Мультиметры, они бывают такие разные

Ампервольтомметр, а впоследствии мультиметр, является одним из основных инструментов радиолюбителей, радиоинженеров и вообще многих людей связанных с измерениями электрических величин.
В этот раз я расскажу немного о этих приборах вообще и о двух их представителях в частности.
Также в конце будет небольшой миниобзор-бонус.


С того времени когда люди узнали что такое электрический ток, появилась и необходимость не только узнать что он есть, а и измерить его значение.
Соответственно с того времени пошел процесс разработки таких измерительных приборов.
Первый измерительный прибор с электромагнитной системой изобрели в 1881 году, т.е. всего 134 года назад.
Измерять эти приборы могли только что то одно, ток или напряжение и в начале века выглядели примерно так:
На фото уже «продвинутый» вариант прибора, производился в начале прошлого века, он позволял измерять два диапазона напряжения, до 6 и до 120 Вольт. Провод вверху был общим контактом, а «ножки» снизу — входы соответствующих диапазонов.


Первым же комбинированным (мультиметром) прибором отечественного производства был ТТ-1.
В то время еще не заморачивались с названиями и потому назвали прибор просто — тестер технический первый :)


Потом были и другие модели, которые имели уже более привычные цифро-буквенные имена. Один из которых известная многим Ц-ешка, или Ц-20.
Цешками называют все стрелочные (а иногда и цифровые) мультиметры, но изначально Ц-ешка выглядела именно так и благодаря именно ей и возникло это название.


Есть много людей, которые в жизни не сталкиваются с измерительными приборами, но наверняка должны помнить Вольтметр и Амперметр со школьных времен. понятно что это крайне простые приборы, но их точно видели многие :)


У меня побывало в личном пользовании не так много приборов.
1. Начал я с также довольно известного Ц4324, формально тоже Цешка, так как комбинированные переносные измерительные приборы имели индекс Ц.
В двух моих обзорах фигурирует этот прибор, но это уже не тот, что у меня был в то время.
2. После этого был также известный прибор, В7-22А, но это прибор уже стационарный. Очень удобный, с него началось мое знакомство с цифровыми приборами.
3. В перестроечные годы я купил уже более современный цифровой прибор отечественного производства — Электроника ММЦ-01. Он менее известен, хотя построен на популярной микросхеме КР572ПВ5, которая в свою очередь является аналогом ICL7106, наверное самому популярной микросхемы для построения простого мультиметра.
4. Ну а потом так получилось, что я купил очень известный Mastech M890G, было это 18 лет назад, стоил он тогда около 20 долларов.
По сей день это мой основной прибор, как говорится — ему я верю.


За все эти 18 лет этот прибор меня ниразу не подвел, хотя прошел все что можно было пройти.
Видимо в то время их делали немного лучше чем сейчас.
Но чувствую, что придется скоро отправить его на заслуженный отдых, но вполне возможно что он может еще пригодится.

В этом обзоре я расскажу о двух «собратьях» моего мультиметра производства той же фирмы — Mastech.
Приборы этой фирмы заслужили популярность благодаря двум «народным» моделям, простой и совсем дешевой 830 и более продвинутой 890.
Но на самом деле эта фирма производит довольно много измерительных приборов, правда в основном среднего класса имеющих при этом довольно нормальное качество. Как мне сказали, приборы этой фирмы обычно проходят поверку без проблем, но при этом стоит не забывать, что существует и много подделок.
Иногда платы этой фирмы устанавливают в сторонние корпуса (как в моем обзоре токовых клещей), иногда другие платы устанавливают в корпуса с надписью Mastech, что куда хуже первого варианта.

Часть первая, Mastech MS8240D

В процессе поисков мультиметра на замену старенького M890G, я набрел на более современный MS8240D и захотел его попробовать.

Пришел мультиметр в довольно внушительных размеров коробке, я как то даже не ожидал, думал что размеры будут несколько поскромнее.
В процессе доставки коробка немного пострадала, но на содержимом это никак не сказалось.


