Основные принципы работы с мультиметром
В своей деятельности радиолюбителю придется -использовать множество контрольных приборов различного типа для тестирования, измерения и обнаружения неисправностей в электронном оборудовании
Мультиметр является универсальным прибором, который используется практически каждый день. Имеется два основных типа мультиметров для общего использования: аналоговые и цифровые.
Аналоговые мультиметры
В аналоговом мультиметре (тестер или стрелочный авометр — ампервольтомметр) применяется стандартная измерительная шкала с указателем. Значение напряжения, тока или сопротивления отсчитываются от позиции указателя на измерительной шкале. Определение показаний аналогового мультиметра очень похоже на определение времени по стрелкам на часах. В случае часов приходится интерполировать число секунд между маркировками минут. Точно так же при работе с аналоговым мультиметром нужно определять или оценивать фактическое значение путем интерполирования между маркировками напряжений, токов или сопротивлений на измерительной шкале.
Аналоговые мультиметры все еще широко используются, поскольку они недороги и надежны в работе. Их основным недостатком является то, что они имеют невысокую точность и большой разброс при измерениях. В большинстве случаев погрешность аналогового мультиметра составляет менее 2% от пределов измерения по шкале прибора, что вполне приемлемо в большинстве практических применений. Тем не менее во многих случаях желательны более точные измерения.
Цифровые мультиметры
Цифровой мультиметр подобен аналоговому в том отношении, что он также является универсальным измерительным прибором, способным измерять напряжение, ток и сопротивление. Основным отличием является то, что результаты измерений выводятся на индикаторную панель десятичной цифровой индикации. В большинстве цифровых мультиметров имеется жидкокристаллический индикатор (дисплей). Значение тока, напряжения или сопротивления выводится в виде десятичных цифр на семисегментные индикаторы. Индикация в более старых цифровых мультиметрах осуществляется с использованием индикаторов на светоизлучающих диодах.
В дополнение к удобствам, связанным с использованием десятичных дисплеев, цифровые мультиметры обеспечивают также более высокую точность измерений. Хороший цифровой мультиметр обеспечивает точность измерений 0,5-1% от фактического значения. Такие точные измерения предпочтительны при тестировании электронных схем, поскольку они дают наилучшую информацию о состояниях схем. Цифровые мультиметры имеют также более высокую разрешающую способность измерительной системы, что обеспечивает более высокоточные измерения.
Большинство мультиметров позволяют также измерять основные параметры транзисторов: коэффициент передачи тока базы h31э, обратный ток коллектора /ко и обратный ток эмиттера Iэо.
При использовании мультиметра для измерения напряжений синусоидальных сигналов необходимо иметь в виду, что представляемая на индикации величина является эффективным или среднеквадратическим значением. Необходимо знать также, что мультиметр имеет ограничение по высокой частоте. Это предельное значение частоты варьируется от прибора к прибору, однако оно не превышает обычно нескольких килогерц.
Опасность появлення ошибочных показаний
На всех цифровых мультиметрах стоят индикаторы, предупреждающие пользователя о том, что батарейка скоро разрядится. У многих дешевых приборов индикатор включается слишком поздно, когда в показаниях уже появились ошибки. Если результаты измерений вызывают подозрения, следует проверить состояние батарейки. При этом не стоит использовать мультиметр для проверки его собственной батарейки из-за опасности внутреннего короткого замыкания.
Измерения на разомкнутой цепи
При высоком входном сопротивлении цифрового мультиметра (приблизительно 10МОм) в режиме измерения переменных сигналов на индикаторе нередко появляется напряжение (иногда до 220 В), хотя измерительные щупы не присоединены. На самом деле так проявляется антенный эффект, обусловленный, как правило, работой расположенного поблизости мощного прибора. Если цель измерения — убедиться в отсутствии напряжения перед проведением работ на схеме, это будет существенной помехой. В подобных случаях надо использовать либо гальванометрический (неэлектронный) вольтметр, либо индикатор напряжения.
