Вольтметр.
Первый учёный, который сконструировал и создал достаточно мощную электрическую батарею постоянного тока, был известный итальянский физик Александро Вольта. Эта батарея получила название «вольтов столб» и состояла из нескольких тысяч кружочков из цинка и меди, которые разделялись пропитанными в соляной кислоте матерчатыми прокладками. Он использовал батареи с большим или меньшим количеством элементов. Маленькие батареи давали слабую искру, большие батареи сильную и яркую.
Учёный вплотную подошёл к количественному понятию напряжения, поэтому единицу разности потенциалов назвали его именем: «Вольт». В международной системе единиц СИ вольт обозначается буквой «V», отсюда напряжение переменного тока обозначается: VAC, а напряжение постоянного тока: VDC. У нас единица величины напряжения обозначается буквой «В» – вольт. Например, 220 В, 380 В и наиболее часто используемые производные: 103-киловольт (kV), 106-мегавольт, 10-3-милливольт (mV), 10-6-микровольт (μV). Другие большие или меньшие производные используются только в лабораторных условиях. Подробнее о производных величинах читайте на странице про сокращённую запись численных величин.
Для измерения напряжения или разности потенциалов используется прибор, который называется вольтметр. На снимке изображён щитовой стрелочный вольтметр, который может монтироваться на щите управления, какого либо устройства. Он используется только для измерения конкретной величины напряжения на одном из узлов данного устройства. Тот вольтметр, что изображён на фото, применяется для измерения постоянного напряжения до 15 вольт. Взгляните на его шкалу. Она ограничена 15 вольтами.
На принципиальных схемах условное изображение вольтметра может выглядеть вот так.
Из рисунка видно, что условное изображение вольтметра на схеме может быть разным. Если в кружке обозначена буква «V», то это означает, что данный вольтметр рассчитан на измерения величин напряжения, составляющих единицы – сотни вольт. Изображения с обозначением «mV» и «μV» указываются в тех случаях, если вольтметр рассчитан на измерение долей вольта – милливольт (1mV = 0,001V) и микровольт (1μV = 0,000001 V).
Иногда рядом с изображением вольтметра также указывается максимальная величина напряжения, которую способен измерить вольтметр. Например, вот так – 100 mV. Обычно эта величина указывается для встраиваемых стрелочных вольтметров. Превышать это напряжение не стоит, так как можно испортить прибор.
Кроме этого, рядом с выводами вольтметра могут быть проставлены знаки полярности подключения его в схему «+» и «-». Это касается тех вольтметров, которые применяются для измерения постоянного напряжения.
Следует отметить, что щитовые вольтметры это частный случай использования этих приборов. В лабораториях, на радиозаводах, в конструкторских бюро и радиолюбительской практике, вольтметры используются чаще всего в составе мультиметров, которые раньше назывались авометры, то есть ампер-вольт-омметр.
В настоящее время с развитием цифровой электроники стрелочные приборы отходят в прошлое и им на смену приходят цифровые мультиметры с удобной цифровой шкалой, автоматическим переключением предела измерения, малой погрешностью и высоким классом точности.
В радиолюбительской практике на смену «цешкам» и «авошкам» пришли компактные и удобные цифровые приборы. Работать с ними не сложно, но определённые меры безопасности применять необходимо.
Как измерить напряжение мультиметром?
Следует твёрдо помнить, что вольтметр, в отличие от амперметра подключается параллельно нагрузке.
Например, вам надо замерить напряжение на резисторе, который является частью электронной схемы. В таком случае переключаем мультиметр в режим измерения напряжения (постоянного или переменного – смотря какой ток течёт в цепи), устанавливаем наивысший предел измерения. По мере накопления опыта предел измерения вы научитесь выставлять более осознанно, порой пренебрегая данным правилом. Далее подключаем щупы мультиметра параллельно резистору. Вот как это можно изобразить в виде схемы.
Вот так плавно мы переходим к определению так называемого шунта. Как видим из схемы, вольтметр, который измеряет напряжение на резисторе R1, создаёт параллельный путь току, который протекает по электрической цепи. При этом часть тока (Iшунт) ответвляется и течёт через измерительный прибор – вольтметр PV1. Далее опять возвращается в цепь.
