CN208026785U - 一种万用表 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种万用表，包括第一表笔、第二表笔和第三表笔；电流采集模块分别与第一表笔、第二表笔和集成芯片电连接；电压采集模块分别与第二表笔、第三表笔和集成芯片电连接；集成芯片用于根据电流采集模块输入的信号测量流经待测元件的电流，集成芯片用于根据电压采集模块输入的信号测量待测元件两端的电压，以及根据输入的信号测量待测元件的功率，解决了现有的万用表不能同时测量电路中的电流和电压，以及由此带来的功率测量操作繁琐和容易造成万用表故障的问题，实现了对电流和电压的同时测量，且提高了万用表对功率的测量效率。

Description

一种万用表

技术领域

本实用新型实施例涉及测量设备技术领域，尤其涉及一种万用表。

背景技术

万用表是一种可以测量交、直流电流、电压及电阻等多种电学参量的磁电式仪表。万用表具有操作简单和功能多样的优势，在电学领域中无论是做实验还是异常排查，技术人员一般都会选择使用万用表。因此，万用表在电学领域中有着不可替代的作用。

然而，现有的万用表不能同时测量电路中的电流和电压。另外，在使用万用表测量电路的功率时，往往需要经过以下步骤：选择电压档、测量电路电压、记录电路电压值、更换为电流档、测量电路电流、记录电路电流值和计算电路的功率。由此可见，采用现有的万用表测量电路功率存在操作繁琐、且费时费力的缺点。另外，在上述步骤中，需要频繁切换档位，在实际操作中，容易发生因换错档位而烧坏万用表的情况。

实用新型内容

本实用新型提供一种万用表，实现了对电流和电压的同时测量，且提高了万用表对功率的测量效率。

本实用新型实施例提供了一种万用表，包括：

第一表笔、第二表笔和第三表笔；

集成芯片，包括第一信号采集端、第二信号采集端和第三信号采集端；

电流采集模块，所述电流采集模块包括电流信号输入端和电流信号输出端，所述电流信号输入端分别与所述第一表笔和所述第一信号采集端电连接，所述电流信号输出端分别与所述第二表笔、所述第二信号采集端和接地端电连接；

电压采集模块，所述电压采集模块包括第一电压信号输入端、第二电压信号输入端和电压信号输出端，所述第一电压信号输入端与所述第二表笔电连接，所述第二电压信号输入端与所述第三表笔电连接，所述电压信号输出端与所述第三信号采集端电连接；

所述集成芯片用于根据所述第一信号采集端和所述第二信号采集端输入的信号测量流经待测元件的电流，所述集成芯片用于根据所述第三信号采集端输入的信号测量所述待测元件两端的电压，所述集成芯片用于根据所述第一信号采集端、所述第二信号采集端以及所述第三信号采集端输入的信号测量所述待测元件的功率。

进一步地，所述电流采集模块包括：

多个电流采样阻抗元件，不同所述电流采样阻抗元件的阻值至少相差一个数量级；

所述电流采集模块用于根据所述万用表所选档位选择一所述电流采样阻抗元件的一端与所述电流信号输入端电连接，该所述电流采样阻抗元件的另一端与所述电流信号输出端电连接，且其余所述电流采样阻抗元件与所述电流信号输入端以及所述电流信号输出端均未电连接。

进一步地，所述电流采集模块包括：

滑动电流采样阻抗元件，所述滑动电流采样阻抗元件的一端与所述电流信号输入端电连接，所述滑动电流采样阻抗元件的另一端与所述电流信号输出端电连接；

所述电流采集模块用于根据所述万用表所选档位确定所述滑动电流采样阻抗元件接入电路的有效阻值。

进一步地，所述电压采集模块包括：

运算放大器、反馈阻抗元件和电压采样阻抗元件；

所述运算放大器的同向信号输入端作为所述电压采集模块的第一电压信号输入端，所述运算放大器的输出端作为所述电压采集模块的电压信号输出端；

所述反馈阻抗元件的一端与所述运算放大器的反向信号输入端电连接，另一端与所述运算放大器的输出端电连接；所述电压采样阻抗元件的一端与所述运算放大器的反向信号输出端电连接，另一端作为所述电压采集模块的第二电压信号输入端。

进一步地，所述电压采样阻抗元件包括：

多个电压采样阻抗元件，不同所述电压采样阻抗元件的阻值至少相差一个数量级；

所述电压采样阻抗元件用于根据所述万用表所选档位选择一所述电压采样阻抗元件的一端与所述第二电压信号输入端电连接，该所述电压采样阻抗元件的另一端与所述运算放大器的反向信号输出端电连接，且其余所述电压采样阻抗元件与所述第二电压信号输入端以及所述运算放大器的反向信号输出端均未电连接。

