5. Цифровые автоматические приборы с микропроцессором. Цифровые мультиметры.

Мультиметр (тестер) – это электронный комбинированный прибор для измерения многих электрических величин (напряжения, силы тока, сопротивления, индуктивности и т.п.). Обычно мультиметры объединяют в себе вольтметр, амперметр и омметр. Однако современные мультиметры могут гораздо больше, и в подобной минимальной «комплектации» практически не встречаются.

Мультиметры можно разделить на 2 типа – цифровые и аналоговые, в зависимости от способа отображения информации: цифровое табло или классическая шкала со стрелкой. В настоящее время все больше мультиметров выпускается в цифровом исполнении, а некоторые цифровые мультиметры могут работать под управлением компьютера и передавать на него результаты измерений для дальнейшей обработки. Но аналоговые приборы тоже не собираются утрачивать своей актуальности, т.к. они незаменимы, например, при работе в условиях сильных радиопомех, когда цифровые мультиметры могут отказать.

Мультиметр, в современном понимании этого прибора, более полно отражает его многофункциональность. Сегодня выпускается огромное число разновидностей мультиметров, так что подобрать для себя самый оптимальный прибор, не составляет никакого труда.

Что можно измерить современным мультиметром?

- силу тока

- сопротивление

- напряжение

- частоту

- емкость

- индуктивность

- длительность импульса

- прозвонку цепи

Большинство современных мультиметров могут проверять различные полупроводниковые приборы (падение напряжения на pn-переходе, коэффициент усиления транзисторов), генерировать тестовые сигналы (меандр определенной частоты), выполнять роль осциллографа, отображая на дисплее форму сигнала.

Современные мультиметры имеют много сервисных функций, таких как таймер выключения питания или подсветка дисплея. Популярностью пользуется автоматические мультиметры предела измерения — у большинства последних моделей мультиметров переключатель режима служит лишь для выбора измеряемой величины, а предел измерения мультиметр определяет сам. Некоторые простые модели и вовсе не имеют такого переключателя.

В случаях, когда требуется измерение тока или температуры, понадобятся токоизмерительные клещи. При выборе мультиметра следует обратить внимание на то, сколько времени могут проработать батареи мультиметра, а также подумать, не стоит ли выбрать прибор с питанием от аккумуляторов.

Основные характеристики мультиметров - точность и разрядность. Самые простые приборы имеют разрядность 2,5, и погрешность измерения составляет около 10%. Большинство мультиметров среднего класса имеют разрядность 3,5, с погрешностью около 1%. Более совершенные приборы – 4,5/0,1% соответственно. Самые дорогие модели, предназначенные для профессионального использования, имеют разрядность 5 и выше. Их точность довольно высока, и зависит в первую очередь от диапазона и вида производимых измерений, однако погрешность таких приборов редко превышает 0,01%.

Выбирая мультиметр нужно принять во внимание условия, в которых он будет эксплуатироваться, и при необходимости подобрать модель со специальным защитным корпусом, а также не забыть и про аксессуары к нему. Нужно обратить внимание на шнуры к мультиметру, так как никому не понравится работать с мультиметром, у которого шнуры все время выходят из строя. Для того чтобы этого не происходило, провода должны быть максимально гибкими, а заделка в щупы и вилки выполнена с использованием защитных резиновых втулок.

Мультиметр (тестер) – это электронный комбинированный прибор для измерения многих электрических величин (напряжения, силы тока, сопротивления, индуктивности и т.п.). Обычно мультиметры объединяют в себе вольтметр, амперметр и омметр. Однако современные мультиметры могут гораздо больше, и в подобной минимальной «комплектации» практически не встречаются.

Мультиметры можно разделить на 2 типа – цифровые и аналоговые, в зависимости от способа отображения информации: цифровое табло или классическая шкала со стрелкой. В настоящее время все больше мультиметров выпускается в цифровом исполнении, а некоторые цифровые мультиметры могут работать под управлением компьютера и передавать на него результаты измерений для дальнейшей обработки. Но аналоговые приборы тоже не собираются утрачивать своей актуальности, т.к. они незаменимы, например, при работе в условиях сильных радиопомех, когда цифровые мультиметры могут отказать.

