Digitális multiméterek
(397)A digitális multiméterek mára nélkülözhetetlenné váltak az elektronikával, energetikával, villamossággal, automatizálással stb. kapcsolatos alkalmazásokkal foglalkozó technikusok számára. Elősegítik a különböző mérések elvégzését, ezáltal felgyorsítják a diagnosztikát, a szerelési munkákat, a karbantartást stb. Több évtizeddel ezelőtt jelentek meg a piacon, és felváltották az elektromágneses kijelzőkkel tervezett analóg multimétereket.
A multiméter elengedhetetlen kellék a szakemberek és kezdők számára egyaránt. Azonban minden alkalmazási terület egyedi, sajátos igényekkel jár. A multiméter kiválasztásakor több szempontot is figyelembe kell venni, pl.:
- mérési képességek (mért értékek);
- működési tartomány (skála, minimum és maximum értékek);
- érzékenység,
- áramellátás módja,
- és különösen a hálózati tápellátás kezelésére használt műszerek esetében
- a termék nemzetközi és helyi szabványoknak való megfelelése.
Az alábbiakban áttekintünk néhány, az egyes multiméterekre jellemző kulcsparamétert, valamint néhány alapvető információt a felhasználó tényleges igényeinek leginkább megfelelő készülék kiválasztásához.
Alapvető digitális multiméter funkciók
Foglalkozzunk először az alapvető multiméter funkciókkal, azaz az elektromos értékek mérésével kapcsolatos funkciókkal.
AC/DC feszültségmérés
A multiméterek elsősorban háromféle méréssel, azaz a feszültség, az áram és az ellenállás mérésével kapcsolatosak. Ezek nyilvánvalóan az Ohm és Kirchhoff törvényeiben szereplő értékek, amelyek megkönnyítik az áramkörök alapvető elemzését. A feszültség az első paraméter, amelyet az elektronikai problémák diagnosztizálásakor ellenőrizni kell, és lehetővé teszi a tápegységek, átalakítók stb. helyes bekötésének megbecslését is. Ez a funkció használható a feszültségesés mérésére is, pl. egy diódán. Mivel igencsak valószínű, hogy egy multimétert váltakozó és egyenáramú áramkörökben is használni fognak, szinte minden modell rendelkezik külön beállításokkal a váltakozó és egyenáramú áramkörökhöz. A készülék fő rendeltetésétől függően ügyelni kell arra, hogy a működési tartománya néhány tíz mV DC (precíziós elektronika esetén) vagy akár 1 kV AC feszültségű (hálózati berendezések esetén) méréseket is elbírjon.
Áramerősség mérése
Egy másik kulcsfontosságú érték, amelyet az elektronikai és elektromos áramkörök kezelése során mérni kell, az áramerősség, mivel megkönnyíti egy eszköz vagy alkatrész teljesítményének becslését, az általa fogyasztott energiát, és lehetővé teszi az alkatrész teljesítményének összehasonlítását a névleges paraméterekkel is stb. A legtöbb multiméter két független porttal rendelkezik az áramerősség mérésére. Az egyik port az alacsonyabb tartományokban történő vizsgálatok elvégzésére szolgál, a másik pedig egy biztosítékkal védett, így magasabb névleges értékű méréseket végezhetünk azon a maximális skálán belül, amelyre a készüléket tervezték (legáltalánosabban 10 A vagy 20 A-ig). Az ilyen nagy áramerősségű értékek tesztelése előtt feltétlenül meg kell győződni arról, hogy azok nem haladják meg a szondákra és vezetékekre megadott értékeket. Az elektronikus áramkörök mérésére vásárolt multiméternek már a mA-ben és µA-ben kifejezett áramokat is kell kezelnie.
A csúcskategóriás multiméterek lehetővé teszik a True RMS mérések (Root Mean Square) elvégzését. A szabványos váltakozó áramú mérés csak akkor ad helyes eredményeket, ha a hullámformák tökéletes szinuszformák. A gyakorlatban a hullámformák gyakran eltérő alakúak (PWM jelek, kvadratikus jelek stb.) vagy torzítottak, pl. nem lineáris fogyasztók, félvezető áramkörök, kapcsolóüzemű tápegységek, inverterek, motorok (beleértve a légkondicionálókat, háztartási készülékeket stb.) táplálásakor. A True RMS funkció biztosítja, hogy a multiméter a mintavételezett adatokból számításokat végezzen, amelyek eredménye a DC egyenértéket, azaz az áram effektív értékét mutatja. Szabálytalan hullámformák esetén azonban egy "normál", azaz átlagértéket mérő árammérő hibatartománya akár 40% is lehet.