В данном случае вольтметр PV1 шунтирует резистор R1 – создаёт обходной путь для тока. Для электрической цепи вольтметр – это шунт – обходной путь для тока. По закону ома, напряжение на участке цепи зависит от протекающего по этой цепи тока. Но мы ведь ответвили часть тока в цепи и провели эту часть через вольтметр. Поскольку сопротивление резистора неизменно, а ток через резистор уменьшился (IR1), то и напряжение на нём изменилось. Получается, что вольтметром мы измеряем напряжение на резисторе, которое образовалось после того, как мы подключили к схеме измерительный прибор. Из-за этого образуется погрешность измерения.
Как же уменьшить воздействие измерительного прибора на электрическую цепь при проведении измерений? Необходимо увеличить, так называемое «входное сопротивление» измерительного прибора – вольтметра. Чем оно выше, тем меньшая часть тока шунтируется измерительным прибором и более точные данные мы получаем при измерениях.
Современные цифровые мультиметры обладают достаточно большим входным сопротивлением и практически не влияют на работу схемы при проведении измерений. При этом точность измерений, естественно, достаточно высока.
Ранее все приборы были стрелочные, а для того, чтобы высоким напряжением не вывести прибор из строя применялись резистивные шунты, которые уменьшали величину измеряемого напряжения до безопасной величины. Но эти шунты вносили так называемое «паразитное сопротивление» и это сказывалось на точности измерений.
Поэтому в лабораторных условиях использовались специальные ламповые вольтметры, которые обладали большим входным сопротивлением и некоторые из них имели класс точности в доли процента.
Перейдём к практике…
Прежде всего, не забывайте, что есть переменное (англ. сокращение – VAC) и постоянное напряжение (VDC). Профессиональные приборы сами определяют, с каким напряжением вы работаете, и сами переключаются в нужный режим и на требуемый поддиапазон измерений.
На снимке показана часть панели управления популярного и недорогого тестера DT-830B.
Хорошо видно, что пределы измерения переменного напряжения ограничены величинами: 750 вольт (750 V~) и 200 вольт (200 V~). Понятно, что к силовым промышленным сетям с этим прибором не стоит и близко подходить. Шкала постоянного и импульсного напряжения несколько больше: от 200 милливольт (200 mV) до тысячи вольт (1000).
Как уже говорилось, чтобы замерить напряжение на участке схемы, нужно выбрать переключателем пределов измерения самый большой предел измерения и подключить щупы мультиметра параллельно тому участку цепи, на котором производится замер.
Если предел измерения подходит – то на дисплее появятся показания. Если этого не происходит, то отключаем вольтметр от схемы, уменьшаем предел измерения на один шаг. Повторяем измерение. И так далее до получения показаний.
Имейте в виду, что провода измерительных щупов со временем изнашиваются. При этом нарушается электрический контакт. Перед проведением любых измерений проверяйте целостность щупов!
Выбираем ту секцию на панели прибора, которая отвечает за измерение постоянного напряжения. Выставляем предел чуть больше того напряжения, что мы хотим измерить. Далее подключаем щупы прибора в соответствии с полярностью и изменяем предел измерения в сторону уменьшения до тех пор, пока на табло не появятся данные.
На фото показан замер напряжения составной батареи из трёх батареек 1,5V с помощью мультиметра Victor VC9805A+. Для измерения выбран предел 20V.
Аналогично замеряется напряжение на герметичном свинцовом аккумуляторе.
Стоит понимать, что таким образом мы замеряем так называемую ЭДС. ЭДС или электродвижущая сила — это напряжение на клеммах аккумулятора без подключенной нагрузки. Если к аккумулятору подключить какой-либо прибор, то напряжение будет чуть меньше.
Никогда не касайтесь руками оголённых щупов! Небольшим напряжением от 1,5-вольтовой батарейки вас, конечно, не убьёт, но вот при измерении напряжений более 24 вольт могут быть серьёзные последствия от удара током.
Чтобы руки оставались свободными используйте зажимы типа «крокодил», но подключать их нужно при отключенном от сети приборе. Часто возникает необходимость измерять напряжение на рабочей плате, в разных её точках.
Если вы работаете с низковольтным устройством, бойтесь только закоротить щупами отдельные проводники. Для замеров напряжения в устройстве, как правило, применяется следующая методика.
Соедините «земляной» щуп прибора и «землю» платы как можно надёжнее. Работать одним щупом всегда удобнее. Для тех, кто не в курсе, «земляным» или «общим» щупом у прибора называется тот щуп, который подключается к разъёму «COM». Обычно он чёрного цвета. Сокращение «COM» получено от английского слова common – «общий».