Режим короткого замыкания
На стадии наладки схемы иногда требуется выполнить временное замыкание двух точек, чтобы проверить работу управляющей схемы реле или светодиода в режиме короткого замыкания, прежде чем монтировать схему в корпус. Включение мультиметра, выполняющего функцию амперметра и рассчитанного на соответствующий ток, вполне заменяет рискованную процедуру замыкания проводов. Измерительные щупы обеспечат электрический контакт, в то время как предохранитель, включенный последовательно с амперметром, гарантирует безопасность этого временного соединения.
После подобных манипуляций, как и всегда после использования мультиметра в качестве амперметра, измерительные провода сразу необходимо переместить в гнезда вольтметра. Это дает гарантию того, что при следующем использовании мультиметра в схеме или, что еще хуже, в сети не произойдет случайное короткое замыкание.
Мегаомметр
Мегаомметр используется для измерения сопротивления изоляции проводов или кабелей с целью определения их пригодности к использованию.
Следует отметить некоторые особенности при работе с мегаомметром. В нем вырабатывается высокое напряжение, и если в установке, где производится измерение, есть элементы, которые могут быть повреждены этим напряжением, например, конденсаторы и полупроводниковые приборы, то они должны быть отсоединены или их выводы закорочены.
Не допускается пользование загрязненным и покрытым влагой прибором, так как это может исказить показания. Перед измерением прибор должен быть проверен соединением концов его проводов при вращении рукоятки, при этом стрелка прибора должна показать «нуль», а при рассоединении проводов — «бесконечность». Чтобы прибор вырабатывал нужное напряжение, его рукоятку нужно вращать с частотой не меньшей, чем указана на щитке со шкалой.
Измерение емкости и индуктивности
В практических схемах измерителей напряжение треугольной формы прикладывается к измеряемой емкости, при этом ток, идущий через нее, имеет форму меандра и его амплитуда пропорциональна измеряемой емкости.
Рис. 1. Принцип измерения емкости (а) и индуктивности (б)
При измерении индуктивности через нее пропускается ток треугольной формы, падение напряжения на индуктивности имеет форму меандра и пропорционально ее величине. Измеряемая емкость и эталонный резистор подключаются в соответствии с рис. 4.5а, а измеряемая индуктивность — по схеме рис. 1.
Тестер для сетей видеонаблюдения с трассировкой кабельных линий и мультиметром
Артикул: LAN-TST-CCTV
Тестер для сетей видеонаблюдения с трассировкой кабельных линий и мультиметром
Информация для заказа
- Описание
Многофункциональный тестер систем видеонаблюдения (LAN-TST-CCTV) предназначен для монтажа и обслуживания систем видео мониторинга. Прибор может использоваться для просмотра видео сигнала с камер наблюдения, управления камерой по трем координатам (PTZ), генерации изображений, захвата данных через интерфейс RS485, тестирования кабелей LAN. Прибор прост в использовании и позволяет облегчить работу персонала по монтажу и обслуживанию систем видео мониторинга. Возможности прибора:
Технические характеристики передатчика головного устройства
Технические характеристики беспроводного приемника
Технические характеристики удаленного устройства
Комплект поставки
Внимание! |
5е, 6
Описания продукции приведены согласно имеющейся информации на момент публикации. Характеристики продукции могут быть изменены без предварительного уведомления. Более подробную и точную информацию можно получить у официальных партнеров и дистрибьюторов LANMASTER.
Информация для заказа (1)
| Код товара | Наименование | ||
|---|---|---|---|
| LAN-TST-CCTV | Тестер для сетей видеонаблюдения с трассировкой кабельных линий и мультиметром | Добавить в список |
Понимание того, как работает цифровой мультиметр DMM » Electronics Notes
Понимание того, как работает цифровой мультиметр, поможет вам максимально использовать его преимущества и свести к минимуму влияние его недостатков.
Учебное пособие по мультиметру Включает:
Основы работы с измерительным прибором
Аналоговый мультиметр
Как работает аналоговый мультиметр
Цифровой мультиметр цифровой мультиметр
Как работает цифровой мультиметр
Точность и разрешение цифрового мультиметра
Как купить лучший цифровой мультиметр
Как пользоваться мультиметром
Измерение напряжения
Текущие измерения
Измерения сопротивления
Проверка диодов и транзисторов
Поиск неисправностей транзисторных цепей
При использовании цифрового мультиметра полезно иметь представление о том, как работает измерительный прибор. Таким образом, можно извлечь из него наилучшую пользу — понять, как работает цифровой мультиметр, выбрать оптимальные настройки и т. д.
