МУЛЬТИМЕТРЫ (ЧАСТЬ 2)

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

Катушечные счетчики, используемые в научных лабораториях, часто изготавливаются с одним шунтом или последовательным резистором для измерений в одном диапазоне. В электронике мы чаще используем счетчик с переключаемыми диапазонами. Он известен как мультиметр. Мультиметр имеет два провода, подключенных к его положительным и отрицательным (0) клеммам. Они могут заканчиваться испытательным щупом, зажимом типа «крокодил» или каким-либо другим типом разъема. Обычно имеется поворотный переключатель, используемый для включения различных шунтов или последовательных резисторов в измерительную цепь. Мультиметр также может иметь отдельную входную клемму для измерений переменного тока с диодом, ведущим к измерительной цепи, или может быть переключатель постоянного тока/переменного тока для включения диода при необходимости.

 Измерение тока и напряжения

Измеритель с потенциалом

Конечно, ваш мультиметр также может измерять напряжение. Но как его следует подключать к цепи, чтобы это сделать? Что ж, ответ заключается в том, что вы не подключаете его к цепи, потому что напряжение, как вы помните, идет через компонент, а не через него. Таким образом, чтобы измерить напряжение через компонент, вы должны подключить мультиметр также через компонент. На рисунке 2 показан простой пример цепи, состоящей из двух резисторов и батареи. Чтобы найти напряжение, скажем, через нижний резистор, мультиметр просто подключается через этот резистор. Как и при измерении тока, красный (+) провод мультиметра подключается к более положительной стороне цепи, а черный (−) провод — к более отрицательной стороне.

Рисунок 2 – Подключение измерителя для определения напряжения на одном резисторе

Электрические индикаторные и испытательные приборы

Цифровой мультиметр

Это расширение DVM. Он может измерять как переменное, так и постоянное напряжение в ряде диапазонов за счет включения в него набора переключаемых усилителей и аттенюаторов. Он широко используется в приложениях для проверки цепей в качестве альтернативы аналоговому мультиметру и включает в себя схемы защиты, которые предотвращают повреждение, если высокие напряжения подаются в неправильном диапазоне.

Цифровой мультиметр (DMM) — это считывающее устройство, используемое для измерения различных электронных параметров, связанных с проверкой и калибровкой приборов ELM и EGM (интеллектуальный передатчик, вычислители потока и т. д.). Параметры включают напряжение (В постоянного тока), ток (мА), частоту и сопротивление. Аналоговые или механические измерительные приборы не допускаются. Все DMM, как минимум, имеют четыре значащие цифры, отображаемые для всех измерений, используемых при проверке или калибровке приборов ELM и EGM. Минимальные технические характеристики для параметров и диапазонов, используемых для приборов ELM и EGM, — это напряжение (В или мВ) при ±0,05% от показаний, миллиамперы (мА) при ±0,075% от показаний и частота (Гц) при ±0,0005% от показаний. Рекомендуется использовать 4½-разрядный цифровой мультиметр в качестве эталона для минимальных уровней производительности.

Отображение, запись и представление данных измерений

Аналоговый мультиметр

Аналоговый мультиметр сейчас менее распространен, чем его аналог, цифровой мультиметр, но все еще широко доступен. Это многофункциональный прибор, который может измерять ток и сопротивление, а также сигналы постоянного и переменного напряжения. В основном прибор состоит из подвижного аналогового измерителя с переключаемым мостовым выпрямителем, что позволяет ему измерять сигналы переменного тока, как показано на рис. 10.6. Набор поворотных переключателей позволяет выбирать различные последовательные и шунтирующие резисторы, что делает прибор способным измерять как напряжение, так и ток в нескольких диапазонах. Также предусмотрен внутренний источник питания, позволяющий ему также измерять сопротивления. Хотя этот прибор очень полезен для указания уровней напряжения, компромиссы в его конструкции, которые позволяют ему измерять так много различных величин, неизбежно означают, что его точность не так хороша, как у приборов, специально разработанных для измерения только одной величины в одном диапазоне измерений.