Наденьте на рабочий щуп прибора кусочек трубки ПВХ, оставив только крохотный острый кончик.
По принципиальной схеме, в контрольных точках проведите нужные вам замеры по отношению к «земле» — корпусному или по-другому общему проводу. Высокое входное сопротивление тестера работу вашей схемы не нарушит.
Измерение переменного напряжения производится аналогичным образом. Можно для пробы измерить переменное напряжение электросети в собственной квартире.
На снимке видно, что установлен максимальный предел 750 вольт (напряжение переменное – V~). При установке этого предела на индикаторе высвечиваются две буквы: HV – высокое напряжение (сокращение от англ. –
Как уже говорилось, при работе с высоким напряжением следует соблюдать правила электробезопасности.
Главная » Радиоэлектроника для начинающих » Текущая страница
Также Вам будет интересно узнать:
Какие бывают припои?
Предел измерения вольтметра
Расширение предела измерений вольтметра Цель: расширить пределы измерений вольтметра. Оборудование: 1 вольтметр лабораторный на 6 В; 2 миллиамперметр лабораторный на 5 ма; 3 омметр; 4 батарея аккумуляторов или выпрямитель ВС или другой источник постоянного тока ; 5 реостат на Ом; 6 ключ лабораторный; 7 провода соединительные с наконечниками; 8 набор резисторов от Ом до 1,5 ком. Введение В лабораторной практике часто встречается необходимость расширить пределы измерения электроизмерительного прибора. Эта задача решается подключением к прибору дополнительного сопротивления. При включении, например, вольтметра в цепь с напряжением, превышающим напряжение, на которое он рассчитан, последовательно с вольтметром включают соответствующий резистор добавочное сопротивление.
Поиск данных по Вашему запросу:
Схемы, справочники, даташиты:
Прайс-листы, цены:
Обсуждения, статьи, мануалы:
Дождитесь окончания поиска во всех базах.
По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.
Содержание:
- Задачи 1-ой степени сложности
Вольтметр, рассчитанный на измерение напряжения до 20 В, необходимо включить в сеть - Вольтметр, рассчитанный на измерение напряжения до 20 В, необходимо включить в сеть
- 5. Расширение пределов измерений амперметров и вольтметров
- Уменьшение предела измерения вольтметра (V)
- Расширение пределов измерения амперметров и вольтметров
- III часть. Градуировка вольтметра
- Расширение предела измерения вольтметра
ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Изменение пределов шкалы амперметра и вольтметра
Задачи 1-ой степени сложности
Прибор Мэс может быть использован как вольтметр для измерения напряжения. Вольтметр включается параллельно участку цепи, между концами которого измеряется напряжение участок АВ на рис. На вольтметр ответвляется ток I — часть общего тока I0. Чтобы подключение вольтметра возможно меньше изменяло сопротивление цепи, сопротивление вольтметра должно быть много больше сопротивления цепи.
Это достигается последовательным подключением к гальванометру добавочного сопротивления. В зависимости от назначения прибора МЭС производится его градуировка. Градуировка есть соответствие показаний стрелки по шкале прибора значениям величины тока или напряжения, измеряемых эталонными приборами. Приборы МЭС различаются по классу точности. Класс точности есть отношение максимальной ошибки прибора к его пределу измерения, выраженное в процентах.
Известны следующие классы точности: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5 и д. Приборы МСЭ используются в цепях постоянного тока. Приборы МЭС имеют равномерную шкалу измерений, работают при малых токах, имеют высокую чувствительность и точность измерений. Приборы МСЭ не чувствительны к внешним магнитным полям. Т ребуется измерить напряжение U, величина которого превышает предел измерения вольтметра U0, то есть нужно расширить предел измерения вольтметра в n раз, где.
На последовательных участках вольтметр — добавочное сопротивление сила тока одинакова, и согласно закону Ома. Схема установки:. Рисунок 4. Подключим к источнику напряжения соединенные последовательно эталонный и исследуемый вольтметры. Через оба вольтметра идет одинаковый ток, поэтому по закону Ома:. Скачать файл. Уважаемый посетитель! Чтобы распечатать файл, скачайте его в формате Word.
Ссылка на скачивание — внизу страницы.
