Ацп мультиметра что это

Мультиметры М832: устройство и ремонт

Невозможно представить рабочий стол ремонтника без удобного недорогого цифрового мультиметра. В этой статье рассмотрено устройство цифровых мультиметров 830-й серии, наиболее часто встречающиеся неисправности и способы их устранения.

Схема и работа прибора

Рис. 1. Структурная схема АЦП 7106

Рис. 2. Цоколевка АЦП 7106 в корпусе DIP-40

Рис. 3. Принципиальная схема мультиметра М832

Диапазон рабочих входных напряжений Umax напрямую зависит от уровня регулируемого опорного напряжения на выводах 36 и 35 и составляет:

Стабильность и точность показаний дисплея зависят от стабильности этого опорного напряжения. Показания дисплея N зависят от входного напряжения UBX и выражаются числом:

Рассмотрим работу прибора в основных режимах.

Измерение напряжения

Упрощенная схема мультиметра в режиме измерения напряжения представлена на рис. 4. При измерении постоянного напряжения входной сигнал подается на R1. R6, с выхода которого через переключатель (по схеме 1-8/1. 1-8/2) подается на защитный резистор R17. Этот резистор, кроме того, при измерениях переменного напряжения вместе с конденсатором СЗ образует фильтр нижних частот. Далее сигнал поступает на прямой вход микросхемы АЦП, вывод 31. На инверсный вход микросхемы подается потенциал общего вывода, вырабатываемый источником стабилизированного напряжения 3 В, вывод 32.

Рис. 4. Упрощенная схема мультиметра в режиме измерения напряжения

При измерениях переменного напряжения оно выпрямляется однополупериодным выпрямителем на диоде D1. Резисторы R1 и R2 подобраны таким образом, чтобы при измерении синусоидального напряжения прибор показывал правильное значение. Защита АЦП обеспечивается делителем R1. R6 и резистором R17.

Измерение тока

Рис. 5. Упрощенная схема мультиметра в режиме измерения тока

Упрощенная схема мультиметра в режиме измерения тока представлена на рис. 5. В режиме измерения постоянного тока последний протекает через резисторы RO, R8, R7 и R6, коммутируемые в зависимости от диапазона измерения. Падение напряжения на этих резисторах через R17 подается на вход АЦП, и результат выводится на дисплей. Защита АЦП обеспечивается диодами D2, D3 (в некоторых моделях могут не устанавливаться) и предохранителем F.

Измерение сопротивления

Рис. 6. Упрощенная схема мультиметра в режиме измерения сопротивления

Упрощенная схема мультиметра в режиме измерения сопротивления представлена на рис. 6. В режиме измерения сопротивления используется зависимость, выраженная формулой (2). На схеме видно, что один и тот же ток от источника напряжения +LJ протекает через опорный резистор Ron и измеряемый резистор Rx (токи входов 35, 36, 30 и 31 пренебрежимо малы) и соотношение UBX и Uon равно соотношению сопротивлений резисторов Rx и Ron. В качестве опорных резисторов используются R1. R6, в качестве токозадающих используются R10 и R103. Защита АЦП обеспечивается терморезистором R18 [в некоторых дешевых моделях используются обычные резисторы номиналом 1. 2 кОм), транзистором Q1 в режиме стабилитрона (устанавливается не всегда) и резисторами R35, R16 и R17 на входах 36, 35 и 31 АЦП.

Режим прозвонки

Дефекты мультиметров

Все неисправности можно разделить на заводской брак (и такое бывает) и повреждения, вызванные ошибочными действиями оператора.

Поскольку в мультиметрах используется плотный монтаж, то возможны замыкания элементов, плохие пайки и поломка выводов элементов, особенно расположенных по краям платы. Ремонт неисправного прибора следует начинать с визуального осмотра печатной платы. Наиболее часто встречающиеся заводские дефекты мультиметров М832 приведены в таблице.

