我們在用萬用表進行電流測量的時候，只要把待測件串聯(lián)到萬用表上面就能知道準確的電流了，但是大多數(shù)人對于具體的測試原理卻是一點都不懂，這種現(xiàn)象已經(jīng)成為絕大多數(shù)硬件工程師通病，知其然不知其所以然，對于硬件系統(tǒng)工程而言，許多前期認為不重要的細節(jié)往往決定產(chǎn)品設計的成敗。

萬用表電流測量示意圖

以Fluke 17B萬用表為例，網(wǎng)上可以下載到泄露出來的原理圖資源，文末有鏈接。目前17B已停產(chǎn)，升級17B+了。17B主控芯片用的Fortune公司的FS9721_LP3，參考設計如下所示。

電流測量有A,B兩種模式，區(qū)別如下：

從TSTB管腳接VSS判斷處于模式B，mA和uA級的采樣電阻分別1Ω和100Ω。電流測量時，uA檔的取樣電阻是R28.通過切換撥盤擋位開關分別測量。如下圖所示，當測uA時，J1斷開，J7合上；當測mA時，J7斷開，J1合上；大電流則由10A端口進入。電阻R16,R17,R28影響電流測量的精度。

綜合以上信息我們可以得到萬用表電流測量的原理：流過R16,R17以及R28的電流等于對應電阻兩端電壓值比上電阻值。

接下來看Fluke 17B的電流輸入端，電路如下圖所示：MP3為uA/mA擋位電流輸入端，MP4為10A/11A擋位電流輸入端，MP5為公共端。

1. uA擋位測量時，S1撥到17&36，此時19與17短接，35與36短接，采樣電阻Rsense=R38//R37+R40//R27+R41=100.108 Ω（R40是1%精度的電阻，調(diào)節(jié)R27可精確控制在100Ω ）

2. mA擋位測量時，S1撥到17&36，此時19與17短接，35與36短接，采樣電阻Rsense=R40//R27+R41=1.009 Ω   （R40是1%精度的電阻，調(diào)節(jié)R27可精確控制在1Ω ）

3. 10A/11A擋位測量時,采樣電阻Rsense=0.01 Ω （調(diào)節(jié)R29可精確控制在10mΩ ）

那么問題來了，F(xiàn)luke 17B的電流采樣設計為什么和參考電路差別這么大呢？

整流橋CR3和二極管CR4起鉗位作用，保護分流電阻兩端的電壓不大于 3*0.7 = 2.1 V 。其他主要還是成本的影響，10mΩ的采樣電阻價格都在幾美元上下，而采用電位器手動調(diào)整則可以控制在幾毛錢。