Структура цифрового мультиметра.

Цифровые мультиметры (ЦМ) – это многофункциональные измерительные приборы, специально предназначенные в основном для статических измерений нескольких электрических (например, переменных и постоянных токов и напряжений, сопротивления, частоты) и неэлектрических (например, температуры) величин.

Автономный миниатюрный ЦМ в настоящее время, пожалуй, самый распространенный измерительный прибор, широко применяемый в различных измерительных экспериментах в электрических цепях и электроустановках напряжением до 1000В.

Структура ЦМ подобна структуре любого ЦИП. Отличие лишь в наличии на входе прибора нескольких специальных преобразователей конкретных входных физических величин (рисунок 6.12).

Упрощенная структура с минимальным набором измеряемых величин: постоянных токов и напряжений, переменных токов и напряжений; а так же сопротивления.

Входные измеряемые величины в любом случае вначале преобразуются в пропорциональное напряжение постоянного тока, которое поступает на вход АЦП, где и преобразуется в код.

Структура содержит уже знакомые узлы:1) АЦП; 2)Микроконтроллер; 3) Клавиатуру; 4)Индикатор.

Во входных цепях стоят следующие аналоговые преобразователи:

1) - постоянного напряжения в постоянное (усилитель и делитель);

2) - переменного напряжения в переменное (усилитель, трансформатор, частотонезависимый делитель);

3) - переменного напряжения в постоянное (выпрямитель);

4) - сопротивления в постоянное напряжение.

Конкретный режим измерения определяется положениями переключателей: SW1, SW2, и SW3. При измерении напряжения переключатель SW3 разомкнут, а переключатели SW1 и SW2 устанавливаются в верхнее (при постоянном входном напряжении) или в среднее (при переменном входном напряжении) положение. Для измерения сопротивления включается преобразователь сопротивления в постоянное напряжение (переключатели SW1 и SW2 установлены в нижнем положении, а переключатель SW3 разомкнут).

В режиме измерения тока используется внутренний шунт (точный резистор малого сопротивления R_Ш). При этом переключатель SW3 замкнут и измеряемый ток, протекая по резистору R_Ш создает пропорциональное току падение напряжения. Если входной ток постоянный, то переключатели SW1 и SW2 устанавливаются в в верхнее положение. Если входной ток переменный, то переключатели SW1 и SW2 устанавливаются в среднее положение.

Структура ЦМ может содержать узел интерфейсной связи с внешними устройствами.

Как и многие другие ЦИП, современные ЦМ можно разделить на две группы (количественно и качественно различающиеся):

1) Автономные – сравнительно простые, дешевые, малогабаритные и массовые приборы для экспресс - измерений;

2) Системные – сложные, прецизионные или быстродействующие, дорогостоящие приборы, предназначенные для работы в составе различных измерительно-вычислительных систем и (или) систем управления.

Некоторые из автономных ЦМ имеют дополнительные возможности, например, измерение температуры с помощью стандартных термопар; измерение электрической емкости; режим проверки полупроводниковых приборов; режим «прозвонки» цепей и др.

Классы точности различных моделей ЦМ обычно лежат в диапазоне от 0,1 до 5% (в зависимости от возможностей прибора, измеряемых параметров, стоимости).