Wie funktioniert ein digitaler Multimeter?

Digitale Multimeter (DMMs) sind praktische Werkzeuge, die von Personen verwendet werden, die mit elektrischen Systemen arbeiten, unabhängig davon, ob sie Dinge im Haus reparieren oder mit größeren elektrischen Setups in Fabriken umgehen.Diese Geräte werden verwendet, um Dinge wie Spannung (die Kraft, die Strom durch einen Draht drückt), Strom (wie viel Strom fließt) und Widerstand (wie hart es für Elektrizität zu fließen ist).Im Vergleich zu älteren analogen Multimetern mit Nadel und Zifferblatt sind DMMs genauer und bieten dank ihrer digitalen Technologie mehr Funktionen.Unabhängig davon, ob Sie versuchen, ein Problem in einer Schaltung zu beheben oder zu überprüfen, ob ein Kabel ordnungsgemäß angeschlossen ist, können Sie lernen, wie ein DMM funktioniert, es Ihnen bei der richtigen und sicheren Verwendung.

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Abbildung 1: digitales Multimeter

Einführung in digitale Multimeter

Digitale Multimeter (DMMs) werden in einer Vielzahl von elektrischen und elektronischen Aufgaben häufig verwendet, die von einfachen Heimkreisen bis hin zu komplizierteren Industriesystemen reichen.Im Gegensatz zu älteren analogen Modellen, die über eine Nadel und ein Zifferblatt verfügen, verwenden DMMs digitale Technologie, um eine bessere Genauigkeit und mehr Funktionen zu bieten.Diese Geräte messen drei wichtigste elektrische Eigenschaften:

• Spannung (Volt, v): Die Kraft, die den elektrischen Strom durch einen Stromkreis drückt.

• Strom (Ampere, a): Die Höhe der elektrischen Ladung fließt durch einen Draht oder einen Leiter.

• Widerstand (Ohm, ω): Wie viel ein Material oder eine Komponente widersteht dem Stromfluss.

Abhängig vom Modell können DMMs auch andere Dinge wie Kapazität (wie viel Ladung etwas speichern kann), Temperatur, Frequenz (wie oft ein elektrisches Signal wiederholt) und Kontinuität (ob eine Schaltung vollständig ist und der Strom durchfließen kann).

Schlüsselkomponenten und Funktionen eines digitalen Multimeters (DMM)

Digitale Multimeter (DMMs) sind Werkzeuge, die dazu beitragen, elektrische Mengen wie Spannung, Strom und Widerstand zu messen.Verschiedene Teile eines DMM arbeiten zusammen, um sicherzustellen, dass es genaue Messwerte bietet.Das Verständnis dieser Teile erleichtert die richtige Verwendung des Geräts.Lassen Sie uns einige der grundlegendsten Teile aufschlüsseln und wie sie funktionieren.

Analog zur digitalen Konvertierung (ADC)

Abbildung 2: Digital Multimeter Messung der DC- und Wechselspannung

Im Kern jedes DMM befindet sich eine Komponente, die als Analog-Digital-Konverter (ADC) bezeichnet wird.Dieser Teil verändert die kontinuierlichen elektrischen Signale (wie Spannung oder Strom) in Zahlen, die auf dem Bildschirm angezeigt werden.Eine häufige Art von ADC, die in DMMS verwendet wird, wird als aufeinanderfolgendes Annäherungsregister (SAR) bezeichnet.

Der SAR ADC bezieht die Eingangsspannung allmählich ein, bis sie die richtige Zahl für das elektrische Signal findet.Dies geschieht durch die erste "Stichprobe" oder Erfassung der Spannung und hält diesen Wert dann stabil, während sie sie in eine digitale Zahl konvertiert.Das Detail und die Genauigkeit dieses Prozesses hängen von der ADC -Auflösung ab, die normalerweise in Bits gemessen wird.Ein typisches DMM hat eine 16-Bit-Auflösung, die ein gutes Gleichgewicht zwischen Geschwindigkeit und Genauigkeit ergibt.Höhere Auflösungen ermöglichen detailliertere Messwerte, können jedoch länger dauern, während niedrigere Auflösungen schnellere Ergebnisse liefern, aber möglicherweise kleinere Änderungen des Signals verpassen können.