Заводские дефекты мультиметров М832

Исправность ЖК-дисплея можно проверить с помощью источника переменного напряжения частотой 50. 60 Гц и амплитудой в несколько вольт. В качестве такого источника переменного напряжения можно взять мультиметр М832, у которого есть режим генерации меандра. Для проверки дисплея следует положить его на ровную поверхность дисплеем вверх, подсоединить один щуп мультиметра М832 к общему выводу индикатора (нижний ряд, левый вывод), а другой щуп мультиметра прикладывать поочередно к остальным выводам дисплея. Если удается получить зажигание всех сегментов дисплея, значит, он исправен.

Вышеописанные неисправности могут появиться и в процессе эксплуатации. Следует отметить, что в режиме измерения постоянного напряжения прибор редко выходит из строя, т.к. хорошо защищен от перегрузок по входу. Основные проблемы возникают при измерении тока или сопротивления.

Ремонт неисправного прибора следует начинать с проверки питающего напряжения и работоспособности АЦП: напряжения стабилизации 3 В и отсутствия пробоя между выводами питания и общим выводом АЦП.

В режиме измерения сопротивления повреждения происходят, как правило, в диапазонах 200 Ом и 2000 Ом. В этом случае при подаче на вход напряжения могут сгорать резисторы R5, R6, R10, R18, транзистор Q1 и пробиваться конденсатор Сб. Если полностью пробит транзистор Q1, то при измерении сопротивления прибор будет показывать нули. При неполном пробое транзистора мультиметр с разомкнутыми щупами будет показывать сопротивление этого транзистора. В режимах измерения напряжения и тока транзистор замыкается переключателем накоротко и на показания мультиметра не влияет. При пробое конденсатора С6 мультиметр не будет измерять напряжение в диапазонах 20 В, 200 В и 1000 В или существенно занижать показания в этих диапазонах.

В случае отсутствия индикации на дисплее при наличии питания на АЦП или визуально заметного выгорания большого количества элементов схемы существует большая вероятность повреждения АЦП. Исправность АЦП проверяется контролем напряжения источника стабилизированного напряжения 3 В. На практике АЦП выгорает только при подаче на вход высокого напряжения, гораздо выше 220 В. Очень часто при этом в компаунде бескорпусного АЦП появляются трещины, повышается ток потребления микросхемы, что приводит к ее заметному нагреву.

У дешевых моделей серии DT длинные выводы деталей могут закорачиваться на экран, расположенный на задней крышке прибора, нарушая работу схемы. У Mastech такие дефекты не наблюдаются.

Источник стабилизированного напряжения 3 В в АЦП у дешевых китайских моделей может на практике давать напряжение 2,6. 3,4 В, а у некоторых приборов перестает работать уже при напряжении питающей батареи 8,5 В.

В моделях DT используются низкокачественные АЦП, они очень чувствительны к номиналам цепочки интегратора С4 и R14. В мультиметрах фирмы Mastech высококачественные АЦП позволяют использовать элементы близких номиналов.

Часто в мультиметрах DT при разомкнутых щупах в режиме измерения сопротивления прибор очень долго подходит к значению перегрузки («1» на дисплее) или не устанавливается совсем. «Вылечить» некачественную микросхему АЦП можно уменьшив номинал сопротивления R14 с 300 до 100 кОм.

При измерении сопротивлений в верхней части диапазона прибор «заваливает» показания, например, при измерении резистора сопротивлением 19,8 кОм показывает 19,3 кОм. «Лечится» заменой конденсатора С4 на конденсатор величиной 0,22. 0,27 мкФ.

Поскольку дешевые китайские фирмы используют низкокачественные бескорпусные АЦП, то нередки случаи обрыва выводов, при этом определить причину неисправности очень трудно и проявляться она может по-разному, в зависимости от оборванного вывода. Например, не горит один из выводов индикатора. Поскольку в мультиметрах используются дисплеи со статической индикацией, то для определения причины неисправности необходимо проверить напряжение на соответствующем выводе микросхемы АЦП, оно должно быть около 0,5 В относительно общего вывода. Если оно равно нулю, то неисправен АЦП.

