Analog multimeter

fra Wikipedia, den gratis encyklopædi
Spring til navigation Spring til søgning

Et analogt multimeter , også et analogt multimåleapparat, er en analog måleenhed til måling af forskellige elektriske størrelser, såsom spænding , strømstyrke eller modstand . Der er normalt flere måleområder for hver målt variabel . Blandt multimetrene kan de enheder, der fungerer efter et analogt måleprincip med et urskive ofte måle passivt, mens digitale multimetre med et numerisk display altid kræver en energiforsyning (f.eks. Fra et batteri).

Et simpelt analogt multimeter

funktionalitet

En målemekanisme med bevægelig spole eller (mere historisk) en målemekanisme i bevægeligt jern bruges til at vise den målte værdi . Med hensyn til deres fysik er disse enheder strømmålere , da de kun kan vise strøm med deres magnetiske målemekanismer. Denne artikel omhandler multimetre med bevægelig spolebevægelse. Dette registrerer den tilsvarende værdi af en strøm. Det betyder, at der kun skal tages hensyn til likestrøm eller ohmsk komponent i spolemodstanden (i modsætning til målemekanismen for jern i bevægelse). For strømme, der er større end spolen kan håndtere, bruges forskellige strømmåleområder med strømdelere dannet af måle modstande .

Kredsløb i det analoge multimeter for jævnstrøm og spænding, forenklet til et par måleområder
Vægte af et multimeter til
- skiftende størrelser (markeret med rødt)
- lige store mængder (opdelt lineært)
- Modstand (falder fra ∞ til 0)

Til brug som voltmeter måles strøm, der strømmer gennem enhedens indre modstand. Spændingsdelere dannes tilsvarende for de forskellige spænding måling intervaller. Kredsløbsdiagrammet viser det interne kredsløb på et analogt multimeter, der fungerer uden måling af elektronik, forenklet til et par måleområder.

To skalaer sammen for direkte og vekselstrøm og strøm,
nedenfor for modstand og niveau

Måling af vekselstrøm og vekselstrøm ved hjælp af en bevægelsesspole-målemekanisme er mulig, når der anvendes en måle-ensretter, fortrinsvis en germaniumdiode . Med passive måleenheder er skalaerne for jævnstrøm og vekselstrøm forskellige på grund af ensretters ikke-lineære karakteristik . Elektronisk assisterede analoge multimetre er ofte udstyret med en præcisionsretter . I dette tilfælde har ikke-lineariteten af ​​en diode ingen indflydelse på displayet; fælles skalaer for konstante og variable mængder er mulige. Selv spændinger, der er lavere end diodes fremspænding, kan måles med en lineært opdelt skala. Disse multimetre danner udbedringsværdien ; de er imidlertid indstillet på en sådan måde, at de viser rms -værdien for en sinusformet inputvariabel. (For den betydelige måleafvigelse, der er mulig med andre bølgeformer, se under rettet værdi.)

Multimetre tilbydes i stigende grad med et kredsløb, der danner rms -værdien . I tilfælde af en blandet variabel skal der skelnes mellem, om den effektive værdi af hele inputvariablen eller dens alternerende komponent måles. Disse enheder tilbyder muligvis en omstilling.

Til brug som en modstandsmåler , dannes en strøm, som altid er et indbygget batteri nødvendigt. Visningsområdet for målemekanismen med bevægelig spole nul ... maksimum dækker modstandsområdet ∞ ... 0. Det betyder, at der kun kræves et enkelt måleområde. Da aflæsning i kanterne af skalaen er meget usikker, er der ofte indbygget en omskiftning af måleområde; som følge heraf bringes forskellige visningsområder ind i skalaens midterområde.

Når du foretager denne måling, skal det bemærkes, at der strømmer en strøm gennem måleobjektet . Dette skal have adfærd som en ohmsk modstand . Den må heller ikke indeholde spændings- eller strømkilder .

På grund af forsyningen fra en ikke-stabiliseret spændingskilde (batteri med aldersrelateret fald i spænding), skal enheden justeres, før modstanden måles. Det samme gælder efter skift af måleområde. For at gøre dette oprettes der en kortslutning mellem måleklemmerne, og et eksternt tilgængeligt potentiometer indstilles således, at er vist.

Måleområder, indikatorer for eget forbrug

Vejledende værdier for realiserede måleområder ( måleområde slutværdier) er

  • Strømmålere: 10 μA ... 10 A,
  • Spændingsmålere: 100 mV ... 1000 V.

Hvis der er installeret en måleforstærker, kan der foretages målinger ned til μV -området og ned til pA -området, især når der bruges et FET -indgangstrin.
Frekvensområdet for måling af skiftende mængder omfatter ca.

  • 10 Hz ... 10 kHz (... 10 MHz).

