Цифровой мультиметр: конструкция и работа

Содержание

• 1 Из чего состоит цифровой мультиметр
  • 1.1 Историческая справка: магнитная стрелка, катушка индуктивности в качестве измерительного прибора
  • 1.2 Как применяется мультипликатор в механических тестерах
• 2 Как работает цифровой мультиметр

Цифровой мультиметр – многофункциональное электронное измерительное устройство. В перечень оцениваемых параметров входят величины: ток, напряжение, емкость конденсатора, сопротивления резисторов.

Мультиметр китайский

Из чего состоит цифровой мультиметр

Историческая справка: магнитная стрелка, катушка индуктивности в качестве измерительного прибора

Удосужившийся единожды вскрыть старенький аналоговый тестер, устройству мультиметра не удивится. Налицо чувствительный элемент, сдобренный изрядной порцией типичных резисторов. В старых тестерах использовались емкости для измерения номиналов конденсаторов, в сегодняшних приборах принцип действия отличается. Рассмотрим вкратце исторические конструкции, чтобы переход к новинкам не вызвал футурошок.

В основе тестера заложены принципы, использованные в 1820 году (16 сентября) Швейггером для первой конструкции гальванометра. В темах про постоянный ток, магнитную индукцию обсуждалась историческая последовательность событий. Первый прибор автор называл мультипликатором. В переводе на русский – умножителем. Эффекты множества витков проволоки складывались. Получалось физическое умножение напряженности полей на число элементарных контуров. Речь затрагивает катушку индуктивности.

Произошло все так. В начале 1820 года Ханс Эрстед обнаружил: провод с током отклоняет стрелку компаса, расположенную неподалеку. Мнения расходятся, иногда утверждается: наблюдение сделал ассистент (студент, вольный слушатель), прочие придерживаются мнения – заметил происходящее сторонний человек, случайно зашедший в помещение. Тогда было принято использовать наглядные эксперименты, завлекая аудиторию.

Педагогикой зарабатывали многие люди науки ввиду скудности государственных дотаций. Как выразился сэр Хампфри Дэви, инструктируя молодого Майкла Фарадея – избегайте бросать немедля дела: наука – скупая леди, не слишком щедро одаривает людей, увлеченных ею.

Ханс Эрстед собирался показать студентам эффект нагрева проволоки, обнаруженный двумя десятилетиями ранее. Желающие прочитают подробнее в разделе, касающемся лампочки накала. Открытие совершил упомянутый выше сэр Хампфри Дэви, учредитель Королевского научного общества (Англии) – в числе прочих учредителей. При замыкании терминалов вольтова столба (подобие современного аккумулятора) платиновая нить быстро раскалялась докрасна (в скором времени сгорала в атмосфере). На момент 1820 года неизвестно о состоявшемся изобретении лампочки накала (см. о противоречиях исторической справки в разделе про лампочки накала), следствие неоткрытого закона Джоуля-Ленца было широко известно – нить светилась под действием электрического тока.

Линии магнитного поля охватывают проволоку спиралью. Имеют круговое сечение в поперечной плоскости. В ходе демонстрации Хансом Эрстедом свойств электричества провод прошел над стрелкой компаса. За счет взаимодействия собственного и наведенного током магнитных полей последняя отклонилась. Эффект наблюдался в 1802 году, писал о нём Джованни Доменико Романьози, одинокий вопль светила науки прошел незамеченным. Ханс Эрстдед не оставил неизвестного явления, немедля разослал весть на латинском – тогда общепринятом в научной среде языке – многим ученым. Даже сделал доклад.

Позже Ампер на очередном заседании продемонстрировал новое явление, присутствующий Лаплас заметил: эффект допустимо усилить, изогнув провод. Появилась первая катушка индуктивности, которую Швейггер встроил в мультипликатор. Столь долгое вступление сделано, чтобы показать, как появился амперметр, до недавних пор выступавший основой тестера.

Амперметр постоянного тока

Как применяется мультипликатор в механических тестерах

В силу особенностей цифровой мультиметр измеряет напряжение, механический тестер – электрический ток. В катушке индуктивности поле витков усиливается, отклоняя стрелку. Напоминает опыты Эрстеда. Простой прибор послужит для разнообразных задач:

1. Измерение напряжения.
2. Оценка величины переменного и постоянного тока.
3. Измерение величины активных сопротивлений и ёмкостей.

Опишем происходящее:

• Малый ток измеряется непосредственно. Каждый следующий предел пропускается через резистор нужного номинала. Больший ток ослабляется, малый подается почти без изменений мультипликатору (амперметр). Для переключения пределов присутствует ручка управления, перебрасывающая контактор в нужное положение. Переменный ток перед оценкой значения требуется выпрямить. Используются полный или половинный диодный мост. Выпрямленный ток пропускается через нужной величины резистор для ослабления, предел регулируется ручкой управления, результат подается мультипликатору.
• Напряжение измеряется схожим образом. Постоянное образует резистивный делитель с дополнительным сопротивлением, активной частью импеданса катушки мультипликатора. Возникает рассчитанный заранее ток, с учётом которого и проградуирована шкала прибора. Аналогично выделяется ряд пределов, переключаемых ручкой. У каждого номинала резистор индивидуальный, шкалы могут совпадать (см. надписи циферблата тестера). Переменное напряжение выпрямляется диодным мостом.

  Корпус мультиметра

• Для измерения емкостей используется блок конденсаторов. Измеряемый элемент включается параллельно связке, ответвляет часть тока (сеть 220 вольт 50 Гц). Мультипликатор оценивает потери, отклонение стрелки указывает на градуировку шкалы в единицах долей фарада (названа в честь Майкла Фарадея). Здесь следует обратить внимание: показания прибора будут сильно зависеть от частоты сети, амплитуды напряжения розетки.
• Номиналы резисторов измеряются с использованием встроенной батарейки (Крона). Принцип прежний: постоянное напряжение образует некий ток, значение заранее известно. Отклоняет стрелку на определенный угол, шкала проградуирована соответствующими единицами (Омы).

Как работает цифровой мультиметр

В основе цифрового мультиметра контроллер с модулем аналого-цифрового преобразователя. В микросхему (на фото залита каплей компаунда) входит блок, анализирующий размер приходящего напряжения. Отличие от описанной выше конструкции: позволяет проделывать уже упомянутые операции плюс:

Микросхема мультиметра

1. Прозванивать сопротивления, резисторы. На жаргоне электронщиков операцией обозначается процедура оценки целостности проводников, либо p-n-переходов полупроводниковых приборов. Звонок напоминает типичный зуммер, встретим в любом системном блоке персонального компьютера (см. фото). При замыкании цепи издает резкий звук. Отсюда происходит название процедуры. Зуммер молчит – оцениваемый элемент электрической цепи неисправен.
2. Аналогичным образом проверим транзисторы, но современный мультиметр припас один приятный сюрприз: многие приборы позволят измерить коэффициент усиления по току. Параметр часто обозначается греческой буквой бета, либо представлен h-параметрами, как h₂₁. Иногда сюда добавляется буква. Например, «э» означает: параметр измерен транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером (наиболее часто встречающаяся в простых устройствах). Под указанные цели на фронтальной панели цифрового мультиметра имеется специальное гнездо. Целых два – для p-n-p и n-p-n-структур. Параметры полевых транзисторов оцениваются иначе, конкретика выходит за рамки статьи.
3. Максимальные изменения претерпел принцип измерения емкостей. Теперь на терминал, куда вставлены ножки элемента, подается кратковременно напряжение, затем оценивается время разряда. Напряжение конденсатора убывает по экспоненциальному закону, изучив, можно выдать оценку исследуемого параметра. Факт широко используется техникой для разных целей. Литературе чаще приводит примеры с постоянной времени RC, характеризующей параметры фильтров. Считается, за три периода равных постоянной времени, заряд теряется практически полностью.
4. Дополнительным бонусом дорогих цифровых мультиметров является измеритель температуры. Действие основано на эффекте термопары. Раз Георг сумел оценить напряжение, электроника тем паче сделает. Напряжение оценивается аналого-цифровым преобразователем, отображается в виде температуры дисплеем.

