1- مولتی متر
این دستگاه به دو دسته ی مولتی متر آنالوگ یا عقربه ای و مولتی متر دیجیتالی تقسیم می شوند. همچنین این دستگاه در دو مدل مولتی متر رومیزی و پرتابل جهت کاربردهای مختلف تولید می شوند. گروه دیگری از مولتی مترها جهت اندازه گیری آمپرهای بالا با نام مولتی متر کلمپی شناخته می شوند.
نسل جدید این دستگاه اندازه گیری مولتی متر دیجیتال می باشد این دستگاه الکترونیکی برای اندازگیری کمیت های الکتریسیته ازقبیل اختلاف پتانسیل یا ولتاژ، مقاومت و جریان طراحی گردیده و مقادیر اندازه گیری شده را به صورت ارقام روی نمایشگر نشان می‌دهد.
1-1-کاربرد مولتی متر چیست؟
به وسیله مولتی متر می توان چندین کمیت الکتریکی از قبیل ولت، آمپر و اهم را اندازه گیری کرد. تست خازن با مولتی متر دیجیتال در بسیاری از مواقع قابل انجام است توسط مولتی متر های دیجیتالی پیشرفته میتوان مقدار فرکانس و میزان حرارت را نیز اندازه گیری کرد. اندازه گیری میلی آمپر، میکرو آمپر، تست دیود، تست اتصال و … از دیگر کاربرد مولتی متر دیجیتالی می باشند.
سرعت نمونه برداری لحظه ای در مولتی متر بسیار پایین می باشد بنابراین توانایی نمایش شکل موج را ندارند بدین منظور در برخی از نیازها از اسیلوسکوپ دیجیتال جهت مشاهده ولتاژ و تغییرات لحظه ای آن استفاده می گردد.
انواع مولتی متر های دیجیتال اتو رنج قادر به اندازه گیری ولتاژ از چند صد میلی ولت تا ۱۰۰۰ولت به صورت خودکار هستند و نیاز به تنظیم رنج دستی ندارند، طرز کار و نحوه تست قطعات الکترونیکی با مولتی متر دیجیتال بسیار ساده است فقط کافیست جهت تست ولتاژ AC رنج یاب را روی قسمت ولت AC و جهت تست ولتاژ DC رنج یاب را روی قسمت ولت DC قرار داد. همچنین جهت اندازه گیری کمیت های دیگر از جمله مقاومت یا آمپر باید نشانگر رنج را روی قسمت مربوطه قرار دهد. به این نوع مولتی مترها که به صورت خودکار تنظیم می شوند مولتی متر اتو رنج Auto Range می گویند.
2-1-مولتی متر دیجیتال چیست؟ فرق آن با آنالوگ
مولتی‌مترهای دیجیتال با بهره‌گیری از مدارهای الکترونیکی و پردازنده‌های ساده، انواع پارامترهای الکتریکی را اندازه می‌گیرند و بر روی نمایشگر ال‌سی‌دی نشان می‌دهند. اما مولتی مترهای قدیمی آنالوگ پارامترهای اندازه گیری شده را توسط میتر عقربه ای نمایش می دهند. تفاوت مولتی متر دیجیتال با آنالوگ فقط در نمایشگر نیست شاید بتوان گفت مهم ترین تفاوت در دقت اندازه گیری و تنوع امکانات در مولتی متر های دیجیتال نسبت به آنالوگ است.
مولتی متر دیجیتال به دلیل قیمت پایین، دقت بالا و کاربری آسانی که نسبت به مولتی متر آنالوگ دارد با استقبال فراوانی از سوی کاربران مواجه شده است. دقت اندازه گیری و همچنین سهولت کار با آن از ویژگی های مهم مولتی مترهای دیجیتال می باشد.
3-1-دقت دستگاه مولتی متر چقدر است ؟
تمام دستگاه های اندازه گیری دارای حدمجازی از خطا هستند، دقت یک دستگاه اندازه گیری بیان میکند که مقدار اندازه گیری شده تا چه حد با مقدار واقعی نزدیک است. معمولاً به جای مقدار واقعی از مقدار استاندارد استفاده می شود و دقت برحسب خطای دستگاه و به صورت درصد بیان می گردد.
