Мультиметры

Видя, как можно заставить обычное движение измерителя функционировать как вольтметр, амперметр или омметр, просто подключив его к разным сетям внешних резисторов, должно иметь смысл, что универсальный измеритель («мультиметр») может быть спроектирован в одном устройстве. блок с соответствующими переключателями и резисторами.

При работе с электроникой общего назначения наиболее предпочтительным инструментом является мультиметр. Ни одно другое устройство не способно сделать так много с такими небольшими затратами на детали и элегантной простотой управления. Как и в большинстве случаев в мире электроники, появление твердотельных компонентов, таких как транзисторы, произвело революцию в том, как все устроено, и конструкция мультиметра не является исключением из этого правила. Однако, учитывая акцент в этой главе на аналоговой («старомодной») измерительной технологии, я покажу вам несколько допотранзисторных измерителей.

Аналоговый мультиметр

Показанный выше блок является типичным для портативного аналогового мультиметра с диапазонами измерения напряжения, тока и сопротивления. Обратите внимание на множество шкал на лицевой стороне движения измерителя для различных диапазонов и функций, выбираемых поворотным переключателем. Провода для подключения этого прибора к цепи («измерительные провода» или выводы мультиметра) вставляются в два медных гнезда (отверстия для гнезд) в центре нижней части лицевой панели измерителя, отмеченные черным и красным «- TEST +».

Этот мультиметр (бренд Barnett) использует несколько иной подход к конструкции, чем предыдущий. Обратите внимание на то, что поворотный селекторный переключатель имеет меньше положений, чем у предыдущего измерителя, но также на то, что существует гораздо больше разъемов, к которым можно подключить измерительные провода. На каждом из этих разъемов есть номер, указывающий соответствующий диапазон полной шкалы измерителя.

Цифровой мультиметр

Наконец, вот изображение цифрового мультиметра. Обратите внимание, что привычное движение счетчика было заменено пустым серым экраном. При включении питания в этой области экрана появляются числовые цифры, обозначающие величину измеряемого напряжения, тока или сопротивления. Эта конкретная марка и модель цифрового измерителя имеет поворотный переключатель и четыре разъема, в которые можно подключить измерительные провода. Два провода - красный и черный - показаны подключенными к глюкометру.

При внимательном рассмотрении этого измерителя можно обнаружить одно «общее» гнездо для черного измерительного провода и три других для красного измерительного провода. Гнездо, в которое, как показано, вставлен красный провод, помечено для измерения напряжения и сопротивления, а два других гнезда - для измерения тока (А, мА и мкА). Это продуманная конструктивная особенность мультиметра, требующая от пользователя перемещать штекер измерительного провода от одного разъема к другому, чтобы переключиться с измерения напряжения на функцию измерения тока.

Было бы опасно установить измеритель в режиме измерения тока при подключении к значительному источнику напряжения из-за низкого входного сопротивления, и необходимость перемещать штекер испытательного провода, а не просто переключать селекторный переключатель в другое положение, помогает убедитесь, что счетчик не настроен на непреднамеренное измерение тока.

Обратите внимание, что селекторный переключатель по-прежнему имеет разные положения для измерения напряжения и тока, поэтому, чтобы пользователь мог переключаться между этими двумя режимами измерения, он должен переключить положение красного измерительного провода и переместите селекторный переключатель в другое положение.

Также обратите внимание, что ни на селекторном переключателе, ни на разъемах не указаны диапазоны измерения. Другими словами, на этом измерителе нет диапазонов «100 вольт», «10 вольт» или «1 вольт» (или любых эквивалентных шагов диапазона). Скорее, этот измеритель «выбирает автоматический диапазон», что означает, что он автоматически выбирает соответствующий диапазон для измеряемой величины. Автоматический выбор диапазона есть только в цифровых измерителях, но не во всех цифровых измерителях.

Нет двух моделей мультиметров, которые бы работали одинаково, даже если они произведены одной и той же компанией. Чтобы полностью понять принцип действия любого мультиметра, необходимо обратиться к руководству пользователя.

Вот схема простого аналогового вольт / амперметра:

В трех нижних положениях переключателя (большинство против часовой стрелки) движение счетчика связано с общим и V разъемы через один из трех резисторов диапазона различных серий (R _multiplier1 через R _multiplier3 ), и поэтому действует как вольтметр. В четвертом положении движение измерителя подключено параллельно шунтирующему резистору и, таким образом, действует как амперметр для любого тока, входящего в общий домкрат и выйдя из A Джек.

