Лет двадцать назад самый сложный прибор этого типа мог измерять силу тока, напряжение и сопротивление (отсюда и старое название — авометр). И даже несмотря на всеобщую цифровизацию мультиметров, их старшие аналоговые братья пока не сдали своих позиций — в ряде случаев они по-прежнему незаменимы (например, для быстрой качественной оценки параметров или при измерениях в условиях радиопомех). К тому же питание им требуется только при измерении сопротивления, да и то не всегда, так как некоторые мультиметры имеют для этих целей встроенную динамо-машину.
Теперь же понятие «мультиметр» более точно отражает назначение этого многофункционального прибора. Число имеющихся разновидностей настолько велико, что каждый инженер может найти прибор, в точности отвечающий его специфическим требованиям как по виду и диапазону измеряемых величин, так и по набору сервисных функций. Кроме стандартного набора величин (напряжения и силы постоянного и переменного тока, а также сопротивления) современные мультиметры позволяют измерять емкость и индуктивность, температуру (с помощью внутреннего датчика или внешней термопары), частоту (Гц и об/мин), а также длительность импульсов и интервалы между импульсами в случае импульсного сигнала. Почти все они могут осуществлять прозвонку (проверку целостности цепи с подачей звукового сигнала при ее сопротивлении ниже определенной величины). Очень часто в них реализованы такие функции, как проверка полупроводниковых приборов (падение напряжения на pn-переходе, коэффициент усиления транзисторов) и генерация простого тестового сигнала (обычно меандр определенной частоты). Многие последние модели обладают вычислительными возможностями и графическим дисплеем для отображения формы сигнала, правда, с невысоким разрешением. В компании «SPIN» Вы всегда сможете подобрать прибор с интересующими Вас характеристиками.
Среди сервисных функций особое внимание привлекает таймер выключения питания и достаточно редко встречающаяся, но временами незаменимая подсветка дисплея. Популярностью пользуется автоматический выбор предела измерения — у большинства последних моделей мультиметров переключатель режима служит лишь для выбора измеряемой величины, а предел измерения прибор определяет сам. Некоторые простые модели и вовсе не имеют такого переключателя. Стоит отметить, что в ряде случаев подобное «разумное» поведение прибора может доставлять неудобства.
Весьма полезна фиксация (удержание) показаний. Чаще всего она производится при нажатии соответствующей клавиши, но некоторые приборы позволяют автоматически фиксировать любое стабильное и отличное от нуля измерение. Иногда фиксация возможна для кратковременных замыканий или размыканий цепи (триггер) в режиме прозвонки.
Мощные цифровые процессоры позволяют вычислять истинное среднеквадратичное значение измеряемого сигнала с учетом или без учета высших гармоник. Такие приборы стоят дороже, но только они годятся для диагностики проблем в силовых сетях с нелинейными нагрузками. Дело в том, что обычные цифровые мультиметры измеряют среднее значение сигнала, но, исходя из предположения о строгой синусоидальной форме измеряемого сигнала, они откалиброваны для отображения среднеквадратичного значения. Такое допущение приводит к ошибкам в случаях, когда измеряемый сигнал имеет другую форму или является суперпозицией нескольких синусоидальных сигналов или синусоиды и постоянной составляющей. Размер ошибки зависит от формы сигнала и может быть весьма существенным (десятки процентов).
Цифровая обработка результатов измерений требуется гораздо реже: при удержании максимальных (пиковых) значений, при пересчете значений по закону Ома (например, на известном резисторе измеряется напряжение, а отображается рассчитанный ток), при относительных измерениях с вычислением дБ, а также при запоминании нескольких измерений с вычислением средней величины по нескольким отсчетам.
