Цифрови мултиметри
(413)Цифровите мултиметри принадлежат към основното оборудване на техници, специализирани в електрониката, енергетиката, електротехниката, автоматизацията и сходни сектори. Позволяват извършването на различни измервания, ускоряване на диагностика, монтажни работи, поддръжка и др. Те се появиха на пазара преди няколко десетилетия, заменяйки аналоговите мултиметри, за чието конструиране бяха използвани електромагнитни индикатори.
Мултиметърът е основна част от оборудването както за различни професионалисти, така и за любители. Всяка област на приложение обаче има свои специфични нужди. Когато избирате правилния мултиметър, трябва да обърнете внимание на няколко аспекта, които включват:
- възможности за измерване (измервани величини),
- работен диапазон (скала, минимални и максимални стойности),
- чувствителност,
- начин на захранване,
- както и - особено в случай на устройства, използвани за работа с мрежови източници на енергия - съответствие на даден продукт с международни и местни стандарти.
По-долу ще разгледаме няколко ключови параметъра, които характеризират всеки мултиметър - също така ще представим някои основни информации относно избора на устройство за нуждите на потребителя.
Основни функции на цифровите мултиметри
Първо, нека разгледаме основните функции на мултиметрите, т.е. измерванията на електрически величини.
Измерване на напрежение AC/DC
Мултиметрите се свързват основно с три вида измервания, това са напрежение, ток и съпротивление. Това, разбира се, са величини, присъстващи в законите на Ом и Кирхоф, които позволяват основен анализ на веригите. Напрежението е първият параметър, който проверяваме при диагностициране на проблеми с електрониката, също така ви позволява да оцените правилното свързване на захранващите елементи, преобразуватели, и др. Друго измерване, извършвано с тази функция е спад на напрежението, напр. на диод. Тъй като е вероятно мултиметърът да се използва както във вериги с променлив, така и с постоянен ток, почти всеки модел има отделни настройки за AC и DC. В зависимост от основната цел на устройството, уверете се, че обхватът му позволява измерване на няколко десетки mV DC (в случай на прецизна електроника) или до 1kV AC (инсталации за мрежово захранване).
Измерване на тока
Друга ключова величина, която изисква измерване в електронни и електротехнически работи, е тока - позволява да се оцени мощността на устройство или компонент, енергията, която консумира, позволява ви да сравните работата на елемента с номиналните параметри и т.н. Повечето мултиметри имат две независими гнезда за измерване на ток. Едното е за тестване в по-ниски диапазони, а другото е защитно предпазител с по-висока стойност, с помощта на което се измерва в максималната скала, за която е предназначено устройството (най-чест до 10A или 20A). Преди да тествате такива високи токове, важно е да се уверите, че те не надвишават спецификациите на сондите и проводниците. Мултиметърът, закупен за работа с електроника, трябва да може да работи с токове от порядъка не само на mA, но и на µA.
Мултимерите от по-висок клас предлагат измерване True RMS (Root Mean Square). Един прост тест за променлив ток дава правилни резултати само за перфектни синусоидални форми на вълната. На практика формата на вълната често има различна форма (ШИМ, квадратни сигнали и т.н.) или е изкривена, например при захранване на нелинейни товари, полупроводникови вериги, импулсни захранвания, инвертори, двигатели (включително климатици, домакински уреди и др.). Функционалност True RMS означава, че че мултиметърът ще извърши изчисления върху извадковите данни, което ще доведе до еквивалентна DC стойност, наречена ефективна стойност. Междувременно, за неправилни форми на вълната, грешката на "обикновен" амперметър, т.е. този, който измерва средната стойност, може да достигне до 40%.