Ввиду того, что вместо аналоговых циферблатов используется цифровая технология, цифровой мультиметр работает совершенно иначе, чем старые аналоговые мультиметры. В цифровых мультиметрах используется технология аналого-цифрового преобразователя, а также они могут обеспечить гораздо больше возможностей измерения, поскольку добавление дополнительных измерений в базовую ИС не приводит к значительному увеличению стоимости.
Основными измерениями, выполняемыми любым мультиметром, являются амперы, вольты и омы (сопротивление), и многие цифровые мультиметры обеспечивают множество других измерений, включая емкость, сопротивление транзистора, зуммер непрерывности, температуру и т. д., в зависимости от конкретного измерительного прибора.
Типовой недорогой цифровой мультиметрПринцип работы цифрового мультиметра — основы
При рассмотрении работы цифрового мультиметра необходимо понимать основные технологии, которые обычно используются.
Для цифрового мультиметра одним из ключевых процессов, связанных с этим, является аналого-цифровое преобразование.
Существует много форм аналого-цифрового преобразователя, АЦП. Однако тот, который наиболее широко используется в цифровых мультиметрах, DMM известен как регистр последовательного приближения или SAR.
Некоторые АЦП последовательного приближения могут иметь уровень разрешения только 12 бит, но те, которые используются в тестовом оборудовании, включая цифровые мультиметры, обычно имеют 16 бит или, возможно, больше, в зависимости от приложения.
Как правило, для цифровых мультиметров обычно используются уровни разрешения 16 бит со скоростью 100 тыс. отсчетов в секунду. Эти уровни скорости более чем достаточны для большинства приложений цифрового мультиметра, где обычно не требуются высокие уровни скорости. Как правило, для большинства стендовых или общих контрольно-измерительных приборов измерения необходимо проводить с максимальной скоростью несколько секунд в секунду, возможно десять в секунду.
АЦП регистра последовательного приближения, используемый в большинстве цифровых мультиметров
Как следует из названия, АЦП регистра последовательного приближения работает путем последовательного поиска значения входного напряжения.
Первый этап процесса заключается в том, что схема выборки и удержания производит выборку напряжения на входе цифрового мультиметра, а затем удерживает его постоянным.
При стабильном входном напряжении регистр начинается с половины значения полной шкалы. Обычно для этого требуется самый старший бит, MSB установлен в «1», а все остальные установлены в «0».
Предполагая, что входное напряжение может находиться где угодно в диапазоне, средний диапазон означает, что АЦП устанавливается в середине диапазона, что обеспечивает меньшее время установления. Поскольку он должен перемещать только максимум полной шкалы, а не 100%.
Чтобы увидеть, как это работает, возьмем простой пример 4-битного SAR. Его выход будет начинаться с 1000. Если напряжение меньше половины максимальной емкости, выход компаратора будет низким, и это заставит регистр установить уровень 0100. Если напряжение выше этого, регистр переместится на 0110, и так далее, пока не будет найдено ближайшее значение.
Видно, что преобразователям SAR требуется один аппроксимирующий цикл для каждого выходного бита, т. е. n-разрядному АЦП потребуется n циклов.
Работа цифрового мультиметра
Хотя аналого-цифровой преобразователь является ключевым элементом измерительного прибора, чтобы полностью понять, как работает цифровой мультиметр, необходимо рассмотреть некоторые другие функции аналого-цифрового преобразователя, АЦП.
Хотя АЦП берет очень много выборок, общий цифровой мультиметр не будет отображать или возвращать каждую взятую выборку. Вместо этого образцы буферизируются и «усредняются» для достижения высокой точности и разрешения.
Буферизация и «усреднение» устраняют влияние небольших изменений, таких как шум и т. д. Шум, создаваемый аналоговыми первыми каскадами цифрового мультиметра, является важным фактором, который необходимо преодолеть для достижения максимальной точности.
Блок-схема работы цифрового мультиметра
Основным измерением является измерение напряжения: аналого-цифровой преобразователь преобразует аналоговое напряжение в цифровой формат, чтобы его можно было обработать схемой обработки.
