Цифровые мультиметры
Цифровые мультиметры - комбинированный электроизмерительный прибор, объединяющий в себе несколько функций. В минимальном наборе это вольтметр, амперметр и омметр.
Мультиметр может быть как лёгким переносным устройством, используемым для базовых измерений и поиска неисправностей, так и сложным стационарным прибором со множеством возможностей.
Наиболее простые цифровые мультиметры имеют разрядность 2,5 цифровых разряда (точность обычно около 10 %). Наиболее распространены приборы с разрядностью 3,5 (точность обычно около 1,0 %). Выпускаются также чуть более дорогие приборы с разрядностью 4,5 (точность обычно около 0,1 %) и существенно более дорогие приборы с разрядностью 5 и выше. Точность последних сильно зависит от диапазона измерения и вида измеряемой величины, поэтому оговаривается отдельно для каждого поддиапазона. В общем случае точность таких приборов может превышать 0,01 %, несмотря на портативное исполнение.
Разрядность цифрового измерительного прибора, например, «3,5» означает, что дисплей прибора показывает 3 полноценных разряда, с диапазоном от 0 до 9, и 1 разряд — с ограниченным диапазоном. Так, прибор типа «3,5 разряда» может, например, давать показания в пределах от 0,000 до 1,999, при выходе измеряемой величины за эти пределы требуется переключение на другой диапазон (ручное или автоматическое).
Типичная погрешность цифровых мультиметров при измерении сопротивлений, постоянного напряжения и тока менее ±(0,2 % +1 единица младшего разряда). При измерении переменного напряжения и тока в диапазоне частот 20 Гц…5 кГц погрешность измерения ±(0,3 %+1 единица младшего разряда). В диапазоне высоких частот до 20 кГц при измерении в диапазоне от 0,1 предела измерения и выше погрешность намного возрастает, до 2,5 % от измеряемой величины, на частоте 50 кГц уже 10 %. С повышением частоты повышается погрешность измерения.
Входное сопротивление цифрового вольтметра порядка 11 МОм (не зависит от предела измерения, в отличие от аналоговых вольтметров) , ёмкость — 100 пФ, падение напряжения при измерении тока не более 0,2 В. Количество разрядов не определяет точность прибора. Точность измерений зависит от точности АЦП, от точности, термо- и временной стабильности применённых радиоэлементов, от качества защиты от внешних наводок, от качества проведённой калибровки.
Типичные диапазоны измерений:
постоянное напряжение: 0..200 мВ, 2 В, 20 В, 200 В, 1000 В
переменное напряжение: 0..200 В, 750 В
постоянный ток: 0..2 мА, 20 мА, 200 мА, 10 А (обычно через отдельный вход)
переменный ток: нет
сопротивления: 0..200 Ом, 2 кОм, 20 кОм, 200 кОм, 2 МОм.
Принцип работы мультиметра основан на сравнивании входного сигнала с опорным. В основе цифрового мультиметра – АЦП двойного интегрирования. Изменение предела измерений реализуется на резисторных делителях; если в мультиметре есть милливольтовое деление, возможна реализация оборудования на встроенном усилителе с возможностью изменения коэффициента усиления. Напряжение измеряется путем прямого подключения к цепи. Измерение тока основано на падении напряжения на встроенных резисторах (разный резистор для разного предела измерения). Сопротивление измеряется при подаче фиксированного тока на резистор, с которого считывается значение (включение резистора реализовано на обратной связи инвертирующего усилителя).
Функциональная схема цифрового мультиметра
Ко входам коммутатора подключены различные измерительные преобразователи. Для простоты на рисунке показано три преобразователя.
1. Аттенюатор А служит для преобразования постоянного напряжения высокого уровня в постоянное напряжение более низкого уровня.
2. Прецизионный выпрямитель ПВ служит для преобразования переменного напряжения (тока) в напряжение постоянного тока.
3. Преобразователь ПR преобразует сопротивление в напряжение постоянного тока. Чаще всего это просто прецизионный источник постоянного тока, который задается через измеряемое сопротивление и создает на нем падение напряжения U = IR.