Измерване на съпротивление
Измерването на съпротивление ви позволява да изследвате параметри на вериги, проводници, конектори, както и да идентифицирате SMD елементи и да локализирате повредени („изгорели“) електронни компоненти. Тук също си струва да се обърне внимание на възможно най-широкия диапазон на измерване, особено като се вземат предвид ниските стойности под 1Ω. Това се дължи на факта, че дори привидно малко съпротивление под въздействието на достатъчно голям ток ще предизвика отделяне на значителни (понякога опасни) количества топлина. Това може да се случи в случай на лоши връзки в разпределителни табла и други точки на мрежовата инсталация. Измерването с точност до mΩ ще ви позволи да откриете точки с повишено съпротивление. Ще се изисква и в случай на прецизна електроника, където малки отклонения от номиналните параметри могат да доведат до разстройване на генератори, стабилизатори, усилватели и т.н. Ако мултиметърът е предназначен да работи с такива вериги, струва си да се обърне внимание на устройства, предлагащи възможност за четириточково измерване, т.н. наречения метод на Келвин. Традиционно съпротивлението се измерва чрез измерване на спада на напрежението върху компонент с известен ток, протичащ през него. За съжаление съпротивлението на самите проводници въвежда грешка, която при измерване на малки стойности на съпротивление (например стотни от Ω) може да достигне дори няколко десетки процента. В такива случаи се използват две независими двойки проводници - едната за захранване, а другата за измерване. Това позволява да се елиминират спадовете на напрежението, причинени от несъвършена проводимост на кабелите, и много прецизно да се оцени стойността на съпротивлението между точките, където са приложени сондите.
Тест на диод и тест на непрекъснатост
Тези функции обикновено се поставят под една настройка поради сходната им работа. Тестът за непрекъснатост е една от основните функции на мултиметъра и работата му е много проста: ако между сондите има проводник затварящ веригата, измервателният уред издава ясен, висок звуков сигнал. Звуковата аларма се използва, тъй като тестовете за непрекъснатост често се извършват на относително големи разстояния (проверка на мрежово окабеляване, окабеляване на превозно средство и т.н.) и следователно операторът няма да е винаги близо до мултиметъра, когато прилага сондата.
Диодният тест, както подсказва името, се използва за проверка на работата на полупроводникови диоди. Такива тестове са предимно за диагностични цели, като ви позволяват да локализирате повредени компоненти. При изгорели диоди и късо съединение в двете посоки (спад на напрежението близо до 0V независимо от полярността), след прилагане на сондите се задейства звукова аларма; диод, в който има прекъсване на конектора ще покаже информация за отворена верига.
Измерване на капацитет
Тази функционалност ще бъде важна преди всичко при работа с електронни компоненти и диагностика на вериги. Измерването на капацитета позволява да се провери, дали кондензаторите не са се повредили или унищожили. Също така ще бъде много полезно при работа с повърхностно монтирани компоненти (SMD), тъй като по-малките формати на тези компоненти не са маркирани с печат и следователно идентифицирането им без измерване е практически невъзможно. Трябва да се има предвид, че тестването на капацитета на кондензатор, свързан към веригата, ще бъде изложено на грешка.
Измерване на честота
Понякога работата с електричество и електроника изисква проверка на честотата на сигнала с правилна форма на вълната (напр. синусоида). Прецизното тестване на периодични промени на напрежението изисква използването на oсцилоскоп, но сравнително често е достатъчен първоначален тест с мултиметър, за да се установи причината за повредата или да се провери работата на генератора, инвертора и т.н. Измерването на честотата не е основната функционалност на мултиметрите и се предлага в избрани модели устройства (обикновено по-висок клас).
Измерване на температурата
Полезна функция на много универсални измервателни уреди е измерване на температурата. Обикновено се извършва с помощта на термодвойка, включена в комплекта с уреда. Такъв тест има много широк диапазон (стотици °C), в зависимост от използваната сонда, което позволява наблюдение на работата на нагреватели, котли, двигатели, акумулатори, радиоатори и много други елементи, за чието действие са важни термичните параметри.
Как да изберем цифров мултиметър?
Може да се приеме, че потребителите на мултиметри са делят на три групи:
- специалисти, занимаващи се с проектиране, изработка и обслужване на електронни схеми;
- професионални електротехници, работещи с мрежови вериги и електропроводи;
- и потребители, изискващи основна функционалност на мултиметър, независимо дали говорим за професионални цели (напр. електрически автосервиз) или за частни цели (любителска работа, дребни ремонти в домакинството).
