In che modo un multimetro si protegge dalle alte tensioni?

Ho usato un multimetro economico per misurare le tensioni in semplici circuiti CC, ma ho visto le loro foto collegate direttamente alla rete e utilizzate per misurare vari generatori domestici.

Perché la tensione più alta non frigge il multimetro, e anche in teoria un piccolo multimetro cheapo potrebbe essere utilizzato in sicurezza per misurare tensioni molto elevate? Se si sbaglia l'impostazione sul quadrante, è importante?

Non ho intenzione di collegarne uno, né consiglierei a nessuno che non sappia cosa stanno facendo per farlo, mi sto solo chiedendo come funzioni.

electrical-engineering measurements

— jhabbott
fonte

Risposte:

AVVERTENZA : si noti che alcuni misuratori economici non sono adatti per l'uso con rete AC 230 VAC. Alcuni misuratori possono avere intervalli di tensione CA in grado di misurare concettualmente ben al di sopra della tensione di rete CA MA hanno componenti interni non certificati, adatti o sicuri, ad es. 230 V CA. L'uso di tali misuratori per misurare tali tensioni è simile a un gioco più sicuro del solito della "roulette russa", che potrebbe ancora finire con la morte.

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Possono verificarsi guasti alla dissipazione di potenza nei componenti o alla caduta di tensione anche quando la dissipazione di potenza rientra nei limiti. Gli intervalli di tensione sono generalmente meno sollecitati rispetto alla maggior parte degli altri intervalli quando sono sopravvalutati.

I misuratori di auto-range iniziano nella gamma più alta e scendono fino a quando la lettura diventa una certa percentuale di fondo scala su quella gamma. La commutazione può avvenire tramite, ad esempio, MOSFET utilizzati per resistori corti nei divisori o per selezionare le tensioni dai punti di presa appropriati.

Nei contatori economici la protezione è limitata.
Una corrente molto superiore a 200 mA su campi a bassa corrente di solito fa saltare il fusibile interno.
Una corrente troppo elevata sulla gamma di amplificatori alti (10A, 20A, farà saltare lo shunt o un fusibile se installato. L'
alta tensione su volt CA o CC a bassa tensione o su range di corrente a volte distrugge il misuratore (Chiedimi come lo so :-) ).

Detto questo: gli ingressi fuori portata non solleciteranno necessariamente i circuiti di ingresso. Potenze di resistenza di ingresso superiori al minimo necessarie possono proteggere a breve termine. I diodi Zener o altri morsetti possono impedire all'alta tensione di entrare nel circuito corretto.
I produttori molto appassionati possono fornire interruttori elettronici. Questi possono essere semplici come MOSFET ad alta tensione in serie con l'ingresso) che possono essere disattivati quando necessario. Ciò aggiungerà qualche errore dovuto alla caduta di tensione, ma questo può essere controllato e progettato per.

Quindi, ad esempio, una condizione di sovratensione viene applicata a un ingresso di corrente, la resistenza di ingresso inizia a dissipare una potenza eccessiva, l'estremità interna della resistenza viene bloccata da uno zener o TVS (soppressore di tensione transitoria) e viene attivato un interruttore MOSFET rapido per scollegare il sovraccarico . Il grado di dissipazione di potenza superiore al necessario della circuiteria di ingresso ha fornito il tempo sufficiente per l'attivazione della protezione.

Esempio nel mondo reale:

La presente nota applicativa di Intersil -
AN046 Creazione di un DVM con autoscatto a batteria con ICL7106 fornisce esempi specifici della progettazione delle apparecchiature di autorangolazione e di come vengono affrontati i problemi.

Ecco come il front-end appare concettualmente:

inserisci qui la descrizione dell'immagine

ed ecco come finisce in pratica

inserisci qui la descrizione dell'immagine

http://www.intersil.com/content/dam/Intersil/documents/an04/an046.pdf

— Russell McMahon
fonte

Una corrente troppo alta sulla gamma degli amplificatori alti incenderà un multimetro economico. L'amplificatore per queste gamme è di circa 5 cm di filo di rame spesso tra i due terminali, con tensione tra i terminali misurata (caduta di tensione dalla resistenza del filo di rame spesso), non utilizzata.

