اکثر مهندسان و همچنین تکنسین‌های حوزه الکترونیک دستگاه اندازه‌گیری مولتی متر را می‌شناسند. مولتی متر بر اساس ویژگی‌ها و کاربردهای مختلف به اشکال گوناگون در بازار موجود است. این تجهیز یک ابزار اندازه‌گیری ضروری است که وجود آن در هر کارگاه مهندسی یا هر آزمایشگاهی ضروری است. وظیفه اصلی این دستگاه، اندازه‌گیری خواص الکتریکی وسایل برقی و سیستم‌ها در صنایع است.
در این مقاله، به بررسی مولتیمتر به عنوان یک ابزار دقیق و حرفه‌ای در علم الکترونیک پرداخته‌ایم. در ادامه، تعریف دقیق و مفصل مولتی متر را ارائه می‌دهیم و به مزایای استفاده از این ابزار درزمینهٔ کاربردهای الکتریکی مختلف مانند خودروسازی، ساختمان، کارخانه‌ها، برق و… اشاره می‌کنیم. همچنین، در این مقاله به شرح نحوه استفاده از مولتی متر و همه قابلیت‌ها، انواع مختلف آن و به همراه توضیحاتی راجع به توانایی‌های هر نوع و نکات مهمی که برای استفاده بهینه از مولتی متر باید به آن‌ها توجه کرد، پرداخته می‌شود.
مولتی متر چیست؟
مولتی مترها ابزارهای ارزشمندی برای عیب‌یابی طیف وسیعی از قطعات الکتریکی هستند. این ابزار الکترونیکی برای هر تکنسین الکترونیک و مهندس برق از تجهیزات آزمایشی پرکاربرد است. از مولتی متر عمدتاً برای اندازه‌گیری سه مشخصه اصلی الکتریکی ولتاژ، جریان و مقاومت استفاده می‌شود. همچنین می‌توان از آن برای آزمایش تداوم بین دو نقطه در یک مدار الکتریکی استفاده کرد.
مولتیمتر در واقع مجموعه‌ای از سه دستگاه اندازه‌گیری مجزای آمپرمتر، ولت‌متر و اهم متر است. این دستگاه دستی دارای پروب های نشانگر مثبت و منفی بر روی یک صفحه نمایش دیجیتال عددی LCD است. مولتی مترها را می‌توان برای آزمایش باتری‌ها، سیم‌کشی خانگی، موتورهای الکتریکی و منابع تغذیه استفاده کرد.
اجزای تشکیل‌دهنده مولتی متر
این وسیله برای اندازه‌گیری ولتاژ، جریان، مقاومت، ظرفیت، فرکانس، دما و سایر پارامترهای ارتباطی در مدارهای الکتریکی استفاده می‌شود. انواع مختلف آن، تحت عنوان “تستر دیجیتال” نیز شناخته می‌شوند.
اجزای تشکیل دهنده مولتیمتر شامل موارد زیر است:
- صفحه نمایش: این بخش وظیفه نمایش مقادیر اندازه‌گیری شده را دارد. مولتیمترها معمولاً صفحه نمایش دیجیتالی دارند که خود به تنهایی وظایف چندگانه‌ای ازجمله نمایش ولتاژ AC/DC، جریان AC/DC، مقاومت، فرکانس، ظرفیت، دما و زمان را ایفا می‌کنند.
- سوئیچ انتخاب واحد: یک صفحه گرد که به شما امکان می‌دهد نوع واحد الکتریکی را برای اندازه‌گیری انتخاب کنید. می‌توانید بین ولت‌های متناوب (V با خطی در دو طرف یا بالای آن)، ولت‌های DC (DC-) و مقاومت (Ω)، آمپر (A) و میلی‌آمپر (mA) سوئیچ کنید. تداوم با نماد دیود (مثلث با یک خط در سمت راست) و/یا نماد موج صوتی روی دکمه انتخاب مشخص شده است.
- پروب‌ها: سیم‌های قرمز و مشکی برای آزمایش فیزیکی قطعه الکتریکی استفاده می‌شود. هر یک از آن‌ها دارای یک نوک فلزی نوک تیز در یک طرف و یک پلاگین سوسماری در طرف دیگر هستند. نوک فلزی برای بررسی قطعه مورد آزمایش استفاده می‌شود و دوشاخه سوسماری به یکی از درگاه‌های مولتی متر متصل می‌شود. درحالی‌که هیچ تفاوت واقعی بین این دو پروب وجود ندارد، سیم سیاه اغلب برای آزمایش ترمینال‌های زمین و خنثی (معمولی) استفاده می‌شود و سیم قرمز معمولاً برای ترمینال‌های مثبت استفاده می‌شود. هنگام تست مقاومت و تداوم، فرقی نمی‌کند که کدام پروب در کجا استفاده شود.
- پورت‌ها: اکثر مولتیمترها به سه پورت COM (یا “-“)، mAVΩ و 10A مجهز هستند. COM مخفف مشترک است و همان چیزی است که پروب سیاه معمولاً به آن وصل می‌شود. پورت mAVΩ جایی است که پروب قرمز رنگ برای اندازه‌گیری ولت، مقاومت و جریان به آن متصل می‌شود. پورت 10A یک پورت تخصصی است که برای اندازه‌گیری جریان بیشتر از 200 میلی‌آمپر استفاده می‌شود. برخی از مولتی مترها دارای چهار پورت هستند که عملکردهای تنظیم mAVΩ را به دو قسمت تقسیم می‌کنند، با یک تنظیم VΩ برای ولت و مقاومت و یک تنظیم μAmA برای جریان.
- باتری: برای تأمین نیروی الکتریکی لازم برای انجام اندازه‌گیری، مولتیمتر باید با یک باتری مناسب استفاده شود. البته همه مدل‌ها با باتری کار نمی‌کنند.
- مدارهای الکترونیکی: مولتیمتر، یک ابزار اندازه‌گیری الکترونیکی است که برای تبدیل سیگنال‌های الکتریکی به اعداد قابل خواندن، از مدارهای الکترونیکی استفاده می‌کند. به‌طور کلی، مولتیمتر شامل مدار تبدیل الکترونیکی، مدار اسکیلر، مدار نمایشگر و مدار خطایاب است.
انواع مولتیمتر
همه مولتیمترها عملکردهای پیوستگی اختصاصی ندارند، اما آن‌هایی که در صورت وجود تداوم، یک بوق صوتی را منتشر می‌کنند. اگر این تنظیم وجود نداشته باشد، می‌توان به جای آن از تست مقاومت استفاده کرد. درنهایت، دو نوع مختلف مولتی متر وجود دارد:
1- مولتی متر آنالوگ
مولتی متر آنالوگ یا VOM (Volt-Ohm-Milliammeter) با استفاده از یک سیم‌پیچ متحرک و یک اشاره‌گر برای نشان دادن قرائت (عقربه) ساخته می‌شود. کویل متر متحرک شامل یک سیم‌پیچ است که به دور یک درام که بین دو آهنربای دائمی قرار گرفته است پیچیده شده است.
با عبور جریان از سیم پیچ، میدان مغناطیسی در سیم پیچ القا می‌شود که با میدان مغناطیسی آهنرباهای دائمی واکنش نشان می‌دهد و نیروی حاصله باعث می‌شود عقربه متصل به درام بر روی مقیاس منحرف شود که نشان دهنده قرائت جریان است. همچنین شامل فنرهای متصل به درام است که نیروی مخالف حرکت درام را برای کنترل انحراف نشانگر ایجاد می‌کند.
برای اندازه‌گیری DC، حرکت D Arsonval می‌تواند مستقیماً استفاده شود. با این حال، جریان مورد اندازه‌گیری باید کمتر از جریان انحراف در مقیاس کامل متر باشد. برای جریان‌های بالاتر، قانون تقسیم کننده جریان اعمال می‌شود. با استفاده از مقادیر مختلف مقاومت‌های شنت، متر می‌تواند برای اندازه‌گیری جریان چند برد نیز استفاده شود. برای اندازه‌گیری جریان، دستگاه باید به صورت سری به منبع جریان ناشناخته متصل شود.