مولتی متر های آنالوگ دقت استاندارد ۳% و درحالیکه نوع دیجیتال دقت استاندارد ۰٫۵% و در مولتی مترهای پیشرفته این مقدار کمتر است. خطا به صورت + و – بیان میشود. بعضی مولتی مترها دقت ۰٫۰۱% و در موارد خاص آزمایشگاهی مقدار دقت را کسری از میلیون نیز ارائه میگردند. لازم است بدانیم پایداری دقت مولتی متر در صورت کالیبره نمودن دوره ای آن حفظ می گردد.
4-1-حساسیت و امپدانس ورودی مولتی متر
به هنگام استفاده از مولتی مترها برای اندازه گیری ولتاژ باید امپدانس ورودی دستگاه نسبت به امپدانس مدار اندازه گیری شونده بسیار زیاد باشد در غیراینصورت ممکن است عملکرد مدار تغییر کرده و اندازه گیری دقیق نخواهد بود. مقدار امپدانس ورودی مولتی مترها معمولاً ۱تا ۱۰مگااهم می باشد.
حساسیت مولتی متر به صورت کمترین مقدار ولتاژ، جریان و مقاومت تعریف میشود که میتواند مقدار سنجش را تغییر دهد. برای نوع دیجیتال معمولاً کمترین ولتاژ به طور معمول چندصدمیلی ولت dc و یا ac است ولی کمترین محدوده جریان میتواند چندصدمیلی آمپر باشد.
5-1-روش اندازه گیری ولتاژ با مولتی متر
روش کار با مولتی متر دیجیتال و اندازه گیری ولتاژ متناوب و مستقیم بسیار آسان می باشد. ابتدا کلید چرخشی را در وضعیت ولتاژ قرار داده و سیم مشکی را به ترمینال منفی و سیم قرمز را به ترمینال مثبت وصل می کنیم باید توجه کرد سلکتور حتما در وضعیت ولتاژ با نماد Vdc برای ولتاژ مستقیم و Vac برای ولتاژ متناوب باشد حالا می توانید دکمه power دستگاه را روشن و اندازگیری را شروع کنید. لازم به یادآوری است جهت اندازه گیری ولتاژ می باید مولتی را بصورت موازی در مدار متصل کرد.
6-1-نحوه اندازه گیری جریان با مولتی متر
یکی از استفاده های رایج مولتی متر اندازه گیری جریان الکتریکی می باشد. یکی از نکات مهم در اندازه گیری جریان الکتریکی قرار گرفتن مولتی متر به صورت سری در مدار است جهت اندازه گیری جریان الکتریکی با مولتی متر، ابتدا ابتدا کلید چرخشی را در وضعیت جریان قرار داده و سیم مشکی را به ترمینال منفی و سیم قرمز را به ترمینال mA یا A وصل می کنیم. حالا می توانید دکمه power دستگاه را روشن و هر نوع اندازگیری را شروع کنید.
مقاومت درونی آمپرمتر بسیار ناچیز و قابل صرف نظر کردن است. جهت اندازه گیری جریان ( آمپر ) ، دستگاه آمپرمتر باید بصورت سری مطابق شکل زیر در مدارقرار گیرد.
7-1-اندازه گیری مقاومت الکتریکی با اهم متر
وسیله اندازه گیری مقاومت الکتریکی اهم متر نام دارد نمونه قدیمی آن عقربه ای یا آنالوگ و نمونه جدید آن اهم متر دیجیتال می باشد که معمولا جزئی از دستگاه مولتی متر می باشد. برای اندازه گیری مقاومت الکتریکی کمتر از یک اهم معمولا از میلی اهم متر و میکرو اهم متر استفاده می گردد.
اندازه گیری مقاومت الکتریکی با اهم متر خارج از مدار بسیار آسان است .جهت اندازه گیری مقاومت در مدار با اهم متر ابتدا باید بدانیم اهم متر چگونه در مدار قرار می گیرد؟ ابتدا کلید چرخشی را در موقعیت اهم متر قرار داده و پراب های آن را به دو سر مقاومت بصورت موازی، پس از اطمینان از قطع ولتاژ، در مدار وصل می کنیم. هنگامی که از مولتی متر غیر اتوماتیک استفاده می کنیم برای محافظت از آن باید ابتدا بیشترین ضریب رنج را انتخاب کنیم و اگر دقت اندازه گیری کافی نبود ضریب سلکتور را کاهش می دهیم. اگر مقدار کمیت مورد نظر بیشتر از ضریب سلکتور باشد حروف OL که از عبارت Over Load به معنای اضافه بار گرفته شده است روی صفحه نمایش نشان داده خواهد شد. برای اندازه گیری مقدار اهم مقاومت، باید پس از انتخاب رنج مربوط به مقاومت، سیم ها را به دو سر مقاومت وصل کرد و مقدار اندازه گیری شده را خواند. البته اگر مقاومت مورد نظر در مدار قرار دارد باید دقت نمود که این مقاومت با المان های دیگری موازی نباشد چون در این صورت مقدار مقاومت به طور صحیح بدست نمی آید.
