專利名稱：：自動選擇量測功能的智能型量測裝置的制作方法
技術領域：
：本發明是有關于一種多功能的待測物測試裝置及其測試的方法，尤其是有關于一種無需選擇開關而能具有自動判斷待測物種類的量測裝置及其測試的方法，例如一種自動判斷待測物種類的萬用電表(Multi-meter)。
背景技術：
：目前各種自動測試的多功能萬用電表(Automaticfunctionselectingmulti-meter)皆能夠將量測的結果以數字方式顯示量測值，例如顯示直流電壓值或交流電壓值，電阻值或電容值、二極管或電路通路測試結果等。上述的功能一般是通過轉盤(rotationknob)或按鍵來做切換，使用者必須自行判斷并選擇量測功能，并手動切換至其所要執行的量測功能。雖然也已經有些萬用電表宣稱已具有智能型的自動測試功能，然其所稱的智能型自動測試功能是在人工調整萬用電表上的功能選擇開關至一待測物的位置，例如待測物為一電阻時，則在進行量測前，需要先將萬用電表上的功能選擇開關調整(或是稱為切換)至量測電阻的位置，然后使用輸入端的探針對所要測試的電阻進行量測，此時的智能型自動測試功能的萬用電表會自動選擇適當的電阻量測范圍進行量測，而不需要測試者自己要從最高阻值處(例如100M歐姆)逐步地進行測試一直到有適當的電阻值；又例如當要對待測物進行開/短路測試時，也只要將萬用電表上的功能選擇開關至開短路測試的位置，然后萬用電表會自動測試及顯示待測物是開路或短路。此外，由于萬用電表的功能眾多，對于一個對電性不是很熟悉的使用者而言，僅有上述自動選擇量測范圍的功能是不夠的，因為在量測的過程中，使用者可能無法正確地切換至其所要量測的功能，而導致量測的錯誤。例如，若一待測物為一個交流的電壓源，若使用者切換至直流電壓的功能對此信號源進行量測，此時可能量到一個趨近于零的數值，如此不僅造成量測錯誤，也會讓使用者誤以為該待測物沒有電壓而忽略被電傷的危險；又例如，在電路元件中，二極管與電阻的外觀往往很相近，對一個初學者而言有時候會分不清楚，若使用者誤將二極管當作電阻量量測，往往又可以得到一個合理的數值，如此便有可能會讓使用者用錯電子元件而不自知。目前已經有萬用電表增加自動選擇待測物的功能，可幫助使用者選擇正確的待測物種類，如美國專利號第5142221、5557197、6646562所揭露。但是上述專利所揭露的自動選擇功能皆無法完全涵蓋直流電壓/交流電壓/直流電流/交流電流/電阻/電容/二極管/短路測試等常用的功能。本發明提供了一個快速的偵測流程，偵測的范圍涵蓋上述電表的所有功能，能在短時間內偵測出待測物種類，并進行量測，如此可大幅提升操作的方便性與量測的正確性。目前的萬用電表己經可以簡單地操作，但對實際要對一個復雜的電路進行檢測時，其仍然需要先判斷出待測物為何種類別，然后經由手動將萬用電表上的功能選擇開關調整至適當的位置后，方可由萬用電表上的自動測試功能量測到所要的結果。此外，當輸入為一個高壓信號時，若量測功能選擇錯誤，除了會使量測裝置中的電路受到損害外，也有可能會造成量測者的傷害。如此的過程會降低工作的效益及不方便，尤其是選擇錯誤時，除了會產生的疑慮時間外，也有可能傷害到量測裝置及量測人員。有見于已知技術的萬用電表在操作方便性上，仍有改善的空間。
發明內容鑒于上述的發明背景中，為了解決上述萬用電表在操作方便性以及量測的正確性的問題，本發明提供了一個快速的偵測流程，能在45ms以內偵測出常用的電路元件或信號的種類。當輸入端沒有接任何待測物時，控制器會將輸入端判斷成開路狀態，此時不會進入量測模式，而是反復地執行偵測流程，因此，本發明的一主要目的在提供一種具有自動判斷待測物種類的裝置，用以解決上述傳統的萬用電表在操作時，需由功能選擇開關來對切換待測物的種類后，方能進行適當的量測。8本發明的另一主要目的在提供一種具有自動判斷待測物種類的量測裝置，使得本發明的量測裝置可以由多個電路組態來自動判斷待測物的種類，因此本發明的量測裝置上不需要使用功能選擇開關。本發明的再一主要目的在提供一種具有自動判斷待測物種類的量測裝置，因本發明的判斷程序可以判斷出待測物為電壓、電流、二極管、大電容/大電阻或小電容/小電阻，并且可以自動選擇適當的量測范圍進行量測，因此可達到快速量測的目的。依據上述的目的，本發明首先提出一種具有自動判斷待測物種類的量測裝置，包括一個用來依序提供多個偵測階段的控制單元；一個用來保護量測裝置的保護電路，是與輸入端連接；一個由多個測試電路所組成的切換單元，其與控制單元連接并依據多個偵測階段依序執行切換動作，用以依序將該多個測試電路與保護電路的輸出端點連接；多個偵測單元，其與切換單元連接并由多個比較電路依序對輸入端的電壓進行比較，并將比較的結果送回至控制單元，以使控制單元依據該比較結果來判斷待測物的種類；及一個量測單元，是與控制單元連接并依據控制單元的判斷結果經由量測單元對待測物進行量測，并將量測的結果顯示于顯示裝置。