Как мультиметр защищает себя от высоких напряжений?

Я использовал дешевый мультиметр для измерения напряжений в простых цепях постоянного тока, но я видел их изображения, подключенные прямо к сети и используемые для измерения различных генераторов собственного производства.

Почему более высокое напряжение не приводит к перегреву мультиметра, а также теоретически можно безопасно использовать небольшой дешевый мультиметр для измерения очень высоких напряжений? Если вы неправильно установили настройку, это имеет значение?

Я не планирую подключать один, и я бы не рекомендовал никому, кто не знает, что они делают, сделать это, мне просто интересно, как это работает.

ВНИМАНИЕ : Обратите внимание, что некоторые дешевые счетчики не подходят для использования с сетью переменного тока 230 В переменного тока. Некоторые счетчики могут иметь диапазоны переменного напряжения, которые могут концептуально измерить намного выше сетевого напряжения НО, но внутренние компоненты не сертифицированы, пригодны или безопасны, например, при 230 В переменного тока. Использование таких измерителей для измерения таких напряжений сродни более безопасной, чем обычно, игре «Русская рулетка», которая все еще может закончиться смертью.

_________________

Сбои могут произойти из-за рассеивания мощности в компонентах или падения напряжения, даже если рассеивание мощности находится в пределах допустимых значений. Диапазоны напряжения обычно меньше напряжений, чем большинство других диапазонов при переоценке.

Измерители с автодиапазоном начинаются с самого высокого диапазона и работают до тех пор, пока показания не станут определенным процентом от полной шкалы в этом диапазоне. Переключение может осуществляться, например, с помощью полевых МОП-транзисторов, используемых либо для коротких резисторов в делителях, либо для подбора напряжения в соответствующих точках отбора.

У дешевых счетчиков защита ограничена.
Ток, намного превышающий 200 мА в диапазонах низкого тока, обычно перегорает внутренним предохранителем.
Слишком высокий ток в диапазоне высоких усилителей (10А, 20А, приведет к срабатыванию шунта или плавкого предохранителя, если он установлен).
Высокое напряжение на низковольтном переменном или постоянном напряжении или на диапазонах тока иногда разрушает счетчик (спросите меня, откуда я знаю :-) ).

Все сказанное: входы с избыточным диапазоном не обязательно будут подвержены нагрузке, кроме входной схемы. Более высокие, чем минимально необходимые значения входного резистора могут защитить кратковременно. Стабилитроны или другие зажимы могут остановить попадание высокого напряжения в схему.
Очень увлеченные производители могут предоставить электронные выключатели. Они могут быть простыми, как высоковольтный полевой МОП-транзистор, включенный последовательно со входом, который может быть отключен при необходимости. Это добавит некоторую ошибку из-за падения напряжения, но это можно контролировать и рассчитывать.

Так, например, условие перенапряжения применяется к токовому входу, входной резистор начинает рассеивать избыточную мощность, внутренний конец резистора зажимается стабилитроном или TVS (ограничителем переходного напряжения) и срабатывает быстрый переключатель MOSFET для отключения перегрузки. , Более высокий, чем необходимо, коэффициент рассеивания мощности входных цепей обеспечивает достаточное время для срабатывания защиты.

Пример из реального мира:

Это примечание по применению Intersil -
AN046 Построение автонастройки DVM с батарейным питанием с помощью ICL7106 содержит конкретные примеры конструкции автодиапазонного оборудования и способы решения соответствующих проблем.

Вот как концептуально выглядит интерфейс:

и вот как это заканчивается на практике

http://www.intersil.com/content/dam/Intersil/documents/an04/an046.pdf

Ответ прост: хорошие мультиметры имеют хорошие схемы защиты. Когда источник измерения выходит за пределы возможностей счетчика, счетчик выдаст сообщение о выходе из диапазона.

Существует четыре основных категории мультиметров. Они есть

• Категория I : используется, когда оборудование не подключено напрямую к сети (CAT I)
• Категория II : используется в однофазных главных цепях (CAT II)
• Категория III : используется для постоянно установленных нагрузок, таких как распределительные щиты, двигатели и 3-фазные розетки (CAT III)
• Категория IV : используется в местах, где уровни тока короткого замыкания могут быть очень высокими, например, на входах для обслуживания электроснабжения, главных панелях, счетчиках питания и первичном оборудовании для защиты от перенапряжения (CAT IV).

Это ответственность пользователя перед нами соответствующий мультиметр для соответствующей задачи. Ниже представлен мультиметр Fluke 87 III. В правом нижнем углу указано CAT III

Ниже приведен мультиметр, который находится в классификации el-cheapo, и нет видимого уведомления о классификации категории мультиметров. Это ситуация, когда пользователь должен знать, это очень важно .

Оба типа мультиметра играют важную роль в области машиностроения.

Базовая защита

Самая основная форма защиты - это предохранитель. В зависимости от ценовой категории и производства эта защита может варьироваться. Высококачественный мультиметр может использовать предохранитель с высокой разрывной прочностью (HRC), в то время как в качестве измерителя низкого качества используется стеклянный предохранитель.

Высокая разрывная способность (HRC)

_{Нажмите на изображение, чтобы увеличить версию изображения.}

Стеклянный предохранитель

Предварительная защита

Помимо базовой защитной схемы имеется много ступеней других защитных схем, состоящих из диода, проволочных резисторов, стабилитронов, MOV (металлооксидных варисторов) и термисторов (PTC - положительный температурный коэффициент). Конфигурация этих компонентов зависит от производства, категории мультиметра, цены и других факторов. Эта ссылка объясняет несколько передовых схем мультиметра Fluke 27.

El-cheapo мультиметры не имеют хорошей защиты и поэтому могут быть повреждены.

Ссылка:

• мультиметр
• Предохранитель с высокой разрывной способностью (HRC)
• Предохранитель HRC (Предохранитель высокой разрывной способности) и его типы
• термистор
• Резисторы с проволочной обмоткой
• Варистор (MOV)
• Учебник по защите входов мультиметра