进一步地，所述电压采样阻抗元件包括：

滑动电压采样阻抗元件，所述滑动电压采样阻抗元件的一端与所述第二电压信号输入端电连接，所述滑动电压采样阻抗元件的另一端与所述运算放大器的反向信号输出端电连接；

所述电压采样阻抗元件用于根据所述万用表所选档位确定所述滑动电压采样阻抗元件接入电路的有效阻值。

进一步地，所述万用表还包括：

供电模块，所述供电模块包括第一电源信号输出端；

分压模块，所述分压模块包括第一分压信号输入端、第二分压信号输入端和分压信号输出端，所述第一分压信号输入端与所述电压信号输出端电连接，所述第二分压信号输入端与所述第一电源信号输出端电连接，所述分压信号输出端与所述第三信号采集端电连接；其中，所述分压信号输出端输出信号的电压的绝对值小于所述第一分压信号输入端输入信号的电压的绝对值。

进一步地，所述供电模块还包括：

第二电源信号输出端，所述集成芯片还包括电源信号输入端，所述第二电源信号输出端与所述电源信号输入端电连接。

进一步地，所述万用表还包括：

直流供电模块，所述直流供电模块包括第一直流电源信号输出端和第二直流电源信号输出端；

信号转换模块，所述信号转换模块包括第一直流电源信号输入端、第二直流电源信号输入端和第二交流电源信号输出端，所述第一直流电源信号输入端和所述第一直流电源信号输出端电连接，所述第二直流电源信号输入端和所述第二直流电源信号输出端电连接；所述信号转换模块用于将所述第一直流电源信号输入端和所述第二直流电源信号输入端输入的直流信号转换为交流信号并输出至所述第二交流电源信号输出端；

电源隔离模块，所述电源隔离模块包括第一隔离信号输入端、第二隔离信号输入端、第一隔离信号输出端和第二隔离信号输出端，所述第一隔离信号输入端与所述第一直流电源信号输入端电连接，所述第二隔离信号输入端与所述第二交流电源信号输出端电连接，所述电源隔离模块用于调节所述第一隔离信号输入端与所述第二隔离信号输入端输入的信号的大小并输出至所述第一隔离信号输出端和所述第二隔离信号输出端，且所述第一隔离信号输出端与所述第二隔离信号输出端输出的信号与所述第一隔离信号输入端与所述第二隔离信号输入端输入的信号耦合；

整流模块，所述整流模块包括第一整流信号输入端、第二整流信号输入端、第一整流信号输出端和第二整流信号输出端，所述第一整流信号输入端与所述第一隔离信号输出端电连接，所述第二整流信号输入端与所述第二隔离信号输出端电连接；

所述运算放大器还包括第一电源信号输入端和第二电源信号输入端，所述第一整流信号输出端与所述第一电源信号输入端电连接，所述第二整流信号输出端与所述第二电源信号输入端电连接。

进一步地，所述万用表还包括：

光耦模块，所述光耦模块包括第一光耦信号输入端、第二光耦信号输入端、第一光耦信号输出端和第二光耦信号输出端，所述第一光耦信号输入端与所述第一整流信号输出端电连接，所述第二光耦信号输入端与所述第二整流信号输出端电连接；

所述信号转换模块还包括使能信号输入端，所述第一光耦信号输出端与所述使能信号输入端电连接，所述第二光耦信号输出端与接地端电连接。

本实用新型通过设置万用表包括第一表笔、第二表笔和第三表笔，电流采集模块能够采集到流经第一表笔和第二表笔的电流并传输至集成芯片的第一信号采集端和第二信号采集端，集成芯片根据第一信号采集端和第二信号采集端输入的信号测量流经待测元件的电流，实现电流测量功能。电压采集模块能够采集到第二表笔和第三电笔两端的电压并传输至集成芯片的第三信号采集端，集成芯片根据第三信号采集端输入的信号测量待测元件两端的电压，在不切换档位的前提下，实现了对电压的测量。另外，万用表中的电流采集模块在采集流经第一表笔和第二表笔的电流的同时，能够采集到第二表笔和第三表笔上的压差，集成芯片根据第一信号采集端、第二信号采集端以及第三信号采集端输入的信号测量待测元件的功率，实现了对待测元件功率的直接测量。本实用新型实施例提供的万用表解决了万用表不能同时测量电路中的电流和电压，以及由此带来的功率测量操作繁琐和容易造成万用表故障的问题，实现了对电流和电压的同时测量，且提高了万用表对功率的测量效率，操作简单快捷。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种万用表的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种万用表的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的另一种万用表的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的另一种万用表的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的另一种万用表的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的另一种万用表的结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的一种万用表的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

