Poznejte multimetry. Co to je multimetr?

Multimetr je přístroj určený pro měření elektrických veličin. Jednotlivé měřicí funkce jsou na multimetru zpravidla rozděleny do několika měřicích rozsahů proto, aby bylo dosaženo relativně širokého měřicího rozsahu, vysokého rozlišení se zachováním vysoké přesnosti měření. Mezi základní funkce multimetru patří téměř vždy měření napětí a proudu pro stejnosměrné a střídavé napětí, jakožto i funkce pro měření elektrického odporu, která je často kombinovaná s generátorem akustického signálu při testování spojitosti (kontinuity) obvodu. 

Lepší multimetry mají i další přídavné funkce jako například měření frekvence, impulzů, střídy (duty cycle) a měření kapacity. Většina multimetrů také umožňuje testovat diody a jejich závěrný resp. propustný směr. Mimo tyto funkce mohou být některé multimetry vybaveny zvláštním měřicím rozsahem pro měření teploty, otáček, hladiny zvuku, osvětlení a proudů prostřednictvím externích senzorů a speciálních měřicích adaptérů. 

Jaké druhy a provedení multimetrů nabízí současný trh?

Multimetry: ruční multimetr Voltcraft,  stolní multimetr Voltcraft a klešťový multimetr Fluke

Multimetry se vyrábějí v různém provedení. Nejznámější a v praxi nejčastěji používané jsou ruční multimetry, které jsou mobilní a díky své kompaktní konstrukci a provozu při napájení z baterií (nebo akumulátorů) jsou velmi flexibilní. Základní modely multimetrů jsou k dispozici již za velmi příznivou cenu, a proto patří mezi standardní vybavení téměř každého amatérského elektronika. Profesionální ruční multimetry používají elektrikáři a elektrotechnici, pracovníci v autoservisech a další servisní technici v ostatních oborech. 

Ruční multimetrydigitálním displejem dominují současnému trhu. Multimetry s analogovým zobrazením byly prakticky již zcela vytlačeny. Hlavním důvodem toho je příznivá cena, mnohem vyšší odolnost proti nárazům a možnost rychlého a dobře čitelného zobrazení naměřených hodnot. Přesto však analogové multimetry najdou i v současné době své uplatnění. Vzhledem ke kolísajícím a měnícím se hodnotám umožňují analogové multimetry jednodušší analýzu signálu prostřednictvím kontinuální indikace jejich měřicího systému. Ruční multimetry jsou přitom nabízeny ve zvlášť kompaktním provedení, které je podobné tomu, jež známe z dvoupólových zkoušeček napětí. Jeden zkušební hrot zde spojuje obě části krytu, který zahrnuje oba zkušební kabely. Jedna část multimetru přitom zaujímá jak ovládací prvky, tak digitální displej se zobrazením naměřených hodnot. 

Stolní multimetry, jak už sám název napovídá, mají obvykle své místo na desce pracovního stolu v laboratořích a servisních dílnách. Tyto multimetry obvykle vykazují vysokou přesnost a potřebné rozlišení měření a mají spoustu dalších funkcí. Mimoto disponují velkým a snadno čitelným displejem. Stolní multimetry mohou mít duální displej nebo také displej s grafickým zobrazením. Grafické displeje umožňují nejen zobrazení naměřených hodnot ve formě trendu a sloupcových grafů, ale mohou také zobrazit hodnoty v časovém průběhu v křivce nebo grafu. V zadní části můžete u některých multimetrů nalézt i další měřicí vstupy, které umožňují integrovat systém multimetru do jiných přístrojů pro sběr dat. Stejně tak mohou profesionální stolní multimetry být vybaveny dalšími rozhraními nebo rozšiřitelnými sloty. Multimetry s integrovanými paměťovými funkcemi nebo USB portem pro flash disky pak navíc podporují funkce pro záznam a přenos dat do počítače. 