Messgenauigkeit und Lösung

Genauigkeit ist, wie nahe das Lesen des DMM am tatsächlichen Wert des Signals liegt.Wenn Sie beispielsweise eine Spannung von 5,00 Volt messen, zeigt ein genaues DMM ein Ergebnis, das nahezu 5,00 Volt entspricht.

Die Auflösung hingegen ist die kleinste Änderung, die der DMM bemerken kann.Wenn ein DMM eine Auflösung von 0,01 Volt hat, bedeutet dies, dass das Gerät Änderungen wie einhundertstel eines Volts erkennen kann.Dies ist hilfreich, wenn Sie sehr kleine Änderungen im Signal sehen müssen.

Einige fortschrittliche DMMs umfassen Funktionen wie Pufferung und Mittelung, um ihre Leistung zu verbessern.Durch das Pufferung hält das Signal gleichmäßig, während die Mittelung mehrere Messwerte erfordert und das Ergebnis glättet.Dies reduziert kleine, unerwünschte Veränderungen der Messwerte, die durch elektrische Rauschen oder Störungen verursacht werden.Durch die Mittelung der Daten liefert das DMM ein stabileres Ergebnis, wodurch es einfacher ist, dem angezeigten Wert zu vertrauen.

Anzeige und Schnittstelle

Das Display ist der Teil des DMM, der die Messwerte anzeigt.Die meisten DMMs verwenden eine Flüssigkristallanzeige (LCD), um die Zahlen für Spannung, Strom oder Widerstand anzuzeigen.Eine klare Anzeige ist sehr hilfreich, insbesondere wenn sie in schwachen leichten oder geschäftigen Umgebungen arbeiten.Einige DMMs sind mit einem hinterleuchteten Display ausgestattet, wodurch die Zahlen unter schlechten Lichtverhältnissen leichter gelesen werden können.

Zusammen mit den Zahlen zeigen viele DMM -Anzeigen auch Symbole an, um Ihnen zu informierenTesten von Dioden (um zu überprüfen, ob eine Diode ordnungsgemäß funktioniert).Diese Symbole erleichtern die Verwendung des DMM, ohne nach jeder Einstellung nachschlagen zu müssen.Einige DMMs verfügen außerdem über zusätzliche Schaltflächen oder Zifferblätter, mit denen Sie zwischen verschiedenen Modi und Bereichen wechseln können, wodurch das Tool flexibler und einfacher zu verwenden ist.

Messfähigkeiten eines DMM

Ein digitales Multimeter (DMM) ist ein praktisches Werkzeug, das verschiedene elektrische Werte wie Spannung, Strom und Widerstand messen kann.Wenn Sie wissen, wie Sie es richtig verwenden, können Sie genaue Messwerte erhalten und sowohl das Gerät als auch die Schaltung, an der Sie arbeiten, schützen.

Spannungsmessungen

Abbildung 3: ordnungsgemäße Verbindung von Testleitungen zur Messung der Gleichspannung mit einem digitalen Multimeter

Ein DMM kann sowohl den Gleichstrom (DC) als auch den Wechselstrom (Wechselstrom) messen.Um die DC -Spannung zu messen, setzen Sie die rote Testleitung in den Vechselweitenanschluss und den schwarzen Testkleider in den COM -Anschluss ein.Bei der Wechselstromspannung ist der Prozess gleich, aber das Messgerät wird automatisch an das Lesen von Wechselstromsignalen angepasst, die die Richtung ändern.Viele moderne DMMs haben eine Funktion, die automatisch die Polarität eines DC -Schaltkreises erkennt.Dies bedeutet, dass Sie sich keine Sorgen machen müssen, die Leads mit der richtigen positiven oder negativen Seite zu verbinden - das Messgerät wird dies für Sie tun.