图1为本实用新型实施例提供的一种万用表的结构示意图，如图1所述，万用表100包括第一表笔110、第二表笔120和第三表笔130、集成芯片20、电流采集模块30和电压采集模块40。

集成芯片20包括第一信号采集端201、第二信号采集端202和第三信号采集端203。电流采集模块30包括电流信号输入端301和电流信号输出端303，电流信号输入端301分别与第一表笔110和第一信号采集端201电连接，电流信号输出端303分别与第二表笔120、第二信号采集端202和接地端电连接。电压采集模块40包括第一电压信号输入端401、第二电压信号输入端402和电压信号输出端403，第一电压信号输入端401与第二表笔120电连接，第二电压信号输入端402与第三表笔130电连接，电压信号输出端403与第三信号采集端203电连接。集成芯片20用于根据第一信号采集端201和第二信号采集端202输入的信号测量流经待测元件的电流，集成芯片20用于根据第三信号采集端203输入的信号测量待测元件两端的电压，集成芯片20用于根据第一信号采集端201、第二信号采集端202以及第三信号采集端203输入的信号测量待测元件的功率。

具体的，如图1所示，万用表进行测量时，将第一表笔110电连接至待测元件的正极，第二表笔120电连接至待测元件正极与负极之间的一点，第三表笔130电连接至待测元件负极。电流采集模块30采集流经第一表笔110和第二表笔120之间的电流，即流经待测元件的电流，集成芯片20根据第一信号采集端201和第二信号采集端202输入的信号测量流经待测元件的电流。电压采集模块40采集第二表笔120和第三表笔130之间的电压，即待测元件两端的电压，需要说明的是，可以近似认为第二表笔120上的电压与第一表笔110上的电压相等，即认为第二表笔120上的电压即为待测元件正极的电压，集成芯片20根据第三信号采集端203输入的信号测量待测元件两端的电压。集成芯片20可以根据第一信号采集端201和第二信号采集端202采集到的电流信号以及第三信号采集端203采集到的电压信号采集到待测元件的功率。

与现有的万用表相比，本实施例提供的万用表在测量功率的过程中，第二表笔120可以作为电流测量和电压测量的公共表笔。由此，第一表笔110和第二表笔120配合使用可以测量电流，第三表笔130和第二表笔120配合可以测量电压，实现电压和电流的同时测量。本实施例提供的万用表100有效避免了在测量电路功率过程中，因为需要频繁切换档位和记录数据存在的操作繁琐和费时费力的问题，同时避免了万用表因为需要频繁切换档位带来的换错档位而烧坏的问题，达到了使电路功率的测量更加快捷的效果。

本实用新型通过设置万用表包括第一表笔110、第二表笔120和第三表笔130，电流采集模块30能够采集到流经第一表笔110和第二表笔120的电流并传输至集成芯片20的第一信号采集端201和第二信号采集端202，集成芯片20根据第一信号采集端201和第二信号采集端202输入的信号测量流经待测元件的电流，实现电流测量功能。电压采集模块40能够采集到第二表笔120和第三电笔两端的电压并传输至集成芯片20的第三信号采集端203，集成芯片20根据第三信号采集端203输入的信号测量待测元件两端的电压，在不切换档位的前提下，实现了对电压的测量。另外，万用表中的电流采集模块30在采集流经第一表笔110和第二表笔120的电流的同时，能够采集到第二表笔120和第三表笔130上的压差，集成芯片20根据第一信号采集端201、第二信号采集端202以及第三信号采集端203输入的信号测量待测元件的功率，实现了对待测元件功率的直接测量。本实用新型实施例提供的万用表解决了万用表不能同时测量电路中的电流和电压，以及由此带来的功率测量操作繁琐和容易造成万用表故障的问题，实现了对电流和电压的同时测量，且提高了万用表对功率的测量效率，操作简单快捷。