Использование мультиметра

Отличаясь от мультипликатора, оперирующего током, контроллер оценивает напряжение. Встречается чаще серия чипов 7601. Описания типичных представителей приводятся повсеместно. Смотрите видео на ютубовском канале Чип&Дип. Измерительных входов два: один для высоких напряжений. Внутри стоит компаратор, преобразующий уровень аналогового сигнала в цифровой вход. У серии 7601 несколько опорных входов внешних резисторов, конденсаторов, структурно входящих в состав таймера, генерирующего тактовые импульсы. Иногда используется встроенный, в остальных – постоянная времени задается значениями R и C.

Полученный с компаратора код разбивается на группы по тысячам, сотням, десяткам, единицам, подается на защелку (latch). Последнее выступает ячейкой памяти, способной хранить внесенную информацию. В противном случае показания на дисплее будут неустойчивы. Устройство обновляет цифры, чтобы не казалось слишком быстро человеку (порядка трех раз в секунду). Экраном управляет специальный драйвер – микросхема, формирующая сигналы свечения сегментов дисплея. Отдельной строкой идет символ минуса. Подсветка отсутствует, хотя может иметься опция.

Занимательной частью цифрового мультиметра считается переключатель режимов. Ручка, снабженная множеством контактов (см. фото), замыкающая в нужном порядке лабиринт контактных дорожек, расположенных на плате. Мало отличается от механического тестера принципом действия, несмотря на кажущуюся сложность: чередуются пассивные элементы схемы.

Переключатель режимов

После сборки прибор часто нуждается в калибровке. Для цепи измерения температуры выполняется так:

1. Помещают термопару в смесь холодной воды со льдом температурой 0 градусов Цельсия, добиваются подстройкой потенциометра нижнего предела (низковольтный вход) соответствующих показаний табло.
2. Датчик нагревается до ста градусов, регулируется верхний предел. Пока на дисплее не появится нужное значение.

В процесс работы цифрового мультиметра выделение тепла с микросхемы минимальное. Типичное значение мощности рассеивания составляет доли ватта. Охлаждение прибору не требуется. Важно правильно подключать щупы. Черный является схемной землей, обозначается COM. Измерительных входов чаще два, один для больших токов. Хотя присутствует защита предохранителем (помечено меткой fused), при неправильной подаче сигнала возможен выход цифрового мультиметра из строя. Избегайте черным щупом трогать высоковольтные цепи, выполнять не предусмотренные инструкцией действия.

работа с тестером напряжения, инструкция для начинающих

Если вам нужно измерить напряжение в цепи, получить значение тока в узле или просто прозвонить цепь на разрыв, вам непременно нужен такой прибор, как мультиметр (в простонародье — тестер). Он давно стал одним из самых популярных измерительных приборов, который есть на столе практически у каждого, кто хоть как-то связан с электричеством. А на производстве без него вообще не обойтись.

Как работает устройство и как выбрать себе подходящую модель, разбираемся вместе с инженером-радиотехником, руководителем отдела развития OKOMA Валерием Горбуновым.

Валерий Горбунов

Инженер-радиотехник, руководитель отдела развития OKOMA

Валерий Горбунов

Инженер-радиотехник, руководитель отдела развития OKOMA

Зачем нужен мультиметр

В зависимости от модели количество измеряемых электрических параметров будет различаться. В простом варианте устройство может измерять только базовые параметры: напряжение, ток, сопротивление. Но есть и приборы с более широким набором возможностей. Они могут измерять емкость конденсаторов, частоту, коэффициент передачи по току для биполярных транзисторов, их цоколевку, а также температуру.

Классификация

Мультиметры можно разделить на два вида: аналоговые и цифровые.

Аналоговые мультиметры

Аналоговые, или стрелочные, мультиметры — это измерительная классика. Особенность их в том, что оцифровки входного сигнала нет и он подается на вход обрабатывающих цепей в исходном виде. А измерения показывает стрелка, которая подключена к магнитоэлектрическому измерителю.

У аналоговых мультиметров есть и плюсы, и минусы. Из плюсов — отношения с электропотреблением. В режимах тока и напряжения устройство его вообще не потребляет. К тому же, если вы забыли выключить аналоговый мультиметр, — ничего страшного. Разряжаться, бездействуя, он не будет. Еще одной особенностью стрелочных мультиметров является то, что в силу своей конструкции они устойчивы к помехам. Аналоговые мультиметры достаточно чувствительны, так что любое изменение электромагнитного поля при протекании тока в цепи заставляет стрелку колебаться и давать более точные показатели.

Недостатков у аналоговых мультиметров немало. К примеру, перед началом работы нужно постоянно калибровать положение «нуля», иначе есть вероятность увеличения погрешности. А для того чтобы оценить показания измерений, нужно смотреть на шкалу точно прямо. Если угол зрения сместится, результаты окажутся неточными. У прибора несколько шкал измерений (по малому току, по малому напряжению, по большому току и напряжению, по сопротивлению). В них очень легко запутаться и взять данные не с той шкалы, с которой нужно. Сама конструкция аналогового мультиметра довольно громоздкая. Если сравнивать их с цифровыми по вибростойкости и в целом по крепости, то результат будет не в пользу аналоговых.

Цифровые мультиметры

Главное отличие цифрового мультиметра от аналогового в том, что входной сигнал здесь проходит цифровую обработку. После замыкания щупов он передается на микросхему. Она обрабатывает сигнал и выводит показания на цифровой дисплей.

Такие мультиметры довольно компактные. В некоторых моделях предусмотрена защита от влаги и пыли, чтобы использовать устройство можно было в разных погодных условиях и на производстве. Полезная фишка — прорезиненный корпус. Конечно, наличие дополнительных функций и усилений напрямую влияет на стоимость аппарата. Например, функция измерения коэффициента усиления для биполярных транзисторов — исключительно профессиональная история. Обычному пользователю она ни к чему. Цифровые мультиметры просты, с управлением можно разобраться интуитивно. Если вы выбрали правильный режим измерения, то считать показания с дисплея не составит никакого труда. Если вы перепутали полярность, то на дисплее отобразится знак «-». В некоторых моделях есть автонастройка диапазона измерения. То есть вы выставляете режим измерения по постоянному или переменному току, а прибор сам подберет нужный диапазон.

Конструкция

Конструкция мультиметра представляет собой пластиковый или прорезиненный корпус прямоугольной или овальной формы.

Сзади есть слот для питающего элемента. Как правило, мультиметры питаются от аккумуляторов типа АА либо от 9-вольтовой «Кроны». В некоторых моделях на задней части прибора находятся LED-фонарь и NCV-датчик, который позволяет по току найти, например, проводку в стене.

На передней поверхности мультиметра есть цифровой LCD-дисплей, механизм изменения режима работы мультиметра, а также разъемы для подключения щупов.

Краткое описание измеряемых параметров и их обозначения

Если говорить о режимах измерений, то необходимо учесть тот момент, что в разных моделях количество самих режимов может различаться. Вот список практически всех возможных:

• OFF

  Режим отключения прибора.

• DCV ()

  Режим измерения постоянного напряжения (DCV расшифровывается как «direct current voltage»).

• ACV (V~)

  Режим измерения переменного напряжения (ACV расшифровывается как «alternating current voltage»).

• DCA ()

  Режим измерения постоянного тока.

• Ω

  Режим измерения сопротивления.

• hFE

  Режим измерения коэффициента передачи по току биполярных транзисторов.

• Режим проверки диодов (также используется в режиме прозвонки).

• 10А

  Режим измерения тока от 200 мА до 10 А.

• Режим измерения емкости конденсаторов.

• Hz, %

  Режим измерения частоты.

• LED

  Режим включения фонарика.

• NCV

  Режим включения датчика NCV.

• Т

  Режим измерения температуры.

Назначение разъемов для подключения щупов

В основном все модели содержат по три разъема для подключения щупов:

Какие еще могут быть кнопки

Некоторые модели могут содержать на корпусе дополнительные кнопки:

Разрядность, разрешение, погрешность

При выполнении измерений важно, чтобы прибор делал их с заданной точностью. Рядом с понятием точности всегда идут погрешность и прецизионность.

Погрешность показывает максимально допустимую ошибку при измерениях. Она выражается в процентном соотношении и показывает отклонение от действительного значения. Уровень возможной погрешности для конкретного прибора стоит подбирать для конкретной ситуации. В одних устройствах погрешность может составлять ±5%, а в других максимально допустимый показатель — ±0,025%. Если вы электрик, то для вас погрешность не принципиальна, а если вы радиотехник, который ремонтирует рации, вам точность устройства очень важна.

Прецизионность же показывает, насколько точно прибор воспроизводит одно и то же измерение. То есть то, насколько одинаковыми будут значения, если сделать одно и то же измерение несколько раз.

Разрядность мультиметра показывает количество разрядов, то есть цифр после запятой после целого значения. Логично: чем больше разрядов, тем точнее измерения.

Разрешение показывает, какое наименьшее изменение значения мультиметр способен определить. Например, если вы хотите измерить напряжение и мультиметр имеет разрешающую способность в 1 мВ, то устройство определит значение с точностью до трех знаков.

Как выставить нужный режим

Для того чтобы выставить нужный режим, необходимо поворачивать переключатель по часовой стрелке или против нее. Если вам нужно выставить режим измерения постоянного напряжения, то вы устанавливаете переключатель в область с надписью DCV, и включается предел измерения. После этого можно начать сами измерения.

Как правильно пользоваться мультиметром: инструкция для чайников

Прежде всего необходимо знать, что коммутация щупов всегда производится при выключенном приборе, то есть положение переключателя должно быть на метке OFF.

При измерении высоких токов или напряжений стоит учитывать вероятность пробоя. Поэтому до первого использования устройства настоятельно рекомендуем ознакомиться с техникой по электробезопасности. Она опубликована в «Правилах устройства электроустановок».

Напряжение

Из школьной физики вы, наверное помните, что напряжение на участке электрической цепи равно разности потенциалов между двумя точками в этой цепи. Поэтому при измерении напряжения необходимо подключить щупы к участку цепи параллельно.

Постоянное напряжение

Для того чтобы измерить постоянное напряжение, нужно подключить щупы в соответствующие разъемы (черный щуп — в разъем COM, красный — в разъем VΩmA) и перевести переключатель в область с надписью DCV (режим измерения по постоянному напряжению).

У постоянного напряжения есть несколько диапазонов: 200 мВ, 2000 мВ, 20 В, 200 В, 1000 В. Выбирать диапазон следует исходя из правила: фактическое напряжение измеряемого участка не должно превышать значение заданного диапазона.

К примеру, если вы будете измерять обычную батарейку с напряжением в 1,5 В и выберете диапазон ниже этого значения, то на экран прибора будет выведено значение 1 или OL («overload»). Это означает, что достигнут предел измерений для заданного диапазона. В этом случае диапазон необходимо повысить.

Если же напряжение на участке неизвестно, то стоит выбрать самый верхний диапазон и постепенно его понижать до получения значения, отличного от 1 или OL.

После этого щупы можно прикладывать к измеряемому участку цепи. На дисплее будет выведено значение искомого напряжения.

Так как постоянное напряжение имеет полярность, то при прикладывании к «минусу» красного щупа, а к «плюсу» — черного на дисплее будет отображаться знак «-». Он говорит о противоположной полярности подключенных щупов. Можно или проигнорировать этот знак, или поменять местами щупы.

Переменное напряжение

При измерении переменного напряжения необходимо скоммутировать щупы и перевести переключатель в область с надписью V~ (он же ACV). Эта область имеет два диапазона: 200 В и 750 В (в некоторых моделях — 1000 В).

Важно!

В данном режиме особенно необходимо соблюдать технику безопасности! Запрещается прикасаться к оголенным участкам. Измерения лучше производить в специальных диэлектрических перчатках.

После подключения щупов к точкам измерения напряжения на дисплее вы увидите результат измерения.

Переменное напряжение не имеет полярности, поэтому мультиметр никак не отреагирует на неправильное подключение щупов.

Сила тока

Для начала вспомним, что ток измеряется в разрыве цепи, то есть, в отличие от напряжения, подключается последовательно. Когда измеряете ток, важно знать номинал максимально допустимого тока в узле: это нужно, чтобы заранее правильно подключить щупы. Если искомый ток предполагается выше 200 мА, то стоит подключить красный щуп к разъему 10 А. Если ниже 200 мА, то нужно использовать другой разъем. При этом важно оценить толщину проводников самих щупов: если сечение проводников мало, то при длительной нагрузке они будут нагреваться, что может привести к возгоранию провода. Вообще, если предусматривается ток свыше 200 мА, то обязательно проверяйте в инструкции, в течение какого времени можно измерять ток и как долго после измерений прибору нужно остывать.

Постоянный ток

Как говорилось выше, для измерения постоянного тока необходимо скоммутировать щупы. Затем перевести переключатель в режим измерения по постоянному току, а в некоторых моделях — в режим по постоянному/переменному току — в зависимости от настроек мультиметра. Нужно задать предел по измерению тока. После чего подключить щупы в разрыв цепи и включить питание в измеряемой цепи. Если диапазон выбран верно, то на дисплее появится результат измерения.

Измерения постоянного и переменного тока различаются тем, что у первого есть полярность. И если щупы скоммутировать неправильно, то прибор знаком «-» покажет, что полярность нарушена.