برای اندازه‌گیری ولتاژ DC یک مقاومت به صورت سری به کنتور متصل می‌شود و مقاومت کنتور طوری در نظر گرفته می‌شود که جریان عبوری از مقاومت با جریان عبوری از کنتور یکسان باشد و کل قرائت نشان دهنده ولتاژ قرائت شود. برای اندازه‌گیری ولتاژ، ابزار باید به موازات منبع ولتاژ ناشناخته متصل شود. برای اندازه‌گیری چند برد می‌توان از مقاومت‌های مختلف با مقادیر مختلف استفاده کرد که به صورت سری با متر متصل می‌شوند.
برای اندازه‌گیری مقاومت، مقاومت مجهول به صورت سری به متر و روی یک باتری متصل می‌شود، به طوری که جریان عبوری از کنتور با مقاومت مجهول نسبت مستقیم دارد. برای اندازه‌گیری ولتاژ یا جریان متناوب، همین اصل اعمال می‌شود، با این تفاوت که پارامتر AC که باید اندازه‌گیری شود، ابتدا اصلاح و فیلتر می‌شود تا پارامتر DC به دست آید و متر مقدار RMS سیگنال AC را نشان می‌دهد.
مزایای نوع آنالوگ این است که ارزان است، نیازی به باتری ندارد، می‌تواند نوسانات خوانش ها را اندازه‌گیری کند. دو عامل اصلی مؤثر بر اندازه‌گیری حساسیت و دقت است. حساسیت به متقابل جریان انحراف در مقیاس کامل اشاره دارد و برحسب اهم بر ولت اندازه‌گیری می‌شود.
2- مولتی متر دیجیتال
تفاوت اصلی این نوع با قبلی در نمایشگر آن‌هاست. مولتی‌مترهای آنالوگ اندازه‌گیری‌های خود را با عقربه‌ای نمایش می‌دهند که در مقیاس پیشرفته حرکت می‌کند. اما نمونه دیجیتال دارای یک صفحه نمایش LCD است که اندازه‌گیری‌ها را به صورت چهار یا پنج رقمی نمایش می‌دهد. تفاوت دیگر این است که مولتی مترهای آنالوگ معمولاً عملکرد تداوم را ارائه نمی‌دهند، اگرچه برخی از آن‌ها این کار را انجام می‌دهند.
مولتیمتر دیجیتال (DMM). DMM همه عملکردها را از AC تا DC انجام می‌دهد. دارای دو پروب مثبت و منفی است که با رنگ مشکی و قرمز در شکل نشان داده شده است. پروب مشکی به COM JACK و پروب قرمز با نیاز کاربر برای اندازه‌گیری اهم، ولت یا آمپر متصل است.
انواع مولتی متر دیجیتال
مولتی متر فلوک (Fluke Multimeter)
مولتی متر‌دیجیتال fluke یک دستگاه کوچک قابل حمل و دارای صفحه نمایش بزرگ است که برای اندازه‌گیری ولتاژ، جریان و آزمایش دیودها استفاده می‌شود. در برخی از مدل‌ها با ویژگی‌های پیشرفته‌تر اندازه‌گیری رطوبت، فرکانس، فشار و… نیز امکان‌پذیر است. این نوع عمدتاً برای کالیبراسیون جریان‌ها، ولت‌ها و سایر واحدهای الکتریکی به کار می‌رود.
مولتی‌مترهای فلوک در برابر ولتاژ گذرا محافظت می‌شوند. این مولتی متر دارای چند انتخاب‌گر برای انتخاب عملکرد موردنظر است. فلوک MM به طور خودکار برای انتخاب بیشتر اندازه‌گیری‌ها در محدوده است. این بدان معناست که برای اندازه‌گیری دقیق نباید بزرگی سیگنال مشخص یا تعیین شود، بلکه مستقیماً به پورت مناسب برای اندازه‌گیری مورد نظر منتقل می‌شود. فیوز برای جلوگیری از آسیب در صورت اتصال به پورت اشتباه، در دستگاه به کار رفته است.
