Мультиметри бувают дуже різними

Ампервольтомметр, а згодом мультиметр, — один з основних інструментів радіоаматорів, радіоінженерів і взагалі багатьох людей, пов’язаних із вимірюванням електричних величин.
Цього разу я трохи розповім про ці прилади загалом і про двох їхніх представників зокрема.
Також наприкінці буде невеликий мініогляд-бонус.

Відтоді, як люди дізналися, що таке електричний струм, виникла потреба не лише з’ясувати, чи є він, а й виміряти його значення.
Відповідно, відтоді почався процес розроблення таких вимірювальних приладів.
Перший вимірювальний прилад з електромагнітною системою винайшли 1881 року, тобто лише 134 роки тому.
Ці прилади могли вимірювати лише щось одне — струм або напругу, а на початку століття мали приблизно такий вигляд:
На фото вже «просунутий» варіант приладу, який випускали на початку минулого століття. Він давав змогу вимірювати напругу в двох діапазонах: до 6 і до 120 Вольт. Провід угорі був спільним контактом, а «ніжки» внизу — входами відповідних діапазонів.


Першим комбінованим приладом (мультиметром) вітчизняного виробництва був ТТ-1.
Тоді ще не морочилися з назвами, тож прилад просто назвали — тестер технічний перший :)


Потім були й інші моделі, які вже мали звичніші літерно-цифрові назви. Одна з них — відома багатьом Ц-ешка, або Ц-20.
Цешками називають усі стрілочні (а іноді й цифрові) мультиметри, але спочатку Ц-ешка мала саме такий вигляд, і саме завдяки їй виникла ця назва.


Є багато людей, яким у житті не доводиться мати справу з вимірювальними приладами, але Вольтметр і Амперметр зі шкільних часів, напевно, пам’ятають усі. Зрозуміло, що це вкрай прості прилади, але їх точно бачили багато хто :)


У мене в особистому користуванні побувало не так багато приладів.
1. Почав я з також доволі відомого Ц4324 — формально теж Цешки, адже комбіновані переносні вимірювальні прилади мали індекс Ц.
У двох моїх оглядах фігурує цей прилад, але це вже не той, що був у мене тоді.
2. Після цього був також відомий прилад В7-22А, але він уже стаціонарний. Дуже зручний, саме з нього почалося моє знайомство з цифровими приладами.
3. У роки перебудови я купив уже сучасніший цифровий прилад вітчизняного виробництва — Электроника ММЦ-01. Він менш відомий, хоча побудований на популярній мікросхемі КР572ПВ5, яка, своєю чергою, є аналогом ICL7106 — мабуть, найпопулярнішої мікросхеми для створення простого мультиметра.
4. Ну а потім так склалося, що я купив дуже відомий Mastech M890G. Було це 18 років тому, коштував він тоді близько 20 доларів.
До сьогодні це мій основний прилад, як то кажуть, — йому я довіряю.


За всі ці 18 років цей прилад мене жодного разу не підвів, хоча пройшов через усе, що тільки можна.
Мабуть, тоді їх робили трохи краще, ніж зараз.
Але відчуваю, що скоро доведеться відправити його на заслужений відпочинок, хоча цілком можливо, що він іще стане в пригоді.

У цьому огляді я розповім про двох «побратимів» мого мультиметра виробництва тієї самої фірми — Mastech.
Прилади цієї фірми здобули популярність завдяки двом «народним» моделям: простій і зовсім дешевій 830 та просунутішій 890.
Але насправді ця фірма виробляє чимало вимірювальних приладів, щоправда, переважно середнього класу, але з цілком нормальною якістю. Як мені сказали, прилади цієї фірми зазвичай без проблем проходять повірку, але не варто забувати, що існує й багато підробок.
Іноді плати цієї фірми встановлюють у корпуси інших виробників (як у моєму огляді струмових кліщів), а іноді інші плати встановлюють у корпуси з написом Mastech, що значно гірше за перший варіант.

Частина перша, Mastech MS8240D

Під час пошуків мультиметра на заміну старенькому M890G я натрапив на сучасніший MS8240D і захотів його випробувати.

