Введение в структуру и принцип работы аналоговых мультиметров
Головка мультиметра стрелочного типа представляет собой амперметр постоянного тока, поэтому измеренные сопротивление, напряжение и ток необходимо преобразовать в ток, возбуждающий амперметр через внутреннюю цепь мультиметра. Внутреннее устройство амперметра показано на рисунке, а его индикаторная часть предназначена для соединения катушки, намотанной в магнитном поле, со стрелкой. Когда ток течет по проводу, катушка будет вращаться.
Когда ток протекает через катушку и вращает ее, угол поворота пропорционален величине тока. Согласно правилу левой- электромагнитной индукции, когда ток протекает через проводник, находящийся в магнитном поле, на проводник будет воздействовать электромагнитная сила и он будет двигаться. На основе этого принципа был разработан амперметр.
1. Структура внутренней цепи стрелочного мультиметра:
Стрелочный мультиметр в основном использует чувствительный магнитоэлектрический амперметр постоянного тока в качестве измерительной головки. Когда через головку счетчика проходит небольшой ток, появляется индикация тока. Кроме того, мультиметр оснащен шунтом (для расширения диапазона измерения тока), умножителем (для расширения диапазона измерения напряжения), выпрямителем (для преобразования переменного тока в постоянный), аккумулятором (для обеспечения питания для измерения сопротивления) и функциональными ручками. На следующей схеме показана схема мультиметра стрелочного типа.
2. Принцип работы стрелочного мультиметра
При использовании стрелочного мультиметра для измерения сопротивления, тока и напряжения внутренняя структура схемы мультиметра соответствующим образом изменится. Состояние внутренней цепи стрелочного мультиметра при обнаружении напряжения постоянного тока показано на следующем рисунке. Из рисунка видно, что когда мультиметр находится в диапазоне 100 В, внутреннее сопротивление измерителя представляет собой сумму трех резисторов и сопротивления головки измерителя, которое составляет около 2 МОм, что эквивалентно 2 кО/В. Видно, что внутреннее сопротивление мультиметра очень велико и в целом не влияет на измеряемое напряжение во время измерения. Ток, протекающий в мультиметр при измерении напряжения, очень мал.
При обнаружении переменного напряжения, как показано на внутренней принципиальной схеме стрелочного мультиметра, переменное напряжение подается между двумя клеммами мультиметра, а внутри счетчика устанавливается мостовая выпрямительная схема для преобразования сигнала переменного тока в постоянный ток перед включением измерительной головки.
Состояние внутренней цепи стрелочного мультиметра при обнаружении сопротивления показано на схеме. При измерении сопротивления необходимо использовать батарейку внутри мультиметра для подачи тока на резистор. После прохождения через резистор ток, проходящий через мультиметр, будет больше, когда значение сопротивления маленькое, и меньше, когда значение сопротивления велико. Мультиметр также имеет шунтирующий резистор, который делает ток, протекающий через амперметр, пропорциональным измеренному значению сопротивления. Угол отклонения стрелки амперметра соответствует значению измеряемого сопротивления.
