Характеристика и виды мультиметров

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Мультиметр - комбинированный электроизмерительный прибор, объединяющий в себе несколько функций. В минимальном наборе это вольтметр, амперметр и омметр.

Иногда выполняется мультиметр в виде токоизмерительных клещей. Аналоговый мультиметр состоит из стрелочного магнитоэлектрического измерительного прибора, набора добавочных резисторов для измерения напряжения и набора шунтов для измерения тока. Измерение сопротивления производится с использованием встроенного или от внешнего источника.

Все мультиметры комплектуются парой выводов -- черным и красным (черный используется для соединения с заземлением, красный -- с положительным потенциалом), каждый из этих выводов заканчивается металлическим щупом. В маленьких, карманных, моделях выводы могут быть фиксированы в приборе, но чаще всего их можно отсоединить от мультиметра.

Все детали мультиметра, кроме батареи питания, расположены на двух печатных платах размерами 65х90 мм. На первой односторонней плате установлены все детали мультиметра, за исключением микросхем DD1, DD2, индикатора HG1.

Все мультиметры комплектуются парой выводов -- черным и красным (черный используется для соединения с заземлением, красный -- с положительным потенциалом), каждый из этих выводов заканчивается металлическим щупом. В маленьких, карманных, моделях выводы могут быть фиксированы в приборе, но чаще всего их можно отсоединить от мультиметра.

Упрощая поставленную задачу, можно утверждать: мультиметр предназначается для измерения трех главных параметров любого электронного устройства: напряжения, тока и сопротивления. Ток и напряжение измеряются при включенном питании схемы.

Типичные случаи, когда нужно тестировать величину тока или напряжения включают: Проверку напряжения, которое выдает батарейка. Проверять напряжение можно даже тогда, когда батарея подключена к рабочей схеме, т.е. к ней будет подключена так называемая нагрузка. Более того -- только в этом случае измерения будут соответствовать реальной рабочей ситуации; (Идеальный источник напряжения выдает один и тот же уровень напряжения при любом выходном токе, реальный же (та же батарейка) с увеличением выходного тока не может давать столь же высокое напряжение. Измерение без нагрузки не позволяет оценить совокупность величины напряжения и соответствующего данной нагрузке тока, а потому не имеет особого смысла для оценки работоспособности батареи).

Определение потребления тока схемой или отдельными ее компонентами. Если схема потребляет больший ток, чем было задумано при ее разработке, то возникает опасность перегрева ее компонентов или вообще выхода устройства из строя; (Повышенное потребление схемы свидетельствует, прежде всего, о ее неправильном функционировании или о неработоспособности вообще).

Определение номинального напряжения на элементах схемы, например на светодиодах или переключателях. Данная проверка позволяет отследить и локализовать место возникновения неисправности. Измерение напряжения в различных узлах схемы помогает сузить область возможной поломки или подозрений вплоть до нахождения причины всей этой головной боли. Сопротивление практически всегда измеряется при отключенном питании схемы. Тестировать можно сопротивления как отдельных радиоэлементов, так и целых электрических цепей, проверяя параметры проводников, резисторов, двигателей и многих других радиодеталей.

1. Обзор и сравнительный анализ аналоговых и цифровых мультиметров

Аналоговые мультиметры.

Аналоговый мультиметр состоит из стрелочного магнитоэлектрического измерительного прибора, набора добавочных резисторов для измерения напряжения и набора шунтов для измерения тока. Измерение сопротивления производится с использованием встроенного или от внешнего источника.

Советские аналоговые мультиметры производились под шифром, начинающимся с буквы Ц, из-за чего широко распространилось их неофициальное название "цэшка".

Основные режимы измерений:

- ACV - измерение переменного напряжения (сокр. от англ. alternating current voltage - досл. напряжение переменного тока).

- DCV - измерение постоянного напряжения (сокр. от англ. direct current voltage - досл. напряжение постоянного тока).

- DCA - измерение постоянного тока (сокр. от англ. direct current amperage - досл. сила тока постоянного тока).

- Щ - измерение электрического сопротивления.

