KR890002418Y1

KR890002418Y1 - 디지탈 멀티메터

Info

Publication number: KR890002418Y1
Application number: KR2019860002318U
Authority: KR
Inventors: 유영진
Original assignee: 주식회사메텍스
Priority date: 1986-02-27
Filing date: 1986-02-27
Publication date: 1989-04-22
Also published as: KR870013804U

Abstract

내용 없음.

Description

디지탈 멀티메터

제1도는 본 고안에 따른 측정레인지절환회로의 구성도.

제2도 및 제3도는 피측정신호/전압변환회로를 나타낸다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 측정레인지절환회로 2 : AC/DC변환회로

3 : hfe측정회로 4 : 부저음발생회로

5 : 기준전압절환회로 6 : 아날로그/디지탈변환기

7 : 주파수/전압변환회로 71 : 파형정형부

72 : 모노멀티 73 : 기준레벨설정부

74 : 출력레벨조정부 8 : 캐패시턴스/전압변환회로

81 : 모노멀티 82 : 발진회로

83 : 출력레벨조정부

본 고안은 다기능화된 디지탈멀테레버 즉 직류전압 및 고류전압, 직류전류, 교류전류, hfe및 저항값을 측정하고 다이오드 및 단선유무검사등을 할수 있는 디지탈 멀티메터에다 캐패시턴스와 주파수측정기능을 부가시킨 디지탈 멀티메터에 관한 것으로, 특히 단안정멀티바이브레이터를 이용하여 주파수를 전압으로 또는 캐패시턴스를 전압으로 변환시킬수 있도록 된 전자회로에 관한 것이다.

일반적으로 디지탈 멀티메터로서 전압과 전류 및 저항측정기능을 비롯하여 hfe, 다이오드 및 단선유무검사기능이 구비된 디지탈 멀티메터가 널리 이용되고 있으나, 휴대하기에 편리하도록 소형으로 제작될수 있는 디지탈 멀티메터의 크기에는 한계가 있으므로 전자회로를 측정할때 특히 많이 이용되고 있는 캐패시턴스측정기능과 주파수측정기능을 하나의 디지탈메터에다 집약시킬수가 없었다. 또한 기존의 디지탈 멀티메터등에서 많이 사용하고 있는 캐패시턴스 측정회로는 타이머를 이용하여 듀티싸이클이 입력전압 레벨에 비례하게되는 구형파를 발생시킨 다음, 평활회로를 가지고 상기 구형파를 직류레벨의 신호로 평활시켜 피측정캐패시터의 용량에 비례하는 직류레벨의 신호를 출력시키므로써 캐패시턴스를 측정할 수 있도록 된 캐패시턴스/전압변환회로를 사용하고 있으나, 위와같은 기능 수행을 위해 구성된 상기 캐패시턴스/전압변환회로는 그 회로구성이 복잡할 뿐만 아니라 가격이 비싼 타이머등을 사용하게 됨에 따라 제조원가가 비싸지게 되는 결점이 있었다.

본 고안은 상기한 제반 결점을 개선하기 위한 것으로, 전압과 전류, 저항 및 hfe의 측정, 다이도드 및 단선유무검사 기능이 구비된 디지탈 멀티메터에다가 캐패시턴스측정기능과 주파수측정기능을 부가시킴과 더불어, 고가의 타이머등이 사용된 복잡한 회로로 캐패시턴스/전압변환회로를 구성하지 않고서도 인버터등을 이용한 발진회로와 단안정멀티 바이브레이터(이하 모노멜티라 칭함)등과 같은 저렴한 소자를 이용하여 캐패시턴스/전압변환회로와 주파수/전압변환회로를 구성시킨 디자탈멀티메터를 제공함에 그 목적이 있다.

이하 본 고안의 구성 및 작용, 효과를 예시도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안은 측정레인지절환회로(1)에 AC/DC변환회로(2)와 hfe측정회로(3), 부저음발생회로(4) 및 기준전압절환회로(5)를 매개하여 아날로그/디지탈변환기(6)를 연결시켜서 피측정신호를 디지탈신호로 출력시킬 수 있도록 된 디지탈멀티메터에 있어서, 상기 측정레인지절환회로(1)와 아날로그/디지탈변환기(6)의 사이에다 피측정 주파수가 입력되는 파형정형부(71)에 모노멀티(72)를 연결시킴과 더불어 상기 모노멀티(72)의 트리거단(T₁)( T₂)에는 기준레벨 설정부(73)를 연결시키는 한편 그 출력단에는 출력레벨조정부(74)를 연결시켜 구성된 주파수/전압변환회로(7)와 피측정신호가 입력되는 모노멀티(81)의 다른 입력단에는 발진회로(82)를 연결시키는 한편 출력단에는 출력레벨조정부(83)을 연결시켜 구성된 캐패시턴스/전압변환회로(8)를 연결시킨 구조로 되어 있다.

