Co to jest multimetr?
Multimetr analogowy, zwany również miernikiem uniwersalnym lub miernikiem AVO, to wskazówkowy przyrząd pomiarowy umożliwiający pomiar różnych wielkości elektrycznych. Jego wynalezienie przypisuje się brytyjskiemu inżynierowi Donaldowi Macadie, który – zmęczony koniecznością noszenia wielu oddzielnych przyrządów – w 1927 roku zaprojektował urządzenie zdolne do pomiaru napięcia, prądu i rezystancji.
Pierwszy multimetr cyfrowy został wprowadzony na rynek w 1955 roku przez amerykańską firmę Non Linear Systems. Było to ciężkie, nieporęczne urządzenie stacjonarne. Natomiast pierwszy ręczny multimetr cyfrowy opracowała firma Intron Electronics – trafił on do sprzedaży około 1977 roku.
Rodzaje multimetrów
Współczesne multimetry cyfrowe mierzą znacznie więcej niż A(mpery), V(olty) i O(my). Nowoczesna technika zapewnia możliwość wyboru spośród wielu wersji i setek typów takich mierników. Niemniej jednak, wszystkie te przyrządy można podzielić na dziewięć kategorii:
- multimetry obsługiwane ręcznie,
- multimetry półautomatyczne (z automatycznym przełączaniem zakresów),
- multimetry w pełni automatyczne (typu smart),
- multimetry w kształcie pióra,
- multimetry stacjonarne,
- multimetry cęgowe,
- multimetry pęsetowe,
- multimetry w kształcie smartfonu,
- multimetry graficzne.
Multimetry obsługiwane ręcznie
Ten typ multimetru charakteryzuje się dużym przełącznikiem obrotowym z wieloma pozycjami – czasem nawet ponad trzydziestoma. Każda pozycja odpowiada konkretnemu zakresowi pomiarowemu. Podczas obsługi takiego multimetru należy zawsze zwracać uwagę na to, czy przełącznik obrotowy jest ustawiony we właściwej pozycji.
Ponieważ tego typu przełączniki nie są produkowane jako elementy standardowe, a zaprojektowanie i wykonanie ich specjalnie dla jednego modelu multimetru byłoby zbyt kosztowne, przełączniki obrotowe do multimetrów mają postać miedzianych pól stykowych i okręgów, utworzonych na płytce drukowanej metodą trawienia. W części ruchomej przełącznika obrotowego znajduje się kilka styków ślizgowych, które łączą segmenty okręgów z polami stykowymi, odpowiednimi dla każdej pozycji przełącznika. Słabym punktem takiej konstrukcji jest pogarszający się z biegiem czasu kontakt między ścieżkami na płytce drukowanej a stykami ślizgowymi. W droższych modelach ścieżki i styki ślizgowe są pozłacane, aby poprawić ich niezawodność.
Multimetr półautomatyczny (z automatycznym przełączaniem zakresów)
Auto-ranging to funkcja, dzięki której urządzenie automatycznie wybiera właściwy zakres pomiarowy dla wcześniej wybranej wielkości. Oznacza to, że za pomocą przełącznika obrotowego trzeba ręcznie wybrać mierzoną wielkość, a miernik sam dokona pozostałych ustawień. Gdy mierzona wartość nagle się zmieni, multimetr automatycznie dostosuje zakres pomiarowy do nowej sytuacji, aby zachować możliwie najwyższą dokładność pomiaru.
Przełącznik obrotowy ma tylko dziewięć pozycji, co sprawia, że obsługa przyrządu jest prostsza, zaś możliwość popełniania błędów została zminimalizowana.
Niektóre multimetry z automatycznym przełączaniem zakresów pomiarowych są wyposażone w przycisk „RANGE”. Z jego pomocą można ręcznie ustawić wymagany zakres pomiarowy.