Мультиметр, в современном понимании этого прибора, более полно отражает его многофункциональность. Сегодня выпускается огромное число разновидностей мультиметров, так что подобрать для себя самый оптимальный прибор, не составляет никакого труда.

Что можно измерить современным мультиметром?

- силу тока

- сопротивление

- напряжение

- частоту

- емкость

- индуктивность

- длительность импульса

- прозвонку цепи

Большинство современных мультиметров могут проверять различные полупроводниковые приборы (падение напряжения на pn-переходе, коэффициент усиления транзисторов), генерировать тестовые сигналы (меандр определенной частоты), выполнять роль осциллографа, отображая на дисплее форму сигнала.

Современные мультиметры имеют много сервисных функций, таких как таймер выключения питания или подсветка дисплея. Популярностью пользуется автоматические мультиметры предела измерения — у большинства последних моделей мультиметров переключатель режима служит лишь для выбора измеряемой величины, а предел измерения мультиметр определяет сам. Некоторые простые модели и вовсе не имеют такого переключателя.

В случаях, когда требуется измерение тока или температуры, понадобятся токоизмерительные клещи. При выборе мультиметра следует обратить внимание на то, сколько времени могут проработать батареи мультиметра, а также подумать, не стоит ли выбрать прибор с питанием от аккумуляторов.

Основные характеристики мультиметров - точность и разрядность. Самые простые приборы имеют разрядность 2,5, и погрешность измерения составляет около 10%. Большинство мультиметров среднего класса имеют разрядность 3,5, с погрешностью около 1%. Более совершенные приборы – 4,5/0,1% соответственно. Самые дорогие модели, предназначенные для профессионального использования, имеют разрядность 5 и выше. Их точность довольно высока, и зависит в первую очередь от диапазона и вида производимых измерений, однако погрешность таких приборов редко превышает 0,01%.

Выбирая мультиметр нужно принять во внимание условия, в которых он будет эксплуатироваться, и при необходимости подобрать модель со специальным защитным корпусом, а также не забыть и про аксессуары к нему. Нужно обратить внимание на шнуры к мультиметру, так как никому не понравится работать с мультиметром, у которого шнуры все время выходят из строя. Для того чтобы этого не происходило, провода должны быть максимально гибкими, а заделка в щупы и вилки выполнена с использованием защитных резиновых втулок.

Цифровые мультиметры. Включение в схему цифрового вольтметра микропроцессора и дополнительных преобразователей позволяет превратить его в универсальный измерительный прибор — мультиметр. Цифровые мультиметры измеряют постоянное и переменное напряжение, силу тока, сопротивления резисторов, частоту электрических колебаний и т.д. При совместном использовании с осциллографом мультиметры позволяют измерять временные интервалы (период, длительность импульсов и пр.). Наличие в схеме вольтметра микропроцессора позволяет осуществлять автоматическую коррекцию погрешностей, автокалибровку и диагностику отказов.

На рис в качестве примера показан современный цифровой вольтметр с микропроцессором. Основными устройствами вольтметра являются микропроцессор, АЦП, блоки нормализации сигналов и управления.

Блок нормализации сигналов с помощью соответствующих преобразователей приводит входные измеряемые параметры (напряжения переменного и постоянного тока, сопротивления постоянному току и пр.) к унифицированному сигналу (U=), который подается на вход АЦП. Последний действует обычно по методу двойного интегрирования. Блок управления обеспечивает выбор режима работы для заданного вида измерений, управление АЦП, дисплеем. Кроме того, он создает нужную конфигурацию системы измерения.

Основой блока управления является микропроцессор, который связан с другими узлами через сдвигающие регистры. Управление микропроцессором осуществляется с помощью клавиатуры, расположенной на панели управления или через стандартный интерфейс (блок сопряжения; стык) подключаемого канала связи. Программа работы микропроцессора хранится в постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ) и обеспечивается с помощью оперативного запоминающего устройства (ОЗУ).

Для измерений используются встроенные высокостабильные и прецизионные резистивные делители опорного напряжения, дифференциальный усилитель (ДУ) и ряд внешних элементов (аттенюатор и устройство выбора режима, блок опорного напряжения Uоп ). Все импульсные и цифровые устройства синхронизируются сигналами генератора тактовых импульсов.