图2为本实用新型实施例提供的另一种万用表的结构示意图。在上述实施例的基础上，如图2所示，万用表100的电流采集模块30还可以包括多个电流采样阻抗元件Ri1，图2示例性地示出了两个电流采样阻抗元件Ri1，但并不造成对本实用新型的限制，本实用新型实施例对电流采集模块中电流采样阻抗元件的个数不作限定。不同电流采样阻抗元件Ri1的阻值至少相差一个数量级。电流采集模块30用于根据万用表所选档位选择一电流采样阻抗元件Ri1的一端与电流信号输入端301电连接，该电流采样阻抗元件Ri1的另一端与电流信号输出端303电连接，且其余电流采样阻抗元件Ri1与电流信号输入端301以及电流信号输出端303均未电连接。

如图2所示，由于不同的电流采样阻抗元件Ri1的阻值至少相差一个数量级，因此可以根据流经待测元件的电流的大小，通过万用表100上的旋钮进行量程的选择，选择对应大小的电流采样阻抗元件Ri1，将该电流采样阻抗元件Ri1接入电流采集模块30的电流信号输入端301和电流信号输出端303，且设置其它的电流采样阻抗元件Ri1与电流采集模块30的电流信号输入端301和电流信号输出端303断开。可以设置接入电流采集模块30的电流信号输入端301和电流信号输出端303的电流采样阻抗元件Ri1的阻值为R₀，集成芯片20的第一信号采集端201和第二信号采集端202的压差为U₀，则流经待测元件的电流I₀满足如下公式：

依此，万用表100实现电流检测功能。

图3为本实用新型实施例提供的另一种万用表的结构示意图。如图3所示，与实施例二不同的是，万用表100的电流采集模块30也可以包括滑动电流采样阻抗元件Ri2。滑动电流采样阻抗元件Ri2的一端与电流信号输入端301电连接，滑动电流采样阻抗元件Ri2的另一端与电流信号输出端303电连接。电流采集模块30根据万用表所选档位确定滑动电流采样阻抗元件Ri2接入电路的有效阻值。

如图3所示，同样可以根据流经待测元件的电流的大小，通过万用表100上的旋钮进行量程的选择，选择滑动电流采样阻抗元件Ri2接入电路的有效阻值。可以设置滑动电流采样阻抗元件Ri2接入电路，即接入电流采集模块30的电流信号输入端301和电流信号输出端303的有效阻值为R₁，集成芯片20的第一信号采集端201和第二信号采集端202的压差为U₁，则流经待测元件的电流I₁满足如下公式：

图4为本实用新型实施例提供的另一种万用表的结构示意图。在上述各实施例的基础上，如图4所示，电压采集模块40可以包括运算放大器A1、反馈阻抗元件R7和电压采样阻抗单元Rv。运算放大器A1的同向输入端作为电压采集模块40的第一电压信号输入端401，运算放大器A1的输出端作为电压采集模块40的电压信号输出端403；反馈阻抗元件R7的一端与运算放大器A1的反向输入端电连接，另一端与运算放大器A1的输出端电连接；电压采样阻抗单元Rv的一端与运算放大器A1的反向信号输出端电连接，另一端作为电压采集模块40的第二电压信号输入端402。

示例性的，如图4所示，以待测元件两端的电压为100V为例，第二表笔120接待测元件正极，第二表笔120上的电压应为100V，第三表笔130接待测元件负极，第三表笔130上的电压应为0V，但是参照图4，由于万用表100的第二表笔120为万用表接地端，因此万用表100的参考地电压与接入的待测元件端的参考地电压不同，以万用表的参考地为准，相当于第二表笔120上的电压为0V，第三表笔上的电压为-100V，若电压采样阻抗单元Rv的阻值为反馈阻抗元件R7的阻值的10倍，则运算放大器A1的输出端输出信号的电压为10V。可以设置电压采样阻抗单元Rv的阻值为R₂，反馈阻抗元件R7的阻值为R₃，运算放大器A1的输出端的输出信号的电压为U₃，则待测元件两端的电压U₂满足如下计算公式：

集成芯片20的第三信号采集端203采集到的电压即为运算放大器A1输出信号的电压，集成芯片20则可以第三信号采集端203采集到的电压获取待测元件两端的电压，万用表100实现电压的测量功能。

可选的，继续参见图4，电压采样阻抗单元Rv可以包括滑动电压采样阻抗元件Rv2。滑动电压采样阻抗元件Rv2的一端与第二电压信号输入端402电连接，滑动电压采样阻抗元件Rv2的另一端与运算放大器A1的反向信号输入端电连接。电压采样阻抗单元Rv用于根据万用表所选档位确定滑动电压采样阻抗元件Rv2接入电路的有效阻值。