مولتی متر گیره (Clamp Digital Multimeter)
مولتیمتر دیجیتالی گیره برای اندازه‌گیری جریان برق استفاده می‌شود. همان‌طور که از نام آن پیداست، این مولتی متر دارای ویژگی به نام گیره است. محاسبه توان (وات) را می‌توان از طریق ضرب مقادیر اندازه‌گیری شده ولتاژ با آمپر انجام داد. این نوع مولتی متر شامل ابزارهای ثابت برای اندازه‌گیری جریان است. این دستگاه نسبت به نوع فلوک به شدت تغییر می‌کند زیرا در مولتیمتر فلوک از یک گیره برای اندازه‌گیری جریان استفاده می‌کند؛ بنابراین، این ابزار معمولاً فقط برای حرفه‌ای‌ها توصیه می‌شود.
مولتی متر خودکار (Autoranging Multimeter)
مولتیمتر محدوده خودکار یک محصول متر ساده اما گران است. این دستگاه شامل یک دستگیره در مرکز است؛ بنابراین به طور خودکار هنگام اندازه‌گیری تغییر نمی‌کند. این ابزار برای پروژه‌های ساده مناسب است. برای مبتدیان و همچنین برق‌کاران در خانه، این ابزار به شدت توصیه می‌شود. به طور کلی، یک جزء واحد را در یک زمان اندازه‌گیری می‌کند.
تفاوت بین مولتی متر آنالوگ و مولتی متر دیجیتال
مولتیمتر آنالوگ و دیجیتال هر دو برای اندازه‌گیری مقادیر الکتریکی در مدارهایی مانند ولتاژ، جریان و مقاومت استفاده می‌شوند. با این حال، تفاوت‌های قابل توجهی بین این دو نوع مولتی متر وجود دارد.
مولتیمتر آنالوگ دارای ویژگی‌های زیر است:
- دقت کمتری نسبت به نمونه‌های دیجیتال دارد.
- زمان پاسخگویی کمتری نسبت به مولتی مترهای دیجیتال دارند.
- برای گرفتن قرائت‌های قابل اعتماد به تنظیمات دستی نیاز دارید.
- می‌تواند هر دو مقدار AC و DC را اندازه‌گیری کند.
- نیاز به کالیبره مجدد به طور منظم دارند.
درحالی‌که مولتیمتر دیجیتال دارای ویژگی‌های زیر است:
- دقیق‌تر از مولتی متر آنالوگ است.
- زمان پاسخگویی سریع‌تری نسبت به مولتی مترهای آنالوگ دارند.
- طیف وسیع‌تری از اندازه‌گیری‌ها مانند میکرو و میلی‌آمپر، فرکانس و ظرفیت را ارائه می‌دهد.
- به طور خودکار قرائت‌های قابل اعتماد را می‌گیرد و نیازی به تنظیمات دستی ندارد.
- می‌تواند هر دو مقدار AC و DC را اندازه‌گیری کند.
- ویژگی‌هایی مانند ثبت داده‌ها و حافظه را ارائه می‌دهد که بسته به مدل ممکن است مولتی متر آنالوگ از آن برخوردار نباشد.
به طور کلی، مولتی‌مترهای دیجیتال مدرن‌تر هستند، ویژگی‌های پیشرفته‌تری ارائه می‌دهند و در الکترونیک امروزی در مقایسه با نمونه آنالوگ بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرند. با این حال، مولتی‌مترهای آنالوگ یک راه حل ساده و شهودی برای اندازه‌گیری کمیت‌های الکتریکی ارائه می‌دهند و همچنان می‌توانند در کاربردهای خاص مفید باشند.
مولتی متر چه مقادیری را اندازه گیری می‌کند؟
این ابزار بر اساس مدل، قابلیت قرائت‌های متفاوتی دارند؛ بنابراین انواع اصلی مولتی متر عمدتاً برای اندازه‌گیری آمپر، مقاومت، ولتاژ، بررسی تداوم و یک مدار کامل مانند موارد زیر مورد استفاده قرار می‌گیرند.
- مقاومت برحسب اهم
- ظرفیت در خازن
- درجه حرارت برحسب فارنهایت / سانتی‌گراد
- ولتاژ و آمپر AC
- اندوکتانس سیم پیچ
- ولتاژ و آمپر DC
- فرکانس برحسب هرتز
- هدایت در زیمنس
- دسی‌بل
- چرخه کار
به برخی از انواع مولتی متر، سنسورها یا لوازم جانبی خاصی را می‌توان برای خوانشهای اضافی مانند اسیدیته، سطح نور، قلیاییت، سرعت باد و رطوبت نسبی وصل کرد.
