What is Multimeter — Тексты по английскому языку

Оригинал на английском

What is Multimeter

Multimeter is a combined electrical measuring instrument that combines several functions.

In the minimum set includes the functions of a voltmeter, an ammeter and an ohmmeter. Sometimes a multimeter is used in the form of current clamps. There are digital and analog multimeters.

The multimeter can be both an easy portable device used for basic measurements and troubleshooting, or a complex stationary device with many features.

Digital Multimeters

The simplest digital multimeters are portable. Their digit capacity is 2.5 digital digits (accuracy is typically about 10%). The most common devices with a bit width of 3.5 (accuracy is usually about 1.0%). Also, slightly more expensive devices with a resolution of 4.5 are produced (accuracy is usually about 0.1%) and much more expensive devices with a bit capacity of 5 digits and higher (for example, the precision multimeter 3458A from Keysight Technologies (until November 3, 2014, Agilent Technologies) has 8.5 digits). Among such multimeters there are both portable devices, powered by galvanic cells, and stationary devices operating from an alternating current network. The accuracy of multimeters with a resolution of more than 5 strongly depends on the measuring range and the type of the measured quantity, therefore it is specified separately for each subband. In general, the accuracy of such devices can exceed 0.01% (even for portable models).

Many digital voltmeters (for example, B7-22A, B7-40, B7-78 / 1, etc.) are in fact also multimeters, since they are able to measure, in addition to the DC and AC voltage, also the resistance, the strength of a constant and alternating current, and A number of models also provide for measuring capacitance, frequency, period, etc.). Also to a variety of multimeters, one can include scopmeters (oscilloscopes-multimeters) that combine in one case a digital (usually two-channel) oscilloscope and a fairly accurate multimeter. Typical representatives of the scopes are AKIP-4113, AKIP-4125, hand-held oscilloscopes of the U1600 series from Keysight Technologies, etc.).

The digitization of a digital measuring device, for example «3.5» means that the display of the device shows 3 full-scale discharges, with a range from 0 to 9, and 1 digit — with a limited range. Thus, a 3.5-discharge device can, for example, give readings in the range from 0.000 to 1.999, when the measured value exceeds this range, it is necessary to switch to another range (manual or automatic).

Indicators of digital multimeters (as well as voltmeters and scopes) are made on the basis of liquid crystals (both monochrome and color) — APPA-62, B7-78 / 2, AKIP-4113, U1600, etc., LED indicators — B7- 40, gas-discharge indicators — B7-22A, electroluminescent displays (ELD) — 3458A, as well as vacuum-fluorescent indicators (VFD) (including color ones) — V7-78 / 1.

The typical error of digital multimeters when measuring resistance, DC voltage and current is less than ± (0.2% +1 LSU). When measuring AC voltage and current in the frequency range of 20 Hz … 5 kHz, the measurement error is ± (0.3% + 1 LSU). In the high-frequency range up to 20 kHz, when measuring in the range of 0.1 measurement limits and above, the error is much higher, up to 2.5% of the measured value, at the frequency of 50 kHz is already 10%. As the frequency increases, the measurement error increases.

The input resistance of the digital voltmeter is about 11 MΩ (it does not depend on the measurement limit, unlike the analog voltmeters), the capacitance is 100 pF, the voltage drop when measuring current is no more than 0.2 V. The portable multimeter is usually powered by a 9V battery. The current consumed does not exceed 2 mA when measuring constant voltages and currents, and 7 mA when measuring resistances and alternating voltages and currents. The multimeter is normally operable when the battery is discharged to a voltage of 7.5V [1].

The number of bits does not determine the accuracy of the device. The accuracy of the measurements depends on the accuracy of the ADC, on the accuracy, thermo- and temporal stability of the applied radio elements, on the quality of protection from external interference, and on the quality of the calibration performed.

Typical measuring ranges, for example for the popular M832 multimeter:

• DC voltage: 0..200 mV, 2 V, 20 V, 200 V, 1000 V

• AC voltage: 0..200 V, 750 V

• direct current: 0..2 mA, 20 mA, 200 mA, 10 A (usually through a separate input)

• alternating current: no

• Resistance: 0..200 Ohm, 2 kΩ, 20 kΩ, 200 kΩ, 2 MΩ.

Analog Multimeters

Device

The analog multimeter consists of a pointer magnetoelectric meter (microammeter), a set of additional resistors for measuring the voltage and a set of shunts for measuring current. In the mode of measuring alternating voltages and currents, the microammeter is connected to the resistors via rectifying diodes [2]. The resistance is measured using the built-in power source, and the resistance measurement is more than 1..10 MΩ — from an external source.

Перевод на русский

Мультиметр — это комбинированный электроизмерительный прибор, сочетающий в себе несколько функций.

В минимальный набор входят функции вольтметра, амперметра и омметра. Иногда мультиметр используется в виде токовых зажимов. Существуют цифровые и аналоговые мультиметры.
Мультиметр может быть как простым портативным устройством, используемым для базовых измерений и устранения неполадок, так и сложным стационарным устройством с множеством функций.