미설명부호 S₁∼S₈은 제1∼제8스위치회로, S₁₁∼S₈₂는 전극부, NPN과 PNP는 NPN형과 PNP형의 트랜지스터소켓, BAT는 밧데리를 각각 나타낸 것이다.

제1도는 본 고안에 따른 측정레인지절환회로의 세부구성도를 나타낸것으로, 측정레인지절환회로(1)는 연동으로 동작되는데 제1∼제8스위치회로(S₁∼S₈₎로 구성시킨 것이고, 상기 각 스위치회로(S₁∼S₈)의 제Ⅰ접점은 hfe, 제Ⅱ접점은 다이오드 및 단선유무검사, 제Ⅲ∼제Ⅷ 접점은 저항, 제Ⅸ∼제ⅩⅢ접점은 직류전압, 제ⅩⅣ∼제ⅩⅧ 교류전압, 제ⅩⅨ∼제ⅩⅩⅠ접점은 교류전류, 제ⅩⅩⅡ∼제ⅩⅩⅤ접점은 직류전류, 제ⅩⅩⅥ∼제ⅩⅩⅥⅡ접점은 캐패시턴스, 제ⅩⅩⅨ∼제ⅩⅩⅩ접점은 주파수측정을 위한 각각의 단자로서 각 스위치에 의해 접속된 접점의 해당 측정기능이 수행되는 것인바, 상기 도면에 표시된 측정레인지범위는 본 고안을 설명하기 위해 일례로서 기재한 값이다. 또 상기 측정레인지절환회로(1)에 있는 제1스위치회로(S₁)에 연결시킨 각 저항(R₁∼R₁₃)은 측정된 신호의 레벨을 적정한 레벨로 변환시켜서 아날로그/디지탈변환기(6)를 구동시키기 위한 것이다.

또한 제1도에 도시한 각 신호의 입출력단자 즉 AC/DC IN, AC/DC OUT, C―IN, C―OUT, F―IN, F―OUT, LST IN, IN Hi등의 기호와 동일하게 제2도와 제3도에서 표시한 기호는 동일기호끼리 회로적으로 상호 연결됨을 나타내기 위한 것이다. 한편 스위치(SW₁₁)는 전원스위치를 나타낸 것이고, 스위치(SW₁₂∼SW₁₅)는 측정레인지절환회로(1) 가운데서 선택된 측정레인지의 해당 측정레인지절환스위치와 연동으로 동작되는 스위치인 것인데, 여기서 스위치(SW₁₂)는 저항을 측정할때만 b측 단자에 접속되고 그 외에는 a측 단자에 접속되어지는 것이고, 스위치(SW₁₃∼S₁₅)는 낮은 주파수대역, 일례로 20KHZ이하, 측정시 a단자, 높은 주파수대역, 일례로 200KHZ이하, 측정시 b단자에 접속되어지는 것이다.

이와같이 구성된 본 고안의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.

먼저, 직류전압의 측정에 대한 작용을 설명하면, 이때는 측정레인지절환회로(1)의 각 절환스위치(SW₁∼SW₈)를 제Ⅸ접점에서 제ⅩⅢ접점중의 어느 하나의 적정한 레인지에 접속시켜야 한다. 예를 들어 20V레인지를 선택하여 측정하는 경우에 대해 설명한다. 이때 각 절환스위치(SW₁∼SW₈)는 제ⅩⅠ접점에 접속된 상태로 되어지게 된다. 따라서 전압측정단자(V/Ω)를 통해 입력되어진 피측정신호는 제1스위치회로(S₁)에 연결되어진 저항(R₁∼R₆)으로 구성된 분압기에 인가되어 감쇄되어진 다음 제2스위치회로(S₂)의 제ⅩⅠ접점을 통하여 출력단자(LSI IN)로 인가 되므로써 이에 연결된 제2도의 입력단자(IN Hi)를 통하여 아날로그/디지탈변환기(6)로 입력되어진다. 이와 같이 상기 아날로그/디지탈변환기(6)로 입력되어진 피측정아날로그 신호는 디지탈신호로 변환되어 디스플레이장치로 출력되어 진다.

출력단자(LSI IN)에서 출력되어진 신호는 다음의 측정동작에서도 유사한 형태로 처리되므로 중복설명을 피하기 위해 생략한다.

다음에, 교류전압을 측정하는 경우에 대한 예(일례로서 교류 20V이하)를 설명하면, 이때는 측정레인지절환회로(1)의 각 절환스위치(SW₁∼SW₈)를 제ⅩⅥ접점에 접속시켜야 한다. 그리하면, 전압측정단자(V/Ω)를 입력되어진 피측정신호는 제1스위치회로(S₁)에서 저항(R₁∼R₆)으로 구성되어진 분압기에 인가되어 적정레벨로 감쇠되어진 다음, 제2스위치회로(S₂)의 제ⅩⅥ접점을 통하여 전극부(S₂₁)에서 전극부(S₂₂)로 전달된다. 이러한 교류신호는 제4스위치회로(S₄)에 있는 전극부(S₄₂)의 제ⅩⅨ ∼제 ⅩⅩⅠ접점으로 전달되므로써 이에 연결된 AC/DC변환회로(2)에 의해 직류신호로 변환되어진 다음 제5스위치회로(S₅)의 전극부(S₅₁)에 있는 제ⅩⅥ∼제ⅩⅩⅠ접점으로 인가된다. 이에 따라 상기 직류신호는 스위치(SW₅)에 의해 연결되어진 전극부(S₅₂)의 제 ⅩⅥ접점을 통해 출력단자(LSI IN)로 인가되어 진다.

직류전류(일례로서 20mA이하)를 측정하는 경우에 대해 설명하면, 이러한 경우 측정레인지절환회로(1)의 각 절환스위치(SW₁∼SW₈)는 제ⅩⅩⅢ접점에 접속시킨 상태에서 측정해야한다. 이때의 신호 처리과정은, 전류측정단자(A)와 저항(R₉)(R₁₀)(접지측에 연결된 저항(R₇)(R₈)에 의해 전압으로 변환됨). 제4스위치회로(S₄)에 있는 전극부(S₄₁)(S₄₂)의 제ⅩⅩⅢ접점을 차례로 통하여 출력단자(LSI IN)를 통해 아날로그/디지탈변환기(6)로 입력된다.

교류전류(일례로서 20mA이하)를 측정하는 경우에 대해 설명하면, 이 경우 측정레인지절환회로(1)의 각 절환스위치(SW₁∼SW₈)는 제ⅩⅩ접점에 접속시킨 상태에서 측정해야 한다. 이때의 신호처리과정은, 전류측정단자(A)로 입력되어진 피측정신호는 전극부(S₂₁)의 제ⅩⅩ접점, 저항(R₉)(R₁₀), 제4스위치회로(S₄)에 있는 전극부(S₄₁)(S₄₂)의 제ⅩⅩ접점을 차례로 통하여 AC/DC변환회로(2)로 입력되어 직류신호로 변환되어진 다음 제5스위치회로(S₅)에 있는 전극부(S₅₁)(S₅₂)의 제ⅩⅩ접점을 통하여 출력단자(LSI IN)로 전달되어 진다.

트랜지스터의 hfe(NPN형)를 측정하는 경우에 대해 설명하면, 이 경우 측정레인지절환회로(1)의 각 절환스위치(SW₁∼SW₈)는 제Ⅰ접점에 접속시키고, NPN형의 트랜지스터를 해당 트랜지스터소켓(NPN)에 접속시킨 상태에서 측정해야 한다.

상기 트랜지스터소켓(NPN)의 컬렉터단자에는 밧데리(BAT)의 정극성이 연결되고, 베이스단자에는 저항(R₂₃)을 통해 바이어스전원이 인가되도록 밧데리(BAT)의 정극성이 연결되며, 에미터단자에는 단자(hfe)와 제3스위치회로(S₃)의 제Ⅰ접점을 통해 출력단자(LSI IN)가 연결되어있음과 더불어 단자(hfe)에서 접속점(K)을 통해 저항(R₇)(R₈)이 연결되어있다.

따라서 트랜지스터의 컬렉터에서 에미터로 흐르는 전류는 저항(R₇)(R₈)을 통해 접지측으로 흐르게 되는 한편, 이와 같이 구성된 회로의 출력은 단자(hfe)에서 제3스위치회로(S₃)의 제Ⅰ접점을 통해 전극부(S₃₁)의 제Ⅱ∼Ⅷ접점을 차례로 통과한 다음 출력단자(LSI IN)로 인가된다.

