Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của đồng hồ vạn năng analog
Đầu đồng hồ của đồng hồ vạn năng analog là một ampe kế DC nên điện trở, điện áp và dòng điện đo được phải được chuyển đổi thành dòng điện dẫn động ampe kế đi qua mạch bên trong của đồng hồ vạn năng. Cấu trúc bên trong của ampe kế như hình vẽ. Bộ phận chỉ thị của nó là một cuộn dây quấn trong từ trường nối với con trỏ. Khi có dòng điện chạy qua dây dẫn thì cuộn dây sẽ quay.
Khi dòng điện chạy qua cuộn dây và làm nó quay thì góc quay tỉ lệ với cường độ dòng điện. Theo quy tắc bàn tay trái của cảm ứng điện từ, khi có dòng điện chạy qua một dây dẫn nằm trong từ trường thì dây dẫn đó sẽ chuyển động dưới tác dụng của lực điện từ, và ampe kế được chế tạo dựa trên nguyên lý này.
1. Cấu trúc mạch bên trong của đồng hồ vạn năng con trỏ:
Đồng hồ vạn năng con trỏ chủ yếu sử dụng ampe kế DC từ điện nhạy làm đầu đồng hồ. Khi có dòng điện nhỏ đi qua đầu công tơ sẽ báo hiệu dòng điện. Ngoài ra, đồng hồ vạn năng còn được trang bị shunt (để mở rộng phạm vi đo dòng điện), bộ nhân (để mở rộng phạm vi đo điện áp), bộ chỉnh lưu (để chuyển đổi AC thành DC), pin (để cung cấp năng lượng cho đo điện trở) và các nút chức năng và các bộ phận khác.
2. Nguyên lý làm việc của đồng hồ vạn năng analog
Khi sử dụng đồng hồ vạn năng analog để đo điện trở, dòng điện và điện áp, cấu trúc mạch bên trong của đồng hồ vạn năng sẽ thay đổi tương ứng. Trạng thái mạch bên trong của đồng hồ vạn năng analog khi phát hiện điện áp DC được thể hiện trong hình bên dưới. Có thể thấy từ hình vẽ rằng khi đồng hồ vạn năng có dải đo 100V, điện trở trong của đồng hồ là tổng của ba điện trở và điện trở của đầu đồng hồ, khoảng 2MQ, tương đương với 2kO/V. Có thể thấy rằng điện trở trong của đồng hồ vạn năng rất cao và các phép đo thông thường sẽ không ảnh hưởng đến điện áp đo được. Khi đo điện áp, dòng điện chạy vào đồng hồ vạn năng rất nhỏ.
Trạng thái đo điện áp DC
Khi phát hiện điện áp xoay chiều, như thể hiện trong sơ đồ mạch của đồng hồ vạn năng tương tự, điện áp xoay chiều được đặt vào giữa hai cực của đồng hồ vạn năng. Có một mạch chỉnh lưu cầu trong đồng hồ để chuyển đổi tín hiệu AC thành dòng điện một chiều rồi truyền động cho đồng hồ.
Trạng thái đo điện áp xoay chiều
Trạng thái mạch bên trong của đồng hồ vạn năng analog khi phát hiện điện trở như trong hình. Khi đo điện trở, bạn cần sử dụng pin bên trong đồng hồ vạn năng để cấp dòng điện vào điện trở. Sau khi đi qua điện trở, nó được gửi đến đồng hồ vạn năng. Nếu giá trị điện trở nhỏ thì dòng điện đi qua sẽ lớn, nếu giá trị điện trở lớn thì dòng điện đi qua sẽ nhỏ. Ngoài ra còn có một shunt trong đồng hồ. Điện trở làm cho dòng điện chạy qua ampe kế tỉ lệ với điện trở cần đo. Góc lệch của con trỏ ampe kế tương ứng với giá trị của điện trở được đo.
