Čo je to multimeter, aké druhy existujú
a ako vybrať ten správny?
Spoznajte multimetre. Čo to je multimeter?
Multimeter je prístroj určený na meranie elektrických veličín. Jednotlivé meracie funkcie sú na multimetroch spravidla rozdelené do niekoľkých meracích rozsahov preto, aby sa dosiahlo relatívne širokého meracieho rozsahu a vysokého rozlíšenia so zachovaním vysokej presnosti merania. Medzi základné funkcie multimetra patrí takmer vždy meranie napätia a prúdu pre jednosmerné a striedavé napätie, ako aj funkcie pre meranie elektrického odporu, ktorá je často kombinovaná s generátorom akustického signálu pri testovaní spojitosti (kontinuity) obvodu.
Lepšie multimetre majú aj ďalšie prídavné funkcie ako napríklad meranie frekvencie, impulzov, striedy (duty cycle) a meranie kapacity. Väčšina multimetrov tiež umožňuje testovať diódy a ich záverný resp. priepustný smer. Mimo tieto funkcie môžu byť niektoré multimetre vybavené zvláštnym meracím rozsahom na meranie teploty, otáčok, hladiny zvuku, osvetlenia a prúdov prostredníctvom externých senzorov a špeciálnych meracích adaptérov.
Aké druhy a prevedenie multimetrov ponúka súčasný trh?
Multimetre: ručný multimeter Voltcraft, stolný multimeter Agilent a kliešťový multimeter Fluke
Multimetre sa vyrábajú v rôznom prevedení. Najznámejšie a v praxi najčastejšie používané sú ručné multimetre, ktoré sú mobilné a vďaka svojej kompaktnej konštrukcii a prevádzke pri napájaní z batérií (alebo akumulátorov) sú veľmi flexibilné. Základné modely multimetrov sú na trhu k dispozícii už za veľmi priaznivú cenu, a preto patrí multimeter medzi štandardné vybavenie takmer každého amatérskeho elektronika. Profesionálne ručné multimetre používajú elektrikári a elektrotechnici, pracovníci v autoservisoch a ďalší servisný technici v ostatných odboroch.
Ručné multimetre s digitálnym displejom dominujú súčasnému trhu. Multimetre s analógovým zobrazením boli prakticky už úplne vytlačené. Hlavným dôvodom toho je priaznivá cena, oveľa vyššia odolnosť proti nárazom a možnosť rýchleho a dobre čitateľného zobrazenie nameraných hodnôt. Napriek tomu však analógové multimetre nájdu aj v súčasnosti svoje uplatnenie. Vzhľadom ku kolísajúcim a meniacim sa hodnotám umožňujú analógové multimetre jednoduchšiu analýzu signálu prostredníctvom kontinuálnej indikácie ich meracieho systému. Ručné multimetre sú pritom ponúkané vo zvlášť kompaktnom prevedení, ktoré je podobné tomu, ktoré poznáme z dvojpólových skúšačiek napätia. Jeden skúšobný hrot tu spája obe časti krytu, ktorý zahŕňa oba skúšobné káble. Jedna časť multimetra pritom zaberá ako ovládacie prvky, tak digitálny displej so zobrazením nameraných hodnôt.
Stolné multimetre, ako už sám názov napovedá, majú zvyčajne svoje miesto na doske pracovného stola v laboratóriách a servisných dielňach. Tieto multimetre zvyčajne vykazujú vysokú presnosť a potrebné rozlíšenie merania a majú veľa ďalších funkcií. Okrem toho disponujú veľkým a ľahko čitateľným displejom. Stolné multimetre môžu mať duálny displej alebo tiež displej s grafickým zobrazením. Grafické displeje umožňujú nielen zobrazenie nameraných hodnôt vo forme trendu a stĺpcových grafov, ale môžu tiež zobraziť hodnoty v časovom priebehu v krivke alebo grafe. V zadnej časti môžete u niektorých multimetrov nájsť aj ďalšie meracie vstupy, ktoré umožňujú integrovať systém multimetra do iných prístrojov pre zber dát. Rovnako tak môžu profesionálne stolné multimetre byť vybavené ďalšími rozhraniami alebo rozšíriteľnými slotmi. Multimetre s integrovanými pamäťovými funkciami alebo USB portom pre flash disky potom navyše podporujú funkcie pre záznam a prenos dát do počítača.