本發明接著再提出一種智能型的多功能萬用電表，設有一顯示裝置，用以顯示多個量測模式及量測的數值，以及一組輸入端子，其特征在于多個量測模式至少包括一自動掃瞄偵測模式(SCANmode)，可自動判斷與該對輸入端子連接的該待測物的類別，并于完成該待測物的類別判斷后，可以選擇性地自動對該待測物進行數值量測。本發明接著再提出一種種智能型的多功能萬用電表的量測方法，包括執行偵測程序，是一控制單元依序提供多個偵測階段；執行切換程序，是由多個測試電路組態所組成的切換單元來依據多個偵測階段依序執行切換動作，用以依序將多個測試電路組態連接至與輸入端相連接的保護電路；執行比較程序，是經由偵測單元中的比較電路依序對待測物的電壓進行比較，以產生比較結果；執行判斷程序，是由控制單元依據比較結果來判斷該待測物的種類；及當判斷輸入端為開路時，即繼續執行該掃瞄程序，否則即執行量測程序，是依據控制單元的判斷結果經由量測單元對待測物進行量測，并將量測的結果顯示于顯示裝置。本發明在此所探討的方向為一種自動判斷待測物種類的裝置，特別是一種具有自動判斷待測物種類的量測裝置。為了能徹底地了解本發明，將在下列的描述中提出詳盡的判斷步驟及其判斷電路的組成。顯然地，本發明的施行并未限定于自動判斷待測物種類的量測裝置的技術者所熟習的特殊細節。另一方面，眾所周知的自動判斷待測物種類的量測裝置或量測步驟等，并未描述于細節中，以避免造成本發明不必要的限制。本發明的較佳實施例會詳細描述如下，然而除了這些詳細描述之外，本發明還可以廣泛地施行在其它的實施例中，且本發明的范圍不受限定，其以本發明的權利要求范圍為準。為讓本發明的上述內容能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖，作詳細說明如下，其中圖1是本發明的電路的功能方塊圖；圖2是本發明的保護電路圖；圖3是本發明的偵測與量測的流程；圖4是本發明的電壓檢測的電路組態；圖5是本發明的P型二極管檢測的電路組態；圖6是本發明的N型二極管檢測的電路組態；圖7是本發明的電容充電檢測的電路組態；圖8是本發明的電容放電檢測的電路組態；圖9是本發明的開路檢測的電路組態；圖10是本發明的輸入端的電位在電容充電檢測與電容放電檢測隨時間變化的情形；圖11是本發明的具有自動判斷待測物種類的量測裝置；Table1.是本發明的不同待測物分別在P型二極管與NP型二極管的輸入端的電壓值區間。具體實施例方式請參考圖1，是本發明的自動判斷待測物種類的量測裝置的電路功能方塊圖，包括控制單元(CONTROLLER)10、切換單元(SWITCH)20、偵測單元(DUTTYPEDETECT0R)30、模擬/數字轉換電路(AD/DACONVERTER)40、數據處理電路(DATAPROCESSINGCIRCUIT)50、顯示裝置(DISPLAY)60、短路偵測單元(SHORTDETECTOR)70、蜂鳴器(BUZZER)80、檔位控制電路(RANGECONTROLC工RCUIT)90、保護電路(PROTECTIONCIRCUIT)IOO、大電壓偵測單元(LARGEVOLTAGEDETECTOR)110以及電流偵測單元(CURRENTDETECTOR)120等等所組成。另夕卜，V一in與I—in則分別為電壓與電流的輸入端，而GND則表示為一接地點(ground)。量測的流程主要分為偵測模式(scanmode)與量測模式(measuremode),其中偵測模式包含七個偵測階段(checkingphases)。上述的流程主要是由控制單元10所控制。在不同的偵測階段時，控制單元IO會控制切換單元20，切換至不同的電路組態(circuitconfiguration)至保護電路100的輸出端點(terminal):Tl、T2、T3，之后偵測單元30會將各個偵測階段的偵測結果送回控制單元10，然后控制單元10會判斷出待測物的種類，之后再進入量測模式。此時控制單元10會控制切換單元20，依據待測物種類由量測單元進行量測，并將量測的結果送到數據處理電路50，以便將量測結果轉換為數值，其中，在本發明中的量測單元是由模擬/數字轉換電路40、一數據處理電路50以及一檔位控制電路90所組成；最后，再由顯示裝置60顯示量測結果。在上述過程中，電流偵測單元120主要是用來偵測Ijn輸入端是否有電流，偵測的方式是將電流信號流經一個電阻，以轉換成電壓信號，然后再判斷電壓信號是否超過默認值。大電壓偵測單元110則是用來偵測V—in輸入端是否有大電壓信號。短路偵測單元70則是用來偵測輸入端V—in與接地端GND之間是否有短路的情形，若有短路，則通過蜂鳴器80鳴叫，以警告使用者。