Как прозванивать мультиметром

Один из самых востребованных, особенно в быту, режимов работы мультиметра – это «прозвонка». Именно с помощью этой функции можно найти, обрыв в электрической цепи или замыкание, а это, зачастую, позволяет быстро диагностировать и устранить неисправность.

Почему режим называется «прозвонка»

Проверить целостность цепи можно было и раньше, используя режим замера сопротивления – омметра. Главное же отличие прозвонки в том, что при замерах, если электрическая связь есть между тестируемыми участками то, дополнительно к показаниям на экране, раздаётся звуковой сигнал – зуммер, от сюда и возник термин прозвонка или прозвон.

Этот звуковой сигнал значительно ускоряет процесс проверки, вам не приходится отвлекаться, смотреть на экран, да и не всегда это удобно, а услышав зуммер (либо не услышав) вы уже знаете результат. Особенно это полезно при массовых замерах, например, при поиске в пучке проводов одного определенного.

Обозначение прозвонки на мультиметре

В одной из недавних статей – «Как пользоваться мультиметром», я уже рассказывал об основных режимах работы стандартного тестера, пределах измерений и способах тестирования, в частности и о функции прозвонки, которая имеет следующее обозначение:

Как видите, маркировка точно передаёт основной смысл этого режима, ведь она состоит из двух элементов – значка диода, который символизирует проверку и зуммера, обозначающего звуковой сигнал.

Принцип работы прозвонки

Для лучшего понимания, как именно мультиметр узнаёт есть ли обрыв в цепи или нет, я, общих чертах, опишу принцип работает этого режима.

Здесь всё предельно просто, принцип действия прозвонки, основан на всем известном законе Ома, главном правиле электрики и электротехники:

I = U / R , где I – Сил тока, U – Напряжение в сети, R – сопротивление

В каждом мультиметре имеется источник питания – батарейка или аккумулятор, с помощью них создаётся напряжение на проверяемом участке сети – подаётся ток и зная его характеристики – высчитывается результат.

Что показывает мультиметр при прозвонке

Мультиметр, при прозвонке, показывает вычисленную им величину падения напряжения в милливольтах в этой цепи.

Создаваемый же тестером ток, на проверяемом участке, величиной около 1 миллиампера, выбран так не случайно, так как падение напряжения в милливольтах в таком случае соответствует сопротивлению в Омах.

Другими словами, при прозвонке электрических цепей или электроматериалов нам показывается величина падения напряжения, которая равна сопротивлению этого участка в Омах.

как пользоваться прозвонкой

Вот мы подошли к самому главному вопросу, как правильно прозванивать мультиметром:

Первое и самое главное правило: Прозванивать можно только полностью обесточенные цепи, ни в коем случае не проверяйте, например, целостность провода, который находится под напряжением.

Для большей наглядности, давайте рассмотрим, как пользоваться прозвонкой на самом простом примере – проверке куска провода:

Прозвонка мультиметром провода

1. Устанавливаем щупы в разъемы мультиметра:

     – Красный щуп в гнездо VΩmA

     – Черный щуп в гнездо COM

2. Переводим колесо управления в режим прозвонки, который промаркирован соответствующим образом (значок диода и зуммера)
На экране, при этом, должна высветится единица.

3. Проверяем правильность работы мультиметра, соединяя контакты щупов, закоротив их.

Если прибор работает правильно, вы услышите звук зуммера, а на экране высветится значение близкое к нулю.

4. Прозваниваем провод. Прикладывая щупы мультиметра к его жилам с двух сторон, как показано на изображении ниже. Если проводник целый, то вы сразу же услышите звуковой сигнал зуммера, а показания на экране будут близкие к “0”, например 0,001.

Если же жила провода повреждена и один из её концов не имеет электрической связи со вторым, то показания мультиметра не изменятся, будет высвечиваться «1» и звукового сигнала не будет.

Как видите, всё довольно просто, и вы, если у вас есть под рукой мультиметр, можете сами попробывать прозвонить, что-нибудь. Только я еще раз напомню – не прозванивайте под напряжением, даже под небольшим.

