همه چیز در مورد مولتی متر

یک مولتی متر معمولی می تواند ولتاژ، مقاومت و جریان را اندازه گیری کند، در این صورت به عنوان ولت-اهم-میلی آمپرمتر (VOM) نیز شناخته می شود، زیرا دستگاه مجهز به عملکرد ولت متر، آمپرمتر و اهم متر است. برخی از آنها قابلیت اندازه گیری خواص اضافی مانند دما و ظرفیت را دارند.

مولتی مترهای دیجیتال (DMM، DVOM) دارای نمایشگرهای عددی هستند و مولتی مترهای آنالوگ را تقریباً منسوخ کرده اند زیرا ارزان تر، دقیق تر و از نظر فیزیکی قوی تر از مولتی متر آنالوگ هستند.

خواص عمومی مولتی متر

به عنوان مثال، یک مولتی متر با استفاده از یک حرکت سیم پیچ متحرک با جریان انحراف در مقیاس کامل 50 میکرو آمپر (μA) که بالاترین حساسیت معمول موجود است، باید حداقل 50 میکرو آمپر از مدار مورد آزمایش بکشد تا متر به انتهای بالای آن برسد. مقیاس این ممکن است یک مدار با امپدانس بالا را به قدری بارگذاری کند که بر مدار تأثیر بگذارد و در نتیجه خوانش پایینی داشته باشد. جریان انحراف در مقیاس کامل ممکن است بر حسب "اهم بر ولت" (Ω/V) نیز بیان شود. رقم اهم بر ولت اغلب "حساسیت" ابزار نامیده می شود. "در هر ولت" به این واقعیت اشاره دارد که امپدانسی که متر به مدار مورد آزمایش ارائه می دهد 20000 Ω ضرب در ولتاژ مقیاس کاملی است که متر روی آن تنظیم شده است. به عنوان مثال، اگر متر روی محدوده 300 ولت در مقیاس کامل تنظیم شود، امپدانس کنتور 6 MΩ خواهد بود. 20000 Ω/V بهترین (بالاترین) حساسیت موجود برای مولتی مترهای آنالوگ معمولی است که فاقد تقویت کننده داخلی هستند. برای مترهایی که دارای تقویت کننده داخلی هستند (VTVM، FETVM و غیره)، امپدانس ورودی توسط مدار تقویت کننده ثابت می شود.

وضوح و دقت

وضوح یک مولتی متر کوچکترین قسمت مقیاس است که می توان نشان داد که وابسته به مقیاس است. در برخی از مولتی‌مترهای دیجیتال می‌توان آن را پیکربندی کرد و اندازه‌گیری‌های با وضوح بالاتر زمان بیشتری برای تکمیل شدن دارند. به عنوان مثال، مولتی متری که وضوح 1 میلی ولت در مقیاس 10 ولت دارد، می تواند تغییرات اندازه گیری ها را با افزایش 1 میلی ولت نشان دهد.

دقت نسبی خطای اندازه گیری در مقایسه با دستگاه مورد استفاده برای کالیبراسیون مولتی متر است. بیشتر صفحات داده مولتی متر دقت نسبی را ارائه می دهند. برای محاسبه دقت مطلق از دقت نسبی یک مولتی متر، دقت مطلق دستگاه مورد استفاده برای کالیبره کردن مولتی متر را به دقت نسبی مولتی متر اضافه کنید.

دیجیتال

وضوح یک مولتی متر اغلب بر اساس تعداد ارقام اعشاری حل و نمایش داده شده مشخص می شود. اگر مهم ترین رقم نتواند همه مقادیر را از 0 تا 9 بگیرد، به طور کلی، و به طور گیج کننده، یک رقم کسری نامیده می شود. به عنوان مثال، مولتی متری که می تواند تا 19999 را بخواند (به اضافه یک نقطه اعشار تعبیه شده) گفته می شود که 4+1⁄2 رقم را می خواند.

طبق قرارداد، اگر مهم ترین رقم می تواند 0 یا 1 باشد، آن را نیم رقم می گویند. اگر بتواند مقادیر بالاتری را بدون رسیدن به 9 (اغلب 3 یا 5) بگیرد، ممکن است سه چهارم رقم نامیده شود. یک مولتی متر 5+1⁄2 رقمی یک "نیم رقم" را نشان می دهد که فقط می تواند 0 یا 1 را نمایش دهد و به دنبال آن پنج رقم تمام مقادیر 0 تا 9 را نشان می دهد. چنین متری می تواند مقادیر مثبت یا منفی را از 0 تا 199999 نشان دهد. یک متر 3+3⁄4 رقمی بسته به سازنده می تواند مقداری از 0 تا 3999 یا 5999 را نمایش دهد.

