Multimeter
Fra Wikipedia, den frie encyklopædi
Et multimeter (eller universalinstrument) er et måleinstrument, der bruges indenfor elektronikken til at måle elektriske strømme, spænding og modstand, og ofte flere andre elektronik-relaterede fænomener.
Man skelner mellem to grundlæggende varianter af instrumentet: Det analoge multimeter, hvor det man måler angives af en viser på en skala (drejespoleinstrument), og det digitale multimeter, hvor en AD-konverter med tilhørende hjælpekredsløb giver en direkte, numerisk udlæsning af måleresultatet.
Indholdsfortegnelse |
[redigér] Sådan virker et multimeter
Analoge og digitale multimetre har nogle fællestræk i deres opbygning: De har to eller flere eksterne forbindelser, hvoraf to tilsluttes det der skal måles på, samt omskiftere hvormed man vælger hvad der skal måles (strøm, spændning, modstand eller andet), og ofte også et måleområde; hvor store strømme/spændinger/modstande multimeteret skal kunne "håndtere" uden overbelastning.
Elektronikken i et multimeter søger at omsætte det der skal måles på, til en spænding (eller evt. strøm) som til sidst måles af enten et drejespoleinstrument (for det analoge multimeters vedkommende) eller en AD-konverter:
- Ved spændingsmåling deles den ukendte spænding i en spændingsdeler efter et brøkforhold der fastlægges af det valgte måleområde, og bringer derved spændingen indenfor et område som multimeterets drejespoleinstrument eller AD-konverter (digitalt) kan tåle.
- Ved strømmålinger sendes den ukendte strøm igennem en af en række modstande, kaldet shunt-modstande, med en præcise, velkendte værdier - omskifteren for måleområdet afgør hvilken - og spændingen over shunt-modstanden (som ifølge Ohms lov er ligefrem proportional med den målte strøm) måles så med enten drejespoleinstrument eller AD-konverter
- Ved målinger af modstand indgår den ukendte modstand i en spændingsdeler, Wheatstones bro eller en anden kobling, som giver en spænding der udtrykker størrelsen på den målte modstand - denne spænding måles derefter med et drejespoleinstrument med en dertil indrettet skala, eller en AD-konverter med hjælpekredsløb der kompenserer for evt. ulinearitet mellem den målte modstand og den tilsvarende spænding.
Ofte skal der måles strømme og spændinger som er langt mindre end det, drejespoleinstrumentet eller AD-konverteren er indrettet til, så multimetre har gerne en forstærker: Denne og drejespoleinstrumentet/AD-konverteren har i sig selv et "måleområde" svarende til det mindste spændingsområde multimeteret tilbyder, og alle de øvrige måleområder for strøm og spænding tilvejebringes ved hjælp af omtalte spændingsdelere og shuntmodstande.
[redigér] Vekselstrøm og -spænding
Drejespoleinstrumenter og AD-konvertere kan i sig selv kun måle jævnspændinger og jævnstrømme (DC; direct current), men så godt som alle multimetre er også i stand til at måle vekselstrøm og -spænding (AC; alternating current): Når man vælger sådan et måleområde, indkobles dioder der ensretter polariteten af den spænding der føres frem til drejespoleinstrument eller AD-konveter, samt en kondensator der "frasorterer" jævnstrømme ved AC-målinger.
Denne kondensator skal have en tilpas stor elektrisk kapacitet til, at dens reaktans overfor vekselstrømme ikke får mærkbar indflydelse på måleresultatet. Da reaktansen udover kapaciteten også afhænger af strømmens/spændingens frekvens, sætter denne kondensator samtidig en nedre grænse for, hvilke frekvenser multimeterets AC-måleområder kan arbejde med.
Omvendt har ensretterkredsløbet og en evt. forstærker en vis øvre grænsefrekvens som samtidigt bliver den øvre frekvensmæssige grænse for multimeteret.
[redigér] Flere faciliteter
Bedre og mere kompakte komponenter har gjort de muligt at bygge en masse ekstra faciliteter ind i transportable og sågar "lomme-store" multimetre:
- Gennemgangs-tester: En variant af ohmmeter-funktionen kombineret med en lille lydgiver, som giver en hyletone når den målte modstand er nær ved nul ohm. Det bruges til at lede efter dårlige forbindelser eller kortslutninger; man kan holde blikket på de to kontaktsteder man vil teste og høre om der er forbindelse eller ej.
De strømme og spændinger der anvendes til denne funktion er gerne afpasset så en fungerende diode i lederetningen opfattes som en forbindelse, mens en fungerende diode i spærreretningen tolkes som en manglende forbindelse. - Kapacitetsmåling: På nogle multimetre findes et par særlige konstakt-"klemmer" hvor man kan tilslutte en kondensator hvis kapacitet ønskes målt, mens andre instrumenter med denne facilitet benytter de sædvanlige tilslutningspunkter og blot har "kapacitet" som en ekstra valgmulighed ved en omskifter.
- Termometer: Nogle multimetre har et stik for tilslutning af en temperaturprobe og kan derigennem måle temperaturer.
- Transistor-tester: På multimetre der kan måle på transistorer er der oftest et arrangement af kontakt-"klemmer" hvor mange gængse transistortyper kan sættes i direkte. Ved måling sendes nogle prøve-strømme igennem transistoren, og multimeteret viser transistorens strømforstærkningsfaktor hFE.
