Digitalt multimeter

Digital Multimeter er en multifunktionel elektronisk måleenhed. Listen over estimerede parametre indbefatter værdier: strøm, spænding, kondensatorkapacitans, modstand af modstande.

Hvad består den digitale multimeter

? Historisk reference: Magnetisk nål, induktansspole som måleenhed

Når du først har åbnet den gamle analogtester, bliver det ikke overrasket over multimeterenheden. Der er et følsomt element, smagret med en hel del typiske modstande. I gamle testere blev kondensatorer brugt til at måle kondensator ratings; i dagens enheder er princippet om drift anderledes. Lad os kort overveje de historiske konstruktioner, så overgangen til nyhederne ikke fremkalder fremtiden.

Testeren er baseret på de principper, der blev brugt i 1820( 16. september) af Schweiger til galvanometerets første design. I emnerne om likestrøm, magnetisk induktion, blev den historiske rækkefølgen af ​​arrangementer diskuteret. Den første enhed, som forfatteren kaldte multiplikatoren. Oversat til russisk multiplikator. Virkningerne af flere trådtråd udviklede sig. Resultatet var en fysisk multiplikation af feltstyrken med antallet af elementære konturer. Tale påvirker induktansspolen.

Alting skete sådan. I begyndelsen af ​​1820 opdagede Hans Oersted: En ledning med en strøm afbøjer en kompassnål placeret i nærheden. Meningerne afviger, nogle gange hævdes det: Observationen blev foretaget af en assistent( studerende, fri lytter), andre har en mening - en tredjeparts person, som tilfældigvis kom ind i lokalet, bemærkede, hvad der skete. Så blev det besluttet at bruge visuelle eksperimenter, lokke publikum.

Pedagogik blev optjent af mange videnskabsfolk på grund af manglen på statsstøtte. Som sir Humphrey Davy udtrykte det, instruerede unge Michael Faraday for at undgå at give op med det samme: Videnskaben er en elendig dame, og hun er ikke særlig generøs over for folk, der er lidenskabelige over hende.

Hans Oersted skulle vise eleverne virkningen af ​​trådopvarmning, der blev opdaget to årtier tidligere. Dem, der ønsker at læse mere i afsnittet om pæren. Opdagelsen blev lavet af førnævnte Sir Humphrey Davy, grundlæggeren af ​​Royal Scientific Society( England) - blandt andre grundlæggere. Ved lukningen af ​​terminalerne i voltaisk søjle( et slags moderne batteri) glødede platinfilamentet hurtigt rødt( snart det brændte i atmosfæren).På tidspunktet for 1820 var det ikke kendt om opfindelsen af ​​glødelampen( se modsætningerne af den historiske reference i afsnittet om glødelamper). Konsekvensen af ​​den uløste Joule-Lenz-lov var kendt - filamentet glødede under virkningen af ​​elektrisk strøm.

Magnetlinjen linjer spiral ledningen. De har et cirkulært tværsnit i tværplanet. Under demonstrationen af ​​Hans Oersted af elens egenskaber passerede ledningen over kompassnålen. På grund af selve samspillet og induceret af et magnetfelt afviste sidstnævnte. Virkningen blev observeret i 1802, Giovanni Domenico Romanozi skrev om ham, den videnskabelige luminary ensomme græd passerede ubemærket. Hans Herstdede forlod ikke et ukendt fænomen, sendte straks meddelelsen på latin - så det almindeligt accepterede sprog i det videnskabelige samfund - til mange forskere. Selv lavet en rapport.

Senere viste Amper på et regelmæssigt møde et nyt fænomen. Laplace, der var til stede, bemærkede: det er tilladt at forstærke effekten ved at bøje tråden. Den første inductor dukkede op, som Schweiger indbyggede i multiplikatoren. En sådan lang introduktion blev gjort for at vise, hvordan ammeteret optrådte, hvilket indtil for nylig var basis for testen.

Som brugt multiplikator i mekaniske testere

På grund af digital multimeterets natur måles spænding, mekanisk tester - elektrisk strøm. I induktansspolen forstærkes spolefeltet ved at afbøje pilen. Minder eksperimenterne Oersted. En simpel enhed vil tjene til en række opgaver:

1. Spændingsmåling.
2. Estimering af AC og DC.
3. Måling af aktive modstande og kapacitanser.

Lad os beskrive hvad der sker:

• Lav strøm målt direkte. Hver næste grænse sendes gennem modstanden af ​​den ønskede værdi. Jo større strømmen er svækket, den lille er fodret næsten uden ændringer til multiplikatoren( ammeter).For at skifte grænserne er der en kontrol knap, der skifter kontaktoren til den ønskede position. Vekselstrøm før estimering af den værdi, der kræves for at rette ud. En hel eller halv diode bro bruges. Den korrigerede strøm passeres gennem den ønskede værdi af modstanden til dæmpning, grænsen reguleres af kontrolknappen, resultatet bliver fodret til multiplikatoren.
• Spændingen måles på tilsvarende måde. En konstant danner en resistiv divider med yderligere modstand, den aktive del af impedansen af ​​multiplikatorspolen. Der er en forudberegnet strøm, idet der tages hensyn til, hvilken instrumentskala der er blevet aflagt. Tilsvarende er der en række grænser, der skiftes af håndtaget. Hver nominel har en individuel modstand, skalaerne kan falde sammen( se påskrifterne på testerens tæller).Vekselstrøm spændes ved hjælp af en diodebro.
  

