利用数字万用表作直流电流发生器

如何在业余条件下完成数字万用表直流电流挡的调试工作并使之达到规定的技术指标，也是业余爱好者所关心的问题。为此本文介绍利用DT830A、DT890A等数字万用表作直流电流发生器的方法，电路如图1所示。

这种数字式直流电流发生器的优点是：简单直观、快捷方便(只需外接一只精密多圈电位器，无需外接电流监测表)，且其准确度及分辨力都较高。若以电流发生器的直流200μA挡为例，其最小步进电流为0.1μA(即分辨力为0.1μA)，电流发生器的电流调节范围一般为0.1μA～2mA，最大的输出电流为10mA。

测量原理

将用作电流发生器的数字万用表和被检万用表置于直流电流合适的挡位，例如直流200μA挡，由电流发生器(数字万用表)hFE插座NPN挡的C孔(或PNP挡的E孔)作为信号电压源的输出端，通过电流调节电位器向被检电流表提供测试电流。这种测量方法新颖奇特，线路连接也很巧妙，其等效电路如图2所示。

由于数字万用表A/D转换器内部基准电压源E。的输出电流有限，通常规定Ic≤mA。实际上当Ic＜5mA时，E。下降很小，误差较小，但当Ic＞5mA，尤其是Ic＞10mA时，E。下降较大，而E。的下降又使Ic减小，就会引起较大的测量误差。为了确保电流发生器输出电流的准确度，进一步减小测量误差应留有足够的余量，因此我们设定Ic≤2mA。

由上面的分析可知，若满足条件Ic≤2mA，则E。几乎不变（近似恒定），这时可忽略E。的内阻，所以可将其测量电路看成线性电路。

下面我们可以根据图2的等效电路估算一下电流发生器输出电流Ic为0.1μA～2mA时，电位器的阻值范围。

Ic=E。/(Rp+Ri+Rg)，当Ic=0.1μA时，Rp+Ri+Rg=E。/Ic=2.8(V)/0.1(μA)=28MΩ。由于电流发生器在直流200μA挡时的内阻Ri=1kΩ，而被检数字万用表直流200μA挡的输入电阻Rg=1kΩ，直流2mA挡的输入电阻为100Ω。因此Ri与Rg的影响可以忽略不计，Rp≈28MΩ。为了保证能够调节出0.1μA的输出电流，电位器的阻值应留有一定的余量。所以我们选择47MΩ电位器(有条件的最好选择玻璃釉多圈电位器)。由于这种电流发生器的电流调节范围较宽（0.1μA～2mA），仅用一只47MΩ电位器有时难以调出所需要的电流值，若嫌电流调得不够细，可用几只不同阻值的电位器进行分段调节。以被检DT830数字万用表为例，实验结果表明：①若要使电流发生器的输出电流为1～20μA，一般可选择5MΩ电位器。②输出电流为20～200μA时，可选用200kΩ电位器进行调节。③输出电流为200μA～2mA时，可选用20kΩ电位器调节。只要选取合适阻值的电位器，一般都能调节出所需要的电流值。

由图2可以看出，电位器阻值变大时输出电流Ic减小，反之阻值减小时输出电流Ic增大，当电位器阻值为零时，输出电流达到最大值。若Icmax≤2mA，则E。近似恒定，Icmax可表示为Icmax=E。/(Ri+Rg)。

应用举例

①实验证明，经校验后的DT830A、DT890A等型号的数字万用表可用作直流电流发生器。这种直流电流发生器可广泛用于校验修理指针式万用表的表头以及2mA以下的直流电流挡，并且能直接测量表头的灵敏度。

②用这种方法可以检查校验普通3位半数字万用表(例如DT830数字万用表)的直流200μA挡和直流2mA挡。

由于这种直流电流发生器具有数显功能，简单直观、快捷方便，可精确调整输出电流值，其直流信号源取自仪表内部A／D转换器的基准电压源，因此输出电流很稳定、温度漂移量较小，所以有较高的实用价值。下面举两个检测实例加以说明。

实例1一块上海银飞牌85C1型100μA、准确度为2.5级的电流表，需要检测其表头灵敏度(即测量表头的满度电流)。按图1连接好线路，将DT830A型数字万用表置于直流200μA挡，电流调节电位器采用67WR2MEG9650-MEXICO型2MΩ玻璃釉多圈电位器，调节电位器逐渐增大输出电流使被测表头指针满偏转，则此时电流发生器显示100.5μA，所以被测表头的电流灵敏度Ig=100.5μA。

实例2用一块校验过的DT830A型数字万用表作直流电流发生器，检验一块DT890A型数字万用表的直流200μA挡和2mA挡，并粗检直流20mA挡，其线路连接如图1所示。调节电位器使电流发生器依次产生所需标准电流Ic=E。/（Rp+Ri+Rg）。

检测结果表明，被检DT890A型数字万用表直流200μA挡和直流2mA挡的显示值均在允许范围内，且其线性度也较好，所以基本符合要求。当电流发生器输出电流超过2mA时，测量误差增大，因此只能用于粗检和估测。

注意事项

①为了减少环境温度和湿度对测量的影响，最好在相对湿度为45％～75％RH，25℃左右的室温下进行测试。

②在挑选输出电流调节电位器时，应尽量避免使用线绕电位器。因为这种电位器阻值调节不平滑(有跳跃间隔)，不利于细调，甚至可能出现有的阻值调不出来，即调不出某个所需电流值的情况。所以最好采用玻璃釉精密多圈电位器，并根据所需电流的测量范围，若范围较大时可选用3～5只合适阻值的电位器分段进行细调节，以便得到所需要的电流值。

③在检测指针式微安表头时应特别注意的是，测量前应预先将电位器阻值调至最大值(可用万用表电阻挡监测)，然后串接被测微安表头(以防开始时电位器的阻值过小使被测微安表过流打表针)。测量时再逐渐增大输出电流，使电流发生器依次产生所需标准电流。

④由于DT830A型数字万用表增设有微电流挡，即20μA挡。所以只要将这种电流发生器置于直流20μA挡，并采用280MΩ以上的高阻电位器就能使其输出0.01～20μA的微电流。若手头无高阻电位器，可用固定高阻与电位器串联组合，这样就可以输出一组特定的微电流，以供调试校验微电流表需要。

某些4位半的数字万用表也可用作直流电流发生器，例如DT1000型数字万用表。但应注意其E。≈3.2V。■