Wie funktioniert die automatische Bereichswahl in einem Multimeter? Was ist die Schaltung?

Ich war neugierig, wie das gemacht wird. Es scheint, dass Sie die Spannung und den Strom variieren müssten, um den Widerstand von 1 Ohm bis 10 MOhm zu messen.

Antworten (1)

Das Multimeter macht genau dasselbe, was Sie manuell mit einem Messgerät ohne automatische Bereichswahl tun würden. Angenommen, Sie haben ein 3 1/2-stelliges Messgerät, also ist 1999 Ihr maximaler Messwert.

Das Multimeter beginnt im höchsten (*) Bereich, und wenn der Messwert unter dem Schwellenwert von 199,9 liegt, schaltet es auf 1 Dekade niedriger um und wiederholt dies, bis der Messwert zwischen 200 und 1999 liegt. Das geht sehr schnell, weil es das nicht hat um während dieses Vorgangs etwas anzuzeigen, so dass es scheint, dass es beim ersten Mal den richtigen Bereich erhält.

Oder, wenn es genügend Logik enthält, kann es die erste Messung im höchsten Bereich durchführen und dann direkt den niedrigeren Bereich auswählen, der für diesen Spannungspegel am besten geeignet ist.

Zum Beispiel:
1. Messwert, bei 1,999 MΩ Bereich: < 199,9
2. Messwert, bei 199,9 kΩ Bereich: < 199,9
3. Messwert, bei 19,99 kΩ Bereich: > 199,9
Das ist also der gewünschte Bereich.

Aktuelle Messung durchführen: 472

Dieser Wert liegt zwischen 200 und 1999, das ist also die bestmögliche Auflösung. Wenn es ein weiteres Jahrzehnt tiefer gehen würde, würde es überlaufen. Der Widerstand beträgt also 4,72 kΩ.

Beachten Sie, dass es bei den ersten Messungen nicht wirklich den tatsächlichen Widerstand misst, sondern nur prüft, ob er höher oder niedriger als 199,9 ist.

Alternativ kann das Multimeter eine Reihe von Komparatoren haben, die alle gleichzeitig arbeiten können und jeweils einen nächsthöheren Bereich prüfen. Sie erhalten das Ergebnis schneller, dies erfordert jedoch mehr Hardware und wird wahrscheinlich nur in teureren Messgeräten durchgeführt.


(*) Nicht die niedrigste, wie "Mary" alias TS vorschlug. Leute in meinem Alter haben mit analogen Multimetern gearbeitet. Würde man im empfindlichsten Bereich anfangen zu messen, würde die Nadel den rechten Anschlag hart treffen. Man konnte es „Autsch“ sagen hören . Wechseln Sie zur nächsten Position, wieder "Bang!". Wenn Sie Ihr Multimeter als guten Hausvater ("bonus pater familias") pflegen, beginnen Sie im unempfindlichsten Bereich.

Aus welchen Teilen besteht die Schaltung? Verwenden sie beispielsweise einen uC und ein digitales Potentiometer?
@BSEE - Ja, ein Mikrocontroller, wahrscheinlich eine Sonderanfertigung. Aber kein digitales Potmeter; Diese haben viel mehr Positionen als die etwa 4 benötigten Positionen und sind daher zu teuer. Sie verwenden eine Widerstandsleiter, wie zum Beispiel 9 M + 900 k + 90 k + 10 k. Das gibt Ihnen insgesamt 10 M und Abgriffe bei 1:10, 1:100 und 1:1000. Diese existieren in Einzelkomponentennetzwerken mit engen relativen Toleranzen (wichtiger als absolute Toleranz).
Imo verwenden sie analoge Multiplexer, die mit verschiedenen Widerstandsteilern oder, wie @stevenvh sagte, einer Widerstandsleiter verbunden sind. Diese Multiplexer speisen einen einzelnen ADC. Wenn Sie eine dieser Schaltungen erstellen, sollten Sie sich einige 74HCxxxx-Chips ansehen. Da Sie zum Umschalten des Multiplexers Zeit benötigen, vergessen Sie nicht, den ADC vor Überspannung zu schützen.
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