Cách chọn đồng hồ vạn năng

Hai mươi năm trước, thiết bị tinh vi nhất thuộc loại này có thể đo dòng điện, điện áp và điện trở (do đó có tên cũ - ampe kế). Và ngay cả khi số hóa chung của đồng hồ vạn năng, những người anh em tương tự cũ hơn của chúng vẫn chưa từ bỏ vị trí của chúng — trong một số trường hợp, chúng vẫn không thể thiếu (ví dụ: để đánh giá nhanh các tham số định tính hoặc để đo trong điều kiện nhiễu sóng vô tuyến). Ngoài ra, chúng chỉ cần nguồn điện khi đo điện trở, và thậm chí không phải lúc nào cũng vậy, vì một số đồng hồ vạn năng có máy phát điện tích hợp cho mục đích này.

Giờ đây, khái niệm «Đồng hồ vạn năng» phản ánh chính xác hơn mục đích của thiết bị đa chức năng này. Số lượng các loại có sẵn lớn đến mức mọi kỹ sư đều có thể tìm thấy một thiết bị đáp ứng chính xác các yêu cầu cụ thể của mình, cả về loại và phạm vi giá trị đo được cũng như về tập hợp các chức năng dịch vụ.

Ngoài bộ giá trị tiêu chuẩn (điện áp và cường độ DC và AC, cũng như điện trở), đồng hồ vạn năng hiện đại cho phép đo điện dung và điện cảm, nhiệt độ (sử dụng cảm biến bên trong hoặc cặp nhiệt điện bên ngoài), tần số (Hz và vòng/phút), thời lượng xung và khoảng thời gian giữa các xung trong trường hợp tín hiệu xung. Hầu như tất cả chúng đều có thể thực hiện kiểm tra tính liên tục (kiểm tra tính liên tục của mạch bằng tín hiệu âm thanh khi điện trở của nó dưới một giá trị nhất định).

Rất thường xuyên, chúng thực hiện các chức năng như kiểm tra các thiết bị bán dẫn (giảm điện áp qua đường giao nhau pn, khuếch đại bóng bán dẫn) và tạo tín hiệu kiểm tra đơn giản (thường là sóng vuông có tần số nhất định). Nhiều kiểu máy mới nhất có khả năng tính toán và màn hình đồ họa để hiển thị dạng sóng, mặc dù ở độ phân giải thấp. Tại SPIN, bạn luôn có thể tìm thấy một thiết bị có các tính năng mà bạn quan tâm.

Trong số các chức năng dịch vụ, người ta đặc biệt chú ý đến bộ hẹn giờ tắt máy và đèn nền hiển thị khá hiếm nhưng đôi khi không thể thiếu. Tự động lựa chọn phạm vi đo là phổ biến — trong hầu hết các mẫu đồng hồ vạn năng mới nhất, công tắc chế độ chỉ dùng để chọn giá trị đo và thiết bị tự xác định giới hạn đo. Một số mô hình đơn giản hoàn toàn không có công tắc như vậy. Cần lưu ý rằng trong một số trường hợp, hành vi "hợp lý" như vậy của thiết bị có thể gây bất tiện.

Ghi lại (lưu) các bài đọc rất hữu ích. Thông thường, nó được thực hiện bằng cách nhấn phím tương ứng, nhưng một số thiết bị cho phép bạn tự động ghi lại bất kỳ phép đo ổn định và khác không nào. Đôi khi có thể xảy ra hiện tượng ngắn mạch hoặc hở mạch (kích hoạt) ở chế độ liên tục.

Bộ xử lý kỹ thuật số mạnh mẽ cho phép bạn tính toán giá trị RMS thực của tín hiệu đo được có hoặc không có sóng hài cao hơn. Các thiết bị như vậy đắt hơn, nhưng chỉ chúng mới phù hợp để chẩn đoán các sự cố trong mạng điện có tải phi tuyến tính. Thực tế là đồng hồ vạn năng kỹ thuật số thông thường đo giá trị trung bình của tín hiệu, nhưng dựa trên giả định về hình dạng hình sin nghiêm ngặt của tín hiệu đo được, chúng được hiệu chỉnh để hiển thị giá trị trung bình. Giả định này dẫn đến sai số trong trường hợp tín hiệu đo được có hình dạng khác hoặc là sự chồng chất của một số tín hiệu hình sin hoặc hình sin và thành phần không đổi. Kích thước của sai số phụ thuộc vào dạng sóng và có thể khá đáng kể (hàng chục phần trăm) .

Yêu cầu xử lý kỹ thuật số các kết quả đo ít thường xuyên hơn: khi giữ lại các giá trị cực đại (đỉnh), khi tính toán lại các giá trị theo định luật Ohm (ví dụ: điện áp được đo trên một điện trở đã biết và dòng điện được tính toán), với các phép đo tương đối với tính toán trên mỗi dB, cũng như khi lưu trữ một số phép đo với tính toán giá trị trung bình cho một số lần đọc.