Переменный ток

На самом деле, измерение переменного тока аналогично измерению постоянного. Разница только в том, что переключатель переводится в область переменного тока, где и задается конкретный предел измерения.

Сопротивление

Сопротивление измеряется только при выключенном питании. Иначе внутреннее сопротивление участка цепи будет меняться и результат получится с плавающей погрешностью.

Для того чтобы измерить сопротивление элемента или проводника, нужно подключить щупы, а переключатель перевести в режим с надписью Ω и задать предельное значение. После этого нужно подключить щупы к выводам проводника и посмотреть показания на дисплее.

Если предел задан неверно, то на дисплее будет отображаться 1. В этом случае придется изменить предел на больший.

Когда измеряете сопротивление, не зажимайте проводник между щупом и рукой: у тела человека есть свое сопротивление, и оно даст погрешность измерения.

Измерение транзисторов

Мультиметром можно измерить коэффициент передачи по току биполярных транзисторов и узнать их цоколевку.

Для измерения коэффициента передачи (или усиления) по току необходимо знать структуру самого транзистора (NPN или PNP). Затем нужно выключить мультиметр, взять транзистор и вставить в многопиновый разъем согласно цоколевке, где B — это база транзистора, E — эмиттер транзистора, C — коллектор транзистора.

Теперь переводим переключатель в режим hFE и включаем мультиметр. На дисплее будет отображаться значение коэффициента усиления. Если на дисплее выводится 0, то либо у пинов транзистора плохой контакт с разъемом, либо сам транзистор нерабочий.

Емкость конденсатора

Перед измерением обязательно нужно разрядить конденсатор — разрядка зависит от вида и емкости устройства. А еще необходимо подобрать правильную резистивную нагрузку. В противном случае сам мультиметр может выйти из строя.

Когда это условие выполнено, нужно перевести переключатель в режим с обозначением . Если у области измерения емкости конденсатора несколько пределов, то нужно выбрать подходящий по номиналу. После этого нужно подключить щупы к ножкам. Конденсаторы бывают полярными и неполярными, поэтому при измерении полярных нужно соблюдать правила подключения («+» к «+», «-» к «-»). Результат измерения появится на дисплее.

Прозвонка

Прозвонка — это проверка цепи на разрыв. Если вам нужно проверить на обрыв кабель либо другой элемент, то нужно выбрать режим и приложить щупы к выводам цепи. Для прозвонки используется разъем, обозначенный .

Некоторые модели мультиметров не только показывают информацию на дисплее, но и сопровождают ее звуковым сигналом. Из-за этого режим и получил название «прозвонка». Если цепь не имеет разрыва, то на дисплее высветится значение, равное падению напряжения на элементе, или значение, стремящееся к нулю на участке цепи. Если же цепь или элемент имеют разрыв, то на дисплей будет выведена цифра 1.

Измерение температуры

Для измерения температуры используется специальный щуп, который подключается к разъемам COM и VΩmA. Щуп подносится к месту измерения температуры. На дисплее загорится значение в градусах Цельсия.

Популярные модели: краткий обзор мультиметров

Мультиметр Ресанта DT830B

Модель Ресанта DT830B — один из самых бюджетных и простых мультиметров. У него пластиковый корпус, есть механический переключатель режимов работы, а также 3 разъема для подключения щупов (COM, VΩmA, 10А). Еще есть разъем для проверки транзисторов.

Цена: 510 р.*

Смотреть товар

Цена: 510 р.*

Смотреть товар

Таким прибором можно провести следующие измерения:

• Постоянное напряжение (200 мВ, 2000 мВ, 20 В, 200 В, 1000 В).
• Переменное напряжение (200 В, 750 В).
• Постоянный ток (200 мкА, 2000 мкА, 20 мА, 200 мА, 10 А).
• Сопротивление (200 Ом, 2000 Ом, 20 кОм, 200 кОм, 2000 кОм).
• Коэффициент усиления транзисторов (0–1000 hFE).

Прибор имеет ЖК-дисплей, а также индикатор перегрузки измерений.

Мультиметр Ресанта DT832

Этот мультиметр — аналог DT830B. Отличие — во встроенном генераторе прямоугольных импульсов на 5 В и 50 Гц. Для любителя это, вероятно, не такое уж важное дополнение. А вот для радиолюбителя эта характеристика может стать решающей при выборе устройства.

Цена: 409 р.*

Смотреть товар

Цена: 409 р.*

Смотреть товар

Мультиметр TEK DT838

Мультиметр производства компании TEK — это классический цифровой прибор. У этого мультиметра есть 3 разъема для подключения щупов (COM, VΩmA, 10А). Прибор поставляется в аккуратной упаковке с инструкцией, с комплектом измерительных щупов разных цветов — красного и черного — и даже щупа для измерения температуры.

Цена: 439 р.*

Смотреть товар

Цена: 439 р.*

Смотреть товар

На нем можно работать в нескольких режимах:

• Измерение постоянного напряжения (в диапазоне от 200 мВ до 1000 В).
• Измерение переменного напряжения (в двух диапазонах до 750 В и до 200 В).
• Измерение постоянного тока (в диапазоне от 2000 мкА до 10 А).
• Измерение сопротивления (в диапазоне от 200 Ом до 2000 кОм).
• Режим прозвонки и режим проверки диодов.
• Режим измерения температуры.

DT838 — это общий набор опций, которые есть у большинства базовых мультиметров среднего класса. Его можно использовать как в небольших лабораториях, так и в бытовых ситуациях. Работает от одной батарейки типа «крона». Прост в пользовании. Имеет 3 отображаемых разряда на дисплее, то есть 3 знака после запятой, и делает точные измерения.

Мультиметр TUNDRA DT9208A

Цифровой мультиметр TUNDRA DT-9208A представляет собой более продвинутое устройство по сравнению с двумя предыдущими. Продается в комплекте с крепким износостойким прорезиненным чехлом желтого цвета.

Цена: 1 190 р.*

Смотреть товар

Цена: 1 190 р.*

Смотреть товар

TUNDRA DT9208A работает в следующих режимах:

• Измерение постоянного напряжения (в диапазоне от 200 мВ до 1000 В).
• Измерение переменного напряжения (в двух диапазонах до 750 В, до 200 В, до 20 В, до 2 В).
• Измерение постоянного тока (в диапазоне от 2000 мкА до 20А).
• Измерение переменного тока (в диапазоне от 2000 мкА до 20 А).
• Измерение сопротивления (в диапазоне от 200 Ом до 200 МОм).
• Режим прозвонки и режим проверки диодов.
• Режим измерения температуры.
• Режим измерения емкости конденсаторов (в диапазоне от 2 пФ до 20 мкФ).
• Режим измерения частоты.

У этого мультиметра 4 разъема для подключения щупов (COM, VΩ, 20А, mAT). Прибор поставляется в аккуратной упаковке с инструкцией и с комплектом измерительных щупов разного цвета.

У девайса выведена отдельная кнопка для включения и отключения. Прибор можно использовать в четырех положениях под разным углом.

В комплекте с моделью TUNDRA DT9208A также идет подставка — удобно использовать мультиметр в вертикальном положении. Устройство работает от двух батареек типа AA.