Для измерения больших напряжений на входе АЦП могут быть выполнены делители напряжения. Это может привести к тому, что входное напряжение попадет в диапазон АЦП.
Аналогичным образом можно измерить ток, отслеживая напряжение на известном резисторе.
Таким образом, в цифровом мультиметре используются методы измерения, очень похожие на методы измерения аналогового измерителя, в которых используются последовательные резисторы и параллельные шунты.
Для измерения сопротивления требуется несколько иной подход, часто измеряя напряжение на резисторе через известное сопротивление из стабилизированного напряжения в измерителе.
Еще одним элементом цифрового мультиметра является дисплей. Вместо аналогового панельного измерителя в цифровых мультиметрах используется цифровой дисплей. Обычно это жидкокристаллический дисплей, поэтому будьте осторожны при использовании его на улице, если становится холодно, так как жидкокристаллические дисплеи не работают при температуре ниже 0°C.
Обычно дисплеи относительно большие, и все цифры можно легко увидеть. В темноте цифры могут быть труднее увидеть, но некоторые цифровые мультиметры имеют подсветку, обеспечивающую дополнительный свет в этих обстоятельствах.
Время измерения
Одна из ключевых областей понимания работы цифрового мультиметра связана со временем измерения.
Помимо основного измерения, есть ряд других необходимых функций, и все они требуют немного времени. Соответственно, время измерения цифрового мультиметра, DMM, не всегда может показаться простым.
Всегда лучше дать цифровому мультиметру время для стабилизации, хотя в большинстве случаев скорость, с которой выполняются измерения, очень высока и не будет беспокоить ручного пользователя. Если используются цифровые мультиметры с компьютерным управлением, для этого может потребоваться добавить в программу немного дополнительного времени. Эти автоматические цифровые мультиметры, как правило, представляют собой настольные коробки, а не ручные ручные.
Общее время измерения для цифрового мультиметра состоит из нескольких фаз, на которых выполняются различные действия:
Время переключения: Время переключения — это время, необходимое прибору для стабилизации после переключения входа. Сюда входит время установления после изменения типа измерения, т.
е. от напряжения до сопротивления и т. д. Он также включает время установления после изменения диапазона. Если автоматическое определение диапазона включено, измеритель должен будет выполнить настройку, если требуется изменение диапазона.Время установления: После того как измеряемое значение будет применено к входу, для его установления потребуется определенное время. Это позволит преодолеть любые уровни входной емкости при проведении испытаний с высоким импедансом или, как правило, для стабилизации схемы и прибора.
Часто можно увидеть, что счетчик показывает окончательные показания. Это не является чем-то необычным, и необходимо дать время, чтобы счетчик установился и были получены устойчивые показания.
Время измерения сигнала: Это базовое время, необходимое для проведения самого измерения. Для измерений переменного тока необходимо учитывать рабочую частоту, поскольку минимальное время измерения сигнала основано на минимальной частоте, необходимой для измерения.
Например, для минимальной частоты 50 Гц требуется апертура в четыре раза больше периода, т. е. 80 мс для сигнала 50 Гц или 67 мс для сигнала 60 Гц и т. д.Автоматическое обнуление времени: Некоторые цифровые счетчики, как правило, цифровые мультиметры более высокого класса, имеют функцию, известную как автоматическое определение диапазона. При использовании в этом режиме необходимо только выбрать тип проводимого измерения: ампер постоянного тока, ампер переменного тока; напряжение постоянного тока; Напряжение переменного тока и т. д. Помимо этого, измеритель самостоятельно установит диапазон в соответствии с входным напряжением.
При выборе автоматического выбора диапазона или изменении диапазона необходимо обнулить счетчик для обеспечения точности. Как только выбран правильный диапазон, автообнуление выполняется для этого диапазона. Хотя обычно он довольно короткий, в некоторых случаях его можно заметить.
Время калибровки АЦП: В некоторых цифровых мультиметрах периодически выполняется калибровка.
Это необходимо учитывать, особенно если измерения проводятся под автоматическим или компьютерным управлением.
е. от напряжения до сопротивления и т. д. Он также включает время установления после изменения диапазона. Если автоматическое определение диапазона включено, измеритель должен будет выполнить настройку, если требуется изменение диапазона.
