Graham Stephens
Руководитель радиовещания (с 2018 г. по настоящее время)
Цифровые мультиметры используются для измерения различных параметров.
Цифровой мультиметр предназначен для измерения постоянного тока или неизменных параметров переменных сигналов, таких как среднеквадратичное значение, среднее значение, размах и коэффициент заполнения. Эти параметры должны быть относительно стабильны во времени.
Осциллограф позволяет измерять все эти параметры, но с добавлением параметров, сильно изменяющихся во времени (но повторяющихся). Хорошим примером является цифровой джиттер.
Высококачественные цифровые мультиметры и осциллографы имеют практически одинаковую базовую точность, но осциллограф полагается на визуальную интерпретацию сигнала на ЭЛТ, поэтому человеческий фактор может вносить ошибки, особенно в присутствии шума. Цифровой мультиметр выдает числовые показания и может быть ограничен полосой пропускания для фильтрации шума.
Воистину, надёжные рабочие лошадки.
Mike
Бакалавр наук в области электротехники и компьютерных наук, Университет Ватерлоо (окончил в 1987 году)
Полоса пропускания сигнала и точность измерения обратно пропорциональны. Цель измерителя — измерять сигналы и выдавать единый результат с заданной точностью. Для достижения этой точности допустима значительная фильтрация или усреднение, но это, по сути, ограничивает полосу пропускания. Основная цель осциллографа — фиксировать сигнал во времени, чтобы увидеть его динамическое поведение. Точность не так важна, но полоса пропускания прибора очень важна для визуализации самых быстрых изменений сигнала, поэтому фильтрация может быть минимальной или вообще не применяться.
ПОДРОБНОСТИ:
Мультиметр имеет несколько фиксированных диапазонов. Каждый диапазон прецизионно откалиброван для компенсации множества факторов, таких как температура. Дисплей мультиметра предназначен для считывания показаний с различной точностью. Это справедливо как для аналоговых, так и для цифровых мультиметров. В то время как точность ручных мультиметров ограничена 3–4 разрядами, настольные мультиметры обычно предлагают точность от 5,5 до 6 разрядов, но за более высокую цену можно найти мультиметры с точностью 7–9 разрядов.
Осциллограф имеет несколько диапазонов и позволяет настраивать их для наилучшего просмотра. Как правило, регулируемые диапазоны имеют более низкую точность, поскольку сложнее разработать регулируемый диапазон, который также будет обладать очень высокой точностью. Точность отображения низкая: обычно 10 основных делений с 5 (иногда 10) дополнительных делений на одно основное деление. Это ограничение делает невозможным считывание показаний осциллографа с точностью более двух разрядов. Осциллограф предназначен для измерения и отображения динамических сигналов. Это означает, что каждая точка может измеряться лишь в течение короткого времени. Даже при использовании усреднения на осциллографе величина усреднения невелика, чтобы обеспечить достаточно частое обновление данных на дисплее. Мультиметр (в основном) предназначен для отображения фиксированного значения, поэтому он может использовать более длительное усреднение. Это важно, поскольку позволяет измерителю лучше справляться с подавлением как шумов от цепей измерителя, так и шумов в сигнале.
Многие современные цифровые осциллографы оснащены отдельным цифровым дисплеем сигнала. Разрешение этого дисплея обычно примерно такое же, как у ручного мультиметра. Многие настольные измерители позволяют проводить серию измерений и сохранять их в памяти. Эти значения можно считывать на компьютер и отображать в виде графика, что обеспечивает функцию высокоточного осциллографа, хотя и с очень узкой полосой пропускания.
Таким образом, в современных приборах (Мультиметры, Осциллографы) их функции частично совпадают, но производительность по-прежнему принципиально ограничена физическими законами.
Neil Barnett
Бывший учитель химии и физики, инженер, программист. На пенсии/фрилансер (1994–2025)
Цифровой мультиметр обычно точен, то есть стабильно выдаёт значение, близкое к реальному, в то время как показания осциллографа зависят от его калибровки и вашего восприятия. Показания цифрового мультиметра могут быть четырёхзначными, и они могут быть стабильными, но, учитывая, что любой измеритель может иметь встроенную погрешность из-за производственных допусков используемых компонентов, они могут быть стабильно неверными.
Насколько я понимаю, точность осциллографа может составлять до 1%, хотя современные приборы могут измерять напряжение в определённой точке и выдавать точное значение.
Главное преимущество осциллографа, конечно же, — это отображение колебаний и формы сигнала. Он нужен не для измерения напряжения, а для демонстрации изображения.