8-1-تست دیود با مولتی متر
دیود یک قطعه الکتریکی است که جریان الکتریکی را تنها در یک جهت از خود عبور می دهد معمولا ولتاژ و جریان اضافی به دیود باعث اتصال کوتاه آن می شود. هنگام تست دیود با مولتی متر بهتر است دیود را از مدار جدا کنید. سلکتور مولتی متر را روی وضعیت ديود قرار داده و سپس پروب قرمز را به سر آند و پروب مشکی را به سر کاتد (نوارسفيد روی ديود نشانگر کاتد) وصل کنيد در اين حالت مولتی متر ولتاژ معینی بسته به نوع دیود را نشان می دهد. حال اگر جای پروب ها را عوض کرده و پروب مشکی را به آند و پروب قرمز را به کاتد ديود وصل کنيد در صورت سالم بودن دیود، مولتی متر مقدار بی نهايت را بصورت OL نشان می دهد.
توسط اهم متر نیز می توان خرابی دیود را مشخص کرد. چنانچه هنگام تست دیود، اهم متر مقدار صفر را از هر دو جهت نمایش دهد به معنی اتصال کوتاه بودن آن و چنانچه مقدار بی نهایت را نمایش دهد به معنی قطع بودن آن می باشد.
9-1-ویژگی های مهم مولتی متر های حرفه ای و پیشرفته
از مزایای مولتی مترهای حرفه ای دقت بالا، پایداری دقت در دراز مدت، پهنای باند وسیع اندازه گیری، امپدانس ورودی بالا، ثبت و نمایش مقادیر اندازه گیری شده یا دیتالاگر Data Logger و قابلیت اتصال به کامپیوتر جهت ذخیره نمودن و بررسی مجدد می توان نام برد. امکان ثبت داده‌ها به کاربر اجازه می‌دهد که داده‌های اندازه گیری شده از یک مورد خاص را ثبت و دسته بندی کند و سپس نمودار‌ها و آمار بسیار دقیقی از تغییرات مختلف برای شما ترسیم کند که برای آنالیز و نتیجه گیری بسیار موثر و مهم است.
10-1-تفاوت مولتی متر RMS و True RMS چیست؟
همانطور که می‌دانید مولتی مترها و آمپرمترهای دیجیتالی رایج در بازار بر اساس میانگین‌گیری از نمونه‌های متعدد جریان و ولتاژ، خروجی را نمایش می‌دهند. بنابراین اگر ولتاژ و جریان ما نوسان زیادی داشته باشد یا شکل موج خروجی دچار اعوجاج شود، روش میانگین‌گیری یا RMS روش دقیقی محسوب نمی‌شود. این وضعیت در مواجهه با بارهای غیرخطی در مواردی چون مصارف الکترومکانیکی، صنعتی، برق‌های ولتاژ بالا و روشنایی ساختمان‌ها دیده میشود.
برای حل این موضوع مولتی مترهای True RMS تولید شده اند که با اندازه‌گیری و محاسبه مقدار RMS واقعی جریان یا ولتاژ (Vrms=1.11 x Vavg ) ، به ما نتایجی به مراتب دقیقتر از انواع معمولی بدهند. مولتی مترهای RMS واقعی معمولا گرانتر از معمولی می باشند.
در سیستم هایی مانند درایورهای سرعت متحرک، کنترلرهای موتور، کنترلرهای بورد، سیستم‌های ولتاژ پایین، دیمرهای کنترل فاز، منابع تغذیه، موتورهای صنعتی، مولتی متر با قابلیت True RMS بسیار قابل استفاده می باشد. در انتها میتوان گفت RMS واقعی یکی از قابلیت های بهترین مولتی متر دیجیتالی می باشد.
