Базовые критерии, если вы сподобились на покупку лабораторного мультиметра

Ссылка на страничку сайта Магазина Gtest(R) с номенклатурой мультиметров, а также рекомендуемые приборы и статьи для дальнейшего самообразования - в самом конце этого Раздела

ВВЕДЕНИЕ

Цифровой мультиметр (DMM) — наиболее часто используемый инструмент на рабочем месте инженера.

Инженеры и электротехники пользуются им почти каждый день. Независимо от того, выполняется ли

операция быстрого и простого измерения напряжения или регистрации данных о температуре в течение

длительного периода времени, цифровой мультиметр просто обязан работать качественно и устойчиво.

Мультиметр - рабочая лошадка любого инженерного стенда. Во многих отношениях большинство из нас

находятся в своего рода односторонних отношениях с этими приборами. На протяжении всей работы,

которую выполняет этот инструмент, мы рассчитываем на то, что придётся очень незначительно его

обслуживать и ремонтировать. Несмотря на то, что цифровой мультиметр является таким важным прибором,

мы не уделяем достаточно времени на его изучение. От концепции до запуска прототипа и отладки

электротехнического изделия, а также тестирования и его (изделия) проверки — цифровой мультиметр

постоянно присутствует на этих этапах - от начала до конца.

В настоящей статье предпринята попытка более подробного рассмотрения текущих и потенциальных

возможностей цифрового мультиметра, а также всех уже имеющихся его функций. Мы рассмотрим 10 вещей,

которые вам следует знать о цифровых мультиметрах. Рассмотренные темы применимы независимо от того,

обдумываете ли вы следующую покупку цифрового мультиметра или же хотите получить большего от этого

прибора, который в настоящее время присутствует у вас на столе.

ГЛАВА 1. ТИПЫ МУЛЬТИМЕТРОВ: НАСТОЛЬНЫЕ И ПОРТАТИВНЫЕ. СРАВНЕНИЕ.

Настоящая статья рассматривает исключительно настольные цифровые мультиметры. Портативные цифровые

мультиметры рассматриваться не будут, однако следует иметь в виду, что многие концепции, которые здесь

приводятся для настольных цифровых мультиметров, применимы и к портативным цифровым мультиметрам.

В целом настольные цифровые мультиметры имеют более высокую точность, лучшее разрешение,

расширенные возможности программирования системы и функциональные возможности 4-проводных

измерений по сравнению с портативными цифровыми мультиметрами. Ручные цифровые мультиметры, как

правило, обеспечивают меньшую точность и предлагают более простые функции. В подавляющем

большинстве случаев этот тип мультиметров более портативен и большую часть времени используются

автономно. Многие техники и электрики используют именно портативные цифровые мультиметры из-за их

компактности. В то же время, большинство инженеров и проектировщиков предпочитают настольные

цифровые мультиметры из-за их точности и существенно более широких возможностей измерения.

Некоторые портативные цифровые мультиметры поддерживают подключение Bluetooth® и мобильное

приложение. С другой стороны, настольные цифровые мультиметры обычно предлагают варианты

проводного подключения, такие как LAN, USB или GPIB. Это позволяет проводить автоматизированное

тестирование и интеграцию множества приборов в единый испытательный стенд. Также это позволяет

использовать программное обеспечение для ПК и прикладные программы для управления конкретным

цифровым мультиметром. Если автоматизированное тестирование и удаленное программирование

чрезвычайно важны в вашей модели использования, то лучшим вариантом, вероятно, будет именно

стендовый цифровой мультиметр. Кроме того, поскольку настольные цифровые мультиметры менее

портативны по своей природе, они гарантированно останутся на вашем столе намного дольше, потому что,

например, вашему коллеге будет труднее одолжить у вас эти приборы (и, как правило, забыть отдать).

В остальной части этой статьи термин «цифровой мультиметр» будет относиться конкретно к настольным

цифровым мультиметрам, а не к портативным его вариантам.

