Понятие мультиметра

Размещено на http://allbest.ru/

Размещено на http://allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ, МОЛОДЕЖИ И СПОРТА УКРАИНЫ

ХНУРЭ

Кафедра МИТ

Реферат

По дисциплине «Проектирование средств измерения»

По теме: «Мультиметр»

Выполнил:

ст. группы МЗВЯПс-11-1

Кудрявцев В. С.

Проверил:

Белокурский Ю. П.

Харьков 2011

Содержание

Введение

1. Цифровые мультиметры

2. Аналоговые мультиметры

3. Современное понятие мультиметра

Выводы

Список использованной литературы

Мультимемтр (от англ. multimeter, темстер -- от англ. Test испытание, авомметр -- от АмперВольтОмметр) -- комбинированный электроизмерительный прибор, объединяющий в себе несколько функций. В минимальном наборе это вольтметр, амперметр и омметр.

Существуют цифровые и аналоговые мультиметры.

Мультиметр может быть как лёгким переносным устройством, используемым для базовых измерений и поиска неисправностей, так и сложным стационарным прибором со множеством возможностей.

Лет двадцать назад самый сложный прибор этого типа мог измерять силу тока, напряжение и сопротивление (отсюда и старое название -- авометр). И даже несмотря на всеобщую цифровизацию мультиметров, их старшие аналоговые братья пока не сдали своих позиций -- в ряде случаев они по-прежнему незаменимы (например, для быстрой качественной оценки параметров или при измерениях в условиях радиопомех). К тому же питание им требуется только при измерении сопротивления, да и то не всегда, так как некоторые мультиметры имеют для этих целей встроенную динамо-машину.

1. Цифровые мультиметры

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 до1,999, при выходе измеряемой величины за эти пределы требуется переключение на другой диапазон (ручное или автоматическое).

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.

2. 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:

- Прозвомнка -- 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

3. Современное понятие мультиметра

Теперь понятие «мультиметр» более точно отражает назначение этого многофункционального прибора. Число имеющихся разновидностей настолько велико, что каждый инженер может найти прибор, в точности отвечающий его специфическим требованиям как по виду и диапазону измеряемых величин, так и по набору сервисных функций. Кроме стандартного набора величин (напряжения и силы постоянного и переменного тока, а также сопротивления) современные мультиметры позволяют измерять емкость и индуктивность, температуру (с помощью внутреннего датчика или внешней термопары), частоту (Гц и об/мин), а также скважность, длительность импульсов и интервалы между импульсами в случае импульсного сигнала. Почти все они могут осуществлять прозвонку (проверку целостности цепи с подачей звукового сигнала при ее сопротивлении ниже определенной величины). Очень часто в них реализованы такие функции, как проверка полупроводниковых приборов (падение напряжения на pn-переходе, коэффициент усиления транзисторов) и генерация простого тестового сигнала (обычно меандр определенной частоты). Многие последние модели обладают вычислительными возможностями и графическим дисплеем для отображения формы сигнала, правда, с невысоким разрешением.

Среди сервисных функций особое внимание привлекает таймер выключения питания и достаточно редко встречающаяся, но временами незаменимая подсветка дисплея. Популярностью пользуется автоматический выбор предела измерения -- у большинства последних моделей мультиметров переключатель режима служит лишь для выбора измеряемой величины, а предел измерения прибор определяет сам. Некоторые простые модели и вовсе не имеют такого переключателя. Стоит отметить, что в ряде случаев подобное «разумное» поведение прибора может доставлять неудобства.

Весьма полезна фиксация (удержание) показаний. Чаще всего она производится при нажатии соответствующей клавиши, но некоторые приборы позволяют автоматически фиксировать любое стабильное и отличное от нуля измерение. Иногда фиксация возможна для кратковременных замыканий или размыканий цепи (триггер) в режиме прозвонки.

Мощные цифровые процессоры позволяют вычислять истинное среднеквадратичное значение измеряемого сигнала с учетом или без учета высших гармоник. Такие приборы стоят дороже, но только они годятся для диагностики проблем в силовых сетях с нелинейными нагрузками. Дело в том, что обычные цифровые мультиметры измеряют среднее значение сигнала, но, исходя из предположения о строгой синусоидальной форме измеряемого сигнала, они откалиброваны для отображения среднеквадратичного значения. Такое допущение приводит к ошибкам в случаях, когда измеряемый сигнал имеет другую форму или является суперпозицией нескольких синусоидальных сигналов или синусоиды и постоянной составляющей. Размер ошибки зависит от формы сигнала и может быть весьма существенным (десятки процентов).

Цифровая обработка результатов измерений требуется гораздо реже: при удержании максимальных (пиковых) значений, при пересчете значений по закону Ома (например, на известном резисторе измеряется напряжение, а отображается рассчитанный ток), при относительных измерениях с вычислением дБ, а также при запоминании нескольких измерений с вычислением средней величины по нескольким отсчетам.

