MULTIMETRUL NUMERIC VOLTCRAFT 3650 CR

Prezentare generala

Multimetrul numeric VOLTCRAFT 3650 CR permite masurarea urmatoarelor marimi: tensiune continua si alternativa, curent continuu si alternativ, rezistenta, capacitate, frecventa, factor de amplificare in curent (h_FE) si nivel logic. In plus, aparatul poate fi folosit pentru verificarea diodelor, precum si ca indicator de continuitate. In ultimul caz, pe langa afisarea valorii masurate, aparatul emite un semnal sonor ("beep") daca rezistenta masurata este mai mica decat 30 Ω.

Domeniile de masurare, erorile tolerate precum si alte caracteristici tehnice sunt prezentate in tabelul 1.

Valorile masurate sunt afisate atat sub forma numerica - cu trei cifre si jumatate, valoarea maxima afisata fiind 1999 - cat si sub forma analogica "bargraph".

Facilitatile suplimentare oferite de aparat sunt urmatoarele:

autotestarea afisajului la conectare;

posibilitatea memorarii rezultatului masurarii (functia DATA-HOLD);

posibilitatea determinarii valorii maxime sau minime a unei marimi (functiile MAX, respectiv MIN);

posibilitatea compararii uneia sau a mai multor valori ale unei marimi cu o valoare masurata anterior si considerata ca referinta; aparatul afiseaza numai diferenta fata de aceasta din urma (functia REL);

indicarea starii necorespunzatoare a bateriei (tensiune prea mica);

posibilitatea comunicatiei cu un calculator personal (PC) prin intermediul unei interfete seriale RS‑232C incorporate.

Structura interna

Componenta principala a multimetrului este un convertor analog - numeric cu dubla integrare, care poate masura numai tensiuni continue, in gama 0-200 mV. Timpul de conversie este de circa 300 - 500 ms si, prin urmare, cadenta de masurare este de 2-3 masurari pe secunda. Toate celelalte marimi se masoara prin conversia in tensiune continua, cu ajutorul unor convertoare adecvate (fig. 1). Rezultatul conversiei, precum si informatiile asupra functiei si domeniului de masurare sunt preluate de microcontroler, care comanda corespunzator afisajul si, totodata, asigura transmisia seriala a rezultatului masurarii catre un PC. Pentru aceasta, multimetrul se conecteaza la PC prin intermediul unui cablu special, corespunzator standardului de interfata RS-232C.

Fig. 1. Schema bloc a multimetrului numeric Voltcraft 3650CR.

Tabelul 1

Nota. 1 digit reprezinta o unitate a celui mai putin semnificativ rang al afisajului.

Exemplu. La masurarea unui curent continuu pe domeniul de 20 A aparatul a indicat 10,39 A. Eroarea absoluta tolerata este:

2/100*10,39 A + 5*0,01 A ≈ 0,25 A.

Efectuarea masurarilor

Pentru efectuarea masurarilor se selecteaza functia si domeniul dorit, iar masuradul se aplica la bornele corespunzatoare:

intre V/Ω si COM la masurarea marimilor: tensiune continua sau alternativa, rezistenta, frecventa, nivel logic;

intre A si COM pentru curenti mai mici decat 200 mA;

intre 20 A si COM pentru curenti mai mari decat 200 mA;

C_X - la masurarea capacitatilor (la masurarea condensatoarelor electrolitice, plusul acestora se conecteaza la borna superioara).

Pentru ca multimetrul sa nu se deterioreze trebuie sa nu fie depasite valorile indicate in tabelul 2.

Tabelul 2

De asemenea, este necesar sa fie respectate urmatoarele reguli:

comutarea domeniului si/sau functiei se va face deconectand masuradul de la bornele multimetrului;

nu se vor aplica tensiuni intre bornele V/Ω si COM la masurarea rezistentelor (rezistentele se masoara deconectate din circuit);

condensatoarele trebuie descarcate inainte de efectuarea masurarii;

nu se vor aplica tensiuni intre bornele 20 A si COM.

3.1. Functiile DATA-HOLD, MAX si MIN

Prin apasarea butonului D-H, valoarea masurata ramane afisata un timp nedefinit (pana la anularea comenzii) chiar daca masuradul a fost deconectat. Aparatul afiseaza in acest caz si simbolul D-H.

Daca se apasa inca o data butonul D-H, este activata functia MAX (simbolul MAX afisat), iar multimetrul retine si afiseaza cea mai mare valoare a masuradului aplicata bornelor sale.

Daca se apasa inca o data pe butonul D-H, este activata functia MIN (simbolul MIN afisat), iar multimetrul retine si afiseaza cea mai mica valoare a masurandului aplicata bornelor sale.

Pentru revenirea la functionarea normala se poate proceda in doua moduri:

se apasa inca o data pe butonul D-H sau

se comuta domeniul (functia) multimetrului.