Do oblasti multimetrov patrí aj tzv. Prúdové kliešte, ktoré kombinujú klasickú funkciu kliešťového meracieho prístroja s ostatnými funkciami multimetra. Prúd sa meria na týchto kliešťach pomocou samostatnej meracie svorky - meracieho transformátora. Ostatné meracie funkcie (meranie napätia, odporu a kontinuity obvodu) sa potom vykonáva pomocou pripojiteľných káblov so skúšobnými hrotmi. Rovnako tak ako ručné multimetre môžu mať kliešťové multimetre funkcie pre pokročilejšie merania, ako je testovanie diód alebo meranie frekvencie a kapacity. Niektoré prúdové kliešte pritom disponujú iba funkciou pre meranie prúdu a nemajú žiadne ďalšie meracie vstupy.
Kritériá pre nákup multimetra - čo je dôležité vedieť
Mimo základného výberu medzi ručným a stolným multimetrom alebo prúdovými kliešťami je dôležité správne určiť prostredie, v ktorom bude váš merací prístroj používaný. Norma IEC 61010-1 opisuje oblasti použitia meracích a skúšobných zariadení pre elektrické inštalácie a tieto prístroje sa delia do tzv. Meracích kategórií:
- CAT I - obvody, ktoré nie sú priamo zapojené do elektrickej siete, jedná sa napríklad o rôzne spotrebiče napájané z batérií, obvody v automobiloch (malé napätie), zariadenie triedy ochrany III (ochrana malým a bezpečným napätím SELV).
- CAT II - Meranie na obvodoch v sieti nízkeho napätia pripojených do elektrickej zásuvky.
- CAT III - Meranie elektrických inštalácií v budovách a rozvádzačoch.
- CAT IV - Meranie v pripojovacích skriniach, svorkách hlavného domového vedenia a domových rozvádzačoch.
Tieto 4 kategórie sú navyše rozdelené podľa prevádzkového napätia (300 V, 600 V a 1000 V).
Upozornenie! Z bezpečnostných dôvodov je zakázané používať meracie prístroje, ktoré nie sú schválené na použitie aspoň v jednej z týchto kategórií!
Dôležitým rozhodovacím faktorom pri kúpe multimetra je meranie metódou True RMS (TRMS). Nielen pre meranie v priemyselnom prostredí je v súčasnej dobe prakticky nevyhnutné použitie multimetra s meraním metódou True RMS (skutočnej efektívnej hodnoty striedavého napätia). Frekvenčné meniče u elektromotorov a iných spotrebičov pracujú s nesinusovými prúdmi alebo skresľujú sínusový priebeh. Navyše často dochádza k vysokofrekvenčnému rušeniu signálu, čo vedie k ďalšiemu skresleniu a nepresnostiam merania. Bežné multimetre potom vykazujú značné chyby merania, lebo dokážu správne merať len sínusové a neskreslené napätia a prúdy. Použitie takýchto multimetrov sa preto okrem amatérskej hobby oblasti všeobecne neodporúča.
Presnosť merania, rozlíšenie a určité funkcie merania musia spĺňať nároky na požadovanú aplikáciu. Samotné rozlíšenie displeja nemusí priamo vypovedať o skutočnej presnosti meracieho systému. Napriek tomu, že niekoľko číslic za desatinnou čiarkou pôsobí na displeji efektívne, sú to práve údaje v dátovom liste výrobcu multimetra, ktoré udávajú skutočnú presnosť a rozlíšenie merania pre jednotlivé funkcie a merací rozsah.
V prípade, že požadujete namerané hodnoty zaznamenať a vyhodnotiť alebo je potrebné vykonať automatické skúšobné procesy, musí byť multimeter vybavený zodpovedajúcim komunikačným rozhraním. Okrem známeho USB rozhrania sú k dispozícii aj profesionálne rozhranie IEEE-488 (GPIB) a RS-232. Na použitie takýchto multimetrov v komerčnom prostredí je potom nevyhnutné, aby ich prevádzkovateľ zabezpečil pravidelnú kalibráciu ich meracieho systému. Odporúča sa vykonávať kalibráciu vždy v súlade so zodpovedajúcim kalibračným štandardom, napríklad DAkkS. U multimetrov je ďalej veľmi dôležitá ergonómia a dobrá čitateľnosť displeja, pre čítanie nameraných hodnôt aj z rôznych uhlov. Väčšinu stolných multimetrov môžete inštalovať do vhodných skríň (napríklad 19 "rack), ktoré sú mechanicky odolné. Musí však byť na tieto účely výrobcom odporúčané. Tieto skrine potom zaručujú dobrý prístup ku všetkým portom v zadnej časti multimetra.
