Multimetre Nedir?

Multimetre

Multimetre nedir?

Ampermetre ile akımı, voltmetre ile gerilimi, ohmmetre ile direnç ölçülür. Multimetre bütün bu fonksiyonları yapan ölçüm cihazıdır. Avometrelerin geliştirilmiş olan modeline multimetre denir.

Multimetre Ne İşe Yarar?

Multimetreler ek olarak, frekans,  transistör kazancı, kondansatör kapasitesi, sesli kısa devre kontrolü (buzzer), diyot, sıcaklık vb. ölçümünü de yapar.

Multimetreler analog multimetreler ve dijital multimetre olarak iki çeşittir.

Analog Multimetre

Bu multimetreler günümüzde fazla kullanılmamaktadır. Analog multimetrenin üzerinde skala vardır. Dijital ölçü aletlerine göre avantajları vardır. Gerilim değişimleri skala üzerinde görülmesi daha kolaydır. Daha çabuk bozulur.

Dijital Multimetre

Dijital multimetre fiyatları ucuz veya pahalı olabilir. Multimetre firmaları tarafından imal edilen dijital multimetre fiyatını, dayanıklılığı ve hassasiyeti belirler. Ölçülen değeri ekranda numaralar ile gösterir.

Multimetre Nasıl Kullanılır?

Dijital multimetre kullanımı sırasında ortada bulunan kademe düğmesi ile ölçülecek büyüklük ve onun uygun değeri seçilir. Örneğin 30 Volt DC kademesine alındığında ölçülebilecek maksimum gerilim 30 Volt DC olacaktır.

Bu kadamede 40 V DC ölçülemeyeceği gibi, AC gerilimleri de düzgün ölçülemez. Bazı ölçü altelerinde AC/DC seçme tuşu vardır. Ölçülecek büyüklüğün yaklaşık değeri bilmiyorsa her daim en büyük kademe ile ölçmeye başlanır. (dijital devreler, piller, entegreli devreler, aküler, hep DC ile çalışır. Ev prizlerin de ise AC 220V bulunur.)

Bazı multimetrelerde kademe ayarı otomatik olarak yapılır. V kademesine aldıktan sonra AC / DC seçimi yapılır. Kademe otomatik olarak ayarlanır.

Multimetre kullanımı sırasında problar nasıl bağlanır? Siyah prop COM soketine takılır. Ortak uç anlamındadır. Kırmızı prob ölçülecek büyüklüğün ne olduğuna göre doğru sokete takılmalıdır.  V gerilim—  A akım—Ω   direnç  demektir.

Sayısal veya dijital multimetre, direnç, akım ve gerilim gibi büyüklüklerin yanında bazı elektronik devre elemanlarının değerlerinin ölçümünü tek bir birbiriyle bağlantılı duruma getiren ölçüm aletinde birleştirmiş ve ölçüm sonucunu ise sayısal olarak değerlendiren ve genel olarak likid kristal bir ekranda gösteren cihazdır. Multimetrenin hangi büyüklüğü ölçeceği, mod seçicinin getireceği konum ile belirlenir.

Doğru akım gerilimi, direnç ve akım ölçümlerinin yanında kondansatör, diyot, sıcaklık, alternatif gerilim ve mili Volt kademeleri de vardır. Ölçümü yapabilmek için cihazın ölçüm ucu yani Com ve pozitif problar elemana değdirilmesi sonucu kullanılır.

Direnç Ölçümü ve Kısa Devre

Multimetre ile direnç ölçümü yapmadan önce mod seçici, direnç ölçüm moduna getirilir. Direncin yönü bulunmadığından, probların yeri önemli değildir. Multimetre modeline göre direncin birimini ohm değerinin yanına yerleştirecektir. Multimetredeki özellikten kısa devre olup olmadığını görülebilir.

Gerilim Ölçümü

Bir doğru akım (DC) kaynağının gerilimi ölçerken, multimetre mod seçicisi, DC akım V simgesi üzerine getirilir. Kırmızı renkli pozitif prob kaynağın (+) ucuna, siyah renkli Com prob ise negatif (-) ucuna temas ettiriliir. Aksi durumda voltajı negatif olarak gösterir. Alternatif akım (AC) gerilimini ölçerken, DC volt modunun yakınında olan AC modu da seçilir. Bu yapılan ölçüme kaynak geriliminin boşta ölçümü denir.

