ב- 2024/09/5 483

איך עובד מולטימטר דיגיטלי?

Multimeters Digital (DMMs) הם כלים שימושיים המשמשים אנשים העובדים עם מערכות חשמל, בין אם הם מתקנים דברים ברחבי הבית או מתמודדים עם מערכי חשמל גדולים יותר במפעלים.מכשירים אלה משמשים למדידת דברים כמו מתח (הכוח שדוחף חשמל דרך חוט), זרם (כמה חשמל זורם) והתנגדות (כמה קשה לחשמל לזרום).בהשוואה למולטימטרי אנלוגיים ישנים יותר עם מחט וחיוג, DMMs מדויקים יותר ומציעים תכונות נוספות בזכות הטכנולוגיה הדיגיטלית שלהם.בין אם אתה מנסה לתקן בעיה במעגל או לבדוק אם חוט מחובר כראוי, ללמוד כיצד DMM עובד יעזור לך להשתמש בה נכון ובבטיחות.

קָטָלוֹג

איור 1: מולטימטר דיגיטלי

מבוא למולטימטר דיגיטלי

Multimeters דיגיטליים (DMMs) נמצאים בשימוש נרחב במגוון משימות חשמליות ואלקטרוניות, החל ממעגלים ביתיים פשוטים למערכות תעשייתיות מורכבות יותר.בניגוד למודלים אנלוגיים ישנים, שיש להם מחט וחיוג, DMMs משתמשים בטכנולוגיה דיגיטלית כדי להציע דיוק טוב יותר ותכונות נוספות.מכשירים אלה מודדים שלוש תכונות חשמליות עיקריות:

• מתח (וולט, v): הכוח שדוחף זרם חשמלי דרך מעגל.

• זרם (אמפר, א): כמות המטען החשמלי הזורם דרך חוט או מוליך.

• התנגדות (אוהם, Ω): כמה חומר או רכיב מתנגד לזרימת החשמל.

בהתאם לדגם, DMMs יכולים גם למדוד דברים אחרים כמו קיבול (כמה מטען משהו יכול לאחסן), טמפרטורה, תדר (באיזו תדירות אות חשמלי חוזר) והמשכיות (האם מעגל שלם וחשמל יכול לזרום דרכו).

רכיבי מפתח ופונקציות של מולטימטר דיגיטלי (DMM)

Multimeters דיגיטליים (DMMs) הם כלים המסייעים במדידת כמויות חשמליות כמו מתח, זרם והתנגדות.חלקים שונים של DMM עובדים יחד כדי לוודא שהוא נותן קריאות מדויקות.הבנת החלקים הללו מקלה על השימוש במכשיר כראוי.בואו נפרק כמה מהחלקים הבסיסיים ביותר ואיך הם עובדים.

אנלוגי להמרה דיגיטלית (ADC)

איור 2: מולטימטר דיגיטלי מדידת DC ומתח AC

בבסיס כל DMM נמצא רכיב הנקרא ממיר אנלוגי לדיגיטלי (ADC).חלק זה משנה את האותות החשמליים הרציפים (כמו מתח או זרם) למספרים המופיעים על המסך.סוג נפוץ אחד של ADC המשמש ב- DMMS נקרא פנקס קירוב ברציפות (SAR).

ה- SAR ADC פועל על ידי צמצום בהדרגה של מתח הקלט עד שהוא מוצא את המספר הנכון לייצוג האות החשמלי.זה עושה זאת על ידי "דגימה" תחילה או לכידת המתח, ואז מחזיק ערך זה יציב תוך כדי המרתו למספר דיגיטלי.הפרט והדיוק של תהליך זה תלויים ברזולוציית ה- ADC, הנמדדת בדרך כלל בקטעים.ל- DMM טיפוסי יש רזולוציה של 16 סיביות, המעניקה איזון טוב בין מהירות לדיוק.רזולוציות גבוהות יותר מאפשרות קריאות מפורטות יותר אך יכולות להימשך זמן רב יותר, בעוד שרזולוציות נמוכות נותנות תוצאות מהירות יותר אך עשויות לפספס שינויים קטנים יותר באות.

