Elektromos mérések III. Multiméterek
2006/3. lapszám | netadmin | 7319 |
Figylem! Ez a cikk 20 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).
Elektromos mérések III. Multiméterek A mindennapi mérések egyik leggyakrabban használt műszere a multiméter. A multiméter, nevéből következően egy többfunkciós műszer, a legegyszerűbb kivitele is általában alkalmas feszültség-, áram- és ellenál...
A mindennapi mérések egyik leggyakrabban használt műszere a multiméter. A multiméter, nevéből következően egy többfunkciós műszer, a legegyszerűbb kivitele is általában alkalmas feszültség-, áram- és ellenállásmérésre. További funkciók lehetnek a kapacitás-, a frekvencia-, a hőmérsékletmérés, valamint a tranzisztorteszt és a szigetelésvizsgálat.
Akár vásárolni, akár használatba venni kívánunk egy multimétert, az első és legfontosabb, amit figyelembe kell vennünk, az a biztonság. Biztonságosan használható a műszer, ha megfelel a vonatkozó szabványoknak. Ebből a szempontból az IEC 1010 szabványnak való megfelelés a legadekvátabb, azonban ezen belül legyünk külön figyelemmel a túlfeszültség kategóriára is, amelynek a használat szempontjából kiemelkedő jelentősége van.
A problémát az okozza, hogy a különböző elektronikus vezérlések, tirisztoros hajtások stb. a hálózatot nagymértékben szennyezik. A hálózati feszültség egyrészt nem szinuszos, (aminek hatása van a műszer mérési pontosságára is, lásd később), másrészt ilyen zajos környezetben a hálózaton vagy a mérendő berendezés belsejében, illetve közében akár kV-nagyságú tüskék is lehetnek a hálózaton. Ilyen környezetben csak olyan multiméterek használhatók biztonságosan, amelyek megfelelő védelemmel rendelkeznek. Ha nem, a műszer kezelője áramütést szenvedhet még akkor is, ha egyébként betartotta a biztonsági szabályokat, és a multiméter is látszólag alkalmas az adott mérésre. A műszer túlfeszültség kategóriája ad felvilágosítást erre a problémára. A CAT IV, 300V/600 V besorolású műszerek biztonságosan használhatók ilyen környezetben is, míg a CAT II vagy III, 300 V-os műszerek ilyen környezetben való használata veszélyes. A kategóriajelölés utáni feszültségérték azt jelenti, hogy az adott készülék bemeneti pontjai mekkora feszültségre emelhetők el a vonatkoztatási (föld-) ponttól. Kisebb feszültségeken, illetve zajmentes (!) ipari környezetben persze jól használhatók az alacsonyabb kategóriába sorolt multiméterek is.
A biztonságos használatot alapvetően befolyásolja a mérőkábelek fajtája és n állapota is. A mérőkábelnek ugyanúgy ki kell elégítenie a biztonsági szabványokat, mint magának a műszernek. Legegyszerűbb az, ha a műszert a vele adott mérőkábelekkel használjuk. A szakadt, törött mérőkábelt kizárólag ugyanarra a típusú mérőkábelre vagy a forgalmazó/gyártó által javasolt kábelre szabad csak kicserélni. Ne használjunk sohasem törött, javított mérőkábelt vagy olyan mérőtüskéket, amelyeket nem a készülékhez gyártottak!
A biztonságos használatot igen nagymértékben befolyásolja egy hétköznapi probléma, nevezetesen a kosz, amely általában vezet, és így jelentősen lerontja a kúszó-utakat, ezzel áramütés veszélyét okozva. A probléma a műszer és a mérőkábelek (!) szappanos vízzel történő tisztításával egyszerűen megoldható.
Még egy, a biztonságos használatot befolyásoló tényezőt kell kiemelni. Ha a műszert hidegebb helyről visszük be melegebb helyre, a készülék belsejében lecsapódik a pára, amely jelentősen lerontja a védelmet, megnövelve ezzel az áramütés veszélyét, és a készülék tönkremeneteléhez is vezethet. Ilyen esetben mindig várjunk a méréssel a használati utasításban megadott ideig, hogy a hőmérséklet kiegyenlítődése megtörténjen.
Visszatérve a hálózat szennyezettségére, sajnos ez a biztonságos használaton kívül hatással van a mérési pontosságra is. A váltakozó feszültséget/áramot mérő műszerek döntő többsége egyenirányítós kivitelű, azaz a váltakozó feszültség középértékét mérik, és effektív értékben vannak skálázva. Amíg a műszerrel tiszta szinuszos feszültséget mérünk, nincs probléma. A bevezetőben említett esetekben azonban a hálózat messze nem szinuszos, így az ilyen műszerrel mért érték gyakorlatilag kiértékelhetetlen. A valódi effektív értéket mérő multiméterek (TRMS) a feszültség tényleges, effektív értékét mérik. Egy elektromosan erősen szennyezett környezetben a középértéket mérő műszerrel és egy TRMS műszerrel mért értékek között akár 15-20% különbség is lehet, ha a középértéket mérő műszerrel a mérés egyáltalán elvégezhető biztonságosan.
A multiméterek általában nagy bemeneti ellenállással rendelkeznek feszültségmérés üzemmódban. Egyenfeszültség mérésben 10 MOhm, váltófeszültség mérésben 1 MOhm a tipikus értékek. Ezek nagyon jó értékek elektronikai mérésekhez, de nem megfelelők az erősáramú mérésekhez. Terhelésmentes állapotban mérhetünk az adott hálózaton megfelelő értéket, ami terhelés hatására lényegesen megváltozhat, és lehetetlenné teheti az adott eszköz működését vagy hibás működéshez, illetve meghibásodáshoz vezethet. Kevés olyan multiméter található, amely beépített terheléssel rendelkezik. A korszerű multiméterek között található olyan típus, amely egy külön Velec feszültségmérési funkcióval rendelkezik. Ebben a funkcióban a készülék 270 kOhm-os bemenete biztosítja a terhelést a mérés megbízható elvégzéséhez. Ha a műszerünk nem rendelkezik ilyen funkcióval, egy megfelelő elosztó is megteszi a hozzá csatlakoztatott fogyasztón (terhelésen) történő feszültségméréshez.