İşletme Geriliminin Ölçümü

9Volt’luk güç kaynağı ile bir direnç ve Led’ den oluşan bir devre meydana getirin. Devre gerilimi giriş ve çıkış uçlarından ölçüldüğünde, ya da multimetre devreye paralel bağlandığında, gerilimin yük üzerinde bir miktar düştüğü görülür. Bu ölçülen gerilim devrenin işletme gerilimidir.

Devre Akımının Ölçülmesi

Bir devreden geçen akım ölçülürken, multimetre devreye seri bağlanır. Multimetre alternatif akımı (AC) ve doğru akımı (DC) kendisi seçer. Otomatik kademeli multimetre kullanımı daha kolay olduğundan avantajlıdır.

Multimetre Parametreleri

Duyarlılık

Hiçbir analog voltmetrenin ve  analog ampermetrenin iç direnci sıfır değildir. Bu durum ölçü yapılırken, ölçü aletinin iç direncinin ölçmesi anlamına gelir.(Ampermetre seri eşdeğer direnci artırmakta, voltmetre ise paralel eşdeğer direnci azaltmaktadır.) Duyarlı ölçüler yapılırken, ölçüm yapan kişinin ölçü aletinin iç direncini hesaplaması gerekir. Bu özelliğe duyarlılık denir.  Ölçü aleti sınıfı etiketinde Ω/V birimi ile verilir.

Örneğin bir voltmetrede 10kΩ ile verilen duyarlılık, 100 V kademesinde ölçü aleti iç direncinin 1m Ω olacağı anlamına gelir. Böyle bir ölçü aleti devreye paralel bağlandığı zaman 1m Ω direnç kadar bir akım çeker.

Count

Count bir multimetrenin ekranda yazabileceği en büyük rakamı ifade eder. Bu rakam ne kadar yüksek olursa ölçüm yapılan değer o kadar hassas gösterilir. Örneğin 6.000 count olan bir multimetre ile 50.000 Count olan multimetreyi karşılaştırdığımızda;

6.000 Count olan bir multimetreyle 500 volt ölçüldüğünde ekranda 500.0 Volt görülür. Yani noktadan sonra bir basamak görülür.

50.000 Count bir multimetre ile aynı ölçüm  yapıldığı zaman ise ekranda 500.00 V görülür. Yani noktadan sonra iki basamak görülür.

Bu bize on kat daha hassas bir ölçüm olanağı verir. Birinci cihazda 0,1 Volt çözünürlük verilirken ikinci cihazda 0,01 Volt çözünürlük verilir. Ölçüm doğruluğu da çözünürlükle doğrudan alakalıdır. Bazı üretici multimetrenin ölçüm doğruluğunu şöyle belirtir %2+5. Bu ifade şu anlama gelir. Toplam hata ölçülen değerin %2 si ve çözünürlüğün 5 katının toplamı ile bulunur. Bu hesaplama yöntemine göre, çözünürlük ne kadar düşükse ölçüm hatası o kadar büyük olur. Çözünürlük ne kadar yüksekse ölçüm hatası o kadar düşük olur ve daha doğru bir ölçüm yapılır.

Çözünürlük

Çözünürlük bir multimetrenin yapabildiği en hassas ölçüm değeridir. Bazı kullanıcılar bu konuda şu hataya düşerler. Kullanıcı büyük değerler ölçmektedir ve küçük değerleri de gösterebilen bir multimetreye ihtiyacı olmadığını düşünür.

Örneğin; 380 V, 220V, 500V gibi değerler ölçen bir kullanıcı cihazının 1mV veya 0,1mV hassasiyete sahip olması önemli değildir. 1mV veya 0,1mV değer ölçtüğü değerler içinde dikkate alınmayacak seviyededir. Burada önemli olan cihazın ne kadar hassas ve doğru ölçüm yaptığıdır. Çözünürlük ölçüm doğruluğunu doğrudan etkileyen bir parametre olduğu için 1mV çözünürlüğe sahip bir cihaz ile 0,1mV ölçüm doğruluğuna sahip iki cihaz arasında 10 kat hatalı ölçüm farkı meydana gelebilir ve bu durum da yaptığınız ölçümlerin tamamının hatalı olmasına neden olabilir.

Doğruluk

Doğruluk bir cihazın ekranda gösterdiği değerin gerçeğe ne kadar yakın olduğunu anlatır. Günümüzde belirli standartlar gereğince ölçü aletinin doğruluğu Kalibrasyon Sertifikası ile belgelendirilmektedir. Kullanılan ölçü aleti ne kadar çok fonksiyonlu, teknolojik ve fiyat pahalı olursa olsun ölçüm doğruluğu düşükse önemini ve değerini kaybeder. Yapılan ölçümlerin amacı, sistem hakkında bilgi edinmektir. Hatalı ölçümler sonucu alınan kararlar sistemi iyileştirmek yerine kötü sonuçlar verebilir.

