Analógowy a cyfrowy multimetru | Różnice w wyświetlaczu dokładności i zasadach działania

Wiemy, że wielomierze to niezbędne elektroniczne przyrządy testowe używane do pomiaru różnych wielkości elektrycznych, takich jak napięcie, prąd i opór. Wielomierze są szeroko podzielone na dwa typy: analogowe i cyfrowe. Kluczowa różnica między wielomierzami analogowymi a cyfrowymi polega na tym, jak wyświetlane są mierzone wartości — wielomierze analogowe wykorzystują poruszający się wskaźnik na skali, podczas gdy wielomierze cyfrowe wyświetlają odczyty numerycznie za pomocą cyfr. W tej dyskusji przeanalizujemy dalsze różnice między tymi dwoma typami.

Tabela porównawcza

Definicja wielomierza analogowego

Wielomierz analogowy to rodzaj wielomierza, który używa igły lub wskaźnika poruszającego się po skalibrowanej skali, aby zmierzyć parametry elektryczne, takie jak napięcie, prąd i opór. Gdy wykonuje się pomiar, wynik jest wyświetlany w formie analogowej — konkretnie, poprzez odchylenie wskaźnika, który wskazuje odpowiednią wartość na skali. Pozycja wskaźnika na skali bezpośrednio odzwierciedla wielkość zmierzonej wartości.

W swoim rdzeniu wielomierz analogowy składa się z prądomierza o ruchomej cewce (znany również jako galwanometr) z igłą przyłączoną do obrotowego bębna. Ten bęben jest umieszczony między biegunami magnesu trwałego, a wokół niego nawinięta jest cienka cewka drutowa.

Podstawowe zasady działania opierają się na elektromagnetycznym odchyleniu. Gdy prąd do zmierzenia przepływa przez cewkę, generuje on pole magnetyczne. To pole oddziaływuje z stałym polem magnetycznym magnesu trwałego, tworząc moment obrotowy, który powoduje obrót cewki i do niej przyłączonego bębna. W rezultacie wskaźnik odchyla się po skali.

Ruch wskaźnika regulowany jest przez małe sprężyny kontrolne połączone z bębnem. Te sprężyny zapewniają siłę przeciwstawiającą się, która wzrasta wraz z odchyleniem, ostatecznie balansując moment elektromagnetyczny. Ta równowaga określa końcową pozycję wskaźnika, która w ten sposób wskazuje zmierzoną wartość. Skala jest skalibrowana odpowiednio, aby umożliwić dokładne odczytywanie napięcia, prądu lub oporu w zależności od wybranej funkcji.

Definicja wielomierza cyfrowego

Wielomierz cyfrowy (DMM) to rodzaj wielomierza, który wyświetla zmierzone wielkości elektryczne numerycznie za pomocą ekranu cyfrowego, zazwyczaj LCD lub LED. Od momentu ich wprowadzenia wielomierze cyfrowe w dużej mierze zastąpiły modele analogowe w wielu zastosowaniach ze względu na wiele korzyści, w tym wyższą dokładność, łatwiejszą czytelność, zwiększoną wejściową impedancję oraz dodatkowe funkcje, takie jak automatyczne ustawianie zakresu i rejestrowanie danych.

Główne komponenty wielomierza cyfrowego obejmują jednostkę wyświetlacza, obwody warunkowania sygnału, przetwornik analogowo-cyfrowy (ADC) i obwody kodujące. ADC odgrywa kluczową rolę, konwertując warunkowany sygnał wejściowy z analogowego na cyfrowy, który może być przetwarzany i wyświetlany.

Na przykład, gdy mierzy się opór rezystora, DMM stosuje stały znany prąd z wewnętrznego źródła prądu przez rezystor. Następnie mierzy spadek napięcia na rezystorze, który jest wzmocniony przez obwód warunkujący sygnał i podawany do ADC. ADC konwertuje to analogowe napięcie na sygnał cyfrowy, który jest przetwarzany, aby obliczyć wartość oporu. Ten wynik jest następnie wyświetlany numerycznie na ekranie LCD, co zapewnia jasny i precyzyjny odczyt nieznanego oporu.

Podsumowanie

Podsumowując, wielomierz — czy to analogowy, czy cyfrowy — funkcjonuje jako wszechstronny, wielofunkcyjny przyrząd zdolny do wykonywania zadań amperometru, woltmetru i omometru. Może indywidualnie mierzyć i wyświetlać prąd, napięcie i opór, konsolidując funkcjonalność tych trzech osobnych przyrządów w pojedynczym, przenośnym urządzeniu. Ta integracja sprawia, że wielomierz jest niezwykle potrzebnym narzędziem w testowaniu i rozwiązywaniu problemów w dziedzinie elektryki i elektroniki.