A biztonságos használatot nagymértékben elősegíti a jól látható, könnyen leolvasható kijelző. A digitális multimétereknél az LCD kijelző terjedt el. Műszer vásárlásakor figyeljünk arra, hogy a kijelzés a lehető legnagyobb legyen, megfelelő kontraszttal rendelkezzen és nem hátrány, ha háttér-megvilágítással is rendelkezik a kijelző. Nem jó az a kijelző, amelyik túl sok (alapvetően felesleges) információt jelenít meg. Ez méréskor figyelemelterelő lehet, és rossz méréshez vezethet. A háttér-megvilágítást azonban csak módjával használjuk, mert jelentősen megnöveli a műszer fogyasztását, és ezzel lerövidíti a telep élettartamát.
Ha már a telepnél tartunk, meg kell jegyezni, hogy a multiméterek fogyasztása általában elég kicsi és a telepek, még folyamatos használat mellett is hosszú időre biztosítják a megfelelő működést. Mégis jó, ha műszerünk rendelkezik automatikus kikapcsolási funkcióval (Auto Power OFF). Ez lényegében úgy működik, hogy ha a műszer kezelőszerveit adott ideig (általában 3-5 perc) nem működtetjük, akkor a műszer automatikusan kikapcsol. Ez a szolgáltatás nemcsak kényelmesebbé teszi a használatot, de akár 50%-al is megnövelheti a telep élettartamát.
Sorozatmérésnél az automatikus kikapcsolási funkció zavaró lehet, ezért a műszerek jelentős részénél ez letiltható.
A multiméterek szinte kivétel nélkül alkalmasak ellenállás mérésére is. A használat során a leggyakoribb hiba, hogy a műszert az előző funkcióba, pl. ellenállás-mérési funkcióba kapcsolva hagyjuk, majd valamivel később feszültséget akarunk mérni. A régebbi multiméterek ez ellen nem voltak felkészítve, így egy ilyen feledékenység a multiméter tönkremenetelét okozta. Manapság a multiméterek megfelelő védelemmel rendelkeznek az ilyen "megrázkódtatás" ellen. Azonban ne feledjük a bevezetőben említett túlfeszültség kategóriát, valamint a hálózat szennyezését. A nagy tüskéket tartalmazó hálózat még az ilyen védelemmel felszerelt multimétert is tönkreteheti egy pillanat alatt, és komoly veszélyforrást jelenthet a mérést végző személy számára is.
A mérési adatok számítógépes feldolgozásának, illetve az adatgyűjtés és a számítógéppel támogatott mérések elterjedése magával hozta, hogy erre a célra alkalmas multimétereket tervezzenek. Az ilyen célra alkalmas multiméterek jelentős része RS232-es interfésszel rendelkezik, melynek segítségével a műszer a számítógéphez csatlakoztatható. Azonban az interfész megjelenése rögtön támadás a biztonságos használat ellen, tekintettel arra, hogy egyrészt be van építve a műszerbe és ezzel a veszélyes feszültségű térbe kerül, esetleg lerontva a kúszó-utakat, másrészt, a legegyszerűbb esetben az interfész galvanikus kapcsolatban áll a műszer mérőkörével. Az utóbbi azt jelenti, hogy a mért (veszélyes) feszültség rákerülhet az interfészre, és ezen keresztül a multiméterhez csatlakoztatott egyéb készülékekre, nagymértékben növelve ezzel a baleseti veszélyt. Soha ne használjunk olyan multimétert, melynek az interfésze nincsen galvanikusan elválasztva a műszer egyéb áramköreitől. A galvanikus elválasztás problémájának megoldására általánosan elterjedt az opto-elektronikus elválasztás. Ezzel garantálni lehet a biztonságos galvanikus elválasztást és a megfelelően gyors működést egyaránt, jóllehet maga az interfész műszer-specifikus, azaz készen nem lehet ilyen interfészt vásárolni. Az ilyen típusú készülékek adatgyűjtésre alkalmasak, és megfelelő (általában a műszerhez készített speciális) szoftver segítségével méréskiértékelés, archiválás végezhető, adott esetben mérési jegyzőkönyv készíthető.
Végezetül néhány szó a multiméter tárolásáról. Legyen műszerünknek hordtáskája, ami lehetőleg puha anyagból készüljön. Amikor nem mérünk, tároljuk a műszert ebben. Ha nehéz körülmények között dolgozunk, és egyéb szerszámokat is tartunk ugyanazon a helyen, vásároljunk kemény hordtokot, ami megvédi a műszerünket az ütéstől, rázkódástól. Jó védelem a kisebb rázkódások ellen a gumi védőburkolat. Hosszabb idejű tárolás esetén vegyük ki a műszerből a telep(ek)et. Tároljuk a műszert száraz helyiségben, kb. 0. 40°C között.
Ne feledkezzünk meg arról, hogy a műszer szintén öregszik. Emiatt leromolhatnak a belső szigetelések, hajszálrepedések jelenhetnek meg, és az alkatrészek öregedése miatt a műszer veszít az eredeti pontosságából. Erre szakosodott laborban vagy a forgalmazóval évenként egyszer ellenőriztessük a készülék pontosságát és biztonságtechnikai állapotát.
Pástyán Ferenc