Таким образом, мультиметр может измерять напряжение (и токи) постоянного и переменного тока, а также сопротивление.
turboreferat.ru
Количество просмотров публикации Цифровой мультиметр - 62
Основой всех современных цифровых мультиметров является интегральный АЦП напряжения. Одним из первых таких АЦП, пригодных для построения недорогих портативных измерительных приборов, был преобразователь на микросхеме ICL71O6, выпущенной фирмой MAXIM. На рис. 14.7 приведен внешний вид АЦП с указанием выводов. Для каждого десятичного разряда показаний (единицы, десятки, сотни, и тысячи) АЦП имеет выходы для семисегментных цифровых дисплеев (A,B.C,D,E,F,G) для индикации результатов в любом режиме измерений.
Рис.14.7.
На базе этого АЦП было разработано несколько удачных недорогих моделей цифровых мультиметров 830-й серии, таких как М830В, М830, М832, М838. Сегодня эта серия приборов является самой распространенной и самой повторяемой в мире.
Ее базовые возможности:
-измерение постоянных и переменных напряжений до 1000 В (входное сопротивление 1 МОм),
-измерение постоянных токов до 10 А,
-измерение сопротивлений до 2 МОм,
-тестирование диодов и транзисторов.
Вместе с тем, в некоторых моделях есть режим звуковой ʼʼпрозвонкиʼʼ соединений, измерения температуры с термопарой и без термопары, генерации меандра частотой 50...60 Гц или 1 кГц.
Ниже на рисунках ниже приведены схемы, поясняющие принцип действия мультиметра в различных режимах измерения.
Рис. 14.8. Упрощенная схема мультиметра в режиме измерения напряжения
Здесь (рис. 14.8) показано, что входное устройство содержит делители напряжения с переключателями, которые позволяют установить необходимый предел измерения и диод для преобразования переменного напряжения в постоянное. Мультиметр имеет дисплей, включенный на схеме в блок АЦП.
При измерении постоянного напряжения входной сигнал подается на цепочку резисторов R1...R6, с выхода которой через переключатель (по схеме 1-8/1... 1-8/2) подается на защитный резистор R17. Этот резистор, кроме того, при измерениях переменного напряжения вместе с конденсатором СЗ образует фильтр нижних частот. Далее сигнал поступает на прямой вход микросхемы АЦП, вывод 31. Инверсный вход микросхемы соединен с общем выводом 32–и отрицательным полюсом источником стабилизированного напряжения 3 В.
При измерениях переменного напряжения оно сначала выпрямляется однополупериодным выпрямителем на диоде D1. Резисторы R1 и R2 подобраны таким образом, чтобы при измерении синусоидального напряжения прибор показывал правильное значение. Защита АЦП обеспечивается делителем R1...R6 и резистором R17.
В режиме измерения постоянного тока (рис. 14.9) входная цепь (шунт для преобразования тока внапряжение) образована резисторами R8, R7 и R6, коммутируемыми исходя из диапазона измерения. Напряжения с этих резисторов через R17 подается на вход АЦП, и результат выводится на дисплей. Защита АЦП обеспечивается диодами D2, D3 (в некоторых моделях могут не устанавливаться) и предохранителем F.
Рис. 14.9. Упрощенная схема мультиметра в режиме измерения тока
При измерении больших токов до 10А используется шунт из провода, который соединяет гнезда ʼʼ10Аʼʼ и ʼʼCOMʼʼ мультиметра .
Рис. 14.10. Упрощенная схема мультиметра в режиме измерения сопротивления.
На схеме рис. 14.10 видно, что опорный резистор Roп (резисторы R1…R6, R18) и измеряемый резистор Rx (включается к гнездам VΩmA и COM) соединяются последовательно с источником V+ через резисторы R101 и R103. Это можно принять, в случае если учесть, что токи входов АЦП 35, 36, 30 и 31 пренебрежимо малы. По этой причине отношение URX/URОП = Rx / Roп. Напряжение URX подается на вход 31 АЦП для последующего преобразования и измерения. Резисторы R101 и R103 включены для установки требуемого тока (переключение пределов измерения). Защита АЦП обеспечивается терморезистором R18, транзистором Q1 в режиме стабилитрона и резисторами R35, R16 и R17 на входах 36, 35 и 31 АЦП.
