Wie funktioniert das Autoranging in einem Multimeter? Was ist die Schaltung?

Ich war neugierig, wie das gemacht wird. Es scheint, dass Sie die Spannung und den Strom variieren müssten, um den Widerstand von 1 Ohm bis 10 Ohm zu messen.

— BSEE
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Das Multimeter macht genau das Gleiche wie das, was Sie manuell mit einem Messgerät ohne Autoranging tun würden. Angenommen, Sie haben einen 3 1/2 stelligen Zähler, also ist 1999 Ihr maximaler Messwert.

Das Multimeter startet im höchsten Bereich (*). Wenn der Messwert unter dem Schwellenwert von 199,9 liegt, wird auf 1 Jahrzehnt niedriger umgeschaltet und wiederholt, bis der Messwert zwischen 200 und 1999 liegt. Das geht sehr schnell, weil dies nicht der Fall ist Um während dieses Vorgangs etwas anzuzeigen, scheint es, dass es beim ersten Mal den richtigen Bereich erhält.

Wenn es genügend Logik enthält, kann es die erste Messung im höchsten Bereich durchführen und dann direkt den unteren Bereich auswählen, der für diesen Spannungspegel am besten geeignet ist.

Zum Beispiel:
1. Messwert im Bereich von 1,999 MΩ: <199,9
2. Messwert im Bereich von 199,9 kΩ: <199,9
3. Messwert im Bereich von 19,99 kΩ:> 199,9
Dies ist also der Bereich, den wir wollen.

Führen Sie die eigentliche Messung durch: 472

Dieser Wert liegt zwischen 200 und 1999, das ist also die bestmögliche Auflösung. Wenn es ein weiteres Jahrzehnt tiefer gehen würde, würde es überlaufen. Der Widerstand beträgt also 4,72 kΩ.

Beachten Sie, dass bei den ersten Messungen der tatsächliche Widerstand nicht wirklich gemessen wird, sondern nur geprüft wird, ob er höher oder niedriger als 199,9 ist.

Alternativ kann das Multimeter einen Satz von Komparatoren haben, die alle gleichzeitig arbeiten können und jeweils einen nächsthöheren Bereich prüfen. Sie erhalten das Ergebnis schneller, dies erfordert jedoch mehr Hardware und wird wahrscheinlich nur in teureren Messgeräten durchgeführt.

(*) Nicht die niedrigste, wie "Mary" aka TS vorgeschlagen hat. Die so alten wie ich haben mit analogen Multimetern gearbeitet. Wenn Sie im empfindlichsten Bereich mit der Messung beginnen würden, würde die Nadel den rechten Anschlag hart treffen. Man konnte es "Autsch" sagen hören . Wechseln Sie in die nächste Position, wieder "Knall!". Wenn Sie sich als guter Hausvater für Ihr Multimeter interessieren ("Bonus Pater Familias"), beginnen Sie bei der am wenigsten empfindlichen Reichweite.

— stevenvh
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Welche Teile bilden die Schaltung? Verwenden sie beispielsweise ein uC- und ein digitales Potentiometer?

— BSEE

@BSEE - Ja, ein Mikrocontroller, wahrscheinlich nach Maß. Aber kein digitaler Potentiometer; Diese haben viel mehr Positionen als die 4 oder so und sind daher zu teuer. Sie verwenden eine Widerstandsleiter, wie zum Beispiel 9 M + 900 k + 90 k + 10 k. Das ergibt insgesamt 10 M und tippt auf 1:10, 1: 100 und 1: 1000. Diese existieren in Einkomponentennetzwerken mit engen relativen Toleranzen (wichtiger als absolute Toleranz).

— Stevenvh

Imo verwenden sie analoge Multiplexer, die mit verschiedenen Widerstandsteilern oder, wie @stevenvh sagte, einer Widerstandsleiter verdrahtet sind. Diese Multiplexer speisen einen einzelnen ADC. Wenn Sie eine dieser Schaltungen herstellen, sollten Sie sich einige 74HCxxxx-Chips ansehen. Vergessen Sie nicht, den ADC vor Überspannung zu schützen, da Sie Zeit zum Schalten des Multiplexers benötigen.

— CopperMaze