檔位控制電路90則在下一次進入偵測模式之前，根據數據處理電路50轉換的數值來判斷要不要切換量測的范圍。然后一直重復著偵測與量測的動作。接下來請參考圖2，是本發明的保護電路的電路圖標意圖。保護電路100主要的目的是為保護與端點Tl/T2/T3所連接的電路，以避免當輸入為一個高壓信號時，使得量測裝置中的電路受到損害。保護電路主要由兩個耐高壓的電子開關SW101/SW103、電阻R1/R2/RPTC以及兩個箝制二極管ii(clampingdiode)Dl/D2所組成。在本實施例中，電阻Rl的阻值為IOMQ，電阻R2的阻值為100KQ，而電阻RPTC可以為一個熱敏電阻(PositiveTemperatureCoefficientthermistor),其阻值約為2KQ。因為電阻R1是設計為一個大電阻，因此可保護Tl端點避免被輸入端的大電壓所損害。而電阻R2及電阻RPTc則設計為較小的阻值，故當輸入端接上一個高壓信號時，與T2、T3端點連接的電路容易受到損害，因此電阻R2及電阻RpTc與輸入端之間需要加入兩個電子開關SW101/SW103。在此要強調的是，電子開關SW101/SW103除了在進行電壓與電流的量測模式之外，在其它量測模式與偵測模式是處在導通(on)的狀態。當電子開關SW101/SW103為導通狀態時，大電壓偵測單元110會持續對T1端點的電位做偵測，當偵測到Tl端點的電位高于默認值時，便會傳送一個LARGE—V信號至開關SWi01/SW103，使其進入開路(open)狀態，用以保護與T2、T3端點所連接的電路。上述的電子開關SW101/SW103可以為一種耐高壓的電子開關，例如繼電器(Relay)或光控開關等等。接著請參考圖3，是本發明對待測物的偵測與判斷流程。當量測系統開機時，控制單元10會先送信號至保護電路100，將電子開關SW101/SW103導通，然后開始進入偵測模式，偵測模式包含以下七個偵測階段PDIO_CHK、V—CHK1、NDI0—C服、V—CHK2、CAP—CHK1、CAP—C服2、OPEN—CHK。在偵測模式下，控制單元10會控制整個量測裝置，依序執行上述七個偵測階段。而切換單元20與電子開關SW101/SW103則根據不同的偵測階段來將保護電路100中的三個輸出端點Tl/T2/T3連接成不同的電路組態，如圖4圖9所示。偵測單元30則會依照不同的偵測階段的電路組態來偵測輸入端的電位，并將偵測結果傳回控制單元10。在偵測模式進行的過程中大電壓偵測單元110、電流偵測單元120及短路偵測單元70也同時被啟動。若大電壓偵測單元110偵測到輸入端有大電壓，則直接中斷(INTERRUPT)偵測模式，并判定待測物為一電壓信號，此時控制單元10會送一個LARGE一V的信號至保護電路100，使電子開關SW101/SW103進入開路狀態，之后執行交流/直流(AC/DC)的偵測動作，以判斷待測信號是交流電壓抑或直流電壓。當判斷完成，即進入電壓的量測，若量測后，結果得到的電壓值很小，則控制單元10會中斷電壓量測模式，12并送信號至保護電路100，將電子開關SW101/SW103導通并重新進入偵測模式，否則持續進行電壓量測。另外，在偵測模式進行的過程中，若電流偵測單元120偵測到輸入端有電流時，則直接中斷(INTERRUPT)偵測模式，并判定待測物為一電流信號，此時控制單元10會送一個信號至保護電路100，使電子開關SW101/SW103進入開路狀態，之后執行交流/直流(AC/DC)的偵測動作，以判斷待測信號是交流電流抑或直流電流。當判斷完成，即進入電流的量測，若量測后，結果得到的電流值很小，則控制單元10會送信號至保護電路100，將電子開關SW101/SW103導通并重新進入偵測模式，否則持續進行電流量測。另外，在偵測模式進行的過程中，短路偵測單元70是在進行pd工o一chk、nd工o一chk及capj:hki等三個偵測階段才會被啟動，并偵測輸入端V一in與接地端GND之間是否有短路。若偵測到輸入端V一in與接地端GND之間的電壓差很小，且持續超過一小段預設的時間，例如2ms時；則判定為輸入端V一in與接地端GND之間為短路，此時直接中斷偵測模式，并進入連續性(continuity)的量測；例如，在進行PDIO—C服phase時，當短路偵測單元70偵測到短路時，就會直接跳出偵測模式并隨即進入量測模式，然后輸出電阻值并經由顯示單元60顯示電阻值。量測完成后，再重新進入偵測模式。以上大電壓、電流或短路的偵測過程中，若有同時偵測到的情形，其量測的優先級為大電壓大于電流大于短路偵測。