Внутри коробки находился прибор в плотном тканевом кофре.



Полная комплектация прибора в себя включает
Мультиметр MS8240D
Кабель USM-miniUSB
Комплект щупов
Инструкция
Компакт диск с ПО
Четыре батарейки АА
Тканевый кофр
Два ремешка, короткий и длинный.


Немного задержусь на комплектации.
Кофр вполне неплохого качества, правда в последнее время я на выезды прибор беру очень редко, потому скорее всего он переедет на ПМЖ в шкаф, а жаль, мне он понравился.


Родные щупы нормального качества, но скорее всего буду использовать щупы от предыдущего мультиметра.
Длина около 1м, изоляция очень мягкая, в наличии имеются защитные наконечники (сколько я сумок проколол острыми щупами).


1,2 Щупы имеют маркировку CAT III 1000V 10А.
Если верить показаниям прибора, то полное сопротивление щупов около 40мОм, т.е. по 20мОм на щуп.
3, Так как прибор имеет возможность подключения к компьютеру, то в комплекте дали соответствующий кабель, по нему особо ничего не скажу, кабель как кабель.
Длина кабеля 1.5м, довольно толстый, в меру мягкий, имеет фильтр.
4, Также в комплекте дали два ремешка. Если прицепить короткий, то будет как ручка, если длинный, то получится ремешок на плечо. Но так как кофром пользоваться скорее всего не буду, то они переедут жить к кофру.


Удивило что в комплекте прислали батарейки, обычно их вынимают перед отправкой (если есть такая возможность). Но батарейки скорее всего самые дешевые, скорее для проверки работоспособности и на первое время, пока не появится возможность купить что нибудь получше. У меня живут уже около двух месяцев.
В комплекте была инструкция и компакт диск с ПО. Я не знаю как выглядит фирменный диск, но в комплекте была обычная CD-R болванка.
В инструкции есть описание функций прибора, пример рабочего окна программы, но все на английском :(


Ссылка на краткое описание серии приборов и инструкцию на английском языке.
Буду благодарен за ссылку на русский вариант инструкции.

Технические характеристики.


Вот мы и дошли до самого прибора.
Большой брутальный корпус, прорезиненные вставки, на вид очень аккуратно.


В сравнении с моим старым он выглядит просто гигантом, объем корпуса примерно раза в 2 больше. С какой то стороны это даже минус, для дома скорее надо искать прибор в обычном «домашнем» корпусе.


Хотя измерительные приборы это не тот товар, который следует оценивать по внешнему виду, но мне лично внешний вид нравится :)


К сожалению (а может к счастью) у этого мультиметра нет ни фонарика, ни люксметра, ни измерителя уровня звукового давления, потому с торца приютился только одинокий miniUSB разъем.
Я раньше писал что мне больше нравятся miniUSB чем microUSB разъемы.
Здесь производитель пошел еще дальше, конструкция такова, что когда разъем вставлен, то его можно только выдернуть. От боковых нагрузок он защищен конструкцией корпуса, т.е. выломать его будет очень тяжело, если вообще возможно. Зачет.


Снизу присутствует «лапка» для установки прибора под углом к поверхности.
Также снизу есть держатели для щупов, но сколько я не пробовал ими пользоваться, все равно мне привычнее обмотать провод вокруг прибора. Возможно дело привычки.


Также снизу присутствую стандартные надписи о мерах безопасности, типе элементов питания, классе защиты и т.п. Естественно на английском языке.


А вот немного о том, что мне не понравилось.
У этого прибора очень неудобная подставка. Мало того что она не фиксируется в открытом состоянии, так еще и прибор стоит под большим углом к столу, пользоваться менее удобно чем привычным мне M890.
Где то производитель «перемудрил», как по мне, то можно было этот узел просто скопировать с «классики» и не изобретать велосипед.


