Предтеча мультиметра — гальванометр
Многие из нас практически ежедневно используют мультиметр — по работе или в ходе реализации каких-то хобби-проектов. Есть простенькие мультиметры, которые измеряют лишь силу тока и напряжение. Есть очень сложные приборы, которые, кажется, способны измерить все, что угодно.
Понятно, что мультиметры — относительно новый класс устройств, поскольку массовое распространение электричества на производствах и в домах стартовало чуть более века назад. Соответственно, и приборы, способны измерять параметры электрического тока в сетях, стали массовыми далеко не сразу. Давайте посмотрим, кто причастен к изобретению мультиметров и как эти приборы стали популярными.
Самый первый
Начало всему было положено около двух веков назад. Первым в серии важных событий был датский ученый Ханс Кристиан Эрстед. Об одном из его открытий известно любому школьнику. Так, Эрстед пропускал ток через проводник, а рядом помещал корабельный компас. Как только включали ток, стрелка компаса отклонялась от нормального положения. Так была открыта не только индукция, но и магнитное поле. Правда, сами эти термины появились позже.
Почему гальванометр? Название прибора возникло благодаря другому человеку — Луиджи Гальвани. Он не только занимался опытами с проводниками, а изучал электрические явления при сокращении мышц в организмах. Снова-таки, известный всем медикам опыт, когда при подведении электричества к препарированной конечности лягушки начинает сокращаться мышца, первым описал Гальвани. Соответственно, появился термин «гальванизм» — изначально это было как раз сокращение мышц под влиянием тока.
Ну и, наконец, Майкл Фарадей открыл электромагнитную индукцию и сумел объяснить это явление. Кстати, Фарадей сделал свое открытие одновременно с Джозефом Генри, но именно Фарадей описал первым результаты экспериментов. К слову, Фарадей уже пользовался гальванометром.
Самый чувствительный и надежный прибор для своего времени, который называется астатический гальванометр, создал Леопольдо Нобили в 1825 году. Ученый представил его в 1825 году на заседании Моденской Академии наук.
На протяжении 200 лет инженеры и ученые разработали большое количество самых разных гальванометров. По принципу действия их можно разделить на:
- Магнитоэлектрические, электромагнитные.
- Тангенциальные.
- Тепловые.
- Зеркальные.
Ну хорошо, а что с мультиметром?
Мультиметры появились уже в XX веке, в самом начале — тогда массово стали появляться не только радиоприемники, но и другие устройства. Изобретателем мультиметра считают инженера почтового отделения Королевской почты Великобритании Дональда Макади. Согласно записям самого инженера, его очень утомляла необходимость носить с собой несколько приборов для измерения характеристик сетей того времени.
И его можно понять. Ниже — фотографии вольтметра и амперметра, модели были разработаны и использовались как раз примерно в то время. Кстати, источник фотографий — интереснейший сайт с фотографиями массы измерительных приборов, радиоприемников и т.п., использовавшихся десятки лет назад.
Поэтому он разработал универсальное устройство, способное получать данные о напряжении, силе тока и сопротивлении. При этом название «мультиметр» появилось не сразу — сам инженер назвал свой девайс «Авометр».
Спустя всего три года на производство таких устройств были брошены усилия целой фабрики, принадлежащей компании Automatic Coil Winder and Electrical Equipment Company (ACWEEC) — настолько они стали востребованными.
С течением времени появились не только громоздкие «чемоданчики», как на рисунках и фотографиях выше, но и карманные модели. Карманный мультиметр действительно помещался в карман, здесь нет никакого обмана.
Их функциональность была меньше, точность — ниже. Корпус нужно было подключать к минусу, что стало причиной большого количества случаев поражения электрическим током. Такие «часики» были небезопасными. Результаты измерений были очень приблизительными. Тем не менее, в большинстве случаев их возможностей хватало с головой.
Кстати, цена девайсов в 17-31 доллар США не была низкой. Тогда стоимость доллара была совсем иной. На нынешние деньги это около $300-500, так что приобрести авометры могли либо компании, либо обеспеченные инженеры, ученые и т.п.
Чуть позже появились мультиметры с вакуумной трубкой. Она позволяла проводить точные измерения характеристик схем, где необходим высокий входной импеданс. Такие устройства не оказывали существенной нагрузки на тестируемую цепь.