Вольтметр, рассчитанный на измерение напряжения до 20 В, необходимо включить в сеть
Определить сопротивление шунта, который следует подключить к амперметру. Ом — Сопротивление амперметра — предел измерения амперметра без шунта — предел измерения амперметра с шунтом — сопротивление шунта По условию Ом 2 К автомобильному аккумулятору подключены параллельно 2 фары по 60 Вт. Найти ток аккумулятора, если напряжение на клеммах равно 12В. Ом — внутреннее сопротивление вольтметра — предел измерения вольтметра без шунта — предел измерения вольтметра с шунтом — сопротивление шунта Правильно ли выписал уравнение 4 Сколько энергии надо израсходовать, чтобы при электролизе медного купороса выделить грамм меди?
all-audio.pro > Life > Самоделкин > Электромастерская > Уменьшение предела измерения вольтметра (V). Вопрос такого плана: имеется.
Вольтметр, рассчитанный на измерение напряжения до 20 В, необходимо включить в сеть
Цель работы: научиться измерять внутреннее сопротивление приборов, рассчитывать и использовать для расширения пределов измерения шунты к амперметру и добавочные сопротивления к вольтметру. Для измерения силы тока в электрических цепях применяются амперметры микро — или миллиамперметры. Все амперметры имеют небольшое внутреннее сопротивление RA. При последовательном соединении амперметра с нагрузкой сила тока амперметра I1 равна силе тока нагрузки IН. Поэтому для измерения силы тока амперметр включают последовательно с нагрузкой RН рис. Амперметр запрещается включать параллельно с нагрузкой или с источником ЭДС. Действительно, сила тока на участке АВ, изображенном на рисунке 2, согласно закона Ома для однородного участка цепи:. При включении амперметра к участку цепи АВ с целью измерения силы тока в соответствии с рисунком 1 общее сопротивление участка увеличивается, а сила тока уменьшается до значения. Из соотношений 1 и 2 следует, что измеренная амперметром сила тока I1 будет тем ближе по значению к истинной силе тока I рис. Иногда бывает необходимо измерить амперметром величину тока I, превышающую верхний предел прибора IAmax.
5. Расширение пределов измерений амперметров и вольтметров
Подключается параллельно нагрузке или источнику электрической энергии. Идеальный вольтметр должен обладать бесконечно большим внутренним сопротивлением. Поэтому чем выше внутреннее сопротивление в реальном вольтметре, тем меньше влияния оказывает прибор на измеряемый объект и, следовательно, тем выше точность и разнообразнее области применения. Рихмана Принцип работы вольтметров дискретного действия состоит в преобразовании измеряемого постоянного или медленно меняющегося напряжения в электрический код с помощью аналого-цифрового преобразователя , который отображается на табло в цифровой форме.
Загрузить всю книгу. Амперметрами называют приборы, служащие для измерения силы тока в цепи.
Уменьшение предела измерения вольтметра (V)
Расширение предела измерения амперметра производится с помощью шунта. Шунт — это резистор, подключенный параллельно зажимам амперметра в цепь измеряемого тока и обладающий малым омическим сопротивлением рис. Расширение предела измерения вольтметра производится с помощью добавочного резистора. Добавочным называется резистор, включенный последовательно с вольтметром и обеспечивающий расширение предела измерения напряжения рис. Используя множители, соответствующие кратным и дольным единицам физических величин, выразим:. Задача 1.
Расширение пределов измерения амперметров и вольтметров
При поочерёдном подключении к вольтметру добавочных сопротивлений R1 и R2 предел измерения вольтметра возрастает соответственно в n. При поочерёдном подключении к вольтметру добавочных сопротивлений R1 и R2 предел измерения вольтметра возрастает соответственно в n и m раз. Как изменится предел измерений вольтметра, если оба резистора соединить между собой параллельно и затем подключить к вольтметру последовательно? Ваш ответ Отображаемое имя по желанию : Отправить мне письмо на это адрес если мой ответ выбран или прокомментирован: Отправить мне письмо если мой ответ выбран или прокомментирован Конфиденциальность: Ваш электронный адрес будет использоваться только для отправки уведомлений. Чтобы избежать проверки в будущем, пожалуйста войдите или зарегистрируйтесь. Похожие вопросы 1 ответ. Присоединение к вольтметру некоторого добавочного сопротивления увеличивает предел измерения напряжения в два раза.
Для измерения какой физической величины используется вольтметр? к миллиамперметру для увеличения предела измерения тока до 1 А? Во.
III часть. Градуировка вольтметра
Собрать схему, изображенную на рис. Изменяя с помощью ползунка сопротивление на реостате R 2 , записать соответствующие показания приборов в таблицу 3. Определить цену деления шкалы прибора С V 1 как тангенс угла наклона прямой к оси абсцисс. Последовательно вольтметру подсоединить добавочное сопротивление R доб рис.