ГЛАВА 2. РАЗРЯДНОСТЬ, ТОЧНОСТЬ, РАЗРЕШЕНИЕ.

Чтобы понять, что такое разряды, точность и разрешение, следует начать с самого распространенного вопроса

о цифровых мультиметрах: что это за половина разряда? Пользователи часто задают этот вопрос, поэтому

абсолютно необходимо понимать важность этого термина. На самом деле «половина разряда» - это первая

характеристика цифрового мультиметра, которая обращает на себя внимание. Если у вас цифровой

мультиметр с 3 с половиной цифрами, то половина цифры является наиболее значимой величиной.

3 ½ разряда +/- 1999 2,000 отсчётов

4 ½ разряда +/- 19999 20,000 отсчётов

5 ½ разряда +/- 199999 200,000 отсчётов

6 ½ разряда+/- 1999999 2,000,000 отсчётов

Чтобы понять, что такое разряды, точность и разрешение, следует начать с самого распространенного вопроса

о цифровых мультиметрах: что это за половина разряда? Пользователи часто задают этот вопрос, поэтому

абсолютно необходимо понимать важность этого термина. На самом деле «половина разряда» - это первая

характеристика цифрового мультиметра, которая обращает на себя внимание. Если у вас цифровой

мультиметр с 3 с половиной цифрами, то половина цифры является наиболее значимой величиной.

3 ½ разряда +/- 1999 2,000 отсчётов

4 ½ разряда +/- 19999 20,000 отсчётов

5 ½ разряда +/- 199999 200,000 отсчётов

6 ½ разряда+/- 1999999 2,000,000 отсчётов

Половина разряда может быть только 0 или 1. Таким образом, цифровой мультиметр в 3 с половиной

разряда обеспечивает плюс-минус 2000 отсчетов. 4,5-разрядный цифровой мультиметр дает плюс-

минус 20 000 отсчетов и так далее. Количество цифр напрямую переводится в количество отсчетов.

Цифры и значения дают нам представление о разрешении цифрового мультиметра. Они не имеют

прямого отношения к точности. Это распространенное заблуждение, что цифры и отсчёты определяют

точность цифрового мультиметра.

ГЛАВА 3. ВИЗУАЛИЗАЦИЯ.

Одним из ключевых факторов при выборе цифрового мультиметра является то, как он графически отображает

данные. Как вы хотите видеть свои данные? Большинство цифровых мультиметров имеют цифровой дисплей

по умолчанию. Однако продвинутые цифровые мультиметры также имеют сложные функции, такие как

диаграммы трендов (значение в зависимости от времени) и гистограммы. Некоторые возвращают цифровое

значение через порт ввода-вывода. На многолюдном стенде важно иметь цифровой мультиметр, который

будет выделяться и отображать результаты измерений в четкой и легко читаемой форме.

ГЛАВА 4. ВТОРИЧНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ.

Традиционно цифровые мультиметры (DMM) были приборами для одномерных измерений. Однако в

некоторых случаях разработчикам систем требуется возможность отслеживать более одного параметра

сигнала. Это обеспечивает дополнительные данные, которые могут значительно облегчить понимание сути

осуществляемых измерений. Благодаря правильной архитектуре и дизайну современные цифровые

мультиметры теперь способны выполнять и вторичные измерения. Одним из примеров, когда это может быть

полезно, является измерение температуры с помощью термистора, подключенного к цифровому

мультиметру. Если есть расхождение в показаниях температуры, инженеру может оказаться важным

одновременно контролировать сопротивление датчика температуры, чтобы убедиться, что это сопротивление

находится в пределах допустимого диапазона. Другой пример: при измерении зашумленного сигнала

инженеру может быть интересно одновременно получить как величину Постоянного, так и Переменного

токов одного и того же сигнала.

ГЛАВА 5. ПРОСТЕЙШИЕ ИЗМЕРЕНИЯ МОЩНОСТИ ПОСТОЯННОГО ТОКА.