 Один из наглядных, часто встречающихся в быту, примеров проверки мультиметром проводки описан в следующей нашей статье – КАК ПРОЗВОНИТЬ РОЗЕТКУ. Это подробная, пошаговая инструкция диагностики неработающей розетки, обязательно изучите её, чтобы понять, как прозванивать электропроводку. 

Что делать если у мультиметра нет режима прозвонки

 

У некоторых бюджетных электронных тестеров нет отдельного режима прозвонки со звуковым оповещением, но при этом проверить целостность цепи можно и ими, только это не так удобно.

Например, у достаточно популярной модели dt 830b, нет зуммера, но вот режим проверки диодов есть, можно воспользоваться им, наблюдая изменение показаний на экране. Щупы при этом подключаются так же, как описано выше в порты COM и VΩmA.

Если показания при замерах на экране будут отличные от единицы – то электрическая связь на проверяемом участке есть. Проверить работоспособность этого способа можно соединив щупы, если все в порядке, то на экране должны появится нули.

В моделях мультиметров, где вообще нет никаких дополнительных функций, в частности в аналоговых приборах, прозвонить можно переключив регулятор в режим измерения сопротивления – омметра.

При этом выбирать необходимо самый минимальный доступный порог – например 50 Ом или 200 Ом. После чего измерять по обычной схеме, описанной выше, и смотреть за изменением показаний на экране – если изменения есть – цепь цела. Для домашних, бытовых условий, этого вполне достаточно, чтобы найти какой провод оборван, определить сгоревшую дорожку на плате и многое другое.

На этом у меня всё, на мой взгляд этой информации вполне достаточно, чтобы любой человек смог научиться прозванивать мультимтром, даже не делая этого никогда ранее. Если же у вас остались вопросы или есть здоровая критика, дополнения – обязательно пишите в комментариях к статье, кроме того подписывайтесь на нашу группу ВКОНТАКТЕ – следите за появлением новых материалов.

В следующих статьях мы поговорим о других полезных функциях и способах использования цифрового мультиметра в быту, определим фазу и ноль в розетке, измерим напряжение в сети и многое другое, оставайтесь с нами.

Как работать с мультиметром. Часть 1

Добрый день, друзья!

Сегодня мы с вами не будем отвлеченно рассуждать о том, как работает компьютер или другое устройство. Наш блог и о «железе» тоже. Поэтому давайте перейдем ближе к делу и займемся практикой. Если мы работаем с какой-то техникой, нам придется начинать работать и с измерительными приборами. Итак,

 Что такое мультиметр?

Мультиметр — это прибор (цифровой или стрелочный), позволяющий выполнять измерения нескольких величин. Много лет существовали отдельные стрелочные приборы для измерения

• электрического тока (амперметры),
• напряжения (вольтметры),
• мощности (ваттметры),
• сопротивление (омметры) и т. д.

Держать под руками эту гору приборов неудобно, поэтому придумали встроить много измерителей в общий корпус.

А выбор измеряемой величины производить переключателем и посредством подключения измерительных щупов к разным клеммам.

Поэтому одним прибором можно выполнять как измерение тока, так и измерение напряжения. Мультиметры (другое название — тестеры) могут быть цифровыми и стрелочными.

В первом случае значение измеряемой величины отображается на цифровом табло в виде нескольких цифр, причем в виде целой и дробной части, разделенных запятой или точкой.

В стрелочных приборах считывание измеряемой величины выполняется посредством стрелки, останавливающейся возле соответствующего деления цифровой шкалы.

Цифровые приборы точнее, ими удобнее пользоваться (хотя и не всегда). Итак, ознакомимся, как работать с конкретным экземпляром цифрового тестера — прибором UT2001. Большинство недорогих приборов имеют очень похожую идеологию.

 Панель индикации и кнопка включения мультиметра UT2001

В верхней части тестера расположено табло, на котором расположены 4 разряда измеряемой величины, вид измеряемой величины, предел измеряемой величины и знак ее.

Последнее весьма удобно, так как не надо менять полярность подключения щупов — как в стрелочном приборе.

Ниже цифрового табло находятся две кнопки, крайняя справа — кнопка включения прибора. При ее нажатии прибор включается, и на его табло появляются нули.

Практически все цифровые приборы снабжены функцией автовыключения — если измерения не производить некоторое время, прибор автоматически выключается.