Ellenállás mérése
Az ellenállásvizsgálati funkció lehetővé teszi az áramkörök, vezetékek, csatlakozók paramétereinek vizsgálatát, illetve az SMD alkatrészek azonosítását és a sérült ("megégett") elektronikus alkatrészek helyének felderítését. Itt is a lehető legszélesebb mérési tartományt kell biztosítani, ami a legfontosabb, beleértve az alacsony, 1 Ω alatti értékeket. Ez abból a tényből adódik, hogy még a látszólag kis ellenállás is kellően nagy áram mellett jelentős (néha veszélyes) hőmennyiség kibocsátását eredményezi. Ez a kapcsolóberendezésekben és más hálózati szerelési pontokon rosszul elkészített csatlakozások esetén fordulhat elő. A néhány mΩ pontosságú mérések elvégzése lehetővé teszi a megnövekedett ellenállású pontok felderítését. Erre a funkcióra a precíziós elektronika esetében is szükség van, ahol a névleges paraméterektől való kis eltérések a generátorok, stabilizátorok, erősítők stb. áthangolását eredményezhetik. Ha egy multimétert ilyen áramkörök kezelésére szánnak, válasszon olyan készüléket, amely négyvezetékes mérési lehetőséget kínál, azaz a Kelvin-módszert használja. Hagyományosan az ellenállást úgy vizsgálják, hogy megmérik a feszültségesést egy olyan alkatrészen, amelyen ismert erősségű áram folyik keresztül. Sajnos maguk a vezetékek ellenállása hibát okoz, amely kis ellenállásértékek (pl. Ω századrésze) mérésekor akár néhány tucat százalékos is lehet. Ilyen esetekben két független vezetékpárt használnak - az egyik az áramellátást biztosítja, a másik pedig a mérésért felelős. Ez lehetővé teszi a nem tökéletes kábelezési vezetőképesség okozta feszültségesések kiküszöbölését és a szondák csatlakozási pontjai közötti ellenállás értékének nagyon pontos becslését.
Dióda és áramkör folytonossági tesztek
Ezek a funkciók hasonlóak, ezért általában egy beállítással állíthatók be. A folytonossági vizsgálat a multiméter egyik alapvető funkciója, és nagyon egyszerűen végzik, azaz: ha a szondák között vezető van, amely lezárja az áramkört, a multiméter tiszta, magas hangjelzést ad. Ez a jel a felhasználó figyelmeztetésére szolgál, mivel a folytonossági vizsgálatokat gyakran viszonylag nagy távolságból végzik (hálózati vezetékek, járművezetékek stb. vizsgálata), így a felhasználó nem mindig van a multiméter közelében, amikor a szondát felhelyezik.
A diódavizsgálat, ahogy a neve is mutatja, a félvezető diódák működésének ellenőrzésére szolgál. Az ilyen teszteket elsősorban diagnosztikai céllal végzik, megkönnyítve a hibás alkatrészek felderítését. A mindkét irányban égett és rövidre zárt diódák (0 V közeli feszültségesés, polaritástól függetlenül) esetében a szondák alkalmazásakor hangjelzést adnak, azaz ha egy csomópontszakadással rendelkező diódát észlelnek, "nyitott áramkör" jelzés jelenik meg a kijelzőn.
Kapacitás mérése
Ez a funkció elsősorban akkor fontos, ha elektronikus alkatrészekkel dolgozik és áramköri diagnosztikát végez. A kapacitásmérési funkció lehetővé teszi a felhasználók számára, hogy ellenőrizzék a kondenzátorok sérülését vagy degradációját. Különösen hasznos felületszerelt alkatrészekkel (SMD) való munka során is, mivel a kisebb formátumú alkatrészek nincsenek nyomtatási módszerrel felcímkézve, így a szükséges mérések lefuttatása nélkül gyakorlatilag lehetetlen azonosítani őket. Vegye figyelembe, hogy az áramkörbe épített kondenzátoron végzett kapacitásvizsgálatok eredményei mindig hibásak.
Frekvencia mérése
Néha az elektromos és elektronikus áramkörökkel való munka megköveteli egy szabályos hullámformájú jel (pl. szinuszhullám) frekvenciájának ellenőrzését. A periodikus feszültségingadozások megfelelő pontosságú vizsgálatához oszcilloszkópot kell használni, de viszonylag gyakran elegendő egy multiméterrel végzett első vizsgálat a hiba okának azonosításához vagy egy generátor, inverter stb. működésének ellenőrzéséhez. A frekvenciamérés nem tartozik a multiméter alapfunkciói közé, és csak bizonyos (általában magasabb szintű) modellekben érhető el.
Hőmérséklet mérése
A hőmérsékletmérési képesség számos multiméter által kínált praktikus funkció. Általában a készülékhez mellékelt termoelemmel működik. Az ilyen vizsgálatok a használt szondától függően igen széles tartományban (több száz °C) végezhetők el, ami lehetővé teszi a felhasználók számára, hogy megfigyeljék a fűtőtestek, kazánok, motorok, akkumulátorok, radiátorok és számos más alkatrész működését, amelyek üzemelése nagyban függ a helyes hőtechnikai paraméterektől.
Hogyan válasszuk ki a megfelelő digitális multimétert?
Feltételezhető, hogy a multiméter felhasználóknak három csoportja van:
- az elektronikai áramkörök tervezésével, gyártásával és szervizelésével foglalkozó szakemberek;
- a hálózati áramkörökkel és tápvezetékekkel foglalkozó hivatásos villamosmérnökök;
- olyan felhasználók, akiknek alapvető multiméter funkciókra van szükségük, akár professzionális (pl. autóvillamossági műhelyek), akár magáncélra (hobbi, kisebb háztartási javítások).