Hugh Leyton
Бывший и нынешний инженер (1960–2025)
Привет, . . . Они все точны и неточны. Всё зависит от того, какую информацию вы ищете. . . Во многих случаях я предпочитаю старый магнитометр, они не врут, как цифровые мультиметры. . . . Но осциллограф даёт более полную картину происходящего. . . . . Много лет назад, ещё в начале развития цифровых мультиметров, к нам приходил представитель производителя цифровых мультиметров, и я на практике доказал, что их приборы выдают очень, очень большую ошибку.. Им пришлось вернуться и изменить программное обеспечение.
Даже современные недорогие цифровые мультиметры могут давать очень неправильные, неточные показания. . . . Вот почему я предпочитаю цифровые мультиметры с т.н «Истинным Среднеквадратичным Значением», но даже в этом случае DMM могут генерировать вводящую в заблуждение информацию. ...
Assistant
Цифровые мультиметры (DMM/ЦММ) и осциллографы служат разным целям и обладают разной точностью измерений. Вот несколько причин, по которым в определённых ситуациях ЦММ может считаться более точным, чем осциллограф:
1. Технология измерений:
• DMM: Обычно напряжение, ток и сопротивление измеряются с помощью высокоточных аналого-цифровых преобразователей (АЦП) и внутренних калибровочных стандартов. Для повышения точности часто применяется метод усреднения результатов нескольких измерений.
• Oscilloscopes: Измерение напряжения с течением времени и визуальное отображение сигналов. На их точность могут влиять такие факторы, как ограничения полосы пропускания, частота дискретизации и качество используемых датчиков.
2. Калибровка:
• DMM: Часто калибруются по известным стандартам, что делает их очень надёжными для точных измерений. В технических характеристиках часто указывается более высокий уровень точности (например, ±0,01%).
• Oscilloscopes: Хотя их также можно калибровать, этот процесс более сложен из-за необходимости поддержания точности в широком диапазоне частот и типов сигналов.
3. Тип сигнала:
• DMMs: Оптимизированы для измерений в стационарном режиме и могут обеспечивать очень точные показания сигналов постоянного тока или низкочастотных сигналов переменного тока.
• Oscilloscopes: Лучше подходят для анализа динамических сигналов и переходных процессов, но их точность может снижаться на высоких частотах или при быстрых изменениях сигнала.
4. Шум и Интерференция:
• DMMs: Обычно они лучше подавляют шумы и менее восприимчивы к помехам, что может повысить точность измерений, особенно в шумной обстановке.
• Oscilloscopes: Может быть подвержен влиянию шума в сигнале, особенно если сигнал слабый или имеет высокую частоту.
5. Разрешение:
• DMMs: Часто имеют более высокое разрешение для определенных измерений, что позволяет получать более точные показания (например, 6,5-значные и выше).
• Oscilloscopes: Вертикальное разрешение ограничено числом бит в АЦП, и хотя высококлассные осциллографы могут иметь значительное разрешение, они могут не достигать точности цифрового мультиметра при статических измерениях.
Выводы
Хотя цифровые мультиметры могут быть более точными для определённых типов измерений, осциллографы превосходны в визуализации и анализе изменяющихся во времени сигналов. Выбор между ними зависит от конкретных требований решаемой измерительной задачи.
Bob Lewis
Работает в Google Waymo (2017–настоящее время)
Это совершенно не так. Ответ зависит от калибровки прибора, его точности и от того, насколько чётко и точно вы можете получить сигнал. В некоторых случаях осциллографы оснащены встроенными цифровыми мультиметрами и могут выполнять обе функции одновременно. Чтобы как-то прояснить ситуацию, можно привести следующий пример: существуют измерители, которые также можно отнести к осциллографам, хотя этого типа осциллограф не так точен, как полноценный осциллограф. Поэтому попытка сравнить яблоки с апельсинами здесь неуместна.
Isaac Wingfield
Вышел на пенсию после долгой карьеры в области исследований и разработок в области электроники
Реальная форма сигнала, отображаемая на осциллографе, может быть гораздо точнее показаний цифрового мультиметра, но, глядя на форму сигнала на осциллографе, можно ли отличить сигнал с пиковым значением 2000 вольт от сигнала с пиковым значением 2001 вольт? А вот с помощью цифрового мультиметра это возможно.
Rakesh Tripathi
Живёт в Калькутте, Западная Бенгалия, Индия (с 2022 г. по настоящее время).
Цифровой мультиметр — очень универсальный прибор, способный измерять напряжение, ток, сопротивление, а некоторые даже проверять работоспособность диодов и транзисторов. Осциллограф же измеряет только напряжение, но с гораздо большей детализацией.