Компания, выпускавшая авометры, стала весма успешной. В 1930-х годах, когда появились выпрямители из оксида меди, мультиметры стали еще совершеннее. В течение многих лет компания AVO была лидером в области разработки мультиметров, способных измерять переменное напряжение и ток, а также сопротивление и обычные диапазоны постоянного тока. К 1965 году компания продала более 1 млн авометров.
Были, конечно, и другие производители, большинство которых появилось уже после 30-х годов. Ниже — фотография мультиметра от Supreme, который использовался в армии США в 40-х годах.
Чуть позже появились мультиметры с цифровыми дисплеями. Первый был разработан и поступил в продажу в 1953 году.
Вот советские мультиметры — модель Ц20 1958 года выпуска и 1972. Последний получил полистироловый корпус и шесть пределов измерения напряжений вместо пяти.
Ц-20 позволял измерять:
- сопротивление до 500 кОм;
- напряжения постоянного тока до 600 В;
- напряжения переменного тока (50 Гц) до 600 В;
- силы постоянного тока до 750 мА.
А вот модель 1967 года, кона получила название NLS X-2 DMM.
Следующая модель, 1975 года, выглядит уже вполне по-современному. Наверное, какие-нибудь компании до сих пор выпускают нечто подобное.
А вот модель, которую выпустили в начале 80-х. Здесь вообще уже почти нет отличий с современными устройствами — даже «пищалка» есть, которая позволяет быстро обнаруживать короткое замыкание.
Точность мультиметров очень высокая. Начиная с 70-х годов прошлого века не поменялось почти ничего. Ниже, на фотографии — сравнение результатов измерения мультметров одного и того же производителя, начиная с модели 70-го года и заканчивая 2013-м.
Ну а с более современными мультиметрами читатели Хабра уж точно знакомы. Кстати, расскажите, какие модели вы используете и почему именно их можете рекомендовать?
Exchan-ge
«Авометр»= «ампер-вольт-омметр».
В 1986 (примерно) году, получив отпускные, приобрел свой первый мультиметр — Ц4324.
HardWrMan
Да, технически «Авометр» измеряет только три величины. А когда туда стали добавлять всякие измерения частоты, h21Э транзисторов да температуры с ёмкостью вот тогда они и стали «Мультиметрами». Я, кстати, начинал с Ц4360…
Exchan-ge
В прошлом году я, разбирая завалы в гараже — нашел там свою цешку (работает!).
Правда, меня смутило наличие дополнительного гнезда на два контакта — я в упор не помнил, для чего в свое время впаял/вплавил его в корпус.
Дома, разобрав девайс — таки вспомнил: в то время была проблема с батарейками и мой прибор запитывался от внешнего источника питания (ИПС-1, был/есть такой замечательный девайс)
HardWrMan
Ну я сначала мог доставать квадратные батарейки, а потом какое-то время в 90х работал без них, измеряя только ток и напряжение. А потом уже смог купить Mastech M890C. И оно живое и я до сих пор пользуюсь, хотя есть и другие приборы. Ммм, 25 лет приборчику. А Ц4360 я расколол при транспортировке, так жаль. Я его не покупал, это бати моего подарок, он и сам КиПовец и я даже учился по его конспектам.
tuxi
Ага, такая цешка - космос по тем временам был для домашней лаборатории :-)
artemisia_borealis
Вот зеркальный тут только упомянут. Но изображения нет.
В своё время раздобыл такой гальвонометр (фактически наноамперметр), полностью рабочий, с подвешенным на волоске зеркалом. На зеркало падает узкий пучок света, и «показания» можно смотреть на стене/экране, только предварительно всё это нужно откалибровать.
Чувствительный прибор настолько, что днём вбирации в здании размывают световое пятно, а ночью от ведёт себя стабильнее.
Arioch
> Изобретателем мультиметра считают инженеру почтового отделения Королевской почты
… по улиц ходила
большая инженера :-D
200sx_Pilot
носила вакуумную трубку…
tuxi
Да, "авометр"-ом его раньше звали. У бати был Ц20 (черный, как на фото в статье), я с него начинал свое знакомство с радиотехникой.
CryENG
а я вот, приобрел, советский еще ММЦ-01 и вполне сносно измеряет и стоит как амперметр, по сути все простые мультиметры основаны на IL7106, а точность зависит от обвязки
Exchan-ge
Мой ВР-11 (1987 года) очень похож на эту модель — несмотря на разницу в размерах и пропорциях.