דיוק מדידה ורזולוציה

דיוק הוא כמה קרוב קריאת ה- DMM לערך האמיתי של האות.לדוגמה, אם אתה מודד מתח של 5.00 וולט, DMM מדויק יציג תוצאה שהיא כמעט זהה ל- 5.00 וולט.

רזולוציה, לעומת זאת, היא השינוי הקטן ביותר ש- DMM יכול להבחין בו.אם ל- DMM יש רזולוציה של 0.01 וולט, זה אומר שהמכשיר יכול לאתר שינויים קטנים כמו מאה מוולט.זה מועיל כשאתה צריך לראות שינויים קטנים מאוד באות.

כמה DMMs מתקדמים כוללים תכונות כמו חיץ וממוצע לשיפור הביצועים שלהם.חיץ עוזר לשמור על יציבות האות, בעוד שממוצע לוקח קריאות מרובות ומחליק את התוצאה.זה מפחית שינויים קטנים ולא רצויים בקריאות הנגרמים כתוצאה מרעש או הפרעה חשמלית.על ידי ממוצע הנתונים, ה- DMM מספק תוצאה יציבה יותר, מה שמקל על האמון על הערך המוצג.

תצוגה וממשק

התצוגה היא החלק של ה- DMM המציג את הקריאות.מרבית DMMs משתמשים בתצוגת גביש נוזלי (LCD) כדי להציג את המספרים למתח, זרם או התנגדות.תצוגה ברורה מועילה מאוד, במיוחד כשעובדים בסביבות אור עמומות או עמוסות.חלק מה- DMMs מגיעים עם תצוגה עם תאורה אחורית, מה שמקל על קריאת המספרים בתנאי תאורה נמוכה.

יחד עם המספרים, תצוגות DMM רבות מציגות גם סמלים כדי ליידע אותך באיזה מצב המכשיר נמצא. לדוגמה, התצוגה עשויה להציג סמל לבדיקת המשכיות (כדי לבדוק אם יש נתיב שלם לזרום החשמל) או עבורבדיקת דיודות (כדי לבדוק אם דיודה פועלת כראוי).סמלים אלה מקלים על השימוש ב- DMM מבלי שהם צריכים לחפש מה כל הגדרה עושה.בחלק מה- DMMs יש גם כפתורים או חיוג נוספים המאפשרים לך לעבור בין מצבים וטווחים שונים, מה שהופך את הכלי לגמיש וקל יותר לשימוש.

יכולות מדידה של DMM

מולטימטר דיגיטלי (DMM) הוא כלי שימושי שיכול למדוד ערכים חשמליים שונים, כמו מתח, זרם והתנגדות.הידיעה כיצד להשתמש בו נכון תעזור לך לקבל קריאות מדויקות ולהגן על המכשיר וגם על המעגל עליו אתה עובד.

מדידות מתח

איור 3: חיבור נכון של מובילי בדיקה למדידת מתח DC עם מולטימטר דיגיטלי

DMM יכול למדוד גם זרם ישיר (DC) וגם מתחי זרם לסירוגין (AC).כדי למדוד מתח DC, הכנס את המובילה האדומה ליציאת VΩ והבדיקה השחורה מובילה ליציאת COM.עבור מתח AC, התהליך זהה, אך המונה יסתגל אוטומטית לאותות קריאה AC, המשנים כיוון.ל- DMMs מודרניים רבים יש תכונה המאתרת אוטומטית את הקוטביות של מעגל DC.המשמעות היא שאתה לא צריך לדאוג לחיבור המוליכים לצד החיובי או השלילי הנכון - המונה יעשה זאת בשבילך.

