手持式智能万用表的设计
本文关键词: 智能万用表 手持式 USB LAN 出处:《哈尔滨理工大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:数字万用表是一种多功能电参数测量的基础测量仪器,在工业、国防、科研、生活等各个领域都得到了广泛应用。近年来,手持式智能万用表由于其易便携、价格低、耗电量少得到了人们的广泛喜爱。在中国电子科技集团第41研究所委托我校开发高性能数字万用表的基础上,本文提出了小尺寸、低功耗、高精度、智能化的手持式万用表功能电路的设计任务,以满足特定应用领域的需求。本文设计的手持式智能万用表的外观结构与普通手持式数字万用表的物理尺寸一致,需要带LAN网络接口、USB充电电路,需要有很高的测量精度。其电路主要包括电源管理、数字系统、测量电路三个部分,并用STM32F103RBT6为核心处理器对信号进行采集和控制。本文在中国电子科技集团第41研究所委托我校开发高性能数字万用表的基础上,在小尺寸、低功耗、高精度、智能化方面进行研究,讨论了万用表的总体设计方案,进行万用表的硬件电路设计、软件设计并分析了电路中的误差来源。本设计在确保测量精度和技术指标的基础上,完成了基本测量功能,同时详细分析了模拟电路和数字电路的误差来源。在多用表功能电路设计中,为了实现小尺寸的设计要求,采用集成电路芯片代替分立元件,优化电路的拓扑结构,尽量减少器件个数以节省空间等。为了实现低功耗的设计要求,测量电路中所有的模拟器件必须是低功耗的并且要精心选择运放等,还采用了高度集成的比例电阻来降低温漂对测量精度的影响。本次设计还增加了网络接口,充电电路,都使用成型的电路,以缩短研发周期。上位机采用Lab VIEW软件进行软面板的设计,下位机主要对测量和校准程序进行设计。通过对拟研制的手持式智能万用表进行研究与设计,为今后智能仪器仪表的研发提供了一种新的设计思路和方法。
[Abstract]:Digital multimeter is a kind of basic measuring instrument for multifunctional electrical parameter measurement. It has been widely used in many fields such as industry, national defense, scientific research, life and so on. In recent years, hand-held intelligent multimeter is easy to carry because of its easy to carry. Low price, low power consumption has been widely loved. On the basis of the 41st institute of china electronic science and technology group commissioned our school to develop high performance digital multimeter, this paper proposes small size, low power consumption and high precision. The function circuit of the intelligent handheld multimeter is designed to meet the demand of the specific application field. The appearance structure of the designed portable multimeter is the same as the physical dimension of the ordinary handheld digital multimeter. LAN charging circuit is needed with LAN network interface, which includes three parts: power management, digital system and measurement circuit. The STM32F103RBT6 is used as the core processor to collect and control the signal. This paper is based on the development of high performance digital multimeter commissioned by the 41st Research Institute of China Electronic Science and Technology Group. In the aspects of small size, low power consumption, high precision and intelligence, the overall design scheme of multimeter and the hardware circuit design of multimeter are discussed. The source of the error in the circuit is designed and analyzed, and the basic measurement function is completed on the basis of ensuring the measuring accuracy and technical index. At the same time, the error sources of analog circuit and digital circuit are analyzed in detail. In the design of multimeter function circuit, in order to realize the requirement of small size design, integrated circuit chip is used instead of discrete element. Optimize the topology of the circuit, reduce the number of devices to save space. In order to achieve the design requirements of low power, all analog devices in the measurement circuit must be low-power and carefully select the operational amplifier and so on. A highly integrated proportional resistor is also used to reduce the effect of temperature drift on the measurement accuracy. The network interface and charging circuit are also added in this design. In order to shorten the research and development cycle, the upper computer uses Lab VIEW software to design the soft panel. Through the research and design of the hand-held intelligent multimeter, this paper provides a new design idea and method for the research and development of intelligent instruments and instruments in the future.
【学位授予单位】:哈尔滨理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TM938.12
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,本文编号:1472400
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