Digitális multiméter
Tartalomjegyzék
Digitális multiméter
A digitális multiméter több méréshatárú feszültségmérőt, árammérőt és ellenállásmérőt tartalmaz (sőt, sok esetben más mennyiségek pl. frekvencia, tranzisztorok áramerősítési tényezője, hőmérséklet stb. mérésére is alkalmas).
A digitális multiméter is tartalmaz egy „mérőművet”, amely azonban az analóg műszertől eltérően nem mechanikus, hanem elektronikus berendezés. A digitális „mérőmű” feszültséget mér, és az eredményt digitális kijelzőn jeleníti meg. Az elektronikát úgy készítik, hogy bemenő ellenállása igen nagy legyen, azaz a mérendő áramkört minél kisebb mértékben terhelje. A működtetéshez szükséges energiát minden esetben külön feszültségforrás (telep vagy hálózati tápegység) szolgáltatja.
A kijelzett digitek száma
A digitális multiméter fontos jellemzője a kijelzett „digitek” (számjegyek) száma. Az általánosan alkalmazott digitális multiméterek 3 1/2 („három és fél”) digitesek. Ez azt jelenti, hogy a három kisebb helyiértéken kijelzett „teljes értékű” digiten kívül a legnagyobb helyiértéken is ki tudnak jelezni, ezen a helyiértéken a kijelzett érték azonban csak „1” lehet (vagy ezen a digiten nincs kijelzés). A kijelzőn ezen kívül „-” jel is megjelenhet, ez arra utal, hogy a mért feszültség (áram) negatív értelmű (azaz a műszer „+” bemenetére a mért feszültség „-” pólusa kapcsolódik). Szintén megjelenhet a kijelzőn a digitek közötti tizedespont, az akku kimerülésére utaló és más üzemi jelzés is.
A 3 1/2 digites műszer által kijelzett
- legkisebb érték „-1999”
- legnagyobb érték „+1999” lehet.
Ha a műszer bemenetére nem kapcsolunk feszültséget, a kijelzett érték „000”.
Jellemzően a 3 1/2 digites „mérőmű” a legnagyobb kijelzett értéket a bemenetére kapcsolt 199,9 mV feszültség hatására mutatja. Ezért a 3 1/2 digites digitális multiméterek legkisebb méréshatára általában 200 mV, többi méréshatárai pedig 2V, 20V, 200V, 1000V. (Ténylegesen azonban a legnagyobb kijelzett érték csak 199,9mV, 1999mV, 19,99V stb. lehet!) A legnagyobb méréshatár tulajdonképpen 2000V lenne, azonban 1000V-nál nagyobb feszültség mérését (érintésvédelmi okból ill. az átütések elkerülése céljából) nem szokták megengedni.
A technikai fejlődés nyomán megjelentek a „3 3/4” digites kijelzők is, melyeknél a legnagyobb kijelzett mennyiség nem 1999, hanem 2400, 3200 vagy újabban 4200 stb. Ezek, a még az olcsóbb kategóriába tartozó műszerek lehetővé teszik, hogy a 240, 320 vagy 420 mV-os feszültséget azonos felbontásban (0,1 mV) jelezzék ki, mint a 199,9 mV-ot. Természetesen a jobb felbontás a többi méréshatárban (a kijelezhető maximális érték tízszerese, százszorosa stb.) is érvényesül.
A digitális műszer felbontása alatt a legkisebb helyiértéken kijelzett mennyiséget értjük.
A preciziós digitális műszerek 4 1/2 (vagy annál több) digites kijelzésűek. A 4 1/2 digites kijelző által kijelzett
- legkisebb érték „-19999”
- legnagyobb érték „+19999” lehet.
A 200 mV méréshatárú 4 1/2 digites műszer felbontása 0,01 mV. (Max. kijelzett érték: 199,99 mV).
