1 Сурет – цм 1 сурет. Қарапайым құрылымдық сұлбасы
Нақты өлшеу режимдері ауыстырғыш тұрған қалыппен анықталады: SW1, SW2 және SW3. Кернеулерді өлшеуде SW3 ауыстырғышы ашық, ал SW1 және SW2 жоғарғы (тұрақты кірістік кернеуде) немесе төменгі (айнымалы кірістік кернеуде) қалыпқа қойылады. Кедергіні өлшегенде кедергі ауыстырғышы R/U_ тұрақты кернеуге қосылады (SW1 және SW2 ауыстырғыштары төменгі қалыпқа қойылады, ал SW3 ауыстырғышы жабық.
Токты өлшеу режимінде ішкі шунт қолданылады (Rш аз кедергілі нақты резистор). Сонымен қоса SW3 ауыстырғышы жабық Rш резисторы арқылы ағатын өлшенетін ток түсетін токқа пропарционалды кернеуді түзеді. Егер кірістік ток тұрақты болса, онда SW1 және SW2 ауыстырғыштары жоғарғы қалыпқа қойылады, ал егер де кірістік ток айнымалы болса, онда SW1 және SW2 ауыстырғыштары орташа қалыпқа қойылады.
СМ құрылымы сыртқы құрылғылармен интерфейстік түйіндермен байланыста бола алады.
Басқа СӨҚ сияқты қазіргі СМ-ді екі топқа (саны мен сапасы бойынша қатты ерекшелінетін) бөлуге болады:
автономдық – экспресс-өлшеу бойынша салыстырмалы қарапайым, арзан, кішкентай және көпшілік құрылғы);
жүйелік – әртүрлі басқару жүйелерінде және өлшеу-есептеу жүйелерінде қолданылатын күрделі, презиционды, немесе жылдам өлшейтін, қымбат құрылғылар.
Қазіргі кезде техникалық өлшеу практикасында ең көп таралған бірінші топтың СМ – экспресс-өлшеуге арналған тасымалданатын, компакты (Hand-Held – қолда ұсталатын) және миниатюрлі (Pocket Size – қалталы) мультимерлер. Олар пішіндері аз габоритті және массалы; өлшеудің кең диапазонында бірнеше әртүрлі шамаларды өлшеуге мүмкіндік береді; сезімтал және нақты мәнді береді. Бұл құрылғыларда эксплуатациялық сипаттамалары жақсы, автономды ток көзі, қолдануда қолайлы, сенімді және қарапайым. Көптеген қазіргі СМ өлшеудің диапазоны мен полярын автоматты таңдауды қамтамасыз етеді.
Кең қолданылатын мультиметрдің өлшеуіне келесілер жатады: тұрақты және айнымалы кернеу, тұрақты және айнымалы ток, тұрақты токтағы кедергі. Өлшенетін негізгі шамалардың диапазоны мынандай:
-кернеу (тұрақты немесе айнымалы ток) – милливольттан киловольтқа дейін;
-ток (сыртқы шунтсыз немесе ток трансформаторларынсыз) – ондаған миллиамперден ондаған амперге дейін;
-кедергі – ом бөліктерінен ондаған мегаомға дейін.
Кейбір модельдер қосымша мүмкіндіктерге ие, мысалы, температураны стандартты емес термопаралармен өлшеу; электр сиымдылығын өлшеу; жиілікті және периодты сигналдың саңылауын өлшеу; жартылай өткізгіш құрылғылардың режимін тексеру; тізбектің «прозвонки» режимі және т.с.с.
СМ (әртүрлі СӨҚ) әртүрлі модельдерінің нақтылық класстары жалпы жағдайда әртүрлі беріледі. Көбінесе негізгі абсолютті және қатыстық ауытқуының шекті мәндері қолданылады. Қалыпты СМ нақтылық мәндері 0,1 –ден 5,0% (мүмкіндігіне, өлшенетін құрылғыларына, диапазонына, құрылғы бағасына тәуелді) диапазонында жатады. Рұқсат етілген мүмкінділігі R: 1 :200-ден 1:20 000 дейін. Құрылғы массасы: 100 г... 1 кг.
2 М-830В қолға ұсталатын кіші габотитті мультиметр
Біздің елімізде және бүкіл әлемде де танымал мультиметр - бұл М830В (2 сурет). Құрылғы жиырма шақты әртүрлі сауда маркаларымен әртүрлі региондар мен елдерге арналып шығарылады, бірақ ішкі құрылысы бірдей. Тәжірибеде М830В өзін сенімді етіп көрсетті. Бұл мультиметр нақты және әртүрлі өлшеулерді жүргізе алмайды, бірақ тұрмыстық жағдайда қолайлы және арзан. Саудада кең таралған жаңа моделі – М830SB (2 сурет). ОЛ алдынғысынан 1,5 есе жеңіл, бірақ дәл сондай мүмкіндіктерге ие. М830В мультиметрі тұрақты кернеу мен токты, айнамалы кернеуді, кедергіні, транзисторлардың ток өткізуінің статикалық коэффициентін өлшеуге арналған. Өлшеу қорытындылары 3 ½ разрядты өлшемді сұйық кристалды индикаторда көрсетіледі. Құрылғы автоматты түрде өлшенетін кернеу мен токтың полярлығын анықтайды. Секундына 2-3 өлшеу орындалады. Өлшенетін шамаларды және өлшеу шегін таңдау орталық ауыстырғышпен қолмен ауыстырылады – мультиметр үшін классикалық компоновкамен. Құрылғы 0 ден 40С дейінгі температура диапазонында жұмыс істейді.