Эффективным способом поиска причины неисправности является прозвонка выводов микросхемы аналого-цифрового преобразователя следующим образом. Используется еще один, разумеется, исправный, цифровой мультиметр. Он включается в режим проверки диодов. Черный щуп, как обычно, устанавливается в гнездо СОМ, а красный в гнездо VQmA. Красный щуп прибора подсоединяется к выводу 26 [минус питания), а черный поочередно касается каждой ножки микросхемы АЦП. Поскольку на входах аналого-цифрового преобразователя установлены защитные диоды в обратном включении, то при таком подключении они должны открыться, что будет отражено на дисплее как падение напряжения на открытом диоде. Реальная величина этого напряжения на дисплее будет несколько больше, т.к. в схеме включены резисторы. Точно так же проверяются все выводы АЦП при подключении черного щупа к выводу 1 [плюсу питания АЦП) и поочередного касания остальных выводов микросхемы. Показания прибора должны быть аналогичными. Но если поменять полярность включения при этих проверках на противоположную, то прибор должен показывать всегда обрыв, т.к. входное сопротивление исправной микросхемы очень велико. Таким образом, неисправными можно считать выводы, которые показывают конечное сопротивление при любой полярности подключения к микросхеме. Если же прибор показывает обрыв при любом подключении исследуемого вывода, то это на девяносто процентов говорит о внутреннем обрыве. Указанный способ проверки достаточно универсален и может применяться при проверке различных цифровых и аналоговых микросхем.

Бывают неисправности, связанные с некачественными контактами на галетном переключателе, прибор работает только при нажатом галетнике. Фирмы, производящие дешевые мультиметры, редко покрывают дорожки под галетным переключателем смазкой, отчего они быстро окисляются. Часто дорожки бывают чем-нибудь загрязнены. Ремонтируется следующим образом: из корпуса вынимается печатная плата, и дорожки переключателя протираются спиртом. Затем наносится тонкий слой технического вазелина. Все, прибор починен.

У приборов серии DT бывает иногда так, что переменное напряжение измеряется со знаком минус. Это указывает на неправильную установку D1, обычно из-за неправильной маркировки на корпусе диода.

Случается, что изготовители дешевых мультиметров ставят низкокачественные операционные усилители в цепи звукового генератора, и тогда при включении прибора раздается жужжание зуммера. Этот дефект устраняется подпаиванием электролитического конденсатора номиналом 5 мкФ параллельно цепи питания. Если при этом не обеспечивается устойчивая работа звукового генератора, то необходимо заменить операционный усилитель на LM358P.

Часто встречается такая неприятность, как вытекание батареи. Небольшие капли электролита можно протереть спиртом, но если плату залило сильно, то хорошие результаты можно получить, промыв ее горячей водой с хозяйственным мылом. Сняв индикатор и отпаяв пищалку, с помощью щетки, например зубной, нужно тщательно намылить плату с обеих сторон и промыть под струей воды из-под крана. Повторив мойку 2. 3 раза, плату высушивают и устанавливают в корпус.

В большинстве приборов, выпускаемых в последнее время, применяются бескорпусные (DIE chips) АЦП. Кристалл устанавливается непосредственно на печатную плату и заливается смолой. К сожалению, это значительно снижает ремонтопригодность приборов, т.к. при выходе АЦП из строя, что встречается достаточно часто, заменить его трудно. Приборы с бескорпусными АЦП иногда бывают чувствительны к яркому свету. Например, при работе рядом с настольной лампой погрешность измерений может возрасти. Дело в том, что индикатор и плата прибора обладают некоторой прозрачностью, и свет, проникая сквозь них, попадает на кристалл АЦП, вызывая фотоэффект. Для устранения этого недостатка нужно вынуть плату и, сняв индикатор, заклеить место расположения кристалла АЦП (его хорошо видно сквозь плату) плотной бумагой.