В некоторых мультиметрах доступны дополнительные функции:

- Прозвонка - измерение электрического сопротивления со звуковой (иногда и световой) сигнализацией низкого сопротивления цепи (обычно менее 50 Ом).

- Генерация тестового сигнала простейшей формы (гармонической или импульсной) - как своеобразный вариант прозвонки.

- Тест диодов - проверка целостности полупроводниковых диодов и нахождение их «прямого напряжения».

- Тест транзисторов - проверка полупроводниковых транзисторов и, как правило, нахождение их h21э (например, тестеры ТЛ-4М, Ц-4341).

- Измерение электрической ёмкости (Ц-4341).

- Измерение индуктивности (редко).

- Измерение температуры, с применением внешнего датчика (как правило, термопара К-типа).

- Измерение частоты гармонического сигнала.

- Измерение большого сопротивления (обычно до сотен МОм; требуется дополнильное устройство).

- Измерение большой силы тока (с использованием подключаемых/встроенных токовых клещей).

И служебные:

- Автоотключение питания.

- Подсветка дисплея.

- Фиксирование результатов измерений (отображаемое значение и/или максимальное) мультимер разрядность прибор резистор.

- Автоматическое определение пределов.

- Индикация разряда батарейки.

- Индикация перегрузки.

- Режим относительных измерений.

1.1 Сравнение цифрового и аналогового мультиметра

С течением времени и развитием технологий многое меняется. Появляются новые приборы и инструменты, приходя на место старых. Падает производство и выход печатных изданий. Нигде уже не встретите магнитофонов, видеокассеты уступили место DVD и Blue-Ray дискам. Нет больше пейджеров, мало кто пользуется стационарными телефонами, поскольку есть мобильные. Так получилось и со стрелочными тестерами (мультиметрами), которые почти везде были заменены на удобные цифровые тестеры.

Причина понятна - цифровые приборы обладают бесспорными преимуществами. Как и традиционные стрелочные тестеры, цифровые мультиметры имеют точно такие же размеры и тоже питаются от батареек, но при этом имеют выгодное сочетание удобства, высокой точности и многофункциональности при невысокой цене. Поэтому нет ничего удивительного в том, что цифровые мультиметры заняли прочное место на столе как радиолюбителя, так и инженера. Однако стрелочные тестеры не спешат совсем уходить со сцены, и опытные специалисты знают, что в некоторых случаях простой стрелочный прибор незаменим. Почему так происходит, чем же таким особенным отличаются стрелочные тестеры от цифровых?

Причина разницы между стрелочным прибором и цифровым кроется в их внутреннем устройстве. Если кратко, то стрелочный прибор работает как идеальный интегратор, имеющий огромный динамический диапазон и наглядное представление результата измерения. Цифровой прибор имеет ограниченный динамический диапазон, задержку измерения и порог срабатывания, из-за чего некоторые виды сигналов не могут быть замечены цифровым прибором и его пользователем. Причина проста - в каждом цифровом мультиметре имеется АЦП и блок обработки результата, которые имеют заранее заданные ограничения - в разрядности оцифровки сигнала (разрядность всегда ограничена) и во времени обработки для представления результата в наглядном виде. Ограниченная разрядность приводит к снижению динамического диапазона, с которым работает прибор, а обработка результата приводит к задержкам в работе прибора. Конечно же, параметры цифровых приборов постоянно улучшаются - растет разрядность, быстродействие, уменьшается время отклика, но все равно они никогда не смогут сравниться со стрелочными приборами, которые имеют в основе аналоговую природу.

Стрелочные измерительные приборы появились гораздо раньше цифровых, и имеют богатую историю развития. Устроены они довольно просто, самый главный узел в этих приборах - электромеханическая стрелочная головка, на которую через набор резисторных делителей подается электрический ток. Этот ток протекает по рамке из витков провода, находящейся в магнитном поле. Рамка подвешена на пружинящих волосках, и в зависимости от силы тока в рамке стрелка отклоняется на разный угол, показывая измеренное значение величины на дуговой шкале.

