Sayısal (dijital) Multimetre (DMM) Nasıl Kullanılır?

Sayısal (dijital) Multimetre (DMM) Nasıl Kullanılır?

 

Multimetreler, 1820'lerde voltaj ve direnci ölçen analog gösterge işaretli bir ekranı olan galvanometrelerin icadından bu yana uzun bir yol kat etti. Sayısal multimetreler (DMM'ler), doğrulukları, otomatik aralıklama, veri kaydı gibi ekstra özellikleri nedeniyle 1950'lerde analog multimetrelerin yerini almaya başladı.

Sayısal multimetre nedir?

Multimetre, alternatif akım (AC) veya doğru akım (DC) voltajı, AC veya DC akım, direnç, sıcaklık, kapasitans ve diğer parametreler gibi birden fazla ölçüm türü yapan bir ölçüm cihazıdır. Modern bir sayısal multimetre (DMM), dahili sistemindeki birçok özelliği görselleştirmek ve etkinleştirmek için sayısal devre teknolojisini kullanır. Sayısal teknoloji ile multimetreler grafik ekranlar sağlar, veri kaydı ve sinyal sayısallaştırma yetenekleri gerçekleştirir, programlanabilirlik sunar ve harici cihazlarla iletişim kurar.

Şekil 1. Soldan sola doğru HP 3406A analog voltmetre, HP 2401C Sayısal voltmetre ve Keysight 34470 Sayısal multimetre

Sayısal multimetre nasıl kullanılır?

Modern Sayısal multimetreler çok yönlüdür ve birden fazla ölçüm türümü gerçekleştirebilirer; ayrıca trend diyagramları ve istatistiksel çizelgeşer gibi grafik çıktı ekranları sağlayabilirler. DMM'ler programlanabilir ve analiz sonrası çalışmalar için harici bilgisayarlarla iletişim kurabilirler. Özellikle, tipik olarak bir kitabın boyutundan daha büyük olmayan küçük bir tezgah üstü kutuya birçok işlev sığdırırlar. Taşınabilir el tipi DMM'ler daha küçük, daha hafif ve pille çalışabilmektedir.

Şekil 2. Sayısal multimetrenin basitleştirilmiş çalışma prensibi

Şekil 2'deki blok diyagram, giriş sinyalinin (AC veya DC voltaj, AC veya DC akım, direnç, sıcaklık veya diğer parametreler) dahili analog-sayısal dönüştürücü (ADC) aralığında DC gerilime dönüştürüldüğü tipik bir sayısal multimetreyi göstermektedir. ADC daha sonra önceden ölçeklendirilmiş DC gerilimini, ekran ünitesinde görüntülenecek eşdeğer sayusal sayılara dönüştürür.

Sayısal denetleyici bloğu, cihaz içindeki bilgi akışını yöneten bir mikrodenetleyici veya bir mikroişlemci ile uygulanır. Blok, tüm dahili işlevleri koordine eder ve bilgileri yazıcılar, taşınabilir bilgisayarlar veya diğer test cihazları gibi harici cihazlara aktarır. Bazı el tipi multimetreler söz konusu olduğunda, bu blokların bazıları ADC ve ekran sürücüsünün aynı entegre devrede gerçeklendiği bir VLSI devresinde görülebilir.

ADC, cihaz içindeki temel unsuru oluştursa da, bir DMM'nin nasıl çalıştığını tam olarak anlamak için, ADC'nin etrafındaki diğer işlevlerden bazılarına bakmanız gerekir. Şekil 3, ADC'nin bir DMM içindeki örnek alma sürecinin basitleştirilmiş işlem akışını göstermektedir.

Şekil 3. Sayısal multimetrenin ADC'si etrafındaki operasyon akış diyagramı

ADC birçok örnek alacak olsa da,sayısal multimetre aldığı her örneği ekranında gösteremeyecektir. Bunun yerine, ADC, yüksek doğruluk ve çözünürlük elde etmek için örnekler üzerinde veri tamponlama ve ortalama alma stratejisi kullanır. Bu strateji, elektrik hattı gürültüsü ve diğer çevresel gürültü gibi küçük farklılıkların etkilerinin üstesinden gelmeye yardımcı olur.
Sayısal multimetrenizin performansı, yabancı faktörlerden kaynaklanan gürültüyle ne kadar iyi başa çıktığına ve bunları gerçek ölçümden ne kadar iyi çıkardığına bağlıdır - en yüksek doğruluk seviyesine ulaşmak için bu gerekli bir unsurdur.
Sayısal multimetreler çeşitli ölçümler yapabilir. Aşağıda, farklı sinyal türlerinin nasıl multimetreye nasıl bağlanacağına ve etkili bir şekilde nasıl ölçüleceğine dair bazı yaygın örnekler verilmiştir.

1. Voltajı Ölç

Voltaj ölçümü, DMM kullanarak yapılacak en kolay ölçümlerden biridir. Probları, voltajı ölçmek istediğiniz iki noktaya yerleştirin.