Это очень удобно, экономится энергия батареи, хотя при этом кнопка и остается включенной.

Чтобы включить прибор после автовыключения, надо отжать и вновь нажать эту кнопку.

Благодаря функции автоотключения мультиметр работает  достаточно долго даже на такой батарейке, как «Крона».

Интересно отметить, что стрелочные мультиметры работают на батареях большей емкости, чаще всего — на пальчиковых элементах типоразмера АА.

 Кнопка выбора рода тока (переменный/постоянный)

Крайняя левая кнопка — род измеряемого тока и напряжения. Если эта кнопка отжата — прибор измеряет постоянные ток и напряжение (DC — Direct Current, постоянный ток) в соответствии с выбранным пределом измерения.

Если кнопка нажата, мультиметр измеряет переменные ток и напряжение (AC – Alternating Current, переменный ток).

В других моделях тестеров такой кнопки может и не быть.

При этом и выбор режима и выбор предела осуществляется переключателем, который имеет короткую полоску на движущейся части, которая и указывает на необходимый предел.

Большинство измеряемых величин имеют несколько поддиапазонов. Это необходимо для того, измерить величину с необходимой точностью.

Напомним, что в бытовой осветительной сети имеют место переменные ток и напряжение. Напряжение и ток меняются по величине и направлению. А, скажем, в автомобилях используются источник постоянного напряжения – аккумулятор.

 Измерение напряжения

В данном приборе имеется 5 поддиапазонов измерения напряжения. На корпусе прибора в области измерения напряжения имеется буква V (Volt. Вольт, единица измерения напряжения).

В первом поддиапазоне измеряется напряжение от 0 до 200 милливольт (мВ), во втором — от 0 до 2 В, в третьем — от 0 до 20 В, в четвертом — от 0 до 200 В, в пятом — от 0 до 1000 В.

Переменное напряжения на последнем поддиапазоне измеряется от 0 до 750 В, о чем говорит красная цифра «750» со значком «~ “. Прибор имеет два щупа разных цветов:

• красный (положительный), который подключается к красному гнезду прибора,
• черный (отрицательный), подключающийся к черному гнезду (или общему проводу) прибора.

Если при измерении постоянного тока или напряжения перепутать полярность и встать красным щупом на «минус» (например, на отрицательную клемму аккумулятора), то это не будет иметь никаких отрицательных последствий для прибора.

При этом на табло перед значением величины просто загорится знак «-».

Только и всего!

Если измеренное напряжение превысит установленный предел (например, если измерять напряжение 12 В аккумулятора на пределе 2 В), то на табло загорится знак «1» в крайнем левом разряде. Прибор при этом также не выйдет из строя.

В стрелочных приборах такие ошибки с полярностью и диапазоном вызвали бы срабатывание защиты либо (если бы защиты не было) вывели бы его из строя! В этом еще одно преимущество цифровых мультиметров.

Порядок проведения измерений

Для того, чтобы измерить напряжение (применим строгую формулировку) на каком-то участке цепи, необходимо коснуться оголенными концами обоих щупов этого участка.

Если через какой-то участок электрической цепи (вспомним школьный курс физики) протекает электрический ток, то на нем (участке) имеет место падение напряжения.

Щупы имеют изолированные ручки и утолщения в своей нижней части. Это сделано для того, чтобы пальцы оператора случайно не соскользнули и не коснулись токоведущих частей.

Отметим, что при измерении напряжения мультиметр подключается параллельно участку цепи. Иными словами, не нужно производить каких-то дополнительных манипуляций (например, разорвать какую-то цепь) с измеряемым участком. А вот для того, чтобы измерить ток, мультиметр надо включить в разыв цепи, последовательно с нагрузкой.

Итак, надо коснуться концами щупов измеряемого участка и посмотреть на табло прибора. Если предел измерения выбран ошибочно, надо отодвинуть щупы от цепей измерения, изменить предел измерений с помощью переключателя и повторить процедуру измерения.

Не переключайте пределы измерений при присоединенных щупах!