При покупке мультиметров DT следует обратить внимание на качество механики переключателя, следует обязательно прокрутить галетный переключатель мультиметра несколько раз, чтобы убедиться, что переключение происходит четко и без заеданий: дефекты пластмассы не поддаются ремонту.

Источник

Применение АЦП ICL7136CPL в мультиметре М-832

Автор делится опытом замены АЦП ICL7106CPL, которые устанавливали в мультиметры серий М-83х, DT-83x, на ICL7136CPL, отличающиеся существенно меньшим током потребления [1].

Мультиметры серий М-83х, DT-83x пользуются популярностью среди радиолюбителей, в первую очередь, благодаря их сравнительно невысокой стоимости. Немалую роль в приобретении играла и ремонтопригодность этих приборов. Отметим, что раньше, когда в них устанавливали микросхему АЦП в корпусном исполнении Plastic DIP (PDIP), в случае её выхода из строя операция по замене была достаточно простой. Зачастую для упрощения задачи при последующих заменах радиолюбители стали сразу устанавливать на плату прибора переходную панель DIP-40, после чего на замену АЦП уходило менее одной минуты. Позднее производители в целях удешевления производства перешли на установку АЦП в бес-корпусном исполнении для поверхностного монтажа, прозванную в народе «капля». Но, судя по сообщениям на форумах, это не остановило энтузиастов и специалистов по ремонту. При установке АЦП в корпусном исполнении PDIP в мультиметр её стали подключать отрезками тонкого провода МГТФ, припаивая их к печатным площадкам для «капли». Пространства в корпусе хватало.

Эти два факта подвели автора к практической реализации замены АЦП серии ICL7106 на серию ICL7136 в имеющемся мультиметре М-832 фирмы MASTECH и разработанном настольном вольтметре. Были приобретены две микросхемы ICL7136CPL, произведённые в Малайзии, и две ICL7136CPLZ, произведённые на Филиппинах. Положительный результат был ожидаем, и ниже приведены рекомендации по их применению в мультиметре М-832 или ему подобных на основании проведённых экспериментов. Непонятным остался вопрос, связанный с отсутствием таких доработок в журнальных статьях и Интернете. Возможно, это связано с повышенной стоимостью микромощных АЦП, но, по мнению автора, разработки и доработки электронных устройств «под себя» по определению не прибыльны и не должны ставить ребром вопрос о расходах (в разумных пределах, конечно).

Доработанная часть схемы прибора показана на рис. 1. Приведены только элементы, подвергшиеся изменениям по типу или номиналам. Нумерация элементов выполнена в соответствии стандарту ЕСКД и отлична от схем в Интернете. Линии проводников, идущие к элементам полной схемы, нарис. 1 прерываются и не подписаны. Выводы 35 (REF LO) и 36 (REF HI) АЦП показаны подключёнными в режимах измерений напряжений и токов.

Рис. 1. Доработанная часть схемы мультиметра

Номинальные сопротивления резистивного делителя R4-R6 обеспечивают плавность точной установки опорного напряжения U_ref [1], равного 0,1 В, при калибровке мультиметра.

Подбором резистора R7 устанавливают частоту встроенного тактового генератора 40 кГц с помощью частотомера. Его подключают к выводам 38 АЦП и СОМ мультиметра. Достаточную точность установки обеспечит и поверенный осциллограф, подключённый через штатный входной делитель 1:10.

Следует обратить внимание на постоянную времени цепи из резистора R8 и интегрирующего конденсатора С4. Она увеличена и не соответствует расчётной в рекомендациях разработчиков для опорного напряжения U_ref в АЦП, равного 0,1 В, и частоты тактового генератора 40 кГц. Это увеличение было заложено и производителями мультиметров. Оно связано с простым схемным решением метода измерения сопротивлений. При нём напряжение U_ref не фиксировано и зависит от значения измеряемого сопротивления, от которого напрямую зависит входное напряжение U_in [1]. Без увеличения постоянной времени R8C4 с ростом Uin выходное напряжение интегратора U_int [1] превышает максимальное значение 2 В и заходит в зону clipping (зону, где его дальнейший рост ограничен напряжением питания, в данном случае равном 3 В). С номиналами R8, С4, указанными на рис. 1, этого не происходит, и линейный режим интегратора гарантирован.