Sağlamlık

Sağlamlık bir multimetre için önemli parametrelerden biridir. Günümüzde çalışma şartlarının iyileştirilmesi için detaylı çalışmalar yapılmasına rağmen pek çok güçlükle karşılaşırız. Zorlu çalışma şartlarına dayanıklı bir ölçü aleti avantaj sağlar. Yüksek sıcaklık, nem, toz, manyetik alan, gibi faktörler hem ölçüm doğruluğunu, hem de cihazın ömrünü olumsuz yönde etkiler. Normal şartlarda çalışırken bile çeşitli aksilikler meydana gelebilir. Günümüzde en iyi multimetre üretimi yapılırken, düşme testi, titreşim testi, şok testi gibi testler yapılmaktadır.

Güvenlik

Güvenlik bir ölçü aletinde tüm parametrelerin önünde gelmektedir. Kulanmakta olduğumuz ölçü aleti kullanıcının güveninin tehdit ediyor ise o cihazın ne kadar doğru ölçtüğü ya da ne kadar fonksiyonel olduğunun hiçbir önemi yoktur. Örneğin bir elektrik panosunda multimetre ile voltaj ölçerken sistemdeki gerilim farkına varamayacak kadar kısa bir süre içerisinde binlerce volta ulaşabilir. Tarnsient meydana gelebilir.

Bu durumda kullanılan ölçü aletinin anlık gerilim artışlarına nasıl tepki verdiği çok önemlidir. Çünkü o sırada sistemdeki gerilim  doğrudan elimiz ile tuttuğumuz probların ucundadır. Örnek olarak iyi güvenlik kategorisine sahip bir multimetre, normal şartlarda maksimum 1.000 V ölçüm yapmak için tasarlanmışken, anlık transientlerin meydana gelişi sırasında 6.000V değerine kadar dayanabilmektedir. Bir multimetrenin güvenlik seviyesini CAT. Parametresi belirler. CAT, kısaca kategori demektir ve hangi güvenlik kategorisie ait olduğunu gösterir.

Hız

Çalışma sürelerinin uzunluğu ve iş yoğunluğunun yüksek seviyelerde olduğu günümüzde hız da elbette ki bir multimetre için önemli bir parametredir. Bir voltaj kaynağının değerini, bir direnci okurken, kısa devre testi yaparken multimetrenin ölçüm değerini hızlı bir şekilde göstermesi beklenir. Hızlı değişimlerin olduğu noktalarda gerçek değeri bir an önce ekranda görmek önem taşır. Bu parametre multimetrenin içinde kullanılan işlemcinin kalitesi ile eşdeğerdir.  Multimetrenizin hızını test etmek için multimetre buzzer konumuna alınır ve probları kısa süreli birbirine temas ettirilip çekilir. Multimetre ne kadar çabuk sesli uyarı verirse hız seviyesi o kadar yüksektir.

Kalibrasyon

Kalibrasyon bir ölçü aleti veya ölçme sisteminin gösterdiği veya bir ölçüt/ölçeğin ifade ettiği değerler ile, ölçülenin bilinen değerleri arasındaki ilişkinin belli şartllar altında belirlenmesi için yapılan işlemler dizisidir.

Uzunluk, ağırlık, sertlik, elektrik, direnç vb. gibi herhangi büyüklüklerin ölçümlerini yapan aletlerin kabul edilen bir ölçüte göre ayarlarının yapılması ve hata sınırlarının belirlenmesi olarak anlaşılır.

Günümüzde kalibrasyon kavramı daha da önemini arttırmaktadır. Bundan dolayı bu konuda hizmet veren kuruluşların sayısı hızla çoğalmaktadır. Kullanılan ölçü aletinin hata limitlerinin belirlenmesi, yapılmış olan ölçümün doğruluğu için büyük önem arz eder. Bir cihaz kalibrasyon laboratuvarına gönderildiğinde, cihazın bakımı ve fiziksel temizliği yapılır. Laboratuvar şartlarında gerekli bir süre bekletildikten sonra referans üretim kaynağının ürettiği değer kalibrasyonu yapılacak olan cihaza bağlanır. Referans üretim kaynağının ürettiği değer ile ölçüm cihazının ekranında görülen değer karlışaştırılırak, aradaki fark hata olarak belirlenir.