Multimetr w pełni automatyczny (smart)
W kolejnej kategorii mierników automatyzacja poszła o krok dalej. Nie tylko zakresy, ale także funkcje pomiarowe są ustawiane przez urządzenie. Tak przynajmniej twierdzą reklamodawcy inteligentnych multimetrów. W praktyce funkcja ta działa tylko fragmentarycznie i dość zawodnie. Jeśli do przewodów pomiarowych multimetru zostanie doprowadzone napięcie stałe, napięcie przemienne lub zostanie podłączony rezystor, urządzenie bez trudu to wykryje i włączy odpowiednią funkcję pomiarową. W przypadku wszystkich innych wielkości, takich jak pojemność lub częstotliwość, nadal niezbędne są ustawienia ręczne. Ponieważ multimetr jest najczęściej używany do pomiaru napięcia i rezystancji, taki poziom automatyzacji jest zazwyczaj wystarczający.
Multimetr w kształcie pióra
Obecnie elementy montowane na płytkach drukowanych stały się tak małe, że nie jest możliwe posługiwanie się zwykłymi przewodami pomiarowymi. Ponadto istnieje problem wynikający z konieczności częstego przerzucania wzroku między płytką drukowaną a wyświetlaczem miernika. Aby rozwiązać te problemy wynaleziono multimetr w kształcie pióra. Taki miernik ma tylko jeden przewód pomiarowy, służący do połączenia z masą testowanego układu. Drugą sondę stanowi igła, będąca integralną część miernika. Takie mierniki mają zawsze funkcję automatycznego przełączania zakresów. Za pomocą pokrętła ustawia się ręcznie mierzoną wartość, zakresy przełącza przyrząd. Ze względu na małe rozmiary i kształt takich mierników można jednocześnie obserwować położenie igły pomiarowej i wyświetlacz z wynikiem pomiarów. Dzięki temu prawdopodobieństwo, że igła ześlizgnie się z punktu pomiarowego jest znacznie mniejsze niż w klasycznych miernikach. Większość mierników w kształcie pióra ma ograniczony wybór mierzonych wielkości. Prawie nigdy nie można nimi mierzyć natężenia prądu.
Multimetr stołowy
Przyrządy te są większymi wersjami multimetrów ręcznych i mają tą zaletę, że są solidnie wykonane i stabilnie stoją na stole warsztatowym. Ze względu na ich rozmiary możliwe jest użycie dużego, czytelnego wyświetlacza, zaś przyciski i przełączniki są łatwo dostępne.
Dodatkowym elementem wyposażenia jest regulowany uchwyt, pozwalający na wygodne przenoszenie miernika. Po ustawieniu przyrządu na stole uchwyt można obrócić tak, by płyta czołowa była ustawiona skośnie. Dzięki temu obsługa miernika staje się jeszcze łatwiejsza.
Często wymiary obudów multimetrów stołowych są dostosowane do wymiarów generatorów funkcyjnych, mierników RLC i zasilaczy. W rezultacie możliwe jest ustawianie urządzeń jedno na drugim.
Dzięki ekstremalnej miniaturyzacji nowoczesnych układów elektronicznych, obudowy multimetrów stołowych są w dużej mierze puste. Niektórzy producenci wykorzystują tą przestrzeń jako schowek na sondy pomiarowe.
Większość multimetrów stacjonarnych zawiera bezpiecznik chroniący miernik przed uszkodzeniem na najwyższym zakresie prądowym. Jest on umieszczony w gnieździe dostępnym z zewnątrz. W razie przypadkowego przepalenia tego bezpiecznika nie trzeba rozkręcać obudowy by go wymienić.
Wśród multimetrów stołowych można znaleźć zarówno urządzenia ze sterowaniem ręcznym jak i półautomatycznym. Dużą różnicą w stosunku do małych multimetrów przenośnych jest to, że urządzenia stołowe nie zawierają przełączników obrotowych, lecz są obsługiwane za pomocą przycisków. Niektórzy z użytkowników uważają, że jest to znacznie wygodniejsze i bardziej przejrzyste w obsłudze.
Kolejną istotną różnicą jest to, że wszystkie multimetry stołowe są zasilane z sieci energetycznej, choć niektóre modele mają wbudowane baterie lub akumulatory do pracy w terenie.