Thiết bị phổ biến và nguyên tắc lựa chọn của vạn năng
Đồng hồ vạn năng kỹ thuật số hiện là công cụ kỹ thuật số được sử dụng phổ biến nhất. Các tính năng chính của nó là độ chính xác cao, độ phân giải mạnh, chức năng kiểm tra hoàn hảo, tốc độ đo nhanh, hiển thị trực quan, khả năng lọc mạnh, tiêu thụ điện năng thấp và dễ mang theo. Kể từ những năm 1990, đồng hồ vạn năng kỹ thuật số đã nhanh chóng được phổ biến và sử dụng rộng rãi ở nước tôi, đồng thời trở thành công cụ cần thiết cho công việc bảo trì và đo lường điện tử hiện đại, đồng thời đang dần thay thế đồng hồ vạn năng tương tự (tức là con trỏ) truyền thống.
Đồng hồ vạn năng kỹ thuật số còn được gọi là đồng hồ vạn năng kỹ thuật số (DMM), và có nhiều loại và mẫu mã. Mọi công nhân điện tử đều hy vọng có một đồng hồ vạn năng kỹ thuật số lý tưởng. Có nhiều nguyên tắc để chọn đồng hồ vạn năng kỹ thuật số và đôi khi chúng còn khác nhau tùy theo từng người. Tuy nhiên, đối với đồng hồ vạn năng kỹ thuật số cầm tay (bỏ túi), nhìn chung phải có các đặc điểm sau: màn hình hiển thị rõ ràng, độ chính xác cao, độ phân giải mạnh, phạm vi kiểm tra rộng, chức năng kiểm tra hoàn chỉnh, khả năng chống nhiễu mạnh, mạch bảo vệ tương đối hoàn chỉnh và hình thức đẹp. , hào phóng, dễ vận hành, linh hoạt, độ tin cậy tốt, tiêu thụ điện năng thấp, dễ mang theo, giá vừa phải, v.v.
Các chỉ số chính, chữ số hiển thị và đặc điểm hiển thị của đồng hồ vạn năng kỹ thuật số
Các chữ số hiển thị của đồng hồ vạn năng kỹ thuật số thường là {{0}}}/2 đến 8 1/2 chữ số. Có hai nguyên tắc để đánh giá các chữ số hiển thị của nhạc cụ kỹ thuật số: một là các chữ số có thể hiển thị tất cả các số từ 0 đến 9 là các chữ số nguyên; Tử số là tử số và giá trị đếm là 2000 khi sử dụng thang đo đầy đủ, điều này cho biết rằng công cụ có 3 chữ số nguyên và tử số của chữ số phân số là 1, còn mẫu số là 2 nên gọi là 3 1/2 chữ số, đọc là "ba chữ số rưỡi", bit cao nhất chỉ có thể hiển thị 0 hoặc 1 (0 thường không hiển thị). 3 2/3 chữ số (phát âm là "ba và hai phần ba chữ số"), chữ số cao nhất của đồng hồ vạn năng kỹ thuật số chỉ có thể hiển thị các số từ 0 đến 2, vì vậy giá trị hiển thị tối đa là ±2999. Trong cùng điều kiện, nó cao hơn 50 phần trăm so với giới hạn của đồng hồ vạn năng kỹ thuật số 3 1/2 chữ số, đặc biệt có giá trị khi đo điện áp xoay chiều 380V.
Đồng hồ vạn năng kỹ thuật số phổ biến thường thuộc về đồng hồ vạn năng cầm tay có hiển thị 3 1/2 chữ số và 4 1/2, 5 1/2 chữ số (dưới 6 chữ số) đồng hồ vạn năng kỹ thuật số được chia thành hai loại: cầm tay và máy tính để bàn. Hơn 6 1/2 chữ số chủ yếu thuộc về đồng hồ vạn năng kỹ thuật số để bàn.
