1. Lapszám: 20212020201920182017201620152014201320122011201020092008200720062005200420032002
2. január-februármárciusáprilismájusjúniusjúlius-augusztusszeptemberoktóbernovemberdecemberösszes

Eszközeink

Multiméterek és számítógép

2009. december 1. | Pástyán Ferenc |  4292 | |

Az alábbi tartalom archív, 12 éve frissült utoljára. A cikkben szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).

A mikroprocesszorok elterjedése és a számítástechnika, illetve a számítógépek széleskörű alkalmazása természetszerűleg kihatott és kihat a mindennapi mérésekre is. A műszerek különböző módon számítógéphez kapcsolhatók, és így a valós idejű méréskiértékelés vagy utólagos analizálás valósítható meg. A jelen publikáció néhány, ezzel a technikával kapcsolatos kérdéssel foglalkozik. A legtöbbet használt mérőműszer minden bizonnyal a kézi digitális multiméter. Régi kivitele analóg mutatós műszert használt a mért értékek kijelzéséhez. Aztán megjelentek a digitális multiméterek, amelyek lényegesen pontosabbak, megbízhatóbbak régi társaiknál, nem beszélve a rázásra, ütésre, hőmérsékleti változásra való nagyobb ellenálló képességről.

 

Egy digitális multiméter természetesen csak akkor csatlakoztatható a számítógéphez, ha megfelelő interfésszel rendelkezik, illetve amennyiben a számítógépre a multiméterrel kommunikáló, speciális szoftver telepítésre került. A régebbi készülékek döntően RS232 interfésszel rendelkeztek, az újabb fejlesztésűek már a felhasználó által lényegesen egyszerűbben kezelhető USB interfésszel (is) rendelkeznek. (Az asztali multimétereknél más interfészek is használatosak, ezekre itt nem térünk ki.) Bármelyik interfésszel is rendelkezzen az adott multiméter, annak eleget kell tennie részben az életvédelmi előírásoknak, részben biztosítania kell, hogy használata a mérésre a lehető legkisebb hatással legyen. Az olcsóbb kategóriájú, valamilyen interfésszel rendelkező multiméterek legnagyobb problémája az, hogy az interfész áramkör galvanikusan nincs elválasztva a multiméter mérőáramköreitől.

Galvanikusan nem leválasztott készülékek
Ennek következményeképpen a multimétert a mérendő áramkörhöz és a számítógéphez csatlakoztatva a mérendő áramkör a multiméteren keresztül galvanikusan csatlakozik a számítógéphez, amely kapacitásokon keresztül kapcsolatban áll a hálózattal. Ennek az elrendezésnek a következő (veszélyes) hatásai lehetnek.
•A mérendő áramkörön megjelenő feszültség rákerül a számítógép bemenetére és szerencsétlen körülmények között azt tönkreteheti, illetve maga a mérendő áramkör is sérülhet.
•A kialakuló hurokban olyan nagy feszültségek (esetleg áramok) jöhetnek létre, amelyek tönkretehetik magát a mérőműszert, azaz a multimétert is.
•Nagy feszültségek vagy impulzusok mérésekor akár a számítógép vagy az ahhoz csatlakozó perifériák – pl. nyomtató, szkenner stb. – vezető fémrészének megérintése áramütést okozhat, különösen abban az esetben, ha a számítógép (általános gyakorlat) nem védőfölddel ellátott csatlakozóba csatlakozik.
•A kialakuló hurokban folyó áramok hatással lehetnek a mérésre, azt meghamisíthatják, zavarhatják mind a számítógép, mind a multiméter, mind pedig a mérendő áramkör működését is.

A fenti problémák orvoslására a legjobb megoldás a galvanikus elválasztás. Tekintettel arra, hogy a mérőműszer, a digitális multiméter, nem választható le a mérendő áramkörről, az elválasztás vagy a mérőműszeren belül vagy az interfész kábel megfelelő kialakításával, illetve a számítógépen belül oldható meg. Általában az utóbbi nem járható út, nem beszélve arról, hogy bizonyos mérésekhez a számítógép nem teljesíti a mérésre vonatkozó biztonságtechnikai előírásokat. Ennek megfelelően vagy az interfész kábelnél, vagy a digitális multiméterben lehet a galvanikus elválasztást megoldani. Természetesen mindkettő növeli a készülék árát, de életvédelmi és méréstechnikai szempontból az elérhető legjobb megoldást adja.

Galvanikus elválasztás a multiméterben vagy az interfész kábelben
Egyes gyártók a galvanikus elválasztást infravörös elektro-optikai csatolókkal oldják meg. Az infravörös sugárzást adó LED dióda a tokon belül helyezkedik el, általában néhány milliméterre a tok belső részétől. Az interfész kábellel ellátott vevő a tokra pattintható. A tok infravörös sugárzást áteresztő műanyagból készül, amely egyébként ránézésre átlátszatlannak tűnik.