Мультиметр TUNDRA DT9205A

Этот прибор практически не отличается по внешнему виду от DT9208A. Основное их различие — в измеряемом диапазоне по переменному напряжению. В DT9205A производитель добавил еще один предел — до 200 мВ. А вот возможности измерить температуру и частоту, как у DT9208A, у него нет.

Цена: 820 р.*

Смотреть товар

Цена: 820 р.*

Смотреть товар

Заключение

При выборе мультиметра нужно ответить себе честно на простой вопрос: «Зачем он мне нужен?»

Если для бытового применения, например для прозвонки кабеля или измерения напряжения в сети, то я рекомендую приобрести простую, но все-таки цифровую модель с ограниченным функционалом. Например, модель Ресанта DT830B. Он бюджетный, его не жалко сломать, и нет потребности в точных измерениях.

Если хотите универсального бойца, который и ток с температурой измерит, и диоды проверит, присмотритесь к устройству TEK DT838.

Для полупрофессионального использования подойдет мультиметр TUNDRA DT9208A. Он и все необходимые измерения сделает, и прослужит подольше.

Посмотреть все мультиметры и выбрать свой

Выбрать

*Информация о товарах, размещенная на «Эльдоблоге», не является публичной офертой. Цена товаров приведена справочно. С актуальными ценами на товары в соответствующем регионе вы можете ознакомиться на сайте eldorado.ru

Любите делиться своим мнением о технике? Тогда напишите обзор товара в «Эльдоблоге» и получите до 1000 бонусов на новые покупки!

Принцип работы цифрового мультиметра

– анализ измерительного прибора

Цифровой мультиметр может измерять различные электрические параметры, такие как ток, напряжение, сопротивление и т. д. Возможно, вы использовали или видели, как электрик использовал его, чтобы найти неисправность в соединении.

Раньше, когда я учился, понимание цифрового мультиметра было для меня огромной болью. Источники, которые я читал, были либо непросты для понимания, либо имели запутанный формат.

Но здесь я приведу простое пошаговое объяснение с диаграммами, чтобы вы поняли, как он работает и какие функции он выполняет.

Что такое цифровой мультиметр

Цифровой мультиметр или Цифровой мультиметр — это испытательное оборудование, используемое для измерения сопротивления, напряжения, тока и других электрических параметров в соответствии с требованиями и отображающее результаты в виде математических цифр на ЖК-дисплее. или светодиодный индикатор. Это тип мультиметра, который работает в цифровом режиме, а не дает аналоговый выход.

Цифровые мультиметры широко распространены во всем мире, поскольку они имеют более высокий уровень точности и варьируются от простых портативных цифровых мультиметров с разрешением от 3 ½ до 4 ½ разрядов до очень специальных системных цифровых мультиметров.

Особенности цифрового мультиметра

Цифровой мультиметр — это самый современный измерительный прибор, использующий современные интегральные схемы для проведения электрических измерений. Некоторые из его особенностей, которые делают его известным в глазах профессиональных техников:

1. Он легкий по весу.
2. Способен давать более точные показания.
3. Он измеряет множество физических величин, таких как напряжение, ток, сопротивление, частота и т. д.
4. Это дешевле.
5. Измеряет различные электрические параметры на высоких частотах с помощью специальных датчиков.

Блок-схема цифрового мультиметра

Ключевым процессом, который происходит в цифровом мультиметре для любого измерения, является измерение напряжения. Если вы измеряете напряжение, вы можете легко измерить другие электрические параметры с помощью математических формул.

Чтобы понять, как работает цифровой мультиметр, прежде всего, мы должны понять этот процесс.

Как мы знаем, цифровые мультиметры выдавали выходные данные в числовой форме благодаря регистрам АЦП, присутствующим внутри этих мультиметров. Один из наиболее широко используемых в цифровых мультиметрах цифровых мультиметров известен как регистр последовательного приближения или SAR. Для большей точности эти АЦП последовательного приближения могут иметь уровень разрешения 12 бит.

Как правило, цифровой мультиметр имеет уровень разрешения 16 бит со скоростью 100 тыс. отсчетов в секунду. Эти уровни скорости более чем достаточны для большинства приложений цифрового мультиметра, поэтому мы используем эти регистры в зависимости от требований.

Как показано на диаграмме, первая стадия процесса представляет собой выборку и удержание, используемую для выборки напряжения на входе цифрового мультиметра, а затем для его удержания. Выход первого каскада становится одним из входов операционного усилителя, а другой вход ОУ — цифровым выходом обратной связи через ЦАП.

Полученный результат становится входом РСА, который генерирует результаты в цифровой форме с хорошим уровнем разрешения. При постоянном входном напряжении резистор начинает работать с половины своего полного значения. По сути, он устанавливает старший бит, MSB, в «1», а все остальные в «0».

Чтобы увидеть, как это работает, возьмем простой пример 4-битного SAR. Его выход будет начинаться с 1000. Если напряжение меньше половины максимальной емкости, выход компаратора будет низким, и это заставит регистр установить уровень 0100. Если напряжение выше этого, регистр переместится на 0110, и скоро.

Работа цифрового мультиметра

Приведенная ниже блок-схема показывает работу цифрового мультиметра.

Как показано выше, сбор выборки выполняется с помощью схемы выборки и удержания. Внутри схемы выборки и хранения находится конденсатор, который заряжается, чтобы соответствовать входному аналоговому напряжению, известному как процесс сбора данных.

Когда конденсатор высвобождается из цепи сбора данных, считается, что замерено напряжение. После этого обычно появляются шумы, которые отрицательно сказываются на точности цифрового мультиметра. Чтобы преодолеть это, мы буферизовали и усредняли образцы для достижения высокой точности и разрешения.

Зная это, вы можете легко использовать цифровой мультиметр для измерения электрических параметров, таких как переменное и постоянное напряжение, ток, сопротивление, емкость и т. д.

Принцип работы цифрового мультиметра

Как показано на блок-схеме, в типичном цифровом мультиметре входной сигнал, то есть переменное или постоянное напряжение, ток, сопротивление, температура или любой другой параметр, преобразуется в постоянное напряжение в пределах диапазона АЦП. . Аналого-цифровой преобразователь затем преобразует предварительно масштабированное напряжение постоянного тока в его эквивалентные цифровые числа, которые будут отображаться на дисплее.

Иногда блок цифрового контроллера реализуется с микроконтроллером или микропроцессором для управления потоком информации внутри прибора. Этот блок будет координировать все внутренние функции, а также передавать информацию на внешние устройства, такие как принтеры или персональный компьютер.

В случае некоторых портативных мультиметров некоторые или все эти блоки могут быть реализованы в схеме СБИС, в то время как аналого-цифровой преобразователь и драйвер дисплея могут быть в одной ИС.

Цифровой мультиметр в качестве вольтметра, амперметра и цифрового омметра

В цифровой мультиметр мы можем включать различные типы измерителей, такие как омметр, амперметр, вольтметр для измерения электрических параметров. Его блок-схема показана ниже на рисунке. Давайте посмотрим на его работу и спецификацию один за другим.

(i) Цифровой вольтметр (DVM):

Цифровой вольтметр является основным прибором, используемым для измерения напряжения с помощью аналого-цифрового преобразователя. Основным принципом работы цифровых мультиметров является аналого-цифровой преобразователь, поскольку без него мы не можем преобразовать аналоговый выходной сигнал в цифровую форму.