 Предостережение

Напоминаем, что высокие напряжения (на поддиапазонах 200 и 1000 В, в том числе и сетевое переменное напряжение 220 В) надо измерять, держа щупы в одной руке. Если держать щупы в разных руках, то — при плохой изоляции щупов — электрический ток может пройти по пути «правая рука — область сердца — левая рука», что чревато остановкой сердца.

При работе с высокими напряжениями необходимо иметь резиновый коврик под ногами, чтобы исключить прохождение электрического тока по пути «рука-нога».

 Количественные характеристики

Вспомним, что когда что-то измеряют, то получают количественные характеристики. Т.е., грубо говоря, делают вывод – «много или мало».

Отметим, что в бытовой осветительной сети чаще всего бывает 220 — 240 В. Можно сказать, что это много (потому что это опасное для жизни напряжение).

А напряжение 1,5 В, которое отдает пальчиковый элемент – это «мало». Напряжение батареи «Крона» — около 9 В.

Раньше существовал такой тест оценка качества элементов и батареек, когда касались языком обеих клемм. Свежая «Крона» сильно щипала язык, севшая – меньше.

В наше время, когда разных приборов полно, необходимость в таких тестах отпала. Еще раз напомним, что с Его Величеством Напряжением надо быть на «Вы».

Отметим также, что свежий литиевый элемент 2032, который установлен в материнскую плату компьютера, имеет напряжение 3,3 В. А компьютерный блок питания обеспечивает напряжения +3,3, +5 и +12 В.

Мы рассмотрели метод и порядок измерения напряжения – той величины, которая измеряется чаще всего. Надеюсь, вы не слишком устали, уважаемые читатели!

Но мультиметр может измерять и другие величины. Как это делается – мы рассмотрим в последующих публикациях. Подпишитесь на обновления, чтобы не пропустить интересную статью.

До новых встреч!

Понимание того, как работает цифровой мультиметр DMM » Electronics Notes

Понимание того, как работает цифровой мультиметр, поможет вам максимально использовать его преимущества и свести к минимуму влияние его недостатков.

---

Учебное пособие по мультиметру Включает:
Основы работы с измерительным прибором Аналоговый мультиметр Как работает аналоговый мультиметр Цифровой мультиметр цифровой мультиметр Как работает цифровой мультиметр Точность и разрешение цифрового мультиметра Как купить лучший цифровой мультиметр Как пользоваться мультиметром Измерение напряжения Текущие измерения Измерения сопротивления Проверка диодов и транзисторов Поиск неисправностей транзисторных цепей

---

При использовании цифрового мультиметра полезно иметь представление о том, как работает измерительный прибор. Таким образом, можно извлечь из него наилучшую пользу — понять, как работает цифровой мультиметр, выбрать оптимальные настройки и т. д.

Ввиду того, что вместо аналоговых циферблатов используется цифровая технология, цифровой мультиметр работает совершенно иначе, чем старые аналоговые мультиметры. В цифровых мультиметрах используется технология аналого-цифрового преобразователя, а также они могут обеспечить гораздо больше возможностей измерения, поскольку добавление дополнительных измерений в базовую ИС не приводит к значительному увеличению стоимости.

Основными измерениями, выполняемыми любым мультиметром, являются амперы, вольты и омы (сопротивление), и многие цифровые мультиметры обеспечивают множество других измерений, включая емкость, сопротивление транзистора, зуммер непрерывности, температуру и т. д., в зависимости от конкретного измерительного прибора.

Типовой недорогой цифровой мультиметр

Принцип работы цифрового мультиметра — основы

При рассмотрении работы цифрового мультиметра необходимо понимать основные технологии, которые обычно используются.

Для цифрового мультиметра одним из ключевых процессов, связанных с этим, является аналого-цифровое преобразование.

Существует много форм аналого-цифрового преобразователя, АЦП. Однако тот, который наиболее широко используется в цифровых мультиметрах, DMM известен как регистр последовательного приближения или SAR.

Некоторые АЦП последовательного приближения могут иметь уровень разрешения только 12 бит, но те, которые используются в тестовом оборудовании, включая цифровые мультиметры, обычно имеют 16 бит или, возможно, больше, в зависимости от приложения.