referatwork.ru
| Параметры | Значения |
| Количество измерений в секунду | 2-3 |
| Постоянное напряжение U= | 0,1мВ-600В |
| Переменное напряжение U~ | 100мВ-600В |
| Постоянный ток I= | 0,1мкА-10А |
| Диапазон частот по переменному току | 40 – 400 Гц |
| Сопротивление R (Ом) | 0,1 Ом – 2 МОм |
| Входное сопротивление R | 1 МОм |
| Коэффицент усиления транзисторов h31 | до 1000 |
| Режим «прозвонка» | есть |
| Диод-тест | есть |
| Память «HOLD» | 1 ячейка |
| Питание | Батарея 6F22, Крона |
| Габариты, мм | 150 × 70 × 50 |
| Вес, грамм (с батареей) | 240 |
| Сервис | Индикация разряда батарейки Индикация перегрузки «1». |
| Прочее | Подсветка шкалы с автовыключением |
Как видно из технических характеристик мультиметров, цифровой мультиметр MAS830L является более подходящим для диагностики плоттера, поскольку он обладает большим количеством измерений в секунду, а также функцией подсветки шкалы с автовыключением. Достоинством мультиметра MAS830L является наличие в нем встроенного генератора частотой 50 Гц, но эта особенность при диагностике плоттера не используется.
Ваттметр — измерительный прибор, предназначенный для определения мощности электрического тока или электромагнитного сигнала. По назначению идиапазону частотваттметры можно разделить на три категории — низкочастотные (и постоянного тока), радиочастотные и оптические. Ваттметры радиодиапазона по назначению делятся на два вида: проходящей мощности, включаемые в разрыв линии передачи, и поглощаемой мощности, подключаемые к концу линии в качестве согласованной нагрузки. В зависимости от способа функционального преобразования измерительной информации и её вывода оператору ваттметры бывают аналоговые (показывающие и самопишущие) и цифровые.
Цифровые НЧ-ваттметры имеют в качестве входных цепей два датчика— по току и по напряжению, подключаемые соответственно последовательно и параллельно нагрузке, датчики могут быть на основеизмерительных трансформаторов,термисторов,термопари другие. Информация с датчиков черезАЦПпередается на вычислительное устройство, в котором рассчитываются активная и реактивная мощность, далее итоговая информация выводится на цифровое табло и, при необходимости, на внешние устройства (для хранения, печати данных и т. д.).
Рассмотрим две модели цифровых ваттметров, наиболее оптимальные для диагностики МФУ.
Рис. 5. Ваттметр СР3021
Ваттметры серии 3021 класса 0,1 производят точные измерения постоянного и действующих значений мощности постоянного и переменного тока, и предназначены для поверки ваттметров класса точности 0,3 и ниже.
Технические характеристики СР3021
Пределы основной приведенной погрешности приборов - ±0,1% от конечного значения диапазона измерения мощности.
Частотный диапазон измеряемого тока или напряжения от 40 до 1000Гц.
Максимальное падение напряжения на токовом входе ваттметров не более 300мВ.
Входное сопротивление входа напряжения ваттметров не менее 1МОм, входная емкость - не более 100пФ.
Пределы допускаемой дополнительной погрешности измерений, вызванной изменением температуры окружающего воздуха от нормальной до любой температуры в рабочем диапазоне температур не более ±0,1% на каждые10оС изменения температуры.
Ваттметры не имеют дополнительной погрешности при воздействии внешнего магнитного поля с индукцией 0,5мТл частотой (50±1)Гц при самом неблагоприятном направлении магнитного поля и при изменении напряжения питания и частоты сети в пределах норм.
Переключение пределов измерения и рода измеряемого тока или напряжения производится вручную с помощью кнопочных переключателей с индикацией значений пределов.
Питание приборов осуществляется постоянным напряжением от 9 до 18В или через адаптер от сети переменного тока напряжением (220±22)В, частотой (50±1)Гц. Потребляемая мощность не более 5Вт.
Условия эксплуатации - температура окружающего воздуха от 5 до 40°C; - относительная влажность воздуха 90% при 25°C.
studfiles.net
Цифровой мультиметр это основной инструмент специалиста по КИП, ведь с его помощью можно проверить поступает ли напряжение питания на датчик, измерить выходной ток прибора, найти обрыв в кабеле и многое другое. Цифровые мультиметры получили широкое распространение благодаря малым габаритам и весу, широким пределам измерения, приемлемой точности и низкой цене.
