مولتی‌متر و کاربرد آن در صنعت

مانند هر تجهیز دیگری، مولتی‌متر نیز با مشخصه‌های ویژه خود شناسایی و ارزیابی می‌شود. مشخصه‌های مولتی‌متر عبارتند از: رزولوشن، دقت، امپدانس ورودی، ولتاژ سربار و خوانش جریان متناوب. در ادامه هر یک از این مشخصه‌ها را توضیح می‌دهیم.

رزولوشن (Resolution)

رزولوشن یک مولتی‌متر عبارت است از کوچکترین مقداری که آن مولتی‌متر می‌تواند نشان دهد. در مولتی‌مترهای دیجیتال این مقدار قابل تنظیم است. مثلاً یک مولتی‌متر با رزولوشن ۱ میلی‌ولت که روی مقیاس ۱۰ ولت تنظیم شده است، می‌تواند تغییرات مقدار اندازه‌گیری را با دقت ۱ میلی‌ولت نمایش دهد.

با وجود کارایی بالای مولتی‌مترهای دیجیتال، کاربران، مولتی‌مترهای آنالوگ را برای برخی کارها، به‌ویژه در تست مدارهای الکترونیکی ترجیح می‌دهند. زیرا این مولتی‌مترها نسبت به تغییرات متغیر مورد اندازه‌گیری، حساسیت بالاتری دارند و پاسخ سریع‌تری به این تغییرات نشان می‌دهند.

مولتی‌متر دیجیتال با نمونه‌برداری از مقدار اندازه‌گیری‌شده طی یک بازه زمانی، مقدار آن را محاسبه و سپس نمایش می‌دهد؛ اما مولتی‌متر آنالوگ به‌صورت همزمان و پیوسته تغییرات متغیر را دنبال می‌کند و برخلاف نوع دیجیتال، هیچ تأخیری در نمایش مقدار اندازه‌گیری‌شده ندارد. برای مثال، در هنگام تست سلف یا خازن دنبال کردن تغییرات اندازه‌گیری ولتاژ یا جریان با مولتی‌متر آنالوگ بسیار آسان‌تر از مولتی‌متر دیجیتال است.

دقت (Accuracy)

مولتی‌متر دیجیتال نسبت به نوع آنالوگ آن دقت بسیار بالاتری دارد. دقت مولتی‌متر آنالوگ استاندارد حدود 3 درصد است؛ در حالی که مولتی‌مترهای دیجیتالِ قابل‌حمل دارای دقت ۰.۵ درصد هستند و نوع رومیزی این مولتی‌مترها دارای دقت اندازه‌گیری ۰.۰۱ درصد است. انواع آزمایشگاهی این تجهیزات نیز دقت چند در میلیون را به کاربر ارائه می‌دهند.

میزان دقت مولتی‌متر با گذر زمان افت می کند و باید به صورت دوره‌ای کالیبره شود. هرچند برای بیشتر تست‌های معمول در صنعت، نیازی به دقت بالا و کالیبره‌بودن مولتی‌متر نیست، اما برای کاربردهای حساس، مانند اندازه‌گیری مدارهای الکترونیکی ولتاژ‌پایین، باید دقیق‌بودن اندازه‌گیری این مولتی‌مترها در دوره‌های زمانی مشخص، کالیبره و تأیید شود.

امپدانس ورودی (Input Impedance)

هنگام اندازه‌گیری ولتاژ، امپدانس ورودی مولتی‌متر در قیاس با امپدانس مداری که اندازه‌گیری می‌شود، باید بسیار بالا باشد. در غیر این صورت مولتی‌متر روی عملکرد مدار اثر می‌گذارد و مقدار اندازه‌گیری‌شده دقیق نیست. مولتی‌مترهای دیجیتال و برخی انواع آنالوگ که تقویت‌کننده داخلی دارند، دارای امپدانس بزرگ ثابتی هستند تا به مدار آسیب نزنند. اندازه این امپدانس ۱ تا ۱۰ مگااُهم است و بسته به میزان حساسیت مولتی‌متر و رنج اندازه‌گیریِ انتخاب‌شده، متغیر است.

ولتاژ سربار (Burden Voltage)

هر دستگاه اندازه‌گیری، دارای مقاومت داخلی است. ولتاژ سربار ولتاژی است که در اثر عبور جریان از دستگاه اندازه‌گیری روی دو سر مقاومت داخلی می‌افتد. علاوه بر این، مولتی‌متر برای محاسبه جریان، آن را از مقاومت کوچکی به نام «مقاومت شانت» (Shunt Resistor) عبور می‌دهد. تأثیر ولتاژ سربار بر اندازه‌گیری، به رنج جریان بستگی دارد، زیرا برای هر رنج جریان مقاومت شانتِ متفاوتی استفاده می‌شود.

در اندازه‌گیری جریانِ مدارهای ولتاژ‌ پایین اثر ولتاژ سربار می‌تواند قابل توجه باشد. برای تشخیص اثر آن باید رنج اندازه‌گیری مولتی‌ متر را تغییر داد. اگر با تغییر رِنج، مقدار اندازه‌گیری‌شده تغییری نکند، یعنی ولتاژ سربار تأثیری در اندازه‌گیری نداشته است و اگر تغییر کند، با تنظیم مولتی‌متر روی رنج بالاتر می‌توان اثر ولتاژ سربار را کاهش داد یا حذف کرد.

خوانش جریان متناوب (Alternating Current Sensing)

سیستم تشخیص در مولتی‌ متر دیجیتال از متغیرهای DC برای اندازه‌گیری استفاده می‌کند. یعنی برای اندازه‌گیری ولتاژ و جریان AC، شاخص DC آن را محاسبه و از روی آن مقادیر متناوب را تشخیص می‌دهد. مولتی‌ متر برای اندازه‌گیری جریان متناوب از یک مدار یکسوساز بهره می‌برد. این مدار، مقدار متوسط و پیک جریان را اندازه می‌گیرد و با استفاده از آن‌ها مقدار RMS موج سینوسی را محاسبه و به کاربر نمایش می‌دهد.

مقدار RMS از مشخصه‌های ولتاژ و جریان متناوب است که از حاصل تقسیم پیک سیگنال (ولتاژ یا جریان) بر رادیکال ۲ به دست می‌آید. با افزایش فرکانس سیگنال‌های سینوسی و غیر‌سینوسی، خوانش مقدار RMS جریان متناوب برای مولتی‌متر دشوارتر می‌شود. در راهنمای (Manual Guide) مولتی‌ متر، به محدوده فرکانسی که اندازه‌گیری جریان و ولتاژ AC در آن محدوده معتبر است، اشاره می‌شود. بنابراین، کیفیت خوانش جریان متناوب از مشخصه‌های مهم مولتی‌مترها است.