具体的，可以根据流经待测元件的电压的大小，通过万用表100上的旋钮进行量程的选择，选择滑动电压采样阻抗元件Rv2接入电路的有效阻值。可以设置滑动电压采样阻抗元件Rv2接入电路的有效阻值为R₄，反馈阻抗元件R7的阻值为R₅，运算放大器A1的输出端的输出信号的电压为U₅，则待测元件两端的电压U₄满足如下计算公式：

参照上述公式，电压采样阻抗单元Rv的阻值越大，电压信号输出端403输出的电压越小；同理，电压采样阻抗单元Rv的阻值越小，电压信号输出端403输出的电压越大。因此，所选择的档位量程越大，即待测元件两端的电压越高，电压采样阻抗单元Rv接入电路的有效阻越小，以确保电压信号输出端403输出的电压在可测量的范围内。这样设置一方面可以增加待测元件的测量范围，另一方面可以增加量程较小时的测量精度。

可选地，电压采样阻抗单元Rv也可以包括多个电压采样阻抗元件，不同电压采样阻抗元件的阻值至少相差一个数量级；电压采样阻抗单元Rv用于根据万用表所选档位选择一电压采样阻抗元件的一端与第二电压信号输入端402电连接，该电压采样阻抗元件的另一端与运算放大器A1的反向信号输入端电连接，且其余电压采样阻抗元件与第二电压信号输入端402以及运算放大器A1的反向信号输入端均未电连接。

由于不同的电压采样阻抗元件的阻值至少相差一个数量级，因此可以根据待测元件两端电压的大小，通过万用表100上的旋钮进行量程的选择，选择对应大小的电压采样阻抗元件，将该电压采样阻抗元件接入运算放大器A1的反向信号输入端和第二电压信号输入端402，且设置其它的电压采样阻抗元件与电压采集模块40的第二电压信号输入端402以及运算放大器A1的反向信号输入端均断开。

与前述分析类似，所选择的档位量程越大，需要接入的电压采样阻抗元件的值越小，以确保电压信号输出端403输出的电压在可测量的范围内。这样设置一方面可以增加待测元件的功率测量范围，另一方面可以增加量程较小时的功率测量精度。

需要说明的是，本实用新型实施例不对滑动电压采样阻抗元件Rv2的数量进行限制，在实际应用过程中，可以根据需要设置多个滑动电压采样阻抗元件Rv2。或者，在实际应用过程中，也可以将滑动电压采样阻抗元件Rv2和电压采样阻抗元件配合使用。

进一步地，电压采集模块40还可以包括第八电阻R8，第八电阻R8的第一端与运算放大器A1的同向输入端电连接，第八电阻R8的另第一端与第一电压信号输入端401电连接，起到限流保护的作用。

在进行功率量程的选择时，可以设置为分别针对待测元件的电流或者电压进行分别设置，例如，相同功率量程档(功率量程为5mW)可以包括电流较大和电压较小的档位(电流满量程为2mA，电压满量程为2.5V)，也可以包括电流较小和电压较大的档位(电流满量程为5mA，电压满量程为1V)。也可以根据待测元件的功率整体设置，例如，当待测元件的功率较大时，同时切换电流和电压均为大量程。

图5为本实用新型实施例提供的另一种万用表的结构示意图。参见图5，万用表100还可以包括供电模块50和分压模块60，供电模块50包括第一电源信号输出端503，分压模块60包括第一分压信号输入端601、第二分压信号输入端602和分压信号输出端603，第一分压信号输入端601与电压信号输出端403电连接，第二分压信号输入端602与第一电源信号输出端503电连接，分压信号输出端603与第三信号采集端203电连接；其中，分压信号输出端603输出信号的电压的绝对值小于第一分压信号输入端601输入信号的电压的绝对值。分压模块60可以包括第一电阻R1和第二电阻R2，第一电阻R1的一端和第二电阻R2的一端电连接作为分压信号输出端603，第一电阻R1未与R2电连接的一端作为第二分压信号输入端602，第二电阻R2未与R1电连接的一端作为第一分压信号输入端601电连接。

图5中示例性地将第一电源信号输出端503接地，但并不作为对本实用新型的限制。设置供电模块50和分压模块60的目的在于，若电压采集模块40的电压信号输出端403输出的电压大于集成芯片20的上限，可以对该电压进行分压调节，确保输入到集成芯片20的第三信号采集端203的电压不超出集成芯片20的上限。例如，电压信号输出端403输出的最高电压为4.4V，而集成芯片20能够承受的最高电压为3.3V，可以设置电阻R1的阻值为300Ω，电阻R2的阻值为100Ω，从而使输入到集成芯片20的第三信号采集端203的电压最大为3.3V。通过设置供电模块50和分压模块60，实现了调节集成芯片20的第三信号采集端203的输入信号的电压的作用。