Đồng hồ vạn năng kỹ thuật số áp dụng công nghệ hiển thị kỹ thuật số tiên tiến, với màn hình rõ ràng, trực quan và đọc chính xác. Nó không chỉ đảm bảo tính khách quan của việc đọc mà còn phù hợp với thói quen đọc của mọi người, có thể rút ngắn thời gian đọc hoặc ghi. Những ưu điểm này không có sẵn trong đồng hồ vạn năng tương tự (tức là con trỏ) truyền thống.
Độ chính xác (độ chính xác)
Độ chính xác của đồng hồ vạn năng kỹ thuật số là sự kết hợp của sai số hệ thống và sai số ngẫu nhiên trong kết quả đo. Nó cho biết mức độ phù hợp giữa giá trị đo và giá trị thực, đồng thời phản ánh kích thước của sai số đo. Nói chung, độ chính xác càng cao thì sai số đo càng nhỏ và ngược lại.
Độ chính xác của đồng hồ vạn năng kỹ thuật số tốt hơn nhiều so với đồng hồ vạn năng analog. Độ chính xác của đồng hồ vạn năng là một chỉ số rất quan trọng. Nó phản ánh chất lượng và khả năng xử lý của đồng hồ vạn năng. Rất khó để đồng hồ vạn năng có độ chính xác kém thể hiện giá trị thực, điều này có thể dễ dàng gây ra sự đánh giá sai trong phép đo.
Độ phân giải (độ phân giải)
Giá trị điện áp tương ứng với chữ số cuối cùng của đồng hồ vạn năng kỹ thuật số trên dải điện áp thấp nhất được gọi là độ phân giải, phản ánh độ nhạy của đồng hồ. Độ phân giải của các thiết bị kỹ thuật số kỹ thuật số tăng lên cùng với sự gia tăng của các chữ số hiển thị. Các chỉ số độ phân giải cao nhất mà đồng hồ vạn năng kỹ thuật số với các chữ số khác nhau có thể đạt được là khác nhau.
Chỉ số độ phân giải của đồng hồ vạn năng kỹ thuật số cũng có thể được hiển thị theo độ phân giải. Độ phân giải là tỷ lệ phần trăm của số nhỏ nhất (khác 0) mà máy đo có thể hiển thị thành số lớn nhất.
Cần chỉ ra rằng độ phân giải và độ chính xác là hai khái niệm khác nhau. Cái trước đặc trưng cho "độ nhạy" của thiết bị, tức là khả năng "nhận biết" các điện áp nhỏ; cái sau phản ánh "độ chính xác" của phép đo, nghĩa là mức độ nhất quán giữa kết quả đo và giá trị thực. Không có mối liên hệ cần thiết nào giữa chúng, vì vậy chúng không thể bị nhầm lẫn và độ phân giải (hoặc độ phân giải) không nên bị nhầm lẫn với sự giống nhau. Độ chính xác phụ thuộc vào sai số toàn diện và sai số lượng tử của bộ chuyển đổi A/D bên trong và bộ chuyển đổi chức năng của thiết bị. Từ góc độ đo lường, độ phân giải là một chỉ số "ảo" (không liên quan gì đến sai số đo lường) và độ chính xác là một chỉ số "thực" (nó xác định kích thước của sai số đo lường). Do đó, không thể tự ý tăng số chữ số hiển thị để cải thiện độ phân giải của thiết bị.
Phạm vi đo
Trong đồng hồ vạn năng kỹ thuật số đa chức năng, các chức năng khác nhau có giá trị tối đa và tối thiểu tương ứng có thể đo được.
tỷ lệ đo lường
Số lần đồng hồ vạn năng kỹ thuật số đo lượng điện đo được mỗi giây được gọi là tốc độ đo và đơn vị của nó là "lần/s". Nó chủ yếu phụ thuộc vào tỷ lệ chuyển đổi của bộ chuyển đổi A/D. Một số đồng hồ vạn năng kỹ thuật số cầm tay sử dụng khoảng thời gian đo để biểu thị tốc độ đo. Thời gian cần thiết để hoàn thành một quá trình đo được gọi là chu kỳ đo.