Рис. 2. Внешний вид доработанного варианта с установленными микросхемами ICL7136CPL и КР140УД1208

Источник

Чем отличаются дешевые мультиметры от промышленных

Tak Tsang, Agilent Technologies

Ни для кого не секрет, что электрические и механические перегрузки укорачивают жизнь портативного мультиметра. Но некоторые инструменты переносят плохое обращение намного более стойко, чем другие.

Ручной цифровой мультиметр (HHDMM) сегодня легко можно купить на eBay за 20 долларов, и даже дешевле. Но еще легче найти на Интернет форумах посты с плачем по поводу плохой точности и надежности таких мультиметров, если и не всех, то многих из них. Совершенно очевидно, что между приборами разных ценовых диапазонов должны быть существенные различия.

Предохранители в типичном промышленном мультиметре выбираются таких габаритов, которые исключали бы возможность возникновения дугового разряда при случайном замыкании (слева). В дешевых мультиметрах вы найдете лишь единственный предохранитель (справа), купленный в розничном магазине, и неспособный защитить схему от электрической дуги.

Пользователи, давно работающие с измерительными приборами, возможно, помнят времена, когда портативные мультиметры имели, в основном, аналоговые стрелочные шкалы. Сейчас они практически исчезли, и иногда встречаются лишь в изделиях нижнего ценового сегмента. Основным аргументом в защиту аналоговых шкал обычно была возможность удобного наблюдения за тенденциями в изменении измеряемого параметра. В последние годы этот аргумент звучит менее убедительно, поскольку возросшая скорость выборки мультиметров позволяет им точнее отслеживать динамику поведения входных величин. Однако главным недостатком стрелочных мультиметров является их входной импеданс, значительно более низкий, чем у цифровых приборов, из-за которого их точность оказывается намного хуже, чем у цифровых конкурентов.

Корпуса, в которые прячется электроника мультиметров, как правило, изготавливаются из ABS пластика, и могут считаться относительно долговечными. Однако их конструкция очень сильно зависит от цены прибора. Наименее дорогие мультиметры часто выпускаются в простых прямоугольных корпусах, поскольку затраты на изготовление пресс-форм для них минимальны. Сложные контуры корпусов увеличивают начальную стоимость пресс-форм, но изготовители мультиметров считают это оправданным компромиссом.

Скругление углов корпуса – лишь одна из многочисленных стратегий защиты от неизбежных падений и ударов. Например, второй уровень защиты мультиметра U1273A обеспечивается многослойным литьем, создающим второй слой корпуса из упругой, напоминающей резину пластмассы PC/ABS, закрывающий те поверхности, вероятность подвергнуть ударам которые особенно высока. Этот второй текстурированный слой, в сочетании с «приталенной» формой, образуют корпус, очень удобно лежащий в руке. Промышленные мультиметры конструируются таким образом, чтобы без повреждений выдерживать падение под любым углом с высоты 1 м на поверхность из твердой древесины, как это предписывается спецификацией IEC 61010. В некоторых приборах меньшего размера используется более дешевый способ защиты от падений: сделанные из эластичной пластмассы обтягивающие хольстеры.

В дешевых мультиметрах обычно используются ЖК-индикаторы (слева). Промышленные приборы могут выпускаться с индикацией на матричных OLED (справа), способных отображать более детальную информацию.

Изучив, как собираются корпуса недорогих мультиметров, вы обнаружите, что в большинстве случаев они состоят из двух половинок, скрепленных саморезами. Проблема в том, что элементы питания и предохранители находятся внутри прибора. Периодическое вскрытие корпусов для их обслуживания может стать утомительным. В устройствах класса High-End, таких, как U1273A, используются отдельные батарейные отсеки с индивидуальной крышкой и кольцевым уплотнением, которые фиксируются винтом для металла. Это позволяет в условиях пыли и влаги промышленной атмосферы обеспечить мультиметру защиту уровня IP54. Однако встречаются подобные мультиметры не очень часто.