(по справедливости — точность измерений у ВР оставляла желать лучшего, но смотрелся он классно :)
mrkrivedko
Пользуюсь по работе и в хобби holdpeak-890cn, чаще всего. В автоэлектрике: uni-t 210e. В силовой электрике: holdpeak-870n.
Wilar
У меня Ц-39 был. Один раз по ошибке его в розетку всунули в режиме измерения тока, а там предел 50мкА)
Выжил и точность не потерял, но щуп оплавился)))
xirahai
Из советских стрелочных приборов, тестеры ТЛ-4М и его предшественник ТЛ-4 занимают особое место. Дело не только в особенном переключателе. Очень важно, что у этих приборов шкала не требует пересчета в уме, в соответствии с установленным пределом измерения. Только умножать или делить на десятки, сотни, и другие 10^N. Тогда как большинство остальных моделей тестеров требовали умножать / делить в лучшем случае на 2 и другие целые числа, а в худшем вплоть до дробных чисел.
sfrolov
Вот ещё прикольный вольтметр на проекционных лампочках
azatfr
Жесть!
CALLlA
Дома пылится простой мультиметр. Это переименнованный uni-t для Беларуси.
Лет 10 назад работал в компании, занимавшейся поставкой и обслуживанием мультиметров. В тот момент многие еще по старой памяти покупали стрелочные тестеры. Чаще не потому, что были специфичные задачи, а потому что «я уже 30 лет меря стрелочной цэшкой и не собираюсь переходить на цифровые мультиметры». В Житомере тогда их еще по старой памяти производили. С каждым годом продажи «цэшек» падали, а разница в цене между стрелочным тестером и электронным мультметром росла. Сейчас уже эта ниша схлопнулась окончательно.
Прочитал про приборы со световой индикации и вспомнились университетские лабы. Как на первом занятии преподаватель рассказывал о высокой точности и ценности приборов с золотой пайкой и т.д. А в конце занятия, когда кто-то принес ему результат в стиле сопротивление резистора с точностью в 10 знаков, минут 5 рассказывал о недопустимости бездумного копирования физиками цифр из калькулятора. А также о том, через сколько часов на факультете высадился бы американский спецназ, если бы узнал, что у нас есть технология изготовления элементов с такой точностью
Zed-nsk
Ц20, ТЛ-4М, куча китайских, долго не живущих. А Ц4352 жив и до сих пор в использовании.
quwy
kost
Прямо на картинке написано, что точность мультиметров Fluke очень высокая.
quwy
Статья же не о конкретной фирме, а вообще. Многие, кстати, и не догадываются, насколько сильно может врать их дешевый тестер.
kost
Я наверное, некорректно выразился. Дешевый, конечно, может врать.
HardWrMan
Дорогой тоже может врать, если неисправен или у него села батарея. Сам видел как один чудак не менял батарейку, хотя там давно уже горел соответствующий символ. Прибор начал завышать на некоторый процент. Он про это знал (было с чем сверить) и мирился. А потом в какой-то момент он пропал и внезапно мультик стал показывать в 2,25 раз больше по всем параметрам. Опорные напряжения просели вот и результат. Поэтому, чтобы получать заявленные характеристики прибора его следует эксплуатировать в тех условиях, которые чётко описаны в РЭУ на этот прибор, вот и всё.
Iskatel_S
В моей первой книге по радиоэлектронике прибор назывался таки «авометром». Потом от деда услышал другое название — «тестер». В колледже преподы называли его либо «комбинированным прибором», либо «мультиметром». А вот сам я как-то привык его больше именно «тестером» называть. А как прибор называете вы?
dragonnur
«Чуть позже появились мультиметры с вакуумной трубкой. Она позволяла проводить точные измерения характеристик схем, где необходим высокий входной импеданс...»
Конкретно этот режим назывался «ламповый вольтметр» (имеется в виду электровакуумная усилительная лампа).
NetBUG
У меня есть HP E2377 (он не мой первый, первым был MAS830, купленный, кажется, в 1998): www.radiomuseum.org/r/hewlett_pa_digital_multimeter_e2378a.html
Шикарная штука, очень быстрый autorange, кстати.