Quella che segue è una breve introduzione al principio di funzionamento e alle caratteristiche dei multimetri digitali:
La struttura di base di un normale multimetro digitale è mostrata in figura. Il convertitore A/D a doppia integrazione è il "cuore" di un multimetro digitale, che consente la conversione dei segnali analogici in digitali. I circuiti periferici comprendono principalmente convertitori di funzioni, interruttori di selezione di funzioni e gamma, display LCD o LED, nonché circuiti di oscillazione del cicalino, circuiti di pilotaggio, circuiti di accensione/spegnimento del circuito di rilevamento, circuiti di indicazione di bassa tensione, circuiti di pilotaggio del punto decimale e dei simboli (simbolo di polarità, ecc.).
Il convertitore A/D è il nucleo di un multimetro digitale e utilizza un circuito integrato su larga scala-chip singolo-su larga scala 7106. 7106 adotta un'uscita gate XOR interna, che può pilotare display LCD e risparmiare sul consumo degli elettrodi. Le sue caratteristiche principali sono: alimentazione singola, ampio intervallo di tensione, utilizzo di batterie impilate da 9 V per ottenere la miniaturizzazione dello strumento, elevata impedenza di ingresso e utilizzo di interruttori analogici interni per ottenere l'azzeramento automatico e la conversione della polarità. Lo svantaggio è che la velocità di conversione A/D è lenta, ma può soddisfare le esigenze delle misurazioni elettriche convenzionali.
Conoscenze di base sull'impedenza
Oggi, la maggior parte dei multimetri digitali venduti sul mercato per la misurazione di sistemi industriali, elettrici ed elettronici hanno impedenze del circuito di ingresso molto elevate, generalmente superiori a 1 megaohm. In poche parole, quando il DMM misura un circuito, non ha quasi alcun impatto sulle prestazioni del circuito. E questo è esattamente ciò che richiede la stragrande maggioranza delle misurazioni, soprattutto per circuiti elettronici o di controllo sensibili. Gli strumenti di risoluzione dei problemi utilizzati in precedenza, come multimetri analogici e tester per elettrovalvole, generalmente avevano impedenze del circuito di ingresso basse, circa 10 kiloohm o inferiori. Sebbene questi strumenti non siano influenzati dalle tensioni vaganti, sono adatti solo per misurare circuiti di potenza o altre situazioni in cui una bassa impedenza di ingresso non influisce negativamente o altera le prestazioni del circuito.
Una combinazione esemplare di due impedenze di ingresso
Utilizzando strumenti a doppia impedenza, i tecnici possono risolvere i problemi dei circuiti elettronici o di controllo sensibili, nonché i guasti che possono includere circuiti di tensione vagante e possono determinare in modo più affidabile se è presente tensione nel circuito.
Per le misurazioni elettriche standard, è generalmente meglio utilizzare strumenti ad alta impedenza a meno che non siano presenti tensioni parassite.