На рынке доступно несколько АЦП, но мы в основном используем АЦП флэш-памяти из-за его простоты и высокой скорости. Давайте посмотрим на его основные операции.

(a) Преобразователь Flash AD: Содержит компараторы, энкодеры и цифровые дисплеи. Компараторы управляются сетью резисторных делителей, энкодер преобразует свои входы в соответствующие выходы, которые управляют цифровым дисплеем.

Как показано выше, три резистора номиналом R управляют компараторами C ₁ , C ₂ , C ₃ . Пусть входное напряжение V _i = 1 В, +V = 4 В и компараторы, т.е. C ₁ , C ₂ , C ₃ напряжения равны 1В, 2В и 3В соответственно. Если выход C ₁ = +1 и C ₂ = C ₃ = 0, то мы подали 001 в качестве входа кодировщика, который далее преобразует его в 0001.

Этот двоичный выход управляет семью сегментный дисплей для чтения 1V на нем. С помощью этого метода мы считываем напряжения величиной 1 В, 2 В, 3 В, а также добавляем дополнительные компараторы для более точных показаний в соответствии с нашими требованиями.

(ii) Цифровой амперметр (DAM):

Цифровой амперметр использует шунтирующий резистор для получения калиброванного напряжения, пропорционального протекающему току. Как показано на диаграмме, чтобы считать ток, мы должны сначала преобразовать измеряемый ток в напряжение, используя известное сопротивление R _K . Полученное таким образом напряжение калибруется для считывания входного тока.

(iii) Цифровой омметр (DOM):

Цифровой омметр используется для измерения электрического сопротивления, препятствующего протеканию тока.

Как показано на схеме, сеть сопротивлений, состоящая из известного сопротивления R _K и неизвестного сопротивления R _u , используется для создания напряжения на неизвестном сопротивлении. Напряжение задается:

V = V _B R _U / R _K + R _U

, где V _B = Voltage of Adnly-in 9011

91191919 9016 9011 901361619191919191919 90139 9193 .

После калибровки напряжения счетчик можно откалибровать в омах.

Что означают символы на цифровом мультиметре?

Некоторые общие обозначения цифровых мультиметров и их описание приведены в таблице ниже. Эти символы часто встречаются на мультиметрах, а их схемы предназначены для обозначения компонентов и справочных значений электрических параметров.

[su_table Response=»yes»]

773

Символ	Функция измерения	Описание
~	Напряжение переменного тока	Measures Ac voltage value in the circuit
	DC voltage	Measures Dc voltage value in the circuit
Hz	Hertz	Measures Frequency
Ω	Ohm	Measures resistance значение в цепи
	Диод	А Устройство, используемое для управления направлением тока
мкФ	МикроФарад	Unit of capacitor
	Capacitor	A Device used to store electrical charge
	Continuity	Audible indication of continuity for low resistance
A	Ampere	Measures Value of Ток в цепи
CE	Директива Европейского союза	Указывает на гарантию прибора
	Осторожно	Относится к инструкции перед использованием и указывает на то, что его неправильное использование приводит к сбое оборудования
REL	REL	Относительные или смещенные считывание
. минимальные и максимальные зарегистрированные показания

[/su_table]

Детали и функции цифрового мультиметра

Цифровой мультиметр разделен на три части:

(i) Дисплей: ЖК-экран, расположенный в верхней части мультиметра, в основном отображает четыре или более цифр, а также при необходимости показывает отрицательное значение. Некоторые из современных мультиметров имеют подсветку дисплея для лучшего просмотра в условиях низкой освещенности.

(ii) Диск выбора: Позволяет пользователю настроить мультиметр для считывания различных электрических параметров, таких как ток в миллиамперах (мА), напряжение, сопротивление, емкость и т. д. Вы можете легко повернуть диск в любом месте для выбора определенного параметра. измерения.

(iii) Порты: Два порта доступны на передней панели каждого мультиметра, за исключением некоторых четырех портов, доступных для измерения тока в мА или А. Мы подключили к этим портам два щупа разного цвета, т.е. красного цвета, а другой — черного цвета. Различные порты в мультиметре:

(a) COM : он означает общий и почти подключен к земле или считается отрицательным соединением цепи. Обычно мы вставляем датчик черного цвета в COM-порт.

(b) мАОм: Этот порт позволяет измерять ток (до 200 мА), напряжение и сопротивление; и рассматривается как положительное соединение цепи. Обычно мы вставляем датчик красного цвета в порт mAVΩ.

Выводы цифрового мультиметра:

В коробке цифрового мультиметра нам достались выводы разных цветов. Здесь мы подробно объясним эти лиды. Провода цифрового мультиметра подразделяются на четыре части:

(i) Красный провод

1. Подключено к порту напряжения, сопротивления или амперметра.
2. Рассматривается как положительное соединение цепи

(ii) Черный провод

1. Подключается к общему порту или порту заземления
2. Рассматривается как отрицательное соединение цепи :

   Это ручки, используемые для удерживания наконечника на тестируемом соединении. Доступны различные типы пробников, а именно:

   • Зажимы типа «банан» и «крокодил». Это отличные кабели для подключения к большим проводам или контактам на макетной плате. Подходит для проведения долгосрочных тестов, когда вам не нужно удерживать щупы на месте, пока вы манипулируете схемой.
   • Крючок типа «банан» для ИС: Крючки ИС хорошо подходят для небольших ИС и ножек ИС.
   • От банана до пинцета: Пинцет удобен, если вам нужно протестировать компоненты SMD.
   • Банан для проверки щупов: если вы когда-нибудь сломаете щуп, его можно легко заменить.

   (iv) Наконечник:

   Присутствуют на концах зондов и в основном обеспечивают точку подключения.

   Время измерения:

   Профессиональные техники всегда предпочитают те приборы, время измерения играет решающую роль, приводит к хорошим результатам с большей точностью. Измерение времени в основном зависит от следующих факторов:

   
   (i) Время установления: Когда измеряемое значение подается на вход схемы, для его установления требуется определенное время, известное как время установления. Это позволит преодолеть любые уровни входной емкости при проведении испытаний с высоким импедансом.

   
   (ii) Время калибровки АЦП: В некоторых цифровых мультиметрах необходимо учитывать периодическую калибровку, особенно если измерения проводятся под автоматическим или компьютерным управлением.

   (iii) Время переключения: Время переключения — это время, необходимое прибору для стабилизации после переключения входа. Сюда входит время установления после изменения типа измерения, т.е. от напряжения до сопротивления и т. д.

    
   (iv) Время автоматического обнуления: Для обеспечения точности необходимо обнулить счетчик при выборе автоматического диапазона или при изменении диапазона.

   
   (v) Время измерения сигнала: Это базовое время, необходимое для проведения самого измерения. Для измерений переменного тока необходимо учитывать рабочую частоту, поскольку минимальное время измерения сигнала основано на минимальной частоте, необходимой для измерения.