在偵測模式進行的過程中，待測物若沒有被判定為大電壓、電流或短路時，則待七個偵測階段完成后，控制單元10再依據偵測單元30所回傳的結果來做判斷，其中，電壓的部分主要是根據V—CHK1與V一CHK2階段的結果來做判斷，在此要強調的是，這里的電壓與前述的大電壓不同，指的是較小的電壓，例如5V以內的電壓；此外，二極管則是依據P一DI0—CHK與N—DIO—C服階段的結果來做判斷；而電容則是依據CAP—CHK1與CAP—C服2階段的結果來做判斷；當是開路時，則是依據OPEN一CHK階段的結果來做判斷。對上述待測物的判斷的優先級為電壓大于二極管大于電容大于OPEN大于電阻。接著，請參考圖3所示。首先，說明電壓的判斷。當迸入vj:hki階段與V一CHK2階段時，控制單元10會控制切換單元20執行一個切換動作，以使保護電路中的端點Tl/T2/T3以圖4中的電路組態連接。在此要附帶說明的是，由于此時的量測裝置已經進入偵測模式，故保護電路中的電子開關SW101/SW103已經被導通，因此電阻R2與電阻rptc直接與輸入端V—in相連接。首先，如圖4所示，端點T1被連接至接地端GND，而端點T2與偵測單元30中的比較器(未顯示于圖中)連接，以偵測輸入端的電位；另外，端點T3為浮接(floating)。此時，若輸入端有電壓信號時，則在端點T2可偵測到輸入信號的大小。在V_CHK1階段結束時，若偵測到T2端點的電位低于-Vr(例如-Vr二-1.0V)時，則判定輸入端為一個電壓信號；或者，在V—C服2階段結束時，若偵測到T2端點的電位高于+Vr(例如+Vr=+1.0V)時，則亦判定輸入信號為一個電壓信號。接著，說明二極管的判斷。當要判斷待測物是否為一個二極管時，則是由P一DI0j:服與N—DIO一C服階段的偵測結果來做判斷。當進入P_DI0—CHK階段時，切換單元20會接受來自控制單元10的信號執行一個切換動作，以使輸入端與圖5中的電路組態連接。此時，電路組態中的端點T3被接至正偏壓Vm，例如VpF+1.2V，而端點T1則被接至接地點(GND)，同時端點T2與偵測單元30中的比較器連接，用以偵測輸入端V」n的電位。當輸入端與圖5a連接后，此時，若輸入端連接一個順向(forwardconnection)的二極管時，如圖5a所示，則端點T2的電位(即Vt2)將被箝制(clamping)在二極管的導通電位，例如Vt2二0.7V。此時VT2的電位將是落在"0V"與"+Vr"的范圍的內，其中+Vr為一個略小于正偏壓VP1的電位，例如+Vr=+1.0V。此時，若輸入端的二極管被接成反向(reverseconnection)時，如圖5b所示，由于二極管不會被導通，此時的VT2電位為電阻rptc與電阻R1分壓后的結果，由于R1的電阻值遠大于電阻rptc，因此VT2的電位將很接近正偏壓VP1。此一掃瞄結果如表1(a)的Diode列中所示，而表1(b)是相應表1(a)轉換后的數字表。因此，由表l(b)可以明確看出，控制單元10所提供的P—DI0一CHK正偏壓掃瞄信號的掃瞄結果為"01"(二極管被接成順向)及"10"(二極管被接成反向)。14<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>當進入N_DI0—C服phase時，切換單元20會被控制單元10要求執行一個切換動作，以使輸入端與圖6中的電路組態連接。因此，當輸入端與圖6a連接時，則依圖5的結果可以得知VT2的電位將接近于負偏壓VN1;而當輸入端與圖6b連接后，則VT2的電位將落在0V至-Vr之間。此一掃瞄結果，由表l(b)可以明確看出，控制單元10所提供的N—DI0一C服負偏壓掃瞄信號的掃瞄結果為"01"(二極管被接成順向)及"10"(二極管被接成反向)。此時，經過了P_DI0—CHK與N_DI0—CHK兩個偵測階段的綜合的結果為當二極管被接成順向時的掃瞄結果為"0101";當二極管被接成反向時的掃瞄結果為"1010"。很明顯地，表l(b)所列的"0101"(forwardconnection)與"1010"(reverseconnection)為P_DI0—CHK與N—DIO—CHK兩個偵測階段結束后的綜合的結果。在此要強調的是，本發明對二極管的量測的所以要使用上述的電路，是因為對使用者而言，很可能在量測時不知道二極管的極性，因此，本發明在判斷過程中，是將判斷二極管的電路分成(a)待測物被接成順向狀態以及(b)若待測物被接成反向狀態。經由上述的過程，很明顯地，本發明可以忽略待測物是被接成順向或反向，其最后的掃瞄結果皆可由表1的數字邏輯判定其為二極管。此外，表1(a)上的P_DI0—CHK與N—DIO—CHK信號所量測到的VT2電位的范圍，經過比較器的比較后，比較器的輸出結果將在P—DIO—C服與N—DIO—CHK信號結束時被儲存，并轉成數字邏輯(digitallogic),其中表l(b)即為表l(a)轉成數字邏輯的結果。