3.2. Functia REL (masurarea diferentelor)

Daca la masurarea unei valori a masuradului se apasa pe butonul LOGIC/REL, atunci este afisat simbolul Δ, iar respectiva valoare este considerata ca referinta; urmatoarele masurari furnizeaza numai diferenta dintre valoarea masuradului si valoarea de referinta. Multimetrul revine la functionarea normala daca se comuta domeniul (functia) sau daca se apasa inca o data pe butonul LOGIC/REL.

3.3. Masurarea nivelurilor logice

se selecteaza functia LOGIC TEST (simbol    pe carcasa aparatului); pe afisaj apar literele rdy;

se conecteaza borna COM la masa circuitului analizat;

se conecteaza borna V/Ώ la tensiunea de alimentare V+ a circuitului;

se apasa butonul LOGIC/REL (aparatul memoreaza valoarea tensiunii de alimentare);

borna V/Ώ se conecteaza la punctele de interes din circuit, multimetrul putand sa afiseze unul din simbolurile:

Hi - daca tensiunea masurata este mai mare decat 0,7 V+;

Lo - daca tensiunea masurata este mai mica decat 0,3 V+;

- daca tensiunea masurata este cuprinsa intre 0,3 V+ si 0,7 V+.

3.4. Verificarea diodelor

In pozitia a comutatorului de domenii si /sau functii se pot verifica diode sau jonctiuni de tranzistor, la un curent de circa 1 mA. Multimetrul indica OL (OverLoad) in cazul unei diode polarizate invers sau intrerupte, respectiv o cadere de tensiune (in mV) in cazul unei diode polarizate direct (tensiunea pe dioda apare cu plusul la borna V/Ώ).

3.5. Masurarea factorului de amplificare h_FE

Raportul static de transfer in curent h_FE al unui tranzistor poate fi masurat prin pozitionarea pe h_FE a comutatorului de functii si /sau domenii si introducerea corecta a tranzistorului in soclul special cu care este prevazut multimetrul.

Masurarea are loc la un curent de baza de 10 μA si o tensiune colector-emitor de 2,8 V.

3.6. Comunicatia multimetrului cu un PC

Multimetrul este prevazut - asa cum s-a amintit mai sus - cu o interfata seriala RS-232C, astfel incat este posibila realizarea unei comunicatii seriale bidirectionale intre multimetru si un PC. Comunicatia seriala se realizeaza prin transmiterea succesiva a bitilor ce compun un octet si transmiterea succesiva a octetilor dintr-un mesaj. Comunicatia dintre doua aparate se numeste bidirectionala daca fiecare aparat poate avea atat functia de emitator cat si pe cea de receptor de mesaje.

Multimetrul transmite PC-ului mesaje formate din cate 14 octeti; structura acestor mesaje este exemplificata mai jos:

Rata de transmisie utilizata este de 1200 bauds (biti/secunda). Datele sunt codificate ASCII (pe 7 biti); se utilizeaza doi biti pentru STOP si nu se foloseste bit de paritate.

Multimetrul poate memora pana la cinci valori masurate. El transmite aceste valori catre PC in urma receptionarii de la acesta a unei comenzi M.

Daca PC-ul transmite multimetrului o comanda D, atunci multimetrul transmite PC-ului informatiile vizualizate pe afisaj.

La comanda C furnizata de PC, multimetrul sterge toate valorile anterior memorate.

Lucrarea practica

Se vor masura cu multimetrul mai multe rezistente si condensatoare. Pentru fiecare dintre acestea se va specifica: valoarea teoretica, intervalul de variatie conform tolerantei, valoarea masurata, specificarea faptului daca valoarea masurata se afla sau nu in campul de toleranta, precum si erorile absoluta si relativa tolerate (conform datelor din tabelul 1).

Se vor verifica mai multe diode de siliciu si de germaniu. Pentru fiecare dioda se va preciza tensiunea obtinuta in urma polarizarii directe.

Se va masura factorul h_FE pentru o serie de tranzistoare de siliciu si de germaniu.

Se vor utiliza functiile DATA-HOLD, MAX si MIN, pentru a observa practic modul lor de actiune. In acest scop se utilizeaza o rezistenta in decade.

Se utilizeaza un divizor rezistiv alcatuit din doua rezistente egale cu 10 MW. Se alimenteaza divizorul la o tensiune continua egala cu 5 V. Se va masura cu voltmetrul tensiunea pe fiecare rezistenta si se va compara cu valoarea teoretica. Justificati rezultatele obtinute!

Se utilizeaza multimetrul ca ampermetru cu domeniul de 2 mA, care se conecteaza in serie cu o rezistenta de 510 W. Schema se alimenteaza la o tensiune continua de 1 V. Se va masura curentul prin circuit si se va compara cu valoarea sa teoretica. Explicati rezultatele obtinute!