继续参见图5，该供电模块50还可以包括第二电源信号输出端504，集成芯片20还包括电源信号输入端204，第二电源信号输出端504与电源信号输入端204电连接，以实现为集成芯片20供电。

图6为本实用新型实施例提供的另一种万用表的结构示意图。参见图6，在上述各实施例的基础上，该万用表100还可以包括：

直流供电模块70，直流供电模块70包括第一直流电源信号输出端703和第二直流电源信号输出端704。

信号转换模块80，信号转换模块80包括第一直流电源信号输入端801、第二直流电源信号输入端802和第二交流电源信号输出端804，第一直流电源信号输入端801和第一直流电源信号输出端703电连接，第二直流电源信号输入端802和第二直流电源信号输出端704电连接；信号转换模块80用于将第一直流电源信号输入端801和第二直流电源信号输入端802输入的直流信号转换为交流信号并输出至第二交流电源信号输出端804。

电源隔离模块90，电源隔离模块90包括第一隔离信号输入端901、第二隔离信号输入端902、第一隔离信号输出端903和第二隔离信号输出端904，第一隔离信号输入端901与第一直流电源信号输出端703电连接，第二隔离信号输入端902与第二交流电源信号输出端804电连接，电源隔离模块90用于调节第一隔离信号输入端901与第二隔离信号输入端902输入的信号的大小并输出至第一隔离信号输出端903和第二隔离信号输出端904，且第一隔离信号输出端903与第二隔离信号输出端904输出的信号与第一隔离信号输入端901与第二隔离信号输入端902输入的信号耦合。

整流模块10，整流模块10包括第一整流信号输入端101、第二整流信号输入端102、第一整流信号输出端103和第二整流信号输出端104，第一整流信号输入端101与第一隔离信号输出端903电连接，第二整流信号输入端102与第二隔离信号输出端904电连接。

运算放大器A1还包括第一电源信号输入端405和第二电源信号输入端406，第一整流信号输出端103与第一电源信号输入端405电连接，第二整流信号输出端104与第二电源信号输入端406电连接。

其中，第一隔离信号输入端901和第一直流电源信号输入端801均电连接至第一直流电源信号输出端703，表明信号转换模块80和电源隔离模块90的一个输入端输入的电位是相等的。而第二隔离信号输入端902与第二交流电源信号输出端804电连接，表明信号转换模块80将经转换后的电压发送给电源隔离模块90的另一个输入端，通过调整第二交流电源信号输出端804的电位实现电压的转换。第一隔离信号输出端903与第二隔离信号输出端904输出的信号与第一隔离信号输入端901与第二隔离信号输入端902输入的信号耦合是指，第一隔离信号输出端903与第二隔离信号输出端904输出的电压与第一隔离信号输入端901与第二隔离信号输入端902两端的电压没有电连接的关系，而是电磁感应的关系，可以有效隔离两侧电路的故障信号，对电路起到保护作用，提高万用表内部电路的抗干扰能力。

本实用新型实施例提供的万用表100的工作过程为，直流供电模块70为整个万用表100提供第一直流电，信号转换模块80将该第一直流电，转换为第一交流电，该第一交流电经电源隔离模块90后，向整流模块10输入第二交流电，该第二交流电经整流模块10整流后转换为第二直流电，该第二直流电为电压采集模块40的运算放大器A1提供电能。

继续参见图6，该万用表100还可以包括光耦模块91，光耦模块91包括第一光耦信号输入端911、第二光耦信号输入端912、第一光耦信号输出端913和第二光耦信号输出端914，第一光耦信号输入端911与第一整流信号输出端103电连接，第二光耦信号输入端912与第二整流信号输出端104电连接。信号转换模块80还包括使能信号输入端805，第一光耦信号输出端913与使能信号输入端805电连接，第二光耦信号输出端914与接地端电连接。

这样设置可以通过光耦模块91将整流模块10输出的电压反馈至信号转换模块80，若整流模块10输出的电压发生波动等情况，信号转换模块80可以调整其输出的电压，使整流模块10输出的电压保持恒定，确保整流模块10输出的电压的稳定性。

进一步地，直流供电模块70还可以包括，第一二极管D1、第一电容C1和第七电容C7。该第一二极管D1的阳极与电源的正极电连接，该第一二极管D1的阴极作为第二直流电源信号输出端704。该第七电容C7与第一二极管D1并联连接。该第一电容C1的正极和第一二极管D1的阴极电连接，该第一电容C1的负极和电源的负极电连接，提高直流供电模块70输出的电压的稳定性。