Мультиметр приїхав у доволі великій коробці — я навіть не очікував, думав, що вона буде трохи скромніших розмірів.
Під час доставки коробка трохи постраждала, але на вмісті це ніяк не позначилося.


Усередині коробки був прилад у щільному тканинному чохлі.




До повної комплектації приладу входять
Мультиметр MS8240D
Кабель USM-miniUSB
Комплект щупів
Інструкція
Компакт-диск із ПЗ
Чотири батарейки AA
Тканинний чохол
Два ремінці — короткий і довгий.


Трохи зупинюся на комплектації.
Чохол цілком непоганої якості, щоправда, останнім часом я дуже рідко беру прилад із собою, тож, найімовірніше, він переїде на постійне місце проживання до шафи, а шкода — він мені сподобався.


Рідні щупи нормальної якості, але, найімовірніше, використовуватиму щупи від попереднього мультиметра.
Довжина близько 1м, ізоляція дуже м’яка, є захисні ковпачки (скільки ж сумок я проколов гострими щупами).


1,2 Щупи мають маркування CAT III 1000V 10А.
Якщо вірити показам приладу, повний опір щупів становить близько 40мОм, тобто по 20мОм на щуп.
3, Оскільки прилад можна підключити до комп’ютера, у комплект поклали відповідний кабель. Особливо нічого про нього не скажу — звичайний кабель.
Довжина кабелю 1.5м, він досить товстий, помірно м’який, має фільтр.
4, Також у комплект поклали два ремінці. Якщо причепити короткий, вийде ручка, а якщо довгий — ремінець на плече. Але оскільки чохлом я, найімовірніше, користуватися не буду, вони переїдуть жити до нього.


Здивувало, що в комплект поклали батарейки: зазвичай їх виймають перед відправленням (якщо є така можливість). Але батарейки, найімовірніше, найдешевші — радше для перевірки працездатності й на перший час, поки не з’явиться можливість купити щось краще. У мене вони працюють уже близько двох місяців.
У комплекті були інструкція та компакт-диск із ПЗ. Не знаю, який вигляд має фірмовий диск, але в комплекті була звичайна болванка CD-R.
В інструкції є опис функцій приладу й приклад робочого вікна програми, але все англійською :(


Посилання на короткий опис серії приладів та інструкцію англійською мовою.
Буду вдячний за посилання на російськомовну версію інструкції.

Технічні характеристики.


Ось ми й дійшли до самого приладу.
Великий брутальний корпус, прогумовані вставки — на вигляд усе дуже акуратно.


Порівняно з моїм старим він виглядає просто гігантом, об’єм корпусу приблизно вдвічі більший. З одного боку, це навіть мінус: для дому, мабуть, краще шукати прилад у звичайному «домашньому» корпусі.


Хоча вимірювальні прилади — не той товар, який варто оцінювати за зовнішнім виглядом, особисто мені він подобається :)


На жаль (а може, на щастя), у цього мультиметра немає ні ліхтарика, ні люксметра, ні вимірювача рівня звукового тиску, тому на торці причаївся лише самотній роз’єм miniUSB.
Я вже писав, що мені більше подобаються роз’єми miniUSB, ніж microUSB.
Тут виробник пішов ще далі: конструкція така, що вставлений роз’єм можна лише витягнути. Від бічних навантажень його захищає корпус, тобто зламати його буде дуже важко, якщо взагалі можливо. Зараховано.


Знизу є «ніжка», щоб установити прилад під кутом до поверхні.
Також знизу є тримачі для щупів, але скільки я не пробував ними користуватися, мені все одно звичніше обмотувати дріт навколо приладу. Можливо, справа у звичці.


Також знизу є стандартні написи про заходи безпеки, тип елементів живлення, клас захисту тощо. Звісно, англійською мовою.


А тепер трохи про те, що мені не сподобалося.
У цього приладу дуже незручна підставка. Мало того, що вона не фіксується у відкритому положенні, так ще й прилад стоїть під великим кутом до столу — користуватися ним менш зручно, ніж звичним для мене M890.
Десь виробник «перемудрив». Як на мене, цей вузол можна було просто скопіювати з «класики» й не винаходити велосипед.


