Измерительные приборы в мультисим

Измерительные приборы Multisim10

Для измерения силы тока применяют амперметры, миллиамперметры или микроамперметры в зависимости от того, каков порядок измеряемой величины.

Измерение напряжения производится при помощи вольтметров и милливольтметров.

Чтобы измерить силу тока в цепи, нужно пропустить через измерительный прибор весь ток, поэтому амперметр включается в цепь последовательно. Сопротивление амперметра должно быть очень незначительным. Если бы амперметр имел большое сопротивление, то включение его в электрическую цепь повлекло бы за собой уменьшение силы тока в этой цепи (рис. 13) и, как следствие, неправильные показания прибора.

Рисунок 13 — Измерение электрического тока при помощи амперметра

Вольтметры включаются параллельно той части цепи, где необходимо определить напряжение. Для того, чтобы вольтметр не повлиял на распределение токов и падение напряжений в отдельных участках измеряемой цепи, его сопротивление должно быть значительно больше, чем сопротивление измеряемой цепи (рис. 14).

Рисунок 14 — Измерение напряжение при помощи вольтметра

В Multisim 10 имеется панель виртуальных измерительных приборов (рис. 15).

Рисунок 15 – Панель виртуальных измерительных приборов

Как видно из рисунка 15, данная панель состоит из четырех видов амперметров и вольтметров. Они различаются полярностью подключения и расположением внешних выводов. На рисунке 16 показаны правильные варианты включения этих приборов в электрическую цепь. Если, например, амперметр показывает отрицательную величину, то это значит, что ток течет в противоположном направлении и следует изменить полярность включения прибора на противоположную (напомним, что электрический ток течет от плюсового вывода источника питания к минусовому). Из рисунка 16, а видно, что электрический ток течет по ходу часовой стрелки. Поэтому и амперметр включен в цепь так, что ток входит в «плюсовой» вывод и выходит из «минусового» (что соответствует направлению движения электрических зарядов в проводнике).

Рисунок 16 — Включение вольтметров и амперметров в электрическую цепь

Вольтметр включается в электрическую цепь аналогичным образом. На рис. 16, б он подключен «минусовым» выводом к выводу резистору, который имеет отрицательный потенциал, а «плюсовым» выводом к выводу резистора, который имеет положительный потенциал.

Следует отметить то, что амперметры и вольтметры могут измерять как постоянные токи и напряжения, так и переменные. Для того, чтобы выбрать вид измерения прибора необходимо два раза щелкнуть левой кнопкой мыши на его изображении. Появится диалоговое окно, показанное на рис. 17. В выпадающем списке Режим (Mode) можно выбрать измерение постоянного напряжения (пункт DC) или переменного напряжения (пункт AC). Как видно из рис. 17, в этом же диалоговом окне можно установить величину внутреннего сопротивления вольтметра. Помните о том, что его величина должна быть гораздо больше номинала того сопротивления, на котором измеряется падение напряжения.

В панели виртуальных измерительных приборов имеетсяПробный индикатор (Probe). Этот измерительный прибор представляет из себя лампочку, которая начинает светиться если к ней приложено напряжение 2,5 В и более (рис. 18). Его можно использовать в качестве прибора, который будет «отслеживать» величину меняющегося напряжения. Если оно превысит 2,5 В, лампочка загорится, если нет, то лампочка гореть не будет. Т.е. этот прибор не предназначен для отображения точного значения измеряемого напряжения, а лишь регистрирует определенный уровень. Кстати, величину напряжения, при котором пробник начинает светиться, можно изменить. Для этого нужно дважды щелкнуть на его изображении левой кнопкой мыши и изменить значение в пункте Пороговое напряжение (ThresholdVoltage).

Рисунок 17 — Диалоговое окно настройки вольтметра

Рисунок 18 — Использование пробного индикатора для отслеживания величины напряжения

Кроме панели виртуальных измерительных приборов в Multisim имеется широкий спектр других, более функциональных, измерительных приборов. Все они находятся на панели Инструментов (InstrumentsToolbar),показанной на рисунке19. Мы не будем изучать принцип работы и назначение всех приборов данной панели, а остановимся лишь на тех, которые могут понадобиться Вам при выполнении лабораторных работ.