Şekil 4. Bir direnç boyunca voltaj ölçümü

Hemen hemen tüm DMM'lerin otomatik polarite fonksiyonu vardır, bu nedenle probların nasıl bağlandığı konusunda endişelenmenize gerek yoktur. Ancak, ortak (COM) bağlantıyı, genellikle negatif bağlantıya, düşük voltaja, kasaya veya sıfır volt hattına bağlamak en iyi uygulamadır.

2. Akımı Ölç

Sayısal bir multimetre ile voltaj ölçümleri yapmak kolaydır, ancak akımı ölçmek için kullanmak biraz daha zordur. Bir DMM ile akımı ölçerken devre ile seri olarak yerleştirin, böylece akım DMM'den akar.

Şekil 5. Bir devre ile seri olarak akım ölçümü

Sayısal multimetreler, akımı ölçmek için dahili bir akım şönt direncine sahiptir. Ancak, akım DMM için çok yüksekse, farklı bir kuruluma ihtiyacınız olacaktır. Çözüm, DMM'yi, gerekli güç derecesini işleyebilen doğru bir harici akım şönt direncine paralel olarak yerleştirmektir. Harici akım şönt direnci boyunca bir voltajı ölçebilir ve ardından akımı hesaplamak için Ohm yasasını kullanabilirsiniz. 

3. Direnci Ölçün

Sayısal multimetreler hem iki telli hem de dört telli direnç ölçüm yetenekleri sunar. Bununla birlikte, bu iki direnç ölçüm tekniği, tüm direnç ölçüm uygulamaları için eşit derecede uygun olmayabilir.
İki telli direnç ölçüm konfigürasyonu Şekil 6'da görülmektedir. Sayısal multimetreler tipik olarak, test edilen cihaza (DUT) sabit bir akım (Itest) sağlayan ve voltajı (Vm) ölçen sabit akım yöntemini kullanır. Daha sonra bilinen akımı ve ölçülen voltajı kullanarak direnci hesaplanabilir.

Şekil 6. İki telli direnç ölçüm yöntemi

Ölçmek istediğiniz direnç, Şekil 6'da R etiketli bilinmeyen bir direnç olarak görünür. Bu yöntemin bir avantajı basit kablolamadır - sadece iki tel kullanılır.
Tüm DMM'ler, bir DC akımını bilinmeyen dirençten geçirerek gerlimi ve buradan da  direnci ölçer. İki telli bir ölçümde, akım kaynağı DMM'deki kaynak uçlarına dahili olarak bağlanır. Test uçlarındaki herhangi bir direnç bir okuma hatası olarak ortaya çıkar. Akım uygulandığında, numune boyunca üretilen gerilim ölçülür ve daha sonra Ohm yasası olan   R = V / I kullanılarak R'yi hesaplamak için kullanılır. Kablolama direnci hatalarını gidermezseniz, bilinmeyen direnç R ölçümünde bir hata olacaktır.

                                                                                          

Ölçüm noktasında bir "matematiksek sıfırlama (nulling)" kullanırsanız, ölçümdeki kablolama direnci hatalarını (Rlead) azaltabilirsiniz.

Şekil7. Dört telli direnç ölçüm yöntemi

Şekil 7, test cihazından çıkan dört telli uçları göstermektedir. Dört telli uçlar, bir çift akım kaynağı telinden ve paralel olarak bir çift gerilim algılama telinden oluşur - R veya DUT'a bağlanırlar. İki telli ölçüm yöntemine benzer şekilde, mevcut kaynak telleri, HI ve LO hatları boyunca R boyunca bir gerilim düşüşü üretir. Bununla birlikte, akım kaynağından ayrı ikinci uç çifti, R boyunca gerilim düşüşünü ölçen doğrudan bir gerilim döngüsü oluşturur. İkinci gerilim algılama kablosu çifti HIsense ve LOsense'tir. DMM'nin direnci çok yüksek olduğundan, 10M ohm mertebesinde, giriş direncinin ölçüm üzerinde çok az etkisi vardır. Rlead ihmal edilebilir ve mevcut kaynaktan bağımsız olduğundan, Itest, aşağıdaki eşitlik kabul edilebilir.

                                                                                             

burada VR, direnç R veya DUT'taki voltajdır ve sayaç voltajı VM olarak ölçülür.

                                                                                               

Böylece direnç değerini iki telli ölçüm yöntemini kullanmaktan çok daha doğru bir şekilde belirleyebilirsiniz.

4. Kapasitansı Ölçün

Sayısal multimetreler, kondansatöre şarj etmek için bilinen bir akım uygulayarak kapasitans ölçümleri yapar ve boşaltmak için bir direnç kullanır. Kapasitans, şarj / deşarj döngüsü sırasında bir gerilim-zaman aşımı eğrisinin farklı noktalarındaki gerilim (DC) değişimi ölçerek ve kapasitansı hesaplamak için bir algoritma kullanılarak ölçülür.

