МУЛЬТИМЕТРИ (ЧАСТИНА 2)

Посилання на сторінку сайту Магазину Gtest(R) з номенклатурою Мультиметрів, а також рекомендовані прилади та статті для подальшої самоосвіти - наприкінці цієї Розділу

Котушкові лічильники, які використовуються в наукових лабораторіях, часто виготовляються з одним шунтом або послідовним резистором для вимірювань в одному діапазоні. В електроніці ми частіше використовуємо лічильник з діапазонами, що перемикаються. Він відомий як мультиметр. Мультиметр має два дроти, підключених до його позитивних та негативних (0) клем. Вони можуть закінчуватися випробувальним щупом, затискачем типу «крокодил» або іншим типом роз'єму. Зазвичай є поворотний перемикач, що використовується для включення різних шунтів або послідовних резисторів вимірювальний ланцюг. Мультиметр може мати окрему вхідну клему для вимірювань змінного струму з діодом, що веде до вимірювального ланцюга, або може бути перемикач постійного струму/змінного струму для включення діода при необхідності.

Вимірювання струму та напруги

Вимірник із потенціалом

Звичайно, ваш мультиметр також може вимірювати напругу. Але як його потрібно підключати до ланцюга, щоб це зробити? Що ж, відповідь полягає в тому, що ви не підключаєте його до ланцюга, тому що напруга, як ви пам'ятаєте, йде через компонент, а не через нього. Таким чином, щоб виміряти напругу через компонент, ви повинні підключити мультиметр через компонент. На рисунку 2 показаний простий приклад ланцюга, що складається з двох резисторів та батареї. Щоб знайти напругу, скажімо через нижній резистор, мультиметр просто підключається через цей резистор. Як і при вимірюванні струму, червоний (+) провід мультиметра підключається до більш позитивної сторони ланцюга, а чорний (-) дріт - до більш негативної сторони.

Рисунок 2 – Підключення вимірювача для визначення напруги на одному резисторі

Електричні індикаторні та випробувальні прилади

Цифровий мультиметр

Це розширення DVM. Він може вимірювати як змінну, так і постійну напругу в ряді діапазонів за рахунок включення в нього набору підсилювачів і атенюаторів, що перемикаються. Він широко використовується в додатках для перевірки ланцюгів в якості альтернативи аналоговому мультиметру і включає схеми захисту, які запобігають пошкодженню, якщо висока напруга подається в неправильному діапазоні.

Цифровий мультиметр (DMM) — це пристрій для зчитування, що використовується для вимірювання різних електронних параметрів, пов'язаних з перевіркою і калібруванням приладів ELM і EGM (інтелектуальний передавач, обчислювачі потоку і т. д.). Параметри включають напругу (В постійного струму), струм (мА), частоту та опір. Аналогові чи механічні вимірювальні прилади не допускаються. Усі DMM, як мінімум, мають чотири значущі цифри, що відображаються для всіх вимірювань, що використовуються під час перевірки або калібрування приладів ELM та EGM. Мінімальні технічні характеристики для параметрів та діапазонів, що використовуються для приладів ELM та EGM, — це напруга (В або мВ) при ±0,05% від показань, міліампери (мА) при ±0,075% від показань та частота (Гц) при ±0 0005% від показань. Рекомендується використовувати 4½-розрядний цифровий мультиметр як зразок для мінімальних рівнів продуктивності.

Відображення, запис та подання даних вимірювань

Аналоговий мультиметр

Аналоговий мультиметр зараз менш поширений, ніж його аналог, цифровий мультиметр, але досі широко доступний. Це багатофункціональний прилад, який може вимірювати струм та опір, а також сигнали постійної та змінної напруги. В основному прилад складається з рухомого аналогового вимірювача з мостовим випрямлячем, що перемикається, що дозволяє йому вимірювати сигнали змінного струму, як показано на рис. 10.6. Набір поворотних перемикачів дозволяє вибирати різні послідовні та шунтуючі резистори, що робить прилад здатним вимірювати як напругу, так і струм у кількох діапазонах. Також передбачено внутрішнє джерело живлення, що дозволяє йому також вимірювати опір. Хоча цей прилад дуже корисний для вказівки рівнів напруги, компроміси в його конструкції, які дозволяють йому вимірювати багато різних величин, неминуче означають, що його точність не така хороша, як у приладів, спеціально розроблених для вимірювання тільки однієї величини в одному діапазоні вимірювань.