Дисплей и АЦП

В простейших мультиметрах используются 3½-разрядные жидкокристаллические (ЖК) дисплеи. Каждая цифра состоит из семи сегментов, образуя привычную восьмерку. Приборы с расширенным набором функций имеют дополнительные элементы индикации, отображающие единицы измерения, вид напряжения (переменное или постоянное) и т. д. Фактически, каждый изготовитель заказывает ЖК-индикаторы c собственной конфигурацией элементов, не все из которых могут отображаться в более дешевых моделях.

Но, несмотря на постоянное совершенствование технологии ЖК-индикаторов, они по-прежнему имеют плохой контраст, небольшой угол обзора, и становятся инерционными в холодную погоду. Дешевизна и малое потребление мощности – единственные причины, побуждающие изготовителей идти на компромисс, устанавливая ЖК-индикаторы в свои приборы.

В промышленных мультиметрах, таких как Agilent U1273A, батареи и предохранители находятся под отдельной крышкой. Дешевые мультиметры нередко заставляют пользователей для смены батарей или предохранителей полностью разбирать весь корпус.

Не во всех мультиметрах используются ЖК-индикаторы. Например, в приборе Agilent U1273A установлен матричный OLED дисплей с разрешением 128 × 64 точек. OLED отличаются исключительно высоким уровнем контраста, позволяющим считывать показания из противоположного конца помещения, и большим углом обзора, достигающим 160°. И, кончено же, матричные дисплеи могут отображать любую информацию, а не только цифры.

Сердцем мультиметра является аналого-цифровой преобразователь (АЦП). АЦП, появившиеся еще в первых мультиметрах начала 1970-х годов, вы можете обнаружить в некоторых приборах и сейчас, 40 лет спустя. Многие радиолюбители до сих пор используют микросхему Intersil ICL7106 – недорогую, простую в обращении и легко встраиваемую в любую схему. В ICL7106 содержится один АЦП двойного интегрирования и схема управления 3½-разрядным дисплеем, неторопливо обновляющая показания с темпом 2 отсчета в секунду. Не многие электронные приборы имеют такую многолетнюю историю.

В современных высококачественных цифровых мультиметрах используются АЦП намного более совершенные и быстрые, чем микросхема Intersil, способные решать множество задач. Как правило, это 24-битные дельта-сигма преобразователи, привлекательные сочетанием невысокой цены и хорошей точности. 24-битные устройства позволяют отображать максимальное число 30,000, обновляемое со скоростью 7 отсчетов в секунду, в то время как показания аналоговой шкалы одновременно могут регенерироваться 50 раз в секунду.

Разумеется, для АЦП с более высоким разрешением требуются и более качественные источники опорного напряжения, а также прецизионные матрицы входных делителей. Совокупность всех схемных решений намного улучшает метрологические характеристики мультиметров. Быстродействия этих АЦП достаточно для выполнения различных дополнительных функций, таких как измерение частоты, преобразование среднеквадратичного значения, автоматический выбор диапазона измерений и контроль температуры.

Любительский мультиметр на основе микросхемы 7106 мало пригоден для исследования схем с микропроцессорами. Но в современных приборах содержатся контроллеры достаточной производительности, чтобы обрабатывать большие потоки данных измерений. Оснащенные более мощными контроллерами, современные мультиметры способны решать задачи абсолютно недоступные дешевым моделям. Среди таких задач может быть автоматическая коррекция блуждающих напряжений, порождаемых токами утечки или термо ЭДС, измерение уровня гармоник, отображение результатов в дбВ или в дБм относительно опорного резистора, выбираемые масштабные коэффициенты для считывания показаний датчиков K или J термопар, синхронизируемая событиями регистрация данных с автоудержанием и многое другое.