Рис. 1. Стрелочный прибор

Схема стрелочного мультиметра состоит из набора коммутируемых резисторов и шунтов, и пары выпрямительных диодов. Ниже в качестве примера приведена схема типичного аналогового мультиметра Ц4312.

Рис. 2. схема типичного аналогового мультиметра Ц4312

Цифровой мультиметр устроен намного сложнее. Ниже на рисунке приведена общая структурная схема цифрового мультиметра.

Рис. 3. Общая структурная схема цифрового мультиметра

Пояснения к схеме:

SENSE HIGH, SENSE LOW - гнезда входов с высокой и низкой чувствительностью соответственно.

COM - общее входное гнездо.

I - входное гнездо для измерения тока.

PGA - Programmable Gain Amplifier, усилитель с программируемым коэффициентом усиления.

MUX - мультиплексор.

COMP - компаратор.

ADC - Analog-to-Digital Converter, АЦП, аналого-цифровой преобразователь.

DAC - Digital-to-Analog Converter, ЦАП, цифро-аналоговый преобразователь.

USB - коннектор подключения к компьютеру для обработки измерений (наличие этого коннектора необязательно).

Несмотря на большую сложность цифровых мультиметров они все равно недороги благодаря массовому выпуску и широкому применению специализированных интегральных микросхем. На фото ниже показаны два типичных представителя класса стрелочных и цифровых мультиметров. Это два прибора MASTECH MS7040 и MASTECH MS8222H.



Рис. 4. Стрелочный мультиметр MASTECH MS 7040; Цифровой мультиметр MASTECH MS8222H.

1.2 Сравнение цифровых мультиметров со стрелочными

* Точность измерения.

Цифровые тестеры позволяют точнее и нагляднее получить результаты измерения. Результат считывается в цифровом виде, и его значение сразу понятно.

В стрелочных тестерах считывание результата не очень удобно, потому что нужно смотреть на нужную шкалу прибора, соответствующую выбранному диапазону, и по количеству делений вычислять показания.

На точность считывания в стрелочном приборе влияет также параллакс и направление взгляда пользователя (для устранения параллакса в стрелочных приборах делают зеркальный сектор, показывающий отражение стрелки).

Еще один недостаток стрелочных приборов - точность показаний зависит от положения корпуса прибора относительно направления к земле (это связано с балансировкой рамки по массе).

Также показания стрелочных приборов зависят от силы и направления внешнего постоянного магнитного поля (например магнитное поле Земли на показания стрелочного тестера не оказывает заметного влияния, однако оно есть). У цифровых приборов нет таких проблем.

* Полярность приложенного сигнала.

Для цифровых тестеров не имеет значения полярность подключения щупов прибора, значение напряжения (или тока) все равно будет правильно измерено и отображено на дисплее (просто при обратной полярности будет высвечен знак минус). У стрелочных тестеров все наоборот - для них полярность исключительно важна, потому что в противном случае прибор ничего не покажет - стрелка отклонится в обратном направлении, и упрется в ограничитель шкалы.

* Автоматический выбор диапазона.

Многие современные цифровые тестеры имеют автоматический выбор диапазона измерения, чего обычно лишены стрелочные приборы.

* Функциональность.

Цифровые мультиметры умеют многое, чего лишены стрелочные приборы. Цифровой тестер часто может измерять емкость конденсаторов, значение индуктивностей, иногда частоту сигнала, температуру и другие параметры. Можно измерять дельту параметра, процентное соотношение между измеренными значениями. Стрелочные тестеры тут по большому счету ни в чем не виноваты. Они тоже могли бы измерять все это, просто стрелочных приборов с такими функциями никто не выпускает.

* Чувствительность, влияние на объект измерения.

Благодаря наличию электронных усилителей в цифровом приборе он может лучше измерять слабые сигналы, и меньше влияет на ту схему, к которой подключен. В случае измерения напряжения прибор имеет очень большое входное сопротивление, а в случае измерения тока - очень маленькое, и это все при сохранении высокой точности измерения.

* Линейность шкалы.