Do oblasti multimetrů patří i tzv. proudové kleště, které kombinují klasickou funkci klešťového měřicího přístroje s ostatními funkcemi multimetru. Proud se měří na těchto kleštích pomocí samostatné měřicí svorky – měřicího transformátoru. Ostatní měřicí funkce (měření napětí, odporu a kontinuity obvodu) se pak provádí pomocí připojitelných kabelů se zkušebními hroty. Stejně tak jako ruční multimetry mohou mít klešťové multimetry funkce pro pokročilejší měření, jako je testování diod nebo měření frekvence a kapacity. Některé proudové kleště přitom disponují pouze funkcí pro měření proudu a nemají žádné další měřicí vstupy. 

Mohlo by vás zajímat

Vše, co byste měli vědět o transformátorech

Lineární programovatelný zdroj DP832

Co byste měli vědět o pasivních součástkách

Conrad rozšířil portfolio značky Benning

Kritéria pro nákup multimetru – co je důležité vědět

Vyjma základního výběru mezi ručním a stolním multimetrem nebo proudovými kleštěmi je důležité správně určit prostředí, ve kterém bude váš měřicí přístroj používán. Norma IEC 61010-1 popisuje oblasti použití měřicích a zkušebních zařízení pro elektrické instalace a tyto přístroje se dělí do tzv. měřicích kategorií: 

  • CAT I – obvody, které nejsou přímo připojeny do elektrické sítě, jedná se například o různé spotřebiče napájené z baterií, obvody v automobilech (malé napětí), zařízení třídy ochrany III (ochrana malým a bezpečným napětím SELV). 
  • CAT II – Měření na obvodech v síti nízkého napětí připojených do elektrické zásuvky
  • CAT III – Měření elektrických instalací v budovách a rozvaděčích. 
  • CAT IV – Měření v připojovacích skříních, svorkách hlavního domovního vedení a domovních rozvaděčích. 

Tyto 4 kategorie jsou navíc rozděleny podle provozního napětí (300 V, 600 V a 1000 V). 

Upozornění! Z bezpečnostních důvodů je zakázáno používat měřicí přístroje, které nejsou schválené pro použití alespoň v jedné z těchto kategorií! 

Důležitým rozhodovacím faktorem při koupi multimetru je měření metodou True RMS. Nejen pro měření v průmyslovém prostředí je v současné době prakticky nezbytné použití multimetru s měřením metodou True RMS (skutečné efektivní hodnoty střídavého napětí). Frekvenční měniče u elektromotorů a jiných spotřebičů pracují s nesinusovými proudy nebo zkreslují sinusový průběh. Navíc často dochází k vysokofrekvenčnímu rušení signálu, což vede k dalšímu zkreslení a nepřesnostem měření. Běžné multimetry pak vykazují značné chyby měření, neboť dokáží správně měřit pouze sinusové a nezkreslené napětí a proudy. Použití takových multimetrů se proto vyjma amatérské hobby oblasti obecně nedoporučuje. 

Přesnost měření, rozlišení a určité funkce měření musí splňovat nároky na požadovanou aplikaci. Samotné rozlišení displeje nemusí přímo vypovídat o skutečné přesnosti měřicího systému. Přesto, že několik číslic za desetinnou čárkou působí na displeji efektivně, jsou to právě údaje v datovém listu výrobce multimetru, které udávají skutečnou přesnost a rozlišení měření pro jednotlivé funkce a měřicí rozsah. 

V případě, že požadujete naměřené hodnoty zaznamenat a vyhodnotit nebo je zapotřebí provést automatické zkušební procesy, musí být multimetr vybaven odpovídajícím komunikačním rozhraním. Vyjma známého USB rozhraní jsou k dispozici i profesionální rozhraní IEEE-488 (GPIB) a RS-232. Pro použití takových multimetrů v komerčním prostředí je potom nezbytné, aby jejich provozovatel zajistil pravidelnou kalibraci jejich měřicího systému. Doporučuje se provádět kalibraci vždy v souladu s odpovídajícím kalibračním standardem, například DAkkS. U multimetrů je dále velmi důležitá ergonomie a dobrá čitelnost displeje, pro čtení naměřených hodnot i z různých úhlů. Většinu stolních multimetrů můžete instalovat do vhodných skříní (například 19“ rack), které jsou mechanicky odolné. Musí však být pro tyto účely výrobcem doporučovány. Tyto skříně pak zaručují dobrý přístup ke všem portům v zadní části multimetru. 

