Регистрирующие графические Datalogger мультиметры

При решении ряда исследовательских задач в сфере науки, обучения, ремонта и обслуживания различного оборудования часто возникает необходимость записи измеряемых величин, например напряжения или температуры, которые непрерывно меняются во времени.

Ранее для решения этой задачи применялись механические самописцы, однако прогресс в области микроэлектроники и микропроцессорной техники привел к созданию  мультиметров нового типа, которые способны непрерывно записывать измеряемые значения и затем выводить на дисплей эти значения в виде графиков. Мультиметры такого типа называют также графическими, регистрирующими или Datalogger мультиметрами.
Существуют также мультиметры с ручной записью данных, но вывод на дисплей графиков и трендов обеспечивают только графические мультиметры.

Задачи решаемые графическими мультиметрами

Графические мультиметры применяются для целого ряда задач, где необходимо сохранять и анализировать измеряемые величины в течение некоторого периода времени, например:

• Диагностика нестабильности каких-либо технологических процессов, там где  неизменность определенного параметра , влияет на работоспособность оборудования. В частности, стабильность опорного напряжения или неизменность характеристик эталонного источника.
• Мониторинг измеряемых величин во времени, например питающих напряжений, температурных режимов.
• Поиск неисправностей, проявляющихся время от времени. Например, поиск  внезапно пропадающего напряжения на каком-либо компоненте в электронной схеме.
• Профилактика электрических систем, когда какие-то медленно меняющиеся параметры могут указывать на необходимость замены или ремонта определенных компонент. Например, аккумуляторов или конденсаторов.
• Тестирование и испытания вновь разрабатываемых электронных устройств для оценки их надежности и стабильности работы в течение достаточно долгого периода времени.
• Проверка и регистрация работы различных датчиков и преобразователей технологических параметров в напряжение, сопротивление или ток. 
• Лабораторные и образовательные исследования, когда регистрирующие мультиметры показывают динамику процессов, зависимость каких-то величин от времени и позволяют в дальнейшем использовать полученные данные для документирования и более глубоких исследований. 

Принцип действия графических мультиметров

В целом регистрирующие мультиметры напоминают самописец или осциллограф с очень медленной разверткой, однако отличие в том, что разрешение по времени ограничено быстродействием прибора. Обычно мультиметры производят около 5 измерений в секунду, в то время как осциллографы производят несколько миллионов измерений в секунду.

Это отличие позволяет обрабатывать результаты измерений, полученных от мультиметра простым и доступным способом, например в Excel или Google таблицах. Естественно , следует помнить, что стандартная Excel таблица в формате *xls может содержать не более 65 536 строк, а в формате xlsx - 1 048 576. Это следует учитывать при выборе формата файла, предназначенного для обработки полученных данных.

UT181A - пример доступного графического мультиметра

Для примера рассмотрим регистрирующий графический Datalogger мультиметр UT181A , выпускаемый UNI-TREND Technology.

Прибор работает как обычный мультиметр с повышенной точностью, однако, он способен непрерывно регистрировать измеряемые значения. Продолжительность записи зависит от интервала измерений, установленного пользователем, и может составлять от нескольких дней до месяца и даже более. 

Прибор допускает как автономную работу без подключения к компьютеру, так и экспорт ранее записанных значений в компьютер.

Кроме того, реализована возможность непосредственной записи в компьютер показаний. При этом глубина записи уже ничем не ограничена, а только памятью компьютера и рассмотренными выше техническими ограничениями в Excel.

Автономная работа и просмотр графиков

В автономном режиме без подключения к компьютеру мультиметр записывает показания в  свою собственную внутреннюю память. Для этого достаточно задать команду Record с передней панели:

Далее предлагается настроить параметры записи: 

Interval - интервал записи. Интервал времени между соседними измерениями или периодичность регистрации данных.

Duration - продолжительность записи. Время, в течение которого прибор будет записывать данные до автоматической остановки. Максимальная продолжительность записи ограничена показателем Max Duration, который не может быть изменен и рассчитывается автоматически.
Продолжительность записи зависит от выбранного интервала, например если в данном случае интервал записи установлен в 1 сек, то максимальная продолжительность составляет 9 дней + 17 часов. Если же мы увеличим интервал, например до 5 секунд, то есть будем записывать показания реже, то максимальная продолжительность записи увеличится до 48 дней + 14 часов: 

После настройки достаточно нажать кнопку Start в меню и регистрация данных начнется, о чем сигнализирует надпись REC с мигающей красной точкой:

Elapsed Time - время, которое прошло с момента старта записи.

Remaining Time - время, которое осталось до конца записи.

