De geschiedenis van multimeters
De eerste wijzermeter voor het meten van stroom, de galvonometer genaamd, werd uitgevonden in 1820. Door de Wheatstone Bridge in combinatie te gebruiken, kunnen de onbekende weerstand en spanning die moet worden gemeten worden vergeleken met de bekende spanning en weerstand, en vervolgens de relevante spanning, stroom, weerstand meten , enz. Het gebruik van deze methode om in het laboratorium te meten is omslachtig en onhandig. Dit apparaat is omslachtig en ingewikkeld en niet gemakkelijk mee te nemen.
▲ Galvanometer
De galvanometer kan slechts ruwweg het bestaan van stroom weergeven, maar kan de precieze waarde van de stroomsterkte niet geven. De ampèremeter die gebruik maakt van het actieve spoelmechanisme (transmissiemechanisme D'Arsonval/Weston) kan de grootte van de stroom weergeven.
De holle spoel gewikkeld met fijne geëmailleerde draad is opgehangen in de magnetische pool van de permanente magneet en het roterende koppel kan worden gegenereerd na het passeren van de gelijkstroom om de aanwijzer te laten draaien. Het magnetische veld is ontworpen als een cirkelvormige ring, zodat de ampèrekracht op de stroomspoel niets te maken heeft met de hoek, en een dunne metalen veerdraad genereert een herstelkoppel, waardoor de hoek tussen de rotatie van de wijzer en de stroom die door de spoel gaat. proportioneel. Dit mechanisme, bekend als het D'Arsonval-versnellingsmechanisme, wordt nog steeds veel gebruikt in allerlei soorten analoge elektronische horlogekoppen.
▲ D'Arsonal transmissiemechanisme
Een ampèremeter op basis van een bewegend spoelmechanisme elimineert de noodzaak van een Wheatstone-brug om eenvoudig en gemakkelijk stroom te meten. Op basis hiervan kunnen door het toevoegen van shuntweerstand, serieweerstand en stabiele gelijkstroomvoeding de spanning, stroom en weerstand van verschillende versnellingsbereiken worden gemeten.
In de jaren 1820, toen buisapparaten op grotere schaal werden gebruikt, werd de multimeter geboren. Er wordt gezegd dat de eerste multimeter in moderne zin in 1920 werd uitgevonden door Donald Macaie, een ingenieur bij het Britse postkantoor. Om de communicatiemogelijkheden in stand te houden, is het in zijn werk noodzakelijk om continu spanning, stroom, weerstand, etc. in het circuit te meten. Hij kon niet tegen de moeite om meerdere meters tegelijk te dragen, dus ontwikkelde hij een multimeter die tegelijkertijd spanning, stroom en weerstand kan meten, destijds de Avometer.
▲De multimeter van Donald Macadie
De Amvohm-multimeter gebruikt een wijzer-ampèremeter met een actief spoelmechanisme en is uitgerust met een nauwkeurige spanningsdeler en shuntweerstand. Het gebruikt een versnellingsschakelaar en stopcontact om de meetcategorie en het procesbereik te selecteren.
Macadie droeg de Avometer die hij ontwierp over aan de Automatic Winding and Electrical Equipment Company (ACWEEC, opgericht in 1923), en het werd dat jaar een commerciële productie en verkoop. Avometer, vóór de verbeterde 8, kan alleen DC-spannings- en stroomsignalen meten.
Een voltmeter in zakhorloge-stijl was in die tijd ook populair, met een metalen behuizing, die veel goedkoper was dan de Avometer. De schaal is meestal verbonden met de negatieve pool van de meter. Hoewel deze vereenvoudiging handig was voor de bediening, zorgde het er ook voor dat veel onvoorzichtige elektronica-ingenieurs in die tijd veel elektrische schokken kregen.
Dit soort horloge is meestal relatief eenvoudig. De handleiding geeft bijvoorbeeld alleen 33Ω/V aan, de wijzerplaat is vaak niet uniform en er is geen aanwijzer nulstelschroef.
▲ Zakhorloge voltmeter
De multimeter van het aanwijzertype moet meestal een bepaalde stroom van het gemeten circuit absorberen om de roterende spoel aan te drijven, zoals een volledige 50 microampère-meter, een veelgebruikte hooggevoelige meter. Als de aanwijzer tijdens de meting volledig is verschoven, moet deze 50 microampère stroom blijven ontvangen van het te testen circuit, wat de meetresultaten van sommige circuits met hoge impedantie beïnvloedt, waardoor de leeswaarde lager is dan de normale waarde.
Het is noodzakelijk om vacuümbuizen te gebruiken om de ingangsimpedantie van de multimeter te verhogen, en ze worden vacuümbuis-multimeters (VTVM, VVM) genoemd. Deze elektronische vacuümbuis-multimeter heeft meestal een ingangsimpedantie van meer dan 1MΩ. Het maakt gebruik van een kathodevolgeruitgangscircuit van een vacuümbuis (spanningsserie negatieve feedback) om de ingangsimpedantie te verhogen, zodat de multimeter tijdens de meting geen significante invloed heeft op het te testen circuit.
▲ Vacuümbuis-multimeter
Vóór de uitvinding van de digitale (geïntegreerde) multimeter werden analoge transistorcircuits met hoge impedantie, of Field Effect Triodes (FET's), gebruikt om vacuümbuizen in multimeter-apparaten te vervangen. Moderne digitale multimeters gebruiken geïntegreerde schakelingen met hoge impedantie, met ingangsimpedanties die de originele vacuümbuis-multimeters kunnen evenaren of overschrijden.
▲Moderne digitale multimeter
De multimeters van tegenwoordig hebben veel extra functies toegevoegd, zoals decibelmeters voor het meten van vermogen, meetcapaciteit, triodeversterking, frequentie, duty cycle, display hold enzovoort. De zoemer op de multimeter kan klinken wanneer het meetcircuit aan en uit staat, wat snelle feedback geeft over de metingen.