Многие приложения требуют измерения мощности. С самого начала своего изобретения цифровой

мультиметр традиционно был инструментом, способным измерять этот параметр, что особенно важно,

поскольку далеко не у каждого инженера имеется на рабочем столе такой прибор как, измеритель мощности.

Хотя цифровые мультиметры могут измерять как ток, так и напряжение, их внутренняя топология не

позволяет им измерять оба параметра одновременно. Однако, используя несколько различных методов, вы

можете получить хорошие результаты измерения V и I именно с помощью настольного цифрового

мультиметра. Один из методов — использование математической функции. Если вы знаете, что напряжение

будет оставаться довольно стабильным, вы можете запрограммировать свой цифровой мультиметр на

умножение известного (ранее измеренного) значения напряжения на измеренное значение тока. Мощность

равна напряжению, умноженному на ток, поэтому вы получите значение мощности в ваттах, отображаемое

на цифровом мультиметре. Другой метод – одновременное измерение напряжения и тока.

Современные цифровые мультиметры имеют функцию непрерывного получения показаний напряжения и

тока. Если сенсорные клеммы не работают, вы можете использовать их для измерения вторичного

напряжения в цепи, в то время как первичные клеммы измеряют сопротивление резистора 1 Ом, включенное

последовательно с цепью. Это дает возможность одновременного измерения напряжения и тока. Некоторые

ограничения действительно применяются, но для основных режимов измерений мощности это удобная

функция.

ГЛАВА 6. ИЗМЕРЕНИЯ НИЗКИХ И ДИНАМИЧЕСКИХ ТОКОВ.

При выборе цифрового мультиметра учитывайте диапазон измерений тока, который вам необходимо

выполнять. Измерение тока полупроводниковым устройством требует гораздо более высокого уровня

точности измерений по сравнению с другими приложениями. Большинство 6,5-разрядных цифровых

мультиметров ограничены диапазоном малых токов 1 мА. Напряжение нагрузки может стать проблемой при

измерении слабого тока. Напряжение нагрузки — это напряжение на шунтирующем резисторе, включенном

последовательно в цепь. Напряжение нагрузки является проблемой, когда вы хотите измерить очень

чувствительные компоненты. Возможно, вам удастся компенсировать это напряжении, установив немного

более высокое напряжение на источнике питания. Новые современные цифровые мультиметры имеют

гораздо лучшую конструкцию для измерения малых токов. Современные 7,5-разрядный цифровые

мультиметры имеют гораздо более низкое напряжение нагрузки по сравнению, например, со стандартным

8,5-разрядным цифровым мультиметром.

ГЛАВА 7. ИЗМЕРЕНИЯ СЛОЖНЫХ СИГНАЛОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (АС).

Когда речь идёт о сигнале переменного напряжения, то обычно представляется себе идеальный

синусоидальный сигнал. Однако в реальном мире сигналы напряжения и токи АС никогда не бывают

идеальными. Они бывают самых разных форм и значений. Хотя оцифровка сигналов позволяет вам увидеть

несколько циклов, если же интерес представляет среднеквадратичная амплитуда или частота вашего сигнала

АС на протяжении определённого периода времени, то вам необходимо выполнять измерения переменного

тока. Важным компонентом этого измерения является пик-фактор. Пик-фактор — это отношение пикового

значения к среднеквадратичному значению в форме сигнала. Пик-фактор цифрового мультиметра

показывает, какая часть общей энергии от пикового значения будет включена в измерения тока АС. В идеале

желательно было бы включить в сигнал как можно больше полной энергии, чтобы получить точные

измерения. Пик-фактор отражает величину динамического диапазона входного сигнала. Мы определяем пик-

фактор как пик динамического диапазона, основанный на номинальном значении диапазона

(среднеквадратичное значение). Если цифровой мультиметр имеет коэффициент амплитуды 10, то можно

измерить входной сигнал, пиковое значение которого в десять раз превышает номинальное значение

диапазона. Другая область, где пик-фактор важен, — это измерение импульсных сигналов, поскольку может

оказаться сложно точно определить среднеквадратичное значение напряжения/тока, когда за уровнем

сигнала, имеющим период «включения», следует период отсутствия активности.