Ved måling af måleområder har det vist sig nyttigt i højkvalitetsenheder at levere to intervaller pr. Effekt på ti, f.eks. B. med en graduering på 1: 3: 10. På denne måde kan du undgå at måle i den nedre tredjedel af måleområdet, fordi de relative fejlgrænser stiger kraftigt med en lille afbøjning. Gradueringer som 1: 5: 20: 100 med tre måleområder over to kræfter på ti kan også findes gentagne gange.

Med et forstærkerfrit multimeter kan det antages, at der er en forskellig intern modstand i hvert måleområde ejer. Oplysningerne kræver en længere tabel. En generel specifikation, der stort set gælder for alle aktuelle måleområder, er spændingsfaldet for enden af ​​måleområdet .

  • Vejledende værdi 100 ... 1000 mV (ret mindre for små måleområder).
  • Afhængigt af konstruktionen er 10 mV også mulig for jævnstrøm.

For spændingsmåleområderne er den tilsvarende parameter det aktuelle forbrug ved måleområdets slutværdi . Imidlertid er dens gensidige værdi mere tilbøjelig til at blive givet som en spændingsrelateret modstand :

.
  • Vejledningsværdi 1… 20 kΩ / V (den samme for alle måleområder, men begrænset til = 10 MΩ),
  • til enheder med måleforstærker 100 kΩ / V eller
= 1… 10 MΩ i alle områder.

Egenforbrug er ofte årsagen til en feedback-uoverensstemmelse , hvilket betyder, at for lidt måles systematisk.

service

Analoge multimetre har ofte meget forskellige betjeningskoncepter

Hvis typen af målt variabel er ukendt, skift til "vekselstrøm". Hvis værdien af den målte variabel ikke kendes cirka, skifter du til det største måleområde. Tilslut derefter mållinjerne til måleenhedens stikkontakter, der er mærket med den ønskede målevariabel, og til sidst til måleobjektet. Ud fra dette ændres måleområdet til niveauet, inden måleområdet overskrides. Du skal være særlig opmærksom på at undgå følgende driftsfejl :

  1. Der må under ingen omstændigheder tilsluttes en vekslende mængde i området med konstant mængde; displayet er altid nul. En mulig overbelastning kan ikke ses, kun lugtede.
  2. I tilfælde af at en spændingskilde med lav intern modstand er forbundet til et strømmåleområde, er nogle multimetre beskyttet af en sikring. Man skal ikke stole på, at den findes i alle måleinstrumenter.
  3. Hvis for eksempel to måleområder varierer med et forhold på 10: 1, er det ikke tilladt yderligere nedskiftning, hvis der vises mere end 1/10 af værdien i fuld skala. Overbelastningskapaciteten af målemekanismen er ikke stor.

Den målte variabel kan aflæses på skalaen . For at undgå parallaksefejl forårsaget af at se på markøren i en vinkel, indeholder enheden ofte en spejlskala , som det kan ses på flere af måleindretningerne eller skalafotos vist. Man bør se på skalaen fra den retning, hvorfra markøren er justeret med sit spejlbillede. Tilsvarende med knivmarkøren skal man se på skalaen på en sådan måde, at markøren fremstår så smal som muligt.

brug

I lang tid var analoge multimetre den eneste enkle måde at bestemme elektriske mængder med acceptable fejlgrænser . Disse er beskrevet med et klassesymbol . Siden introduktionen af digitale multimetre er analoge måleapparater dog blevet skubbet ind i margenerne. Digitale multimetre har generelt mindre fejlgrænser og læses uden måleafvigelse på grund af estimationsusikkerhed . Hvor langt disse fordele kan udnyttes, er dog i hvert fald tvivlsomt, fordi det er alt for let at glemme at tage hensyn til de fejlgrænser, der findes her, såvel som det interne forbrug af inputkredsløbet og de fejlkilder, der skyldes pga. til ydre omstændigheder.

Fordelen ved det analoge multimeter ligger i

  • hurtig visuel registrering af den målte værdi,
  • let genkendelse af tendenser (markørens bevægelse) (med tidskonstanter over 10 s),
  • den gennemsnitlige visning i tilfælde af hurtige udsving i den målte variabel (ved frekvenser over 10 Hz),
  • batteriernes uafhængighed (bortset fra modstandsmåling, eller hvis måleelektronik er installeret), kan derfor bruges som et permanent display i laboratoriet.

For en sammenligning af den analoge målemetode med det digitale, se også digital måleteknologi .

Målefejl

Se også nøjagtighedsklasse , måleudstyrsafvigelse , feedbackafvigelse

litteratur

  • Reinhard Lerch: Elektrisk måleteknologi: analoge, digitale og computerstøttede processer . 6. udgave. Springer, 2013, ISBN 978-3-642-22608-3 , kapitel 6.

Weblinks

Commons : Analoge multimetre - samling af billeder, videoer og lydfiler