Đồng hồ đo bảng kỹ thuật số hoạt động như thế nào?

Đồng hồ đo bảng kỹ thuật số (DPM) là một thiết bị điện tử hiển thị các giá trị điện như điện áp, dòng điện, điện trở hoặc nhiệt độ dưới dạng số đọc rõ ràng, không giống như chuyển động con trỏ của đồng hồ analog. Nó được sử dụng rộng rãi trong bảng điều khiển, bộ nguồn và thiết bị công nghiệp vì độ chính xác, dễ đọc và ổn định cao. Phần giải thích này tập trung vào các máy đo điện áp kỹ thuật số, đồng thời đề cập đến các máy đo dòng điện kỹ thuật số.

Cốt lõi của mỗi bảng đồng hồ kỹ thuật số là bộ chuyển đổi tương tự sang số (ADC). Công việc của ADC là chuyển đổi các tín hiệu điện tương tự liên tục thành các giá trị số rời rạc mà bộ vi điều khiển hoặc bộ xử lý có thể hiểu được. Đối với một đồng hồ đo điện áp , đầu vào là hiệu điện thế giữa hai điểm; đối với đồng hồ đo dòng điện, đó là dòng điện tích chạy qua mạch điện.

Đồng hồ đo điện áp kỹ thuật số đo lường sự khác biệt tiềm năng trên một bộ phận hoặc mạch. Nó sử dụng mạch đầu vào có trở kháng cao để hầu như không có dòng điện, đảm bảo không ảnh hưởng đến mạch đang được thử nghiệm. Điện áp đầu vào trước tiên được điều hòa bằng cách sử dụng các bộ chia điện trở để đưa nó vào phạm vi an toàn của ADC. ADC sau đó lấy mẫu điện áp này ở tốc độ cao, so sánh nó với điện áp tham chiếu có độ chính xác bên trong. Sau khi được chuyển đổi thành mã kỹ thuật số, bộ vi điều khiển sẽ xử lý dữ liệu và điều khiển màn hình kỹ thuật số — thường là màn hình LCD hoặc LED — để hiển thị điện áp đo được bằng vôn hoặc milivôn.

Một kỹ thuật số đồng hồ đo hiện tại hoạt động khác nhau. Vì phép đo dòng điện một chiều yêu cầu đồng hồ đo phải mắc nối tiếp với tải nên nó sử dụng một điện trở có độ chính xác có giá trị thấp gọi là điện trở shunt đặt trong đường dẫn dòng điện. Khi dòng điện chạy qua shunt, một sự sụt giảm điện áp nhỏ xuất hiện trên nó, tuân theo Định luật Ohm (V = I × R). Điện áp nhỏ này sau đó được đưa vào cùng một ADC được sử dụng trong đồng hồ đo điện áp. Bộ vi điều khiển tính toán dòng điện từ mức sụt áp đo được và hiển thị kết quả bằng ampe hoặc milliamp.

Nhiều đồng hồ đo bảng kỹ thuật số có nhiều chức năng, có khả năng đo cả điện áp và dòng điện bằng cách chuyển đổi giữa các chế độ đo. Chúng thường bao gồm các tính năng bổ sung như bảo vệ quá tải, điều chỉnh dấu thập phân và lập trình chia tỷ lệ cho các ứng dụng đặc biệt.

So với đồng hồ analog, đồng hồ bảng kỹ thuật số mang lại độ chính xác cao hơn, phản hồi nhanh hơn và khả năng chống sốc và rung tốt hơn. Chúng không bị lỗi thị sai, nghĩa là kết quả đọc luôn chính xác bất kể góc nhìn. Đồng hồ đo kỹ thuật số hiện đại cũng có thể bao gồm các giao diện truyền thông để gửi dữ liệu đến máy tính hoặc PLC để giám sát từ xa.