  Multimeter Case

• En kondensatorblok bruges til at måle kapacitanserne. Det målte element er forbundet parallelt med bundtet, afgrener en del af strømmen( netværk 220 volt 50 Hz).Multiplikatoren estimerer tab, pilens afvigelse indikerer gradueringen af ​​skalaen i enheder af faradfraktioner( opkaldt efter Michael Faraday).Det skal bemærkes her: Aflæsningen af ​​enheden vil stærkt afhænge af netets frekvens, amplituden af ​​udgangsspændingen.
• Modstand ratings måles ved hjælp af et indbygget batteri( Krone).Princippet er det samme: en konstant spænding danner en strøm, værdien er kendt på forhånd. Afviser pilen i en vis vinkel, skalaen er gradueret af de relevante enheder( Ohms).

Hvordan den digitale multimeter

fungerer Den digitale multimeter er baseret på en controller med et analog-til-digitalt konverteringsmodul. En chip, der analyserer størrelsen af ​​den indgående spænding, er inkluderet i mikrokredsløbet( på billedet fyldt med en dråbe forbindelse).Forskellen fra konstruktionen beskrevet ovenfor: giver dig mulighed for at udføre de allerede nævnte operationer plus:

1. Personsøgningsmodstand, modstande. I jargon af elektronikingeniører angiver operationen en procedure til evaluering af ledernes integritet eller pn-krydsninger af halvlederindretninger. Opkaldet minder om en typisk summere, vi mødes i enhver system enhed i en pc( se billede).Når kredsløbet er lukket, giver det en skarp lyd. Herfra kommer procedurens navn. Summen er tavs - det estimerede elektriske kredsløb er defekt.
2. På samme måde vil vi tjekke transistorer, men et moderne multimeter har en behagelig overraskelse: mange enheder måler nuværende gevinst. Parameteren betegnes ofte med det græske brev beta eller repræsenteret af h-parametre som h21.Nogle gange tilføjes et brev her. For eksempel betyder "e": Parameteret måles ved hjælp af en transistor forbundet i henhold til et fælles emitter kredsløb( oftest fundet i enkle enheder).Til disse formål på frontpanelet på det digitale multimeter er der en speciel slot. To hele - til pnp og npn strukturer. Parametrene for felt-effekt transistorer er anslået forskelligt, specifikationerne ligger uden for artiklens anvendelsesområde.
3. Princippet om måling af containere har gennemgået maksimale ændringer. Nu er terminalen, hvor elementets ben er indsat kortvarigt aktiveret, så beregnes udløbstiden. Kondensatorens spænding falder eksponentielt, og efter undersøgelse kan du give et estimat af parameteren under undersøgelse. Faktum er udbredt teknik til forskellige formål. Litteraturen citerer ofte eksempler med de RC-tidskonstante karakteriserende filterparametre. Det antages i tre perioder svarende til den konstante tid, ladningen går tabt næsten helt.
4. En ekstra bonus på dyre digitale multimetre er en temperaturmåler. Handlingen er baseret på termoelementet. Når Georg var i stand til at estimere spændingen, vil elektronikken gøre alt mere. Spændingen estimeres ved hjælp af en analog-til-digital-omformer, der vises som temperaturvisning.

Afviger fra den nuværende driftsmultiplikator, vurderer controlleren spændingen. Serien af ​​chips 7601 forekommer oftere. Beskrivelser af typiske repræsentanter gives overalt. Se videoen på YouTube-kanal Chip & Dip. Der er to måleindgange: en til høje spændinger. Inde er der en komparator, der konverterer niveauet af et analogt signal til en digital indgang.7601-serien har flere referenceindgange til eksterne modstande, kondensatorer, som er strukturelt del af en urgenererende timer. Sommetider er den indbyggede brugt, i andre er tidskonstanten indstillet af værdierne R og C.

Koden modtaget fra komparatoren er opdelt i grupper i tusinder, hundreder, tiere, enheder, fodret til låsen( låsen).Sidstnævnte er en hukommelsescelle, der er i stand til at gemme information, der er indtastet. Ellers vil aflæsningerne på displayet være ustabile. Enheden opdaterer numrene, så det ikke virker for hurtigt til en person( ca. tre gange pr. Sekund).Skærmen styres af en speciel driver - et mikrokredsløb, der genererer signaler til gløden af ​​displaysegmenterne. En separat linje er et minus symbol. Der er ingen baggrundsbelysning, selv om der kan være en mulighed.

Modusomskifter anses for at være en interessant del af et digitalt multimeter. Håndter, udstyret med et sæt kontakter( se foto), som lukker i den rigtige rækkefølge labyrinten af ​​kontaktspor placeret på bordet. Lidt adskiller sig fra en mekanisk tester efter handlingsprincippet, på trods af den tilsyneladende kompleksitet: passive kredsløbselementer veksler.

Efter montering skal enheden ofte kalibreres. For temperaturmålingskredsløbet skal du gøre følgende:

1. Placer termoelementet i en blanding af koldt vand og is ved en temperatur på 0 grader Celsius, og juster det nedre grænse potentiometer( lavspændingsindgang) til de tilsvarende målinger på brættet.
2. Sensoren opvarmer op til hundrede grader, den øvre grænse er reguleret. Indtil den ønskede værdi vises på displayet.

I processen med et digitalt multimeter er varmegenerationen fra chippen minimal. Typisk strømafledning er en brøkdel af en watt. Køling er ikke nødvendig. Det er vigtigt at forbinde proberne korrekt. Sort er en skematisk grund, der betegnes af COM.Måling af indgange ofte to, en til store strømme. Selv om sikringsbeskyttelse er til stede( mærket med en smeltet mærke), kan signalet ikke være korrekt, det digitale multimeter kan fungere. Undgå at bruge den sorte sonde til at berøre højspændingskredsløb, udføre handlinger, der ikke er angivet i vejledningen.