表比对的结果较好；而交流表随着电压值的减小误差增大，在电压较小（0.4V 以下）时，测量结果偏差很大。