Érdemes megjegyezni, hogy még a nagyon egyszerű multiméterek paramétertartománya is elég széles ahhoz, hogy sikeresen megfeleljen a felhasználók fent említett harmadik csoportjának követelményeinek. Itt a készülék kiválasztása a személyes preferenciáktól (méret, kijelző típusa stb.) és esetleg a tartósságától függ. Ha egy multimétert zord környezeti körülmények között (magas por- vagy páratartalom) kell használni, válasszon olyan típust, amely magas, legalább IP54 védettséget, azaz jó por- és vízzáróságot biztosít.
Elektronikai áramkörökkel foglalkozó multiméter kiválasztásakor, különösen az érzékeny félvezető rendszerek esetében, a legjobb megoldás, ha a kisebb mérési tartományokra koncentrálunk, amelyeknek a µA, mV, mΩ nagyságrendű mérési tartományokat kell lefedniük. Ami a multiméterek által kínált egyéb lehetőségeket illeti: a gyakorlatban kapacitás-, hőmérséklet- és frekvenciaméréseket nem gyakran végeznek - de ha szükség van rájuk, egy megfelelő multiméterfunkció rendkívül értékessé válik.
A villanyszerelők számára a multiméter legfontosabb jellemzője mindig és elsősorban a Nemzetközi Elektrotechnikai Bizottság (IEC) által megállapított szabványok szerinti kategóriája. Ez a kategória azt jelzi, hogy milyen típusú műveletekre szánták a készüléket. Ez a multiméter számos tervezési jellemzőjéhez kapcsolódik: a kábelezés, a csatlakozó paraméterei, anyaga és a szigetelés szintje. A multimétereket leggyakrabban a következőképpen osztályozzák:
- CAT II (egyfázisú fogyasztók);
- CAT III (belső háromfázisú rendszerek berendezései és alkatrészei);
- CAT IV (egy- és háromfázisú hálózati csatlakozók).
A cikkszám alapján minden gyártónak meg kell adnia a maximális üzemi feszültséget, amely a multiméterrel vizsgált áramkörökben jelen lehet (általában 300 V, 600 V vagy 1000 V).
A készülék kiválasztásakor a leendő felhasználónak mérlegelnie kell, hogy a háttérvilágítással ellátott kijelző és billentyűzet javíthatja-e a munkavégzés élményét, mivel számos multimétergyártó kínál ilyen funkciókat.
További funkciók
Professzionális alkalmazások esetén a multiméter további funkciói gyakran rendkívül hasznosnak bizonyulnak. Ezek az egyszerű, kényelmes funkcióktól, mint például a "hold" funkció (a mérés megjelenítése a szondák kihúzásakor) vagy az átlag-, minimum- és maximumértékek tárolása, egészen az összetettebb képességekig terjednek. Ez utóbbiak megkönnyítik a kiterjedt rendszerek vizsgálatát, pl. mérések sorozatának eredményként történő elmentése. Továbbá: a nagy teljesítményű multimétereket egyre gyakrabban szerelik fel Bluetooth és Wi-Fi kommunikációs modulokkal, amelyek lehetővé teszik a készülékek telefonon vagy táblagépen keresztül történő kezelését, valamint a gyűjtött adatok interneten keresztül történő továbbítását és a felhőben vagy egy külön erre a célra szolgáló szerveren történő tárolását.
Állandó (asztali) multiméterek
A multiméterek népszerű alkategóriája az állandó egységek, azaz a laboratóriumi mérőműszerek. Fő jellemzőik közé tartozik a nagy mérési kijelző felbontás (gyakran az alapegység tízezred része), nagy kijelző, hálózati tápellátásra való alkalmasság és a megnövelt mintavételi frekvencia. Ezenkívül szélesebb körű funkciókat kínálnak a digitális méréselemzéshez kapcsolódóan. A gyártók gyakran további képességekkel, pl. integrált jelgenerátorokkal látják el őket. Érdemes megjegyezni, hogy az ilyen típusú multimétereket professzionális alkalmazásokhoz tervezték, beleértve az engedélyezett szervizműhelyeket vagy prototípus-laboratóriumokat, ezért áraik viszonylag magasak.
Készletek
A műhely korszerűsítéséhez vagy új szerszámkészletek összeállításához multimétert kereső felhasználóknak számos márka által kínált mérőkészletek között kell keresniük. Ezek tartalmazhatnak pl. multimétert, bilincsmérőt és számos kiegészítőt. Gyakran speciális tokban helyezik el őket, hogy megvédjék a kijelző üvegét a karcolásoktól. Egyes esetekben az alapfelszereltségen (kábelek, szondák) kívül az ilyen készletek egyéb tartozékokat is tartalmaznak, pl. magas minőségű krokodilcsipeszeket, kupakokat, termoelemeket, bilincsrögzítőket stb.
Raktár:
