na 2024/09/5 466

Jak funguje digitální multimetr?

Digitální multimetry (DMMS) jsou užitečné nástroje používané lidmi, kteří pracují s elektrickými systémy, ať už opravují věci kolem domu nebo se zabývají většími elektrickými nastaveními v továrnách.Tato zařízení se používají k měření věcí, jako je napětí (síla tlačí elektřinu přes dráty), proud (kolik elektřiny teče) a odpor (jak těžké je pro tok elektřiny).Ve srovnání se staršími analogovými multimetry s jehlou a vytáčením jsou DMMS přesnější a díky jejich digitální technologii nabízejí více funkcí.Ať už se pokoušíte opravit problém v obvodu nebo zkontrolovat, zda je vodič správně připojen, zjistíte, jak funguje DMM, pomůže vám jej správně a bezpečně používat.

Katalog

Obrázek 1: Digitální multimetr

Úvod do digitálních multimetrů

Digitální multimetry (DMMS) se široce používají v různých elektrických a elektronických úkolech, od jednoduchých domácích obvodů až po komplikovanější průmyslové systémy.Na rozdíl od starších analogových modelů, které mají jehlu a vytáčení, DMM používají digitální technologii k nabídce lepší přesnosti a více funkcí.Tato zařízení měří tři hlavní elektrické vlastnosti:

• Napětí (volty, v): Síla, která tlačí elektrický proud přes obvod.

• Aktuální (amperes, a): Množství elektrického náboje protékajícího drátem nebo vodičem.

• Odpor (OHMS, Ω): Kolik materiálu nebo složky odolává toku elektřiny.

V závislosti na modelu může DMM také měřit jiné věci, jako je kapacita (kolik náboje se něco může uložit), teplota, frekvence (jak často se opakuje elektrický signál) a kontinuita (zda je obvod kompletní a elektřina může proudit).

Klíčové komponenty a funkce digitálního multimetru (DMM)

Digitální multimetry (DMMS) jsou nástroje, které pomáhají měřit elektrická množství, jako je napětí, proud a odpor.Různé části DMM spolupracují, aby se zajistilo, že poskytuje přesné hodnoty.Pochopení těchto částí usnadňuje správné používání zařízení.Pojďme rozebrat některé z nejzákladnějších částí a jak fungují.

Analog k digitální konverzi (ADC)

Obrázek 2: Digitální multimetr měření DC a AC napětí

V jádru každého DMM je složka zvaná analogový digitální převodník (ADC).Tato část mění kontinuální elektrické signály (jako je napětí nebo proud) na čísla, která se zobrazují na obrazovce.Jeden běžný typ ADC použitého v DMMS se nazývá následný aproximační registr (SAR).

SAR ADC pracuje postupným zúžením vstupního napětí, dokud nenajde správné číslo, aby reprezentoval elektrický signál.Dělá to prvním „vzorkováním“ nebo zachycením napětí a poté přidržuje tuto hodnotu stabilní a přitom ji převede na digitální číslo.Detail a přesnost tohoto procesu závisí na rozlišení ADC, které se obvykle měří v bitách.Typický DMM má 16bitové rozlišení, které poskytuje dobrou rovnováhu mezi rychlostí a přesností.Vyšší rozlišení umožňují podrobnější hodnoty, ale mohou trvat déle, zatímco nižší rozlišení poskytují rychlejší výsledky, ale mohou chybět menší změny signálu.

Přesnost a rozlišení měření

Přesnost je, jak blízko je čtení DMM ke skutečné hodnotě signálu.Pokud například měříte napětí 5,00 voltů, přesný DMM zobrazí výsledek, který je téměř stejný jako 5,00 voltů.

Rozlišení je na druhé straně nejmenší změnou, kterou si může DMM všimnout.Pokud má DMM rozlišení 0,01 voltů, znamená to, že zařízení může detekovat změny tak malé jako stotina voltu.To je užitečné, když potřebujete vidět velmi malé změny signálu.

Některé pokročilé DMM zahrnují funkce jako vyrovnávání a průměrování pro zlepšení jejich výkonu.Udržování vyrovnávání pomáhá udržovat signál stabilní, zatímco průměrování bere více údajů a vyhladí výsledek.To snižuje malé, nežádoucí změny ve odečtech způsobených elektrickým šumem nebo rušením.Průměrováním dat poskytuje DMM stabilnější výsledek, což usnadňuje důvěru zobrazené hodnotě.

Displej a rozhraní

Displej je součástí DMM, která ukazuje hodnoty.Většina DMMS používá displej tekutých krystalů (LCD) k zobrazení čísel pro napětí, proud nebo odpor.Jasný displej je velmi užitečný, zejména při práci v matném nebo rušném prostředí.Některé DMM jsou dodávány se podsvíceným displejem, což usnadňuje čtení čísel za slabých podmínek.

Spolu s čísly, mnoho displejů DMM také ukazuje symboly, které vám dá vědět, ve kterém režimu je zařízení.Testování diod (pro kontrolu, zda dioda funguje správně).Tyto symboly usnadňují používání DMM, aniž byste museli vyhledat, co každé nastavení dělá.Některé DMM mají také další tlačítka nebo číselníky, které vám umožňují přepínat mezi různými režimy a rozsahy, což usnadňuje použití nástroje.

Měření schopností DMM

Digitální multimetr (DMM) je šikovný nástroj, který může měřit různé elektrické hodnoty, jako je napětí, proud a odpor.Vědět, jak jej správně používat, vám pomůže získat přesné hodnoty a chránit jak zařízení, tak i obvod, na kterém pracujete.

Měření napětí

Obrázek 3: Správné připojení testovacích vodičů pro měření DC napětí s digitálním multimetrem

DMM může měřit jak přímý proud (DC), tak střídavý proud (AC) napětí.Chcete -li měřit napětí DC, vložte do portu VΩ a černý testovací vedení do portu COM.Pro napětí střídavého proudu je proces stejný, ale měřič se automaticky přizpůsobí čtení AC signálů, které mění směr.Mnoho moderních DMM má funkci, která automaticky detekuje polaritu DC obvodu.To znamená, že se nemusíte starat o připojení vodičů ke správné pozitivní nebo negativní straně - měřič to udělá pro vás.

Při měření vyšších napětí používá DMM speciální vnitřní obvody ke snížení napětí na úroveň, kterou může jeho senzor bezpečně měřit.Pokud používáte DMM, který vyžaduje, abyste si vybrali rozsah ručně, nezapomeňte si vybrat správný rozsah pro napětí, které testujete.Pokud si vyberete rozsah, který je příliš nízký, může zařízení přetěžovat, což by mohlo vést k nesprávným hodnotám nebo poškození.

Měření proudu

Obrázek 4: Správné připojení digitálního multimetru v sérii pro měření proudu

Měření proudu s DMM je o něco složitější než měření napětí.Chcete -li měřit proud, musíte rozbít obvod a připojit měřič v sérii, což znamená, že proud musí protékat DMM.Měřič pak zkontroluje proud při pohledu na pokles napětí přes vestavěný odpor.

Tato metoda měření proudu je rizikovější než měření napětí, protože nesprávné nastavení může poškodit měřič nebo vyhodit jeho pojistku.Většina DMM má pojistky, které je chrání před příliš velkým proudem, ale je stále dobré dvakrát zkontrolovat, že vše je nastaveno správně před provedením měření.Vždy se ujistěte, že očekávaný proud je v rámci limitu měřiče a při přechodu na jiné testy nenechávejte měřič v aktuálním režimu.Zapomenutí na přepínání režimů může snadno vyhodit pojistku, když se pokusíte změřit něco jako napětí nebo odpor.

Měření odporu

Měření odporu s DMM jsou poměrně snadné.Měřič odesílá malé množství proudu přes rezistor a zkontroluje výsledný pokles napětí pro výpočet odporu.Ujistěte se, že obvod je vypnutý a před měřením odporu nemá energii.Pokud je v obvodu stále výkon, můžete poškodit DMM nebo získat nepřesné čtení.

Při měření odporu může teplota rezistoru nebo přítomnost jiných složek v obvodu ovlivnit čtení.Pro přesné výsledky je často lepší měřit rezistory samostatně, mimo obvod.

Testování kontinuity

Obrázek 5: Provádění testu kontinuity s digitálním multimetrem

Testování kontinuity je rychlý způsob, jak zjistit, zda má obvod nebo komponenta nepřerušená cesta pro proud.V tomto režimu DMM vydá zvuk, pokud je cesta dokončena, což se nazývá kontinuita.Tato funkce je zvláště užitečná při kontrole věcí, jako jsou pojistky, přepínače nebo dráty, protože výsledek můžete slyšet místo toho, abyste mohli sledovat displej.Zvuk vám okamžitě řekne, pokud je připojení dobré, což vám pomůže rychleji najít zlomené nebo vadné připojení.

Diodové testování

V režimu testování diody aplikuje DMM malé napětí na diodu a kontroluje, kolik napětí přes ni klesá.Pracovní dioda obvykle ukazuje dopředné napětí mezi 0,5 V a 0,7 V, v závislosti na jeho typu.Při testování diody v opačném případě by DMM měl vykazovat přetížení (OL), což znamená, že žádný proud neprotéká, což je normální pro správně funkční diodu v reverzní zkreslení.

Testování diody je lepší způsob, jak zkontrolovat, zda dioda funguje správně než použití standardní kontroly odporu.Poskytuje vám konkrétnější informace o chování diody, když proud proudí vpřed.

Pokročilé funkce digitálních multimetrů

Digitální multimetry (DMMS) jsou užitečnými nástroji jak pro profesionály, tak pro fandy, kteří pracují s elektrickými systémy.Některé DMM přicházejí s pokročilými funkcemi, díky nimž jsou ještě užitečnější pro hledání a opravu problémů v elektrických obvodech.Zde je bližší pohled na některé z těchto funkcí, vysvětlený jednodušším jazykem:

Automatické rozpětí vs manuální rozpětí

Obrázek 6: Automatické vs. manuální digitální multimetr.

Jedním z rozdílů mezi digitálními multimetry je to, zda se jedná o automatické nebo manuální.Automatické rozpětí DMM si automaticky vybere správný rozsah pro měření věcí, jako je napětí, proud nebo odpor.To usnadňuje použití, protože nemusíte předem znát přesnou hodnotu.Ušetří to čas a snižuje šanci na chyby, zejména pokud si nejste jisti, co měříte.Na druhou stranu, manuální DMM vyžaduje, abyste si vybrali rozsah sami.To vám dává větší kontrolu a je užitečné, pokud již máte představu o tom, jaký rozsah je třeba očekávat.Může vám také poskytnout lepší představu o tom, co se děje, když je hodnota, kterou měříte, vyšší nebo nižší, než se očekávalo.

Skutečná měření RMS

Skutečná měření RMS (střední čtvercová čtvercová) jsou užitečná, když pracujete s signály AC (střídavý proud), zejména pokud signály nejsou hladké.Skutečný RMS DMM může přesně měřit napětí nebo proud střídavého proudu, i když signál není dokonalá vlna, jako je čtvercová nebo nepravidelná vlna.Pravidelné DMM, které nemají skutečné RMS, předpokládají, že signál je vždy hladká vlna, což může vést k chybám - někdy až 40% slevu.Použití skutečného měřiče RMS vám pomůže získat správné odečty, když se zabýváte komplikovanějšími nebo nerovnoměrnými průběhy, které jsou běžné v moderních elektronických zařízeních.

Funkce vrcholu a min/max

Funkce Peak Hold zachycuje nejvyšší hodnotu, kterou signál dosáhne při měření.To je užitečné pro sledování rychlého, dočasného přepětí v proudu, jako je výbuch proudu, ke kterému dochází, když je zařízení poprvé zapnuto.Funkce Min/Max sleduje nejnižší a nejvyšší hodnoty během vašeho měření, takže můžete vidět, jak se signál v průběhu času mění.Tyto funkce jsou užitečné, když se snažíte sledovat změny v obvodu, jako jsou kapky na napětí nebo náhlé zvýšení proudu, aniž byste museli neustále sledovat displej.

Podržení dat a relativní režim

Funkce držení dat umožňuje zmrazit aktuální čtení na displeji, což je užitečné, když jste v situaci, kdy je těžké vidět multimetr nebo sledovat, co měříte.Tímto způsobem neztratíte čtení, když je obtížné zobrazit displej.Relativní režim umožňuje nastavit základní hodnotu, takže můžete porovnat budoucí čtení s tímto referenčním bodem.Tato funkce je zvláště užitečná pro skvrny malých rozdílů, jako jsou mírné změny napětí nebo odporu, které mohou poukazovat na problém nebo postupné opotřebení v části obvodu.

Měření frekvence a kapacity

Některé digitální multimetry mohou také měřit frekvenci a kapacitu.Frekvence se měří v Hertz (Hz) a je užitečná při kontrole obvodů, které běží na střídavém proudu, jako jsou motory nebo generátory.Měření frekvence vám pomůže zjistit, zda systém pracuje správnou rychlostí nebo zda se něco děje.Kapacitance se měří v Farads (F) a je užitečná při práci s kondenzátory, které ukládají elektrickou energii.Měření kapacitance vám pomůže zkontrolovat, zda kondenzátor stále funguje správně nebo zda je opotřebovaný, což může ovlivnit, jak obvod provádí.Kondenzátory se nacházejí v mnoha obvodech a hrají důležitou roli při regulaci signálů napětí nebo filtrování.

Praktické použití DMM

Multimetrová bezpečnost

Bezpečnost je velmi důležitá při používání digitálního multimetru (DMM).Před použitím vždy zkontrolujte hodnocení kategorie (CAT) zařízení.Mezinárodní elektrotechnická komise (IEC) vytvořila čtyři kategorie, které popisují množství elektrické energie a napětí, které DMM zvládne bez riskování poškození nebo zranění:

• Kočka I: Používá se pro obvody s nízkou energií, jako jsou obvody, které se nacházejí v elektronice nebo malých zařízeních.

• Cat II: Jedná se o zařízení pro domácnost nebo přenosné nástroje připojené ke standardním elektrickým vývodům, kde je riziko vyššího napětí nižší, ale stále existuje.

• Cat III: Navrženo pro elektrické systémy uvnitř budov, jako je zapojení ve stěnách, elektrické panely a průmyslové vybavení.Tyto systémy jsou přímo spojeny s elektrickou distribuční sítí a mohou zažít hroty napětí.

• Kočka IV: Pokrývá oblasti s vyšší hladinou energie, jako jsou horní elektrárny nebo podzemní služby, kde elektřina vstupuje do budovy.Tyto systémy mohou mít mnohem silnější přepětí energie než nižší kategorie.

Použití DMM mimo jeho hodnocenou kategorii je nebezpečné a může to vést k poškození nebo poškození vybavení, protože měřič nemusí být schopen zvládnout vyšší hladiny energie, než byl vyroben.Před provedením jakýchkoli měření také vždy zkontrolujte, zda jsou testovací vedení správně připojeny k pravým vstupním portům.Nesprávná připojení může vést k nepřesným hodnotám nebo poškození měřiče.

Bezpečné měření napětí a proudu

Při měření napětí vždy připojte černý (negativní) vedení k zemi nebo neutrálnímu drátu nejprve a poté připojte červený (pozitivní) vedení k živému drátu.To snižuje riziko šoku, protože měřič není okamžitě spojen s živou částí obvodu.Pokud pracujete s vyšším napětím, tato metoda vám také pomůže udržet si bezpečnější snížení expozice živé části obvodu.

Pro měření proudu je měřič svorky často nejlepším nástrojem.Měřič svorky měří proud detekcí magnetického pole vytvořeného tokem elektřiny v drátu.Chcete -li získat přesné čtení, ujistěte se, že se budete chovat kolem jednoho drátu - buď živým nebo neutrálním drátem.Pokud se budete spojit kolem živých i neutrálních vodičů současně, čtení bude nulové, protože magnetická pole ze dvou vodičů se navzájem ruší.Chcete -li získat správné měření, musíte měřit pouze jeden vodič.

Závěr

Digitální multimetry jsou užitečnými nástroji pro každého, kdo pracuje s elektřinou, což vám pomáhá měřit napětí, proud, odpor a další hodnoty s přesností.Pochopením základních částí multimetru, jako je to, jak převádí signály na čísla a jak číst displej, se můžete ujistit, že jej používáte správným způsobem.Ať už testujete, abyste zjistili, zda obvod funguje, měří, kolik proudu teče, nebo používáte speciální funkce, jako jsou True RMS (což poskytuje přesnější hodnoty pro AC signály), naučit se používat DMM usnadní a bezpečnější.S praxí se budete moci s jistotou spoléhat na digitální multimetr, abyste zvládli jednoduché a náročnější elektrické úkoly.

Často kladené otázky [FAQ]

1. Jak funguje měřič digitálního proudu?

Digitální měřič proudu měří tok elektrického proudu v obvodu.Dělá to detekcí malého napětí přes rezistor připojený v obvodu.Měřič vezme tento napěťový signál, převádí jej na číslo pomocí elektronických komponent a poté ukazuje výsledek na obrazovce jako aktuální čtení.

2. Jaký je pracovní princip digitálního multimetru?

Digitální multimetr funguje měřením různých elektrických hodnot, jako je napětí, proud nebo odpor, v závislosti na nastavení.Používá obvody uvnitř k provádění těchto měření a poté je změní na čísla, která lze zobrazit na obrazovce.Uživatel si vybere nastavení na základě toho, co chtějí měřit.

3. Jak se používá digitální multimetr?

Chcete -li použít digitální multimetr, nejprve si vyberete, co chcete měřit (napětí, proud nebo odpor) otočením číselníku na pravé nastavení.Poté připojíte testovací dráty k části obvodu nebo zařízení, které chcete zkontrolovat.Po připojení, měřič zobrazí hodnotu toho, co měříte na obrazovce.Nezapomeňte vybrat správné nastavení a rozsah, abyste se vyhnuli chybám nebo poškození měřiče.

4. Jak přesný je digitální multimetr?

Přesnost digitálního multimetru závisí na modelu a kvalitě.Mnoho základních modelů dává odečty, které jsou asi 0,5% až 1% blízké skutečné hodnotě.Pokročilejší modely mohou poskytnout ještě přesnější odečty, někdy i 0,01%.Vždy zkontrolujte uživatelskou příručku a zjistěte přesnou přesnost zařízení.

5. Jak používat digitální multimetr ke kontrole napětí?

Chcete -li zkontrolovat napětí digitálním multimetrem, nejprve otočte číselník na nastavení napětí (ujistěte se, že si vyberte AC nebo DC, v závislosti na tom, co měříte).Zapojte černý vodič do portu „com“ a červený vodič do portu označeného „V“ pro napětí.Poté se dotkněte černého vodiče k zápornému bodu a červený vodič k kladnému bodu v obvodu.Multimetr zobrazí napětí na obrazovce.Nezapomeňte správně zpracovávat dráty, abyste se vyhnuli chybám nebo zkratům.