Súčasný trh ponúka širokú sieť servisných stredísk. Len veľmi málo užívateľov sa bude môcť dlhší čas zaobísť bez svojho multimetra v prípade jeho opravy alebo kalibrácie. Renomovaní výrobcovia preto ponúkajú svojim zákazníkom spoľahlivé a rýchle služby v oblasti autorizovaných opráv a kalibrácie.
Záver: Ako vybrať ten správny multimeter?
V prípade, že požadujete vykonávať veľmi presné merania, venujte zvýšenú pozornosť skutočnej presnosti, ktorú uvádza výrobca multimetra v dátovom liste, priloženom pri výrobku. Veľký počet číslic na displeji ešte automaticky neznamená, že má merací prístroj požadovanú presnosť. Každý multimeter musí byť certifikovaný pre použitie v príslušnej kategórii meraní a v určitom prevádzkovom prostredí. Podsvietenie displeja patrí medzi veľkú výhodu pri meraní v zhoršených svetelných podmienkach. Väčšina multimetrov je vybavená otočným ovládačom pre prepínanie medzi jednotlivými meracími rozsahy pomocou jednej ruky, v ktorej zároveň multimeter držíte. Túto výhodu oceníte v prípade, že nemáte počas merania k dispozícii druhú ruku voľnú. V kryte multimetra navyše môže byť integrovaný magnetický držiak, vďaka ktorému môžete multimeter pripevniť na kovový predmet v blízkosti miesta merania. Gumový ochranný kryt na multimetra zvyšuje komfort pri uchopení a zároveň pôsobí ako ochrana pred mechanickým poškodením v prípade pádu multimetra na zem.
Všeobecné odporúčanie tak znie, zakúpiť vždy multimeter, ktorý podporuje metódu merania True RMS. Súčasné energetické siete a obvody sú väčšinou vždy rušené nesinusovými zložkami signálu. To potom vedie k výrazným chybám (odchýlkam) merania. Keď budete vykonávať meranie v uzavretých alebo nebezpečných priestoroch, odporúčame zakúpiť ručné multimeter s odnímateľným displejom alebo s funkciou prenosu dát v reálnom čase prostredníctvom bezdrôtovej technológie Bluetooth® do vášho smartphonu alebo tabletu.
Pri meraní v priemyselnom prostredí sa uplatnia LF filter, ktorý slúži pre potlačenie vysokofrekvenčných signálov, ktoré sa generujú napríklad pri prevádzke elektromotorov s frekvenčnými meničmi. Vzhľadom k vysokej vstupnej impedanciu súčasných digitálnych multimetrov dochádza často k nameranie a zobrazenie hodnôt rušivého napätia. Kvalitné multimetre sú preto vybavené tzv. Funkciou "LoZ", ktorá zaisťuje výrazné zníženie vstupného odporu a potláča tak rušivé jednosmerné (DC) napätie. Táto funkcia je tiež veľmi výhodná pri meraní bežných batérií, ktorými sú napájané rôzne domáce spotrebiče. Zaťaženie malým prúdom vedie k ďaleko objektivnějšímu meraniu, než meranie bez akéhokoľvek umelého zaťaženia.
Dátové rozhranie a USB porty sú užitočné pre prenos a neskoršie ukladanie dát do počítača alebo pre zálohovanie konfigurácie meracieho prístroja na účely neskoršieho obnovenia systému. Moderné meracie prístroje podporujú aktualizácie softvéru. Niektoré multimetre sú už dodávané s továrenským softvérom, ktorý umožňuje pohodlnejšie ovládanie a nastavenie multimetra a rovnako tak prezeranie zaznamenaných dát v reálnom čase. Ak je k prevádzke multimetra vyžadovaný kalibračný protokol, odporúča sa pred zakúpením prístroja zároveň objednať továrenské kalibráciu. Predídete tak zbytočným prestojom a nákladom na opätovnú prepravu prístroja do servisného strediska výrobcu.
Užitočné príslušenstvo pre multimetre
V závislosti na určitom modele a výrobcovi sú k meracím prístrojom dodávané rôzne doplnky a príslušenstvo ako napríklad ochranné puzdrá, prepravné brašne, fixačné a závesné systémy, meracie káble, rozhrania a softvér. K dispozícii je široká ponuka univerzálneho príslušenstva, ktoré je možné použiť bez ohľadu na model alebo značku meracieho prístroja. Ide napríklad o skúšobné káble, meracie terminály, senzory, sady skúšobných káblov, adaptéry prúdových klieští, termočlánky, meracie adaptéry, náhradné poistky, batérie a množstvo ďalších komponentov.