저항(일례로서 20KΩ이하)을 측정하는 경우에 대해 설명하면, 이 경우 측정레인지절환회로(1)의 각 절환스위치(SW₁∼SW₈)는 제Ⅴ접점에 접속시키고 스위치(SW₁₂)는 b측 단자로 절환시킨 상태에서 측정해야 한다. 이때 저항측정단자(V/Ω)에 연결되어진 피측정저항에 공급되는 높은폭 기준전원(Ref Hi)은 저항(R₂₉)과 트랜지스터(TR₂)을 통해 공급되어지는 한편, 낮은폭 기준전원(Ref L_o)은 무부하시에 거의 높은폭 기준전원(Ref Hi)과 같은 값으로 인가되어지게 되어있다. 이와 같이 높은쪽 전원단자(Ref Hi)를 통해 입력되어진 기준전원을 제2스위치회로(S₂)의 제Ⅴ접점과 저항(R₄∼R₆), 제3스위치회로(S₃)의 전극부(S₃₂)에 있는 제Ⅸ∼제ⅩⅩⅩ접점, 전극부(32)의 제4스위치회로(S₄)의 전극부(S₄₁)에 있는 제Ⅲ∼제ⅤⅢ접점, 전극부(S₄₂)의 제V접점, 다이오드(D₁), 포지스터(PO), 제1스위치회로(S₁)의 제Ⅴ접점을 차례로 통하여 단자(V/Ω)에 연결되는 피측정저항에 인가되어진다. 이에 따른 피측정 신호는 단자(V/Ω)로 입력되어 제1스위치회로(S₁)의 제Ⅴ접점, 전극부(S₁₂)의 제Ⅱ접점, 제3스위치회로(S₃)의 제Ⅴ접점을 차례로 통하여 출력단자(LSI IN)를 통해 이에 연결된 아날로그/디지탈 변환기(6)에 입력되어진다.

디이오드 검사 및 단선유무검사에 대해 설명하면, 이 경우 피측정다이오드는 단자(V/Ω)와 단자(COM)사이에 프로브를 통해 순방향으로 접속시키고, 측정레인지절환회로(1)의 각 절환스위치(SW₁∼SW₈)는 제Ⅱ접점에 접속시켜야 한다. 이때 단자(V/Ω)에 연결되어지는 피측정다이오드에는 저항측정시와 마찬가지로 단자(V＋)를 통해 입력되는 기준전원이 제4스위치회로(S₄)의 제Ⅱ접점과 저항(R₁₄) 및 다이오드(D₁)등을 통해 순방향으로 인가되어지고, 이에 따른 피측정신호도 저항측정시와 마찬가지로 제1스위치회로(S₁)와 제3스위치회로(S₃)를 통해 단자(LSI IN)로 출력되어진다. 이와 더불어 제1스위치회로(S₁)와 제2스위치회로(S₂)의 제Ⅱ접점을 통한 신호는 단자(IND)를 통해 제2도에 도시된 부저음 발생회로(4)로 인가되는 데, 이때의 피측정신호가 비교기(31)에 설정된 기준전압이하일 경우에는 부저(BUZ)가 동작되어져서 피측정물체가 단락되었음을 알려주게 된다.

캐패시턴스(일례로서 2uf이하)측정에 대해 설명하면, 이경우 측정레인지절환스위치회로(1)의 각 절환스위치(SW₁∼SW₈)는 제ⅩⅩⅤⅡ접점에 접속시켜야 한다. 그러면 제2스위치회로(S₂)에 인가되는 V＋전원이 제ⅩⅩⅤⅡ접점과 저항(R₁₂)및 제1스위치회로(S₁)의 제ⅩⅩⅤⅡ접점을 통해 피측정 캐패시터(CX)로 인가되어진다. 이에 따라 피측정캐패시터(CX)에 충전되는 전압신호가 제1스위치회로(S₁)의 제ⅩⅩⅤⅡ접점을 통해 제3도에 도시된 캐패시턴스/전압변환회로(8)에 있는 모노멀티(81)의 트리거단자(T₁)에 인가되어지므로써, 모노멀티(81)에서는 입력단(A)에 연결된 발진회로(82)와 동일한 주기를 가지면서 선택된 저항(R₁₂)과 피측정물의 캐패시턴스에 의해 결정된 시정수만큼 지연된 신호가 출력되어져서 버터용의 인버터(IN₆)를 통해 저항(R₅₃)(R₅₄)과 가변저항(VR₅)에 인가 되어진다. 그리하여 저항(R₅₃)(R₅₄)과 가변저항(VR₅)의 비에 비례하는 피측정전압이 콘덴서(C₂₁)에 의해 직류화된 다음 단자(C―OUT)를 통해 제4스위치회로(S₄)의 제ⅩⅩⅤⅡ접점으로 인가되므로써 이의 출력측에 연결된 단자(LST IN)을 통해 아날로그/디지탈변환기(6)로 입력되어지게 되는 것이다.