Например, для минимальной частоты 50 Гц требуется апертура в четыре раза больше периода, т. е. 80 мс для сигнала 50 Гц или 67 мс для сигнала 60 Гц и т. д.
Это необходимо учитывать, особенно если измерения проводятся под автоматическим или компьютерным управлением.Принцип работы цифрового мультиметра относительно прост, но можно понять, что измерение переменных сигналов или прерывистых напряжений может давать необычные результаты. Также важно правильно выбрать время, в течение которого можно проводить измерения. Понимание того, как работает цифровой мультиметр, позволяет принимать более обоснованные решения, подобные этим и другим, при использовании цифрового мультиметра.
Другие тестовые темы:
Анализатор сетей передачи данных
Цифровой мультиметр
Частотомер
Осциллограф
Генераторы сигналов
Анализатор спектра
LCR-метр
Измеритель наклона, ГДО
Логический анализатор
ВЧ измеритель мощности
Генератор радиочастотных сигналов
Логический пробник
PAT-тестирование и тестеры
Рефлектометр во временной области
Векторный анализатор цепей
PXI
ГПИБ
Граничное сканирование / JTAG
Получение данных
Вернуться в меню «Тест».
. .
Insight — Как работает цифровой мультиметр
Рис. 1: Изображение цифрового мультиметра
Как следует из названия, мультиметры — это измерительные приборы, которые можно использовать для расчета характеристик нескольких цепей. Превращение их в цифровые дает очень точные выходные данные, поскольку, в отличие от их аналоговых аналогов, нет стрелки, указатель которой нужно вычислить. Чем цифровые счетчики более совершенны, чем их предшественники? Какая внутренняя схема обеспечивает такие быстрые и быстрые вычисления? Просто подключить его к цепи и снимать показания на лету? Мультиметр делает это за нас. Итак, давайте рассмотрим мельчайшие детали мультиметра, которые делают его мастером многих (если не всех) операций электрических измерений.
Внешний корпус
Рис. 2: Изображение, показывающее различные части внешней структуры мультиметра
. На изображении изображены обычно часто используемый мультиметр.
Этот измерительный и испытательный прибор, заключенный в прочный пластиковый корпус, поставляется с опциональной опорой, позволяющей наклонять его для облегчения считывания показаний.
Каждый мультиметр имеет несколько спецификаций, определяющих функции и диапазон измерений, которые он может измерять. Например, тот, что в этом понимании, может измерять напряжение постоянного тока в диапазоне от 400 мВ до 1000 В, а сопротивление можно измерять от 400 Ом до 400 МОм. Помимо обычных измерений тока, напряжения и сопротивления, показанный прибор может также тестировать логику, измерять характеристики диодов и тестировать транзисторы на малый коэффициент усиления по току и даже измерять частоту. Для измерения непрерывности предусмотрен зуммер, который издает звук, указывающий на то, что цепь работает.
Точность является одним из наиболее важных аспектов спецификаций. Эта степень близости измеренного результата к фактическому должна быть как можно выше. Чем меньше запас по отклонению, тем выше будет точность.
Например, мультиметр, измеряющий напряжение с точностью +/- 0,6 В, будет более точным в своих показаниях по сравнению с +/- 0,8 В. Часто о качестве мультиметров судят по точности.
Входные порты и батарея
Рис. 3. Порты мультиметра
Большинство мультиметров имеют вольтметр и общий порт, к которому подключаются щупы. Однако для измерения тока предусмотрены дополнительные порты. Именно включение порта миллиамперного тока требует хорошей защитной схемы в мультиметре, так как случайные приложения сильного тока могут повредить прибор и причинить вред пользователю.
Рис. 4. Аккумулятор и предохранитель в задней части мультиметра
В задней части мультиметра находится батарея 9 В и предохранитель. Помещенный между батареей и входными портами, предохранитель действует как защита цепи, отключая процесс измерения, когда на мультиметр подаются входные сигналы, превышающие допустимый диапазон.
Батарея и предохранитель закрываются крышкой с помощью всего одного винта, поэтому их можно легко заменить, избегая длительных перерывов в процессе измерения. Для удобства предусмотрен дополнительный предохранитель.