Під підставкою є два гвинти: відкрутивши їх, можна дістатися до відсіку елементів живлення та запобіжників.
Гвинти вкручуються в металеві втулки з різьбою, вплавлені в пластмасу. Втім, у всіх приладів із більш-менш пристойною якістю зроблено так само: це дає змогу не хвилюватися за різьбу під час кожної заміни елементів живлення.


Позначення правильної полярності встановлення елементів живлення чітке й однозначне, але не завадив би язичок, щоб їх було зручніше виймати.
Живлення — 4 елементи AA, що набагато практичніше за звичну «Крону», яка має малу ємність. Крім того, оскільки прилад можна підключати до комп’ютера для реєстрації та відображення результатів, запас ємності не завадить.
Також є маркування біля клем запобіжників. Один (250мА) захищає нижні межі вимірювання струму, другий (10А) — верхню.


У комплекті було лише два запобіжники, уже встановлені. Оскільки такі запобіжники трапляються значно рідше за стандартні малогабаритні, не завадило б покласти хоча б пару запасних.
Тип застосованих запобіжників — HC10aR, розміри — 38х10мм, розраховані на напругу до 1000 Вольт. Усе відповідає класу приладу.
Встановлюються дуже туго.


Трохи розповім про прилад, точніше про його органи керування, режими та індикацію.
Спочатку — індикація:
Лівий ряд
Режим автоматичного вибору межі вимірювання.
Розряд батареї
Постійна напруга/струм
Від’ємна напруга
Змінна напруга/струм
Режим автоматичного вимкнення. Увага: якщо прилад працює в режимі підключення до комп’ютера, цей режим вимкнено, і прилад працюватиме, доки не розрядить батарею.

Верхній ряд
Режим перевірки переходів напівпровідників.
Режим звукового продзвонювання
Функція фіксації показів
Режим відображення максимальних/мінімальних показів.
Функція відносних вимірювань.
Режим вимірювання пікових значень. Наприклад, під час вимірювання напруги у звичайній розетці прилад покаже амплітудне значення додатної та від’ємної півхвиль синусоїди.

Правий ряд
Режим роботи з комп’ютером (одностороннє передавання даних).
Функціональні позначення вимірюваних величин.

Прилад має 5 розрядів індикації, формат відображення — 22000.
Унизу розташована динамічна шкала для грубої реєстрації сигналів, що швидко змінюються.
Якщо основне вимірювання виконується приблизно 2-3 рази на секунду, шкала може відображати результати приблизно у 10 разів частіше.


Органи керування.
Кнопки,
Верхній ряд
Перемикання функцій (змінний/постійний струм/напруга, режими продзвонювання та авторежим)
Режим утримання показів.
Відносні вимірювання (наприклад, можна замкнути щупи, натиснути кнопку, і після цього опір щупів не враховуватиметься)
Ручний вибір діапазону вимірювання.

Нижній ряд
Перемикач режиму роботи приладу: вимірювання напруги, частоти, шпаруватості.
Вимірювання пікових значень
Вимірювання максимальних/мінімальних значень
Увімкнення підсвічування (коротке натискання) та роботи з комп’ютером (тривале натискання)

Перемикач режимів
Вимкнено
Постійна/змінна напруга, діапазон 2.2 В і вище.
Постійна/змінна напруга, діапазон 220 мВ.
Вимірювання опору, режим звукового продзвонювання та режим перевірки переходів напівпровідників.
Вимірювання ємності
Вимірювання частоти/шпаруватості
Вимірювання струму до 220мкА
Вимірювання струму до 220мА
Вимірювання струму до 10А

Відповідно, клеми — струм до 10 А, струм до 220мА, загальна, опір/ємність/напруга


Екран має підсвічування білого кольору, автоматичне вимкнення приблизно через хвилину.
До речі, невелике зауваження щодо екрана.
Трохи не сподобалися кути огляду. Якщо дивитися знизу, проступають неактивні сегменти, зверху — тьмяніють увімкнені. Старий прилад має цю ваду помітно менше, але якщо дивитися більш-менш прямо, зображення на новому краще, хоча символи нижчі.


Прилад досить важкий, маса (з елементами живлення) — понад пів кілограма. Основну частину ваги додає корпус.