Có sự mâu thuẫn giữa tỷ lệ đo lường và chỉ số độ chính xác. Thông thường, độ chính xác càng cao thì tốc độ đo càng thấp và rất khó để cân bằng cả hai. Để giải quyết mâu thuẫn này, bạn có thể đặt các chữ số hiển thị khác nhau hoặc đặt công tắc chuyển đổi tốc độ đo trong cùng một đồng hồ vạn năng: thêm tệp đo nhanh, được sử dụng cho bộ chuyển đổi A/D với tốc độ đo nhanh hơn; Để tăng tốc độ đo, phương pháp này tương đối phổ biến và có thể đáp ứng nhu cầu của những người dùng khác nhau về tốc độ đo.
kháng đầu vào
Khi đo điện áp, thiết bị phải có trở kháng đầu vào rất cao, để dòng điện được rút ra từ mạch được kiểm tra trong quá trình đo là rất nhỏ, điều này sẽ không ảnh hưởng đến trạng thái làm việc của mạch được kiểm tra hoặc nguồn tín hiệu, và có thể làm giảm sai số đo lường.
Khi đo dòng điện, thiết bị phải có trở kháng đầu vào rất thấp để ảnh hưởng của thiết bị lên mạch được thử nghiệm có thể giảm càng nhiều càng tốt sau khi được kết nối với mạch được thử nghiệm. Đốt cháy đồng hồ, vui lòng chú ý khi sử dụng.
Phân loại đồng hồ vạn năng kỹ thuật số
Đồng hồ vạn năng kỹ thuật số được phân loại theo phương pháp chuyển đổi phạm vi, có thể được chia thành ba loại: phạm vi thủ công (MAN RANGZ), phạm vi tự động (AUTO RANGZ) và phạm vi tự động/thủ công (AUTO/MAN RANGZ).
Theo các chức năng, cách sử dụng và giá cả khác nhau, đồng hồ vạn năng kỹ thuật số có thể được chia thành 9 loại: đồng hồ vạn năng kỹ thuật số cấp thấp (còn được gọi là đồng hồ vạn năng kỹ thuật số phổ biến), đồng hồ vạn năng kỹ thuật số tầm trung, đồng hồ vạn năng kỹ thuật số trung bình/cao cấp, kỹ thuật số/analog thiết bị lai, thiết bị kỹ thuật số với màn hình kép biểu đồ /analog, máy hiện sóng đa năng (tích hợp đồng hồ vạn năng kỹ thuật số, máy hiện sóng lưu trữ kỹ thuật số và động năng khác vào một thân máy).
Chức năng kiểm tra của vạn năng kỹ thuật số
Đồng hồ vạn năng kỹ thuật số không chỉ có thể đo điện áp DC (DCV), điện áp AC (ACV), dòng điện một chiều (DCA), dòng điện xoay chiều (ACA), điện trở (Ω), sụt áp chuyển tiếp diode (VF), hệ số khuếch đại dòng điện của bộ phát bóng bán dẫn ( hrg), cũng có thể đo điện dung (C), độ dẫn điện (ns), nhiệt độ (T), tần số (f) và thêm tệp buzzer (BZ) để kiểm tra tính liên tục của đường dây, phương pháp công suất thấp để đo tệp điện trở ( L0Ω). Một số thiết bị cũng có thiết bị điện cảm, thiết bị tín hiệu, chức năng chuyển đổi tự động AC/DC và chức năng chuyển đổi phạm vi tự động của thiết bị điện dung.
Hầu hết các đồng hồ vạn năng kỹ thuật số kỹ thuật số đều bổ sung các chức năng kiểm tra thực tế và mới lạ sau: giữ giá trị đọc (HOLD), kiểm tra logic (LOGIC), giá trị hiệu dụng thực (TRMS), đo giá trị tương đối (RELΔ), tự động tắt (AUTO OFF POWER), v.v.