Рисунок 3 – Схема аналогового мультиметра

Вимірювання струму та напруги

Єдиний вимірник

Звичайно, є інший спосіб знайти свій струм. Замість того, щоб обчислювати еквівалентний опір мережі, можна виміряти його за допомогою мультиметра. Але спочатку вам потрібно буде отримати резистори всіх номіналів у мережі. Потім ви маєте зібрати мережу на макетній платі з цими резисторами.

Взяти до уваги

На жаль, виміряний результат може не збігатися з розрахунковим результатом через допуски резистора та допуск мультиметра. Нарешті, із цього виміряного результату та закону Ома можна розрахувати струм.

Підказка

Ваш мультиметр можна використовувати безпосередньо для вимірювання струму (пам'ятаєте, це мультиметр), тому після створення мережі резисторів можна просто зчитувати поточний струм. Рисунок 4 ілюструє, як мультиметр має бути підключений до ланцюга, щоб він міг показувати струм через ланцюг. Зверніть увагу на використання слів in та through. У розділі 1 ми уважно розглянули струм і побачили, що це потік електронів ланцюгом. Щоб виміряти струм, ми повинні помістити мультиметр в ланцюг - тобто струм, що протікає по ланцюгу, також повинен проходити через мультиметр. Це важливий момент для вимірювання струму. Пам'ятайте про це!

Рисунок 4 – Схема, що показує включений у ланцюг вимірювальний прилад із червоним дротом у точці вищого потенціалу

Взяти до уваги

Якщо ви використовуєте аналоговий мультиметр, переконайтеся, що ваші дроти встановлені правильно. Коли струм через мультиметр тече у правильному напрямку, рух та покажчик обертаються за годинниковою стрілкою. З іншого боку, у неправильному напрямку рух та покажчик намагаються обертатися проти годинникової стрілки. У кращому випадку ви не отримаєте правильного виміру струму, якщо мультиметр встановлений неправильно, у гіршому – ви пошкодите механізм. Цифровий мультиметр, проте, просто дасть негативні свідчення.

Але що таке правильний напрямок? І як визначити різницю? Відповіді насправді досить прості, обидві даються тим фактом, що у вашого мультиметра два дроти: один червоний, один чорний. Кодування кольору використовується для позначення того, який провід підключати до якої точки ланцюга. За згодою чорний колір вважається кольором, що позначає нижчий потенціал. Червоний, також за згодою, позначає вищий потенціал. Таким чином, мультиметр повинен бути підключений до ланцюга так, щоб його червоний провід торкався точки вищого потенціалу, а чорний провід торкався точки нижчого потенціалу. Це показано на рисунку 3.6 із символами поруч із мультиметром (+ для червоного дроту, − для чорного). У наведеній схемі точка вищого потенціалу - це сторона ланцюга, близька до позитивного виведення батареї (також позначена +).

Неважливо, де в ланцюзі розташований мультиметр, червоний провід завжди повинен підключатися до точки більш високого потенціалу. Наприклад, на рисунку 3.7 мультиметр показаний в іншому положенні, але вимірювання те саме, і мультиметр не буде пошкоджений, поки червоний провід підключений до точки більш високого потенціалу.

Рисунок 5 – Інструмент підключено до іншої частини ланцюга. Ефект той самий, якщо червоний провід підключений правильно

Негативні вібрації

На рисунку 6 показаний струм, що тече від позитивного полюса батареї до негативного. Тепер знаємо, що струм складається з потоку електронів, тому ми можемо припустити, що електрони також течуть від позитивного до негативного полюса батареї. Ми могли б так зробити, але ми будемо неправі, тому що електрони насправді негативно заряджені і, отже, течуть від негативного до позитивного полюса батареї. Але негативний потік в одному напрямку такий самий, як позитивний потік у протилежному напрямку (подумайте про це!), тому ці дві речі означають те саме. Однак це означає, що ми повинні визначити, про який вид струму ми говоримо, коли використовуємо цей термін. Рисунок 6 визначає його графічно: звичайний струм (зазвичай званий просто струмом) тече від позитивного до негативного; електронний струм тече від негативного до позитивного. Щоразу, коли ми говоритимемо про струм з цього моменту, ви повинні розуміти це як звичайний струм.

Рисунок 6 – Звичайний струм рухається від позитивного до негативного; електронний струм рухається у протилежному напрямку

Магазин Gtest® - авторизований постачальник мультиметрів до України: https://gtest.com.ua/izmeritelnye-pribory/multimetry