І хоча прилад великий, у руці лежить цілком зручно, але все-таки краще користуватися ним на столі :)


Як я писав вище, індикатор відображає максимум 22000, але після ввімкнення реєстрації пікових значень, одразу після калібрування, показує 28000.
До речі, якщо плавно збільшувати напругу, цілком можна реєструвати, наприклад, і 22.500 Вольт.


Ще до основного етапу тестування я провів невеликі тести вдома.
Для початку перевірив резистори із заявленою точністю 0.1% і опором 680 Ом та 470 кОм. Ці резистори йшли в комплекті до конструктора тестера транзисторів. Пізніше я ще до них повернуся.

Перевірив і власний паразитний опір приладу, який становить 150мОм.
Після натискання кнопки відносних вимірювань можна «обнулити» їх, і цей опір не враховуватиметься (аналог кнопки «Тара» на вагах).


Далі кілька допоміжних тестів, я проводжу їх з усіма приладами, які оглядаю, іноді вони можуть бути корисними.

На цьому перевірку було завершено, і я перейшов до обов’язкового розбирання.

Трохи про програму для відображення результатів на екрані комп’ютера.

Частина друга, Mastech MS8216

Другим приладом, який, схоже, потрапив сюди випадково, був невеликий мультиметр тієї ж фірми, але значно простіший.
Це кишеньковий мультиметр Mastech MS8216, вартістю близько 12 доларів.
Він у мене вже досить давно лежав удома, ще з літа, усе ніяк не доходили руки написати про нього огляд.
Але оскільки я робив огляд одного мультиметра, то вирішив перетворити його на огляд-порівняння.
Ця частина огляду буде помітно меншою за попередню, приблизно пропорційно до розміру мультиметра :)

Цей мультиметр надійшов у простенькому блістері, невеликий і легкий.


Увесь комплект складається з
Мультиметра Mastech MS8216
Інструкції
Невеликого чохлика
Картонки від блістера, на якій зазначені характеристики приладу.
Також у комплекті є батарейки, вони вже були встановлені в прилад.


Можливості приладу, звісно, скромніші, ніж у його старшого побратима; на фото видно його ТТХ, заявлені виробником.
Інструкція англійською мовою, але прилад простий, тому особливого сенсу в ній я не побачив, хоча знайшов її російською мовою.
А ось чохлик може стати в пригоді. Щоправда, поки він новий, надягається дуже туго; думаю, з часом трохи розтягнеться і буде якраз.


Зовні виглядає охайно, розміри невеликі, зручно носити в кишені або подарувати комусь як невеличкий презент.


Щупи незнімні, кришка також не знімається (принаймні сама по собі).


Дроти до щупів тонкі, та й самі щупи простенькі.
З мінусів зазначу, що складати їх назад дуже незручно: ледве вміщаються, так і норовлять або зламати кришку, або відкрити її.
Я б радив трохи вкоротити дроти, щоб зручніше було їх укладати, хоча б на 10-15 сантиметрів.


Керування приладом інтуїтивно зрозуміле, збити з пантелику можуть лише кнопки — поясню їхнє призначення.
REL — режим відносних вимірювань.
H/D — режим вимірювання частоти/коефіцієнта заповнення
D-H — режим утримання показань (Hold).
Прилад має лише автоматичний вибір режиму вимірювання, звукове продзвонювання та перевірку напівпровідників, а також автоматичне вимкнення через 15 хвилин бездіяльності.
Не дуже сподобалася ручка вибору режиму вимірювання: річ у тім, що, прагнучи зробити прилад якомога тоншим, виробник зробив її майже без виступів для пальців.


Як і на попередньому мультиметрі, ззаду зазначені запобіжні заходи, а також клас захисту приладу CAT II 600.V.
Також зазначено тип елементів живлення: у цьому випадку це 2 штуки LR44. Не найвдаліший вибір, але для нечастого використання цілком достатньо.


Маса приладу значно менша, ніж у попереднього, і становить лише 85 грамів.


Невеликі попередні пестощі тести.

