ปุ่มหมุนมัลติมิเตอร์ทำหน้าที่อะไรภายใน

ทุกคนที่เคยใช้มัลติมิเตอร์นั้นคุ้นเคยกับวงแหวนเหล่านี้ ตำแหน่งของแป้นหมุนจะระบุช่วงสูงสุดของปริมาณที่สามารถวัดได้

แต่ทำไมเราต้องปรับช่วงสูงสุดด้วยตนเอง จะเกิดอะไรขึ้นภายในมัลติมิเตอร์เมื่อมีการปรับหมุนหน้าปัดพูดตั้งแต่ 20V ถึง 200V? หากเรามีปุ่มหมุนบน 20V และแรงดันไฟฟ้าที่วัดได้คือ 50V เหตุใดมิเตอร์จึงไม่สามารถวัดได้ ฉันไม่ค่อยมีความรู้มากนักเกี่ยวกับการทำงานภายในของมัลติมิเตอร์ แต่ฉันเข้าใจว่าแรงดันไฟฟ้านั้นวัดได้ด้วยการปล่อยกระแสไฟฟ้าที่น้อยมากผ่านมิเตอร์และวัดสนามแม่เหล็ก แต่ทำไมมิเตอร์ถึงไม่สามารถปรับช่วงได้เอง

แก้ไข: ฉันรู้ว่ามีอยู่ autoranging เมตร แต่ฉันสนใจในการรู้ว่าทำไมคนอื่น ๆ จะต้องมีการปรับตนเอง

ภาพนี้ ( แหล่งที่มา ) ควรจะบอกคุณทั้งหมดที่คุณต้องรู้เกี่ยวกับวิธีการทำงาน มีหน้าสัมผัสที่ปัดน้ำฝนบนแป้นหมุนดังที่แสดงไว้ที่ด้านล่างซึ่งคู่กับแผ่นอิเล็กโทรดบน PCB ของมิเตอร์

แผ่นเหล่านี้เชื่อมต่อกับก๊อกน้ำที่แตกต่างกันของตัวแบ่งแรงดันเพื่อแบ่งแรงดันไฟฟ้าหรือเพื่อส่งผ่านกระแสไฟฟ้าผ่านการแบ่งกระแสไฟฟ้า

ภายในมิเตอร์นั้นสามารถวัดแรงดันไฟฟ้าได้เฉพาะจาก -0.2V ถึง + 0.2V เท่านั้น สวิตช์ช่วงจะเปลี่ยนตัวแบ่งแรงดันเพื่อกำหนดแรงดันอินพุตให้อยู่ในช่วงนั้นและส่วนใหญ่เมตรจะส่งสัญญาณไปยังจอแอลซีดีเพื่อบอกตำแหน่งที่จะใส่จุดทศนิยม

สำหรับเหตุผลที่คุณต้องทำเองแทนที่จะทำมิเตอร์ให้คุณ: ไม่มีอะไรมากไปกว่าราคา มิเตอร์ที่ช่วงอัตโนมัติมีราคาแพงกว่าที่ไม่ได้เกิดจากความต้องการฮาร์ดแวร์เพิ่มเติมในการตรวจจับเมื่ออยู่ในช่วงและทำการสลับ

เครื่องวัดอนาลอกเก่าอาจทำความเข้าใจได้ง่ายกว่า (แหล่งที่มาhttp://fourier.eng.hmc.edu/e84/labs/lab1/node1.html ):

เนื่องจากการโก่งของมาตรวัดขึ้นอยู่กับกระแสที่ผ่านไปและอัตราส่วนการโก่งตัว / กระแสไม่เปลี่ยนแปลงตำแหน่งการสัมผัสที่แตกต่างกันจะสร้างแรงดันไฟฟ้าหรือตัวแบ่งกระแสไฟฟ้าที่แตกต่างกันเพื่อปรับขนาด หมายเหตุ: ความต้านทานขดลวดได้รับการแก้ไข

มันไม่ได้มีความแตกต่างกับมิเตอร์ดิจิตอลยกเว้นว่าแทนที่จะเป็นขดลวดที่ต้องการกระแสไฟฟ้าแน่นอนมันมี Analog to Digital Converter (ADC) ซึ่งต้องการแรงดันไฟฟ้าที่แน่นอนสำหรับการบ่งชี้สเกลเต็มรูปแบบ

ถ้าเป็น ดิจิตอลมัลติมิเตอร์ก็ทำงานแตกต่างกันกว่าอะนาล็อกหนึ่ง

แผนงานสำหรับอะนาล็อกจะแสดงในคำตอบของ Vangelo

แผนงานสำหรับดิจิทัลมีลักษณะดังนี้:

^{จำลองวงจรนี้ - แผนผังที่สร้างโดยใช้ CircuitLab}

สำหรับการวัดแรงดันไฟฟ้าหน้าปัดจะเลือกอัตราส่วนของตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้า (ดังที่แสดงในแผนผังด้านบน) และมันจะเปลี่ยนตำแหน่งของจุดทศนิยมบนหน้าจอ

โวลต์มิเตอร์ไม่ได้วัดกระแสใด ๆ มี ADC (อนาล็อกเป็นดิจิตอลคอนเวอร์เตอร์นั่นคืออุปกรณ์วัดจริง) ซึ่งเปรียบเทียบแรงดันอินพุตกับแรงดันอ้างอิงและให้ปัจจัยของอินพุตกับการอ้างอิงเป็นเอาต์พุตดิจิตอล

สมมุติว่าแรงดันอ้างอิงคือ 2V จากนั้นแรงดันไฟฟ้าอินพุตสูงสุดคือ 2V เพราะจะเป็น 100% หากคุณหมุนปุ่มหมุนไปที่ช่วงอินพุต 20V คุณจะสลับในตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าเป็นอินพุตดังนั้นคุณจึงลดแรงดันไฟฟ้าขาเข้าด้วยปัจจัย 10 ซึ่งส่งผลให้มีเพียง 2V ที่ ADC ด้วยแรงดันไฟฟ้าอินพุต 20V ไมโครคอนโทรลเลอร์รู้และแสดงให้คุณเห็นคุณค่าที่แท้จริงบนหน้าจอ

เมตรอัตโนมัติสามารถเลือกตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกันโดยการสลับรีเลย์ สิ่งนี้ต้องใช้ชิ้นส่วนเพิ่มเติมและบางเมตรก็ให้ผู้ใช้ตั้งค่าด้วยตนเองและด้วยการลดต้นทุน

ในรูปแบบที่ง่ายที่สุดสวิตช์หมุนจะมีตัวต้านทานที่เหมาะสมระหว่างโพรบและขดลวดมิเตอร์เพื่อให้สามารถวัดแรงดันและกระแสแคมได้หลายช่วงด้วยมิเตอร์เดียว

หากคุณพยายามวัด 40V ที่ช่วง 20V มิเตอร์จะต้องอ่าน 200% เพราะมีกระแสไหลสองเท่าต้องแสดงการอ่าน 100% ขดลวดไม่สามารถเคลื่อนย้ายเครื่องวัดทางกายภาพและขดลวดอาจเผาไหม้เนื่องจากกระแสไฟฟ้าไหลเกินเว้นแต่ว่ามีส่วนประกอบป้องกันเพื่อ จำกัด

เครื่องวัดไม่ทราบว่าคุณต้องการวัดแรงดันไฟฟ้าเท่าใดและไม่มีส่วนประกอบใดที่ใช้งานเพื่อตรวจจับหรือสลับช่วงโดยอัตโนมัติ