Внутренняя структура
Рис. 5: Печатная плата и схема мультиметра
Для открытия корпуса мультиметра не требуются винты, так как верхняя и нижняя секции крепятся с помощью пластиковых защелок. Печатная плата и все схемы установлены на верхней секции, а нижняя секция представляет собой тонкий слой анодированного алюминия. Этот непроводящий слой способствует равномерному рассеиванию тепла в случаях подачи сильного тока на мультиметр.
Печатная плата
Рис. 6: Детальный вид печатной платы и схемы
Печатная плата содержит набор различных компонентов, включая различные типы резисторов, конденсаторов, диодов и интегральных схем. Кроме того, в нем находится батарея, кварцевый генератор, PTC, ЖК-дисплей и зуммер, который проверяет непрерывность тестируемого устройства (DuT).
На показанной выше печатной плате закреплены следующие микросхемы:
1. LM324DG: это микросхема операционного усилителя с низким энергопотреблением, работающая в качестве компаратора. Эта ИС имеет четыре входа и выхода и требует только одного источника питания. Таким образом, он обеспечивает оптимизированную мощность при низком входном напряжении.
Рис. 7. ИС операционного усилителя — LM324DG
помехоустойчивость. Эта микросхема в основном используется в качестве логического компаратора и устройства проверки четности.
Рис. 8: 14-контактная микросхема — HEF4070
ИК. Работая со средней потребляемой мощностью, эта инверторная микросхема требует 30 нс для изменения выходного сигнала с низкого на высокий и наоборот.
Рис. 9. Шестнадцатеричный инвертор — HCF4069
режим, что означает, что он может сделать работа двух ОУ.
Рис. 10. ИС операционного усилителя на полевых транзисторах — TL062
Помимо всех упомянутых выше ИС, на задней панели ЖК-экрана также имеется микросхема в форме выступа, которая взаимодействует с ЖК-дисплеем.
Переключатель диапазонов
Проводящие круглые кольца и выбор диапазона/функции
Плата крепится к верхнему корпусу мультиметра с помощью винтов. ЖК-дисплей и поворотный переключатель расположены между верхней частью корпуса и другой стороной печатной платы. Также видны контакты включения и выключения мультиметра. В некоторых мультиметрах используется поворотный переключатель для управления параметрами включения и выключения, в то время как для других требуется ползунковый переключатель, как в этом обзоре.
На другой стороне печатной платы имеется 11 концентрических токопроводящих колец, соединения между которыми осуществляются и размыкаются с помощью поворотной ручки, выполняющей функцию переключателя.
Рисунок колец может различаться в зависимости от производителя мультиметра и перечисленных функций. Ни одно из колец не завершает полный круговой рисунок, но разорвано в той или иной части. Эти линии также смазаны, чтобы обеспечить плавный ход переключателя при его вращении.
Вращение переключателя определяет, какая часть схемы на печатной плате будет активной, а какая нет.
Рис. 12: Изображение поворотного переключателя (вверху) и выравнивание колец (внизу)
Лучшее представление о том, как кольца выровнены в соответствии с селектором диапазона/функции, можно увидеть выше. На самом деле, поворотный переключатель не обязательно контактирует с кольцами, соответствующими функции, рядом с которой они расположены.
Например, когда мультиметр активируется для измерения сопротивления в диапазоне 400K, расположение контактов переключателя можно увидеть на изображениях, показанных ниже:
Рис. 13: Рисунок, показывающий положение поворотного переключателя для измерения сопротивления в диапазоне 400K
Рис.
14: Механизм поворотного переключателя 9000 9
Рис. 15: Индикатор и соответствующее расположение Штыри
Рис. 16: Расположение поворотного переключателя на печатной плате
Вместо того, чтобы располагаться прямо под индикатором диапазона, контакты расположены под прямым углом к нему. Металлические пластины в нижней части циферблата действуют как перемычки, которые устанавливают взаимосвязи между различными парами проводящих колец в каждой позиции. Соединение между кольцами передает электрический сигнал на печатную плату относительно измеряемой величины и соответствующего диапазона
Рис. 17. Направляющая на верхней части корпуса, где расположен переключатель
Чтобы переключатель можно было легко вращать, на внутренней стороне верхней части корпуса имеется направляющая вместе с двумя крошечными металлическими шариками. Эти крошечные шарики помогают двигаться по дорожке и издают звук «щелчка» всякий раз, когда вращается ручка, чтобы подтвердить, что либо диапазон, либо функция, либо и то, и другое были изменены пользователем.