Стрелочные приборы имеют линейную шкалу только на измерении постоянных токов и напряжений. Другие режимы (измерение сопротивления, переменного тока и напряжения) в стрелочном приборе имеют нелинейные шкалы, что дополнительно снижает точность измерения и вызывает неудобства. С цифровыми мультиметрами такой проблемы нет вообще, потому что у них не только нет стрелочной шкалы, но и значение измеренной величины напрямую считывается с цифрового индикатора.

* Подстройка нуля.

Цифровые приборы обычно не требуют настройки нуля - ни для вольтметра и амперметра, ни для измерения сопротивлений. Стрелочным приборам нужна подстройка нуля. Первая подстройка нуля для левого положения стрелки на шкале, она связана с балансировкой рамки и пружины электромеханической измерительной головки. Эта регулировка делается поворотом юстировочного шлица на передней панели прибора. Вторая подстройка нуля у стрелочных приборов нужна для измерения сопротивления. Правое положение стрелки омметра выставляется в ноль поворотом ручки специального регулировочного резистора. Такую регулировку требуется повторять по мере разряда внутренней батареи питания, и даже при переключении предела измерения сопротивлений.

* Зависимость показаний от состояния батареи.

Современные цифровые приборы точно работают независимо от степени разряда батареи. Пока не высветился индикатор, сигнализирующий о необходимости замены батареи, можно быть уверенным в точности показаний. Со стрелочным прибором немного по-другому - точность показаний омметра зависит от того, настроили ли Вы нуль при замкнутых щупах специальным регулировочным резистором. По мере разряда батареи этот нуль плывет, и постоянно нужно помнить о необходимости проверки настройки нуля. С цифровым прибором все проще - он либо работает точно, и Вы об этом знаете, либо он не работает или говорит Вам о том, что пора заменить батарею, иначе точность не гарантируется.

* Стойкость к механическим повреждениям, вибрации.

Из-за конструкции чувствительной рамки стрелочные тестеры не выносят сильных вибраций и резких ударов. На многих точных тестерах рамка подвешена на платиновых волосках, которые из-за больших механических нагрузок могут порваться. Цифровые тестеры при качественном исполнении гораздо меньше боятся тряски и ударов.

Стрелочные приборы.

* Потребление энергии.

Стрелочные тестеры в режиме измерения напряжения и тока обычно не требуют потребления энергии от встроенного источника питания. Т. е. в этих режимах внутренняя батарея у стрелочных приборов не разряжается.

К примеру, Вы можете оставить стрелочный прибор в режиме измерения напряжения на неограниченное время, он всегда будет работать, пока действуют законы физики, и можно не опасаться, что батарейка в нем разрядится (конечно, старение батареи и её саморазряд имеет место, но мы сейчас не об этом).

С цифровым мультиметром все не так - в любом режиме электронные схемы в этом приборе требуют энергии, так что оставить постоянно включенным прибор нельзя, иначе батарея быстро разрядится. Именно поэтому почти во всех цифровых мультиметрах есть функция автоотключения, если прибором длительное время не пользовались. В некоторых цифровых приборах даже отсутствует кнопка выключения, потому что прибор выключается сам.

Поскольку современные цифровые мультиметры потребляют довольно мало энергии, то это преимущество стрелочных приборов незначительное.

* Стрелочные приборы аналоговые.

Стрелочные тестеры по своей природе аналоговые, у них нет схем цифровой обработки сигнала, и стрелочный механизм инерционен. Поэтому стрелочные приборы - отличные интеграторы величины измеряемого сигнала, и идеально показывают его динамику. Т. е. стрелочный тестер мгновенно покажет изменение сигнала, ему не требуется время на оцифровку напряжения (или тока) и вывод результата. Также отображение изменения сигнала (именно изменения сигнала, а не его значения) стрелочным прибором максимально наглядное. Т. е. мы постоянно видим, что происходит со стрелкой, и нам видна динамика измеряемого сигнала, а в случае цифрового тестера мы не видим сигнал, пока он оцифровывается и преобразуется для вывода на индикатор.

