Multimeters
Gezien hoe een gemeenschappelijke meterbeweging kan worden gemaakt om te functioneren als een voltmeter, ampèremeter of ohmmeter door deze simpelweg aan te sluiten op verschillende externe weerstandsnetwerken, zou het logisch moeten zijn dat een multifunctionele meter ("multimeter") in één kan worden ontworpen unit met de juiste schakelaar(s) en weerstanden.
Voor algemeen elektronicawerk heerst de multimeter als het instrument bij uitstek. Geen enkel ander apparaat is in staat zoveel te doen met zo weinig investering in onderdelen en elegante eenvoud van bediening. Zoals met de meeste dingen in de wereld van elektronica, heeft de komst van solid-state componenten zoals transistors een revolutie teweeggebracht in de manier waarop dingen worden gedaan, en het ontwerp van multimeters vormt geen uitzondering op deze regel. In overeenstemming met de nadruk in dit hoofdstuk op analoge (“ouderwetse”) metertechnologie, zal ik u een paar pre-transistormeters laten zien.
Analoge multimeter
De hierboven getoonde eenheid is typerend voor een draagbare analoge multimeter, met bereiken voor spannings-, stroom- en weerstandsmeting. Let op de vele schalen op de voorkant van de meterbeweging voor de verschillende bereiken en functies die met de draaischakelaar kunnen worden geselecteerd. De draden voor het aansluiten van dit instrument op een circuit (de "testsnoeren" of multimetersnoeren) worden aangesloten op de twee koperen aansluitingen (contactgaten) onderaan in het midden van het metervlak, gemarkeerd met "- TEST +", zwart en rood.
Deze multimeter (merk Barnett) heeft een iets andere ontwerpbenadering dan de vorige eenheid. Merk op hoe de draaikeuzeschakelaar minder standen heeft dan de vorige meter, maar ook hoe er veel meer aansluitingen zijn waar de meetsnoeren in kunnen worden gestoken. Elk van die aansluitingen is gelabeld met een nummer dat het respectieve volledige bereik van de meter aangeeft.
Digitale multimeter
Ten slotte is hier een afbeelding van een digitale multimeter. Merk op dat het bekende uurwerk van de meter is vervangen door een leeg, grijs gekleurd beeldscherm. Wanneer ingeschakeld, verschijnen numerieke cijfers in dat schermgebied, die de hoeveelheid spanning, stroom of weerstand weergeven die wordt gemeten. Dit specifieke merk en model digitale meter heeft een draaikeuzeschakelaar en vier aansluitingen waarop meetsnoeren kunnen worden aangesloten. Twee snoeren, een rode en een zwarte, zijn aangesloten op de meter.
Een nauwkeurig onderzoek van deze meter zal een "gewone" aansluiting voor het zwarte meetsnoer en drie andere voor het rode meetsnoer onthullen. De aansluiting waarin de rode draad wordt weergegeven, is gelabeld voor spannings- en weerstandsmeting, terwijl de andere twee aansluitingen zijn gelabeld voor stroommeting (A, mA en µA). Dit is een wijs ontwerpkenmerk van de multimeter, waarbij de gebruiker een meetsnoerstekker van de ene aansluiting naar de andere moet verplaatsen om over te schakelen van de spanningsmeting naar de stroommeetfunctie.
Het zou gevaarlijk zijn om de meter in de stroommeetmodus te zetten terwijl deze is aangesloten op een significante spanningsbron vanwege de lage ingangsweerstand, en het noodzakelijk maken om een meetsnoerstekker te verplaatsen in plaats van alleen de keuzeschakelaar naar een andere positie te draaien helpt. zorg ervoor dat de meter niet wordt ingesteld om onbedoeld stroom te meten.
Houd er rekening mee dat de keuzeschakelaar nog steeds verschillende posities heeft voor spannings- en stroommeting, dus om de gebruiker te laten schakelen tussen deze twee meetmodi, moet hij de positie van het rode meetsnoer en omschakelen. zet de keuzeschakelaar in een andere stand.
Merk ook op dat noch de keuzeschakelaar, noch de aansluitingen zijn gelabeld met meetbereiken. Met andere woorden, er zijn geen “100 volt” of “10 volt” of “1 volt” bereiken (of gelijkwaardige stappen) op deze meter. In plaats daarvan is deze meter "autoranging", wat betekent dat hij automatisch het juiste bereik kiest voor de hoeveelheid die wordt gemeten. Autoranging is een functie die alleen te vinden is op digitale meters, maar niet op alle digitale meters.
Geen twee modellen multimeters zijn ontworpen om precies hetzelfde te werken, zelfs niet als ze door hetzelfde bedrijf zijn vervaardigd. Om de werking van een multimeter volledig te begrijpen, moet de gebruikershandleiding worden geraadpleegd.