A másik megoldás az, amikor a galvanikus elválasztást az interfész kábel csatlakozó részébe építik be, a multiméteren valamilyen csatlakozó biztosítja az interfész kábel csatlakoztatását a készülékhez. (A kétfajta kivitelt lásd a mellékelt ábrán). Mindkét esetben speciális interfész kábelre van szükség, a számítástechnikában szokásos interfész kábelek nem használhatók. A csatlakozós kivitelnél is olyan csatlakozó hüvelyt használnak, amibe a szokásos interfész kábelek nem csatlakoztathatók. Ez a megoldás egyébként, túlmenve a galvanikus leválasztás előnyein, azt is magában foglalja, hogy a készülékhez a szoftvert meg kell vásárolni, mivel a speciális interfész kábelt a gyártó csak a szoftverrel együtt szállítja.

A galvanikus elválasztás jól láthatóan felvágja az egyébként létrejövő áramhurkot, s ez a következő előnyökkel jár.
•A mérendő áramkörön megjelenő feszültség nem kerül rá a számítógép bemenetére, a számítógép nem kerül galvanikus kapcsolatba sem a mérendő áramkörrel, sem a multiméterrel. Ennek eredményeképpen a számítógép feszültsége nem kerül rá a multiméter kimeneti áramköreire, illetve azon keresztül a mérendő áramkörre.
•Mivel nincs áramhurok, így nem jönnek létre zavaró áramok és feszültségek, amelyek tönkretehetnék a hurok elemeit vagy bármilyen módon befolyásolnák a mérést.
•A zavaró áramok/feszültségek nem lesznek hatással a mérésre, nem befolyásolják a hurok elemeinek működését, és nincsenek hatással a mérés stabilitására és pontosságára.
•A mérést végző személyt a számítógép vagy az ahhoz csatlakozó perifériák – pl. nyomtató, szkenner stb. –vezető fémrészeinek megérintésekor nem éri áramütés.
•Megfelelő galvanikus elválasztás esetén a kialakuló hurokban folyó áramok hatással lehetnek a mérésre, azt meghamisíthatják, zavarhatják mind a számítógép, mind a multiméter és a mérendő áramkör működését is.

Életvédelmi szempontból a két galvanikus megoldás közül – bár ez a drágább – az infravörös LED-es megoldás tűnik jobbnak. Ennél a megoldásnál a kúszóút, amelyet egyébként még kettéoszt a műszertok is, elérheti akár a 8-10 mm távolságot is, ezzel igen nagy szigetelési távolságot biztosítva. Ez különösen akkor lényeges, ha például a fenti mérési elrendezésben nagy-teljesítményű motorok induló áramát, transzformátort, tirisztoros áramköröket vagy egyéb, CAT IV mérési kategóriába sorolt berendezéseket mérünk. A megoldás mechanikai kivitelezése nem okoz különösebb gondot, az interfész általában egyszerűen rápattintható a digitális multiméter tok részére, a másik vége pedig a számítógép megfelelő csatlakozójába kapcsolható.

Mint már említettük, az interfész a régebbi tervezésű kézi digitális multimétereknél szinte kizárólag RS232 típusú, az újabbaknál USB. Az utóbbi kivitel használata a felhasználó szempontjából előnyösebb, mert nem kell semmilyen port-beállítást végezni, ezt a számítógép, illetve a Windows automatikusan elvégzi.

Néhány szó a szoftverekről. Akár digitális multiméterek, akár más műszerek szoftvereit tekintjük, ezek használatát a szoftver nyelve, ami általában nem magyar, hanem főleg angol, német, francia stb. nagy mértékben korlátozza. A bonyolultabb készülékeknél az egyre terjedő grafikus kijelzők idegen nyelvű üzenetei szintén megnehezítik az adott készülék használatát. Az, hogy a készülék magyar nyelven üzenjen, általában nem oldható meg, mivel a kis sorozat miatt nem éri meg a gyártóknak a nyelvi módosítást elvégezni.
A felhasználói szoftvernél a helyzet némileg más. Régebben a szoftverfejlesztők adott nyelvekre fejlesztették a műszerhez tartozó szoftvert és általában utólagosan nehéz volt azok magyarítása. Az új fejlesztéseknél a szoftverfejlesztők általában létrehoznak egy nyelvi file-t, ami például egy Excel-táblázat vagy valamilyen más szöveges fájl lehet. A magyarítást az adott nyelvi kifejezések fordítása jelenti, amit történetesen a táblázat magyar nyelvi oszlopában sorról-sorra el kell végezni. Ez a munka általában többfordulós, mivel az első fordítás után a magyarított szoftvert le kell futtatni egy számítógépen, ellenőrizve, hogy az üzenetek helyesen jelennek-e meg és az adott helyen elférnek-e.
Ami a magyarítást, azaz a szoftver üzeneteinek magyarosítását illeti, ez önmagában is egy probléma, hiszen ezt csak a műszert és az azzal végezhető méréseket jól ismerő szakember képes elvégezni. Mindezen okok eredményeképpen kevés, jól fordított magyar nyelvű alkalmazói szoftverrel találkozhatunk.

---

---