История мультиметров
Первый стрелочный измеритель тока, называемый гальвонометром, был изобретен в 1820 году. С помощью моста Уитстона в сочетании можно сравнивать неизвестные измеряемые сопротивление и напряжение с известными напряжением и сопротивлением, а затем измерять соответствующие напряжение, ток, сопротивление. и т. д. Использование этого метода для измерения в лаборатории трудоемко и неудобно. Это устройство громоздкое и сложное, и его нелегко носить с собой.
▲ Гальванометр
Гальванометр может лишь приблизительно отразить наличие тока, но не может дать точное значение величины тока. Амперметр, использующий механизм активной катушки (механизм передачи Д'Арсонваля/Уэстона), может отображать величину тока.
Полая катушка, намотанная тонкой эмалированной проволокой, подвешена к магнитному полюсу постоянного магнита, и вращающий момент может быть создан после пропускания постоянного тока, чтобы заставить стрелку вращаться. Магнитное поле выполнено в виде круглого кольца, так что сила Ампера на токовой катушке не имеет ничего общего с углом, а тонкая металлическая пружинная проволока создает восстанавливающий момент, который делает угол между вращением указателя и ток, проходящий через катушку. пропорциональный. Этот механизм, известный как зубчатый механизм Д'Арсонваля, до сих пор широко используется в аналоговых электронных головках часов всех видов.
▲ Механизм передачи Д'Арсоналя
Амперметр на основе механизма с подвижной катушкой устраняет необходимость в мосте Уитстона для простого и удобного измерения тока. На этой основе, добавляя шунтирующее сопротивление, последовательное сопротивление и стабильный источник питания постоянного тока, можно измерять напряжение, ток и сопротивление различных диапазонов передач.
В 1820-х годах, когда ламповые устройства стали более широко использоваться, родился мультиметр. Говорят, что первый мультиметр в современном понимании был изобретен в 1920 году Дональдом Макайе, инженером британской почты. В его работе для поддержания средств связи необходимо непрерывно измерять напряжение, ток, сопротивление и т. д. в цепи. Он не мог смириться с необходимостью носить с собой несколько счетчиков одновременно, поэтому он разработал мультиметр, который может одновременно измерять напряжение, ток и сопротивление, который в то время назывался Avometer.
▲ Мультиметр Дональда Макади
В мультиметре Amvohm используется стрелочный амперметр с механизмом активной катушки, а также прецизионный делитель напряжения и шунтирующее сопротивление. Он использует переключатель передач и разъем для выбора категории измерения и диапазона процесса.
Макади передал разработанный им Avometer компании Automatic Winding and Electrical Equipment Company (ACWEEC, основанной в 1923 году), и в том же году он начал коммерческое производство и продажу. Avometer до улучшенной версии 8 может измерять только сигналы постоянного напряжения и тока.
В то время также был популярен вольтметр в виде карманных часов с металлическим корпусом, который был намного дешевле, чем Avometer. Его оболочка обычно подключается к отрицательной клемме счетчика. Хотя это упрощение было удобно для работы, оно также заставляло многих нерадивых электронщиков того времени страдать от ударов током.
Обычно такие часы относительно просты. Например, в руководстве указано только 33 Ом/В, циферблат часто бывает неравномерным, а винт регулировки нуля стрелки отсутствует.
▲ Вольтметр для карманных часов
Мультиметр стрелочного типа обычно должен поглощать определенный ток из измеряемой цепи для управления вращающейся катушкой, например полномасштабный 50-микроамперметр, широко используемый высокочувствительный измеритель. Во время измерения, если указатель полностью смещен, он должен продолжать получать 50 микроампер тока от тестируемой цепи, что повлияет на результаты измерения некоторых цепей с высоким импедансом, сделав считываемое значение ниже нормального значения.
Для увеличения входного сопротивления мультиметра необходимо использовать вакуумные лампы, и они называются ламповыми мультиметрами (ВТВМ, ВВМ). Этот электронный ламповый мультиметр обычно имеет входное сопротивление более 1 МОм. Он использует выходную цепь катодного повторителя вакуумной лампы (последовательная отрицательная обратная связь по напряжению) для увеличения входного импеданса, так что мультиметр не окажет значительного влияния на тестируемую цепь во время измерения.
▲ Мультиметр с вакуумной трубкой
До изобретения цифрового (интегрального) мультиметра схемы на аналоговых транзисторах с высоким импедансом или полевые триоды (FET) использовались для замены электронных ламп в мультиметрах. В современных цифровых мультиметрах используются интегральные схемы с высоким импедансом, входное сопротивление которых может соответствовать или превосходить оригинальные ламповые мультиметры.
▲ Современный цифровой мультиметр
В современные мультиметры добавлено множество дополнительных функций, таких как измерители децибел для измерения мощности, измерения емкости, коэффициента усиления триода, частоты, рабочего цикла, удержания дисплея и так далее. Зуммер на мультиметре может звучать при включении и выключении цепи измерения, обеспечивая быструю обратную связь.