Расширение предела измерения вольтметра
By kafk , August 24, in Начинающим. Можно ли сделать из них вольтметр с макс. Мы принимаем формат Sprint-Layout 6! Экспорт в Gerber из Sprint-Layout 6. Возможно сопротивление вольтметра было наружное.
Для изготовления хорошего вольтметра требуется измерительный прибор не только с высокой чувствительностью, но и со шкалой достаточно большого размера. Приборы же высокой чувствительности, но с небольшой шкалой рационально использовать в схемах для измерения напряжений так называемым компенсационным или нулевым методом.
Для получения высокой точности и чувствительности магнитоэлектрических приборов их подвижные обмотки выполняют по возможности легкими из очень тонкой изолированной проволоки. Такие обмотки допускают очень незначительные по величине токи, не превышающие 30 мА, при этом сопротивление самих обмоток получается равным примерно 5 Ом. Таким образом, магнитоэлектрическим прибором можно измерять ток не более 30 мА, а напряжение — не выше мВ, так как. Для расширения пределов измерения амперметра применяют шунты, шунты имеют очень малое сопротивление десятые, сотые доли ома и включаются параллельно обмотке амперметра. Величина шунта R Ш определяется по формуле:. R A — сопротивление амперметра;. I A — максимально допустимый ток амперметра.
Определить в минутах протекание тока. Ответ: 15 мин. Общее сопротивление двух последовательно соединенных проводников 5 Ом, а параллельно соединенных 1,2 Ом. Определить сопротивление каждого проводника.
Мультиметры — Прецизионные измерительные приборы
Мультиметры — Прецизионные измерительные приборы | ОграничениеФильтр
Manufacturer´s description
- 210
- 300
- 400
- 500
- 500 Auto
- 610
- 620
Weight
- 0.36kg
- 76g
- 206g
- 300g
- 310g
- 380 г
Длина
- 110 мм
- 134 мм
- 172 мм
- 177 мм
- 179 мм
- 186 мм
Резолюция температуры
- 0,1 ° C-1 ° C
- 0,2 ° F-2007
- 0,1 ° C-1 ° C
- 0,2 °
- 0,1 ° C-1 ° C
- 0,2 °
- 0,1 ° C-1 ° C
Погрешность измерения температуры
- от -40 до 40 °C: ± 4 °C / > 40 до 500 °C: ± (1,0% + 4 °C)
- > 104 до 932 °F: ± (1,5 % + 5°F)
- > 500. ..1000 °C: ± (2,0% + 4 °C) / -40…104 °F: ± 5 °F
- > 932…1832 °F: ± (2,5% + 5°F)
- ±(1% +3)
- ± (1,0% + 3 °C)
- ±(4% +4)
Класс безопасности
- CAT I 1000 В
- CAT II
- CAT II 60008 II 1000 V
- CAT II: 250 В
- CAT III 600 В
- CAT III 1000 V
- CAT 600 В
НЕКОРИЧЕСКАЯ НЕПРАВИЛЬНАЯ % +5)
Погрешность напряжения (пост. ток)
- ±(0,5% +1)
- ±(0,5% +5)
- ± (0,7% +3)
- ±(0,8% +3)
- ± (0,8%+5)
- ±(1% +3)
Погрешность напряжения (AC)
- 90,807 ±( % +3)
- ±(0,8% +5)
- ± (1,2% +3)
- ±(1,2% +3)
- ± (1,2%+5)
- ±(1,2% +5)
Диапазон измерения напряжения (постоянного тока) макс.
- 250 В
- 600 В
- 1000 В
Диапазон измерения напряжения (перем. тока) макс.0008
Погрешность сопротивления
- ±(0,8 % +1)
- ±(0,8 % +5)
- ±(1 % +08) ±(1 % +08) 90,008
- ±(1 % +08) 90,007 ±(1 % +08) (1,0%+3)
- ± (1,2%+2)
- ± (1,2%+2) — ± (2,0%+5)
Ширина
- 58 мм
- 77 мм
- 85mm 9000 ммм
- 9000m8
- 88 мм
- 89 мм
Код класса ETIM
- EC000069
Количество батарей
- 1QTY
- 2QTY
- 4QTY
Автоматический отключение
- 15MIN
Фоновый лист.