Исключение составляют цифровые тестеры с совмещенным стрелочным индикатором, или стрелочный тестер с совмещенным цифровым индикатором, но такие приборы редки. Именно благодаря этому свойству стрелочных тестеров они до сих пор пользуются популярностью у мастеров.

* Показания прибора в условиях помех.

Еще одно важное достоинство стрелочных мультиметров - благодаря своей инерционности при измерении постоянных напряжений и величин сопротивлений они нечувствительны к помехам, которые будут прикладываться к измерительным щупам.

К примеру, если в измеряемом постоянном напряжении будут пульсации, то показания цифрового прибора будут неустойчивые, и будут зависеть от характера и частоты помех. Стрелочный прибор будет гораздо увереннее выдавать нужные результаты, он благодаря инерции стрелочного механизма просто автоматически будет усреднять (интегрировать результаты измерения).

* Боковое зрение.

Показания стрелочного прибора очень удобно оценивать боковым зрением. К примеру, если стрелка прибора отклонилась, то Вы сразу это увидите, необязательно даже переводить на неё взгляд.

Стрелочные приборы также могут делать кое-что, что не могут (или могут, но по-другому) цифровые приборы:

* Можно оценивать емкость электролитических конденсаторов по углу отклонения стрелки от тока заряда - именно потому, что хорошо интегрируют измеряемый сигнал, и показывают его динамику в реальном времени. Этого не могут делать цифровые мультиметры.

* Можно проверять исправность полевых и биполярных транзисторов (надо конечно знать как, и иметь представление о принципах работы транзисторов).

* Можно использовать стрелочный прибор как измеритель напряженности высокочастотного переменного поля.

Казалось бы, все эти преимущества стрелочных приборов незначительны, и не объясняют того факта, почему стрелочные тестеры до сих пор не сошли со сцены. И действительно - человеку, кто изначально пользовался только цифровыми приборами, эти преимущества стрелочного тестера будут непонятны, пока он сам не попробует пользоваться стрелочным прибором.

2. Проверка мультиметра перед работой

Перед использованием мультиметра нужно будет убедиться, что он работает правильно. Малейшая неисправность может привести к получению абсолютно неправильных результатов, и вы можете даже не заметить этого.

Современные тестеры, особенно это касается цифровых, чаще всего работают на батарейках. Если на дисплее появился символ, предупреждающий о севшей батарее, то нужно сразу же заменить ее. Лучше всего использовать алкалайновые батареи и, естественно, исключительно новые.

Большинство мультиметров не предназначено для работы от перезаряжаемых (никель-кадмиевых) элементов питания, в частности потому, что они дают немного меньшее напряжение по сравнению с одноразовыми батарейками. По этой причине использовать аккумуляторы можно только в том случае, если это явно разрешено в руководстве по эксплуатации прибора. Для проверки работоспособности мультиметра необходимо выполнить следующие простые операции:

1. Включите прибор и поставьте переключатель в положение для измерения сопротивления (омы). Если мультиметр не имеет функции автоподстройки диапазона, то необходимо выставить наиболее низкий предел измерений.

2. Установите оба вывода в соответствующие гнезда на мультиметре и соедините между собой щупы.

3. В аналоговых тестерах для той же цели нужно покрутить головку и установить нуль вручную. Для полностью автоматических же мультиметров достаточно просто замкнуть щупы, подождать пару секунд -- прибор сам установит нуль.

Необходимо избегать случайных касаний пальцами металлических концов щупов во время измерений. Сопротивление человеческого тела может негативно повлиять на результат измерений.

Необходимо быть совершенно уверенным, что кончики щупов чисты. Грязь или ржавчина могут также привести к изменению результата. Очищать щупы от загрязнений можно тем же очистителем, который используется и для очистки электрических контактов. При необходимости можно прочистить и гнезда в самом приборе. Перепроверить, чтобы переключатель мультиметра стоял именно в положении измерения сопротивления, и если тестер не имеет автоподстройки диапазона, то нужно самому установить наименьший предел измерений.

