Главная » Бытовая техника » Цифровой мультиметр: конструкция и работа

Цифровой мультиметр: конструкция и работа

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

Цифровой мультиметр: конструкция и работа

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.

Цифровой мультиметр: конструкция и работа

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.
  • 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.

Цифровой мультиметр: конструкция и работа

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:

Цифровой мультиметр: конструкция и работа

  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.

Цифровой мультиметр: конструкция и работа

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.

Цифровой мультиметр: конструкция и работа

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.

О admin

Оставить комментарий

Ваш email нигде не будет показанОбязательные для заполнения поля помечены *

*

x

Check Also

Стиральные машины – купить стиральную машину, цены, отзывы

Cтиральная машина INDESIT EWSD 61031 Стиральная машина INDESIT BWSB 51051 Стиральная машина BOSCH WLK2426ZOE Стиральная машина BOSCH WLG20165OE Стиральная машина ...

Таблетки для посудомоечной машины Био Мио

Отзывы о таблетках для посудомоечной машины Био Мио Доподлинно известно, что многие потребители ассоциирует с экологически чистыми средствами для посудомойки, ...

Как правильно стирать белье в стиральной машине — Крупная бытовая техника — Выбор стиральной машины: обзоры, рейтинги и тесты

— растворяет стиральный порошок; — размывает и удаляет грязь; — уменьшает поверхностное натяжение воды; — служит связующим агентом для компонентов ...

Варочная индукционная панель: применение и особенности

Варочная индукционная панель – лучший помощник современного кулинара, основывающий принцип действия на открытии связи электрического тока и магнитной индукции. Цель ...

Принцип работы магнитного пускателя и его технические характеристики

Принцип работы магнитного пускателя и его технические характеристики В статье рассмотрим принцип работы магнитного пускателя и его технические характеристики, разграничим ...

Что делать, если постирали телефон, деньги, паспорт

Постирали телефон, деньги, паспорт в стиральной машине — как исправить Производители техники всегда предупреждают, что перед стиркой нужно проверять и ...

Кабель СИП: история и достоинства

Кабель СИП – это самонесущий изолированный провод для передачи (обычно трёхфазного) низкого напряжения до 600 В (фазное напряжение)/1 кВ (линейное ...

Как выбрать стиральную машину в 2017 году по цене и качеству

Как выбрать недорогую стиральную машинку в 2017 году? Существует два основных типа загрузки: Фронтальный. Более популярный вариант, на счету которого ...

Somat для посудомоечных машин

Немецкая торговая марка Somat от известного бренда Henkel, производящая средства для посудомоечных машин, заслуживает внимания не меньше, чем известная марка ...

Значки на стиральной машине Bosch

Маркировка стиральных машин Bosch, а также знаки, которые изображает производитель на панели управления данной техники, не всегда понятны пользователю. Более ...

Герметик для стиральной машины, ServiceYard-уют вашего дома в Ваших руках

Имея дома автоматическую стиральную машину, необходимо знать, как правильно ее обслуживать и как самостоятельно производить замену подшипников, ремонтировать бак. Многие ...

Стиральные машины Атлант: обзор моделей и отзывы покупателей после использования

Стиральная машина Атнант — это недорогая бытовая техника, достаточно популярная среди покупателей, чтобы при выборе можно было ориентироваться на отзывы. ...

Размеры стиральных машин автомат: все габариты

В нашем современном мире наличие стиральной машины стало неотъемлемой частью быта. Давайте рассмотрим в этой статье, каких габаритов и размеров, ...

Как починить дверцу стиральной машины своими руками: советы по ремонту

Ремонт дверцы стиральной машины своими руками: советы по ремонту В процессе эксплуатации, стиральная машинка может получить неисправности, при которых стирка ...

Светодиодное освещение аквариума своими руками: конструирование светильника

Посмотрим, как сделать светодиодное освещение аквариума самостоятельно. Вначале посмотрим, почему выбран подобный источник, а потом покажем, что не всегда разумно ...

Обзор рынка стиральных машин, сделанных в России

Рынок стиральных машин: заморские «прачки» совсем обрусели! Отечественные покупатели стиральных машин все чаще видят на своих новых помощницах маркировку «сделано ...

Рейтинг@Mail.ru
Яндекс.Метрика