Digitalni multimeter je osnovni merilni instrument vsakega elektronika. Z njim lahko merimo napetosti, tokove in upornosti, poleg tega pa imajo lahko boljši modeli tudi nekatere dodatne funkcije – merjenje kapacitivnosti, induktivnosti, frekvence, tokovnega ojačenja tranzistorja in podobno.
Vsekakor je razveseljivo, da se takšni merilni instrumenti, podobni tistemu na sliki 1, lahko dobijo že za 10 EUR. Kljub temu, da so njihove cene lahko zelo dostopne, se tudi ti merilni instrumenti največkrat pohvalijo s takšnimi karakteristikami, ki v največji meri popolnoma zadovoljijo potrebe mladih elektronikov. V tem članku bomo spoznali sestavne dele in način delovanja tipičnega digitalnega multimetra.
Digitalne multimetre običajno sestavljajo naslednje funkcionalne enote:
- analogno-digitalni pretvornik (ADC);
- zaslon za prikaz rezultatov;
- merilni upori in
- vrtljivi preklopnik za izbiro merilnega območja.
ADC je srce multimetra in z njim izvajamo vse meritve. Običajno je to samo integrirano vezje, ki je na sliki obkroženo z vijoličastim pravokotnikom. ADC pravzaprav ne more neposredno meriti vseh merjenih veličin multimetra: neposredno lahko meri le enosmerno napetost, tej pa zna določiti tudi predznak. Vse ostale merjene veličine se v notranjosti multimetra na ustrezen način najprej pretvorijo v enosmerno napetost in šele potem merijo. Najpogosteje se srečamo z digitalnimi multimetri, ki imajo vgrajene ADC pretvornike za merjenje napetosti od 000,0 mV do 199,9 mV, zato so tudi merilna območja takšnih multimetrov povezana s številom 2 (na primer 20 V ali 200 mA). Takšen je tudi multimeter na sliki 1, katerega delovanje bomo analizirali. Obstajajo tudi multimetri, ki imajo merilna območja povezano s števili 3 ali 4 (na primer 3 V, 30 V… ali 4 V, 40 V).
Kako deluje ADC? Vanj je vgrajen zelo stabilen vir referenčne napetosti in ADC neprekinjeno primerja napetost na vhodnih sponkah s to referenčno napetostjo. Rezultat primerjave je binarno število, ki ga ADC še pretvori v decimalno in ga prikaže na zaslonu prikazovalnika. Najenostavnejši prikazovalniki lahko prikažejo le ‚-‘ predznak in štiri številke, med katerimi je prva lahko le ‚1‘. Takšno vrsto prikazovalnikov in s tem tudi celotnega digitalnega multimetra imenujemo 3 1/2 (ima prikaz treh znakov in pol). Poleg tega so lahko na zaslonu tudi različni indikatorji, recimo izbrano merilno območje, znak za izrabljeno napajalno baterijo in podobno. Najpogosteje bomo srečali prikazovalnike s tekočimi kristali (LCD).
Za pretvorbo merjenih veličin iz različnih merilnih območij v območje, ki ga zna izmeriti vgrajen ADC pretvornik, v našem primeru znotraj +/- 199,9 mV, uporabljamo merilne upore. Ti so na sliki 1 obrobljeni z rumeno in rdečo črto. Od točnosti uporov je v veliki meri odvisna točnost same meritve, zato se v multimetre najpogosteje vgrajujejo upori točnosti 0,1%. Še posebno je najbrž zanimiv „upor“, ki je na sliki obrobljen z rdečo črto – saj gre pravzaprav le za kos uporovne žice. Ta upor se uporablja za merjenje tokov jakosti do nekaj amperov. Na sliki 2 so prikazani precizni merilni upori, ki se običajno vgrajujejo v profesionalne merilne naprave.
Kako deluje digitalni multimeter?
2013_SE213_56