Рисунок 3 – Схема аналогового мультиметра

Измерение тока и напряжения

Единый измеритель

Конечно, есть другой способ «отыскать свой ток». Вместо того, чтобы вычислять эквивалентное сопротивление сети, вы можете измерить его с помощью мультиметра. Но сначала вам нужно будет получить резисторы всех номиналов в сети. Затем вы должны собрать сеть на макетной плате с этими резисторами.

Принять к сведению

К сожалению, измеренный результат может не совпадать с расчетным результатом из-за допусков резистора и допуска мультиметра. Наконец, из этого измеренного результата и закона Ома можно рассчитать ток.

Подсказка

Ваш мультиметр можно использовать непосредственно для измерения тока (помните, это мультиметр), поэтому после создания сети резисторов вы можете просто считывать текущий ток. Рисунок 4 иллюстрирует, как мультиметр должен быть подключен к цепи, чтобы он мог показывать ток через цепь. Обратите внимание на использование слов in и through. В Главе 1 мы внимательно рассмотрели ток и увидели, что это поток электронов по цепи. Чтобы измерить ток, мы должны поместить мультиметр в цепь — другими словами, ток, протекающий по цепи, также должен проходить через мультиметр. Это важный момент при измерении тока. Помните об этом!

Рисунок 4 – Схема, показывающая включенный в цепь измерительный прибор с красным проводом в точке более высокого потенциала

Принять к сведению

Если вы используете аналоговый мультиметр, убедитесь, что ваши провода установлены правильно. Когда ток через мультиметр течет в правильном направлении, движение и указатель вращаются по часовой стрелке. С другой стороны, в неправильном направлении движение и указатель пытаются вращаться против часовой стрелки. В лучшем случае вы не получите правильного измерения тока, если мультиметр установлен неправильно, в худшем — вы повредите механизм. Цифровой мультиметр, однако, просто даст отрицательные показания.

Но что такое правильное направление? И как определить разницу? Ответы на самом деле довольно просты, оба даются тем фактом, что у вашего мультиметра два провода: один красный, один черный. Цветовая кодировка используется для обозначения того, какой провод подключать к какой точке цепи. По соглашению черный цвет считается цветом, обозначающим более низкий потенциал. Красный, также по соглашению, обозначает более высокий потенциал. Таким образом, мультиметр должен быть подключен к цепи так, чтобы его красный провод касался точки более высокого потенциала, а черный провод касался точки более низкого потенциала. Это показано на рисунке 3.6 с символами рядом с мультиметром (+ для красного провода, − для черного). В показанной схеме точка более высокого потенциала — это сторона цепи, близкая к положительному выводу батареи (также обозначенная +).

Неважно, где в цепи расположен мультиметр, красный провод всегда должен подключаться к точке более высокого потенциала. Например, на рисунке 3.7 мультиметр показан в другом положении, но измерение то же самое, и мультиметр не будет поврежден, пока красный провод подключен к точке более высокого потенциала.

Рисунок 5 – Инструмент подключен к другой части цепи. Эффект тот же, если красный провод подключен правильно

Отрицательные вибрации

На рисунке 6 показан ток, текущий от положительного полюса батареи к отрицательному. Теперь мы знаем, что ток состоит из потока электронов, поэтому мы можем предположить, что электроны также текут от положительного к отрицательному полюсу батареи. Мы могли бы так сделать, но мы будем неправы, потому что электроны на самом деле отрицательно заряжены и, следовательно, текут от отрицательного к положительному полюсу батареи. Но отрицательный поток в одном направлении точно такой же, как положительный поток в противоположном направлении (подумайте об этом!), поэтому эти две вещи означают одно и то же. Однако это означает, что мы должны определить, о каком виде тока мы говорим, когда используем этот термин. Рисунок 6 определяет его графически: обычный ток (обычно называемый просто током) течет от положительного к отрицательному; электронный ток течет от отрицательного к положительному. Всякий раз, когда мы будем говорить о токе с этого момента, вы должны понимать это как обычный ток.

Рисунок 6 – Обычный ток движется от положительного к отрицательному; электронный ток движется в противоположном направлении

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