Hier is een schema voor een eenvoudige analoge volt/ampèremeter:
In de drie onderste (meest tegen de klok in) standen van de schakelaar is de beweging van de meter verbonden met de Common en V aansluitingen via een van de drie verschillende seriebereikweerstanden (Rmultiplier1 via Rmultiplier3 ), en werkt dus als een voltmeter. In de vierde positie is de beweging van de meter parallel geschakeld met de shuntweerstand en fungeert dus als een ampèremeter voor elke stroom die de gemeenschappelijke binnenkomt jack en verlaat de A jack.
In de laatste (meest rechtsom) stand wordt de beweging van de meter losgekoppeld van een van beide rode aansluitingen, maar kortgesloten via de schakelaar. Deze kortsluiting zorgt voor een dempend effect op de naald en beschermt tegen mechanische schokken wanneer de meter wordt gehanteerd en verplaatst.
Als een ohmmeterfunctie gewenst is in dit multimeterontwerp, kan deze als zodanig worden vervangen door een van de drie spanningsbereiken:
Met alle drie de fundamentele functies beschikbaar, kan deze multimeter ook bekend staan als een volt-ohm-milliammeter .
Het verkrijgen van een uitlezing van een analoge multimeter wanneer er een groot aantal bereiken is en slechts één meter beweging kan ontmoedigend lijken voor de nieuwe technicus. Op een analoge multimeter wordt de beweging van de meter gemarkeerd met verschillende schalen, elk nuttig voor ten minste één bereikinstelling. Hier is een close-upfoto van de schaal van de Barnett-multimeter die eerder in dit gedeelte is getoond:
Merk op dat er drie soorten schalen op dit metervlak zijn:een groene schaal voor weerstand aan de bovenkant, een set zwarte schalen voor gelijkspanning en stroom in het midden, en een set blauwe schalen voor wisselspanning en stroom aan de onderkant . Zowel de DC- als de AC-weegschaal hebben drie subschalen, een van 0 tot 2,5, een van 0 tot 5 en een van 0 tot 10. De meteroperator moet de schaal kiezen die het beste past bij de bereikschakelaar en stekkerinstellingen om de juiste interpreteer de indicatie van de meter.
Deze specifieke multimeter heeft verschillende basisspanningsmeetbereiken:2,5 volt, 10 volt, 50 volt, 250 volt, 500 volt en 1000 volt. Met behulp van de spanningsbereikvergroter aan de bovenzijde van de multimeter kunnen spanningen tot 5000 volt worden gemeten. Stel dat de meterbeheerder ervoor kiest om de meter in de "volt" -functie te zetten en het rode meetsnoer in de 10-volt aansluiting te steken.
Om de positie van de naald te interpreteren, zou hij of zij de schaal moeten lezen die eindigt op het cijfer "10". Als ze echter de rode teststekker in de 250 volt-aansluiting zouden steken, zouden ze de meteraanduiding op de schaal die eindigt op "2,5" lezen, de directe indicatie vermenigvuldigen met een factor 100 om te bepalen wat de gemeten spanning was.
Als met deze meter stroom wordt gemeten, wordt een andere aansluiting gekozen om de rode stekker in te steken en wordt het bereik geselecteerd via een draaischakelaar. Deze close-up foto toont de schakelaar ingesteld op de 2,5 mA positie:
Merk op dat alle stroombereiken tienvoudige veelvouden zijn van de drie schaalbereiken die op de meter worden weergegeven:2,5, 5 en 10. In sommige bereikinstellingen, zoals bijvoorbeeld de 2,5 mA, kan de meteraanduiding direct worden afgelezen op de schaal van 0 tot 2,5. Voor andere bereikinstellingen (250 µA, 50 mA, 100 mA en 500 mA) moet de meteraanduiding op de juiste schaal worden afgelezen en vervolgens met 10 of 100 worden vermenigvuldigd om het werkelijke cijfer te verkrijgen.
Het hoogste beschikbare stroombereik op deze meter wordt verkregen met de draaischakelaar in de 2,5/10 amp-stand. Het onderscheid tussen 2,5 ampère en 10 ampère wordt gemaakt door de rode testplugpositie:een speciale "10 amp"-aansluiting naast de reguliere stroommeetbus biedt een alternatieve plug-instelling om het hogere bereik te selecteren.
Weerstand in ohm wordt natuurlijk afgelezen door een niet-lineaire schaal aan de bovenkant van het metervlak. Het is "achterwaarts", net als alle analoge ohmmeters op batterijen, met nul aan de rechterkant van het gezicht en oneindig aan de linkerkant. Er is slechts één aansluiting op deze specifieke multimeter voor "ohm", dus verschillende weerstandsmeetbereiken moeten worden geselecteerd met de draaischakelaar.
Merk op de schakelaar hoe vijf verschillende "multiplier" -instellingen worden geboden voor het meten van weerstand:Rx1, Rx10, Rx100, Rx1000 en Rx10000. Zoals je misschien al vermoedt, wordt de meteraanduiding gegeven door de naaldpositie die op de meter wordt weergegeven te vermenigvuldigen met de tienvoudige vermenigvuldigingsfactor die is ingesteld met de draaischakelaar.
GERELATEERDE WERKBLAD:
- Ammeter - Multimeter werkblad
- Voltmeter - Multimeter-werkblad
Industriële technologie