    

   
   
   Точность цифрового мультиметра:

   Цифровой мультиметр — идеальный выбор для каждого профессионального техника из-за его большей точности. Это величина, на которую отображаемое показание может отличаться от фактического ввода. Цифровой мультиметр обычно определяет точность как процент от показаний плюс процент от значения полной шкалы. Точность зависит от технических характеристик прибора и варьируется от производителя к производителю. Есть несколько способов, которыми погрешность мультиметра может быть выражена:

   1. Погрешность цифрового мультиметра = ±(частей на миллион показания + миллионные доли диапазона)
   2. Погрешность цифрового мультиметра = (% показания) + (% диапазона)
   3. Погрешность цифрового мультиметра = (% точности) Чтение) + смещение

   Примечание: Здесь ppm относится к частям на миллион.

   
   На точность мультиметра влияют следующие факторы:

   
   (i) Температура: Температура в значительной степени может влиять на точность цифровых мультиметров. Сегодня многие мультиметры имеют встроенную функцию измерения температуры, которая устраняет необходимость во внешнем устройстве. Вы можете выразить их как ±(ppm показания + ppm диапазона)/°C.

   
   (ii) Разрешение: Разрешение прямо пропорционально точности. Если вам нужна точность, вы также должны позаботиться о разрешении. Разрешение цифрового мультиметра выражается количеством отображаемых разрядов. Обычно это число, состоящее из целого числа с половиной, т. е. 3 ½ цифры и т. д. По соглашению, половина цифры может отображать либо ноль, либо 1.

   
   Примечание. Мультиметры разных производителей могут работать по-разному . Всегда рекомендуется обращаться к инструкциям производителя, чтобы понять, как работает конкретный цифровой мультиметр.

   Цифровой мультиметр Меры предосторожности :

   Перед использованием мультиметров необходимо соблюдать некоторые меры предосторожности. Здесь мы собираемся объяснить вам некоторые сведения о безопасности при работе с цифровым мультиметром.

   1. Если измерительные провода цифрового мультиметра повреждены, никогда не используйте мультиметр.
   2. Всегда следит за тем, чтобы измерительные провода и шкала находились в правильном положении для желаемого измерения.
   3. Когда измерительный провод подключен к входному разъему 10 А или 300 мА, никогда не прикасайтесь щупами к источнику напряжения.
   4. При подаче питания никогда не измеряйте сопротивление в цепи.
   5. Во время измерений всегда держите пальцы за защитными приспособлениями на измерительных щупах.
   6. Во избежание повреждений или травм никогда не используйте измеритель в цепях мощностью более 4800 Вт.
   7. Замените батарею как можно скорее, чтобы избежать ложных показаний, которые могут привести к поражению электрическим током или травме.
   8. Будьте осторожны при работе с напряжением выше 60 В постоянного тока или 30 В переменного тока (среднеквадратичное значение). Такие напряжения представляют опасность поражения электрическим током.

   Insight — Как работает цифровой мультиметр

   Рис. 1: Изображение цифрового мультиметра

   Как следует из названия, мультиметры — это измерительные приборы, которые можно использовать для расчета характеристик нескольких цепей. Превращение их в цифровые дает очень точные выходные данные, поскольку, в отличие от их аналоговых аналогов, нет стрелки, указатель которой нужно вычислить. Чем цифровые счетчики более совершенны, чем их предшественники? Какая внутренняя схема обеспечивает такие быстрые и быстрые вычисления? Просто подключить его к цепи и снимать показания на лету? Мультиметр делает это за нас. Итак, давайте рассмотрим мельчайшие детали мультиметра, которые делают его мастером многих (если не всех) операций электрических измерений.

    

   Внешний корпус

    

   Рис. 2. Изображение, показывающее различные части внешней конструкции мультиметра

    

   На приведенном выше изображении показан широко используемый мультиметр. Этот измерительный и испытательный прибор, заключенный в прочный пластиковый корпус, поставляется с опциональной опорой, позволяющей наклонять его для облегчения считывания показаний.

    

   Каждый мультиметр имеет несколько спецификаций, определяющих функции и диапазон измерений, которые он может измерять. Например, тот, что в этом понимании, может измерять напряжение постоянного тока в диапазоне от 400 мВ до 1000 В, а сопротивление можно измерять от 400 Ом до 400 МОм. Помимо обычных измерений тока, напряжения и сопротивления, показанный прибор может также тестировать логику, измерять характеристики диодов и тестировать транзисторы на малый коэффициент усиления по току и даже измерять частоту. Для измерения непрерывности предусмотрен зуммер, который издает звук, указывающий на то, что цепь работает.

    

   Точность — один из наиболее важных аспектов спецификаций. Эта степень близости измеренного результата к фактическому должна быть как можно выше. Чем меньше запас по отклонению, тем выше будет точность. Например, мультиметр, измеряющий напряжение с точностью +/- 0,6 В, будет более точным в своих показаниях по сравнению с +/- 0,8 В. Часто о качестве мультиметров судят по точности.

   Входные порты и батарея

    

    

   Рис. 3. Порты мультиметра

    

   Большинство мультиметров имеют вольт и общий порт, к которому подключаются щупы. Однако для измерения тока предусмотрены дополнительные порты. Именно включение порта миллиамперного тока требует хорошей защитной схемы в мультиметре, так как случайные приложения сильного тока могут повредить прибор и причинить вред пользователю.

    

    

   Рис. 4. Аккумулятор и предохранитель в задней части мультиметра

    

   В задней части мультиметра находится батарея 9 В и предохранитель. Помещенный между батареей и входными портами, предохранитель действует как предохранитель цепи, отключая процесс измерения, когда на мультиметр подаются входные сигналы, превышающие допустимый диапазон. Батарея и предохранитель закрываются крышкой с помощью всего одного винта, поэтому их можно легко заменить, избегая длительных перерывов в процессе измерения. Для удобства предусмотрен дополнительный предохранитель.

   Внутренняя структура

    

   Рис. 5: Печатная плата и схема мультиметра

    

   Для открытия корпуса мультиметра не требуются винты, так как верхняя и нижняя секции крепятся с помощью пластиковых защелок. Печатная плата и все схемы установлены на верхней части, а нижняя часть представляет собой тонкий слой анодированного алюминия. Этот непроводящий слой способствует равномерному рассеиванию тепла в случаях подачи сильного тока на мультиметр.

   Печатная плата

   Рис. 6: Детальный вид печатной платы и схемы

   Печатная плата содержит набор различных компонентов, включая различные типы резисторов, конденсаторов, диодов и интегральных схем. Кроме того, в нем находится батарея, кварцевый генератор, PTC, ЖК-дисплей и зуммер, который проверяет непрерывность тестируемого устройства (DuT).

   ИС, закрепленные на показанной выше печатной плате:

    

   1.      LM324DG: это микросхема операционного усилителя с низким энергопотреблением, которая работает как компаратор. Эта ИС имеет четыре входа и выхода и требует только одного источника питания. Таким образом, он обеспечивает оптимизированную мощность при низком входном напряжении.

    

    

   Рис. 7. ИС операционного усилителя — LM324DG

    

   Эта микросхема в основном используется в качестве логического компаратора и устройства проверки четности.

    

    

   Рис. 8: 14-контактная ИС — HEF4070

    

   Работая со средней потребляемой мощностью, эта инверторная микросхема требует 30 нс для изменения выходного сигнала с низкого на высокий и наоборот.

