牛人DIY高精度六位半數(shù)字萬用表（圖文）

　　概述：

　　數(shù)字多用表是常用的測量儀器，目前市場常見的是3.5（三位半）和4.5 手持表，用于一般測量，另外高端的則是6.5位以上的臺式表，價格較高，用于高精度測量。

　　隨著電子技術(shù)的進(jìn)步，高性能低成本的器件層出不窮，使得制作一部低檔的6.5位數(shù)字多用表成為了可能，這里介紹這款六位版，就是在性能上、功能上和成本上綜合考慮的一種設(shè)計實現(xiàn)方案。

　　設(shè)計思想：

　　選用成品的通用元件：高端DMM采用以 恒溫深埋齊納基準(zhǔn)——前端為Dual JFET的混合低噪聲運算放大器——多斜率積分高速高分辨率ADC 為主軸的測量系統(tǒng)，其中每個部分的制作難度都非常高，而且需要昂貴的儀器進(jìn)行調(diào)試、校準(zhǔn)，這樣的要求在業(yè)余條件下是難以滿足的，所以這里采用了相對低成本可靠通用IC 精密帶隙基準(zhǔn)——單片低噪聲斬波穩(wěn)零放大器——24Bits低噪聲ΣΔ ADC來替代，這樣的既可以減少元件采購難度，降低整體成本，最重要的是能得到可靠的性能保證，就是說可以根據(jù)DataSheet上標(biāo)明的最差指標(biāo)可以計算出系統(tǒng)的整體性能。

　　放棄高電壓，大電流量程：首先對這些量程進(jìn)行高精度測量本身難度就非常高，而且對系統(tǒng)的輸入選擇、保護(hù)系統(tǒng)提出了很高的要求，元件質(zhì)量要求高，PCB面積占用大，最重要的是要為用戶人身安全負(fù)責(zé)，為了避免出現(xiàn)安全問題所以沒有設(shè)置危險的測量量程。

　　放棄長期穩(wěn)定性：要靠數(shù)字多用表本身來保證長期穩(wěn)定性意味著整個系統(tǒng)每個部分都要有很高的長期穩(wěn)定性，基準(zhǔn)要用深埋齊納基準(zhǔn)，分壓電阻要用精密電阻網(wǎng)絡(luò)等等，成本會顯著提高，相對而言購買或制作標(biāo)定好的基準(zhǔn)（LYMEX有售）要便宜的多，而且在進(jìn)行對比測量時可以將整體的精度提高到接近外部基準(zhǔn)的水平。

　　放棄交流測量：由于沒有設(shè)計交流測量系統(tǒng)的條件，所以沒有做。

　　采用手持設(shè)備架構(gòu)：由于現(xiàn)代MCU的集成度非常高，開發(fā)工具越來越簡便，加之筆者最近在學(xué)習(xí)STM32，所以就做成手持設(shè)備了。

　　總的講設(shè)計要素的優(yōu)先關(guān)系如下 低成本〉小巧〉低功耗〉高性能

　　聲明：

　　本文涉及的內(nèi)容涵蓋危及生命的電學(xué)測量，特別提醒實驗者確保人身安全！

　　作者完全出于業(yè)余愛好撰寫該文，由于能力有限疏漏乃至錯誤在所難免，因此作者不對該文章（包括附帶的其他資料）的正確性負(fù)責(zé)，同時也不對因援引該文或使用附帶資料導(dǎo)致的信譽損失、商業(yè)利益損失、財產(chǎn)損失、人身傷亡等（包含上述內(nèi)容，但不見限于上述內(nèi)容）負(fù)任何連帶責(zé)任。

　　作者完全出于學(xué)習(xí)目的撰寫該文， 該項目被視為非商業(yè)性的，作為學(xué)習(xí)模擬技術(shù)/ STM32 的驗證平臺而被創(chuàng)建，因此沒有義務(wù)回答非技術(shù)問題。

　　出于互聯(lián)網(wǎng)之 free&open 精神，作者將對項目涉及的硬件，固件，上位機軟件，開發(fā)相關(guān)的心得，技術(shù)參考等會（等待完善后）開源，希望但不要求您在援引該文或使用上述開源資料時提及作者。