Мультиметр можно считать откалиброванным тогда, когда при замыкании щупов вместе на дисплее или шкале прибора отображается нулевое сопротивление. Этот простой тест лучше проделывать всякий раз перед использованием тестера.

2.1 Проверка резисторов, диодов, конденсаторов, транзисторов

Проверка резисторов.

Резистор должен быть выпаян из электрической цепи хотя бы одним концом, чтобы быть уверенным в том, что никакие другие компоненты схемы не повлияют на результат.

Подключаем щупы к двум концам резистора и сравниваем показания омметра со значением которое указано на самом резисторе. Стоит учитывать и величину допуска (возможных отклонений от нормы), т.е. если по маркировке резистор на 200кОм и допуском ± 15%, его действительное сопротивление может быть в пределах 170-230кОм. При более серьезных отклонениях резистор считается неисправным.

Проверяя переменные резисторы, измеряем сперва сопротивление между крайними выводами (должно соответствовать номиналу резистора), а затем подключив щуп мультиметра к среднему выводу, поочередно с каждым из крайних. При вращении оси переменного резистора, сопротивление должно изменяться плавно, от нуля до его максимального значения, в этом случае удобней использовать аналоговый мультиметр наблюдая за движением стрелки, чем за быстро меняющимися цифрами на жидкокристалическом экране.

Проверка диодов.

Если имеется функция проверки диодов, то все просто, подключаем щупы, в одну сторону диод звониться, а в другую нет. Если данной функции нет, устанавливаем переключатель на 1кОм в режиме измерения сопротивления и проверяем диод. При подключении красного вывода мультиметра к аноду диода, а черного к катоду, вы увидите его прямое сопротивление, при обратном подключении сопротивление будет настолько высоко, что на данном пределе измерения вы не увидите ничего.

Если диод пробит, его сопротивление в любую сторону будет равно нулю, если оборван, то в любую сторону сопротивление будет бесконечно большим.

Проверка конденсаторов.

Для проверки конденсаторов лучше всего использовать специальные приборы, но и обычный аналоговый мультиметр может помочь.

Пробой конденсатора легко обнаруживается путем проверки сопротивления между его выводами, в этом случае оно будет равно нулю, сложнее с повышенной утечкой конденсатора.

При подключении в режиме омметра к выводам электролитического конденсатора соблюдая полярность (плюс к плюсы, мунус к минусу), внутренние цепи прибора заряжают конденсатор, при этом стрелка медленно ползет вверх, показывая увеличение сопротивления. Чем выше номинал конденсатора, тем медленнее движется стрелка. Когда она практически остановится, меняем полярность и наблюдаем как стрелка возвращается в нулевое положение. Если что-то не так, скорее всего есть утечка и к дальнейшему использованию конденсатор не пригоден.

Стоит потренироваться, так как, лишь при определенной практике можно не ошибиться.

Проверка транзисторов.

Обычный биполярный транзистор представляет собой два диода, включенных навстречу один другому. Зная, как проверяются диоды, несложно проверить и такой транзистор. Стоит учесть, что транзисторы бывают разных типов, p-n-p когда их условные диоды соединены катодами, и n-p-n когда они соединяются анодами.

Для измерения прямого сопротивления транзисторных p-n-p переходов, минус мультиметра подключается к базе, а плюс поочередно к коллектору и эмиттеру.

При измерении обратного сопротивления меняем полярность. Для проверки транзисторов n-p-n типа делаем все наоборот. Если еще короче, то переходы база-коллектор и база-эмиттер в одну сторону должны прозваниваться.

3. Разработка мультиметра со стрелочным индикатором

мультиметр электроизмерительный цифровой конденсатор

Без стрелочного мультиметра порой просто не обойтись, так как цифровым прибором в ряде случаем работать практически невозможно из-за меняющихся показаний индикаторов. Другое полезное свойство стрелочных приборов - наличие шкалы относительных значений, проградуированной в децибелах, объясняет их популярность при некоторых видах измерений.

Предлагаемый прибор имеет широкий набор измеряемых параметров. Его особенность - малое падение напряжения на проверяемом элементе в режиме омметра, что необходимо при проверке цепей с полупроводниковыми приборами.