— SF.

Non hai bisogno di molto per distruggere un multimetro economico. Una batteria per auto quando si utilizza un'impostazione errata sul misuratore dovrebbe fare il trucco.

— Albero il

@SF. Perché sparare? Non si scioglie un conduttore?

— neverMind9

@ neverMind9: la temperatura di fusione del conduttore è molto più alta della temperatura di accensione dell'involucro di plastica e il rame è abbastanza spesso da emettere abbastanza calore da accendere l'involucro prima che si sciolga.

— SF.

La risposta semplice è che i multimetri hanno un buon circuito di protezione. Quando la sorgente di misurazione è al di fuori delle capacità del misuratore, il misuratore emetterà un messaggio fuori portata.

Esistono quattro categorie principali di multimetri. Loro sono

Categoria I : usato quando l'apparecchiatura non è direttamente collegata alla rete (CAT I)
Categoria II : utilizzato su sottocircuiti finali di rete monofase (CAT II)
Categoria III : utilizzato su carichi installati permanentemente come pannelli di distribuzione, motori e prese di corrente trifase (CAT III)
Categoria IV : utilizzato in luoghi in cui i livelli di corrente di guasto possono essere molto elevati, come ingressi per servizi di alimentazione, pannelli principali, contatori di alimentazione e dispositivi di protezione primaria da sovratensione (CAT IV)

È responsabilità dell'utente per noi il multimetro appropriato per l'attività appropriata. Di seguito è riportato un multimetro Fluke 87 III. Nell'angolo in basso a destra indica CAT III

Fluke 87 III

Di seguito è riportato un mulitometro che si trova nella classificazione el-cheapo e non è visibile alcun avviso di classificazione della categoria multimetro. Questa è una situazione in cui l' utente è consapevole che è molto importante .

Metro per artigiani

Entrambi i tipi di multimetro svolgono un ruolo importante nell'area dell'ingegneria.

Protezione di base

La maggior parte della protezione di base è una miccia. A seconda del prezzo e della fabbricazione, questa protezione può variare. Un multimetro di alta qualità potrebbe utilizzare un fusibile ad alta capacità di rottura (HRC) dove un misuratore di bassa qualità userebbe un fusibile di vetro.

Alta capacità di rottura (HRC)

_{Fare clic sull'immagine per una versione più grande dell'immagine.}

Fusibile di vetro

Miccia di vetro

Protezione avanzata

Oltre al circuito di protezione di base ci sono molti stadi di altri circuiti di protezione costituiti da diodi, resistori a filo avvolto, diodi Zener, MOV (varistori a ossido di metallo) e termistori (PTC - coefficiente di temperatura positivo). La configurazione di questi componenti dipende dalla fabbricazione, dalla categoria del multimetro, dal punto di prezzo e da altri fattori. Questo link spiega i pochi circuiti avanzati del multimetro Fluke 27.

I multimetri El-Cheapo non hanno una buona protezione, quindi sono soggetti a danni.

Riferimento:

— Mahendra Gunawardena
fonte

Sì, per favore, aggiungi più informazioni, ad esempio come cambia la resistenza per adattarla alla tensione senza consentire molta corrente? Cosa viene utilizzato per la protezione da sovratensione? ecc. Vorrei vedere come funziona piuttosto che semplicemente "sì, un po '<magic> rende tutto ok" :)

— jhabbott

Si noti che un misuratore CAT II non è sicuro per l'uso della misurazione di rete nonostante la dicitura nella tabella fornita. Tali misuratori potrebbero non proteggere da picchi / sovratensioni / ... che POSSONO causare guasti al misuratore e, nel peggiore dei casi, possono causare la morte dell'utente - e averlo fatto.

— Russell McMahon,