Рисунок 19 — Панель Инструментов (InstrumentsToolbar)

Мультиметр (Multimeter) является универсальным измерительным прибором, который объединяет в себе функции амперметра, вольтметра и омметра (рис.20).

Рисунок 20 — Электрическая схема с мультиметром

Чтобы использовать мультиметр, например, в режиме амперметр, измеряющего постоянный ток, необходимо в его настройках нажать кнопку А и выбрать режим «Постоянного тока».

Кроме вышесказанного, при помощи мультиметра можно сравнивать величины напряжений. При этом на дисплее будет показан результат в дБ (дециБелл)(рис. 21).

Рисунок 21 — Сравнение напряжений с помощью мультиметра

При этом величина

задается в настройкахмультиметра (рис. 22), а значение

получаем измерением. В нашем случае

— это величина падения напряжения на резисторе

. Чтобы открыть диалоговое окно настроек мультиметра необходимо нажать на кнопку Установка… (Set…).

Рисунок 22 — Диалоговое окно настроек мультиметра

Как видно из рисунка 22, в данном диалоговом окне можно также указать величину внутреннего сопротивления амперметра, вольтметра и другие настройки, которые для нас несущественны.

В Multisim есть еще один вид мультиметра – виртуальный 3D-мультиметр фирмы Agilent (рис. 23). Принцип его работы такой же как и у вышерассмотренной модели. А отличие в том, что он является моделью реального измерительного прибора и поэтому имеет некоторые дополнительные функциональные возможности.

Рисунок 23 – Виртуальный 3D-мультиметр фирмы Agilent

Виртуальные приборы

Все приборы расположены на панели инструментов.
Рассмотрим основные.

Разное

Цинк для изготовления паяльной кислоты можно найти в старых батарейках питания.

Интересно

Если «ревёт» один из дросселей резонансного стабилизатора, забейте деревянный клин между его катушками.

Проектирование электронных устройств в Multisim 12.0. Часть 11

Принцип работы всех виртуальных инструментов Multisim (подключение к схеме, использование) идентичен принципу работы реальных аналогов этих приборов. Для того, что бы добавить виртуальный прибор в рабочее поле программы, необходимо нажать на его пиктограмму на панели «Приборы» или «Виртуальные измерительные компоненты» и разместить его с помощью мыши в необходимом месте на схеме. Для того, что бы отобразить лицевую панель прибора, необходимо дважды щелкнуть левой кнопкой мыши на пиктограмме прибора на схеме. После того как панель откроется, сделайте необходимые настройки подобно тому, как бы вы это сделали на панели реального прибора. Принцип соединения виртуальных инструментов с элементами схемы такой же, как и для других компонентов схемы. Рассмотрим подробно работу с каждым из виртуальных инструментов в Multisim.

Работа с функциональным генератором.

Функциональный генератор представляет собой инструмент для генерации тестовых сигналов синусоидальной, треугольной или прямоугольной формы и может использоваться для подачи данных сигналов в моделируемую схему. Для подключения к схеме функциональный генератор имеет три вывода: положительный, отрицательный, общий (нейтральный). Рисунок 1 демонстрирует лицевую панель рассматриваемого прибора и его пиктограмму на схеме, а так же пример его подключения к схеме. Для наглядного отображения формы полученного сигнала подключим к выводу «+» функционального генератора двухканальный виртуальный осциллограф (рис. 2).

Рис. 1. Лицевая панель функционального генератора, его пиктограмма на схеме и пример подключения данного прибора к схеме

Рис. 2. Отображение полученного при помощи функционального генератора сигнала на экране графического дисплея виртуального осциллографа

Лицевая панель функционального генератора используется для ввода установок данного прибора. В ее верхней части расположено поле «Форма сигнала», в котором находятся кнопки выбора одного из трех типов сигналов. Кнопки не имеют названий, но их функции интуитивно понятны, так как на каждой кнопке визуально отображена форма генерируемого с ее помощью выходного сигнала. В поле «Параметры сигнала» можно задать путем ввода с клавиатуры следующие значения:

«Частоту» генерируемого сигнала;
«Длительность»;
«Амплитуду»;
«Смещение».