在此要強調，本發明的數字邏輯是內建于控制單元10的中，當偵測單元30將待測物的數字邏輯傳送回控制單元10后，經過查表動作(Look-upTable)后，例如，當數字邏輯為"0101"或"1010"，則立即可判斷出待測物為二極管。在此要更要強調，査表動作是在所有偵測階段結束以后才會方進行，在此先說查表動作是為說明偵測結果與數字邏輯表的關系。經由前述的P—DIO—CHK與N_DI0—CHK這兩個掃瞄信號后，由表1(b)中可以看出其小電容與大電阻的數字邏輯相同，同時大電容與小電阻的數字邏輯也相同。很明顯地，在目前狀態下，查表只能確定其是不是二極管，而電阻與電容仍須以下的掃瞄動作來判別。在電壓與二極管的偵測階段結束之后，接著進入電容的偵測階段(即CAP—CHK1與CAP一CHK2)。此兩個偵測階段分別對待測物進行充電與放電。當進入CAP—CHK1階段時，切換單元20會被控制單元10要求會執行一個切換動作，以使端點:T1/T2/T3以圖7中的電路組態連接。此時，如圖7所示，端點T3被接至負電壓Vw,而端點T2與偵測單元30中的比較器連接，以偵測輸入端的電位，另外，端點Tl為浮接(floating)。而當進入CAP_CHK2階段，切換單元20會執行下一個切換動作，以使端點Tl/T2/T3以圖8中的電路組態連接。此時，如圖8所示，端點T2被接至GND，端點T3則與偵測單元30中的比較器連接，以偵測輸入端的電位，端點T1為floating。很明顯地，在CAP—CHK1信號期間，位于輸入端的待測物由電阻Rptc朝向負電壓VN1進行充電(charge);而在CAP—CHK2信號期間，位于輸入端的待測物會通過電阻R2朝GND放電(dis-charge)。接著，請參考圖10，是依據本發明圖7及圖8的電路組態所顯示的不同大小的電容與電阻的電壓及時間變化情形，其中圖10a的待測物為小電容，圖10b的待測物為大電容，圖10c的待測物為大電阻，而圖10d的待測物為小電阻。在本實施例中，電阻R2的電阻值遠大于電阻RPTC。此外，圖10a及圖10b亦是表示本發明的電容判斷波形圖，其橫軸為時間軸，而縱軸為輸入電壓(VINP)，VINP在CAP—CHK1階段為T2端點的電位，在CAP_CHK2階段則為T3端點的電位。其中圖10a為當待測物為一個小電容時，VINP隨時間變化的波形示意圖，而圖10b則當待測物為一個大電容時，Vrn^隨時間變化的波形示意圖。當輸入端的電位符合以下兩個基準(criteria)時，則判定其為電容，即第一在CAP一CHK1階段結束之前，輸入端的電位的絕對值，IV，l須大于iVnl，并且第二在CAP—CHK2階段開始到一個設定時間(pre-determinedtime)的這整段期間內，lV，l須一直大于|Vr2|。很明顯地，由圖10a及圖10b可看出，無論輸入端的待測物為大電容或小電容，皆可符合上述兩個基準。接著，在上述圖7與圖8的偵測電路組態中，若待測物不是電容而是電阻時，此時VwP在CAP一CHKl階段將由待測物與電阻RPTC的分壓所決定；而在CAP_CHK2階段將由待測物與R2的分壓所決定。因此，如圖10c所示，若輸入端為一個大電阻或開路時，在CAP_CHK1階段期間，VINP的電位將迅速達到一個很接近V^的位準，故能符合"輸入端電位的絕對值IVOTl須大于iVni"的第一基準；而當進入CAP—CHK2階段時，V，也會迅速達到接地(ground)的位準。此時，在一個設定的時間(例如lms時)之前，|VINP|便小于IVr2i，所以其未能符合"CAP一CHK2階段開始到一個設定時間的這整段期間內的IVwl須一直大于IVr2l"的第二基準。另外，由圖10d所示，當輸入為小電阻時，在CAP—CHK1階段結束之前，iVOTl沒有大于iVnl，所以未能符合第一基準，而當進入CAP一CHK2階段時，Vwp又迅速達到接地(ground)的位準，所以也未能符合第二基準。所以，當輸入為電阻或開路時，不能同時符合以上兩個基準。因此，由CAP—CHK1與CAP一CHK2兩個偵測階段，可以將電容區分出來。最后，當CAP—C服2階段結束后，接著進入OPEN—C服階段。此時切換單元20會被控制單元IO要求會執行換動作，以使端點Tl/T2/T3以圖9中的電路組態連接，其中端點Tl被接至一負電位VN1，端點T3則與偵測單元30中的比較器連接，以偵測輸入端的電位，而端點T2為floating,其中，Rl為一個大電阻。當輸入端為開路(open)時，端點T3的電壓(VT3)17將非常接近Vw的電位，而若待測物為一電阻，則不具備此特性。因此，可經由圖9的電路組態中的VT3與VN1的關系，將開路狀態與電阻判別出來。