Bei der Messung höherer Spannungen verwendet der DMM spezielle interne Schaltkreise, um die Spannung auf einen Niveau zu senken, den sein Sensor sicher messen kann.Wenn Sie ein DMM verwenden, bei dem Sie den Bereich manuell auswählen müssen, stellen Sie sicher, dass Sie den richtigen Bereich für die von Ihnen getestete Spannung auswählen.Wenn Sie einen zu niedrigen Bereich auswählen, kann es das Gerät überlasten, was zu falschen Messungen oder Schäden führt.

Strommessungen

Abbildung 4: ordnungsgemäße Verbindung eines digitalen Multimeters in Reihe, um den Strom zu messen

Der Messstrom mit einem DMM ist etwas komplexer als die Messung der Spannung.Um den Strom zu messen, müssen Sie den Stromkreis brechen und das Messgerät in Reihe anschließen, was bedeutet, dass der Strom durch das DMM fließen muss.Das Messgerät überprüft dann den Strom, indem Sie den Spannungsabfall über einen eingebauten Widerstand betrachten.

Diese Methode zur Messung des Stroms ist riskanter als Spannungsmessungen, da eine unsachgemäße Einrichtung das Messgerät beschädigen oder seine Sicherung blasen kann.Die meisten DMMs haben Sicherungen, um sie vor zu viel Strom zu schützen, aber es ist immer noch eine gute Idee, sich zu überprüfen, um alles richtig eingerichtet zu werden, bevor sie eine Messung annehmen.Stellen Sie immer sicher, dass der erwartete Strom innerhalb der Messgrenze liegt, und lassen Sie das Messgerät beim Wechsel zu anderen Tests nicht im aktuellen Modus.Das Vergessen, Modi zu wechseln, kann leicht eine Sicherung blasen, wenn Sie versuchen, anschließend etwas wie Spannung oder Widerstand zu messen.

Widerstandsmessungen

Widerstandsmessungen mit einem DMM sind recht einfach.Das Messgerät sendet eine kleine Menge Strom über den Widerstand und überprüft den resultierenden Spannungsabfall, um den Widerstand zu berechnen.Stellen Sie sicher, dass die Schaltung ausgeschaltet ist und vor dem Messen des Widerstands keine Leistung hat.Wenn der Stromkreis noch Strom entsteht, können Sie das DMM beschädigen oder eine ungenaue Lektüre erhalten.

Bei Messung des Widerstands kann die Temperatur des Widerstands oder das Vorhandensein anderer Komponenten in der Schaltung den Messwert beeinflussen.Für genaue Ergebnisse ist es oft besser, Widerstände außerhalb der Schaltung getrennt zu messen.

Kontinuitätstest

Abbildung 5: Durchführen eines Kontinuitätstests mit einem digitalen Multimeter

Kontinuitätstests ist eine schnelle Möglichkeit, um festzustellen, ob eine Schaltung oder eine Komponente einen ungebrochenen Pfad für den Durchfluss von Strom hat.In diesem Modus macht der DMM einen Ton, wenn der Pfad vollständig ist, was als Kontinuität bezeichnet wird.Diese Funktion ist besonders nützlich, wenn Sie Dinge wie Sicherungen, Schalter oder Drähte überprüfen, da Sie das Ergebnis hören können, anstatt das Display anzusehen.Der Sound sagt Ihnen sofort, ob die Verbindung gut ist und Ihnen hilft, kaputte oder fehlerhafte Verbindungen schneller zu finden.

Diodenprüfung

Im Dioden -Testmodus wendet der DMM eine kleine Spannung auf die Diode an und überprüft, wie viel Spannung darüber abfällt.Eine Arbeitsdiode zeigt normalerweise eine Vorwärtsspannung zwischen 0,5 V und 0,7 V, abhängig von ihrem Typ.Beim Testen einer Diode in umgekehrter sollte der DMM eine Überladung (OL) anzeigen, was bedeutet, dass kein Strom durchfließt, was für eine ordnungsgemäß funktionierende Diode bei umgekehrter Verzerrung normal ist.

