Budowa i zasada działania multimetru typu wskaźnikowego
Głowica multimetru ze wskaźnikiem jest amperomierzem prądu stałego, więc zmierzoną rezystancję, napięcie i prąd należy przeliczyć na prąd napędzający amperomierz przez obwód wewnętrzny multimetru. Wewnętrzną budowę amperomierza pokazano na rysunku, a jego częścią wskazującą jest połączenie cewki nawiniętej w polu magnetycznym ze wskazówką. Kiedy przez drut przepływa prąd, cewka będzie się obracać.
Kiedy prąd przepływa przez cewkę i powoduje jej obrót, kąt obrotu jest proporcjonalny do wielkości prądu. Zgodnie z lewą zasadą indukcji elektromagnetycznej, gdy prąd przepływa przez przewodnik umieszczony w polu magnetycznym, przewodnik ten będzie się poruszał pod działaniem siły elektromagnetycznej. W oparciu o tę zasadę powstaje amperomierz.
1. Struktura obwodu wewnętrznego multimetru wskaźnikowego:
Multimetr wskaźnikowy wykorzystuje głównie czuły magnetoelektryczny amperomierz prądu stałego jako głowicę miernika. Kiedy przez głowicę miernika przepływa niewielki prąd, pojawi się wskazanie prądu. Dodatkowo multimetr wyposażony jest w rozdzielacz (w celu poszerzenia zakresu pomiaru prądu), mnożnik (w celu poszerzenia zakresu pomiaru napięcia), prostownik (w celu przekształcenia prądu przemiennego na prąd stały), baterię (w celu zapewnienia zasilania do pomiaru rezystancji) oraz pokrętło funkcyjne,
2. Zasada działania multimetru wskaźnikowego
Podczas pomiaru rezystancji, prądu i napięcia za pomocą multimetru wskaźnikowego struktura obwodu wewnętrznego multimetru ulegnie odpowiedniej zmianie. Podczas wykrywania napięcia stałego stan obwodu wewnętrznego multimetru wskazówkowego jest pokazany na poniższym rysunku. Z wykresu widać, że gdy multimetr ma zakres 100 V, rezystancja wewnętrzna miernika jest sumą trzech rezystorów i rezystancji głowicy miernika, która wynosi około 2MQ, co odpowiada 2kO/V. Można zauważyć, że rezystancja wewnętrzna multimetru jest bardzo wysoka i generalnie pomiar nie ma wpływu na mierzone napięcie. Prąd płynący do multimetru podczas pomiaru napięcia jest bardzo mały.
Stan pomiaru napięcia stałego
Schemat obwodu wewnętrznego multimetru wskaźnikowego do wykrywania napięcia prądu przemiennego pokazano na schemacie obwodu. Po przyłożeniu napięcia przemiennego między dwoma zaciskami multimetru wewnątrz miernika instalowany jest obwód prostownika mostkowego, który przekształca sygnał przemienny na prąd stały, a następnie napędza głowicę miernika.
Stan pomiaru napięcia przemiennego
Stan obwodu wewnętrznego multimetru wskaźnikowego po wykryciu rezystancji pokazano na schemacie. Podczas pomiaru rezystancji konieczne jest użycie baterii znajdującej się wewnątrz multimetru, aby przesłać prąd do rezystancji. Po przejściu przez rezystancję jest on następnie przesyłany do multimetru. Mała wartość rezystancji spowoduje przepływ większego prądu, natomiast duża wartość rezystancji spowoduje przepływ mniejszego prądu. Miernik posiada również rezystor bocznikowy, dzięki któremu prąd płynący przez amperomierz jest proporcjonalny do zmierzonej wartości rezystancji. Kąt odchylenia wskazówki amperomierza odpowiada wartości mierzonej rezystancji.
