Цифровые измерительные приборы. Характеристики приборов.

Возможности стрелочного прибора

Как использовать мультиметрСамые первые измерительные приборы снабжались стрелочным устройством. Оно представляет собой электромеханическую головку. Конструктивно она выполнена в виде рамки, которая находится в магнитном поле. На эту головку подаётся электрический сигнал через различные сопротивления. В зависимости от силы тока стрелка в рамке отклоняется, устанавливаясь в определённом положении. Диапазон отклонения стрелки проградуирован, согласно этим значения и вычисляется требуемая величина.

Технические возможности аналогового тестера во многом определяются чувствительностью магнитоэлектрического измерительного прибора. Главным достоинством такого вида прибора является инерционность и невосприимчивость к помехам во время измерения постоянного напряжения и величины сопротивления. Например, при вычислении постоянного напряжения с пульсациями тестер проигнорирует их и покажет среднее значение. Расширить диапазон измерения можно, применив добавочные сопротивления или шунт.

Стрелочные приборы идеально подходят для отображения динамики сигнала. Мультиметр аналоговый мгновенно показывает изменение сигнала. Вместе с тем такой прибор обладает большой погрешностью при измерениях в высокоомных цепях и некоторой сложностью в интерпретации результатов измерения. При каждом замере необходимо анализировать положение стрелки на определённом диапазоне, соответствующем роду току и проверяемому сигналу.

Как пользоваться прибором

  • Включение/ выключение – кратковременное нажатие кнопок “on/off”.
  • Переключение режимов – “ESR/C_R” – “Lx/Cx” – “Fx/Px” – кнопкой “SET”.
  • После включения прибор переходит в режим измерения ESR/C. В этом режиме производится одновременное измерение ESR и ёмкости электролитических конденсаторов или постоянных сопротивлений 0 – 100 Ом. При нажатой кнопке «+», измерение сопротивлений 0.001 – 20 Ом, измерение производится при постоянном токе 10 мА.
  • Установка нуля необходима, каждый раз при замене щупов или при измерении с помощью адаптера. Установка нуля производится автоматически, по нажатию соответствующих кнопок. Для этого замыкаем щупы, нажимаем и удерживаем кнопку “-”. На дисплее появится значение АЦП без обработки. Если значения на дисплее отличаются более +/-1, нажать кнопку “SET”, и запишется правильное значение “EE>xxx<”.
  • Для режима измерения постоянных сопротивлений, также необходима установка нуля. Для этого замыкаем щупы, нажимаем и удерживаем кнопки “+” и “-”. Если значения на дисплее отличаются более +/-1, нажать кнопку “SET”, и запишется правильное значение “EE>xxx<”.

Конструкция щупа

В качестве щупа, использован металлический штекер типа «тюльпан»

   В качестве щупа, использован металлический штекер типа «тюльпан». К центральному выводу припаяна игла. Боковой уплотнитель – чехол от одноразового шприца. Из доступного материала для изготовления иглы можно использовать латунный стержень диаметром 3 мм. Через некоторое время, игла окисляется и для восстановления надёжного контакта, достаточно протереть кончик, мелкой наждачной бумагой.

Аналого-цифровые преобразователи.

Существуют три основных типа АЦП: интегрирующий, последовательного приближения и параллельный. Интегрирующий АЦП усредняет входной сигнал по времени. Из трех перечисленных типов это самый точный, хотя и самый «медленный». Время преобразования интегрирующего АЦП лежит в диапазоне от 0,001 до 50 с и более, погрешность составляет 0,1–0,0003%. Погрешность АЦП последовательного приближения несколько больше (0,4–0,002%), но зато время преобразования – от ~10мкс до ~1 мс. Параллельные АЦП – самые быстродействующие, но и наименее точные: их время преобразования порядка 0,25 нс, погрешность – от 0,4 до 2%.

Детали прибора

  • ЖК индикатор на основе контроллера HD44780, 2 строки по 16 знаков или 2 строки по 8 знаков.
  • Транзистор PMBS3904 — любой N-P-N, близкий по параметрам.
  • Транзисторы BC807 — любые P-N-P, близкие по параметрам.
  • Полевой транзистор P45N02 – подходит практически любой из материнской платы компьютера.
  • Резисторы в цепях стабилизаторов тока и DA1 – R1, R3, R6, R7, R13, R14, R15, должны быть такими, как указано на схеме, остальные можно близкими по номиналу.
  • Резисторы R22, R23, в большинстве случаев не нужны, при этом вывод «3» индикатора следует подключить к корпусу – это будет соответствовать максимальной контрастности индикатора.
  • Контур L101 – должен быть обязательно подстраиваемый, индуктивность 100 мкГн при среднем положении сердечника.
  • С101 — 430–650 пФ с низким ТКЕ, К31-11-2-Г — можно найти в КОС отечественных телевизоров 4-5 поколения (КВП контура).
  • С102, С104 4–10 мкФ SMD — можно найти в любой старой компьютерной материнской плате.
  • Пентиум-3 возле процессора, а также в боксовом процессоре Пентиум-2.
  • Микросхема DD101 — 74HC132, 74HCT132, 74AC132 — они также применяются в некоторых материнских платах.

   В архиве с печатными платами и прошивкой имеется переделанная мной авторская плата, она немного отличается и утоньшены проводники. Для заводского изготовления и металлизации отверстий ее готовил. В архиве также прикладываю авторскую, скорее всего на ней ЛУТом будет сделать легче. О настройке прибора читайте в полном тексте материала.

УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРИБОР

   При сборке была использована заводская двусторонняя с металлизированными отверстиями. Автор прибора Miron63. Сборка данного экземпляра nickolay78.

   Форум по RLCF метру

   Обсудить статью УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРИБОР

5. Цифровые мультиметры 830 серии (Гонконг)

Основные характеристики.

Мультиметры имеют ЖКИ с разрядностью 3,5 высота цифр 13 мм. Максимально индицируемое число 1999.

Базовая погрешность при измерениях составляет: UDC — 0,5%; UAC — 1,2%;

IDC — 1%;

R — 0,8%.

Имеется индикация разряда батареи «BAT» и перегрузки «1». Габариты: 65x125x28 мм.

Вес — 180 г.

Параметры

M830B

M830

M832

M838

Количество измерений в секунду

2

Напряжение постоянного тока, UDCV

0,1 мB — 1000 B

Напряжение переменного тока, UACV

0.1 B — 750 B

Ток постоянный, IDCA

0,1 мA — 10 A

1 мА — 10 A

Сопротивление, R

0,1 Oм — 2 MOм

Входное сопротивление, R

1 MOм

Измерение температуры, T °C

–20 +1370 °C

Встроенный генератор , амплитуда 5 В

меандр 50 Гц

Коэффициент усиления транзисторов, h21

до 1000

Режим «прозвонка»

менее 1 кОм

Диод-тест

есть

Питание

9 В (батарея типа NEDA 1694, Крона)

image063.png

Рис. 21. Мультиметры

Измерители полных сопротивлений.

Это специализированные приборы, измеряющие и показывающие емкость конденсатора, сопротивление резистора, индуктивность катушки индуктивности или полное сопротивление (импеданс) соединения конденсатора или катушки индуктивности с резистором. Имеются приборы такого типа для измерения емкости от 0,00001 пФ до 99,999 мкФ, сопротивления от 0,00001 Ом до 99,999 кОм и индуктивности от 0,0001 мГ до 99,999 Г. Измерения могут проводиться на частотах от 5 Гц до 100 МГц, хотя ни один прибор не перекрывает всего диапазона частот. На частотах, близких к 1 кГц, погрешность может составлять лишь 0,02%, но точность снижается вблизи границ диапазонов частоты и измеряемых значений. Большинство приборов могут показывать также производные величины, такие, как добротность катушки или коэффициент потерь конденсатора, вычисляемые по основным измеренным значениям.

АНАЛОГОВЫЕ ПРИБОРЫ

Для измерения напряжения, силы тока и сопротивления на постоянном токе применяются аналоговые магнитоэлектрические приборы с постоянным магнитом и многовитковой подвижной частью. Такие приборы стрелочного типа характеризуются погрешностью от 0,5 до 5%. Они просты и недороги (пример – автомобильные приборы, показывающие ток и температуру), но не применяются там, где требуется сколько-нибудь значительная точность.

Технические характеристики прибора WK3000

Технические характеристики

91

92

96

99

Количество входных каналов

1

2

2

2

Режим Autoset

+

+

+

+

Управляемая с помощью меню система измерений

+

+

+

+

Опция Min/Max Trend Plot

+

+

+

+

Время/деление (10 нс/дел — 60 с/дел)

+

+

+

+

Вольт/деление (1 мв/дел — 100 В/дел)

+

+

+

+

Цифровая схема запуска

+

+

+

+

Дополнительные режимы мультиметра

+

+

+

+

Измерение тока (специальным пробником)

+

+

+

+

Система вывода на дисплей данных измерений

+

+

+

+

Измерение импульсных помех — 40 нс

+

+

+

+

Возможность сохранения экрана

5

10

Возможность сохранения осциллограмм

10

20

Возможность сохранения установок

20

40

Математика и фильтры для обработки сигнала

+

Сигнал-генератор на 4 фиксированных частоты

+

Специальный выход для тестирования компонентов

+

Интерфейс RS232C

+

++

++

+

Принтерный выход

++

+

Передача осциллограмм на ПК и дистанционное управление

Экран на ПК

Экран на ПК

Экран на ПК

+

Высококонтрастный дисплей с подсветкой

+

+

+

+

Онлайновая поддержка и система справки

+

+

+

+

image068.png

Рис. 26. Прибор WK3000

Типичные нуль-детекторы.

В измерительных мостах переменного тока чаще всего применяются нуль-детекторы двух типов. Нуль-детектор одного из них представляет собой резонансный усилитель с аналоговым выходным прибором, показывающим уровень сигнала. Нуль-детектор другого типа – это фазочувствительный детектор, который разделяет сигнал разбаланса на активную и реактивную составляющие и пригоден в тех случаях, когда требуется точно уравновешивать только одну из неизвестных составляющих (скажем, индуктивность L, но не сопротивление R катушки индуктивности).

Измерение напряжения и силы переменного тока.

Почти все приборы для измерения напряжения и силы переменного тока показывают значение, которое предлагается рассматривать как эффективное значение входного сигнала. Однако в дешевых приборах зачастую на самом деле измеряется среднее абсолютное или максимальное значение сигнала, а шкала градуируется так, чтобы показание соответствовало эквивалентному эффективному значению в предположении, что входной сигнал имеет синусоидальную форму. Не следует упускать из виду, что точность таких приборов крайне низка, если сигнал несинусоидален. Приборы, способные измерять истинное эффективное значение сигналов переменного тока, могут быть основаны на одном из трех принципов: электронного умножения, дискретизации сигнала или теплового преобразования. Приборы, основанные на первых двух принципах, как правило, реагируют на напряжение, а тепловые электроизмерительные приборы – на ток. При использовании добавочных и шунтовых резисторов всеми приборами можно измерять как ток, так и напряжение.

Электронное умножение.

Возведение в квадрат и усреднение по времени входного сигнала в некотором приближении осуществляются электронными схемами с усилителями и нелинейными элементами для выполнения таких математических операций, как нахождение логарифма и антилогарифма аналоговых сигналов. Приборы такого типа могут иметь погрешность порядка всего лишь 0,009%.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...
Электрик в Дом