Đồng hồ vạn năng làm gì trong nội bộ?

Mọi người đã từng xử lý một vạn năng đều quen thuộc với các mặt số này. Vị trí của mặt số cho biết phạm vi tối đa của đại lượng có thể đo được.

Nhưng tại sao chúng ta phải tự điều chỉnh phạm vi tối đa? Điều gì xảy ra bên trong đồng hồ vạn năng khi quay số được điều chỉnh, giả sử, từ 20V đến 200V? Nếu chúng ta có mặt số trên 20V và điện áp đo được là 50V, tại sao đồng hồ không thể cung cấp số đo? Tôi không có nhiều kiến ​​thức về hoạt động bên trong của đồng hồ vạn năng, nhưng tôi hiểu rằng điện áp được đo bằng cách cho một dòng điện vô hạn qua đồng hồ và đo từ trường (một cái gì đó dọc theo các đường này). Nhưng tại sao các mét không thể tự điều chỉnh phạm vi của họ?

EDIT: Tôi biết có các máy đo tự động, nhưng tôi muốn biết lý do tại sao những người khác phải điều chỉnh bằng tay.

Hình ảnh này ( nguồn ) phải cho bạn biết tất cả những gì bạn cần biết về cách thức hoạt động của nó. Có các tiếp điểm gạt nước trên mặt số, được hiển thị ở phía dưới, khớp với miếng đệm trên PCB của máy đo.

Những miếng đệm này được kết nối với các vòi khác nhau của một bộ chia điện áp để phân chia điện áp, hoặc để truyền dòng điện qua một shunt hiện tại.

Trong nội bộ, đồng hồ chỉ có thể đo điện áp từ, giả sử, -0,2V đến + 0,2V. Công tắc phạm vi thay đổi bộ chia điện áp để đặt trước điện áp đầu vào trong phạm vi đó và trên hầu hết các đồng hồ cũng sẽ gửi tín hiệu đến màn hình LCD để báo cho nó biết nơi đặt dấu thập phân.

Về lý do tại sao bạn phải tự làm điều đó thay vì đồng hồ làm việc đó cho bạn: Không có gì hơn và không có gì hơn giá cả. Một mét có phạm vi tự động đắt hơn một đồng hồ không phải do cần thêm phần cứng để phát hiện khi nó vượt quá phạm vi và thực hiện chuyển đổi.

Đồng hồ analog cũ có thể dễ hiểu hơn (nguồn http://fourier.eng.hmc.edu/e84/labs/lab1/node1.html ):

Do độ lệch của máy đo phụ thuộc vào dòng điện đi qua và tỷ lệ lệch / dòng điện không thay đổi, các vị trí tiếp xúc khác nhau sẽ tạo thành các dải điện áp hoặc dòng điện khác nhau để điều chỉnh thang đo. Lưu ý: điện trở cuộn dây cũng được cố định.

Nó không khác biệt với các đồng hồ kỹ thuật số, ngoại trừ thay vì một cuộn dây cần một dòng điện nhất định, nó có Bộ chuyển đổi tương tự sang số (ADC) cần một điện áp nhất định để chỉ thị toàn thang đo.

Nếu nó là một vạn năng kỹ thuật số , nó hoạt động khác với một vạn năng tương tự .

Các sơ đồ cho một tương tự được hiển thị trong câu trả lời của Vangelo.

Các sơ đồ cho một kỹ thuật số trông như thế này:

^{mô phỏng mạch này - Sơ đồ được tạo bằng CircuitLab}

Đối với các phép đo điện áp, mặt số sẽ chọn tỷ lệ của bộ chia điện áp (như thể hiện trong sơ đồ trên) và nó sẽ thay đổi vị trí của dấu chấm thập phân trên màn hình.

Một vôn kế không đo bất kỳ dòng điện. Có một ADC (bộ chuyển đổi tương tự sang số, là thiết bị đo thực) bên trong, so sánh điện áp đầu vào với điện áp tham chiếu và đưa ra hệ số của đầu vào với tham chiếu là đầu ra kỹ thuật số.

Giả sử điện áp tham chiếu là 2V. Sau đó, điện áp đầu vào tối đa cũng là 2V, bởi vì điều này sẽ là 100%. Nếu bạn xoay mặt số thành phạm vi đầu vào 20V, bạn đang chuyển đổi một bộ chia điện áp sang đầu vào, để bạn giảm điện áp đầu vào theo hệ số 10. Điều này dẫn đến chỉ 2V ở ADC với điện áp đầu vào 20V. Bộ vi điều khiển biết điều đó và cho bạn thấy giá trị thực trên màn hình.

Đồng hồ đo tự động có thể chọn các bộ chia điện áp khác nhau bằng cách chuyển đổi rơle. Điều này đòi hỏi các bộ phận bổ sung và do đó một số mét chỉ cần người dùng thiết lập thủ công và bằng cách giảm chi phí.

Ở dạng đơn giản nhất, công tắc quay số phù hợp điện trở giữa đầu dò và cuộn dây mét để có thể đo được nhiều dải điện áp và dòng điện bằng một mét.

Nếu bạn cố gắng đo 40V ở phạm vi 20V thì đồng hồ sẽ phải đọc tới 200% vì có hai lần dòng điện cần để hiển thị 100% đọc. Cuộn dây không thể di chuyển đồng hồ vật lý và cuộn dây có thể bị cháy do dòng điện dư thừa trừ khi có các bộ phận bảo vệ để hạn chế nó.

Đồng hồ không biết bạn sắp đo bao nhiêu điện áp và không có thành phần hoạt động để tự động phát hiện hoặc chuyển đổi phạm vi.