К сожалению, большинство мультиметров комплектуются лишь краткой инструкцией с перечислением основных функций из-за чего у начинающих специалистов часто возникают вопросы по применению этих мультиметров. Поэтому в данной работе рассмотрим не только основные функции цифрового мультиметра, но и то, как этими функциями пользоваться на примере широко распространенного мультиметра DT 830B.
Простые цифровые мультиметры типа DT 830 и аналогичные им имеют на лицевой панели 3,5 разрядный семисегментный ЖК индикатор, поворотный переключатель пределов измерения и три гнезда для подключения щупов. Питание мультиметра осуществляется от батарейки типа "Крона" напряжением 9В. Для замены батарейки необходимо снять заднюю крышку прибора, при этом также открывается доступ к печатной плате мультиметра, на которой расположен, в том числе, предохранитель номиналом 200 мА.
Одно из гнезд для подключения щупов, а именно гнездо СОМ, задействовано всегда, при любом роде выполняемых измерений. Обычно к гнезду СОМ присоединяется щуп черного цвета, а к гнезду VΩmA подключается щуп красного цвета при измерении постоянного и переменного напряжения, сопротивления и постоянного тока величиной до 200 мА. Для измерения постоянного тока величиной более 200 мА красный щуп из гнезда VΩmA необходимо вынуть и подключить его в гнездо 10А.
На лицевой панели мультиметра кроме того расположен восьми контактный разъем (сокетт) подключения транзисторов для измерения коэффициента усиления по току h31э (или hFE). Причем измерить коэффициент усиления по току удается только у биполярных низкочастотных транзисторов малой и средней мощности. Так как в процессе обслуживания и ремонта оборудования КИП нет необходимости измерять коэффициент усиления транзисторов, то данный режим работы мультиметра рассматриваться не будем. Отметим лишь только, что к контакту Е разъема подключается эмиттер транзистора, к контакту В - база, к контакту С - коллектор, но перед этим необходимо, например, по справочнику определить структуру транзистора: p-n-p или n-p-n и выбрать соответствующую сторону разъема.
В режиме проверки целостности полупроводниковых диодов мультиметр генерирует небольшое испытательное напряжение и ток, которое и прикладывается к проверяемому диоду. Если диод исправен, то при подключении красного щупа (плюса) мультиметра к аноду, а черного щупа к катоду на дисплее высветиться значение падения напряжения на p-n переходе диода. Для кремниевых диодов это напряжение находиться в пределах 0,6...0,9 В. При обратной полярности подключения (красный щуп - катод, черный щуп - анод) на дисплее высветится единица, так как диод проводит ток только в одном направлении. При проверке диодов без выпаивания их из схемы ремонтируемого устройства имейте ввиду, что соединенные с диодом другие радиодетали могут исказить результат измерения. Поэтому желательно хотя бы один вывод диода отсоединять от схемы.
Отключение мультиметра по окончанию проведения измерений осуществляется путем установки поворотного переключателя в положение OFF.
При работе с мультиметром не прикасайтесь к оголенной части щупов, так как, во-первых, это может привести к поражению электрическим током (при измерении тока и напряжения) и, во-вторых, из-за относительно низкого электрического сопротивления тела человека может возрасти погрешность измерения, особенно при измерении больших сопротивлений.
Недорогие мультиметры DT 830B и им подобные можно применять только для измерений, производимых при наладке оборудования и поиске неисправностей. Их нельзя использовать при калибровке и уж тем более при поверке датчиков и другого оборудования КИП, так как точность измерения данных мультиметров недостаточна для этих целей. При поверке и калибровке оборудования следует использовать более точные мультиметры, например, отечественные приборы серии В7 или импортные мультиметры APPA, Fluke и аналогичные.
Всегда следите за степенью разряда батареи мультиметра, так как в случае сильного разряда батареи погрешность измерения прибора резко возрастает. При покупке мультиметра отдавайте предпочтение тем моделям, у которых есть индикатор разряда батареи. И меняйте батарею сразу же, как только загорится индикатор разряда батареи.
Если значение измеряемой величины вам не известно даже ориентировочно, то всегда начинайте измерения, установив максимально возможный предел измерения для данного рода измерений. Мультиметр, особенно недорогие модели, является не ремонтопригодным устройством, поэтому при выполнении измерений будьте внимательны и следите за тем, в какие гнезда вставлены щупы и в каком положении находиться поворотный переключатель.
studfiles.net