Бұл құрылғының негізі болып екілік интегралды жұмыс істейтін сандық – аналогтық ауыстырғыш болып табылады. Толық аналог мамандарға ИМС 572ПВ5 белгілі. Берілген микросхеманың ерекшелігі – кірістік сингалдарда және кернеулерде диффиренциалды кірістің болуы. Бұл арқылы микросхемаға жалғанбаған кернеуді өлшеп, сигнал тізбектерінде симфазды кедергілерді жояды. Басқа артықшылығы болып өзінің кернеу көзінің болуы. Бұл арқылы құрылғы сұлбасы жеңілдеп, бағасы арзандайды. Мультиметр сұлбатехникасы классикалық сұлбасы бойынша ИМС қолданумен (4 сурет) бір нақты резистік бөлгішпен R1, R2, R3, R5, R7, R10, R11, R15, R16 резисторлы барлық өлшеу режимінде құрылған. R12, R13 резисторлары ғана ерекше, себебі олар тек токты өлшеу режимінде шунт тәрізді өлшеудің белгілі шеттерінде қосылады. Ол құрылғының бағасын арзандатса да мамандарға ауыстырғыш режимін және өлшеу шектерін күрделендірткізеді. Сондықтан ондай құрылғыларда көп позициялық ауыстырғыш (3 сурет) болады. Ол өлшеу шектерін орнатудан басқа, өлшенетін шамаларды да таңдайды. Ауыстырғыш конструкторы мультиметрдің негізгі платасында 11 басылған шеңберлі жолдардан құрылады. Сұлбадан көрініп тұрғандай ішкі екі жол (шартты 1 және 2 жолдар) ток көзін өшіреді. 3 суретте ауыстырғыш өшірілген қалыпта бейнелегенден. 3, 4 жолдар индикатор разрядтары арасындағы нүктелерді қосуды басқарады. Бұл үшін VT2 ... VT4 транзисторлары қолданылады. R1 ... R11, R15, R16 резисторлары жоғарыда аталғандай, кернеуді, токты және кедергіні өлшегенде кірістік бөлгішті қамтамасыз етеді. Тұрақты және айнымалы кернеуді өлшеу режимінде бұл бөлгіш 10 және 11 жолдардың сегменттері үстінгі жартысында қосылуымен R29 резисторы арқылы АЦП (31) кірісіне жалғанады. Мұнда VD1- 9 және 10 жолдар төменгі сегменттерін коммутациялайтын және айнымалы кернеу мен токты өлшеуде жұмыс атқаратын бірлі жарымпериодты түзеткіш. Кернеу мен токты өлшеуде 35 ИМС жермен (6 мен 7 жолдар) және қорғаушы диод қосылмаған VT1 транзисторы қосылады. Ол кедергіні өлшеуде және жартылайөткізгіштерді тестілегенде шамадан көп жұмыс істеуден қорғайды. Токты өлшегенде шамадан көп жұмыс істеуден F1 сақтаушысы қорғайды. Сұлбадағы жалғыз реттейтін элемент – кернеу көзін реттеуді болдыратын, сонын арқасында өлшеудің ауытқуын азайтатын R22 резисторы. Тұрақты токта кедергіні өлшеу, АЦП (шеттері 1,32) (4 сурет) тұрақты ток генераторы қамтамасыз ететін, берілген ток өткенде өлшенетін кедергіде кернеудің төмендеуін өлшеу стандартты сұлба бойынша орындалады. Бөлгіш ретінде резистордың комментациялық жиынтығы қолданылады.
Ток транзисторды бойынша статикалық коэффициентті беруін өлшеу белгіленген мәнді базалық токпен (R6, R8 - 220 кОм-нан) коллекторлық токты өлшеумен орындалады. Әртүрлі өткізгішті транзистордың параметрлерін өлшеу кернеу көзінің полярлығын коммутациялаумен қамтамасыз етіледі. Мультиметр пластмассалы корпустан жасалған. Құрылғының өлшеу тізбегінде қосылыстарды азайту үшін оның артқы қақпағы алюминилік экраннан тұрады. Құрылғының барлық сұлбасы, ауыстырғышымен қоса, бір баспа платасынан тұрады. Индикатор баспа платасымен токты өткізетін резина арқылы контактілейді. Индикатор платаға ілгіштері бар пластмассамен бекітіледі. Батареяларын ауыстыру үшін бүкіл корпусты бөлшектеу керек. Разрядталған батарейкамен өлшеулер жүргізу құрылғының сынуына әсерін тигізеді. Бұл жағдай көп кездеседі, себебі құрылғыны автоматты түрде өшпейді. Кірісінде жұмыстың шектен тыс асуы да сынуға әкеледі. Оның себебі, мысалы, ток өлшейтін режимді орнатып, үлкен кернеуді өлшеу. Екі жағдай да АСТ-тің істен шығуы байқалады. Сонымен қатар эксплуатацияда өлшеу тізбегінен өшірмей, өлшей шектері мен режимдерін ауыстыру құрылғыға теріс әсерін тигізбей қоймайды. Бұл жағдайда құрылғының басылған жолдары жанып кетіп, жөндеуге келмейтіндей күй кешеді. Ол ауыстырғышы бар құрылғылардың бәрінің жетіспеушілігі болып саналады.