A digitális kijelzésnél nehéz a mért mennyiség maximumának, illetve minimumának indikálása. Ennek egyik oka, hogy a kijelzett számérték leolvasása és értékelése (nagyobb, vagy kisebb mint az előző kijelzés) több fáradságot és időt igényel, mint megállapítani, hogy az analóg műszer mutatója jobban vagy kevésbé tér ki, mint előtte. Másik oka pedig, hogy a mérő elektronika működéséhez is idő kell: általában egy mérés 1/3 - 1/2 másodpercet vesz igénybe. Így sok idő szükséges ahhoz, hogy kellő számú mérést végezzünk a maximum ill. minimum megállapításához.
E problémán próbálnak (nem teljes értékűen) segíteni az igényesebb műszer kijelzőjén megjelenő „bar graph” alkalmazásával. Pl. a max. 3200-at kijelezni képes kijelzőn a számjegyek alatt 32 pontból álló vízszintes vonal jeleníthető meg. Ha pl. a műszer 2300...2400 közötti értéket jelez ki, a megjelenő vonal „hossza” 23 pont. A pontsorozat hosszának változása (növekedett vagy csökkent) könnyen leolvasható, és (a kisebb pontosság miatt) a vezérlő elektronika is lényegesen rövidebb idő alatt jeleníti meg a pontsorozatot, mint a számjegyes mérési eredményt.
Hétszegmenses kijelző
A digiteket (számjegyeket) leggyakrabban hétszegmenses kijelzőn jelenítik meg. A hétszegmenses kijelző (ábra) bármilyen számjegyet egy vagy több szegmensének működtetésével ábrázol.
A kijelző típusa
A korszerű műszerekben általában két fajta kijelzőt alkalmaznak:
1.) LCD (Liquid Crystal Display = folyadékkristályos kijelző)
2.) LED (Light Emitting Diode = fényemittáló dióda)
LCD kijelző
Az LCD kijelző működése azon alapszik, hogy a folyadékkristályok fényáteresztési tulajdonságai elektromos erőtér hatására megváltoznak. Így elektromos térrel befolyásolható, hogy a kijelző valamely szegmense átlátszó-e vagy nem. A folyadékkristályos kijelzők nem bocsátanak ki önálló fényt, ezért leolvasásukhoz külső fény szükséges (viszont leolvashatóságuk erős külső fény hatására sem romlik). Nagy előnyük, hogy teljesítményigényük minimális (3...150 μW/cm2), ezért igen alkalmasak telepes vagy akkumulátoros üzemű műszerekben kijelzőnek. Az LCD kijelzővel épített korszerű multiméterek tápáramfelvétele csupán néhány száz mikroamper, azaz egy teleppel 100 óra nagyságrendű az üzemidejük.
Az LCD kijelzőn a digitekhez tartozó szegmenseken kívül elhelyezhetők a „bar graph” pontjai, az éppen aktuális méréshatár kijelzője, a mért mennyiség (V, A, Ω stb.) kijelzője, az alacsony telepfeszültségre utaló felirat (LO BAT = low battery) vagy ábra, tehát igényesebb kivitelű műszer a saját céljaira gyártatott LCD kijelzőt használhat.
Ha az LCD kijelzőt hálózati táplálású (asztali kivitelű, bench) műszerben használják, ahol a kis áramfelvételnek nincs jelentősége, a műszer tartalmazhat a kijelzőt megvilágító berendezést is.
LED kijelző
A LED fényemittáló dióda, amely az átfolyó áram hatására - a dióda típusától függő színű és intenzitású - fényt bocsát ki. A hétszegmenses LED kijelző szegmenseit ilyen diódákból alakítják ki. Műszerekben általában vörös fényű LED kijelzőket alkalmaznak. A LED kijelző tehát fényt bocsát ki, ezért sötétben is jól leolvasható, de erős külső fény (pl. a kijelzőre eső napfény) leolvashatóságot erősen csökkenti.
A LED kijelzőknek (az LCD kijelzőhöz viszonyítva) jelentős a teljesítményigényük (0,5W/cm2), így csak hálózati táplálású műszerben gazdaságos az alkalmazásuk.
A műszer LED kijelzőjét egyedi 7 szegmenses LED kijelzőkből szokás összeállítani, tehát itt speciális jelzések (akku ábra, stb.) csak nagyon igényes műszereken fordulnak elő.