Под подставкой присутствуют два винта, открутив которые можно получить доступ к отсеку элементов питания и предохранителям.
Винты вкручиваются во вплавленные в пластмассу металлические втулки с резьбой, впрочем у всех приборов с более-менее приличным качеством сделано также, это позволяет не волноваться за резьбу при каждой замене элементов питания.


Маркировка правильности установки элементов питания четкая, однозначная, но не помешала бы ленточка для более удобного извлечения.
Питание — 4 элемента АА, что куда практичнее привычной Кроны, которая имеет маленькую емкость. Кроме того, так как прибор можно подключать к компьютеру для регистрации и отображения результатов, то запас емкости не помешает.
Также присутствует маркировка под клеммами предохранителей. Один (250мА) защищает нижние пределы измерения тока, второй (10А)- верхний.


В комплекте было только два предохранителя, которые были уже установлены. Так как такие предохранители распространены гораздо меньше стандартных мелких, то не помешало бы класть хотя бы пару запасных.
Тип примененных предохранителей — HC10aR, размеры — 38х10мм, расчитаны на напряжение до 1000 Вольт. Все соответствует классу прибора.
Устанавливаются очень туго.


Расскажу немного о приборе, вернее о его органах управления, режимах и индикации.
Для начала индикация —
Левый ряд
Режим автоматического выбора предела.
Разряда батареи
Постоянное напряжение/ток
Отрицательное напряжение
Переменное напряжение/ток
Режим автоматического отключения. Внимание, если прибор работает в режиме подключения к компьютеру, то этот режим отключен и прибор будет работать пока не разрядит батарею.

Верхний ряд
Режим прозвонки переходов полупроводников.
Режим звуковой прозвонки
Функция фиксации показаний
Режим отображения максимальных/минимальных показаний.
Функция относительных измерений.
Режим измерения пиковых значений. В качестве примера при измерении напряжения в обычной розетке прибор покажет амплитудное значение положительной и отрицательной полуволны синусоиды.

Правый ряд
Режим работы с компьютером (односторонняя передача данных).
Функциональные обозначения измеряемых величин.

Прибор имеет 5 разрядов индикации, формат отображения 22000.
Снизу расположена динамическая шкала для грубой регистрации быстро изменяющихся сигналов.
Если основное измерения производится примерно 2-3 раза в секунду, то шкала может отображать результаты примерно в 10раз чаще.


Органы управления.
Кнопки,
Верхний ряд
Переключение функций (переменный/постоянный ток/напряжение, режимы прозвонки и авторежим)
Режим удержания показаний.
Относительные измерения (например можно замкнуть щупы, нажать кнопку и после этого сопротивление щупов не будет учитываться)
Ручной выбор диапазона измерения.

Нижний ряд
Переключатель режима работы прибора, измерения напряжения, частоты, скважности.
Измерение пиковых значений
Измерение максимальных/минимальных значений
Включение подсветки (короткое нажатие) и работы с компьютером (длительное нажатие)

Переключатель режимов
Выключено
Постоянное/переменное напряжение диапазон 2.2 В и выше.
Постоянное/переменное напряжение диапазон 220 мВ.
Измерение сопротивления, режим звуковой прозвонки и режим проверки переходов полупроводников.
Измерение емкости
Измерение частоты/скважности
Измерение тока до 220мкА
Измерение тока до 220мА
Измерение тока до 10А

Соответственно клеммы — Ток до 10 А, ток до 220мА, общий, сопротивление/емкость/напряжение


Экран имеет подсветку, цвет — белый, автоотключение примерно через минуту.
Кстати небольшое замечание по поводу экрана.
Немного не понравились углы обзора. При взгляде снизу проступают неактивные сегменты, сверх — блекнут включенные. Старый прибор таким страдает заметно меньше, но если смотреть более-менее прямо, то у нового изображение лучше, хотя символы имеют меньшую высоту.


Прибор довольно тяжелый, масса (с элементами питания) более полкилограмма. В основном вес добавляется за счет корпуса.