Использование крошечных металлических шариков на гофрированной дорожке также делает циферблат и, следовательно, режим мультиметра остается на месте, даже если установка трясется или мультиметр падает.
ЖК-дисплей
Рис. 18: 7-сегментный ЖК-дисплей мультиметра
Выдавая 7-сегментный выходной сигнал, ЖК-дисплей формирует критическую спецификацию конфигурации мультиметра с точки зрения цифр, которые отображается. Поскольку выход ЖК-дисплея является прямым показателем разрешения мультиметра, желательно, чтобы он отображал как можно больше символов. Дисплей ЖК-дисплея измеряется количеством цифр, которые он может отображать. Общее число, которое может отображаться на ЖК-дисплее, определяется как количество. . Разрешение ЖК-дисплея определяется количеством отсчетов вместе со старшим разрядом. Если старшая значащая цифра 0 или 1, дробь ½ сопровождает разрешение, а для других значений меньше 9, это ¾. Например, у ЖК-дисплея с количеством 3999 разрешение будет 3¾.
Рис. 19: Разрешение ЖК-дисплея
Рис. 20: Пластиковое покрытие ЖК-дисплея (вверху) и амортизирующие резиновые прокладки
90 005ЖК-дисплей встроен в печатную плату и подключается через распиновка на самой плате. Над ЖК-дисплеем находится прозрачный пластиковый кожух, предохраняющий его от царапин. Кроме того, амортизацию обеспечивают резиновые прокладки, плотно прикрепленные вверху и внизу ЖК-дисплея.
Работа
После включения прибора пользователь поворачивает ручку до нужной функции измерения и ее диапазона. В соответствии с выбором функции и диапазона концентрические кольца печатной платы закорачиваются. Это, в свою очередь, активирует ту часть печатной платы, которая отвечает за проведение измерений в этом диапазоне. Поскольку это цифровой измерительный прибор, аналого-цифровой преобразователь широко используется для преобразования измерений в дискретные значения.
Рис.
21: Блок-схема работы мультиметра
За исключением тока, большинство измерений основано на напряжении. Например, при измерении сопротивления через клеммы DuT проходит небольшой ток. Генерируемое падение напряжения принимается за вход и делится на ток внутренней схемой для определения сопротивления.
Блок-схема, показанная выше, дает общее представление о работе мультиметра. Входной сигнал, проходящий через датчики, является аналоговым и входит во внутреннюю схему в виде волны. Входной сигнал сначала обрабатывается, а затем поступает в соответствующую измерительную схему. Кроме того, он оптимизируется для выбора диапазона и отправляется на аналого-цифровой преобразователь. Аналого-цифровой преобразователь может быть разных типов в зависимости от возможностей мультиметра и производителя. Для преобразования сигнала АЦП берет образцы аналоговой волны. Для обеспечения восстановления сигнала частота дискретизации должна быть как минимум в два раза выше частоты аналогового сигнала.
Большинство АЦП, используемых в мультиметрах, используют метод интегрирования с двойным наклоном, в котором цифровой сигнал сравнивается с опорным. Их выходной сигнал поступает в регистр последовательного приближения (SAR), который отправляет окончательный вывод в блок обработки и уравновешивает опорный сигнал для оптимизированного сравнения. Тактовый вход необходим для счетчика SAR, который обеспечивается кварцевым генератором. Обработка, используемая в мультиметрах, обычно ограничивается суммированием импульсов и представляет собой схему интегратора.
После аналого-цифрового преобразования результат отправляется в блок обработки, который принимает значения, декодирует их величину и отправляет на ЖК-дисплей.
Мультиметры уже давно предназначены для электронных измерений, и ожидается, что они останутся надолго и получат больше модификаций измеряемых величин. Аналоговые мультиметры изначально были в тренде, но требовали калибровки, а человеческий фактор часто приводил к ошибкам в измерениях.