Для инженеров важное значение имеют такие характеристики мультиметров, как разрешение и точность. Прямой зависимости между ними нет. Разрешение зависит от разрядности АЦП и числа отображаемых на дисплее знаков (обычно 3,5; 3,75, 4,5 или 4,75 -- для носимых, и 6,5 -- для настольных). Но сколько бы ни имел знаков дисплей, точность будет определяться характеристиками АЦП мультиметра и алгоритмом вычислений. Обычно погрешность указывают в процентах от измеряемой величины. Для носимых мультиметров она находится в пределах от 0,025 до 3%, в зависимости от вида измеряемой величины и класса прибора.

Некоторые модели имеют одновременно стрелочный и цифровой индикаторы. Очень удобен индикатор с двумя цифровыми шкалами для отображения второй одновременно измеряемой или вычисляемой в ходе измерения величины. Но еще полезней индикатор, где вместе с цифровой имеется аналоговая (столбиковая) шкала. Обычно в цифровых мультиметрах используются сравнительно медленные, но точные и устойчивые к помехам АЦП, где реализован метод двойного интегрирования. Поэтому информация на цифровом дисплее обновляется достаточно медленно (не чаще 4 раз в секунду). Столбиковая диаграмма удобна для быстрой качественной оценки измеряемой величины -- измерение производится с невысокой точностью, но чаще (до 20 раз в секунду).

Новые мультиметры с графическим дисплеем предусматривают возможность отображения формы сигнала, так что с небольшой натяжкой их можно отнести к простейшим осциллографам. Таким образом, мультиметр как бы вбирает в себя свойства все большего числа приборов. Более того, некоторые мультиметры могут работать под управлением компьютера и передавать на него результаты измерений для дальнейшей обработки (носимые разновидности -- обычно через интерфейс RS-232, а настольные -- по GPIB). мультимер разрядность прибор резистор

С точки зрения конструктивного исполнения мультиметры достаточно консервативны. За исключением особой, выпускаемой в виде щупа разновидности, основные отличия состоят в размере дисплея, виде органов управления (клавиши, переключатель, дисковый переключатель), типе элементов питания. Главное, чтобы выбранный прибор соответствовал предполагаемым условиям эксплуатации, а его корпус обеспечивал достаточную защиту (влагобрызгозащита, ударопрочный пластик, футляр).

Еще большее значение имеет защита входов мультиметра и его электробезопасность (защита от поражения электротоком при попадании на входы высокого напряжения). Информация об электробезопасности обычно четко указывается в инструкции и на корпусе прибора. Согласно международному стандарту IEC1010-10, с точки зрения электробезопасности мультиметры делятся на четыре класса: CAT I -- для работы с низковольтными цепями электронных узлов, CAT II -- для локальных цепей питания, CAT III -- для распределительных цепей питания в зданиях, и CAT IV -- для работы на аналогичных цепях вне зданий. Защита входов имеет не меньшую важность (хотя предоставляемые сведения о ней не столь подробны) -- чаще всего мультиметры выходят из строя при превышении разрешенной силы тока, при кратковременных выбросах напряжения и при подключении включенного в режиме измерения сопротивления прибора к цепям под напряжением. Для того чтобы предотвратить это, входы мультиметров могут защищаться самыми различными способами: электронным или электромеханическим (термозащита), с помощью обычного предохранителя или комбинированным. Электронная защита же более эффективна, так как она характеризуется широким диапазоном, универсальностью, быстротой срабатывания и восстановления.

Выбирая мультиметр, не стоит забывать и про аксессуары к нему. Провода должны быть максимально гибкими, а заделка в щупы и вилки выполнена с использованием защитных резиновых втулок. В случаях, когда требуется измерение тока или температуры, вам понадобятся токовые клещи или температурные пробники. Если мультиметр будет применяться в промышленных условиях, то имеет смысл приобрести защитный резиновый башмак или поясную сумку. Нужно поинтересоваться и тем, на какое время работы рассчитаны батареи, а также задуматься, не стоит ли выбрать прибор с питанием от аккумуляторов.

Выводы

Мультиметры цифровые - универсальные измерительные приборы, выполняющие комплекс функций. Мультиметры предназначены для измерения постоянного тока, напряжения постоянного и переменного тока, сопротивления, тестирования диодов, проверки целостности цепи. Более совершенные модификации приборов выполняют также дополнительные функции: измеряют переменный ток, индуктивность, ёмкость, частоту, некоторые модели «способны» измерить скважность.

Существуют также мультиметры для измерения температуры объекта и модели мультиметров, имеющих возможность запоминания результатов или удержания текущего показания. Большинство приборов имеют индикацию разрядки батарейки и индикацию перегрузки.

Список использованной литературы

1. Бензарь В. К. Словарь-справочник по электротехнике, промышленной электронике и автоматике -- 2-е изд., пер. и доп. -- Мн.: Высшая школа, 1985. -- С. 7. -- 176 с.

2. Садченков Д.А. Современные цифровые мультиметры: СОЛОН - Р, 2002. - 112с.

3. Сазонов Д. Как пользоватся мультиметром; "Железо" 2004. - №8

Размещено на Аllbest.ru