И хотя прибор большой, в руке лежит вполне удобно, но лучше использовать его все таки на столе :)


Как я выше писал, индикатор отображает максимум 22000, но при включении регистрации пиковых значений, сразу после калибровки, отображает 28000.
Кстати, если плавно увеличивать напряжение, то вполне можно регистрировать к примеру и 22.500 Вольт.


Еще до основного этапа тестирования я провел небольшие тесты дома.
Для начала проверка резисторов с заявленной точностью 0.1% и сопротивлением 680 Ом и 470 кОм. Эти резисторы шли в комплекте к конструктору тестера транзисторов. Позже я еще вернусь к ним.

Проверил и собственное паразитное сопротивление прибора, которое составляет 150мОм.
После нажатия кнопки относительных измерений можно «обнулить» их и это сопротивление не будет учитываться (аналог кнопки Тара на весах).


Дальше несколько вспомогательных тестов, я их проводу со всеми обозреваемыми приборами, иногда они могут быть полезны.


На этом проверка была закончена и я перешел к обязательной разборке.


Немного о программе для отображения результатов на экране компьютера.


Часть вторая, Mastech MS8216

Вторым прибором, который скорее попал сюда случайно, был небольшой мультиметр той же фирмы, но гораздо проще.
Это карманный мультиметр Mastech MS8216, стоимостью около 12 долларов.
Он у меня лежал дома довольно давно, еще с лета, все никак не доходили руки написать про него обзор.
Но так как я делал обзор одного мультиметра, то решил перевести его в плоскость обзора — сравнения.
Эта часть обзора будет заметно меньше предыдущей, примерно пропорционально размеру мультиметра :)

Пришел этот мультиметр в простеньком блистере, небольшой, легкий.


Весь комплект состоит из
Мультиметра Mastech MS8216
Инструкции
Небольшого чехольчика
Картонки от блистера, на которой указаны характеристики прибора.
Также в комплекте есть батарейки, они были уже установлены в приборе.


Возможности прибора конечно скромнее чем у его старшего собрата, на фото видно его ТТХ, заявленные производителем.
Инструкция на английском языке, но прибор простой, потому особого смысла я в ней не увидел, хотя нашел ее на русском языке.
А вот чехольчик может быть полезен. Правда пока новый, он одевается очень плотно, думаю что со временем немного растянется и будет как раз.


Внешне выглядит аккуратно, размеры небольшие, удобно носить в кармане, или подарить кому нибудь в качестве небольшого презента.


Щупы не отсоединяемые, крышка также не снимается (по крайней мере сама).


Проводочки к щупам тонкие, да и сами щупы простенькие.
Из минусов отмечу то, что упаковывать их обратно очень неудобно, еле влазят, норовя либо сломать крышку, либо открыть ее.
Я бы советовал немного укоротить провода для более удобной укладки, хотя бы сантиметров на 10-15.


Управление прибором интуитивно понятно, в заблуждение могут ввести только кнопки, объясню их назначение.
REL — Режим относительных измерений.
H/D — Режим измерения частоты/скважности
D-H — Режим удержания показаний (Hold).
Прибор имеет только автоматический выбор режима измерения, звуковую прозвонку и прозвонку полупроводников, а также автоотключение через 15 минут бездействия.
Не очень понравилась ручка выбора режима измерения, дело в том, что в погоне за малой толщиной прибора производитель сделал ее почти без выступов для пальцев.


Как и в прошлом мультиметре, сзади указаны меры предосторожности, а также класс защиты прибора CAT II 600.V.
Также указан и тип применяемых элементов питания, в данном случае это 2 штуки LR44, не самый удачный выбор, но для нечастого использования вполне достаточен.


Масса прибора куда меньше чем у прошлого и составляет всего 85 грамм.


Небольшие предварительные ласки тесты.