Разрешение по частоте
- 0,008 Гц
07 0.01Hz-0.01MHzHz
- 1Hz
Capacitance measurement range, max
- 20µF
- 60mF
- 100µF
- 4000µF
Capacitance measurement range, min
- 2µF
- 4µF
- 40nF
- 60NF
емкости некорена
- ± (3% +5)
- ± (3% +5)
- ± (4% +3)
РЕЗУМЮТНОСТЬ
- 0,0001NF
- 1NF
0007 0,01NF
Толщина
- 11 мм
- 38 мм
- 39 мм
- 40 мм
- 49 мм 9008
- 181818181818.
- 928.
- 9818.
- 9818.
- 9818.
- .
- .
- 9818.
- .
- .
- .
- .
- 928
- .
- .
- .
- .
- .
- .
- .
- 988.
- 98.
- 928.
- 1818.
- 988.
- 98.
- .
- .
- .
- .
- .
- .
- .
- . Рабочая температура
- 40 ° C
Рабочая температура, мин
- 0 ° C
Размер батареи
- 6F22 (9 В)
- AAA (1,5 В)
- CR2032 (3 V)
- 0008
. 600 Ом
Разрешение сопротивления
- 0,1 Ом
- 0,1 Ом-0,01 МОм
- 0,1 Ом
Высота цифр
21
.
Voltage resolution (AC)
- 0,01mV
- 0.01mV
- 0.1-1V
- 1mV
Voltage resolution (DC)
- 0,01mV
- 0.1mV
- 0.1mV-1V
- 0,10MV
- 100 мкв
Диапазон измерения тока (AC), MAX
- 10A
- 20A
.
.0008
Погрешность тока (постоянный ток)
- ±(0,8% +1)
- ±(0,8% +5)
- ±(10% +5)
- ±(10% +5) 3
- ± (1,0% +2)-± (1,0% +5)
Резолюция тока (AC)
- 0,1 мкА
- 0,1 мкА
- 1 млект
Текущий разрешение (DC)
.
0,1 мкАДиапазон измерения температуры, макс.
- 1000 ° C
. Разрешение
- 0,1 °
Скорость некока некоренности
- ± (3% +5)
Резолюция скорости
- 10R/мин
Активные фильтры:
.0563
Мультиметр
Цифровой мультиметр
Мультиметр или мультитестер , также известный как вольт/омметр или ВОМ , представляет собой электронный измерительный прибор, который сочетает в себе несколько функций измерения в одном устройстве. Типичный мультиметр может включать в себя такие функции, как возможность измерения напряжения, тока и сопротивления. Мультиметры могут использовать аналоговые или цифровые схемы — аналоговые мультиметры и цифровые мультиметры (часто сокращенно DMM или DVOM ). Аналоговые приборы обычно основаны на микроамперметре, стрелка которого перемещается по шкале калибровки для всех различных измерений, которые могут быть выполнены; цифровые приборы обычно отображают цифры, но могут отображать полосу, длина которой пропорциональна измеряемой величине.
Мультиметр может быть ручным устройством, полезным для базовой диагностики неисправностей и работы в полевых условиях, или настольным прибором, который может выполнять измерения с очень высокой степенью точности. Их можно использовать для устранения неполадок с электричеством в широком спектре промышленных и бытовых устройств, таких как электронное оборудование, средства управления двигателем, бытовая техника, источники питания и системы электропроводки.
Contents
|
Измеряемые величины
Современные мультиметры могут измерять множество величин. Обычные:
- Напряжение, переменное и постоянное, в вольтах.
- Ток переменный и постоянный, в амперах.
Должен быть указан диапазон частот, для которого измерения переменного тока являются точными.
- Сопротивление в омах.
Кроме того, некоторые мультиметры измеряют:
- Емкость в фарадах.
- Электропроводность в сименсах.
- децибел.
- Рабочий цикл в процентах.
- Частота в герцах.
- Индуктивность в генри.
- Температура в градусах Цельсия или Фаренгейта с помощью соответствующего датчика температуры, часто термопары.
Цифровые мультиметры могут также включать цепи для:
- Непрерывности цепи; подает звуковой сигнал, когда цепь работает.
- Диоды (измерение прямого падения диодных переходов, т. е. диодов и транзисторных переходов) и транзисторы (измерение коэффициента усиления по току и других параметров).
- Проверка аккумуляторов для простых 1,5-вольтовых и 9-вольтовых аккумуляторов. Это шкала напряжения с токовой нагрузкой. Проверка батареи (без учета внутреннего сопротивления, которое увеличивается по мере разрядки батареи) менее точна при использовании шкалы напряжения постоянного тока.