주파수(일례로서 20KHZ)측정에 대해 설명하면, 이 경우 측정레인지절환회로(1)의 각 절환스위치(SW₁∼SW₈)는 제ⅩⅩⅩ접점에 접속시켜야 한다. 그러면, 제1스위치회로(S₁)의 제ⅩⅩⅩ접점을 통해 입력되어지는 피측정주파수는 단자(F―IN)를 통해 제3도에 도시된 주파수/전압변환회로(7)에 인가되어 진다.

이에 따라 상기 피측정주파수는 인버터(IN₁)(IN₂)와 저항(R₄₂)에 의해 파형정형이 이루어진 다음 모노멀티(72)의 한 입력단자(A)로 인가되어져서 상기 모노멀티(72)의 트리거펄스로 작용하게 된다. 즉, 예컨데 모노멀티(72)의 입력단(A)으로 입력되는 주파수의 주기를 T라하면, 모노멀티(72)의 출력단에서는 T시간마다 저항(R₄₅)과 콘덴서(C₁₆)에 의해 설정되어진 시정수만큼 지연된 펄스가 출력된다.

이와 같이 하여 모노멀티(72)의 출력단에서 출력되어진 구형파펄스신호는 다이오드(D₄)에 의해 정류되어진 다음 저항(R₄₇)(R₄₈)과 가변저항(VR₃)에 의해 분압되어 스위치(SW₁₅)에 의해 선택되어진 b측 단자를 통해 콘덴서(C₁₇)(C₁₈)와 저항(R₅₀)으로 구성된 평활회로로 인가되어져서 직류레벨의 신호로서 단자(F―OUT)로 출력되어진다. 이러한 피측정신호는 제2스위치회로(S₂)의 제ⅩⅩⅩ접점을 통해 출력단자(LSI IN)로 인가되어지므로써 이에 연결된 아날로그/디지탈변환기(6)에 입력되어지게 되는 것이다.

이와 같이 측정레인지절환회로(1)에서 각 절환스위치(SW₁∼SW₈)의 선택에 따라 측정되어진 모든 피측정신호는 아날로그/디지탈변환기(6)로 입력되어지게 되는데, 상기 아날로그/디지탈변환기(6)는 밧데리(BAT)에서 저항(R₃₀)(R₃₁)과 가변저항(VR₁)을 통해 입력되어진 전압을 기준전압으로 하여 각 피측정 신호와의 비를 디지탈신호로 변환시키도록 구성되어진 것을 사용한다.

상기한 바와같이 본 고안은 일반적인 측정기능이 구비된 디지탈멀티메터에다 주파수측정회로와 캐패시턴스측정회로를 부가시켜 보다 다기능화시켰을 뿐만 아니라, 가격이 저렴한 단안정멀티바이브레이터와 인버터등을 이용하여 주파수측정 회로와 캐패시턴스 측정회로를 구성시키므로써 디지탈 멀티메터의 제조원가를 낮출 수가 있는 장점이 있다.

Claims

측정레인지 절환회로(1)에 AC/DC변환회로(2)와 hfe측정회로(3), 부저음발생회로(4) 및 기준전압절환회로(5)를 매개하여 아날로그/디지탈변환기(6)를 연결시켜 피측정신호를 디지탈신호로 출력시킬 수 있도록 되어진 디지탈멀티메터에 있어서, 상기 측정레인지절환회로(1)와 아날로그/디지탈변환기(6)의 사이에다 피측정주파수가 입력되는 파형정형부(71)에 모노멀티(72)를 연결시킴과 더불어 상기 모노멀티(72)의 트리거단(T₁)(T₂)에는 기준레벨설정부(74)를 연결시켜서된 주파수/전압변환회로(7)와, 피측정신호가 입력되는 모노멀티(81)의 다른 입력단에는 발진회로(82)를 연결시키는 한편 그 출력단에는 출력레벨조정부(83)를 연결시켜서 된 캐패시턴스/전압변환회로(8)를 연결시켜 놓은 것을 특징으로 하는 디지탈멀티메터.