Оскільки результати тестів мене трохи здивували, я вирішив розібрати прилад.
Хоча, найімовірніше, я розібрав би його в будь-якому разі, але так було цікавіше :)


Частина третя, додаткова: ІОН

Приблизно 2 місяці тому в огляді джерела опорної напруги я написав, що куплю таку плату й навідаюся з нею до метрологічної лабораторії, щоб дізнатися, на що вона здатна насправді.
16 вересня я зробив замовлення тут, на той момент вона коштувала $ 5.88 (втім, стільки коштує й зараз). Продавець згодом підняв ціну до 9, але майже відразу знизив до попереднього рівня. На той момент це була найдешевша плата.
А другого жовтня я вже тримав плату в руках (минуло трохи більше двох тижнів).
Її відправили без трек-номера, у простенькому поліетиленовому конверті, але вона приїхала цілою.


Коротше, написав, що сходжу, — тож виконую обіцяне. Сподіваюся, що недарма ходив :)

Плату запакували так само, як і в попередніх оглядах. До неї також додали наклейку із зазначенням виміряних напруг. Різниця була лише в тому, що в тих випадках використовували мультиметр Agilent 3458A, а в моєму — HP 3458A, що, втім, одне й те саме.


У комплект також поклали пелюсткові контакти для підключення батареї, але так і незрозуміло, як їх узагалі кріпити.
Розміри невеликі, думаю, за бажання корпусом може слугувати сірникова коробка :)


Зверху плата має досить охайний вигляд, матеріал — жовтий текстоліт.


Для підключення вимірювального приладу встановлено клеми. З мінусів — якісні щупи зазвичай товсті, під роз’єм «банан», тому в такі, як на платі, не влізуть.
Також на платі є маркування магазину та розробника.


А ось знизу без сліз не поглянеш, сум та й годі :(
Паяння кривеньке, флюс не змито.


Кілька фото зблизька. Все було б нічого: взяв і змив, але це плата точного ІОН (джерела опорної напруги), і теоретично навіть флюс може впливати на покази, тож після його змивання на виході можна отримати інший результат.


Судячи з маркування, схоже, що мікросхему виготовлено на початку 92 року. Я не шукав інформації, коли розробили цю мікросхему, але щось мені підказує, що після 92 року, хоча можу помилятися, і мікросхема справді з тих часів.
На корпусі мікросхеми є невелика, але помітна вм'ятина, мікросхема явно була у вжитку.
Це версія K мікросхеми, є ще версія L — вона помітно точніша, тож краще брати її.
Принаймні це буде не гірше. Даташит на всю серію ІОН ad584, у даташиті всі три серії, а до цього мені трапився даташит лише на дві, і K була найкращою, тому й замовив її. Виявляється, є й кращі варіанти.


Невеликий відступ перед тестами.
У метрології час плине значно повільніше, ніж у звичайному побутовому житті.
Прилади служать багато років не тому, що всі економлять, а тому, що розроблення точного приладу — тривалий процес, яким займається дуже мало виробників.
Приблизно на початку 90-х точні вимірювання виконували за допомогою Agilent 3458A, на той час це був найточніший мультиметр у світі.
Так, це саме мультиметр, але дуже дорогий і точний. Взагалі існують і точніші прилади, але вони точні лише в одному виді вимірювань, наприклад вольтметр або амперметр, а серед мультиметрів цей був найточнішим.


Цей мультиметр розробили ще з використанням простої логіки (яка була на той час), екран був VFD (гарні екрани), але прилад був дуже надійним і точним. Його досі використовують і поважають метрологи. Значення на супровідному аркуші до ІОНів виміряні саме цими мультиметрами.
Але приблизно на початку нульових компанія Fluke поставила собі за мету розробити прилад із ще кращими характеристиками. Так з'явився Fluke 8508A, і пальма першості найточнішого мультиметра перейшла до нього.


Наскільки я розумію «ієрархію», ланцюжок точних вимірювань, калібрувань тощо має приблизно такий вигляд, як на зображенні нижче.
Еталон — основні еталони величин: напруги, струму, опору, ємності тощо.
Як я розумію, точніших за них немає.
Їх теж повіряють, але методи повірки кардинально відрізняються від звичних.
Вторинний еталон — насправді типів вторинних еталонів багато, але основна функція — бути копією первинного. Зразкові мультиметри можуть виконувати функцію вторинного еталона.
Калібратор — прилад, який формує різні значення напруги, струму, ємності тощо для повірки інших приладів. Калібратори бувають різні, але їх зазвичай повіряють за вторинним еталоном — не возити ж щоразу всю цю купу до первинного.
Прилад, що повіряється — власне, всі інші прилади, покази яких проходять повірку в метрологічній лабораторії.