Так как меня немного удивили результаты тестов, то я решил разобрать прибор.
Хотя скорее всего разобрал бы я его в любом случае, но так было интереснее :)



Часть третья, дополнительная, ИОН

Примерно 2 месяца назад в обзоре источника опорного напряжения я написал что куплю такую плату и прогуляюсь с ней в метрологию для того, чтобы узнать на что она способна реально.
16 сентября я сделал заказ здесь, стоила она на тот момент $ 5.88 (впрочем она и сейчас столько стоит), продавец потом поднял цену до 9, но почти сразу опустил до прежнего уровня. На тот момент это была самая дешевая плата.
Ну а второго октября я уже держал плату в руках (чуть больше двух недель).
Шла она без трека, в простеньком полиэтиленовом конверте, но пришла целой.


В общем написал что схожу, выполняю то, что сказал. Надеюсь что не зря ходил :)

Плата была также упакована как и в прошлых обзорах. Также имела сопроводительную наклейку с указанием измеренных напряжений, разница была только в том, что в тех случаях использовался мультиметр Agilent 3458A, а в моем HP 3458A, что впрочем одно и то же.


В комплекте также положили лепестки для подключения батареи и также непонятно как их вообще лепить.
Размеры маленькие, думаю при желании можно в качестве корпуса использовать спичечный коробок :)


Сверху плата выглядит довольно аккуратно, материал — текстолит желтого цвета.


Для подключения измерительного прибора установлены клеммы, из минусов то, что качественные щупы обычно толстые, под разъем «банан», потому в такие как на плате, не влезут.
Также на плате имеется маркировка о магазине и разработчике.


А вот снизу без слез не взглянешь, грусть печаль :(
Пайка корявая, флюс не смыт.


Пара фото поближе. Все бы ничего, взял и смыл, но это плата точного ИОН (Источника Опорного Напряжения), и чисто теоретически даже флюс может влиять на показания, потому смыв его можно получить другой результат на выходе.


Судя по маркировке похоже что микросхема произведена в начале 92 года, я не искал информацию когда эта микросхема была разработана, но что то мне подсказывает, что после 92 года, хотя могу ошибаться и микруха действительно тех времен.
На корпусе микросхемы есть небольшая, но заметная вмятинка, микросхема явно БУ.
Это версия К микросхемы, существует еще L версия, она заметно точнее и лучше брать ее.
по крайней мере это будет не хуже. Даташит на всю серию ИОН ad584, в даташите все три серии, а до этого мне попался даташит только на две и К была лучшая, потому и заказал ее, оказывается есть варианты и лучше.


Небольшое отступление перед тестами.
В метрологии время течет куда медленнее чем в обычной, бытовой, жизни.
Приборы служат много лет, но не потому что все экономят, а потому что разработка точного прибора это процесс длительный и занимается им очень мало фирм производителей.
Примерно в начале 90х точные измерения производились при помощи Agilent 3458A, на тот момент времени это был самый точный мультиметр в мире.
Да, это именно мультиметр, но очень дорогой и точный. Вообще существуют и более точные приборы, но они точны только в одном виде измерения, например Вольтметр или Амперметр, но из мультиметров это бы самый точный.


Разработан этот мультиметр был еще с применением простой логики (какая была на тот момент), экран был VFD (красивые экраны), но был очень надежным и точным, до сих пор используется и уважаем метрологами. Значения на сопроводительном листке к ИОНам измерены именно этими мультиметрами.
Но примерно в начале нулевых фирма Fluke поставила перед собой цель разработать аппарат с еще лучшими характеристиками, так появился на свет Fluke 8508A и пальма первенства самого точного мультиметра перешла к нему.


Насколько я понимаю «иерархию», то цепочка точных измерений, калибровок и т.п. выглядит примерно так, как на картинке ниже.
Эталон — Основные эталоны величин, напряжение, ток, сопротивление, емкость и т.п.
Как я понимаю, точнее их нет ничего.
Их тоже поверяют, но методы поверки кардинально отличаются от привычных.
Вторичный эталон — На самом деле типов вторичных эталонов много, но основная функция — копия первичного. Образцовые мультиметры могут выполнять функцию вторичного эталона.
Калибратор — Прибор, который формирует различные величины напряжения, тока, емкости и т.п. для поверки других приборов. Калибраторы бывают разные, но поверяют их обычно по вторичному эталону, не возить же каждый раз всю эту кучу к первичному.
Поверяемый прибор — Собственно все остальные приборы, показания которых проходят поверку в лаборатории метрологии.