Diodentests sind ein besserer Weg, um zu überprüfen, ob eine Diode korrekt funktioniert, als eine Standardwiderstandsprüfung zu verwenden.Es gibt Ihnen spezifischere Informationen über das Verhalten der Diode, wenn der Strom in die Vorwärtsrichtung fließt.

Erweiterte Funktionen digitaler Multimeter

Digitale Multimeter (DMMS) sind nützliche Werkzeuge für Fachkräfte und Hobbyisten, die mit elektrischen Systemen arbeiten.Einige DMMs sind mit erweiterten Funktionen ausgestattet, die sie noch hilfreicher machen, um Probleme in elektrischen Schaltungen zu finden und zu beheben.Hier ist ein genauerer Blick auf einige dieser Funktionen, die in einer einfacheren Sprache erklärt werden:

Auto-Bereitschaft gegen Handbuch

Abbildung 6: automatischem Bereich gegen das manuelle digitale Multimeter mit dem manuellen Bereich

Ein Unterschied zwischen digitalen Multimetern besteht darin, ob sie automatisch oder manuell ragen.Ein automatisches DMM-DMM wählt automatisch den richtigen Bereich für die Messung von Dingen wie Spannung, Strom oder Widerstand aus.Dies erleichtert die Verwendung, da Sie den genauen Wert vorher nicht kennen müssen.Es spart Zeit und senkt die Wahrscheinlichkeit von Fehlern, insbesondere wenn Sie sich nicht sicher sind, was Sie messen.Auf der anderen Seite müssen Sie bei einem manuellen DMM die Reichweite selbst auswählen.Dies gibt Ihnen mehr Kontrolle und ist hilfreich, wenn Sie bereits eine Vorstellung davon haben, welche Reichweite Sie erwarten möchten.Es kann Ihnen auch ein besseres Gefühl dafür vermitteln, was vor sich geht, wenn der Wert, den Sie messen, höher oder niedriger ist als erwartet.

Echte RMS -Messungen

Echte RMS -Messungen (Root Mean Square) sind nützlich, wenn Sie mit AC -Signalen (Wechselstrom) arbeiten, insbesondere wenn die Signale nicht reibungslos sind.Ein echtes RMS-DMM kann die Wechselspannung oder den Strom genau messen, selbst wenn das Signal keine perfekte Welle ist, wie eine quadratische oder unregelmäßige Welle.Regelmäßige DMMs, die keine echten RMS haben, gehen davon aus, dass das Signal immer eine glatte Welle ist, was zu Fehlern führen kann - manchmal bis zu 40% Rabatt.Durch die Verwendung eines echten RMS -Messgeräts können Sie korrekte Messwerte erhalten, wenn Sie mit komplizierteren oder ungleicheren Wellenformen zu tun haben, die in modernen elektronischen Geräten üblich sind.

Peak Hold und Min/Max -Funktionen

Das Peak Hold -Merkmal erfasst den höchsten Wert, den ein Signal während der Messung erreicht.Dies ist nützlich, um schnelle, vorübergehende Stromstürme in Strom zu verfolgen, wie der Strom, der auftritt, wenn ein Gerät zum ersten Mal eingeschaltet wird.Die min/max -Funktion verfolgt die niedrigsten und höchsten Werte während Ihrer Messung, sodass Sie sehen können, wie viel sich ein Signal im Laufe der Zeit ändert.Diese Funktionen sind hilfreich, wenn Sie versuchen, Änderungen in einer Schaltung zu überwachen, z.

Daten halten und relativer Modus

Mit der Daten halten Sie die Funktion "Halten" ermöglicht es Ihnen, die aktuelle Lesart auf der Anzeige einzufrieren. Dies ist nützlich, wenn Sie in einer Situation sind, in der es schwierig ist, den Multimeter zu sehen oder das zu verfolgen, was Sie messen.Auf diese Weise verlieren Sie keine Lektüre, wenn es schwierig ist, das Display anzusehen.Mit dem relativen Modus können Sie einen Basiswert festlegen, sodass Sie zukünftige Messwerte mit diesem Referenzpunkt vergleichen können.Diese Funktion ist besonders hilfreich, um kleine Unterschiede zu erkennen, z.

