Yleismittarien historia
Ensimmäinen osoitinmittari virran mittaamiseen, nimeltään galvanometri, keksittiin vuonna 1820. Käyttämällä Wheatstone Bridgeä yhdessä voidaan verrata tuntematonta resistanssia ja mitattavaa jännitettä tunnettuun jännitteeseen ja resistanssiin ja mitata sitten asiaankuuluva jännite, virta ja vastus. jne. Tällä menetelmällä mittaaminen laboratoriossa on työlästä ja hankalaa. Tämä laite on hankala ja monimutkainen, eikä sitä ole helppo kuljettaa mukana.
▲ Galvanometri
Galvanometri voi heijastaa vain karkeasti virran olemassaoloa, mutta se ei voi antaa virran suuruuden tarkkaa arvoa. Aktiivista kelamekanismia (D'Arsonval/Weston-siirtomekanismi) käyttävä ampeerimittari voi näyttää virran suuruuden.
Hienolla emaloidulla langalla kierretty ontto kela on ripustettu kestomagneetin magneettinapaan, ja pyörivä vääntömomentti voidaan tuottaa tasavirran ohituksen jälkeen osoittimen pyörittämiseksi. Magneettikenttä on suunniteltu pyöreäksi renkaaksi, jolloin virtakelaan kohdistuvalla ampeerivoimalla ei ole mitään tekemistä kulman kanssa ja ohut metallijousilanka muodostaa palautusmomentin, joka muodostaa kulman osoittimen pyörimisen ja kelan läpi kulkeva virta. suhteellinen. Tätä mekanismia, joka tunnetaan nimellä D'Arsonval-vaihteisto, käytetään edelleen laajalti kaikenlaisissa analogisissa elektronisissa kellojen päissä.
▲ D'Arsonal voimansiirtomekanismi
Liikkuvaan kelamekanismiin perustuva ampeerimittari eliminoi Wheatstone-sillan tarpeen virran mittaamiseen helposti ja kätevästi. Tällä perusteella voidaan mitata eri vaihteistoalueiden jännitettä, virtaa ja vastusta lisäämällä shunttiresistanssi, sarjavastus ja vakaa tasavirtalähde.
1820-luvulla putkilaitteiden yleistyessä yleismittari syntyi. Sanotaan, että ensimmäisen yleismittarin nykyisessä mielessä keksi vuonna 1920 Donald Macaie, brittiläisen postilaitoksen insinööri. Hänen työssään viestintämahdollisuuksien ylläpitämiseksi on jatkuvasti mitattava jännitettä, virtaa, vastusta jne. piirissä. Hän ei kestänyt useiden mittarien kantamista samanaikaisesti, joten hän kehitti yleismittarin, joka voi mitata jännitettä, virtaa ja vastusta samanaikaisesti ja jota kutsuttiin tuolloin Avometeriksi.
▲ Donald Macadien yleismittari
Amvohm-yleismittari käyttää osoitinampeerimittaria, jossa on aktiivinen kelamekanismi, ja se on varustettu tarkkuusjännitteenjakajalla ja shunttiresistanssilla. Se käyttää vaihdekytkintä ja pistorasiaa mittausluokan ja prosessialueen valitsemiseen.
Macadie siirsi suunnittelemansa Avometerin Automatic Winding and Electrical Equipment Companylle (ACWEEC, perustettiin vuonna 1923), ja siitä tuli sinä vuonna kaupallinen tuotanto ja myynti. Avometer, ennen parannettua 8:aa, voi mitata vain tasajännite- ja virtasignaaleja.
Myös taskukellotyyppinen volttimittari oli tuolloin suosittu, metallikuorella, joka oli paljon halvempi kuin Avometer. Sen kuori on yleensä kytketty mittarin negatiiviseen napaan. Vaikka tämä yksinkertaistus oli kätevä käyttää, se aiheutti myös monia huolimattomia elektroniikkainsinöörejä tuolloin paljon sähköiskuja.
Tällainen kello on yleensä suhteellisen yksinkertainen. Esimerkiksi ohjekirja osoittaa vain 33Ω/V, valitsin ei usein ole tasainen, eikä osoittimen nollan säätöruuvia ole.
▲ Taskukellon volttimittari
Osoitintyyppisen yleismittarin on yleensä imettävä tietty virta mitatusta piiristä pyörivän kelan ohjaamiseksi, kuten täysimittaisen 50 mikroampeerin mittarin, yleisesti käytetyn korkean herkkyyden mittarin. Mittauksen aikana, jos osoitin on täysin siirtynyt, sen on edelleen vastaanotettava 50 mikroampeeria virtaa testattavasta piiristä, mikä vaikuttaa joidenkin korkeaimpedanssisten piirien mittaustuloksiin, jolloin lukuarvo on normaalia pienempi.
Yleismittarin tuloimpedanssin lisäämiseksi on tarpeen käyttää tyhjiöputkia, ja niitä kutsutaan tyhjiöputkiyleismittariksi (VTVM, VVM). Tämän elektronisen tyhjiöputkiyleismittarin tuloimpedanssi on yleensä yli 1 MΩ. Se käyttää tyhjiöputken katodiseuraajalähtöä (jännitesarjan negatiivinen takaisinkytkentä) lisäämään tuloimpedanssia, jotta yleismittarilla ei ole merkittävää vaikutusta testattavaan piiriin mittauksen aikana.
▲ Tyhjiöputkiyleismittari
Ennen digitaalisen (integroidun) yleismittarin keksimistä suuren impedanssin analogisia transistoripiirejä tai Field Effect Triodes (FET) -piirejä käytettiin korvaamaan tyhjiöputket yleismittarilaitteissa. Nykyaikaiset digitaaliset yleismittarit käyttävät korkeaimpedanssisia integroituja piirejä, joiden tuloimpedanssit voivat vastata tai ylittää alkuperäisten tyhjiöputkiyleismittareiden.
▲ Moderni digitaalinen yleismittari
Nykypäivän yleismittarit ovat lisänneet monia lisätoimintoja, kuten desibelimittarit tehon, kapasitanssin, triodivahvistuksen, taajuuden, käyttösuhteen, näytön pitoajan ja niin edelleen mittaamiseen. Yleismittarin summeri voi kuulua, kun mittauspiiri on päällä ja pois päältä, ja antaa nopean mittauspalautteen.