При проверке купленного ИОНа он измерялся образцовым мультиметром, естественно поверенным, результаты на фото.


А теперь сравним с тем, что было указано в сопроводительном листе.
Видно что с ростом напряжения растет разница между самым низким напряжением и остальными, но стоит отметить, что во всех случаях напряжение стояло четко, не менялся даже последний знак.




Ну а теперь выводы.
Каждый прибор имеет свои плюсы и минусы, попробую выделить ключевые моменты, а также плюсы и минусы каждого прибора.
Mastech MS8240D
Плюсы.
Хорошая, надежная конструкция
Наличие 5 разрядного индикатора
Хорошая точность в основном количестве диапазонов.
TrueRMS измерения
Возможность подключения к компьютеру.
Довольно много режимов измерения
Подсветка
Батарейки в комплекте (хотя тут непонятно, плюс это или минус), ну и сам тип батареек.
Хорошая комплектация

Минусы
Наличие проблем с точностью в двух диапазонах. Правда вторая проблема (измерение со вторым калибратором) пока под вопросом, буду разбираться.
Недостаточная продуманность крепежа платы связи с компьютером, необходима обязательная доработка.

Mastech MS8216
Плюсы
Отличная точность
Маленький габарит
Наличие чехла

Минусы
Проблема с измерением емкостей на верхнем диапазоне.
Очень неудобно «упаковывать» щупы на их штатное место, корпус не очень удобной конструкции.

Ну по поводу платы источника опорного напряжения писать не буду, там все понятно из миниобзора.

Мое мнение. Как говорится, приборы разные нужны, приборы разные важны :) Обзор показал, что даже маленький и недорогой мультиметр вполне может иметь высокую точность измерений.
Наличие большого количества разрядов не всегда повышает абсолютную точность измерений, но однозначно помогает в отслеживании медленных процессов или там, где важна относительная точность.
Немного удивила недоработка в плане крепления интерфейсной платы в большом мультиметре, как так можно было накосячить — непонятно.
Если после тестирования мелкого мультиметра у меня осталось скорее положительное мнение, испорченное только самой конструкцией корпуса, то по поводу большого сказать тяжело.
В целом неплохо, порадовали некоторые интересные мне функции, но расстроила точность измерений, я ожидал большего.
Скорее всего регулировщик сначала немного ошибся с установкой опорного напряжения, а потом под это опорное подстроил все остальное, исправить можно, хотя меня пока устраивает и так.
Модуль ИОН порадовал довольно неплохой точностью, особенно при его цене, но расстроил низким качеством сборки. Но даже в таком варианте мне кажется что он не помешает радиолюбителям, да и профессионалам. В планах немного расширить его функционал, превратив и источник стабильного тока, возможно будет обзор на эту тему, так как эта вещь не менее полезна чем ИОН.
Также мой поход в метрологию показал мою довольно слабую подготовку, в следующий раз я сначала подготовлю собственный план испытаний прибора и просто будет тестировать «по бумажке». Но с другой стороны я теперь знаю что можно протестировать и как, осталось подтянуть сами методики тестирования.
Например в этих тестах надо было протестировать большой мультиметр в диапазонах 220мкА и 10А, а также больше внимания уделить тестам True RMS. Мелкий мультиметр надо было тестировать в диапазоне около 4000, а не 1000. В будущем это будет исправлено, будем учиться на ошибках :)
Зато получил небольшой профит и увидел прибор, который точно хочу, но цена в 300-600 долларов пока немного отталкивает :(

Надеюсь что обзор был полезен и интересен, старался сокращать некоторые моменты, но обзор разросся как то сам собой.
Очень буду рад советам и вопросам, которых как всегда жду в комментариях.