Струва си да се отбележи, че параметрите дори на най-простите мултиметри са толкова богати, че успешно ще удовлетворят изискванията на третата група потребители. Тук изборът на устройство е въпрос на лични предпочитания (размери, вид дисплей и др.) и евентуално издръжливост на уреда. Ако измервателният уред ще се използва в трудни условия на околната среда (висока запрашеност или влажност), ще бъде по-добре да изберете устройство, предлагащо висока степен на защита, най-малко IP54, тоест добра прахоустойчивост и устойчивост на водни пръски.
Когато избирате мултиметър за работа с електроника, особено в ерата на чувствителните полупроводникови вериги, най-добре е да се съсредоточите върху по-ниските диапазони на измерване: те трябва да включват стойности от порядъка на µA, mV, mΩ. Що се отнася до другите възможности, предлагани от мултимерите: на практика измерванията на капацитет, температура и честота не се извършват често - но когато възникне нужда, адекватната функционалност на мултиметъра се оказва много полезна.
В случай на електротехниците най-важната характеристика на мултицета винаги трябва да бъде неговата категоризация според стандартите, определени от Международната електротехническа комисия (IEC). Категорията показва за каква работа е предназначено устройството. Това е свързано с редица конструктивни характеристики на измервателния уред: неговото окабеляване, параметри на конектора, материал на изработка, ниво на изолация При мултиметрите най-често се използва класификацията:
- CAT II (еднофазни приемници);
- CAT III (устройства и вътрешни елементи на трифазни инсталации);
- CAT IV (едно- и трифазно съединение на енергийна мрежа).
След номера на категорията производителят е длъжен да посочи максималното работно напрежение, което може да е налично във веригите, тествани с мултицет (обикновено тази стойност е 300V, 600V или 1000V).
Когато избира устройство, бъдещият потребител трябва да прецени дали подсветката на дисплея и клавиатурата може да подобри комфорта на работата му - много производители на мултицети предлагат такава опция.
Допълнителни функционалности
При професионалните приложение са полезни допълнителните функции на мултиметрите. Те варират от прости удобства, като функцията "hold" (показване на измерването след изключване на сондите) или съхранение на средни, минимални и максимални стойности, както и по-сложни възможности. Последните улесняват проверката на обширни инсталации, като например позволяват запазване на поредица от измервания под формата на записи. Нещо повече: мултиметрите от по-висок клас все по-често са оборудвани с Bluetooth и WiFi комуникационни модули, което ви позволява да управлявате устройствата с помощта на телефон или таблет, както и изпращане на събраните данни през интернет и поставяне в облака или на специален сървър.
Стационарни мултиметри (настолни)
Подкатегория мултиметри са стационарните устройства, т.е. лабораторни измервателни устройства. Тези продукти се характеризират с дисплей с висока разделителна способност на измервания (често десетхилядни от основната единица), големи дисплеи, възможност за захранване от мрежата и повишена честота на дискретизация. Освен това те предлагат по-широка функционалност в областта на цифровия анализ на измерванията. Често производителите ги оборудват с допълнителни възможности, например с вграден генератор на сигнали. Трябва да се подчертае, че тези видове мултиметри са произведени с оглед на професионални приложения, напр. в оторизирани сервизи или прототипни лаборатории, поради което се характеризират със сравнително висока цена.
Комплекти
Потребителите, които търсят мултиметър, за да модернизират своята работилница или да я допълнят с нови инструменти, трябва да обърнат внимание на комплектите измервателни уреди, предлагани от много маркови производители. Такива комплекти могат да съдържат напр. мултиметър, измервателни клещи и няколко аксесоара. Те често се предлагат с специален калъф, който помага за предпазване на стъклото на дисплея от надраскване. В някои случаи, в допълнение към основното оборудване (кабели, сонди), комплектите съдържат и други аксесоари, висококачествени щипки тип крокодил, капачки, термодвойки, приставки за клещи и др.
Склад:
