วิเคราะห์การทำงานและหลักการของมัลติมิเตอร์

วิเคราะห์การทำงานและหลักการของมัลติมิเตอร์

มัลติมิเตอร์ หรือที่เรียกว่า มัลติมิเตอร์ มัลติมิเตอร์ สามเมตร มัลติมิเตอร์ ฯลฯ เป็นเครื่องมือวัดที่ขาดไม่ได้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังและแผนกอื่นๆ โดยทั่วไป จุดประสงค์หลักคือการวัดแรงดัน กระแส และความต้านทาน มัลติมิเตอร์แบ่งออกเป็นพอยน์เตอร์มัลติมิเตอร์และมัลติมิเตอร์แบบดิจิตอลตามวิธีการแสดงผล เป็นเครื่องมือวัดอเนกประสงค์และหลายช่วง โดยทั่วไป มัลติมิเตอร์สามารถวัดกระแส DC, แรงดัน DC, กระแส AC, แรงดันไฟ AC, ความต้านทานและระดับเสียง ฯลฯ และบางรุ่นยังสามารถวัดกระแส AC, ความจุ, ตัวเหนี่ยวนำและสารกึ่งตัวนำ พารามิเตอร์บางตัว (เช่น ) เป็นต้น

มัลติมิเตอร์เป็นเครื่องมือที่ใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีวงจรเรียงกระแสที่สามารถวัดพารามิเตอร์ทางไฟฟ้าต่างๆ เช่น กระแสไฟฟ้า AC และ DC แรงดันไฟฟ้า และความต้านทาน สำหรับแต่ละปริมาณทางไฟฟ้า โดยทั่วไปจะมีหลายช่วง เรียกอีกอย่างว่ามัลติมิเตอร์หรือเรียกสั้น ๆ ว่ามัลติมิเตอร์ มัลติมิเตอร์ประกอบด้วยแมกนีโตอิเล็กทริกแอมมิเตอร์ (หัวมิเตอร์) วงจรการวัด และสวิตช์เลือก สามารถวัดพารามิเตอร์ทางไฟฟ้าต่างๆ ได้อย่างสะดวกโดยการเปลี่ยนสวิตช์เลือก พื้นฐานหลักของการคำนวณวงจรคือกฎของโอห์มวงจรปิด มีมัลติมิเตอร์หลายประเภท และควรเลือกใช้งานตามข้อกำหนดที่แตกต่างกัน

ฟังก์ชั่นพื้นฐาน

มัลติมิเตอร์สามารถใช้วัดความต้านทานของวัตถุที่วัดได้เท่านั้น แต่ยังสามารถใช้วัดแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงได้อีกด้วย มัลติมิเตอร์บางรุ่นสามารถวัดพารามิเตอร์หลักของทรานซิสเตอร์และความจุของตัวเก็บประจุได้ เป็นหนึ่งในทักษะพื้นฐานของเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์เพื่อให้มีความชำนาญในการใช้มัลติมิเตอร์อย่างเต็มที่ มัลติมิเตอร์ทั่วไป ได้แก่ มัลติมิเตอร์แบบพอยน์เตอร์และมัลติมิเตอร์แบบดิจิตอล มัลติมิเตอร์แบบพอยเตอร์เป็นเครื่องมือวัดอเนกประสงค์ที่มีหัวมิเตอร์เป็นส่วนประกอบหลัก และตัวชี้ของหัวมิเตอร์จะอ่านค่าที่วัดได้ ค่าที่วัดได้ของมัลติมิเตอร์แบบดิจิทัลจะแสดงโดยตรงในรูปแบบดิจิทัลโดยจอแสดงผลคริสตัลเหลว ซึ่งอ่านค่าได้ง่าย และบางรุ่นยังมีฟังก์ชันเสียงเตือนอีกด้วย มัลติมิเตอร์คือมิเตอร์ที่รวมโวลต์มิเตอร์ แอมมิเตอร์ และโอห์มมิเตอร์ไว้ในหัวเดียว

ช่วงกระแสไฟฟ้ากระแสตรงของมัลติมิเตอร์คือโวลต์มิเตอร์กระแสตรงแบบหลายช่วง สามารถขยายช่วงแรงดันไฟฟ้าได้โดยการต่อตัวต้านทานแบบแบ่งแรงดันวงจรปิดขนานกับหัวมิเตอร์ ไฟล์แรงดันไฟฟ้ากระแสตรงของมัลติมิเตอร์เป็นโวลต์มิเตอร์กระแสตรงแบบหลายช่วง การต่อตัวต้านทานการแบ่งแรงดันแบบอนุกรมกับหัวมิเตอร์สามารถขยายช่วงแรงดันได้ ตัวต้านทานการแบ่งแรงดันที่แตกต่างกันมีช่วงการวัดที่สอดคล้องกัน หัวของมัลติมิเตอร์เป็นกลไกการวัดระบบแมกนีโตอิเล็กทริก ซึ่งสามารถผ่านได้เฉพาะกระแสตรงเท่านั้น และใช้ไดโอดเพื่อเปลี่ยนกระแสสลับเป็นกระแสตรง จึงทำให้การวัดกระแสสลับเป็นจริงได้

โครงสร้างและองค์ประกอบ

มัลติมิเตอร์ประกอบด้วยสามส่วนหลัก ได้แก่ หัวมิเตอร์ วงจรการวัด และสวิตช์เปลี่ยน มัลติมิเตอร์เป็นเครื่องมือพื้นฐานในด้านการทดสอบทางอิเล็กทรอนิกส์ และยังเป็นเครื่องมือทดสอบที่ใช้กันอย่างแพร่หลายอีกด้วย มัลติมิเตอร์เรียกอีกอย่างว่ามัลติมิเตอร์ มัลติมิเตอร์แบบสามจุดประสงค์ (A, V, Ω คือกระแส แรงดัน และความต้านทาน) มัลติเพล็กเซอร์ และมิเตอร์ มัลติมิเตอร์แบ่งออกเป็นพอยเตอร์มัลติมิเตอร์และดิจิตอลมัลติมิเตอร์ นอกจากนี้ยังมีจอแสดงผลพร้อมฟังก์ชั่นออสซิลโลสโคป Wave multimeter เป็นเครื่องมือวัดที่ใช้งานได้หลากหลายและมีหลายช่วง มัลติมิเตอร์ทั่วไปสามารถวัดกระแส DC, แรงดัน DC, แรงดัน AC, ความต้านทานและระดับเสียง ฯลฯ และบางรุ่นยังสามารถวัดกระแส AC, ความจุ, ความเหนี่ยวนำ, อุณหภูมิ และพารามิเตอร์บางอย่างของเซมิคอนดักเตอร์ (ไดโอด, ทรานซิสเตอร์) มัลติมิเตอร์แบบดิจิตอลได้กลายเป็นกระแสหลักและได้เข้ามาแทนที่มิเตอร์แบบอะนาล็อก เมื่อเทียบกับเครื่องดนตรีอะนาล็อกแล้ว เครื่องดนตรีดิจิตอลมีความไวสูง ความแม่นยำสูง จอแสดงผลที่ชัดเจน ความสามารถในการโอเวอร์โหลดที่แข็งแกร่ง พกพาสะดวก และสะดวกกว่าและใช้งานง่ายกว่า

หัวข้อ

หัวของมัลติมิเตอร์เป็นกัลวาโนมิเตอร์ที่ละเอียดอ่อน หน้าปัดบนหัวพิมพ์ด้วยสัญลักษณ์ เครื่องหมาย สเกล และค่าต่างๆ สัญลักษณ์ AV-Ω แสดงว่าแอมมิเตอร์เป็นมัลติมิเตอร์ที่สามารถวัดกระแส แรงดัน และความต้านทานได้ มีเส้นสเกลหลายเส้นพิมพ์อยู่บนหน้าปัด ซึ่งเส้นที่มีเครื่องหมาย "Ω" ทางด้านขวาคือเส้นสเกลความต้านทาน ปลายด้านขวาเป็นศูนย์ ปลายด้านซ้ายคือ ∞ และการกระจายค่าของสเกลจะไม่สม่ำเสมอ สัญลักษณ์ "-" หรือ "DC" หมายถึงไฟฟ้ากระแสตรง "~" หรือ "AC" หมายถึงไฟฟ้ากระแสสลับ และ "~" หมายถึงเส้นมาตราส่วนทั่วไปของทั้ง AC และ DC ตัวเลขหลายแถวใต้เส้นมาตราส่วนคือค่ามาตราส่วนที่สอดคล้องกับตำแหน่งต่างๆ ของสวิตช์เลือก

นอกจากนี้ยังมีปุ่มปรับตำแหน่งศูนย์เชิงกลบนหัวมิเตอร์เพื่อแก้ไขตำแหน่งศูนย์ของตัวชี้ที่ปลายด้านซ้าย

สวิตซ์

สวิตช์เลือกของมัลติมิเตอร์เป็นสวิตช์แบบหมุนหลายตำแหน่ง ใช้เพื่อเลือกรายการและช่วงการวัด

รายการการวัดมัลติมิเตอร์ทั่วไป ได้แก่ "mA"; กระแส DC, "V(-)": แรงดัน DC, "V(~)": แรงดันไฟ AC, "Ω": ความต้านทาน รายการการวัดแต่ละรายการจะแบ่งออกเป็นหลายช่วงให้เลือก

สายวัดทดสอบและแจ็คสายวัดทดสอบ

สายทดสอบแบ่งออกเป็นสีแดงและสีดำ เมื่อใช้ ให้เสียบสายทดสอบสีแดงเข้าไปในแจ็คที่มีเครื่องหมาย "บวก" และสอดสายทดสอบสีดำเข้าไปในแจ็คที่มีเครื่องหมาย "-"

มิเตอร์ (แบบตัวชี้)

เป็นแอมมิเตอร์ DC แบบแมกนีโตอิเล็กทริกความไวสูง ตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพหลักของมัลติมิเตอร์ขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพของหัวมิเตอร์ ความไวของหัวมิเตอร์หมายถึงค่ากระแสไฟฟ้ากระแสตรงที่ไหลผ่านหัวมิเตอร์เมื่อตัวชี้ของหัวมิเตอร์เบี่ยงเบนเต็มสเกล ยิ่งค่าน้อยเท่าใดความไวของหัวมิเตอร์ก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น ยิ่งมีความต้านทานภายในมากเท่าใดเมื่อทำการวัดแรงดันไฟฟ้า ประสิทธิภาพก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น มีเส้นสเกลสี่เส้นบนหัวมิเตอร์ และฟังก์ชันมีดังนี้: แถบ (จากบนลงล่าง) จะมีเครื่องหมาย R หรือ Ω แสดงค่าความต้านทาน และเมื่อสวิตช์อยู่ในบล็อกโอห์ม ให้อ่านสเกลนี้ ไลน์. แถบที่สองมีเครื่องหมาย ∽ และ VA ซึ่งระบุค่าแรงดันไฟ AC, DC และกระแสไฟ DC เมื่อสวิตช์โอนย้ายอยู่ในเกียร์ AC, DC voltage หรือ DC current และช่วงอยู่ในตำแหน่งอื่นที่ไม่ใช่ AC 10V ให้อ่านสเกลนี้ Wire บรรทัดที่สามมีเครื่องหมาย 10V ซึ่งระบุค่าแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับที่ 10V เมื่อสวิตช์อยู่ในช่วงแรงดันไฟฟ้า AC และ DC และช่วงอยู่ที่ AC 10V ให้อ่านบรรทัดมาตราส่วนนี้ แถบที่สี่ชื่อ dB ระบุระดับเสียง

มิเตอร์ (ดิจิตอล)

หัวของดิจิตอลมัลติมิเตอร์โดยทั่วไปประกอบด้วยชิปแปลง A/D (แอนะล็อก/ดิจิตอล) พร้อมส่วนประกอบอุปกรณ์ต่อพ่วงและจอแสดงผลคริสตัลเหลว ความแม่นยำของมัลติมิเตอร์ขึ้นอยู่กับหัว โดยทั่วไป ตัวเลขที่แปลงโดยชิป A/D จะเรียกอีกอย่างว่าสำหรับ 3 1/มัลติมิเตอร์ 2 หลัก, 4 1/2 หลัก มัลติมิเตอร์ และอื่นๆ ชิปที่ใช้กันโดยทั่วไปคือ ICL7106 (3.5-ชิปแบบคลาสสิกสำหรับช่วงควบคุมด้วยมือ LCD 3 หลัก รุ่นต่อมาคือ 7106A, 7106B, 7206, 7240 เป็นต้น), ICL7129 (ชิปคลาสสิกช่วงควบคุมด้วยมือด้วย LCD 4 หลักครึ่ง), ICL7107 ( 3.5-หลัก LED ช่วงคู่มือชิปคลาสสิก)