11-1-ویژگی های بهترین پراب مولتی متر چیست؟
یکی از نکات مهم جهت اندازه گیری دقیق و ایمن استفاده از پراب مولتی متر استاندارد می باشد. پراب مولتی متر دارای ویژگی های ولتاژ و جریان مشخصی است. مقاومت عایقی مناسب روکش پراب مولتی متر یکی دیگر از نکات مهم ایمنی برای کاربر می باشد. مهمترین ویژگی پراب مولتی متر خوب و مرغوب علاوه بر مقاومت عایقی روکش آن داشتن نشان استاندارد ایمنی CE و CAT III 1000 V, 10 A rating. UL listed می باشد. کاربرد انواع پراب مولتی متر مانند پراب مولتی متر سوزنی جهت تست قطعات smd و پراب مولتی متر هایولتاژ جهت تست ولتاژ بالا می باشد.
همانطور که می دانید توسط پراب های استاندارد مولتی متر نمی توان بیشتر از ۱۰۰۰ ولت را اندازه گیری نمود چنانچه نیاز به تست ولتاژ بیشتر داشته باشیم باید از پراب تضعیف کننده و یا مقسم ولتاژ ۱ به ۱۰۰ یا بیشتر استفاده نماییم.
12-1-نحوه استفاده از مولتی متر و نکات ایمنی
دستگاه را با احتیاط جابه جا کنید و از وارد آمدن ضربه به دستگاه و یا سقوط آن جلوگیری کنید.
اگر قصد داشتید اختلاف پتانسیل یا ولتاژ را اندازه گیری کنید مولتی متر را به صورت موازی بین دو نقطه از مدار قرار دهید.
اگر قصد داشتید شدت جریان الکتریکی را اندازه گیری کنید مولتی متر را به صورت سری در مدار قرار دهید.
هنگام اندازه گیری مقاومت الکتریکی جریان برق را قطع کنید ، در غیر این صورت به دستگاه آسیب می رسد.
پیچ تنظیم صفر مولتی متر آنالوگ را نباید دستکاری کرد، چرا که این قسمت بسیار حساس است و امکان دارد فنر مربوط به آن قطع شود و دستگاه خراب شود.
لازم به تذکر است روی دسته سلکتور نشانگری وجود دارد که تعیین کننده دامنه کاری در اندازه گیری های شما است.
چرخاندن سریع کلید سکتور برای دستگاه ضرر دارد.
2- LCR متر
دستگاه LCR متر ابزاری ست که می تواند با دقت و سرعت بالایی میزان ظرفیت خازن، مقاومت الکتریکی و اندوکتانس سلف را مشخص کند. از lcr متر با عنوان سلف سنج , خازن سنج و اهم سنج نیز یاد می کنند.
این تجهیز الکترونیکی چند کاره برای کسانی که سر و کارشان با قطعات الکترونیکی می باشد بسیار ضروری است و باتوجه به ابعاد کوچک، کاربری آسان و باتری قابل شارژ (در مدل های دستی خود) به ابزار محبوب آزمایشگاه های الکترونیکی تبدیل شده است.
1-2-LCR متر آنالوگ
دستگاه های مولتی متر و LCR متر قدیمی به صورت آنالوگ بودند. به این معنا که صفحه ای مدرج به مقادیر محدودی از ظرفیت ها برای کاربر وجود داشت و یک عقربه متحرک با دقت نسبتا پایین مقدار اندازه گیری شده را نمایش می داد.
البته این مدل قدیمی قیمت پایین تر، مصرف کمتر و ساختمان داخلی ساده تری نیز داشت به طوریکه اولا نیازی به مبدل آنالوگ به دیجیتال نداشت و دوما فقط از مقادیر محدودی از مقاومت و خازن و سلف پشتیبانی می کرد. همچنین به سلف سنج و خازن سنج در آزمایشگاه ها معروف بودند.
2-2-LCR متر دیجیتال
در مدل های جدیدتر که دیجیتال هستند صفحه مدرج جای خود را به صفحات LCD داده است. همچنین محدودیت ها برای اندازه گیری ظرفیت خازن، مقاومت و اندوکتانس سلف برداشته شده و با استفاده از مبدل های آنالوگ به دیجیتال داخلی می توان هر المانی را به آن متصل کرد و مقدار اندازه گیری شده را همراه با یکای آن در صفحه LCD مشاهده کرد. این مدل از سرعت و دقت بسیار بالاتری برخوردار است.