В последнем (крайнем по часовой стрелке) положении движение измерителя отключено от любого красного гнезда, но закорочено через переключатель. Это короткое замыкание создает демпфирующий эффект на игле, предотвращая механическое повреждение при перемещении и перемещении счетчика.

Если в этой конструкции мультиметра требуется функция омметра, ее можно заменить на один из трех диапазонов напряжения как таковой:

Благодаря наличию всех трех основных функций этот мультиметр может также называться вольт-ом-миллиамперметр . .

Получение показаний аналогового мультиметра при большом количестве диапазонов и перемещении только на один метр может показаться новичку сложной задачей. На аналоговом мультиметре движение измерителя отмечено несколькими шкалами, каждая из которых полезна как минимум для одной настройки диапазона. Вот увеличенная фотография шкалы мультиметра Барнетта, показанной ранее в этом разделе:

Обратите внимание, что на этой циферблате есть три типа шкал:зеленая шкала для сопротивления вверху, набор черных шкал для постоянного напряжения и тока в середине и набор синих шкал для переменного напряжения и тока внизу. . Как шкала постоянного, так и переменного тока имеет три подшкалы:одна в диапазоне от 0 до 2,5, одна в диапазоне от 0 до 5 и одна в диапазоне от 0 до 10. Оператор измерителя должен выбрать ту шкалу, которая лучше всего соответствует настройкам переключателя диапазонов и штекера, чтобы правильно интерпретировать показания счетчика.

Этот мультиметр имеет несколько основных диапазонов измерения напряжения:2,5 В, 10 В, 50 В, 250 В, 500 В и 1000 Вольт. С помощью блока расширения диапазона напряжений в верхней части мультиметра можно измерять напряжение до 5000 вольт. Предположим, оператор измерителя решил переключить его в режим «вольт» и подключить красный измерительный провод к 10-вольтовому разъему.

Чтобы понять положение иглы, ему или ей нужно будет прочитать шкалу, оканчивающуюся цифрой «10». Однако, если бы они вставили красный тестовый штекер в гнездо 250 В, они бы прочитали показания счетчика на шкале, оканчивающейся на «2,5», умножив прямое показание на коэффициент 100, чтобы определить, какое было измеренное напряжение.

Если ток измеряется этим измерителем, выбирается другое гнездо, в которое будет вставлен красный штекер, и диапазон выбирается с помощью поворотного переключателя. На этой фотографии крупным планом показан переключатель, установленный в положение 2,5 мА:

Обратите внимание на то, что все диапазоны тока кратны трем диапазонам шкалы, показанным на лицевой панели измерителя:2,5, 5 и 10. При некоторых настройках диапазона, таких как, например, 2,5 мА, показания измерителя могут считываться напрямую. по шкале от 0 до 2,5. Для других настроек диапазона (250 мкА, 50 мА, 100 мА и 500 мА) показания счетчика должны быть считаны по соответствующей шкале, а затем умножены на 10 или 100, чтобы получить реальное значение.

Максимальный диапазон тока, доступный для этого измерителя, достигается при установке поворотного переключателя в положение 2,5 / 10 А. Разница между 2,5 А и 10 А определяется положением красного тестового штекера:специальное гнездо «10 А» рядом с обычным гнездом для измерения тока обеспечивает альтернативную настройку штекера для выбора более высокого диапазона.

Сопротивление в омах, конечно же, измеряется нелинейной шкалой в верхней части лицевой панели измерителя. Он «обратный», как и все аналоговые омметры с батарейным питанием, с нулем на правой стороне циферблата и бесконечностью на левой стороне. На этом мультиметре имеется только одно гнездо для измерения сопротивления, поэтому поворотным переключателем необходимо выбирать различные диапазоны измерения сопротивления.

Обратите внимание на переключателе, как предусмотрено пять различных настроек «множителя» для измерения сопротивления:Rx1, Rx10, Rx100, Rx1000 и Rx10000. Как вы могли догадаться, показание счетчика дается путем умножения положения стрелки, показанной на лицевой стороне счетчика, на коэффициент умножения степени десяти, установленный поворотным переключателем.

СВЯЗАННЫЕ РАБОЧИЕ ТАБЛИЦЫ:

• Амперметр - таблица мультиметра
• Вольтметр - таблица мультиметра