进一步地，信号转换模块80还可以包括开关电源芯片81，该开关电源芯片81例如可以是LM2587。开关电源芯片81的VIN引脚作为第一直流电源信号输入端801，开关电源芯片81的SW引脚作为第二交流电源信号输出端804，开关电源芯片81的COMP引脚作为使能信号输入端805，开关电源芯片81的GND引脚和FEED引脚分别与第二直流电源信号输入端802电连接。第六电容C6的两端分别与GND引脚和FEED引脚电连接。

进一步地，电源隔离模块90还可以包括二极管P6KE30A、二极管FR107和互感线圈T1。互感线圈T1的初级线圈的两端分别作为该电源隔离模块90的第一隔离信号输入端901和第二隔离信号输入端902，二极管P6KE30A的阴极与第一隔离信号输入端901电连接，二极管P6KE30A的阳极与二极管FR107的阳极电连接，二极管FR107的阴极与第二隔离信号输入端902电连接。互感线圈T1的次级线圈的两端的抽头分别作为第一隔离信号输出端903和第二隔离信号输出端904。互感线圈T1的中心抽头与接地端电连接。

进一步地，整流模块10还可以包括四个二极管IN4007、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第二二极管D2、第三电阻R3和第四电阻R4。其中，四个二极管IN4007构成了桥式整流电路，桥式整流电路的一个输出端作为第一整流信号输出端103，桥式整流电路的另一个输出端作为第二整流信号输出端104，输出直流电压。第二电容C2的正极与第一整流信号输出端103电连接，第二电容C2的负极与第三电容C3的正极电连接，第三电容C3的负极与第二整流信号输出端104电连接。第四电容C4与第二电容C2并联连接，第五电容C5与第三电容C3并联连接。第二电容C2的负极与第二分压信号输入端602电连接，使输出的电压保持稳定。第二二极管D2的阴极与第一整流信号输出端103电连接，第二二极管D2的阳极与第三电阻R3的一端电连接，第三电阻R3的另一端与第二光耦信号输入端912电连接，第四电阻R4与第三电阻R3并联，对电路起到保护作用。

进一步地，万用表100还包括电容和电阻测量电路150，电容和电阻测量电路150与集成芯片20电连接，集成芯片20还用于根据电容和电阻测量电路150的输出信号计算待测元件的电阻值或电容值。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种万用表，其特征在于，包括：

第一表笔、第二表笔和第三表笔；

集成芯片，包括第一信号采集端、第二信号采集端和第三信号采集端；

电流采集模块，所述电流采集模块包括电流信号输入端和电流信号输出端，所述电流信号输入端分别与所述第一表笔和所述第一信号采集端电连接，所述电流信号输出端分别与所述第二表笔、所述第二信号采集端和接地端电连接；

电压采集模块，所述电压采集模块包括第一电压信号输入端、第二电压信号输入端和电压信号输出端，所述第一电压信号输入端与所述第二表笔电连接，所述第二电压信号输入端与所述第三表笔电连接，所述电压信号输出端与所述第三信号采集端电连接；

所述集成芯片根据所述第一信号采集端和所述第二信号采集端输入的信号测量流经待测元件的电流，所述集成芯片根据所述第三信号采集端输入的信号测量所述待测元件两端的电压，所述集成芯片根据所述第一信号采集端、所述第二信号采集端以及所述第三信号采集端输入的信号测量所述待测元件的功率。

2.根据权利要求1所述的万用表，其特征在于，所述电流采集模块包括：

多个电流采样阻抗元件，不同所述电流采样阻抗元件的阻值至少相差一个数量级；

所述电流采集模块根据所述万用表所选档位选择一所述电流采样阻抗元件的一端与所述电流信号输入端电连接，该所述电流采样阻抗元件的另一端与所述电流信号输出端电连接，且其余所述电流采样阻抗元件与所述电流信号输入端以及所述电流信号输出端均未电连接。

3.根据权利要求1所述的万用表，其特征在于，所述电流采集模块包括：

滑动电流采样阻抗元件，所述滑动电流采样阻抗元件的一端与所述电流信号输入端电连接，所述滑动电流采样阻抗元件的另一端与所述电流信号输出端电连接；

所述电流采集模块根据所述万用表所选档位确定所述滑动电流采样阻抗元件接入电路的有效阻值。

4.根据权利要求1所述的万用表，其特征在于，所述电压采集模块包括：

运算放大器、反馈阻抗元件和电压采样阻抗单元；

所述运算放大器的同向信号输入端作为所述电压采集模块的第一电压信号输入端，所述运算放大器的输出端作为所述电压采集模块的电压信号输出端；

所述反馈阻抗元件的一端与所述运算放大器的反向信号输入端电连接，另一端与所述运算放大器的输出端电连接；所述电压采样阻抗单元的一端与所述运算放大器的反向信号输出端电连接，另一端作为所述电压采集模块的第二电压信号输入端。