Разрешение
Цифровой
Разрешение мультиметра часто указывается в «цифрах» разрешения. Например, термин 5½ цифр относится к количеству цифр, отображаемых на дисплее мультиметра.
По соглашению половина цифры может отображать либо ноль, либо единицу, а цифра в три четверти может отображать число больше единицы, но не девять. Обычно цифра в три четверти относится к максимальному значению 3 или 5. Дробная цифра всегда является старшей цифрой в отображаемом значении. 5½-разрядный мультиметр будет иметь пять полных разрядов, которые отображают значения от 0 до 9, и один полуразряд, который может отображать только 0 или 1. [3] Такой измеритель может показывать положительные или отрицательные значения от 0 до 19.9999. Трехразрядный счетчик может отображать количество от 0 до 3999 или 5999, в зависимости от производителя.
В то время как точность цифрового дисплея можно легко увеличить, дополнительные цифры не имеют ценности, если они не сопровождаются тщательным проектированием и калибровкой аналоговых частей мультиметра. Значимые измерения с высоким разрешением требуют хорошего понимания технических характеристик прибора, хорошего контроля условий измерения и прослеживаемости калибровки прибора.
Указание «числа отображения» — еще один способ указать разрешение. Отсчеты дисплея дают наибольшее число или наибольшее число плюс один (чтобы число счета выглядело лучше), которое может отображать дисплей мультиметра, игнорируя десятичный разделитель. Например, 5½-разрядный мультиметр также может быть указан как мультиметр с 199999 отсчетами или 200000 отсчетов. Часто отображаемый счетчик просто называется счетчиком в спецификациях мультиметра.
Аналоговый
Разрешение аналоговых мультиметров ограничено шириной стрелки шкалы, вибрацией стрелки, точностью печати шкал, калибровкой нуля, количеством диапазонов и ошибками из-за негоризонтального использования механического дисплея . Точность полученных показаний также часто снижается из-за неправильного подсчета делений, ошибок в ментальной арифметике, ошибок наблюдения за параллаксом и далеко не идеального зрения. Зеркальные шкалы и большие перемещения измерителя используются для улучшения разрешения; обычно используется эквивалентное разрешение от двух с половиной до трех цифр (и обычно его достаточно для ограниченной точности, необходимой для большинства измерений).
Измерения сопротивления, в частности, имеют низкую точность из-за типичной схемы измерения сопротивления, которая сильно сжимает шкалу при более высоких значениях сопротивления. Недорогие аналоговые измерители могут иметь только одну шкалу сопротивления, что серьезно ограничивает диапазон точных измерений. Как правило, аналоговый измеритель имеет панель регулировки для установки нулевой калибровки измерителя, чтобы компенсировать изменяющееся напряжение батареи измерителя.
Точность
Цифровые мультиметры обычно выполняют измерения с большей точностью, чем их аналоговые аналоги. Стандартные аналоговые мультиметры обычно измеряют с точностью до трех процентов, [4] , хотя производятся приборы с более высокой точностью. Стандартные портативные цифровые мультиметры имеют точность 0,5% в диапазоне постоянного напряжения. Стандартные настольные мультиметры доступны с заявленной точностью лучше ±0,01%. Приборы лабораторного класса могут иметь точность в несколько частей на миллион. [5]
Значения точности следует интерпретировать с осторожностью. Точность аналогового прибора обычно относится к полному отклонению; измерение 10 В на шкале 100 В 3%-го измерителя подвержено погрешности 3 В, 30% показания. Цифровые счетчики обычно определяют точность как процент от показаний плюс процент от значения полной шкалы, иногда выражаемый в единицах, а не в процентах.
Указанная погрешность соответствует нижнему диапазону постоянного тока в милливольтах (мВ) и известна как «базовая погрешность измерения напряжения постоянного тока». Более высокие диапазоны напряжения постоянного тока, тока, сопротивления, переменного тока и другие диапазоны обычно имеют более низкую точность, чем базовое значение напряжения постоянного тока. Измерения переменного тока соответствуют указанной точности только в указанном диапазоне частот.
Производители могут предоставлять услуги по калибровке, чтобы новые счетчики можно было приобрести с сертификатом калибровки, указывающим, что счетчик был отрегулирован в соответствии со стандартами, прослеживаемыми, например, Национальным институтом стандартов и технологий США (NIST) или другой национальной лабораторией по стандартизации. .