Как правило, для цифровых мультиметров обычно используются уровни разрешения 16 бит со скоростью 100 тыс. отсчетов в секунду. Эти уровни скорости более чем достаточны для большинства приложений цифрового мультиметра, где обычно не требуются высокие уровни скорости. Как правило, для большинства стендовых или общих контрольно-измерительных приборов измерения необходимо проводить с максимальной скоростью несколько секунд в секунду, возможно десять в секунду.

АЦП регистра последовательного приближения, используемый в большинстве цифровых мультиметров

Как следует из названия, АЦП регистра последовательного приближения работает путем последовательного поиска значения входного напряжения.

Первый этап процесса заключается в том, что схема выборки и удержания производит выборку напряжения на входе цифрового мультиметра, а затем удерживает его постоянным.

При стабильном входном напряжении регистр начинается с половины значения полной шкалы. Обычно для этого требуется самый старший бит, MSB установлен в «1», а все остальные установлены в «0». Предполагая, что входное напряжение может находиться где угодно в диапазоне, средний диапазон означает, что АЦП устанавливается в середине диапазона, что обеспечивает меньшее время установления. Поскольку он должен перемещать только максимум полной шкалы, а не 100%.

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 приведет к установке регистра на уровень 0100. Если напряжение выше этого, регистр переместится на 0110, и так далее, пока не будет найдено ближайшее значение.

Видно, что преобразователям SAR требуется один аппроксимирующий цикл для каждого выходного бита, т. е. n-разрядному АЦП потребуется n циклов.

Работа цифрового мультиметра

Хотя аналого-цифровой преобразователь является ключевым элементом измерительного прибора, чтобы полностью понять, как работает цифровой мультиметр, необходимо рассмотреть некоторые другие функции аналого-цифрового преобразователя, АЦП.

Хотя АЦП берет очень много выборок, общий цифровой мультиметр не будет отображать или возвращать каждую взятую выборку. Вместо этого образцы буферизируются и «усредняются» для достижения высокой точности и разрешения.

Буферизация и «усреднение» устраняют влияние небольших изменений, таких как шум и т.

д. Шум, создаваемый аналоговыми первыми каскадами цифрового мультиметра, является важным фактором, который необходимо устранить для достижения максимальной точности.

Блок-схема работы цифрового мультиметра

Основным измерением является измерение напряжения: аналого-цифровой преобразователь преобразует аналоговое напряжение в цифровой формат, чтобы его можно было обработать схемой обработки.

Для измерения больших напряжений на входе АЦП могут быть выполнены делители напряжения. Это может привести к тому, что входное напряжение попадет в диапазон АЦП.

Аналогичным образом можно измерить ток, отслеживая напряжение на известном резисторе.

Таким образом, в цифровом мультиметре используются методы измерения, очень похожие на методы измерения аналогового измерителя, в которых используются последовательные резисторы и параллельные шунты.

Для измерения сопротивления требуется несколько иной подход, часто измеряя напряжение на резисторе через известное сопротивление из стабилизированного напряжения в измерителе.

Еще одним элементом цифрового мультиметра является дисплей. Вместо аналогового панельного измерителя в цифровых мультиметрах используется цифровой дисплей. Обычно это жидкокристаллический дисплей, поэтому будьте осторожны при использовании его на улице, если становится холодно, так как жидкокристаллические дисплеи не работают при температуре ниже 0°C.

Обычно дисплеи относительно большие, и на них можно легко увидеть все цифры. В темноте цифры могут быть труднее увидеть, но некоторые цифровые мультиметры имеют подсветку, обеспечивающую дополнительный свет в этих обстоятельствах.

Время измерения

Одна из ключевых областей понимания работы цифрового мультиметра связана со временем измерения. Помимо основного измерения, есть ряд других необходимых функций, и все они требуют немного времени. Соответственно, время измерения цифрового мультиметра, DMM, не всегда может показаться простым.

Всегда лучше дать цифровому мультиметру время для стабилизации, хотя в большинстве случаев скорость, с которой выполняются измерения, очень высока и не будет беспокоить ручного пользователя. Если используются цифровые мультиметры с компьютерным управлением, для этого может потребоваться добавить в программу немного дополнительного времени. Эти автоматические цифровые мультиметры, как правило, представляют собой настольные коробки, а не ручные ручные.