В случае выбора кнопки генерации прямоугольных сигналов, в нижней части лицевой панели генератора становится активной кнопка «Фронт/Спад», после нажатия на которую, открывается окно «Установка времени фронта/спада» (рис. 3). В данном окне в поле «Время фронта/спада» можно с клавиатуры ввести необходимое значение времени в nsec, msec или µsec.

Рис. 3. Окно «Установка времени фронта/спада»

Проведение измерений при помощи амперметра.

Амперметр – это измерительный прибор для определения силы постоянного и переменного тока в электрической цепи. Показания амперметра зависят от величины протекающего через него тока, в связи, с чем сопротивление амперметра по сравнению с сопротивлением нагрузки должно быть как можно меньшим.

В Multisim использование амперметра для измерения протекающего в схеме тока, может быть удобнее использования мультиметра по причине того, что данный прибор занимает меньше места на схеме. Виртуальный амперметр находится на панели инструментов «Виртуальные измерительные компоненты». Данную панель можно добавить в проект при помощи команды меню «Вид/Панель инструментов».

По умолчанию сопротивление амперметра установлено в 1 mOhm, но при необходимости этот параметр можно изменить. Сделать это можно следующим образом. Дважды щелкните левой кнопкой мыши по пиктограмме рассматриваемого прибора и в открывшемся окне «Амперметр» на вкладке «Параметры» (рис. 4) в поле «Внутреннее сопротивление» введите нужное значение и единицы измерения (pOhm, nOhm …).

Рис. 4. Окно настроек амперметра

В этом же окне есть возможность задать режим работы амперметра. По умолчанию амперметр установлен в режим «DC», при котором измеряется только постоянная составляющая сигнала. Если возникает необходимость измерять среднеквадратичное значение сигнала, установите в поле «Режим» — режим работы «АС». Для вступления в силу внесенных изменений необходимо нажать на кнопку «ОК», которая находится в нижней части диалогового окна.

Работа с данным прибором достаточно проста. К примеру, для измерения тока, протекающего через цепь в ветке между двумя узлами необходимо включить виртуальный амперметр последовательно с цепью, как и реальный амперметр. В том случае если есть необходимость одновременно измерить ток другого узла цепи, включите другой амперметр в цепь. Результаты измерений отображаются в окне результатов на пиктограмме амперметра. На рисунке 5 представлен пример подключения двух амперметров к схеме.

Рис. 5. Пример подключения двух амперметров к схеме

Работа с виртуальным ваттметром.

Ваттметр является специальным прибором для измерения активной мощности. Результат измерения отображается в ваттах. Помимо этого ваттметр показывает коэффициент мощности, вычисляемый по сдвигу между напряжением и током и их произведению. Коэффициент мощности равен косинусу фазового угла между напряжением и током. На рисунке 6 представлена лицевая панель ваттметра и его пиктограмма на схеме.

Рис. 6. Лицевая панель ваттметра, его пиктограмма на схеме и пример подключения данного прибора к схеме

В верхней части лицевой панели находится окно, которое предназначено для просмотра результатов измерений, в частности – средней мощности. Ниже этого окна расположено поле «Коэффициент мощности» (величина коэффициента лежит в диапазоне от 0 до 1). В нижнем левом и правом углах ваттметра расположены входные клеммы, которые отображают наличие подключения проводников к прибору. Работа с данным прибором достаточно проста. Для того, что бы определить мощность на нагрузке, необходимо первые две входные клеммы ваттметра включить параллельно нагрузке, а следующие две – последовательно. Результат отобразится в окне результатов измерений. Пример представленный на рисунке 6 демонстрирует определение мощности рассеиваемой на резисторе R8 представленной схемы.

Источник