Samples - количество показаний, которое уже записано в память на текущий момент времени.

Start: - календарная дата и время начала записи.

По прошествии установленной продолжительности записи, прибор автоматически остановит запись и выведет на дисплей сообщение с характеристиками записи:

Вывод собранных данных в виде графика осуществляется простой командой Trend:

Перемещая курсор можно следить за значениями измеренных величин в тот или иной момент времени. Время записи каждой измеренной величины указывается также на дисплее.

Мультиметр позволяет хранить данные записи в своей памяти и в случае необходимости экспортировать их на компьютер для более детального изучения.

Подключение к компьютеру

Для подключения к компьютеру на тыльной стороне прибора имеется оптический интерфейс, который обеспечивает полную электрическую развязку компьютера и прибора.

Соединение обеспечивается через любой USB Порт без установки дополнительных драйверов  и каких либо настроек. Включается и выключается USB порт через меню мультиметра:

Прибор комплектуется кабелем для подключения и обычно подключение не вызывает каких-либо технических проблем.

Программное обеспечение для компьютера

Для более глубоких исследований, прибор комплектуется фирменным программным обеспечением, которое можно бесплатно скачать на сайте производителя.

Основные возможности программного обеспечения: 

• Импорт ранее записанных данных из памяти прибора в память компьютера.
• Запись данных в память компьютера без записи в память прибора.
• Сохранение графиков в виде файлов Excel, а также рисунков.

Установка программного обеспечения обычно не вызывает никаких проблем и начинает работать сразу же после установки:

Импортируем из памяти мультиметра в компьютер запись из предыдущего примера:

Теперь мы можем сохранить все ранее полученные результаты измерений в Excel таблице: 

Здесь, как видим отображается вся необходимая информация, включая точное время записи, установленный интервал, продолжительность записи и, естественно, значение измеряемой величины в каждый момент времени.

Примеры использования 

Регистрирующий Datalogger мультиметр может быть применен для целого ряда задач электроники и электротехники. Ниже приведено несколько примеров использования. 

Отслеживание состояния электросети в течение длительного времени. 

Для этого достаточно подключить измерительные провода к питающей сети и настроить параметры записи:

В данном примере прибор измерял 1 раз в секунду напряжение сети и передавал эту информацию на компьютер с построением временного графика.

Мониторинг заряда аккумулятора

Графический мультиметр позволяет получить лог работы любого электронного устройства в течение длительного времени, например контроллера заряда аккумуляторов. Также можно узнать время заряда аккумулятора до определенного значения. Для этого мы подключили измерительные провода во время заряда непосредственно к клеммам аккумуляторов:

На графике легко увидеть время полного заряда аккумулятора, а также корректность работы контроллера заряда, который срабатывает после достижения полного заряда.

Для более детального исследования можно скачать все полученные данные в Excel и исследовать процесс стандартными методами: 

Мониторинг времени работы и разряда аккумулятора

Для проверки времени разряда аккумулятора и выдаваемого под нагрузкой напряжения мы подключили измерительные провода непосредственно к нагрузке, питаемой аккумулятором и получили следующие данные:

На графике легко увидеть область линейного разряда, время работы аккумулятора под нагрузкой и изменения напряжения. Зная ток в нагрузке можно легко установить реальную емкость аккумулятора.

Для более детального исследования можно выгрузить полученные данные в Excel таблицу:

Другие регистрируемые параметры

Кроме того, прибор позволяет записывать и другие измеряемые параметры помимо напряжения, например температуру. При этом, используя прилагаемый в комплекте адаптер, можно мониторить температуру 2-х точек.

Выводы

Как видим на приведенных примерах, данный графический мультиметр, может служить для широкого спектра исследовательских, научных и ремонтных задач там, где требуется производить и затем анализировать множество значений измеряемой величины.

Степень защиты по IP

Регистрирующий мультиметр UT181A обладает степенью защиты IP65 и применим в промышленных и полевых условиях. Подробнее про степени защиты приборов.

Реестр средств измерений

Прибор прошел государственные испытания на предмет утверждения типа средств измерений и внесен в Реестр Средств Измерений Республики Казахстан, о чем свидетельствует сертификат: 

Защита от подделки

Опасайтесь подделок! Как отличить подделку от оригинала читайте в нашей статье.  

По вопросам эксплуатации и технической поддержки обращайтесь только к официальному дистрибьютору в Казахстане: 

Подготовлено по собственным материалам ТОО Test instruments и интернет портала Pribor.kz https://pribor.kz/ 

©  Перепечатывание и любое другое использование материалов исключительно по письменному согласию правообладателя.