3-2-نحوه عملکرد LCR متر
می دانیم که مولتی متر ها دستگاه هایی هستند که از طریق بایاس DC و اعمال ولتاژ به دو نقطه اندازه گیری شده بصورت سری یا موازی، می توانند پارامتر های مختلفی را برای ما اندازه گیری کنند. به دلیل ولتاژ DC، مولتی متر نمی تواند امپدانس را محاسبه کند و بر اساس تکنیک محاسبه زمان شارژ و دشارژ خازن به ما ظرفیت خازن را نشان می دهد.
اما در دستگاه های LCR متر دیجیتال با استفاده از تکنیک ولتاژ AC و محاسبه امپدانس، به دقتی ده برابر بیشتر از مولتی متر های دیجیتال رسیده ایم. تکنولوزی ساخت در LCR متر ها براساس اعمال ولتاژ AC میباشد و از این طریق امپدانس و زاویه فاز بین ولتاژ و جریان را محاسبه می کند تا پس از آن بتواند اندوکتانس و ظرفیت خازن را به دست آورد. یک LCR متر معمولا ۳ خروجی جهت اندازه گیری قطعات و یک خروجی برای کالیبراسیون دارد تا خطا را کاهش دهد و دقت خوبی به کاربر ارائه دهد.
4-2-نکات مهم جهت انتخاب دستگاه LCR متر
1-4-2-فرکانس تست
یکی از پارامتر های مهم خازن سنج در اندازه گیری ظرفیت خازن ، فرکانس آن است. بنابراین یک دستگاه LCR متر باید بتواند از فرکانس های پر کاربرد و متنوع پشتیبانی کند. اغلب مدل های دستی می توانند فرکانس های ۱۰۰ ، ۱۲۰ و ۱۰۰۰ هرتز را پشتیبانی کنند. معمولا lcr مترهای رومیزی توانایی تست با فرکانس های بالاتر را دارا می باشند.
2-4-2-پارامترهای قابل اندازه گیری
اما کاربرد LCR متر وقتی مشخص می شود که دقیق تر با پارامتر هایی که می تواند برای ما اندازه بگیرد آشنا شویم. هر LCR متر پارامتر های (L)اندوکتانس سلف، (C) ظرفیت خازن و (R) مقاومت الکتریکی را به عنوان اهداف اساسی خود اندازه می گیرد. از دیگر قابلیت های این دستگاه می توان به اندازه گیری پارامتر هایی همچون (Q) ضریب توان ، (D) ضریب اتلاف، سوسپتانس (بخش موهومی ادمیتانس)، کنداکتانس (هدایت الکتریکی) و اندازه گیری ESR خازن (بخش حقیقی امپدانس) اشاره کرد.
3-4-2-قابلیت اندازه گیری خودکار
LCR متر هایی که از قابلیت اندازه گیری خودکار Auto Measurements بهره می برند بلافاصله پس از اتصال قطعه به دستگاه، میتوانند نوع قطعه را شناسایی کنند و مقادیر مورد نظر را اندازه گیری و نمایش دهند. برای مثال کافیست یک سلف به آن متصل کنید تا عبارت L در نمایشگر ظاهر شود و عدد اندوکتانس به همراه یکای آن در صفحه نمایش LCR متر خودنمایی کند.
3-تستر هوشمند قطعات SMD
MS8910 یک ابزار کاربردی برای افرادی است که با قطعات SMD سروکاردارند که توسط آن می توانند علاوه بر تست قطعات الکترونیک SMD مانند دیود ، مقادیر قطعات SMD مانند مقاومت را نیز اندازه گیری نمایند. این ابزار اندازه گیری دارای دو بازو می باشد که با قرار دادن قطعه SMD در بین آن، قطعه مورد نظر تست و یا مشخصه آم اندازه گیری می شود.
ویژگی های این ابزار اندازه گیری به شرح زیر می باشد:
- صفحه نمایش قادر به نمایش 4 رقم
- دارای رنج اندازه گیری وسیع و اتوماتیک ASuto Range
- قابلیت اندازه گیری مقدار مقاومت و ظرقیت خازن
- قابلیت تست اتصال کوتاه و تست دیود
- دارای کلید Hold برای حفظ نتیجه اندازه گیری
- دارای بدنه پلاستیکی و مقاوم در برابر حرارت
- قابلیت خاموش شدن خودکار