Đồng hồ điện tử vạn năng

Đồng hồ điện tử vạn năng

Đây là một trong những công cụ đa năng linh hoạt nhất, có khả năng đo điện áp DC và AC, cũng như dòng điện và điện trở. Bộ đo đa năng điện tử thường được gọi là VOM (Volt-Ohm-Milliammeter) hoặc đồng hồ đo điện tử dạng chữ U, bao gồm các yếu tố sau:

Bộ khuếch đại DC cân bằng:
- Bao gồm bộ khuếch đại DC cân bằng và một đồng hồ PMMC (Permanent Magnet Moving Coil).
- Một bộ giảm mạnh ở bước đầu vào để chọn phạm vi điện áp phù hợp.
Bộ chỉnh dòng chuyển đổi:
- Dùng để chuyển đổi điện áp AC đầu vào thành giá trị DC tương ứng.
Pin nội và mạch bổ sung:
- Cung cấp khả năng đo điện trở.
Công tắc chức năng:
- Dùng để chọn các chức năng đo khác nhau như điện áp, dòng điện hoặc điện trở.

Ngoài ra, thiết bị thường đi kèm với một nguồn điện tích hợp để hoạt động trên lưới điện AC và, trong hầu hết các trường hợp, một hoặc nhiều viên pin để hoạt động như một công cụ kiểm tra cầm tay.

Sơ đồ mạch của một bộ khuếch đại DC cân bằng sử dụng hai transistor hiệu ứng cảm ứng (FETs) được cho trong hình. Hai FET sử dụng trong mạch cần phải khá tương đồng về dòng tăng để đảm bảo tính ổn định nhiệt độ của mạch. Hai FET và các résitor nguồn Rx và R2, cùng với résitor điều chỉ zero R3, tạo thành một mạch cầu. Đồng hồ PMMC được kết nối giữa các terminal nguồn của các FET, đại diện cho hai góc đối diện của cầu.

Khi không có tín hiệu đầu vào, các terminal gate của các FET ở mức tiềm năng đất và các transistor hoạt động dưới điều kiện tĩnh cân bằng. Lí tưởng là không có dòng nào sẽ chảy qua cảm biến PMMC, nhưng trong thực tế, do một số không khớp giữa hai FET và sự chênh lệch nhỏ giữa các giá trị của các résitor khác nhau, một dòng điện chảy và làm cho cảm biến di chuyển khỏi vị trí không. Dòng này được giảm đến không bằng résitor điều chỉ zero R3. Bây giờ cầu là cân bằng. Khi một tín hiệu đầu vào dương được áp dụng vào cổng của transistor đầu vào T1, dòng dòng chảy qua kênh tăng, làm tăng điện áp ở terminal nguồn. Hiện tượng mất cân bằng giữa hai volt nguồn của T1 và T2 được thể hiện bằng cảm biến, với đồng hồ đã được hiệu chỉnh theo tỷ lệ với độ lớn của điện áp đầu vào được áp dụng. Điện áp tối đa có thể được áp dụng vào cổng của transistor đầu vào T1 được xác định bởi phạm vi hoạt động của nó, thường là trong khoảng vài volt. Phạm vi của cầu có thể dễ dàng được mở rộng bằng cách sử dụng một bộ giảm mạnh đầu vào hoặc một công tắc phạm vi, như minh họa trong hình.

Điện áp đầu vào DC không xác định được áp dụng thông qua một résitor lớn trong cơ thể điểm đo đến một bộ chia áp điện trở. Do đó, với công tắc phạm vi ở vị trí 3V như được minh họa, điện áp tại cổng của transistor đầu vào T1 được phát triển qua résitor 8 MQ trong tổng trở của 11,3 MQ và mạch được sắp xếp sao cho đồng hồ PMMC đạt đến vạch chia đầy đủ với 3V được áp dụng vào đầu đo. Với công tắc phạm vi ở vị trí 1.200 V, điện áp cổng được phát triển qua 20 kilo ohm trong tổng trở của 11,3 Mega ohms và một điện áp đầu vào 1.200 V sẽ được yêu cầu để gây ra chuyển động đầy đủ của đồng hồ.

Đo Điện Trở bằng Multimeter hoặc VOM

Khi công tắc chức năng của multimeter được đặt ở vị trí OHM, điện trở không xác định được kết nối nối tiếp với một viên pin nội, và đồng hồ PMMC đo đơn giản điện áp giảm qua nó (điện trở không xác định, Rx).

Một mạch điển hình được thể hiện trong hình. Trong mạch được cho, một mạch chia áp điện trở được sử dụng chỉ để đo điện trở, cung cấp nhiều phạm vi điện trở khác nhau. Khi điện trở không xác định Rx được kết nối với các terminal OHM của multimeter, viên pin cung cấp dòng điện qua một trong các résitor phạm vi và điện trở không xác định đến mạch trở đất. Điện áp giảm qua điện trở không xác định Rx, Vx được áp dụng vào đầu vào của bộ khuếch đại cầu và chuyển động của đồng hồ PMMC chuyển động. Vì điện áp giảm qua Rx tỷ lệ thuận với điện trở của nó, mức độ của đồng hồ có thể được hiệu chỉnh theo đơn vị Kilo ohm.

Một điểm đáng chú ý là thiết bị này chỉ ra sự gia tăng của điện trở từ trái sang phải, trong khi đồng hồ thông thường chỉ ra sự gia tăng của điện trở từ phải sang trái. Điều này là do multimeter điện tử đọc một điện trở lớn như một điện áp cao, trong khi multimeter thông thường chỉ ra một điện trở cao như một dòng điện nhỏ.