ГЛАВА 8. ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ВАРИАЦИИ И АВТОКАЛИБРОВКА.

Если вы посмотрите на таблицу данных цифрового мультиметра, вы обычно найдете столбцы со

спецификациями на 90 дней и на 1 год. В этих столбцах точность отображается в виде ± (процент показания +

процент диапазона) в зависимости от конкретного измерения.

Если температура среды измерения (температура окружающей среды, в которой работает цифровой

мультиметр) не совпадает с температурой калибровки цифрового мультиметра, вам необходимо рассмотреть

возможность корректировки погрешности термопары. Примером может служить случай, когда устройство

калибруется при температуре 22 °C, но работает при температуре 40 °C внутри испытательной системы. Такое

повышение температуры часто встречается в тестовых комплектах внутри системной стойки. Нам необходимо

добавить ошибку из-за спецификаций TC. Некоторые высокопроизводительные цифровые мультиметры

имеют функцию автоматической калибровки (ACAL), которая значительно снижает погрешность

температурного дрейфа. ACAL — это встроенная способность цифрового мультиметра компенсировать

температурный дрейф и внутренние ошибки. Автоматическая калибровка также известна как

самокалибровка. Если вы работаете в среде, где температура окружающей среды отличается от

рекомендуемого диапазона температур, возможно, будет полезно поискать цифровой мультиметр с этой

функцией ACAL.

ГЛАВА 9. СИНХРОНИЗАЦИЯ.

Функция «Запуск на событие» (Триггер) может повысить производительность, выступая в качестве

альтернативы режиму вставки задержек при проведении измерений. Запуски на событие позволяют начинать

измерения на основе обнаружения источника триггера. Источники триггеров включают непрерывные

внешние триггеры, такие как BNC или BUS; триггеры по уровню, основанные на пересечении сигналом

определенного порога; или наличие триггеров, которые имеют положительный/отрицательный наклон.

После обнаружения триггера в большинстве современных цифровых мультиметров вы можете

запрограммировать задержку триггера и захватывать несколько периодов выборки. Результаты представляют

собой оцифрованные значения, возвращаемые по шине или отображаемые в виде диаграммы тенденций.

Запуск на событие — важная функция, которую следует учитывать перед покупкой цифрового мультиметра,

поскольку в наши дни многим инженерам не нужно выполнять непрерывные измерения.

Сегодня на рынке многие беспроводные устройства с батарейным питанием используют импульсные

сигналы. Кроме того, многие конструкции сегодня переключаются между режимом ожидания и режимом

действия, поэтому цифровой мультиметр со сложной функцией запуска сэкономит вам время на настройку и

программирование.

ГЛАВА 10. ИЗМЕРЕНИЯ ПО 4-Х ПРОВОДНОЙ СХЕМЕ.

Повысьте точность измерений на тестируемом устройстве, выполняя измерения по 4-проводной схеме. Во

входных проводах цифрового мультиметра имеется сопротивление. Это сопротивление вызывает падение

напряжения и погрешности измерений. Решением этой проблемы падения напряжения является 4-

проводное измерение. Выполняйте измерения прямо на тестируемом устройстве, минуя падение

напряжения, вызванное входными проводами. При использовании 4-проводных измерений вы

обеспечиваете более высокий уровень точности по сравнению с традиционными 2-проводными

измерениями. Большинство высококлассных настольных цифровых мультиметров выполняют надежные и

точные 4-проводные измерения. Большинство портативных DDM выполняют только двухпроводные

измерения. Если вы работаете с приложениями, требующими повышенного уровня точности, выберите

цифровой мультиметр, поддерживающий 4-проводные измерения.

Магазин Gtest® - авторизованный поставщик мультиметров в Украину: https://gtest.com.ua/izmeritelnye-pribory/multimetry