Khả năng chống nhiễu của đồng hồ vạn năng kỹ thuật số
Đồng hồ vạn năng kỹ thuật số đơn giản thường áp dụng nguyên tắc chuyển đổi A/D tích hợp. Miễn là thời gian tích hợp dương được chọn chính xác bằng bội số nguyên của chu kỳ của tín hiệu nhiễu xuyên khung, nhiễu xuyên khung có thể được triệt tiêu một cách hiệu quả. Điều này là do tín hiệu nhiễu xuyên khung được tính trung bình trong giai đoạn tích hợp về phía trước. Tỷ lệ loại bỏ khung chung (CMRR) của đồng hồ vạn năng kỹ thuật số trung cấp và cấp thấp có thể đạt tới 86-120dB.
Xu hướng phát triển của đồng hồ vạn năng kỹ thuật số
Tích hợp: Đồng hồ vạn năng kỹ thuật số cầm tay sử dụng bộ chuyển đổi A/D chip đơn và mạch ngoại vi tương đối đơn giản, chỉ cần một số lượng nhỏ chip và linh kiện phụ trợ. Với sự ra đời liên tục của các chip chuyên dụng cho đồng hồ vạn năng kỹ thuật số đơn chip, đồng hồ vạn năng kỹ thuật số phạm vi tự động đầy đủ chức năng có thể được hình thành bằng một IC duy nhất, tạo điều kiện thuận lợi để đơn giản hóa thiết kế và giảm chi phí.
Tiêu thụ điện năng thấp: Đồng hồ vạn năng kỹ thuật số mới thường sử dụng bộ chuyển đổi A/D mạch tích hợp quy mô lớn CMOS và mức tiêu thụ điện năng của toàn bộ máy rất thấp.
So sánh ưu điểm và nhược điểm của đồng hồ vạn năng thông thường và đồng hồ vạn năng kỹ thuật số:
Cả đồng hồ vạn năng con trỏ và kỹ thuật số đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng.
Đồng hồ vạn năng con trỏ là một đồng hồ đo trung bình, có chỉ báo đọc trực quan và sống động. (Giá trị đọc chung có liên quan mật thiết đến góc xoay của con trỏ nên rất trực quan).
)
Đồng hồ vạn năng kỹ thuật số là một đồng hồ đo tức thời. Phải mất một mẫu cứ sau 0.3 giây để hiển thị kết quả đo và đôi khi kết quả của mỗi lần lấy mẫu rất giống nhau, không hoàn toàn giống nhau, điều này không thuận tiện như loại con trỏ để đọc kết quả. Đồng hồ vạn năng con trỏ thường không có bộ khuếch đại bên trong, do đó điện trở trong nhỏ.
Do đồng hồ vạn năng kỹ thuật số sử dụng mạch khuếch đại hoạt động bên trong nên điện trở trong có thể rất lớn, thường là 1M ohm hoặc lớn hơn. (tức là có thể thu được độ nhạy cao hơn). Điều này làm cho tác động lên mạch được kiểm tra có thể nhỏ hơn và độ chính xác của phép đo cao hơn.
Do điện trở trong nhỏ của đồng hồ vạn năng con trỏ và việc sử dụng các thành phần rời rạc để tạo thành mạch phân chia điện áp và song song. Do đó, các đặc tính tần số không đồng đều (so với loại kỹ thuật số) và các đặc tính tần số của đồng hồ vạn năng kỹ thuật số tương đối tốt hơn.
Cấu trúc bên trong của đồng hồ vạn năng con trỏ đơn giản nên giá thành thấp, chức năng ít, bảo trì đơn giản, khả năng quá dòng và quá áp mạnh.