Frequenz- und Kapazitätsmessung

Einige digitale Multimeter können auch die Häufigkeit und Kapazität messen.Die Frequenz wird in Hertz (Hz) gemessen und ist nützlich, wenn Schaltkreise wie Motoren oder Generatoren auf Wechselstrom ausgeführt werden.Durch die Messung der Frequenz können Sie herausfinden, ob das System mit der richtigen Geschwindigkeit funktioniert oder ob etwas nicht stimmt.Die Kapazität wird in Farads (F) gemessen und ist nützlich, wenn sie mit Kondensatoren arbeiten, die elektrische Energie speichern.Eine Kapazitätsmessung hilft Ihnen, zu überprüfen, ob ein Kondensator noch ordnungsgemäß funktioniert oder ob er abgenutzt ist. Dies kann sich auf die Leistung einer Schaltung auswirken.Kondensatoren finden sich in vielen Schaltungen und spielen eine wichtige Rolle bei der Regulierung von Spannung oder Filtersignalen.

Praktische Verwendung eines DMM

Multimeter -Sicherheit

Sicherheit ist sehr wichtig, wenn ein digitales Multimeter (DMM) verwendet wird.Überprüfen Sie vor der Verwendung immer die Kategorie (CAT) -Schest des Geräts.Die International Electrotechnical Commission (IEC) hat vier Kategorien erstellt, die die Menge an elektrischer Energie und Spannung beschreiben, die ein DMM verarbeiten kann, ohne Schäden oder Verletzungen zu riskieren:

• Katze I: Wird für Schaltkreise mit geringer Energie verwendet, wie in Elektronik oder kleinen Geräten.

• Katze II: Dies gilt für Haushaltsgeräte oder tragbare Werkzeuge, die mit Standard -Elektrogeschäften verbunden sind, bei denen das Risiko höherer Spannungen niedriger ist, aber dennoch vorhanden ist.

• Katze III: Entwickelt für elektrische Systeme in Gebäuden wie Verkabelung in Wänden, Elektropaneelen und industrielle Geräte.Diese Systeme sind direkt mit dem elektrischen Verteilungsnetzwerk verbunden und können Spannungsspitzen aufweisen.

• Katze IV: Deckt Bereiche mit höheren Energieniveaus wie Gemeinkostenleitungen oder unterirdischen Versorgungsdiensten ab, in denen der Strom in ein Gebäude eintritt.Diese Systeme können viel stärkere Leistungsstschwarze haben als niedrigere Kategorien.

Die Verwendung eines DMM außerhalb seiner Nennkategorie ist unsicher und kann zu Verletzungen oder Gerätenschäden führen, da das Messgerät möglicherweise nicht in der Lage ist, höhere Energieniveaus zu bewältigen, als er gemacht wurde.Überprüfen Sie auch immer, ob die Testleitungen ordnungsgemäß mit den richtigen Eingangsanschlüssen verbunden sind, bevor Sie Messungen vornehmen.Falsche Verbindungen können zu ungenauen Messwerten führen oder das Messgerät beschädigen.

Spannung und Strom sicher messen

Schließen Sie bei der Messung der Spannung immer zuerst die schwarze (negative) Leitung mit dem Boden oder dem neutralen Draht an und dann die rote (positive) Leitung mit dem lebenden Draht an.Dies verringert das Schockrisiko, da das Messgerät nicht sofort mit dem lebenden Teil der Schaltung verbunden ist.Wenn Sie mit einer höheren Spannung arbeiten, hilft diese Methode auch dabei, sicherer zu bleiben, indem Sie die Exposition gegenüber dem lebenden Teil der Schaltung verringern.