כאשר מדידת מתחים גבוהים יותר, ה- DMM משתמש במעגלים פנימיים מיוחדים כדי להוריד את המתח לרמה שהחיישן שלו יכול למדוד בבטחה.אם אתה משתמש ב- DMM המחייב אותך לבחור את הטווח באופן ידני, הקפד לבחור את הטווח הנכון עבור המתח שאתה בודק.אם תבחר בטווח נמוך מדי, הוא יכול להעמיס על המכשיר, מה שמוביל לקריאות או נזק שגויות.

מדידות שוטפות

איור 4: חיבור נכון של מולטימטר דיגיטלי בסדרה למדידת זרם

מדידת זרם עם DMM היא מעט יותר מורכבת מאשר מדידת מתח.כדי למדוד זרם, עליכם לשבור את המעגל ולחבר את המונה בסדרה, כלומר הזרם חייב לזרום דרך ה- DMM.לאחר מכן המונה בודק את הזרם על ידי התבוננות בירידת המתח על פני נגדי מובנה.

שיטה זו למדידת זרם היא מסוכנת יותר ממדידות מתח מכיוון שהתקנה לא תקינה עלולה לפגוע במד או לפוצץ את הנתיך שלו.לרוב ה- DMMs יש נתיכים כדי להגן עליהם מפני זרם רב מדי, אך עדיין כדאי לבדוק שוב כי הכל מוגדר כראוי לפני שהם נוקטים במדידה.וודא תמיד שהזרם הצפוי נמצא בגבול המונה, ואל תשאיר את המונה במצב זרם בעת מעבר לבדיקות אחרות.שכחה להחליף מצבים יכולה בקלות לפוצץ נתיך כשאתה מנסה למדוד משהו כמו מתח או התנגדות אחר כך.

מדידות התנגדות

מדידות התנגדות עם DMM הן די קלות.המונה שולח כמות קטנה של זרם דרך הנגד ובודק את ירידת המתח שהתקבלה כדי לחשב את ההתנגדות.וודא שהמעגל כבוי ואין לו כוח לפני מדידת ההתנגדות.אם עדיין יש כוח במעגל, אתה עלול לפגוע ב- DMM או לקבל קריאה לא מדויקת.

כאשר מדידת התנגדות, טמפרטורת הנגד או נוכחות של רכיבים אחרים במעגל יכולים להשפיע על הקריאה.לקבלת תוצאות מדויקות, לעיתים קרובות עדיף למדוד נגדים בנפרד, מחוץ למעגל.

בדיקת המשכיות

איור 5: ביצוע בדיקת המשכיות עם מולטימטר דיגיטלי

בדיקת המשכיות היא דרך מהירה לראות אם למעגל או לרכיב יש נתיב בלתי שבור לזרם לזרום.במצב זה, ה- DMM משמיע צליל אם הנתיב שלם, שנקרא המשכיות.תכונה זו שימושית במיוחד בבדיקת דברים כמו נתיכים, מתגים או חוטים, מכיוון שתוכלו לשמוע את התוצאה במקום שתצטרכו לצפות בתצוגה.הצליל אומר לך מייד אם החיבור טוב, ועוזר לך למצוא חיבורים שבורים או לקויים מהר יותר.

בדיקת דיודה

במצב בדיקת דיודה, ה- DMM מיישם מתח קטן על הדיודה ובודק כמה מתח יורד על פניו.דיודה עובדת מציגה בדרך כלל מתח קדימה בין 0.5V ל- 0.7V, תלוי בסוגו.בבדיקת דיודה הפוכה, ה- DMM אמור להציג עומס יתר (OL), כלומר אין זרם זורם דרכו, וזה נורמלי לדיודה עבודה כראוי בהטיה הפוכה.

בדיקת דיודה היא דרך טובה יותר לבדוק אם דיודה פועלת כראוי מאשר שימוש בבדיקת התנגדות סטנדרטית.זה נותן לך מידע ספציפי יותר על התנהגות הדיודה כאשר הזרם זורם בכיוון קדימה.