以上偵測模式(scanmode)對待測物的判斷方式如圖3所示，圖3是本發明的自動判斷待測物種類的量測裝置的流程圖。首先，在偵測模式中，控制單元10會在每一個偵測周期(cycle)中依序產生P—DI0_CHK、V—CHK1、N—DI0—C服、V—CHK2、CAP—CHK1、CAP_CHK2、OPEN—CHK等七個偵測階段，如掃瞄程序200至800，然后切換單元20根據這些掃瞄信號執行切換程序，以切換不同的電路組態至輸入端，然后再由偵測單元30中的比較器來執行一比較程序，此程序是比較不同的電路組態的輸入端電位大小，并待偵測周期結束后，偵測單元30將待測物的數字邏輯傳送回控制單元10后，執行一個判斷程序，此判斷程序是依序執行電壓判斷910、二極管的判斷920、電容的判斷930、開路的判斷940，當開路的判斷結果為"非開路"時，則判斷待測物為一電阻。在上述的偵測模式進行的過程中，若偵測到大電壓1010或電流1020或短路1030時，則中斷偵測模式，直接進入偵測到的信號的量測模式。而若沒有偵測到大電壓或電流或短路時，則待這七個偵測階段都結束后，此時控制單元10會進行一個判斷動作，即執行一查表(Look-upTable)動作，以便將待測物為電壓、二極管、電容、電阻或開路狀況分辨出來。此判斷方式整理如下1.先根據V一CHK1及V_CHK2的偵測結果，判斷待測物是否為一個電壓信號；2.若待測物不是電壓時，則根據P—DIO_CHK及NJ)IO一CHK的偵測結果，經由查表，看待測物是否為一個二極管；3.若待測物不是電壓或Diode時，則接著由CAP—CHK1與CAP—CHK2的偵測結果，看待測物是否為一個電容；4.若待測物不是電壓或Diode或電容時，最后由OPEN—CHK判定是否輸入端開路，若不是開路，則判定待測物為一電阻，若為開路，則進入下很明顯地，因本發明的判斷程序可以判斷出待測物為電壓、電流、二極管、大電容/大電阻或小電容/小電阻，因此可以自動選擇適當的量測范18圍進行量測，因此可達到快速且省電的目的。當偵測模式已經判斷出待測物為何種元件后，隨即進入量測模式(measuremode),經由量測單元進行量測，然后經由數據處理電路50將量測結果轉換為數值，最后此數值顯示于顯示裝置60，其中，在本發明中的量測單元是由模擬/數字轉換電路40、一數據處理電路50以及一檔位控制電路90所組成。在此要強調，本發明的特征點是在現有萬用電表的功能中，再加上一個待測物的判斷電路，并由此判斷電路自動判斷出待測物的類別后，例如分辨出電壓、電流、二極管、電容、電阻或開路狀態，隨即利用已知的量測單元對待測物迸行量測，其中用已知的量測單元可以是美國專利號第4，556，986、4，588，983以及6，646，562上所揭露的量測單元，對此本發明并不加以限制。接著請繼續參考圖11，是本發明的自動選擇量測功能的測裝置的外觀示意圖。如圖11所示，本發明的自動選擇量測功能的測裝置操作說明如下量測裝置1設有顯示裝置2，可顯示目前的所屬量測功能及其量測數值，其中SCAN代表目前處于自動判斷的偵測模式；而AUTO代表目前處于一般自動跳文件量測模式，至于MANU則代表目前處于一般手動固定檔位量測模式。量測裝置1并配置有一個開關3，用來控制開機與關機。另外萬用電表1上還配置有多個附加功能鍵4，包括量測模式功能鍵(SEL)、特定量測數值功能鍵(RANGE)及頻率量測功能鍵(VAHz);此外萬用電表1并設有一對輸入端子5，其上可進一步配置有測試探針插座或探棒(未顯示于圖中)，其中量測模式功能鍵(SEL)亦可作為開關機的開關，例如當使用者按住SEL鍵達2秒以上時，則會將電表關閉；而在關機的狀態下，按住SEL鍵達2秒以上時，則會將電表開啟，在此種使用模式下，SEL按鍵可以取代開關3的功能。本發明的量測裝置1所具有的多個量測模式中，至少包括一個內定的自動偵測模式(SCAN)，其可隨時自動判斷輸入端是否有待測物并且可以自動判斷出與輸入端子5連接的待測物的類別，并于完成待測物的類別判斷后，可以對待測物進行數值量測，其詳細的電路及判斷過程已于前述中說明，在此不再贅述。接下來將說明量測裝置1的其它操作功能。首先，附加功能鍵4中的SEL按鍵是為方便使用者跳出偵測模式，并19偵測模式(SCAN)下，很明顯地，量測裝置l會將待測信號判定為一個直流電壓，并進行量測，然后在顯示裝置2上顯示直流電壓的數值。若使用者想要量測的是直流電壓上的小交流電壓信號時，則可由SEL鍵來選擇切換成交流電壓模式，此時，量測裝置1就會將小的交流電壓信號的數值在顯示裝置2上顯示。接著，附加功能鍵4中的VAHz按鍵是當輸入信號為一個AC的電壓或電流信號時，使用者除了量測信號的電壓或電流值之外，有時也會想量測信號的頻率，此時可使用VAHz的附加功能鍵選擇切換成頻率量測模式。