La storia dei multimetri
Il primo misuratore a lancetta per misurare la corrente, chiamato galvonometro, fu inventato nel 1820. Usando il ponte di Wheatstone insieme puoi confrontare la resistenza e la tensione sconosciute da misurare con la tensione e la resistenza conosciute, e quindi misurare la tensione, la corrente, la resistenza rilevanti , ecc. Usare questo metodo per misurare in laboratorio è laborioso e scomodo. Questo dispositivo è ingombrante e complicato e non facile da trasportare.
▲ Galvanometro
Il galvanometro può riflettere solo approssimativamente l'esistenza della corrente, ma non può fornire il valore preciso dell'intensità della corrente. L'amperometro che utilizza il meccanismo della bobina attiva (meccanismo di trasmissione D'Arsonval/Weston) può visualizzare l'intensità della corrente.
La bobina cava avvolta con filo smaltato fine è sospesa nel polo magnetico del magnete permanente e la coppia rotante può essere generata dopo aver passato la corrente CC per far ruotare il puntatore. Il campo magnetico è progettato come un anello circolare, in modo che la forza di ampere sulla bobina di corrente non abbia nulla a che fare con l'angolo, e un sottile filo metallico a molla genera una coppia di ripristino, che rende l'angolo tra la rotazione del puntatore e il corrente che passa attraverso la bobina. proporzionale. Questo meccanismo, noto come meccanismo a ingranaggi D'Arsonval, è ancora ampiamente utilizzato nelle teste di orologi elettronici analogici di ogni tipo.
▲ Meccanismo di trasmissione D'Arsonal
Un amperometro basato su un meccanismo a bobina mobile elimina la necessità di un ponte di Wheatstone per misurare la corrente in modo semplice e conveniente. Su questa base, aggiungendo la resistenza di shunt, la resistenza in serie e l'alimentazione CC stabile, è possibile misurare la tensione, la corrente e la resistenza di diverse gamme di ingranaggi.
Negli anni '20 dell'Ottocento, quando i dispositivi a tubo divennero più ampiamente utilizzati, nacque il multimetro. Si dice che il primo multimetro in senso moderno sia stato inventato nel 1920 da Donald Macaie, un ingegnere delle poste britanniche. Nel suo lavoro, al fine di mantenere le strutture di comunicazione, è necessario misurare continuamente la tensione, la corrente, la resistenza, ecc. Nel circuito. Non sopportava il problema di trasportare più metri contemporaneamente, quindi ha sviluppato un multimetro in grado di misurare tensione, corrente e resistenza allo stesso tempo, che all'epoca era chiamato Avometer.
▲ Il multimetro di Donald Macadie
Il multimetro Amvohm adotta un amperometro a puntatore con meccanismo a bobina attiva ed è dotato di un partitore di tensione di precisione e di una resistenza di shunt. Utilizza un interruttore a ingranaggi e una presa per selezionare la categoria di misurazione e l'intervallo di processo.
Macadie trasferì l'Avometer da lui progettato alla Automatic Winding and Electrical Equipment Company (ACWEEC, fondata nel 1923) e quell'anno divenne una produzione commerciale e vendite. L'avometro, prima dell'8 migliorato, può misurare solo segnali di tensione e corrente continua.
All'epoca era popolare anche un voltmetro in stile orologio da tasca, con un involucro di metallo, che era molto più economico dell'Avometer. Il suo guscio è solitamente collegato al terminale negativo del misuratore. Sebbene questa semplificazione fosse conveniente per il funzionamento, causò anche molte scosse elettriche a molti ingegneri elettronici negligenti in quel momento.
Questo tipo di orologio è solitamente relativamente semplice. Ad esempio, il manuale indica solo 33Ω/V, il quadrante spesso non è uniforme e non è presente la vite di regolazione dello zero dell'indice.
▲ Voltmetro da tasca
Il multimetro a puntatore di solito deve assorbire una certa corrente dal circuito misurato per pilotare la bobina rotante, come un misuratore a fondo scala da 50 microampere, un misuratore ad alta sensibilità comunemente usato. Durante la misurazione, se il puntatore è completamente sfalsato, deve continuare a ricevere 50 microampere di corrente dal circuito in prova, il che influenzerà i risultati della misurazione di alcuni circuiti ad alta impedenza, rendendo il valore letto inferiore al valore normale.
È necessario utilizzare tubi a vuoto per aumentare l'impedenza di ingresso del multimetro e sono chiamati multimetri a tubi a vuoto (VTVM, VVM). Questo multimetro elettronico a valvole di solito ha un'impedenza di ingresso superiore a 1 MΩ. Utilizza un circuito di uscita inseguitore catodico a tubo a vuoto (feedback negativo in serie di tensione) per aumentare l'impedenza di ingresso, in modo che il multimetro non abbia un impatto significativo sul circuito in prova durante la misurazione.
▲ Multimetro a tubo a vuoto
Prima dell'invenzione del multimetro digitale (integrato), i circuiti a transistor analogici ad alta impedenza, o FET (Field Effect Triodes), venivano utilizzati per sostituire i tubi a vuoto nei dispositivi multimetro. I moderni multimetri digitali utilizzano circuiti integrati ad alta impedenza, con impedenze di ingresso che possono eguagliare o superare i multimetri a valvole originali.
▲ Multimetro digitale moderno
I multimetri odierni hanno aggiunto molte funzioni aggiuntive, come misuratori di decibel per misurare la potenza, misurare la capacità, il guadagno del triodo, la frequenza, il duty cycle, il display hold e così via. Il cicalino sul multimetro può suonare quando il circuito di misurazione è acceso e spento, fornendo un rapido feedback di misurazione.