תכונות מתקדמות של MultiMeters Digital

Multimeters Digital (DMMs) הם כלים שימושיים הן לאנשי מקצוע והן לתחביבים העובדים עם מערכות חשמל.חלק מה- DMMs מגיעים עם תכונות מתקדמות שהופכות אותם לעוזרים עוד יותר למציאת בעיות ותיקון במעגלים חשמליים.להלן מבט מקרוב על כמה מהתכונות הללו, שהוסבר בשפה פשוטה יותר:

טווח אוטומטי לעומת טווח ידני

איור 6: טווח אוטומטי לעומת מולטימטר דיגיטלי ידני

הבדל אחד בין MultiMeters דיגיטלי הוא האם הם טווחים אוטומטיים או טווחים ידניים.DMM אוטומטי בוחר אוטומטית את הטווח הנכון למדידת דברים כמו מתח, זרם או התנגדות.זה מקל על השימוש מכיוון שאתה לא צריך לדעת את הערך המדויק לפני כן.זה חוסך זמן ומוריד את הסיכוי לטעויות, במיוחד אם אינך בטוח במה שאתה מודד.מצד שני, DMM הידני המחייב אותך לבחור את הטווח בעצמך.זה נותן לך שליטה רבה יותר ומועיל אם כבר יש לך מושג לאיזה טווח לצפות.זה יכול גם לתת לך תחושה טובה יותר של המתרחש כאשר הערך שאתה מודד גבוה או נמוך מהצפוי.

מדידות RMS אמיתיות

מדידות RMS True (ריבוע ממוצע שורש) מועילות כשאתה עובד עם אותות AC (זרם חילופין), במיוחד כאשר האותות אינם חלקים.RMS DMM אמיתי יכול למדוד במדויק מתח או זרם AC, גם כאשר האות אינו גל מושלם, כמו גל מרובע או לא סדיר.DMMs רגילים שאין להם RMs אמיתיים מניחים שהאות הוא תמיד גל חלק, שיכול להוביל לשגיאות - לפעמים עד 40% הנחה.השימוש במד RMS אמיתי עוזר לך לקבל קריאות נכונות כשאתה מתמודד עם צורות גל מסובכות יותר או לא אחידות, הנפוצות במכשירים אלקטרוניים מודרניים.

פונקציות שיא Hold ו- Min/Max

תכונת Peak Hold לוכדת את הערך הגבוה ביותר אליו מגיע האות בזמן שאתה מודד.זה שימושי למעקב אחר נחשולים מהירים וזמניים בזרם, כמו פרץ הזרם שקורה כאשר מכשיר מופעל לראשונה.התכונה Min/Max עוקבת אחר הערכים הנמוכים והגבוהים ביותר במהלך המדידה שלך, כך שתוכל לראות כמה אות משתנה לאורך זמן.תכונות אלה מועילות כשאתה מנסה לפקח על שינויים במעגל, כמו טיפות במתח או עלייה פתאומית בזרם, מבלי שתצטרך לצפות ללא הרף בתצוגה.

נתונים מחזיקים ומצב יחסי

פונקציית החזקת הנתונים מאפשרת לך להקפיא את הקריאה הנוכחית בתצוגה, וזה שימושי כשאתה במצב שקשה לראות את המולטימטר או לעקוב אחר מה שאתה מודד.בדרך זו, אתה לא מאבד קריאה כאשר קשה להציג את התצוגה.מצב יחסי מאפשר לך להגדיר ערך בסיסי, כך שתוכל להשוות קריאות עתידיות לנקודת התייחסות זו.תכונה זו מועילה במיוחד לאיתור הבדלים קטנים, כמו שינויים קלים במתח או בהתנגדות, שיכולים להצביע על בעיה או בלאי הדרגתי בחלק מהמעגל.