Нельзя забывать и о такой важной характеристике, как временной дрейф параметров. Просмотрев спецификации недорогого мультиметра, скорее всего, вы не обнаружите никаких упоминаний о том, как долго прибор сохраняет первоначальные настройки. Хотя, даже в дешевых приборах предусмотрены средства повторной калибровки. Как правило, это подстроечные резисторы на печатной плате, использовавшиеся при первоначальной установке параметров на выходе из производства. Проблема в том, что средняя стоимость поверки и калибровки прибора в аккредитованной лаборатории зачатую превышает стоимость самого устройства.

В отличие от любительских, промышленные мультиметры, такие как U1273A, рассчитаны на годичный калибровочный цикл, в полном соответствии со стандартной отраслевой практикой. В приборе нет никаких подстроечных потенциометров. Все калибровки выполняются программно. Обмен информацией производится через ИК порт, расположенный на обратной стороне мультиметра. Весь процесс перекалибровки может быть автоматизирован.

Цепи защиты

Иногда мультиметры приходится использовать в опасных условиях. Самый распространенный случай – измерения в промышленных силовых схемах, энергии которых достаточно для возникновения электрической дуги, представляющей угрозу для здоровья и жизни. Представьте, что оператор по ошибке вставил контакты щупов в гнезда для измерения тока, а не напряжения. В промышленной сети это может стать причиной замыкания, последствия которого будут смертельными. В коммерческом и жилом секторе защиту в такой ситуации обеспечили бы автоматические размыкатели цепи, однако в промышленных установках размыкатели и предохранители рассчитаны на несоизмеримо более высокие уровни энергий, и служить защитой от случайного замыкания щупами мультиметра не могут. Это значит, что защитить пользователя может только мультиметр.

Современные ручные цифровые мультиметры устроены примерно так, как показано на этой блок-схеме. Но одними из важнейших характеристик мультиметров являются их эргономичность и безопасность. На блок схеме эти функции не отражены.

Надлежащим образом сконструированный мультиметр имеет высокоимпедансный вход с защитой от напряжений высоких энергий. А в батарейном отсеке приборов, подобных U1273A, можно увидеть два специальных предохранителя, каждый из которых защищает одно из двух гнезд, предназначенных для измерения силы тока. Изготовители предохранителей разрабатывают их специально для таких задач. Они достаточно малы, чтобы поместиться внутри прибора, но способны разорвать электрическую дугу с током до 10,000 А. Это специальные предохранители, и цена их весьма высока. Заменять их дешевыми аналогами категорически запрещено. В любительских мультиметрах подобной защиты нет. По этой причине любительские мультиметры никогда не должны использоваться для проверки промышленного оборудования.

Случайные короткие замыкания – не единственная опасность, от которой должен защищать цифровой мультиметр. Не менее неприятны короткие броски напряжения амплитудой в несколько тысяч вольт, длящиеся в течение единиц миллисекунд. Самыми распространенными источниками таких всплесков являются грозовые разряды. При столь высоком напряжении эти всплески легко могут вызвать возникновение дуги между двумя расположенными рядом металлическими поверхностями. Проблема в том, что в отличие от простого статического разряда, всплеск напряжения на промышленном источнике питания затухает не сразу. Повышенное напряжение в линиях промышленной сети может сохраняться и после прекращения разряда. В воздухе достаточно проводящей плазмы для возникновения дуги, энергия которой, в свою очередь, порождает еще больше плазмы, поддерживающей разряд.

Небольшие размеры корпусов мультиметров создают большие сложности разработчикам, которые должны расположить металлические поверхности как можно дальше друг от друга. Стандартом IEC определены минимальные длины путей утечки по поверхности и между контактами печатной платы, но для промышленных, коммерческих и домашних схем эти нормы различны. Любительские мультиметры не отвечают тем требованиям стандарта, которые соблюдены в промышленных приборах. Требования к длине путей утечки косвенно определяют минимальные размеры корпусов. Именно этим и объясняется, почему размеры современных мультиметров практически не отличаются от выпускавшихся в 1970-е годы.

Перевод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман

Источник