Für den Strom ist ein Klemmmesser oft das beste Werkzeug.Ein Klemmmesser misst den Strom durch Erfassen des durch den Stromflusss in einem Draht erzeugten Magnetfeld.Um eine genaue Lektüre zu erhalten, sollten Sie nur einen Draht umklemmen - entweder den lebenden oder neutralen Draht.Wenn Sie gleichzeitig sowohl die lebenden als auch die neutralen Drähte herumklemmen, ist die Messung Null, da sich die Magnetfelder der beiden Drähte gegenseitig abbrechen.Um eine korrekte Messung zu erhalten, müssen Sie nur einen Draht messen.

Abschluss

Digitale Multimeter sind nützliche Werkzeuge für alle, die mit Strom arbeiten und Ihnen helfen, Spannung, Strom, Widerstand und andere Werte mit Genauigkeit zu messen.Wenn Sie die grundlegenden Teile des Multimeters verstehen, z. B. wie es Signale in Zahlen umwandelt und wie das Display gelesen wird, können Sie sicherstellen, dass Sie es richtig verwenden.Unabhängig davon.Mit der Praxis können Sie sich sicher auf Ihr digitales Multimeter verlassen, um sowohl einfache als auch herausfordernde elektrische Aufgaben zu erledigen.

Häufig gestellte Fragen [FAQ]

1. Wie funktioniert ein digitales aktuelles Messgerät?

Ein digitaler Strommesser misst den Strom des elektrischen Stroms in einer Schaltung.Dies geschieht, indem der kleine Spannungsabfall über einen in der Schaltung verbundenen Widerstand erfasst wird.Das Messgerät nimmt dieses Spannungssignal ein, wandelt es unter Verwendung elektronischer Komponenten in eine Zahl um und zeigt das Ergebnis auf einem Bildschirm als aktuelles Lesen an.

2. Was ist das Arbeitsprinzip eines digitalen Multimeters?

Ein digitales Multimeter arbeitet je nach Einstellung unterschiedliche elektrische Werte wie Spannung, Strom oder Widerstand.Es verwendet Schaltkreise im Inneren, um diese Messungen durchzuführen, und wechselt sie dann in Zahlen, die auf dem Bildschirm angezeigt werden können.Der Benutzer wählt die Einstellung basierend auf dem aus, was er messen möchte.

3. Wie wird ein digitaler Multimeter verwendet?

Um einen digitalen Multimeter zu verwenden, wählen Sie zunächst aus, was Sie messen möchten (Spannung, Strom oder Widerstand), indem Sie das Zifferblatt auf die rechte Einstellung drehen.Anschließend verbinden Sie die Testdrähte an den Teil der Schaltung oder des Geräts, den Sie überprüfen möchten.Sobald das Messgerät angeschlossen ist, zeigt er den Wert Ihrer Messung auf dem Bildschirm.Stellen Sie sicher, dass Sie die richtige Einstellung und den richtigen Bereich auswählen, um Fehler zu vermeiden oder das Messgerät zu beschädigen.

4. Wie genau ist ein digitales Multimeter?

Die Genauigkeit eines digitalen Multimeters hängt vom Modell und der Qualität ab.Viele Grundmodelle geben Lesungen an, die etwa 0,5% bis 1% nahe am tatsächlichen Wert liegen.Fortgeschrittene Modelle können noch präzisere Messwerte liefern, manchmal von 0,01%.Überprüfen Sie immer das Benutzerhandbuch, um die genaue Genauigkeit Ihres Geräts zu kennen.

5. Wie verwendet ich ein digitales Multimeter, um die Spannung zu überprüfen?

Um die Spannung mit einem digitalen Multimeter zu überprüfen, wenden Sie zunächst das Zifferblatt in die Spannungseinstellung (wählen Sie sicher, dass Sie AC oder DC je nachdem, was Sie messen).Stecken Sie den schwarzen Draht in den "COM" -Port und den roten Kabel in den mit einem "V" gekennzeichneten Anschluss für die Spannung.Berühren Sie dann den schwarzen Draht am negativen Punkt und den roten Kabel am positiven Punkt in der Schaltung.Der Multimeter zeigt die Spannung auf dem Bildschirm an.Stellen Sie sicher, dass Sie die Drähte ordnungsgemäß behandeln, um Fehler oder Kurzschlüsse zu vermeiden.