Цифровой мультиметр может отображать только средний уровень напряжения, поэтому вы не сможете провести его (напряжение) детальную проверку.
Ray Bennett
Цифровой мультиметр (DMM) — совершенно другой прибор. Он эффективно усредняет показания за длительный период времени, отображая эффективное среднее значение измеряемого напряжения. Осциллограф должен отображать напряжение/сигнал мгновенно. Осциллограф отображает гораздо больше информации, чем цифровой мультиметр, но эта информация отображается визуально на экране с ограниченным разрешением. Цифровой мультиметр может похвастаться очень точным цифровым дисплеем.
Subodh Kumar Gupta
Дискретность цифрового мультиметра составляет 3,5 (1999) десятичных знака, в то время как у осциллографа — 20 десятичных делений.
Мы можем достичь точности только 1/40, в то время как точность цифрового мультиметра составляет 1/2000.
Bilal Patel
Степень бакалавра наук (с отличием) в области электротехники и электроники, Университет Шеффилд Халлам (выпуск 2015 г.)
Каковы основные различия между осциллографом и цифровым мультиметром?
Дополню ответы. Осциллографы обладают гораздо более высокой точностью, чем цифровые мультиметры. Цифровые мультиметры очень удобны для быстрых измерений, но имеют свои ограничения, например, при работе на высоких частотах они часто не могут дать точные показания. У цифровых мультиметров есть функции, которых нет у осциллографов, такие как проверка диодов/прозвонка цепи, измерение сопротивления, тока и т. д. Осциллографы разработаны как научные приборы для выполнения вычислений, выходящих за рамки простого измерения напряжения, что не всегда даёт полную картину при диагностике неисправностей системы или оценке формы сигнала.
Я работаю инженером по т.н. «поддержке и применению» в компании одного из ведущих производителей осциллографов. Не так давно я общался с клиентом, который, возможно, поможет мне понять, почему осциллографы так важны:
Клиент написал мне, что использовал один из наших осциллографов и портативный измеритель для измерения напряжения зажигания автомобилей. Специалисты автосервиса были убеждены, что осциллограф показывает неправильные показания – 25 кВ, а вот мультиметр в свою очередь – 40 кВ.
Я провел обычные проверки, такие как подключение проводов, щупов и т.д., и вместе со специалистами проверил настройки приборов, но не смог понять, почему такая разница. Я попросил клиента прислать мне руководство пользователя портативного прибора, который клиент использовал. С первого взгляда я заметил, что используемый портативный прибор отображает напряжение 40 кВ светодиодами (по одному светодиоду на каждый кВ), что сразу насторожило: точность этого прибора составляла максимум 5–6 бит, и его приходилось округлять в большую или меньшую сторону, если в показаниях встречались десятичные знаки, в то время как у осциллографа разрядность была 8 бит, что означало, что он должен быть точнее. Я предоставил эту информацию и подкрепил её расчётами. Клиентка, вроде как, поняла, но тем не менее, не могла взять в толк, почему разные приборы показывают разные значения.
Мне это тоже было непонятно. В чём была проблема? Позже я ещё раз просмотрел руководство и заметил, что там сказано, что портативный прибор не поддерживает свечи зажигания с частотой зажигания выше 15 Гц и будет давать ошибки в показаниях, если частота свечи зажигания будет выше этой. Я вернулся к графику, предоставленному заказчиком, и обнаружил, что частота искры действительно составляла 25 Гц.
Вся эта история важна для понимания надлежащего использования различных измерительных приборов. У всех приборов есть свои ограничения, поэтому необходимо выбрать именно тот, что больше всего подходит для вашей задачи, а также использовать различные методы для подтверждения своих предположений.
Loring Chien
Инженер-электрик с 45-летним стажем и старший пожизненный член IEEE
В чем разница между цифровым мультиметром и осциллографом, когда следует использовать каждый из них и какой из них точнее при измерениях в цепях переменного тока?
Буду краток и по существу. Если вы задаёте этот вопрос, у вас, вероятно, мало реального опыта.
Цифровой мультиметр — это прибор, который выдаёт одно скалярное показание — одну точку. На дисплее будет трёх- или четырёхзначное число. Да, всё верно, оно обновляется несколько раз в секунду. Но чтобы значение одной точки имело хоть какой-то смысл, вам нужно заранее более-менее знать, какой тип сигнала вы смотрите — переменный, постоянный или смешанный переменно-постоянный. Если вы точно знаете, это переменный или постоянный ток, мультиметр даст вам очень точное показание. Большинство цифровых мультиметров способны выдавать показания с разрешением 3.xxx или лучше, что означает разрешение 1 к 4000, или около 0,02%.