Цифровые мультиметры

Самые простые цифровые мультиметры являются портативными. Их разрядность составляет 2,5 цифровых разряда (точность обычно составляет около 10%). Наиболее распространены устройства с разрядностью 3,5 (точность обычно составляет около 1,0%). Также выпускаются чуть более дорогие устройства с разрешением 4,5 (точность обычно составляет около 0,1%) и гораздо более дорогие устройства с разрядностью 5 разрядов и выше (например, прецизионный мультиметр 3458A от Keysight Technologies (до 3 ноября 2014 года Agilent Technologies) имеет 8,5 разрядов). Среди таких мультиметров есть как портативные устройства, питающиеся от гальванических элементов, так и стационарные устройства, работающие от сети переменного тока. Точность мультиметров с разрешением более 5 сильно зависит от диапазона измерения и типа измеряемой величины, поэтому она указывается отдельно для каждого поддиапазона. В целом точность таких устройств может превышать 0,01% (даже для портативных моделей).

Многие цифровые вольтметры (например, B7-22A, B7-40, B7-78/1 и т.д.) фактически также являются мультиметрами, поскольку они способны измерять, в дополнение к постоянному и переменному напряжению, также сопротивление, силу постоянного и переменного тока, а также В ряде моделей также предусмотрено измерение емкости, частоты, периода и т.д.). Также к разнообразным мультиметрам можно отнести скопметры (осциллографы-мультиметры), которые объединяют в одном корпусе цифровой (обычно двухканальный) осциллограф и довольно точный мультиметр. Типичными представителями прицелов являются AKIP-4113, AKIP-4125, ручные осциллографы серии U1600 от Keysight Technologies и др.).

Оцифровка цифрового измерительного прибора, например «3,5», означает, что на дисплее прибора отображаются 3 полномасштабных разряда, с диапазоном от 0 до 9, и 1 цифра — с ограниченным диапазоном. Таким образом, устройство на 3,5 разряда может, например, выдавать показания в диапазоне от 0,000 до 1,999, когда измеряемое значение превышает этот диапазон, необходимо переключиться на другой диапазон (ручной или автоматический).
Индикаторы цифровых мультиметров (а также вольтметров и прицелов) изготавливаются на основе жидких кристаллов (как монохромных, так и цветных) — APPA-62, B7-78/2, AKIP-4113, U1600 и др., светодиодные индикаторы — B7- 40, газоразрядные индикаторы — B7-22A, электролюминесцентные дисплеи (ELD) — 3458A, а также вакуумно-флуоресцентные индикаторы (VFD) (в том числе цветные) — V7-78/1.
Типичная погрешность цифровых мультиметров при измерении сопротивления, постоянного напряжения и тока составляет менее ± (0,2% +1 LSU). При измерении переменного напряжения и тока в диапазоне частот 20 Гц…5 кГц погрешность измерения составляет ± (0,3% + 1 LSU). В высокочастотном диапазоне до 20 кГц, при измерении в диапазоне 0,1 пределов измерения и выше, погрешность значительно выше, до 2,5% от измеряемого значения, на частоте 50 кГц составляет уже 10%. С увеличением частоты увеличивается погрешность измерения.

Входное сопротивление цифрового вольтметра составляет около 11 МОМ (оно не зависит от предела измерения, в отличие от аналоговых вольтметров), емкость — 100 пФ, падение напряжения при измерении тока составляет не более 0,2 В. Портативный мультиметр обычно питается от батареи напряжением 9 В. Потребляемый ток не превышает 2 мА при измерении постоянных напряжений и токов и 7 мА при измерении сопротивлений и переменных напряжений и токов. Мультиметр нормально работает, когда аккумулятор разряжен до напряжения 7,5 В [1].

Количество битов не определяет точность устройства. Точность измерений зависит от точности АЦП, от точности, термо- и временной стабильности применяемых радиоэлементов, от качества защиты от внешних помех и от качества выполненной калибровки.

Типичные диапазоны измерений, например, для популярного мультиметра M832:

• Напряжение постоянного тока: 0..200 мВ, 2 В, 20 В, 200 В, 1000 В
• Напряжение переменного тока: 0..200 В, 750 В
• постоянный ток: 0..2 мА, 20 мА, 200 мА, 10 А (обычно через отдельный вход)
• переменный ток: нет
• Сопротивление: 0..200 Ом, 2 Ком, 20 Ком, 200 Ком, 2 МОМ.

Аналоговые мультиметры

Устройство
Аналоговый мультиметр состоит из стрелочного магнитоэлектрического измерителя (микроамперметра), набора дополнительных резисторов для измерения напряжения и набора шунтов для измерения тока. В режиме измерения переменных напряжений и токов микроамперметр подключается к резисторам через выпрямительные диоды [2]. Сопротивление измеряется с помощью встроенного источника питания, а измерение сопротивления более 1..10 МОМ — от внешнего источника..