Для инженеров важное значение имеют такие характеристики мультиметров, как разрешение и точность. Прямой зависимости между ними нет. Разрешение зависит от разрядности АЦП и числа отображаемых на дисплее знаков (обычно 3,5; 3,75, 4,5 или 4,75 — для носимых, и 6,5 — для настольных). Но сколько бы ни имел знаков дисплей, точность будет определяться характеристиками АЦП мультиметра и алгоритмом вычислений. Обычно погрешность указывают в процентах от измеряемой величины. Для носимых мультиметров она находится в пределах от 0,025 до 3%, в зависимости от вида измеряемой величины и класса прибора.
Некоторые модели имеют одновременно стрелочный и цифровой индикаторы. Очень удобен индикатор с двумя цифровыми шкалами для отображения второй одновременно измеряемой или вычисляемой в ходе измерения величины. Но еще полезней индикатор, где вместе с цифровой имеется аналоговая (столбиковая) шкала. Обычно в цифровых мультиметрах используются сравнительно медленные, но точные и устойчивые к помехам АЦП, где реализован метод двойного интегрирования. Поэтому информация на цифровом дисплее обновляется достаточно медленно (не чаще 4 раз в секунду). Столбиковая диаграмма удобна для быстрой качественной оценки измеряемой величины — измерение производится с невысокой точностью, но чаще (до 20 раз в секунду).
Новые мультиметры с графическим дисплеем предусматривают возможность отображения формы сигнала, так что с небольшой натяжкой их можно отнести к простейшим осциллографам. Таким образом, мультиметр как бы вбирает в себя свойства все большего числа приборов. Более того, некоторые мультиметры могут работать под управлением компьютера и передавать на него результаты измерений для дальнейшей обработки (носимые разновидности — обычно через интерфейс RS-232, а настольные — по GPIB).
С точки зрения конструктивного исполнения мультиметры достаточно консервативны. За исключением особой, выпускаемой в виде щупа разновидности, основные отличия состоят в размере дисплея, виде органов управления (клавиши, переключатель, дисковый переключатель), типе элементов питания. Главное, чтобы выбранный прибор соответствовал предполагаемым условиям эксплуатации, а его корпус обеспечивал достаточную защиту (влагобрызгозащита, ударопрочный пластик, футляр).
Еще большее значение имеет защита входов мультиметра и его электробезопасность (защита от поражения электротоком при попадании на входы высокого напряжения). Информация об электробезопасности обычно четко указывается в инструкции и на корпусе прибора. Согласно международному стандарту IEC1010-10, с точки зрения электробезопасности мультиметры делятся на четыре класса: CAT I — для работы с низковольтными цепями электронных узлов, CAT II — для локальных цепей питания, CAT III — для распределительных цепей питания в зданиях, и CAT IV — для работы на аналогичных цепях вне зданий. Защита входов имеет не меньшую важность (хотя предоставляемые сведения о ней не столь подробны) — чаще всего мультиметры выходят из строя при превышении разрешенной силы тока, при кратковременных выбросах напряжения и при подключении включенного в режиме измерения сопротивления прибора к цепям под напряжением. Для того чтобы предотвратить это, входы мультиметров могут защищаться самыми различными способами: электронным или электромеханическим (термозащита), с помощью обычного предохранителя или комбинированным. Электронная защита же более эффективна, так как она характеризуется широким диапазоном, универсальностью, быстротой срабатывания и восстановления.
Выбирая мультиметр, не стоит забывать и про аксессуары к нему. Первое, на что требуется обратить внимание, — это шнуры, так как вряд ли вам доставит удовольствие работать с прибором, у которого шнуры все время выходят из строя. Для того чтобы этого не происходило, провода должны быть максимально гибкими, а заделка в щупы и вилки выполнена с использованием защитных резиновых втулок. В случаях, когда требуется измерение тока или температуры, вам понадобятся токовые клещи или температурные пробники. Если мультиметр будет применяться в промышленных условиях, то имеет смысл приобрести защитный резиновый башмак или поясную сумку. Нужно поинтересоваться и тем, на какое время работы рассчитаны батареи, а также задуматься, не стоит ли выбрать прибор с питанием от аккумуляторов.
|