สายวัด

วงจรการวัดเป็นวงจรที่ใช้ในการแปลงวัตถุที่วัดค่าต่างๆ ให้เป็นกระแส DC ขนาดเล็กที่เหมาะสำหรับการวัดด้วยมิเตอร์ ประกอบด้วยตัวต้านทาน ส่วนประกอบเซมิคอนดักเตอร์ และแบตเตอรี่

สามารถแปลงวัตถุที่วัดได้หลากหลาย (เช่น กระแส แรงดัน ความต้านทาน ฯลฯ) และช่วงต่างๆ ให้เป็นกระแส DC เล็กๆ จำนวนหนึ่งผ่านชุดการประมวลผล (เช่น การแก้ไข การสับเปลี่ยน การแบ่งแรงดัน ฯลฯ) เพื่อวัด .

สวิตช์ถ่ายโอน

หน้าที่ของมันคือการเลือกสายวัดที่หลากหลายเพื่อให้ตรงกับความต้องการในการวัดประเภทและช่วงต่างๆ สวิตช์ถ่ายโอนโดยทั่วไปจะเป็นปุ่มหมุนวงกลมที่มีฟังก์ชันและช่วงกำกับไว้รอบๆ

หลักการทำงาน

หลักการพื้นฐานของมัลติมิเตอร์คือการใช้แอมมิเตอร์ DC แบบแมกนีโตอิเล็กทริกที่มีความไวสูง (ไมโครแอมแปร์มิเตอร์) เป็นหัวมิเตอร์

หลักการออกแบบ

กระบวนการวัดของดิจิตอลมัลติมิเตอร์จะแปลงค่าที่วัดได้เป็นสัญญาณแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงโดยวงจรแปลง จากนั้นแปลงปริมาณแรงดันอนาล็อกเป็นปริมาณดิจิตอลโดยตัวแปลงอนาล็อก/ดิจิตอล (A/D) จากนั้นนับผ่านอิเล็กทรอนิกส์ ตัวนับและสุดท้ายใช้ค่าดิจิตอลของผลการวัดที่แสดงโดยตรงบนจอแสดงผล

ฟังก์ชันของมัลติมิเตอร์ในการวัดแรงดัน กระแส และความต้านทานนั้นรับรู้ได้ผ่านส่วนของวงจรการแปลง ในขณะที่การวัดกระแสและความต้านทานจะขึ้นอยู่กับการวัดแรงดัน กล่าวคือ ดิจิตอลมัลติมิเตอร์จะถูกขยายบนพื้นฐานของ โวลต์มิเตอร์แบบดิจิตอล DC

ตัวแปลง A/D ของโวลต์มิเตอร์แบบดิจิตอล DC จะแปลงปริมาณแรงดันไฟฟ้าแบบอะนาล็อกที่เปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องตามเวลาให้เป็นปริมาณแบบดิจิตอล จากนั้นปริมาณแบบดิจิตอลจะถูกนับโดยตัวนับอิเล็กทรอนิกส์เพื่อให้ได้ผลการวัด จากนั้นผลการวัดจะแสดงโดย วงจรแสดงการถอดรหัส วงจรควบคุมลอจิกจะควบคุมการทำงานที่ประสานกันของวงจร และทำให้กระบวนการวัดทั้งหมดเสร็จสมบูรณ์ตามลำดับภายใต้การทำงานของนาฬิกา

เมื่อกระแสไฟน้อยผ่านหัวมิเตอร์จะมีการแสดงกระแส อย่างไรก็ตาม หัวมิเตอร์ไม่สามารถผ่านกระแสขนาดใหญ่ได้ ดังนั้นตัวต้านทานบางตัวจึงต้องต่อแบบขนานหรืออนุกรมบนหัวมิเตอร์เพื่อแบ่งหรือลดแรงดัน เพื่อวัดกระแส แรงดัน และความต้านทานในวงจร