Під час перевірки придбаного ІОНа його вимірювали зразковим мультиметром, звісно, повіреним. Результати — на фото.


А тепер порівняймо з тим, що було зазначено в супровідному аркуші.
Видно, що зі зростанням напруги збільшується різниця між найнижчою напругою та рештою, але варто зазначити, що в усіх випадках напруга була стабільною — не змінювався навіть останній знак.



Ну а тепер висновки.
Кожен прилад має свої плюси й мінуси, спробую виділити ключові моменти, а також плюси й мінуси кожного приладу.
Mastech MS8240D
Плюси.
Хороша, надійна конструкція
Наявність 5-розрядного індикатора
Хороша точність у більшості діапазонів.
Вимірювання TrueRMS
Можливість підключення до комп’ютера.
Досить багато режимів вимірювання
Підсвічування
Батарейки в комплекті (хоча тут незрозуміло, плюс це чи мінус), та й сам тип батарейок.
Хороша комплектація

Мінуси
Проблеми з точністю у двох діапазонах. Щоправда, друга проблема (вимірювання з другим калібратором) поки під питанням, буду розбиратися.
Недостатньо продумане кріплення плати зв’язку з комп’ютером, обов’язково потрібне доопрацювання.

Mastech MS8216
Плюси
Чудова точність
Компактні розміри
Наявність чохла

Мінуси
Проблема з вимірюванням ємності у верхньому діапазоні.
Дуже незручно «пакувати» щупи на їхнє штатне місце, корпус не дуже вдалої конструкції.

Щодо плати джерела опорної напруги писати не буду, там усе зрозуміло з мініогляду.

Моя думка. Як то кажуть, прилади різні потрібні, прилади різні важливі :) Огляд показав, що навіть маленький і недорогий мультиметр цілком може мати високу точність вимірювань.
Велика кількість розрядів не завжди підвищує абсолютну точність вимірювань, але однозначно допомагає відстежувати повільні процеси або там, де важлива відносна точність.
Трохи здивувало недопрацювання з кріпленням інтерфейсної плати у великому мультиметрі — незрозуміло, як так можна було накосячити.
Якщо після тестування маленького мультиметра в мене залишилося радше позитивне враження, зіпсоване лише самою конструкцією корпусу, то про великий сказати важко.
Загалом непогано, потішили деякі цікаві для мене функції, але засмутила точність вимірювань — я очікував більшого.
Найімовірніше, регулювальник спочатку трохи помилився з установленням опорної напруги, а потім підлаштував під неї все інше. Це можна виправити, хоча мене поки влаштовує і так.
Модуль ІОН потішив досить непоганою точністю, особливо з огляду на його ціну, але засмутив низькою якістю складання. Та навіть у такому вигляді, як на мене, він не завадить радіоаматорам, та й професіоналам. У планах трохи розширити його функціональність, перетворивши його також на джерело стабільного струму. Можливо, буде огляд на цю тему, адже ця річ не менш корисна, ніж ІОН.
Також мій похід до метрології показав, що моя підготовка доволі слабка. Наступного разу я спочатку підготую власний план випробувань приладу й просто тестуватиму «за папірцем». Але, з іншого боку, тепер я знаю, що можна протестувати і як, залишилося підтягнути самі методики тестування.
Наприклад, у цих тестах треба було протестувати великий мультиметр у діапазонах 220мкА і 10А, а також приділити більше уваги тестам True RMS. Маленький мультиметр треба було тестувати в діапазоні близько 4000, а не 1000. У майбутньому це виправимо, будемо вчитися на помилках :)
Зате отримав невеликий профіт і побачив прилад, який точно хочу, але ціна в 300-600 доларів поки трохи відлякує :(

Сподіваюся, огляд був корисним і цікавим. Намагався скоротити деякі моменти, але огляд якось сам собою розрісся.
Буду дуже радий порадам і запитанням, на які, як завжди, чекаю в коментарях.


Товар надано магазином для написання огляду.