    

    

   Рис. 9. Шестнадцатеричный инвертор — HCF4069

    

   4.      TL062: 8-выводная микросхема операционного усилителя JFET, предназначенная для операций с низким энергопотреблением, она работает в двухфункциональном режиме. работа двух ОУ.

    

    

   Рис. 10. ИС операционного усилителя JFET — TL062

    

   Помимо всех упомянутых выше ИС, на задней панели ЖК-экрана также имеется микросхема в форме выступа, которая взаимодействует с ЖК-дисплеем.

   Селектор диапазона

   Проводящие круглые кольца и выбор диапазона/функции

    

   Рис. винтов. ЖК-дисплей и поворотный переключатель расположены между верхней частью корпуса и другой стороной печатной платы. Также видны контакты включения и выключения мультиметра. В некоторых мультиметрах используется поворотный переключатель для управления параметрами включения и выключения, в то время как в некоторых требуется ползунковый переключатель, как в этом обзоре.

   На другой стороне печатной платы имеется 11 концентрических токопроводящих колец, соединения между которыми осуществляются и размыкаются с помощью поворотной ручки, выполняющей функцию переключателя. Рисунок колец может различаться в зависимости от производителя мультиметра и перечисленных функций. Ни одно из колец не завершает полный круговой рисунок, но разорвано в той или иной части. Эти линии также смазаны, чтобы обеспечить плавный ход переключателя при его вращении.

   Вращение переключателя определяет, какая часть схемы на печатной плате будет активной, а какая нет.

    

    

   Рис. 12. Изображение поворотного переключателя (вверху) и выравнивания колец (внизу)

    

   Лучшее представление о том, как кольца выровнены в соответствии с селектором диапазона/функции, можно увидеть выше. На самом деле, поворотный переключатель не обязательно контактирует с кольцами, соответствующими функции, рядом с которой они расположены.

   Например, когда мультиметр активируется для измерения сопротивления в диапазоне 400K, расположение контактов переключателя можно увидеть на изображениях, показанных ниже:

   РИС. Контакты

    

    

    

   Рис. 16: Расположение поворотного переключателя на печатной плате

    

   Вместо того, чтобы располагаться прямо под индикатором диапазона, контакты расположены под прямым углом к ​​нему. Металлические пластины в нижней части циферблата действуют как перемычки, которые устанавливают взаимосвязи между различными парами проводящих колец в каждом положении. Соединение между кольцами передает электрический сигнал на печатную плату относительно измеряемой величины и соответствующего диапазона

    

    

   Рис. 17. Направляющая на верхней части корпуса, где расположен переключатель

    

   Чтобы переключатель можно было легко вращать, на внутренней стороне верхней части корпуса имеется направляющая вместе с двумя крошечными металлическими шариками. Эти крошечные шарики помогают двигаться по дорожке и издают звук «щелчка» всякий раз, когда вращается ручка, чтобы подтвердить, что либо диапазон, либо функция, либо и то, и другое были изменены пользователем. Использование крошечных металлических шариков на гофрированной дорожке также делает циферблат и, следовательно, режим мультиметра остается на месте, даже если установка трясется или мультиметр падает.

   LCD

    

   Рис. 18: 7-сегментный ЖК-дисплей мультиметра

      

   Выдавая 7-сегментный выходной сигнал, ЖК-дисплей формирует критическую спецификацию конфигурации мультиметра с точки зрения отображаемых цифр. Поскольку выход ЖК-дисплея является прямым показателем разрешения мультиметра, желательно, чтобы он отображал как можно больше символов. Дисплей ЖК-дисплея измеряется количеством цифр, которые он может отображать. Общее число, которое может отображаться на ЖК-дисплее, определяется как количество. . Разрешение ЖК-дисплея определяется количеством отсчетов вместе со старшим разрядом. Если старшая значащая цифра 0 или 1, дробь ½ сопровождает разрешение, а для других значений меньше 9, это ¾. Например, у ЖК-дисплея с количеством 3999 разрешение будет 3¾.

   Рис. 19: Разрешение ЖКД

   Рис. 20: Пластическое покрытие ЖК-дисплея (вверху) и амортизационная резиновые колодки

   распиновка на самой плате.

   Над ЖК-дисплеем находится прозрачный пластиковый кожух, предохраняющий его от царапин. Кроме того, амортизацию обеспечивают резиновые прокладки, плотно прикрепленные вверху и внизу ЖК-дисплея.

    

    Работа

   После включения прибора пользователь поворачивает ручку до нужной функции измерения и ее диапазона. В соответствии с выбором функции и диапазона концентрические кольца печатной платы закорачиваются. Это, в свою очередь, активирует ту часть печатной платы, которая отвечает за проведение измерений в этом диапазоне. Поскольку это цифровой измерительный прибор, аналого-цифровой преобразователь широко используется для преобразования измерений в дискретные значения.

    

   Рис. 21: Блок-схема работы мультиметра

    

   За исключением тока, большинство измерений основано на напряжении. Например, при измерении сопротивления через клеммы DuT проходит небольшой ток. Генерируемое падение напряжения принимается за вход и делится на ток внутренней схемой для определения сопротивления.

   Блок-схема, показанная выше, дает общее представление о работе мультиметра. Входной сигнал, проходящий через датчики, является аналоговым и входит во внутреннюю схему в виде волны. Входной сигнал сначала обрабатывается, а затем поступает в соответствующую измерительную схему. Кроме того, он оптимизируется для выбора диапазона и отправляется на аналого-цифровой преобразователь. Аналого-цифровой преобразователь может быть разных типов в зависимости от возможностей мультиметра и производителя. Для преобразования сигнала АЦП берет образцы аналоговой волны. Для обеспечения восстановления сигнала частота дискретизации должна быть как минимум в два раза выше частоты аналогового сигнала.

   Большинство АЦП, используемых в мультиметрах, используют метод интегрирования с двойным наклоном, в котором цифровой сигнал сравнивается с опорным. Их выходные данные поступают в регистр последовательного приближения (SAR), который отправляет окончательные выходные данные в блок обработки и уравновешивает опорный сигнал для оптимизированного сравнения.

   Тактовый вход необходим для счетчика SAR, который обеспечивается кварцевым генератором. Обработка, используемая в мультиметрах, обычно ограничивается суммированием импульсов и представляет собой схему интегратора.

   После аналого-цифрового преобразования результат отправляется в блок обработки, который принимает значения, декодирует их величину и отправляет на ЖК-дисплей.

   Мультиметры уже давно предназначены для электронных измерений, и ожидается, что они останутся еще долго и получат больше модификаций измеряемых величин. Аналоговые мультиметры изначально были в тренде, но требовали калибровки, а человеческий фактор часто приводил к ошибкам в измерениях. Благодаря цифровым измерениям результаты не только более точны, но и могут иметь высокое разрешение. От напряжения до тока цифровые мультиметры теперь могут даже измерять температуру, емкость и теперь могут иметь разъемы RS232 для связи с более интеллектуальными машинами. С появлением новых конструкций каждый день и созданием специализированных ИС для каждого мыслимого измерения разработчики-новаторы продолжают расширять функциональность в тесных углах мультиметра, работая при номинальном энергопотреблении и стоимости.