کاربرد مولتی متر چیست؟
بسیاری از تکنسین‌ها ارزش مولتی مترها را می‌دانند، بنابراین همیشه آن‌ها را با کیت ابزار خود حمل می‌کنند. این ابزارها به تشخیص دقیق عیوب کمک می‌کنند. به‌طورکلی، مولتی متر برای اندازه‌گیری مقاومت، اندوکتانس، فرکانس و رسانایی استفاده می‌شود. برخی نیز برای اندازه‌گیری دما و چرخه کار استفاده می‌شوند؛ اما مولتی مترهای پیشرفته با برخی ویژگی‌ها برای اندازه‌گیری دسی‌بل، میکرو آمپر، RPM و غیره استفاده می‌شوند.
کاربرد انواع مولتی متر عمدتاً شامل پروژه‌های مختلف الکتریکی و الکترونیکی برای تست قطعات است و همچنین در کاربردهای مختلف اندازه‌گیری در مولتی متر استفاده می‌شود.
- دما و کاربردهای محیطی (ایستگاه هواشناسی کم‌هزینه، دمای داخلی DMM)
- اندازه‌گیری ولتاژ (اندازه‌گیری DC و اندازه‌گیری میانگین پیک به اوج و AC)
- اندازه‌گیری‌های جریان (اندازه‌گیری DC و RMS واقعی AC)
- اندازه‌گیری مقاومت (میکرو اهم‌متر، اندازه‌گیری مقاومت با ولتاژ ثابت و جریان ثابت)
- اندازه‌گیری زمان و فرکانس (فرکانس سریع، اندازه‌گیری زمان)
نحوه استفاده از مولتی متر
استفاده از مولتی متر نسبتاً ساده است، اما بسته به نوع و مدل مولتی متر می‌تواند متفاوت باشد. با این حال، مراحل مهم برای استفاده از مولتی متر به شرح زیر است:
1- حالت و محدوده را تنظیم کنید
نوع متغیری را که می‌خواهید اندازه‌گیری کنید، مانند ولتاژ، جریان یا مقاومت انتخاب کنید و محدوده‌ای را تنظیم کنید که با مقداری که انتظار دارید اندازه‌گیری کنید، مطابقت دارد. می‌توانید اطلاعات مربوط به محدوده را در دفترچه راهنما یا با بررسی برچسب‌های روی مولتی متر بیابید.
2- مولتی متر را وصل کنید
سیم‌ها (پروب‌ها) را به پایانه‌های صحیح مولتی متر وصل کنید. هنگام اتصال پروب‌ها به مدار مورد اندازه‌گیری، از اتصال آن‌ها به پایانه‌های صحیح اطمینان حاصل کنید.
3- اندازه‌گیری را انجام دهید
مولتی متر را روشن کنید و پروب‌ها را به مدار مورد نظر جهت اندازه‌گیری نزدیک کنید. مطمئن شوید که ارتباط خوبی برقرار می‌کنید. نحوه اتصال پروب‌ها با توجه به نوع متغیری که در حال اندازه‌گیری هستید، مشخص می‌شود.
4- صفحه نمایش را بخوانید
به قرائت روی مولتی متر نگاه کنید. مقدار نمایش داده شده باید در همان واحد محدوده‌ای باشد که قبلاً تنظیم کرده‌اید.
5- مولتی متر را خاموش کنید
وقتی اندازه‌گیری تمام شد، حتماً مولتی متر خود را خاموش کنید.
چند نکته برای استفاده بهتر از مولتی متر:
- همیشه دفترچه راهنمای مدل مولتی متر خاص خود را از قبل بخوانید.
- از محدوده و حالت مناسب برای اندازه‌گیری‌هایی که می‌خواهید انجام دهید استفاده کنید.
- باتری‌های مولتی متر خود را به طور مرتب بررسی کنید تا از خوانش دقیق اطمینان حاصل کنید.
- هنگام اندازه‌گیری مدارهای فشارقوی یا کار با برق زنده مراقب باشید.
- قبل از انجام هرگونه کار برقی از وسایل حفاظتی استفاده کنید.
منابع:
نظرات کاربران