Současný trh nabízí širokou síť servisních středisek. Jen velmi málo uživatelů se bude moci delší dobu obejít bez svého multimetru v případě jeho opravy nebo kalibrace. Renomovaní výrobci proto nabízejí svým zákazníkům spolehlivé a rychlé služby v oblasti autorizovaných oprav a kalibrace. 

Závěr: Jak vybrat ten správný multimetr?

V případě, že požadujete provádět velmi přesná měření, věnujte zvýšenou pozornost skutečné přesnosti, kterou uvádí výrobce multimetru v datovém listu, přiloženém u výrobku. Velký počet číslic zobrazovaných na displeji ještě automaticky neznamená, že má měřicí přístroj požadovanou přesnost. Každý multimetr musí být certifikován pro použití v příslušné kategorii měření a v určitém provozním prostředí. Podsvícení displeje patří mezi velkou výhodu při měření ve zhoršených světelných podmínkách. Většina multimetrů je vybavena otočným ovladačem pro přepínání mezi jednotlivými měřicími rozsahy pomocí jedné ruky, ve které zároveň multimetr držíte. Tuto výhodu oceníte v případě, že nemáte během měření k dispozici druhou ruku volnou. V krytu multimetru navíc může být integrovaný magnetický držák, díky kterému můžete multimetr připevnit na kovový předmět v blízkosti místa měření. Gumový ochranný kryt na multimetru zvyšuje komfort při uchopení a zároveň působí jako ochrana před mechanickým poškozením v případě pádu multimetru na zem. 

Obecné doporučení tak zní, zakoupit vždy multimetr, který podporuje metodu měření True RMS. Současné energetické sítě a obvody jsou většinou vždy rušeny nesinusovými složkami signálu. To pak vede k výrazným chybám (odchylkám) měření. Pakliže budete provádět měření v uzavřených nebo nebezpečných prostorách, doporučujeme zakoupit ruční multimetr s odnímatelným displejem nebo s funkcí přenosu dat v reálném čase prostřednictvím bezdrátové technologie Bluetooth® do vašeho smartphone nebo tabletu. 

Při měření v průmyslovém prostředí se uplatní LF filtr, který slouží pro potlačení vysokofrekvenčních signálů, které se generují například při provozu elektromotorů s frekvenčními měniči. Vzhledem k vysoké vstupní impedanci současných digitálních multimetrů dochází často k naměření a zobrazení hodnot rušivého napětí. Kvalitní multimetry jsou proto vybaveny tzv. funkcí „LoZ“, která zajišťuje výrazné snížení vstupního odporu a potlačuje tak rušivé stejnosměrné (DC) napětí. Tato funkce je také velmi výhodná při měření běžných baterií, kterými jsou napájené různé domácí spotřebiče. Zatížení malým proudem vede k daleko objektivnějšímu měření, než měření bez jakéhokoliv umělého zatížení. 

Datová rozhraní a USB porty jsou užitečné pro přenos a pozdější ukládání dat do počítače nebo pro zálohování konfigurace měřicího přístroje pro účely pozdějšího obnovení systému. Moderní měřicí přístroje podporují aktualizace softwaru. Některé multimetry jsou již dodávány s továrním softwarem, který umožňuje pohodlnější ovládání a nastavení multimetru a stejně tak prohlížení zaznamenaných dat v reálném čase. Pokud je k provozu multimetru vyžadován kalibrační protokol, doporučuje se před zakoupením přístroje zároveň objednat tovární kalibraci. Předejdete tak zbytečným prostojům a nákladům na opětovnou přepravu přístroje do servisního střediska výrobce.

Užitečné příslušenství pro multimetry

V závislosti na určitém modelu a výrobci jsou k měřicím přístrojům dodávány různé doplňky a příslušenství jako například ochranná pouzdra, přepravní brašny, fixační a závěsné systémy, měřicí kabely, rozhraní a software. K dispozici je široká nabídka univerzálního příslušenství, které je možné použít bez ohledu na model nebo značku měřicího přístroje. Jedná se například o zkušební kabely, měřicí terminály, senzory, sady zkušebních kabelů, adaptéry proudových kleští, termočlánky, měřicí adaptéry, náhradní pojistky, baterie a spousta dalších komponentů. 

Autor

Průvodce světem techniky a elektroniky

Napsat komentář