Multimetr - ile wiesz o zasadzie pomiaru prądu
Podstawową zasadą działania multimetru cyfrowego do pomiaru prądu jest wykorzystanie prawa Ohma: I=U/R. Multimetr cyfrowy ma wiele przekładni prądowych, które odpowiadają wielu rezystorom próbkującym. Podczas pomiaru podłącz multimetr szeregowo do badanego obwodu, wybierz odpowiedni bieg, a przepływający prąd wygeneruje napięcie na rezystorze próbkującym. Wartość napięcia jest przesyłana do układu przetwornika analogowo-cyfrowego A/D, który jest konwertowany z analogowego na cyfrowy, a następnie zliczany przez licznik elektroniczny, a na końcu wartość jest wyświetlana na ekranie. Wewnątrz multimetru znajduje się szeregowy rezystor próbkujący. Gdy multimetr jest podłączony szeregowo do badanego obwodu, przez rezystor próbkujący popłynie prąd, a podczas przepływu prądu na obu końcach rezystora powstanie różnica napięcia. Napięcie wykryte przez ADC jest konwertowane na wartość, a następnie wartość napięcia jest przekształcana na wartość prądu zgodnie z prawem Ohma. Zostanie wyświetlony ekran LCD.
Powyższe to tylko podstawowa zasada. W przypadku konkretnej implementacji powinniśmy również wziąć pod uwagę wielkość mierzonego prądu, podzielić go na różne biegi i wziąć pod uwagę zabezpieczenie nadprądowe. Konkretny obwód praktyczny jest następujący:
Praktyczny obwód jest podzielony na 200uA, 2mA, 20mA, 200mA, 10A i inne biegi. Rezystory próbkujące połączone szeregowo z różnymi biegami są różne. Zasada jest taka, że wartość rezystancji próbkowania przekładni o małym prądzie jest duża, a wartość rezystancji próbkowania przekładni wysokoprądowej jest mała. Rozmiar rezystora próbkującego będzie miał pewien wpływ na prąd testowanego obwodu. W rzeczywistym użytkowaniu konieczne jest oszacowanie wielkości prądu i wybranie odpowiedniego biegu, aby zmniejszyć błąd pomiaru. Biorąc pod uwagę, że użytkownik może podłączyć niewłaściwy bieg i spalić rezystor próbkujący z powodu przetężenia, diody D1 i D2 są w projekcie połączone równolegle z rezystorem próbkującym. Gdy prąd rezystora próbkującego jest zbyt duży, napięcie wzrasta. Gdy dioda wysokiego napięcia przewodzi napięcie, dioda przewodzi i bocznikuje prąd rezystora próbkującego, aby zapobiec spaleniu rezystora próbkującego, gdy prąd jest zbyt duży. Ponadto, aby poprawić zdolność przeciwzakłóceniową, do zacisku wykrywania napięcia dodano rezystor 470 K i kondensator 0,22 uF, aby utworzyć filtr dolnoprzepustowy w celu odfiltrowania źródła zakłóceń.
Metoda pomiaru prądu przekładni AC jest podobna do metody przekładni DC, z tą różnicą, że filtr dolnoprzepustowy jest zastąpiony przetwornicą AC-DC, a pozostałe pozostają bez zmian.