Осциллограф — это прибор для измерения напряжения во времени, способный регистрировать формы сигналов напряжения с очень высокой скоростью. Разрешение по напряжению может составлять скорее 1%, чем 0,02%, как у цифрового мультиметра, но вы можете получить от тысяч до многих миллионов точек данных на нескольких каналах. Временные интервалы могут варьироваться от наносекунд на точку до десятков секунд на точку, обеспечивая беспрецедентное представление о происходящих во времени процессах. На экране осциллографа отображается график зависимости напряжения от времени, который можно масштабировать или уменьшать по мере необходимости для детального анализа.
Осциллограф может анализировать происходящее в сигнале, что полезно для изучения взаимосвязей событий сигнала, формы сигнала, кратковременных аномалий, импульсов, глитчей, а также отдельно имеющих место событий и повторяющихся событий. Осциллограф можно запускать для точной фиксации конкретных событий в определенный момент времени, даже оставляя сам прибор без присмотра.
Тем не менее, справедливости ради стоит отметить, что хороший осциллограф стоит в 100 раз дороже хорошего цифрового мультиметра.
Patrick Hayes-Foley
Электронная и электротехническая инженерия
Каковы основные различия между осциллографом и цифровым мультиметром?
«Ключевые различия» здесь являются эксплуатационными понятиями, поскольку существуют специализированные осциллографы, цифровые мультиметры (ЦММ) и гибридные осциллографы (осциллографы-метры).
Цифровые мультиметры (ЦММ) отображают значения тока, напряжения или сопротивления в цифровом формате. Большинство ЦММ также имеют дополнительные функции, такие как измерение частоты, проверка диодов и измерение емкости, но всё это - это второстепенные функции. Более качественные ЦММ могут измерять истинное среднеквадратичное значение напряжения, амплитуду очень коротких (быстрых) импульсов, а также минимальные и максимальные значения.
Осциллографы представляют графическое отображение формы сигнала напряжения во временной области. Все события будут отображаться при условии достаточной полосы пропускания осциллографа. Все осциллографы, которые я когда-либо использовал, позволяют проводить два независимых измерения напряжения; для ЦММ это нетипично.
Преимущество осциллографа заключается в возможности детального изучения формы сигнала. Он отлично подходит для визуализации. Можно обнаружить аномалии. Частоту, коэффициент заполнения, минимальные и максимальные значения можно определить графически, если измерения не отображаются. Можно сравнивать два сигнала и выполнять с ними базовые математические операции (сумма, разность). Сигналы можно синхронизировать с внутренним или внешним триггером.
Цифровые мультиметры (DMM) в основном используются в полевых и ремонтных работах. Они меньше по размеру и, как правило, более надежны, чем осциллограф. В этих случаях осциллограф используется только при необходимости. Осциллографы лучше подходят для исследований, разработок и проектирования.
Если вам необходимо регулярно использовать цифровой мультиметр, купите качественный, с дополнительными функциями, соответствующими вашей специализации. Дополнительные деньги того стоят. Надёжный, точный, с истинным среднеквадратичным значением. Вы быстро найдёте информацию о надёжных марках, спросив в соответствующих кругах и погуглив. Осциллограф — это отдельный вопрос. Высококлассные модели с высокой пропускной способностью стоят $$$$. Подберите модель в соответствии с вашими требованиями. В своей практике я использовал несколько моделей среднего и низкого диапазона, и они функционируют адекватно.
Mark B. Bakker
Инженер по полевым применениям в области качества электроэнергии в компании Fluke
Каковы основные различия между осциллографом и цифровым мультиметром?
Наибольшую разницу между цифровыми мультиметрами и осциллографами можно пояснить с помощью следующего рисунка:
Рисунок 1
• На левом рисунке показан цифровой мультиметр с одним числом измеренного сигнала.
• На правом рисунке показан осциллограф, отображающий форму измеренного сигнала.
Преимущество отображения формы сигнала заключается в том, что наличие проблем в измеряемой системе становится видимым, при этом оставаясь скрытым для цифрового мультиметра.
Кроме того, осциллографы могут измерять до четырёх каналов одновременно для быстрого сравнения и расчёта мощности, фазового сдвига и коэффициента мощности.
Рисунок 2
20 лет назад компания Fluke представила ScopeMeter, представляющий собой синтез портативного осциллографа и цифрового мультиметра (см. рисунок 2). Этот прибор отображает как измеренное значение в верхней строке дисплея, так и форму сигнала на основном дисплее. В данном случае отображается четырёх-канальное измерение.
Продолжение следует