然后，附加功能鍵中的RANGE是提供使用者可切換至手動固定檔位量測模式(MANU)。由于本發明的電表會根據信號的狀態自動切換至適當的量測范圍，但是在某些場合，使用者可能會想要將檔位固定住，例如量測一個變頻信號的頻率時，若能將檔位固定住，檔位才不致隨著時間反復切換。在此要強調的是，本發明的量測裝置l在操作時，即內定進入自動偵測模式(SCAN)，用以自動判斷待測物的種類，因此不需要待測物的選擇開關，特別的是，在偵測模式進行的過程中大電壓偵測單元110、電流偵測單元120及短路偵測單元70也同時被啟動。而附加功能鍵4是由使用者以手動選擇，其僅能選擇對特定功能進行測試，因此并不影響量測裝置1的自動掃瞄判斷功能的達成。此外，本發明的量測裝置l還可以附加上具有讀值顯示保持(HOLD)、最大最小讀值(MAX/MIN)運算或背光啟動(BLT)等功能鍵，但也可完全取消這些功能鍵讓量萬用電表l盡量操作簡單化，只需保留SEL按鍵做開機/關機即可，如圖11所示。顯然地，依照上面實施例中的描述，本發明可能有許多的修正與差異。因此需要在其附加的權利要求項的范圍內加以理解，除了上述詳細的描述外，本發明還可以廣泛地在其它的實施例中施行。上述僅為本發明的較佳實施例而已，并非用以限定本發明的申請專利范圍；凡其它未脫離本發明所揭示的精神下所完成的等效改變或修飾，均應包含在本發明的權利要求范圍內。權利要求1.一種自動選擇量測功能的量測裝置，其特征在于，包括一控制單元，依序提供多個偵測階段；一保護電路，其一第一端與一和待測物連接的輸入端連接，其一第二端與該控制單元連接并依據該控制單元的信號執行切換動作；一切換單元，由多個測試電路所組成，其一第一端與該保護電路的第三端連接，其一第二端與該控制單元連接并依據該多個偵測階段依序執行切換動作，用以依序將該多個測試電路與該保護電路連接，其一第三端與一電流輸入端連接；及一偵測單元，其一第一端與該切換單元的一第三端連接，并由一比較電路依序對該輸入端的電壓進行比較，并將比較的結果由一第二端送回至該控制單元；其中該控制單元依據該偵測單元所傳回的比較結果來判斷待測物的種類。2.如權利要求1所述的自動選擇量測功能的量測裝置，其特征在于，其中該保護電路中包括一對電子開關且該對電子開關接受該控制單元的控制。3.如權利要求1所述的自動選擇量測功能的量測裝置，其特征在于，其進一步包括一大電壓偵測單元，其第一端與該保護電路的第二端連接，而其第二端則連接至該控制單元以及其第三端與該保護電路的第三端連接。4.如權利要求1所述的自動選擇量測功能的量測裝置，其特征在于，其進一步包括一電流偵測單元，其第一端與該電流輸入端連接，而其第二端則連接至該控制單元。5.如權利要求1所述的自動選擇量測功能的量測裝置，其特征在于，其進一步包括一短路偵測單元，其第一端與該切換單元的第三端連接，而其第二端則連接至該控制單元。6.如權利要求5所述的自動選擇量測功能的量測裝置，其特征在于，其中該短路偵測單元進一步與一蜂鳴裝置連接。7.如權利要求1所述的自動選擇量測功能的量測裝置，其特征在于，其中該控制電路所提供的多個偵測模式依序為電壓、二極管、電容和開路觀lj試。8.如權利要求7所述的自動選擇量測功能的量測裝置，其特征在于，其中該二極管的偵測模式進一步分為一正偏壓掃瞄信息及一負偏壓掃瞄1口'K、。9.如權利要求1所述的自動選擇量測功能的量測裝置，其特征在于，其中該切換單元中的測試電路是自下列群組中選出一輸入電壓測試電路組態、一二極管正偏壓測試電路組態、一二極管負偏壓測試電路組態、一電容的充電測試電路組態、一電容的放電測試電路組態以及一開路測試電路組態。10.如權利要求1所述的自動選擇量測功能的量測裝置，其特征在于，其中該控制單元是以一查表方式將該比較結果與一設定的表格比對并據以判斷待測物的種類。.11.如權利要求9所述的自動選擇量測功能的量測裝置，其特征在于，其中該輸入電壓測試電路組態包括一待測電壓的輸入端；一第一端點，經由一第一電阻與該待測電壓的輸入端連接；一第二端點，經由一第二電阻與該待測電壓的輸入端連接；及一第三端點，經由一PTC電阻與該待測電壓的輸入端連接；其中該第二端點及該第三端點為懸空，而該第一端點與接地點連接。12.如權利要求9所述的自動選擇量測功能的量測裝置，其特征在于，其中該切換單元中的二極管正偏壓測試電路組態包括一第一端點，經由一第一電阻與該待測物的輸入端連接；一第二端點，經由一第二電阻與該待測物的輸入端連接；及一第三端點，經由一RPTC電阻與該待測物的輸入端連接；其中該第二端點與該偵測元件中的比較器連接，該第三端點與一正電壓連接，而該第一端點與接地點連接。13.