Испытательное оборудование имеет тенденцию к отклонению от калибровки с течением времени, и нельзя бесконечно полагаться на указанную точность. Для более дорогого оборудования производители и третьи стороны предоставляют услуги по калибровке, чтобы старое оборудование можно было повторно откалибровать и повторно сертифицировать. Стоимость таких услуг несоизмерима с недорогим оборудованием; однако для большинства рутинных испытаний не требуется предельной точности. Мультиметры, используемые для важных измерений, могут быть частью программы метрологии для обеспечения калибровки.
Чувствительность и входное сопротивление
При использовании для измерения напряжения входное сопротивление мультиметра должно быть очень высоким по сравнению с сопротивлением измеряемой цепи; в противном случае работа схемы может быть изменена, и показания также будут неточными.
Счетчики с электронными усилителями (все цифровые мультиметры и некоторые аналоговые счетчики) имеют фиксированный входной импеданс, достаточно высокий, чтобы не мешать большинству цепей. Часто это либо один, либо десять МОм; стандартизация входного сопротивления позволяет использовать внешние высокоомные щупы, образующие делитель напряжения с входным сопротивлением, что позволяет расширить диапазон напряжений до десятков тысяч вольт.
Большинство аналоговых мультиметров с подвижной стрелкой не имеют буфера и потребляют ток из тестируемой цепи для отклонения стрелки измерителя. Импеданс измерителя варьируется в зависимости от базовой чувствительности движения измерителя и выбранного диапазона. Например, счетчик с типичной чувствительностью 20 000 Ом/вольт будет иметь входное сопротивление в два миллиона Ом в диапазоне 100 вольт (100 В * 20 000 Ом/вольт = 2 000 000 Ом). На каждом диапазоне, при полном напряжении диапазона, полный ток, необходимый для отклонения движения счетчика, снимается с тестируемой цепи. Движения измерителя с более низкой чувствительностью допустимы для тестирования в цепях, где полное сопротивление источника низкое по сравнению с полным сопротивлением измерителя, например, в силовых цепях; эти счетчики более прочны механически. Некоторые измерения в сигнальных цепях требуют перемещения с большей чувствительностью, чтобы не нагружать тестируемую цепь полным сопротивлением измерителя. [6]
Иногда чувствительность путают с разрешающей способностью измерителя, которая определяется как наименьшее изменение напряжения, тока или сопротивления, которое может изменить наблюдаемое показание.
Для цифровых мультиметров общего назначения самый низкий диапазон напряжения обычно составляет несколько сотен милливольт переменного или постоянного тока, а самый низкий диапазон тока может составлять несколько сотен миллиампер, хотя доступны приборы с большей чувствительностью к току. Измерение низкого сопротивления требует вычитания сопротивления выводов (измеряемого касанием испытательных щупов) для достижения наибольшей точности.
Верхний предел диапазона измерения мультиметра значительно различается; измерения свыше 600 вольт, 10 ампер или 100 МОм могут потребовать специального измерительного прибора.
Нагрузочное напряжение
Любой амперметр, включая мультиметр в диапазоне токов, имеет определенное сопротивление. Большинство мультиметров по своей сути измеряют напряжение и пропускают измеряемый ток через шунтирующее сопротивление, измеряя возникающее на нем напряжение. Падение напряжения называется напряжением нагрузки и выражается в вольтах на ампер. Значение может меняться в зависимости от диапазона, выбранного измерителем, поскольку в разных диапазонах обычно используются разные шунтирующие резисторы. [7] [8]
Напряжение нагрузки может быть значительным в низковольтных цепях. Для проверки его влияния на точность и работу внешней цепи счетчик можно переключать на разные диапазоны; показание тока должно быть таким же, и работа схемы не должна сказываться, если напряжение нагрузки не является проблемой. Если это напряжение является значительным, его можно уменьшить (что также снижает присущую точность и прецизионность измерения) за счет использования более высокого диапазона тока.
Измерение переменного тока
Поскольку базовая система индикаторов аналогового или цифрового счетчика реагирует только на постоянный ток, мультиметр включает в себя схему преобразования переменного тока в постоянный для измерения переменного тока. В базовых измерителях используется схема выпрямителя для измерения среднего или пикового абсолютного значения напряжения, но они откалиброваны для отображения рассчитанного среднеквадратичного значения (RMS) для синусоидальной формы волны; это даст правильные показания переменного тока, используемого в распределении электроэнергии.
Leave A Comment