Bu işlem sırasında karmaşık matematiksel hesaplar ve parametreler kullanılır. Örneğin bir, multimetrenin voltaj kademesinin kalibrasyonunu yapmak için referans bir voltaj kaynağına ihtiyaç vardır. Hatası önceden bilinen ve yüksek doğrulukta voltaj üreten bir kaynak.

Bu voltaj kaynağından 100V gerilim uyguladığında, voltaj kaynağına bağlı olan multimetrenin de ekranında 98V gösterdiğini varsayalım. Bu durumda multimetre 100V da 2V hatalı ölçüm yapmaktadır. Bu hataya, laboratuvarın genel ölçüm belirsizliği, kaynağın ve ölçüm şartlarının ölçüm belirsizliği de eklenecek ve toplam bir hata belirlenecektir.

Kalibrasyon hizmeti veren firmaların yaygınlaşması ve bu sektörde suistimallerin önlenmesi için Kalibrasyon hizmeti veren firmalara akreditasyon şartı getirtilmiştir. Akreditasyon gönüllülük temeline dayanan ve zorunluluk gerektirmeyen bir durum olmasına karşın hizmet veren firmanın güvenilirliği açısından akredite bir firma tercih edilmesi doğru olacaktır. Ölçüm laboratuvarlarının akreditasyon onay ve denetimlerini TURKAK (Türkiye Akreditayon Kurumu) gerçekleştirmektedir. Verilmiş olan akreditasyon sertifikasının uluslar arası geçerliliği vardır. Tüm kalibrasyon işlemi belli prosedürlere bağlanarak ölçüm kalitesi ve güvenliği teminat altına alınmaktadır.

Günümüzde bir çok firma multimetre üretimi yapmaktadır ve sektörde yoğun rekabet oluşturmaktadır. Gossenmetrawatt, Agilent, Meterman, Hioki, Kyoritsu, Fluke, Extech, Brymen, Lutron, HT Italia, Sew, BK Precision, Yokogawa, Simpson , Chauvin Arnoux, Amprobe, Cırcutor, Keithley, Tektronix, Lutron, National Instruments, TTI vb gibi firmalar multimetre imalatı yapan firmaların başlıcalarıdır. Bu üretci firmaların multimetre fiyatları da kalite ve markasına göre değişmektedir.

Kondansatör Testi Kondansatör Ölçme

Birçok multimetre de kondansatör değerini ölçme bulunmaz. Bundan dolayı multimetreye kondansatör testi yapılarak kondansatörün işlevini yapıp yapmadığı test edilir.

Kondansatöre gerilim uygulandığı zaman, kondansatöre giden elektrik yükleri yardımıyla kondansatör şarj olur. Şarj olduktan sonra (1-2 saniye içinde) kondansatöre doğru yük akışı kesilir. Bu prensibe göre çoklu ölçer; ohmmetre kademesine alınır, ölçü aletinin iki ucu kondansatörün iki ucuna bağlanır ve gösterge takip edilir. Eğer, göstergeden okunan değer, önce büyük bir değerden (sonsuz) başlayıp, hızla azaldıktan sonra, hızla yeniden çok büyük (sonsuz) bir değere çıkıyorsa kondansatör görevini yapıyor denir. Aksi durum kondansatörde bir problem olduğunu gösterir. (Ölçümlerde ohmmetrenin uygun çarpanı deneysel olarak tespit edilir; kondansatörün değeri küçüldükçe ohmmetrenin çarpanı büyütülmelidir; x10; x100 gibi).

Kondansatör testi yapılırken kondansatör bir devreye bağlı olmamalı ve bir gerilim altında bulunmamalıdır. Kondansatör üzerinde yük topladığı için üzerinde gerilim kalır. Bu sebeple test yapmadan önce kondansatör uçları kısa devre edilir ve toplanan yük boşaltılır. Toplanan güç boşaltılmazsa insan sağlığı ve ölçüm cihazları için tehlikeli durumlar meydana gelebilir.

Transistör Testi ve Transistör Nasıl Ölçülür?

Multimetrelerin çoğunda transistörün çalışıp çalışmadığını, tipini (PNP veya NPN olduğunu) tespit ederek beta (hfe) kazancını ölçen fonksiyonlar vardır. Bu testler, transistörün multimetre üzerindeki özel sokete (c, b, e harfleri ile gösterilen) doğru yerleştirilmesiyle gerçekleştirilir. Transistörün kollektör ucu “c” soketine, tranzistörün beyz ucu “b” soketine ve transistörün emiter ucu da “e” soketine yerleştirilir.   Eğer multimetrede transistör ölçüm fonksiyonu yoksa; kazanç ölçümü dışında, transistör testi yapılabilir.