Đối với các kỹ sư, các đặc tính của đồng hồ vạn năng như độ phân giải và độ chính xác rất quan trọng. Không có kết nối trực tiếp giữa chúng. Độ phân giải phụ thuộc vào độ sâu bit của ADC và số lượng ký hiệu hiển thị trên màn hình (thường là 3,5; 3,75, 4,5 hoặc 4,75 đối với thiết bị đeo và 6,5 đối với máy tính để bàn). Nhưng cho dù màn hình có bao nhiêu ký tự, độ chính xác sẽ được xác định bởi các đặc tính của ADC vạn năng và thuật toán tính toán. Lỗi thường được nêu dưới dạng phần trăm của giá trị đo được.Đối với đồng hồ vạn năng cầm tay, nó dao động từ 0,025 đến 3%, tùy thuộc vào loại giá trị đo được và loại thiết bị.

Một số mô hình có cả chỉ báo quay số và kỹ thuật số. Chỉ báo có hai thang đo kỹ thuật số rất thuận tiện để hiển thị giá trị được đo hoặc tính toán đồng thời thứ hai trong quá trình đo. Nhưng chỉ báo thậm chí còn hữu ích hơn khi có thang đo (thanh) tương tự cùng với thang đo kỹ thuật số. Đồng hồ vạn năng kỹ thuật số thường sử dụng ADC tương đối chậm nhưng chính xác và chống nhiễu khi áp dụng phương pháp tích hợp kép. Do đó, thông tin trên màn hình kỹ thuật số được cập nhật khá chậm (không quá 4 lần/giây). Biểu đồ thanh thuận tiện cho việc đánh giá định tính nhanh giá trị đo được — phép đo được thực hiện với độ chính xác thấp, nhưng thường xuyên hơn (tối đa 20 lần mỗi giây).

Đồng hồ vạn năng hiển thị đồ họa mới cung cấp khả năng hiển thị dạng sóng, do đó, với một chút kéo dài, chúng có thể được quy cho các máy hiện sóng đơn giản nhất. Bằng cách này, đồng hồ vạn năng hấp thụ các thuộc tính của số lượng thiết bị ngày càng tăng. Ngoài ra, một số đồng hồ vạn năng có thể hoạt động dưới sự điều khiển của máy tính và truyền kết quả đo tới máy tính để xử lý thêm (phiên bản di động — thường qua RS-232 và phiên bản dành cho máy tính để bàn — qua GPIB).

Từ quan điểm thiết kế, đồng hồ vạn năng khá bảo thủ. Ngoại trừ một loại đặc biệt được sản xuất dưới dạng đầu dò, sự khác biệt chính là ở kích thước của màn hình, loại điều khiển (phím, công tắc, công tắc quay số) và loại pin.Điều chính là thiết bị được chọn đáp ứng các điều kiện hoạt động dự kiến ​​và vỏ của nó cung cấp khả năng bảo vệ đầy đủ (bảo vệ chống bắn hơi ẩm, nhựa chống va đập, vỏ).

Điều quan trọng hơn nữa là bảo vệ đầu vào của đồng hồ vạn năng và an toàn điện (bảo vệ chống điện giật trong trường hợp điện áp đầu vào cao). Thông tin an toàn điện nó thường được chỉ định rõ ràng trong hướng dẫn và trên thân thiết bị. Theo tiêu chuẩn quốc tế IEC1010-10, từ quan điểm an toàn điện, đồng hồ vạn năng được chia thành bốn loại: CAT I — để làm việc với mạch điện áp thấp của linh kiện điện tử, CAT II — dành cho mạch cung cấp cục bộ, CAT III — cho các mạch phân phối điện trong các tòa nhà và CAT IV — để vận hành các mạch tương tự bên ngoài các tòa nhà.

Việc bảo vệ đầu vào cũng không kém phần quan trọng (mặc dù thông tin được cung cấp về nó không quá chi tiết) — thường xuyên nhất, đồng hồ vạn năng bị lỗi khi vượt quá dòng điện cho phép, với các xung điện áp ngắn hạn và khi thiết bị được bật để đo chế độ điện trở cho các mạch sống.

Để ngăn chặn điều này, đầu vào của đồng hồ vạn năng có thể được bảo vệ theo nhiều cách khác nhau: điện tử hoặc cơ điện (bảo vệ nhiệt), sử dụng cầu chì thông thường hoặc kết hợp. Bảo vệ điện tử hiệu quả hơn vì nó được đặc trưng bởi phạm vi rộng, linh hoạt, phản ứng và phục hồi nhanh chóng.

Khi chọn đồng hồ vạn năng, đừng quên các phụ kiện của nó, điều đầu tiên bạn nên chú ý là dây cáp, vì bạn sẽ khó có thể thích làm việc với một thiết bị mà dây cáp liên tục bị hỏng.Để ngăn chặn điều này, các dây phải càng linh hoạt càng tốt và việc kết thúc các đầu dò và phích cắm được thực hiện với sự trợ giúp của các vòng đệm cao su bảo vệ. Trong trường hợp cần đo dòng điện hoặc nhiệt độ, bạn sẽ cần kẹp dòng điện hoặc đầu dò nhiệt độ.

Nếu đồng hồ vạn năng sẽ được sử dụng trong môi trường công nghiệp, thì bạn nên mua ủng cao su bảo vệ hoặc túi đeo thắt lưng. Bạn cần tự hỏi pin được thiết kế để sử dụng trong bao lâu và cũng xem xét liệu có đáng để chọn một thiết bị chạy bằng pin hay không.