5.根据权利要求4所述的万用表，其特征在于，所述电压采样阻抗单元包括：

多个电压采样阻抗元件，不同所述电压采样阻抗元件的阻值至少相差一个数量级；

所述电压采样阻抗单元根据所述万用表所选档位选择一所述电压采样阻抗元件的一端与所述第二电压信号输入端电连接，该所述电压采样阻抗元件的另一端与所述运算放大器的反向信号输出端电连接，且其余所述电压采样阻抗元件与所述第二电压信号输入端以及所述运算放大器的反向信号输出端均未电连接。

6.根据权利要求4所述的万用表，其特征在于，所述电压采样阻抗单元包括：

滑动电压采样阻抗元件，所述滑动电压采样阻抗元件的一端与所述第二电压信号输入端电连接，所述滑动电压采样阻抗元件的另一端与所述运算放大器的反向信号输出端电连接；

所述电压采样阻抗单元根据所述万用表所选档位确定所述滑动电压采样阻抗元件接入电路的有效阻值。

7.根据权利要求1所述的万用表，其特征在于，还包括：

供电模块，所述供电模块包括第一电源信号输出端；

分压模块，所述分压模块包括第一分压信号输入端、第二分压信号输入端和分压信号输出端，所述第一分压信号输入端与所述电压信号输出端电连接，所述第二分压信号输入端与所述第一电源信号输出端电连接，所述分压信号输出端与所述第三信号采集端电连接；其中，所述分压信号输出端输出信号的电压的绝对值小于所述第一分压信号输入端输入信号的电压的绝对值。

8.根据权利要求7所述的万用表，其特征在于，所述供电模块还包括：

第二电源信号输出端，所述集成芯片还包括电源信号输入端，所述第二电源信号输出端与所述电源信号输入端电连接。

9.根据权利要求4所述的万用表，其特征在于，还包括：

直流供电模块，所述直流供电模块包括第一直流电源信号输出端和第二直流电源信号输出端；

信号转换模块，所述信号转换模块包括第一直流电源信号输入端、第二直流电源信号输入端和第二交流电源信号输出端，所述第一直流电源信号输入端和所述第一直流电源信号输出端电连接，所述第二直流电源信号输入端和所述第二直流电源信号输出端电连接；所述信号转换模块将所述第一直流电源信号输入端和所述第二直流电源信号输入端输入的直流信号转换为交流信号并输出至所述第二交流电源信号输出端；

电源隔离模块，所述电源隔离模块包括第一隔离信号输入端、第二隔离信号输入端、第一隔离信号输出端和第二隔离信号输出端，所述第一隔离信号输入端与所述第一直流电源信号输入端电连接，所述第二隔离信号输入端与所述第二交流电源信号输出端电连接，所述电源隔离模块调节所述第一隔离信号输入端与所述第二隔离信号输入端输入的信号的大小并输出至所述第一隔离信号输出端和所述第二隔离信号输出端，且所述第一隔离信号输出端与所述第二隔离信号输出端输出的信号与所述第一隔离信号输入端与所述第二隔离信号输入端输入的信号耦合；

整流模块，所述整流模块包括第一整流信号输入端、第二整流信号输入端、第一整流信号输出端和第二整流信号输出端，所述第一整流信号输入端与所述第一隔离信号输出端电连接，所述第二整流信号输入端与所述第二隔离信号输出端电连接；

所述运算放大器还包括第一电源信号输入端和第二电源信号输入端，所述第一整流信号输出端与所述第一电源信号输入端电连接，所述第二整流信号输出端与所述第二电源信号输入端电连接。

10.根据权利要求9所述的万用表，其特征在于，还包括：

光耦模块，所述光耦模块包括第一光耦信号输入端、第二光耦信号输入端、第一光耦信号输出端和第二光耦信号输出端，所述第一光耦信号输入端与所述第一整流信号输出端电连接，所述第二光耦信号输入端与所述第二整流信号输出端电连接；

所述信号转换模块还包括使能信号输入端，所述第一光耦信号输出端与所述使能信号输入端电连接，所述第二光耦信号输出端与接地端电连接。