در حالی که وضوح صفحه نمایش دیجیتال را می توان به راحتی افزایش داد، ارقام اضافی اگر با دقت در طراحی و کالیبراسیون بخش های آنالوگ مولتی متر همراه نباشند، ارزشی ندارند. اندازه‌گیری‌های معنی‌دار (یعنی با دقت بالا) نیاز به درک خوبی از مشخصات ابزار، کنترل خوب شرایط اندازه‌گیری، و قابلیت ردیابی کالیبراسیون ابزار دارد. با این حال، حتی اگر وضوح آن بیشتر از دقت باشد، یک متر می تواند برای مقایسه اندازه گیری ها مفید باشد. به عنوان مثال، یک متر که 5+1⁄2 رقم ثابت را می خواند ممکن است نشان دهد که یک مقاومت اسمی 100 کیلو اهم حدود 7 Ω بزرگتر از دیگری است، اگرچه خطای هر اندازه گیری 0.2٪ از خواندن به علاوه 0.05٪ از مقدار مقیاس کامل است.

شمارش نمایشگر بزرگترین عدد یا بزرگترین عدد بعلاوه یک را نشان می‌دهد (که شامل نمایش تمام صفرها می‌شود) که نمایشگر مولتی‌متر می‌تواند نشان دهد، بدون توجه به جداکننده اعشاری. به عنوان مثال، یک مولتی متر 5+1⁄2 رقمی را می توان به عنوان مولتی متر نمایشگر 199999 یا تعداد نمایشگر 200000 نیز تعیین کرد. اغلب تعداد نمایشگر در مشخصات مولتی متر فقط "شمار" نامیده می شود.

دقت یک مولتی متر دیجیتال ممکن است به صورت دو جمله ای بیان شود، مانند "1% ± از تعداد خواندن +2"، که منعکس کننده منابع مختلف خطا در دستگاه است.

آنالوگ

کنتورهای آنالوگ طرح‌های قدیمی‌تری هستند، اما علیرغم اینکه مترهای دیجیتال با نمودار برگراف از نظر فنی پیشی گرفته‌اند، ممکن است هنوز توسط مهندسان و عیب‌یاب‌ها ترجیح داده شود. یکی از دلایل ذکر شده این است که کنتورهای آنالوگ بیشتر هستند. حساس (یا پاسخگو) به تغییرات مداری که اندازه گیری می شود. یک مولتی متر دیجیتال از کمیت اندازه گیری شده در طول زمان نمونه برداری می کند و سپس آن را نمایش می دهد. مولتی مترهای آنالوگ به طور مداوم مقدار تست را می خوانند. اگر تغییرات جزئی در قرائت‌ها وجود داشته باشد، سوزن یک مولتی‌متر آنالوگ سعی می‌کند آن را ردیابی کند، برخلاف سنج دیجیتالی که باید تا نمونه بعدی منتظر بماند، و بین هر قرائت ناپیوسته تاخیر ایجاد می‌کند (به‌علاوه ممکن است متر دیجیتال به زمان ته‌نشینی نیز نیاز داشته باشد. برای همگرایی روی مقدار). خواندن مقدار نمایشگر دیجیتال در مقایسه با نمایشگر آنالوگ از نظر ذهنی دشوارتر است. به عنوان مثال، این ویژگی ردیابی مداوم هنگام آزمایش خازن ها یا سیم پیچ ها مهم می شود. یک خازن که به درستی کار می کند باید اجازه دهد جریان در هنگام اعمال ولتاژ جریان یابد، سپس جریان به آرامی به صفر کاهش می یابد و این "امضا" در یک مولتی متر آنالوگ به راحتی قابل مشاهده است اما در یک مولتی متر دیجیتال نه. این در هنگام آزمایش یک سیم پیچ مشابه است، با این تفاوت که جریان کم شروع می شود و افزایش می یابد.

اندازه گیری مقاومت در یک متر آنالوگ، به ویژه، به دلیل مدار اندازه گیری مقاومت معمولی که مقیاس را به شدت در مقادیر مقاومت بالاتر فشرده می کند، می تواند از دقت پایینی برخوردار باشد. مترهای آنالوگ ارزان قیمت ممکن است تنها یک مقیاس مقاومت داشته باشند که به طور جدی دامنه اندازه گیری های دقیق را محدود می کند. به طور معمول، یک متر آنالوگ دارای یک تنظیم پانل برای تنظیم کالیبراسیون صفر اهم متر، برای جبران ولتاژ متغیر باتری کنتور، و مقاومت سیم های تست کنتور است.

دقت

مولتی مترهای دیجیتال معمولاً با دقتی بالاتر از همتایان آنالوگ خود اندازه گیری می کنند. مولتی مترهای آنالوگ استاندارد معمولاً با دقت سه درصد اندازه گیری می کنند، اگرچه ابزارهایی با دقت بالاتر ساخته می شوند.

