Πολύμετρο - πόσα γνωρίζετε για την αρχή της μέτρησης ρεύματος
Η βασική αρχή του ψηφιακού πολύμετρου για τη μέτρηση του ρεύματος είναι η χρήση του νόμου του Ohm: I=U/R. Το ψηφιακό πολύμετρο έχει πολλαπλά γρανάζια ρεύματος, τα οποία αντιστοιχούν σε πολλαπλές αντιστάσεις δειγματοληψίας. Κατά τη μέτρηση, συνδέστε το πολύμετρο σε σειρά στο υπό δοκιμή κύκλωμα, επιλέξτε την αντίστοιχη ταχύτητα και το ρεύμα που ρέει θα δημιουργήσει μια τάση στην αντίσταση δειγματοληψίας. Η τιμή της τάσης αποστέλλεται στο τσιπ μετατροπής αναλογικού σε ψηφιακό A/D, το οποίο μετατρέπεται από αναλογικό σε ψηφιακό, και στη συνέχεια μετράται από έναν ηλεκτρονικό μετρητή και τελικά η τιμή εμφανίζεται στην οθόνη. Υπάρχει μια αντίσταση δειγματοληψίας σειράς μέσα στο πολύμετρο. Όταν το πολύμετρο είναι συνδεδεμένο σε σειρά στο κύκλωμα που πρόκειται να δοκιμαστεί, ένα ρεύμα θα ρέει μέσω της αντίστασης δειγματοληψίας και μια διαφορά τάσης θα σχηματιστεί και στα δύο άκρα της αντίστασης όταν το ρεύμα ρέει. Η τάση που ανιχνεύεται από το ADC μετατρέπεται σε τιμή και στη συνέχεια η τιμή της τάσης μετατρέπεται σε τιμή ρεύματος μέσω του νόμου του Ohm. Εμφανίζεται η οθόνη LCD.
Τα παραπάνω είναι απλώς η βασική αρχή. Για τη συγκεκριμένη υλοποίηση, θα πρέπει επίσης να εξετάσουμε το μέγεθος του προς μέτρηση ρεύματος, να το χωρίσουμε σε διαφορετικά γρανάζια και να λάβουμε υπόψη την προστασία υπερέντασης. Το συγκεκριμένο πρακτικό κύκλωμα έχει ως εξής:
Το πρακτικό κύκλωμα χωρίζεται σε γρανάζια 200uA, 2mA, 20mA, 200mA, 10A και άλλα γρανάζια. Οι αντιστάσεις δειγματοληψίας που συνδέονται σε σειρά με διαφορετικά γρανάζια είναι διαφορετικές. Η αρχή είναι ότι η τιμή αντίστασης δειγματοληψίας του μικρού γραναζιού ρεύματος είναι μεγάλη και η τιμή αντίστασης δειγματοληψίας του γραναζιού υψηλού ρεύματος είναι μικρή. Το μέγεθος της αντίστασης δειγματοληψίας θα έχει κάποια επίδραση στο ρεύμα του κυκλώματος που θα δοκιμαστεί. Στην πραγματική χρήση, είναι απαραίτητο να εκτιμηθεί το μέγεθος του ρεύματος και να επιλεγεί η κατάλληλη ταχύτητα για να μειωθεί το σφάλμα μέτρησης. Λαμβάνοντας υπόψη ότι ο χρήστης μπορεί να συνδέσει λάθος γρανάζι και να κάψει την αντίσταση δειγματοληψίας λόγω υπερέντασης, οι δίοδοι D1 και D2 συνδέονται παράλληλα με την αντίσταση δειγματοληψίας στο σχέδιο. Όταν το ρεύμα της αντίστασης δειγματοληψίας είναι πολύ μεγάλο, η τάση αυξάνεται. Όταν η δίοδος υψηλής τάσης οδηγεί την τάση , η δίοδος μεταφέρει και διακλαδίζει το ρεύμα της αντίστασης δειγματοληψίας για να αποτρέψει την καύση της αντίστασης δειγματοληψίας όταν το ρεύμα είναι πολύ μεγάλο. Επιπλέον, προκειμένου να βελτιωθεί η ικανότητα κατά των παρεμβολών, μια αντίσταση 470K και ένας πυκνωτής 0,22uF προστίθενται στον ακροδέκτη ανίχνευσης τάσης για να σχηματιστεί ένα χαμηλοπερατό φίλτρο για να φιλτράρει την πηγή παρεμβολής.
Η τρέχουσα μέθοδος μέτρησης του γραναζιού AC είναι παρόμοια με τη μέθοδο του γραναζιού συνεχούς ρεύματος, με τη διαφορά ότι το φίλτρο χαμηλής διέλευσης αντικαθίσταται με μετατροπέα AC-DC και τα άλλα παραμένουν αμετάβλητα.