Şekil 8. Doğrudan prob kapasitans ölçümü

Küçük değerli kapasitörlerin ölçüm doğruluğunu artırmak için, multimetre ve uçların artık kapasitansını çıkarmak için test uçları açıkken "Boş (Null)" düğmesine basmak önerilim.

5. Sıcaklığı Ölç

Modern sayısal multimetreler sıcaklık veri kaydedicileri  olarak kullanılabilir. Örneğin, birçok DMM direnç sıcaklık dedektörlerini (RTD), termistörleri veya termokupl sensörlerini kabul edebilir.
Daha iyi doğruluk için RTD veya termistör sensörleri kullanın. Daha geniş bir sıcaklık aralığını ölçmek için, termokupl sensörlerini kullanabilirsiniz.

Şekil 9. Sıcaklık sensörü çeşitleri

6. Diyot Ölçün

Tipik bir masaüstü DMM, Şekil 10'da gösterildiği gibi bir diyotun doğrudan ileri sapma ölçümünü yapar. DMM tipik olarak 1 mA'lık bir akım kaynağı sağlar ve diyot boyunca gerilim düşüşünü ölçer.

Şekil 10. Doğrudan prob diyot ölçümü

Diyotları, transistörleri, silikon kontrollü doğrultucuları (SCR'ler) ve diğer yarı iletken aygıtları kontrol etmek için bu test işlevini kullanın. İyi bir diyot, akımın yalnızca bir yönde akmasına izin verir. Bu test, bir yarı iletken bağlantı noktasından bir akım gönderir ve ardından bağlantının voltaj düşüşünü ölçer. Tipik bir bağlantı düşüşü 0,3 V ila 0,8 V arasındadır.

7. Süreklilik Kontrolü Gerçekleştirin

DMM kullanan bir süreklilik kontrolü, devrenizdeki veya bileşeninizdeki elektrik kesintisini tespit etmenize yardımcı olur. Bir süreklilik kontrolü, giriş problarının iki noktasındaki direnci ölçer. Tipik olarak, ölçülen direnç değeri 10 Ω veya daha az ise elektriksel bir kısa devreniz vardır. DMM, ölçtüğünüz devre kısa devre özelliğini kaybedene kadar sürekli ve duyulabilir bir bip sesi çıkarır. Bazen, DMM, süreklilik kontrolü sırasında aralıklı bip sesleri çıkarabilir ve bu da aralıklı bir kısa devre anlamına gelir.

8. Salınımlı Bir Sinyalin Frekansını veya Süresini Ölçün

Modern sayısal multimetreler ayrıca bir frekans veya periyod ölçüm fonksiyonuna sahiptir. Bu işlev normalde bir AC sinyalinin veya herhangi bir periyodik sinyalin frekansını ölçer. Genellikle, ölçtüğünüz frekansın dakikada tur (RPM) haline geldiği bir motorun ne kadar hızlı döndüğünü ölçer.

Tipik Sayısal Multimetre Özellikleri Nelerdir?

Tipik bir sayısal multimetrenin birçok spesifikasyonu vardır. Ancak göz önünde bulundurmanız gereken kritik özellikler doğruluk, hassasiyet ve çözünürlüktür.

Doğruluk

Doğruluk, belirli bir ölçümün belirsizliğini temsil eder, çünkü DMM'den gelen okuma, sinyalin gerçek değerinden farklı olabilir. Doğruluk, bu sayıların ne kadar iyi olduğunun veya onlara ne kadar güvenebileceğinizin bir ölçüsüdür. Aşağıda, çoğu DMM kataloğunda alabileceğiniz yaygın ifadelerden bazıları verilmiştir:

± (Okuma % + % Aralık)
± (ppm of Reading + ppm of Range), burada ppm milyonda bir parçadır

Hassasiyet

Hassasiyet, ölçüm fonksiyonunun belirli bir parametresi altında, cihazın tespit edilebileceği ve son kullanıcı için anlamlı olabileceği en küçük birimdir.

Çözünürlük

Çözünürlük, ölçülebilen ayrıntı düzeyi veya sayısal multimetredeki önemli basamak sayısıdır. Çözünürlük, birbiriyle ilişkili olabilecek bitler, rakamlar veya mutlak birimler cinsinden ifade edilebilir.

Daha Fazla Sayısal Multimetre Kaynakları

  1. Keysight'ın 3,5 ila 8,5 basamaklı çözünürlükte, saniyede 100.000 okumaya varan hızlara sahip kapsamlı Sayısal multimetre serisi hakkında daha fazla bilgi edinin ve el tipi veya tezgah üstü uygulamalarda kullanılabilir. Lütfen web sitemizi ziyaret edin:   https://www.sparkmeasure.com/kategori-134-dijital-multimetreler.html  
 
 
Yönetici | 21.06.2022 600 Görüntüleme
 

Yorumlar
 
Henüz yorum bulunmamaktadır. İlk yorumu sen yazabilirsin. Yorum yazmak için tıklayın
Bu Kategorideki Diğer Yazılar
Whatsapp Online Telefon Numarası