מדידת תדירות וקיבול

חלק מהריבורים הדיגיטליים יכולים גם למדוד תדירות וקיבול.התדר נמדד ב- Hertz (HZ) ומועיל בבדיקת מעגלים הפועלים על זרם מתחלף, כמו מנועים או גנרטורים.תדר מדידה עוזר לך להבין אם המערכת עובדת במהירות הנכונה או אם משהו לא בסדר.הקיבול נמדד בפארדס (ו) ומועיל בעבודה עם קבלים, המאחסנים אנרגיה חשמלית.מדידת קיבול עוזרת לך לבדוק אם קבל עדיין עובד כראוי או אם הוא נשחק, מה שיכול להשפיע על אופן ביצוע המעגל.קבלים נמצאים במעגלים רבים וממלאים תפקיד חשוב בוויסות אותות מתח או סינון.

שימוש מעשי ב- DMM

בטיחות מולטימטר

הבטיחות חשובה מאוד בעת השימוש במולטימטר דיגיטלי (DMM).לפני השימוש בו, בדוק תמיד את דירוג הקטגוריה (CAT) של המכשיר.הוועדה האלקטרוטכנית הבינלאומית (IEC) יצרה ארבע קטגוריות המתארות את כמות האנרגיה החשמלית והמתח ש- DMM יכול להתמודד מבלי להסתכן בנזק או לפציעה:

• חתול I: משמש למעגלים עם אנרגיה נמוכה, כמו אלה שנמצאים באלקטרוניקה או במכשירים קטנים.

• חתול II: זה מיועד למכשירים ביתיים או לכלים ניידים המחוברים לשקעי חשמל סטנדרטיים, כאשר הסיכון למתחים גבוהים יותר הוא נמוך יותר, אך עדיין קיים.

• חתול III: מיועד למערכות חשמל בתוך מבנים, כמו חיווט בקירות, לוחות חשמל וציוד תעשייתי.מערכות אלה מחוברות ישירות לרשת ההפצה החשמלית ועשויות לחוות דוקרני מתח.

• חתול IV: מכסה אזורים עם רמות אנרגיה גבוהות יותר, כמו קווי חשמל תקורה או שירותי שירות תת -קרקעי, בהם חשמל נכנס לבניין.מערכות אלה יכולות להיות בעלות נחשולי חשמל חזקים בהרבה מקטגוריות נמוכות יותר.

השימוש ב- DMM מחוץ לקטגוריה המדורגת שלו אינו בטוח ויכול להוביל לפציעה או נזק לציוד, מכיוון שהמטר אולי לא יוכל להתמודד עם רמות אנרגיה גבוהות יותר ממה שהוא נעשה.כמו כן, בדוק תמיד כי מובילי הבדיקה מחוברים כראוי ליציאות הקלט הנכונות לפני ביצוע מדידות.חיבורים שגויים יכולים להוביל לקריאות לא מדויקות או לפגוע במונה.

מדידת מתח וזרם בבטחה

כאשר מדידת מתח, חבר תמיד את ההובלה השחורה (השלילית) לקרקע או לחוט ניטרלי ואז חבר את היתרון האדום (החיובי) לחוט החי.זה מצמצם את הסיכון להלם מכיוון שהמטר אינו מחובר לחלק החי של המעגל מייד.אם אתה עובד עם מתח גבוה יותר, שיטה זו גם עוזרת לשמור עליך בטוחה יותר על ידי הפחתת החשיפה לחלק החי של המעגל.

למדידת זרם, מד מהדק הוא לרוב הכלי הטוב ביותר.מד מהדק מודד זרם על ידי איתור השדה המגנטי שנוצר על ידי זרימת החשמל בחוט.כדי לקבל קריאה מדויקת, הקפידו להידבק רק בחוט אחד - או חוט חי או ניטרלי.אם תמצה את החוטים החיים והניטרליים בו זמנית, הקריאה תהיה אפס מכיוון שהשדות המגנטיים משני החוטים מבטלים זה את זה.כדי לקבל מדידה נכונה, עליך למדוד חוט אחד בלבד.