如權利要求9所述的自動選擇量測功能的量測裝置，其特征在于,其中該切換單元中的二極管負偏壓測試電路組態包括一待測物的輸入端；一第一端點，經由一第一電阻與該待測物的輸入端連接；一第二端點，經由一第二電阻與該待測物的輸入端連接；及一第三端點，經由一RPTC電阻與該待測物的輸入端連接；其中該第二端點與該偵測元件中的比較器連接，該第三端點與一負電壓連接，而該第一端點與接地點連接。14.如權利要求9所述的自動選擇量測功能的量測裝置，其特征在于，其中該切換單元中的電容的充電測試電路組態包括一第一端點，經由一第一電阻與該待測物的輸入端連接；一第二端點，經由一第二電阻與該待測物的輸入端連接；及一第三端點，經由一RPTC電阻與該待測物的輸入端連接；其中該第二端點與該偵測元件中的比較器連接，該第三端點與一負電壓連接，而該第一端點為懸空。15.如權利要求9所述的自動選擇量測功能的量測裝置，其特征在于，其中該切換單元中的電容的放電測試電路組態包括一待測物的輸入端；一第一端點，經由一第一電阻與該待測物的輸入端連接；一第二端點，經由一第二電阻與該待測物的輸入端連接；及一第三端點，經由一RPTC電阻與該待測物的輸入端連接；其中該第二端點與接地點連接，該第三端點與該偵測元件中的比較器連接，而該第一端點為懸空。16.如權利要求9所述的自動選擇量測功能的量測裝置，其特征在于，其中該切換單元中的開路測試電路組態包括一待測物的輸入端；一第一端點，經由一第一電阻與該待測物的輸入端連接；一第二端點，經由一第二電阻與該待測物的輸入端連接；及一第三端點，經由一RPTC電阻與該待測物的輸入端連接；其中該第三端點與該偵測元件中的比較器連接，該第二端點為懸空，而該第一端點與一負電壓連接。17.如權利要求10所述的自動選擇量測功能的量測裝置，其特征在于，其中該設定的表格為一內建的邏輯表。18.—種自動選擇量測功能的量測裝置，其特征在于，包括一控制單元，依序提供多個掃瞄信息；一保護電路，其一第一端與一和待測物連接的輸入端連接，其一第二端與該控制單元連接并依據該控制單元的信號執行切換動作;一切換單元，由多個測試電路所組成，其一第一端與該保護電路的第三端連接，其一第二端與該控制單元連接并依據該多個偵測階段依序執行切換動作，用以依序將該多個測試電路與該保護電路連接，其一第三端與一電流輸入端連接；及一偵測單元，其一第一端與該切換單元的一第三端連接，并由一比較電路依序對該輸入端的電壓進行比較，并將比較的結果由一第二端送回至該控制單元；及一量測單元，與該控制單元連接并依據該控制單元的判斷結果選擇一相應的量測單元對該待測物進行量測，并將量測的結果顯示于一顯示裝置。19.如權利要求18所述的自動選擇量測功能的量測裝置，其特征在于，其中該量測單元由一模擬/數字轉換電路、一數據處理電路以及一檔位控制電路所組成。20.—種自動選擇量測功能的量測裝置，設有一顯示裝置，用以顯示多個自動偵測模式及量測模式的數值，一控制單元與一保護線路及一切換單元連接，用以提供多個電路的切換選擇模式，以進行特定信號的量測，以及一對輸入端子，其特征在于，該多個電路的切換選擇模式依據該控制單元所提供的自動偵測模式，可自動判斷與該對輸入端子連接的該待測物的類別，并于完成該待測物的類別判斷后，可以選擇性地自動對該待測物進行數值量測。21.如權利要求20所述的自動選擇量測功能的量測裝置，其特征在于，其進一步包括多個附加的功能鍵，可直接進入該附加的功能鍵的量測并顯示量測結果。22.如權利要求20所述的自動選擇量測功能的量測裝置，其特征在于，其中該多個附加的功能鍵可以是下列的至少一個的組合量測模式功能鍵、特定量測數值功能鍵、頻率量測功能鍵、量測數值顯示保持功能鍵、量測數值最大最小運算功能鍵及背光模塊啟動功能鍵。23.如權利要求20所述的自動選擇量測功能的量測裝置，其特征在于，其中該多個偵測模式進一步包括一手動操作量測模式，以對特定待測物進24.如權利要求20所述的自動選擇量測功能的量測裝置，其特征在于，其中該切換開關裝置至少提供電壓、電流及被動元件的量測選擇模式。全文摘要一種具有自動判斷待測物種類并選擇量測功能的量測裝置，包括一個用來依序提供多個偵測階段的控制單元；一個輸入端連接并用來保護量測裝置的保護電路；一個由多個測試電路所組成的切換單元，與控制單元連接并依序將多個測試電路與保護電路的輸出端點連接；多個偵測單元，與切換單元連接并由多個比較電路依序對輸入端的電壓進行比較，并將比較的結果送回控制單元來判斷待測物的種類；及一個量測單元，與控制單元連接并依據控制單元的判斷結果經由量測單元對待測物進行量測，并將量測的結果顯示于一顯示裝置。文檔編號G01R15/00GK101650380SQ200810210959公開日2010年2月17日申請日期2008年8月15日優先權日2008年8月15日發明者黎俊良申請人:承永資訊科技股份有限公司