Đồng hồ vạn năng kỹ thuật số sử dụng nhiều loại dao động, khuếch đại, bảo vệ phân chia tần số và các mạch khác bên trong, vì vậy nó có nhiều chức năng. Ví dụ: bạn có thể đo nhiệt độ, tần số (ở phạm vi thấp hơn), điện dung, độ tự cảm, tạo bộ tạo tín hiệu, v.v.
Do cấu trúc bên trong của đồng hồ vạn năng kỹ thuật số chủ yếu sử dụng mạch tích hợp nên khả năng quá tải tương đối kém và thường không dễ sửa chữa sau khi hư hỏng. DMM có điện áp đầu ra thấp (thường không quá 1 vôn). Thật bất tiện khi kiểm tra một số thành phần có đặc tính điện áp đặc biệt (chẳng hạn như thyristor, điốt phát quang, v.v.). Đồng hồ vạn năng con trỏ có điện áp đầu ra cao hơn. Dòng điện cũng lớn, thuận tiện để kiểm tra thyristor, điốt phát quang, v.v.
Nên sử dụng đồng hồ vạn năng con trỏ cho người mới bắt đầu và hai loại đồng hồ đo nên được sử dụng cho người mới bắt đầu.
nguyên tắc lựa chọn
1. Độ chính xác đọc của đồng hồ đo con trỏ kém, nhưng quá trình xoay con trỏ trực quan hơn và phạm vi tốc độ xoay của nó đôi khi có thể phản ánh khách quan kích thước của phép đo (chẳng hạn như đo độ rung nhẹ); việc đọc đồng hồ kỹ thuật số là trực quan, nhưng quá trình thay đổi kỹ thuật số trông lộn xộn và không dễ xem.
2. Nói chung, có hai pin trong đồng hồ con trỏ, một là điện áp thấp 1,5V, pin còn lại là điện áp cao 9V hoặc 15V, và dây đo màu đen là đầu dương so với dây đo màu đỏ. Đồng hồ kỹ thuật số thường sử dụng pin 6V hoặc 9V. Trong tệp điện trở, dòng điện đầu ra của bút thử của đồng hồ con trỏ lớn hơn nhiều so với đồng hồ kỹ thuật số. Tệp R×1Ω có thể làm cho loa phát ra âm thanh “da” lớn và tệp R×10kΩ thậm chí có thể làm phát sáng đi-ốt phát quang (LED).
3. Trong dải điện áp, điện trở trong của đồng hồ con trỏ tương đối nhỏ so với đồng hồ kỹ thuật số và độ chính xác của phép đo tương đối kém. Một số trường hợp thậm chí không thể đo chính xác điện áp cao và dòng điện vi mô, vì điện trở trong của nó sẽ ảnh hưởng đến mạch được kiểm tra (ví dụ: khi đo điện áp giai đoạn tăng tốc của ống hình ảnh TV, giá trị đo được sẽ thấp hơn nhiều so với thực tế giá trị). Điện trở trong của dải điện áp của đồng hồ kỹ thuật số rất lớn, ít nhất là ở mức megohm và ít ảnh hưởng đến mạch được kiểm tra. Tuy nhiên, trở kháng đầu ra cực cao khiến nó dễ bị ảnh hưởng bởi điện áp cảm ứng và dữ liệu đo được có thể sai trong một số trường hợp có nhiễu điện từ mạnh.
4. Nói tóm lại, đồng hồ đo con trỏ phù hợp để đo các mạch tương tự có dòng điện và điện áp cao tương đối cao, chẳng hạn như TV và bộ khuếch đại âm thanh. Nó phù hợp với đồng hồ kỹ thuật số trong phép đo các mạch kỹ thuật số có điện áp thấp và dòng điện thấp, chẳng hạn như máy BP, điện thoại di động, v.v. Nó không phải là tuyệt đối, và bảng con trỏ và bảng kỹ thuật số có thể được chọn tùy theo tình huống.