Возможность использования в приборе как высокочувствительной головки с готовой шкалой, так и миллиамперметра с током полного отклонения в несколько миллиампер позволяет повторить конструкцию многим радиолюбителям.

Уже в течение многих лет радиолюбители отдают предпочтение электронным измерительным приборам с цифровой индикацией. Имеются примеры удачных разработок вольтметров и омметров на базе специальных микросхем со светодиодными и жидкокристаллическими индикаторами. Следует, однако, признать, что в ряде случаев удобнее стрелочная индикация. Иногда важно не абсолютное значение напряжения, а его минимум или максимум, например, при настройке контуров или фильтров минимизации шумов или потерь, при компенсационных измерениях.

В радиолюбительских конструкциях измерительных приборов со стрелочной индикацией большое распространение получили вольтметры, использующие операционные усилители с выпрямительным мостом в цепи отрицательной обратной связи (ООС). Схемы коммутации видов и пределов измерения таких вольтметров относительно сложны, а для определения полярности напряжения введен дополнительный узел индикации.

При разработке конструкции ставилась задача создания прибора, обеспечивающего комплекс измерений при проведении экспериментальных работ и испытаний в заукотехнике в диапазоне частот 20 Гц..200 кГц с диапазоном напряжений 1 Мв..300 В.

Предлагаемый комбинированный измерительный прибор отличается от ранних однополупериодным выпрямлением пераменого напряжения, простотой коммутации и двойной защитой от перенапряжения по входу.

При измерении постоянных напряжений стрелочный измеритель показывает обратную полярность отклонениями стрелки левее нуля. Измерение сопротивлений при низком напряжении позволяет использовать прибор при контроле исправности целей с полупроводниковыми приборами без их демонтажа.

Прибор позволяет измерять постоянное и переменное напряжения, постоянный и переменный токи, сопротивление. Диапазон измерения напряжения составляет 0..300 В для переменного и 0..1000 В для постоянного напряжения в 8 (9) поддиапазонах с пределами 0.1 В, 0.3 В, 1 В и болва до 300 В (1000 В). Диапазон измерения постоянного и переменного токов - от 0 до 10 А в 5 поддиапазонах с пределами 0.001 А, 0.01 А и болва до 10 А. Диапазон измерения сопротивления от 0 до Ом в 5 поддиапазонах с множителями 1, 10, 100, 1000,10000. Частота измеряемого переменного напряжения должна находиться в пределах 20 Гц..100 кГц, частота измеряемого тока - в пределах 20..1000 Гц.

Входная емкость прибора - 35 пФ, а входное сопротивление для постоянного напряжения составляет напряжения составляет 10 Мом. Точность измерения параметров на постоянном токе ограничена, в основном, классом точности используемого микроамперметра.

Вольтметр прибора построен по структурной схеме, содержащей входное устройство, предварительный усилитель, преобразователь переменного напряжения в постоянное и измеритель постоянного напряжения, она одинакова для режимов измерения постоянного и переменного напряжений.

Принципиальная электрическая схема мультиметра приведена на рисунке 5. Входное устройство содержит частотно-компенсированный делитель напряжения из элементов R1..R4, C1-C3, C5, подключенный к входным гнездам XS1-XS5. Делитель напряжения имеет дополнительную цепочку R4C5 для коррекции влияния емкости монтажа и проводимости изоляции. Переменное напряжение может быть подано как на открытый вход XS3 так и на закрытый - XS2, позволяющий измерять пульсирующее напряжение с большой постоянной составляющей.

Входное устройство содержит также переключатели пределов измеряемого напряжения SB1, вида измерений SB2 и цепь защиты вольтметра от перегрузки, состоящую из резисторов R10-R12, диодов VD1, VD2 и стабилитронов VD3,VD4. Защитные диоды закрыты обратным напряжением и открываются при входном напряжении более 6 В, безопасном для вольтметра, а максимальная измеряемая амплитуда синусоидального напряжения на входе не превышает 4,5 В.

Размещено на Allbest.ru