به منظور غلبه بر این کمبود، برای سهولت کار و سرعت، تست مقاومت بصورت اتوماتیک یا مولتی اتورنج ساخته شده است. که می تواند به طور خودکار محدوده اندازه گیری را تنظیم کند، وبه طور خودکار محدوده اندازه گیری را نمایش می دهد، از دیگر مزایای مولتی متر اتورنج که زمان تست را کاهش می دهد و کارایی تست را بهبود می بخشد.
این دستگاه از تراشه STM32 به عنوان کنترل کننده هسته خود استفاده می کند. این وسیله شامل یک مدار کنترل هسته، یک مدار تبدیل A / D، یک مدار تعویض برد، مدار یک نمایشگر و یک مدار تست است.
روش فعلی ثابت برای تولید خروجی های جریان ثابت چندگانه استفاده می شود. عملکرد تغییر اندازه گیری مقاومت اتوماتیک ، با تعویض رله، به منظور رسیدن به محدوده های مختلف به دست می آید. این ابزار می تواند مقاومت 0 ~ 1 M را اندازه گیری کند که خیلی پر مصرف است.
انواع مولتی متر
مولتی مترها به دو دسته کلی مولتی متر آنالوگ و مولتی متر دیجیتال تقسیم می شوند.
هر دو نوع مولتی متر در اندازه گیری ولتاژ، جریان، و مقاومت استفاده می شوند، اما مدل های دیجیتال به دلیل کارایی و دقت بالاتر، در محیط های صنعتی و حرفه ای بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند.
مقادیر قابل اندازه گیری توسط مولتی متر
مولتی مترهای امروزی قابلیت اندازه گیری چندین پارامتر الکتریکی را دارند که شامل موارد زیر است:
- ولتاژ متناوب و مستقیم (Voltage AC/DC): اندازه گیری ولتاژ در سیستم های الکتریکی.
- جریان متناوب و مستقیم (Current AC/DC): اندازه گیری جریان الکتریکی بر حسب آمپر.
- مقاومت برحسب اهم (Resistance): اندازه گیری مقاومت الکتریکی.
برای اندازه گیری دقیق تر، معمولا لازم است که رنج اندازه گیری به صورت دستی تنظیم شود.
ویژگی های پیشرفته مولتی مترهای
مولتی مترهای علاوه بر اندازه گیری پارامترهای پایه، قابلیت اندازه گیری پارامترهای زیر را نیز دارند:
- ظرفیت (Capacity): بر حسب فاراد.
- رسانایی (Conductance): بر حسب زیمنس.
- دسی بل (Amplitude): اندازه گیری شدت سیگنال.
- چرخه کار (Duty Cycle): برحسب درصد.
- فرکانس (Frequency): اندازه گیری فرکانس سیگنال برحسب هرتز.
- اندوکتانس (Inductance): اندازه گیری اندوکتانس.
- دما (Temperature): اندازه گیری دما با پروب های مخصوص.
- تداوم (Continuity): با عبور جریان بدون قطعی از مدار، بوق زده و اتصال را تایید می کند.
- تست دیود و ترانزیستور: شامل اندازه گیری افت ولتاژ دیودها و بررسی سلامت ترانزیستورها.
- بررسی ولتاژ باتری: اندازه گیری ولتاژ باتری های ساده 1.5 و 9 ولتی. این امکان براساس جریان محاسبه شده و فرمول V=R x I انجام می شود.
با این امکانات، این دستگاه به ابزاری حیاتی برای تکنسین ها و مهندسان تبدیل شده اند و می توانند در زمینه های صنعتی و خانگی کارایی بالایی داشته باشند.
حساسیت و امپدانس ورودی
هنگام اندازه گیری ولتاژ، امپدانس ورودی مولتی متر باید بهاندازه کافی بالا باشد تا عملکرد مدار را تحت تأثیر قرار ندهد. مولتی مترهای دیجیتال و برخی از مولتی مترهای آنالوگ از تقویتکنندههای الکترونیکی برای افزایش امپدانس ورودی استفاده میکنند. این مقدار معمولاً یک یا ده مگا اهم است. برای اندازهگیری ولتاژهای بالا، استفاده از پروبهای مقاومتی ضروری است تا دامنه اندازهگیری افزایش یابد.
ولتاژ بار (Burden Voltage) و سنجش جریان
ولتاژ بار (Burden Voltage) در مولتی مترها یکی از عواملی است که دقت اندازهگیری را تحت تأثیر قرار میدهد. این ولتاژ بهعنوان ولت بر آمپر بیان میشود و با تغییر رنج دستگاه، مقدار آن تغییر میکند. برای کاهش ولتاژ بار، میتوان رنج جریان را افزایش داد که البته ممکن است باعث کاهش دقت اندازهگیری نیز شود.