برای مثال، یک متر با حساسیت معمولی 20000 اهم بر ولت دارای مقاومت ورودی دو میلیون اهم در محدوده 100 ولت (100 ولت * 20000 اهم / ولت = 2000000 اهم) خواهد بود. در هر محدوده، در ولتاژ مقیاس کامل محدوده، جریان کامل مورد نیاز برای انحراف حرکت کنتور از مدار مورد آزمایش گرفته می شود. حرکات سنج با حساسیت کمتر برای آزمایش در مدارهایی که امپدانس منبع در مقایسه با امپدانس متر کم است، به عنوان مثال، مدارهای قدرت قابل قبول است. این مترها از نظر مکانیکی ناهموارتر هستند. برخی از اندازه گیری ها در مدارهای سیگنال نیاز به حرکات با حساسیت بالاتری دارند تا مدار مورد آزمایش با امپدانس متر بارگذاری نشود.

گاهی اوقات حساسیت با وضوح یک متر اشتباه گرفته می شود، که به عنوان کمترین تغییر ولتاژ، جریان یا مقاومت تعریف می شود که می تواند قرائت مشاهده شده را تغییر دهد.

برای مولتی مترهای دیجیتال همه منظوره، کمترین محدوده ولتاژ معمولاً چند صد میلی ولت AC یا DC است، اما کمترین محدوده جریان ممکن است چند صد میلی آمپر باشد، اگرچه ابزارهایی با حساسیت جریان بیشتر در دسترس هستند. برای اندازه‌گیری مقاومت کم، مقاومت سرب (که با لمس پروب‌های آزمایش اندازه‌گیری می‌شود) برای بهترین دقت نیاز دارد.

انتهای بالایی محدوده اندازه گیری مولتی متر به طور قابل توجهی متفاوت است. اندازه گیری بیش از 600 ولت، 10 آمپر یا 100 مگا اهم ممکن است به یک ابزار تست تخصصی نیاز داشته باشد.

بار ولتاژ

هر آمپرمتر، از جمله مولتی متر در محدوده جریان، مقاومت خاصی دارد. مقدار می تواند بسته به محدوده ای که متر انتخاب می کند تغییر کند، زیرا محدوده های مختلف معمولاً از مقاومت های شنت متفاوتی استفاده می کنند.

ولتاژ بار می تواند در مدارهای ولتاژ پایین قابل توجه باشد. برای بررسی تأثیر آن بر صحت و عملکرد مدار خارجی، متر را می توان به محدوده های مختلف تغییر داد. خواندن جریان باید یکسان باشد و اگر ولتاژ بار مشکلی نداشته باشد، نباید عملکرد مدار تحت تأثیر قرار گیرد. اگر این ولتاژ قابل توجه باشد، می توان آن را کاهش داد (همچنین دقت و دقت ذاتی اندازه گیری را کاهش داد) با استفاده از محدوده جریان بالاتر.

سنجش جریان متناوب

از آنجایی که سیستم نشانگر اصلی در یک متر آنالوگ یا دیجیتال فقط به DC پاسخ می دهد، یک مولتی متر شامل یک مدار تبدیل AC به DC برای اندازه گیری جریان متناوب است. مترهای پایه از یک مدار یکسو کننده برای اندازه گیری میانگین یا حداکثر مقدار مطلق ولتاژ استفاده می کنند، اما برای نشان دادن مقدار میانگین مربع ریشه محاسبه شده (RMS) برای شکل موج سینوسی کالیبره شده اند. این خوانش صحیح برای جریان متناوب همانطور که در توزیع برق استفاده می شود را نشان می دهد. راهنمای کاربر برای برخی از این مترها فاکتورهای تصحیح را برای برخی از شکل موج های غیر سینوسی ساده ارائه می دهد تا امکان محاسبه مقدار معادل ریشه متوسط ​​مربع (RMS) صحیح را فراهم کند. دفترچه راهنمای کاربر برای کنتور ممکن است محدودیت های ضریب تاج و فرکانس را نشان دهد که کالیبراسیون کنتور برای آنها معتبر است. سنجش RMS برای اندازه گیری در شکل موج های دوره ای غیر سینوسی، مانند موجود در سیگنال های صوتی و درایوهای فرکانس متغیر، ضروری است.

انواع پروب

انواع مختلفی از پروب ها برای مولتی متر وجود دارد. این ها تعدادی از علاقمندی های ماست:

گیره‌های موز به تمساح: اینها کابل‌های عالی برای اتصال به سیم‌ها یا پین‌های بزرگ روی تخته نان هستند. برای انجام آزمایش‌های طولانی‌مدت که نیازی به نگه‌داشتن پروب‌ها در زمان دستکاری مدار ندارید، خوب است.

هوک موز به آی سی: قلاب های آی سی روی آی سی های کوچکتر و پایه های آی سی به خوبی کار می کنند.

موچین به موچین: اگر نیاز به آزمایش اجزای SMD دارید، موچین مفید است.

پروب های آزمایش موز: اگر کاوشگر را بشکنید، تعویض آن ارزان است!