מַסְקָנָה

Multimeters דיגיטליים הם כלים שימושיים לכל מי שעובד עם חשמל, ועוזר לך למדוד מתח, זרם, התנגדות וערכים אחרים ברמת דיוק.על ידי הבנת החלקים הבסיסיים של המולטימטר, כמו כיצד הוא ממייר אותות למספרים וכיצד לקרוא את התצוגה, אתה יכול לוודא שאתה משתמש בו בדרך הנכונה.בין אם אתה בודק כדי לבדוק אם מעגל עובד, מודד כמה זרם זורם, או באמצעות תכונות מיוחדות כמו RMS True (מה שנותן קריאות מדויקות יותר עבור אותות AC), למידה להשתמש ב- DMM תקל על העבודה שלך לקלה ובטוחה יותרועם תרגול, תוכל להסתמך בביטחון על המולטימטר הדיגיטלי שלך כדי להתמודד עם משימות חשמל פשוטות ומאתגרות יותר.

שאלות נפוצות [שאלות נפוצות]

1. כיצד עובד מד זרם דיגיטלי?

מד זרם דיגיטלי מודד את זרימת הזרם החשמלי במעגל.זה עושה זאת על ידי איתור ירידת המתח הקטן על פני נגן המחובר במעגל.המונה לוקח אות מתח זה, ממיר אותו למספר באמצעות רכיבים אלקטרוניים ואז מציג את התוצאה על המסך כקריאה הנוכחית.

2. מהו העיקרון העובד של מולטימטר דיגיטלי?

מולטימטר דיגיטלי פועל על ידי מדידת ערכי חשמל שונים, כגון מתח, זרם או התנגדות, תלוי בהגדרה.הוא משתמש במעגלים בפנים כדי לבצע מדידות אלה ואז משנה אותם למספרים שניתן להציג על המסך.המשתמש בוחר את ההגדרה על סמך מה שהוא רוצה למדוד.

3. כיצד משתמשים במולטימטר דיגיטלי?

כדי להשתמש במולטימטר דיגיטלי, תחילה אתה בוחר את מה שאתה רוצה למדוד (מתח, זרם או התנגדות) על ידי הפיכת החוגה להגדרה הנכונה.לאחר מכן, אתה מחבר את חוטי הבדיקה לחלק של המעגל או המכשיר שברצונך לבדוק.לאחר חיבור, המונה יציג את הערך של מה שאתה מודד על המסך.הקפד לבחור את ההגדרה והטווח הנכונים כדי למנוע טעויות או לפגוע במד.

4. כמה מדויק מולטימטר דיגיטלי?

הדיוק של מולטימטר דיגיטלי תלוי במודל ובאיכות.דגמים בסיסיים רבים מעניקים קריאות שהם בערך 0.5% עד 1% קרוב לערך בפועל.דגמים מתקדמים יותר יכולים לתת קריאות מדויקות עוד יותר, לפעמים קרובות כמו 0.01%.בדוק תמיד את מדריך המשתמש כדי לדעת את הדיוק המדויק של המכשיר שלך.

5. כיצד להשתמש במולטימטר דיגיטלי כדי לבדוק מתח?

כדי לבדוק מתח עם מולטימטר דיגיטלי, סובב תחילה את החוגה להגדרת המתח (הקפד לבחור AC או DC, תלוי במה שאתה מודד).חבר את החוט השחור ליציאת "com" ולחוט האדום ליציאה המסומנת עם "V" למתח.לאחר מכן, גע בחוט השחור לנקודה השלילית והחוט האדום לנקודה החיובית במעגל.המולטימטר יציג את המתח על המסך.וודא שאתה מטפל בחוטים כראוי כדי למנוע שגיאות או מעגלים קצרים.