Elektrische grootheden meten
Een multimeter is ongetwijfeld het belangrijkste meetgereedschap van elke elektricien of elektronicus. Met deze handige meters kun je de belangrijkste elektrische grootheden (spanning, stroom en weerstand) bepalen. De multimeter dankt zijn naam aan het feit dat je er meer dan één elektrische grootheid mee kunt meten. Daarom wordt voor een multimeter ook wel de benaming “universeelmeter” gebruikt. Nog niet zo lang geleden trof je uitsluitend analoge meters met een wijzernaald aan. Tegenwoordig is een digitaal meetinstrument de standaard. We leggen voor de volledigheid wel nog even de werking van de analoge multimeter uit.
Analoge meter
De analoge multimeter is gebaseerd op de werking van een draaispoelmeter. Een draaispoelmeter kan een gelijkstroom meten. Daartoe wordt de gelijkstroom door een spoeltje gestuurd dat draaibaar op een as is opgesteld. Dit draaibaar spoeltje bevindt zich in het magnetisch veld van een permanente magneet. Als op de as van het spoeltje een wijzernaald wordt bevestigd, is de uitwijking van de wijzernaald een maat voor de elektrische stroom die door het spoeltje loopt. Als men een wisselstroom op deze manier wil meten, moet deze eerst gelijkgericht worden. Een spanning kan men meten door een nauwkeurige grote weerstand in serie met het spoeltje te plaatsen. De stroom die dan door de weerstand en het spoeltje loopt, is een maat voor de spanning. Bij het meten van een ohmse weerstand zal de analoge multimeter een bekende spanning over de te meten weerstand plaatsen, waarbij de stroom die door deze kring vloeit een maat is voor de weerstand. Op de wijzerplaat van de analoge multimeter zijn de juiste schaalverdelingen aangebracht, zodat men de gemeten grootheid correct kan aflezen.
De digitale meter
Vanaf ongeveer 1985 kwam de digitale multimeter meer en meer in gebruik. De digitale multimeter bevat een lcd-display waarop men het meetresultaat onmiddellijk als een getal kan aflezen. Waarnemingsfouten (zoals parallaxfouten) bij het aflezen van de wijzerplaat van een analoge multimeter kunnen hier dus niet optreden. Het nadeel van een digitaal display is echter dat men niet snel in één oogopslag een ruwe aflezing kan doen van het meetresultaat. Daarom wordt op een digitaal display onderaan vaak een horizontale streepjesbalk voorzien met een analoge schaalverdeling. De digitale multimeter bevat elektronische componenten die “stalen” (samples) nemen van een signaal. De grootte van dit staal wordt vergeleken met een interne zeer nauwkeurige referentiespanning en omgezet naar een digitale waarde. Hoe meer stalen per seconde worden genomen, hoe hoger de meetnauwkeurigheid.
De elektrische grootheden die men kan meten
Met een multimeter kan men over het algemeen volgende grootheden meten:
• gelijkspanning (DCV)
• wisselspanning(ACV)
• gelijkstroom (DC)
• wisselstroom (AC)
• weerstand
Men kan meestal kiezen uit verschillende meetbereiken. Een meter die ook elektrische continuïteit meet, is handig bij het uitmeten van kabels. Het meten van de capaciteit van een condensator, de zelfinductie van een spoel en de doorlaatspanning van een diode is bij multimeters uit de duurdere prijsklasse eveneens mogelijk. Op het display van een duurdere Fluke multimeter wordt vaak de volledige gemeten golfvorm weergegeven, zodat men deze multimeter ook als een oscilloscoop kan gebruiken.
True RMS-meting
Om de grootte van een sinusoïdale wisselspanning of wisselstroom aan te geven, gebruikt men de zogenoemde effectieve waarde. De effectieve waarde van een sinusvormig signaal is gelijk aan de topwaarde van de sinus gedeeld door 1,414 (=de vierkantswortel uit 2). De effectieve waarde van andere golfvormen (bijvoorbeeld driehoeksgolf, blokgolf, aangesneden sinus) moet echter op een andere manier berekend worden. Een goedkope multimeter heeft geen moeite met een perfect sinusoïdaal signaal, maar maakt vaak een grote fout bij het meten van andere golfvormen. Een True RMS-meter zal echter de effectieve waarde van alle golfvormen correct meten. Als men vaak metingen doet aan installaties waar blokvormige spanningen, driehoekspanningen of zaagtandspanningen optreden, kan men het best een True RMS-meter aanschaffen.
De meetnauwkeurigheid van een digitale universeelmeter
De nauwkeurigheid van een digitale meter wordt weergegeven als een basisnauwkeurigheid (uitgedrukt in %) met een bijkomende onzekerheidsfactor (weergegeven in een aantal digits). In de specificaties van de meter zou je bijvoorbeeld een meetnauwkeurigheid van +/-(1% + 5 digits)kunnen vinden. Dit betekent dat bij een meting van bijvoorbeeld 1,254 V, de meetfout +/-(0,01254 + 0,005)V = +/- 0,01754 V bedraagt. De werkelijke meetwaarde is dus gelegen tussen 1,23646 V en 1,27154 V.
De resolutie van het display
Met resolutie wordt de weergave van het meetresultaat op het display bedoeld. Deze resolutie kan aangeven worden in digits of counts:
• Digits: een meter met een resolutie van bijvoorbeeld 3 1/2 digit geeft getallen weer waarvan de laatste drie cijfers kunnen variëren van 0 tot 9 en het eerste cijfer een nul of een 1 is, bijvoorbeeld 1,999.
• Counts: het aantal counts is het aantal mogelijke getallen dat een meter in een bepaald meetbereik kan weergeven, waarbij ook nul wordt meegeteld. Voorbeeld: als het aantal counts 2000 is, loopt het meetbereik tot 20 V van 0,00 V tot 19,99 V. Het meetbereik tot 200 V loopt dan van 0,0 V tot 199,9 V.
Een multimeter kiezen
Welke multimeter je het best aanschaft, is natuurlijk afhankelijk van de toepassing. Voor een sporadische meting om te zien of er spanning op een stopcontact zit, volstaat een goedkope meter met een paar meetbereiken. Als je echter elektronische schakelingen ontwerpt, zul je een meter met meer mogelijkheden nodig hebben. In het uitgebreide aanbod van verschillende leveranciers vind je ongetwijfeld de multimeter die voor jou het meest geschikt is.