Общее время измерения для цифрового мультиметра состоит из нескольких фаз, на которых выполняются различные действия:

• 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. Он также включает время установления после изменения диапазона. Если автоматическое определение диапазона включено, измеритель должен будет установиться, если требуется изменение диапазона.

• Время установления:   После того как измеряемое значение будет применено к входу, для его установления потребуется определенное время. Это позволит преодолеть любые уровни входной емкости при проведении испытаний с высоким импедансом или, как правило, для стабилизации схемы и прибора.

  Часто можно увидеть, что счетчик показывает окончательные показания. Это не является чем-то необычным, и необходимо дать время, чтобы счетчик установился и были получены устойчивые показания.

• 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. Например, для минимальной частоты 50 Гц требуется апертура, в четыре раза превышающая период, т. е. 80 мс для сигнала 50 Гц или 67 мс для сигнала 60 Гц и т. д.

• Автоматическое обнуление времени:   Некоторые цифровые счетчики, как правило, цифровые мультиметры более высокого класса, имеют функцию, известную как автоматическое определение диапазона. При использовании в этом режиме необходимо только выбрать тип проводимого измерения: ампер постоянного тока, ампер переменного тока; напряжение постоянного тока; Напряжение переменного тока и т. д. Помимо этого, измеритель самостоятельно установит диапазон в соответствии с входным напряжением.

  При выборе автоматического выбора диапазона или изменении диапазона необходимо обнулить счетчик для обеспечения точности. Как только выбран правильный диапазон, автообнуление выполняется для этого диапазона. Хотя обычно он довольно короткий, в некоторых случаях его можно заметить.

• Время калибровки АЦП:   В некоторых цифровых мультиметрах периодически выполняется калибровка. Это необходимо учитывать, особенно если измерения проводятся под автоматическим или компьютерным управлением.

Принцип работы цифрового мультиметра относительно прост, но можно понять, что измерение переменных сигналов или прерывистых напряжений может давать необычные результаты. Также важно правильно выбрать время, в течение которого можно проводить измерения. Понимание того, как работает цифровой мультиметр, позволяет принимать более обоснованные решения, подобные этим и другим, при использовании цифрового мультиметра.

Другие тестовые темы:
Анализатор сетей передачи данных Цифровой мультиметр Частотомер Осциллограф Генераторы сигналов Анализатор спектра LCR-метр Измеритель наклона, ГДО Логический анализатор ВЧ измеритель мощности Генератор радиочастотных сигналов Логический пробник PAT-тестирование и тестеры Рефлектометр во временной области Векторный анализатор цепей PXI ГПИБ Граничное сканирование / JTAG Получение данных
    Вернуться в меню “Тест”. . .

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 структуры мультиметра

. На изображении изображены обычно часто 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 является одним 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 вольтметр 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 защита 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 секции, а нижняя секция 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).

На показанной выше печатной плате закреплены следующие микросхемы:

 

1.      LM324DG: это микросхема операционного усилителя с низким энергопотреблением, работающая в качестве компаратора. 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

 

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

 

 

Рис. 8: 14-контактная микросхема — HEF4070

 

ИК. 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

 

режим, что означает, что он может сделать работа двух ОУ.

 

 

Рис. 10. ИС операционного усилителя на полевых транзисторах — TL062

 

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

Переключатель диапазонов

Проводящие круглые кольца и выбор диапазона/функции

 

Плата крепится к верхнему корпусу мультиметра с помощью 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 выравнивание 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. 13: Рисунок, показывающий положение поворотного переключателя для измерения сопротивления в диапазоне 400K

 

 

Рис. 14: Механизм поворотного переключателя 9000 9

 

 

Рис. 15: Индикатор и соответствующее расположение Штыри

 

 

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 каждой позиции. 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.

ЖК-дисплей

 

Рис. 18: 7-сегментный ЖК-дисплей мультиметра

 

Выдавая 7-сегментный выходной сигнал, ЖК-дисплей формирует критическую спецификацию конфигурации мультиметра с точки зрения цифр, которые отображается. 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 ЖК-дисплея

 

 

Рис. 20: Пластиковое покрытие ЖК-дисплея (вверху) и амортизирующие резиновые прокладки

90 005  

ЖК-дисплей встроен в печатную плату и подключается через 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.