Najważniejsze parametry multimetrów

Oto trzeci z serii artykułów przeznaczonych dla elektroników, którzy chcieliby kupować multimetry ze świadomością ich możliwości i zalet, ale także wad i ograniczeń. W tym artykule zastanawiamy się, na czym polega niedoskonałość multimetrów i które parametry są najważniejsze dla elektronika.Elementarne wiadomości o multimetrach i ich wykorzystaniu są zawarte w trzech artykułach: Multimetr – podstawowe funkcje, Multimetr – dodatkowe funkcje oraz Multimetr – pytania i wątpliwości, z „zielonej” kategorii B, o numerach B040, B041, B042.

W poprzednim artykule serii omówiliśmy kwestię: dlaczego ceny multimetrów są tak różne? Okazuje się, że więcej płacimy nie tylko za znaną markę, ale przede wszystkim za skuteczność rozmaitych zabezpieczeń. Teraz zajmiemy się pokrewnymi kwestiami, bardzo ważnymi dla elektronika, który chce dokonać rozsądnych zakupów.

Co brać pod uwagę przy zakupie multimetru?

Rynkowa oferta multimetrów jest ogromna. Wybór naprawdę nie jest łatwy.

Jeżeli ktoś do pracy zawodowej potrzebuje kupić multimetr o określonej wysokiej kategorii bezpieczeństwa CAT IV albo przynajmniej CAT III, powinien zwrócić się do zaufanego sprzedawcy, który oferuje certyfikowany sprzęt renomowanych producentów. Tu nie warto iść na kompromisy!

Hobbysta elektronik z reguły nie zwraca uwagi na słabo rozumianą kwestię kategorii CAT, rzeczywiście dotyczącą przede wszystkim elektryków, a nie elektroników (kwestia ta przystępnie omówiona jest w artykule Q006 z kategorii Pytania i odpowiedzi).

Dla wielu elektroników ważne jest, żeby multimetr był jak najlepszy, a ściślej: jak najdokładniejszy. I właśnie kwestia dokładności pomiarów i maksymalnych czy też realnych błędów dla niektórych jest tak istotna, że niemal graniczy z obsesją.

Rozdzielczość i dokładność

Dla wielu użytkowników absolutnie najważniejsza jest, a raczej wydaje się, dokładność pomiarów.

Niedoskonałość w tych kwestiach łatwo było dostrzec w miernikach wskazówkowych, gdzie powszechnie stosowano lustro, by uniknąć znaczącego błędu paralaksy, Prawidłowy, dokładny odczyt następuje wtedy, gdy wskazówka zakryje jej odbicie w lustrze – fotografia 1. Wielu osobom wydaje się, że w przypadku przyrządów cyfrowych problemu nie ma i z dokładnością jest nieporównanie lepiej. W rzeczywistości nie jest to wcale takie oczywiste, tym bardziej, że rozdzielczość prezentowanego na wyświetlaczu wyniku jest mylona z dokładnością.

Pamiętaj, iż rzeczywista dokładność pomiaru jest zawsze dużo gorsza niż rozdzielczość cyfrowego wyświetlacza. Otóż nawet najprostsze multimetry cyfrowe mają wyświetlacze tak zwane 3,5-cyfrowe, z maksymalnym wskazaniem 1999, co daje imponującą rozdzielczość 0,05%. Gdybyśmy akurat mieli na wyświetlaczu wskazanie 1000, to rozdzielczość wynosi 0,1%.

Tak, ale dokładność, a ściślej maksymalny błąd pomiaru są zawsze dużo gorsze. Przykład na rysunku 2 to fragment specyfikacji multimetru DT9205A.

Wiele znacznie droższych multimetrów ma bardzo zbliżone parametry. W szczególności warto pamiętać, że pomiar napięć stałych może być w nich obarczony błędem ±0,5%…±1%, a z dokładnością wszystkich innych pomiarów jest znacznie gorzej – błędy mogą sięgać kilku procent.

Niektóre niedrogie multimetry mają dużo lepszą rozdzielczość – przykład pomiaru napięcia z wykorzystaniem wyświetlaczy 4,5-cyfrowych masz na fotografii tytułowej. Tu rozdzielczość wyświetlaczy wynosi 0,005%. Tak, ale w multimetrze AN870 najwyższa dokładność (maksymalny błąd) przy pomiarze napięć stałych to ±0,05%, a w B41 T+ tylko ±0,1%.

Jeszcze lepszy przykład masz na fotografii 3, pokazującej pomiar, a raczej próbę pomiaru rezystancji łańcucha 19 oporników o nominale 10 megaomów. Nominalnie wypadkowa rezystancja to 190 megaomów. Czy jej rzeczywista wartość to pokazywane na wyświetlaczu 195,18 megaoma?

Najprawdopodobniej nie! To jest zestaw rezystorów o tolerancji 1%, które mierzone pojedynczo potwierdzają taką tolerancję. Problem w multimetrze!

(…) ciach!

To jest tylko początek, zapowiedź artykułu, którego pełna wersja ukazała się z numerze kwietniowym czasopisma Zrozumieć Elektronikę (ZE 4/2023). Czasopismo aktualnie nie ma wersji drukowanej na papierze. Wydawane jest w postaci elektronicznej (plików PDF). Pełna wersja czasopisma umieszczona jest na moim profilu Patronite i dostępna jest dla Patronów, którzy wspierają mnie kwotą co najmniej 10 zł miesięcznie. Natomiast niepełna, okrojona wersja, pozwalająca zapoznać się z zawartością numeru ZE 4/2023 znajduje się tutaj.

Piotr Górecki