سنجش جریان متناوب (AC)
مولتی مترها شامل مدارهای تبدیل AC به DC هستند که به کمک آنها میتوان جریان متناوب را اندازهگیری کرد. این ابزارها مقدار میانگین RMS سیگنال را برای جریانهای متناوب در فرکانسهای خاص نشان میدهند. برای سنجش دقیقتر شکل موجهای غیرسینوسی مانند سیگنالهای صوتی یا درایوهای فرکانس متغیر، مولتی مترهایی با سنسورهای True RMS به کار گرفته میشوند.
نکات نهایی درباره دقت و حساسیت
- دقت مولتی مترهای دیجیتال: معمولا در محدوده 0.5% تا 0.01% برای ولتاژ DC، با دقت های بالاتر برای مولتی مترهای رومیزی.
- حساسیت (Sensitivity): بهعنوان کوچک ترین تغییر در ولتاژ، جریان یا مقاومت که می تواند روی نمایشگر مشاهده شود، تعریف می شود. دقت بیشتر به معنای حساسیت بالاتر است.
- مولتی مترهای آنالوگ: با دقت حدود 3% برای اندازه گیری های عمومی کافی هستند، اما مولتی مترهای دیجیتال به دلیل دقت بیشتر ترجیح داده می شوند.
وضوح و دقت در مولتی مترهای
وضوح (Resolution) یک مولتی متر اغلب با اصطلاح اعداد وضوح یا Digits of Resolution تعریف می شود. به عنوان مثال، یک مولتی متر با وضوح ½5 رقم می تواند مقادیر مثبت یا منفی از 0 تا 199999 را نمایش دهد. همچنین، مولتی مترهایی با وضوح ¾3 رقم می توانند مقادیری بین 0 تا 3999 یا 5999 را بسته به سازنده نمایش دهند. هرچند افزایش وضوح در صفحه نمایش مولتی مترهای ممکن است وسوسه انگیز باشد، اما اگر دقت در طراحی و کالیبراسیون اجزای آنالوگ دستگاه به درستی انجام نشود، این ارقام بیشتر جنبه ی تزئینی خواهند داشت و ارزش واقعی نخواهند داشت.
برای دستیابی به دقت بالا در اندازه گیری ها، لازم است که کاربر درک مناسبی از مشخصات دستگاه داشته باشد، شرایط اندازه گیری را به خوبی کنترل کند، و رنج اندازه گیری مناسب را انتخاب کند. همچنین، کالیبراسیون دقیق ابزار مورد استفاده، نقش مهمی در اندازه گیری های دقیق دارد.
شمارش نمایش یا Displayed Count یکی دیگر از شاخص های مهم در تعیین دقت دستگاه است. این شمارش تعداد بیشترین عدد نمایش داده شده به همراه یک عدد اضافی را مشخص می کند که برای زیبایی عدد نمایش داده شده به کار می رود. بهعنوان مثال، یک مولتی متر ½5 رقمی می تواند عدد 199999 را نمایش دهد. این مفهوم معمولا در مشخصات فنی مولتی مترها به عنوان "Count" یا شمارش ذکر می شود.
حفظ دقت و کالیبراسیون مولتی مترها
برای حفظ دقت، تولید کنند گان معمولا خدمات کالیبراسیون ارائه می دهند. دستگاه هایی که به طور مرتب کالیبره می شوند، مطابق با استاندارد های معتبر مانند NIST یا سایر آزمایشگاه های استاندارد ملی عمل می کنند. با گذشت زمان، ابزارهای اندازه گیری از کالیبراسیون خارج می شوند و باید مجددا تنظیم شوند. این فرآیند برای تجهیزات گران تر به صرفه است، اما برای مولتی مترهای ارزان قیمت، هزینه ی اضافی ممکن است به صرفه نباشد.
روش استفاده از مولتی متر
هر مولتی متر با دو پروب کار میکند که معمولا یکی سیاه (COM) و دیگری قرمز است. پروب سیاه به پورت مشترک COM و پروب قرمز به پورت V یا Ω متصل می شود. مولتی مترها به کمک فیوز و باتری داخلی که در قسمت پشتی دستگاه قرار دارند، قدرت مورد نیاز برای تست مقاومت را فراهم می کنند.
برای اندازه گیری مقاومت های ناشناخته، ممکن است چندین بار لازم باشد تا محدوده مناسب را تنظیم کنید، که این فرآیند می تواند زمان بر و موجب کاهش کارایی شود.