Tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý làm việc của đồng hồ vạn năng

Đồng hồ vạn năng hay vặn năng kế là một thiết bị đo và kiểm tra điện đa chức năng. Ngoài 3 chức năng cơ bản là đo dòng điện, điện áp, điện trở thì một số loại còn có thể đo được tần số dòng điện, đo tụ điện, điện dung, kiểm tra bóng bán dẫn,... Hiện nay trên thị trường có 2 loại đồng hồ vạn năng là: đồng hồ vạn năng kim (AMM) và đồng hồ vạn năng điện tử (DMM). 

Hiểu rõ về cấu tạo đồng hồ vạn năng và nguyên lý làm việc của nó sẽ giúp bạn sử dụng nó hiệu quả, chính xác hơn. Cùng tìm hiểu chi tiết hơn trong bài viết dưới đây.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của đồng hồ vạn năng kim

Cấu tạo đồng hồ vạn năng kim

Về cấu tạo bên trong của đồng hồ vạn năng kim, máy có 2 thành phần chính là: bộ phận hiển thị và mạch đo. Ngoài ra, còn có mạch phân tầm để thích hợp với các mức đo khác nhau.

Xét về cấu tạo ngoài của đồng hồ vạn năng loại chỉ thị kim, chúng ta có thể dễ dàng nhận thấy thiết bị có tổng cộng 12 chi tiết. Mỗi chi tiết đều đảm nhiệm một chức năng riêng, góp phần đảm bảo độ chính xác và độ bền của thiết bị khi đo lường điện áp, dòng điện và điện trở. Cụ thể, dưới đây là 12 bộ phận chính của đồng hồ: 

1. Kim chỉ thị: Dùng để hiển thị trực quan kết quả đo, có độ nhạy cao giúp xác định chính xác các giá trị điện. 
2. Vít điều chỉnh điểm 0 tĩnh: Cho phép hiệu chỉnh kim chỉ thị về vạch số 0 trước khi đo, đảm bảo kết quả không sai lệch.
3. Đầu đo điện áp xoay chiều (AC): Thiết kế chuyên biệt để kiểm tra điện áp AC trong các thiết bị điện gia dụng và hệ thống công nghiệp.
4. Đầu đo dương (+): Dùng trong phép đo điện áp và dòng điện một chiều, thường kết hợp với đầu que đo đỏ.
5. Đầu đo chung (COM): Là điểm nối đất hoặc trung tính cho mọi phép đo, giúp tạo nên mạch điện hoàn chỉnh.
6. Vỏ trước: Bảo vệ phần hiển thị và các linh kiện trước va đập, đồng thời mang lại cảm giác cầm nắm chắc chắn.
7. Mặt chỉ thị: Nơi thể hiện thang đo và giá trị đo, thiết kế rõ ràng giúp người dùng đọc kết quả nhanh chóng.
8. Mặt kính: Lớp bảo vệ trong suốt che phủ mặt chỉ thị, ngăn ngừa bụi bẩn và va đập nhẹ ảnh hưởng đến kim đo.
9. Vỏ sau: Che chắn các linh kiện điện tử bên trong, giữ cho đồng hồ luôn ổn định và an toàn khi sử dụng
10. Nút điều chỉnh 0Ω: Dùng để cân chỉnh khi đo điện trở, giúp loại bỏ sai số và đảm bảo giá trị đo chính xác tuyệt đối.
11. Chuyển mạch chọn thang đo: Cho phép người dùng chọn chế độ đo phù hợp như điện áp, dòng điện hoặc điện trở chỉ với thao tác xoay đơn giản.
12. Đầu đo dòng điện xoay chiều 15A: Hỗ trợ đo dòng điện lớn trong các thiết bị công suất cao, phục vụ nhu cầu kiểm tra trong môi trường công nghiệp.

Nguyên lý làm việc của đồng hồ vạn năng kim

Đồng hồ vạn năng kim hoạt động dựa theo hiệu ứng cảm ứng điện tử. Khi có dòng điện chạy qua khung dây thì khung dây sẽ tương tác với từ trường của nam châm vĩnh cửu khiến cho khung dây quay làm cho kim chỉ thị quay theo đến khi moment quay cân bằng với moment cản của lò xo thì kim dừng lại chỉ giá trị đại lượng cần đo trên thang đo.

Khi cần đo các đại lượng khác như điện áp xoay chiều, điện áp một chiều,... thông qua mạch đo VOM sẽ chuyển đổi các đại lượng này thành dòng điện một chiều trước khi đưa đến cơ cấu.

Để có thể sử dụng đồng hồ vạn năng một cách hiệu quả nhất, bạn có thể tham khảo thêm: Ý nghĩa của các ký hiệu trên đồng hồ vạn năng

Cấu tạo và nguyên lý đồng hồ vạn năng số

Cấu tạo đồng hồ vạn năng số

Đồng hồ vạn năng kỹ thuật số là loại đồng hồ có các chức năng tương tự như đồng hồ vạn năng kim nhưng mạch đo dựa trên kỹ thuật số. Cấu tạo bên trong thiết bị cũng có sự khác biệt đáng kể, bao gồm các bộ phận như: 

• Mạch chia điện áp: Chia nhỏ điện áp đầu vào để phù hợp với phạm vi hoạt động của mạch đo.
• Mạch khuếch đại: Tăng cường tín hiệu điện để đo được các giá trị nhỏ với độ chính xác cao.
• Bộ chuyển đổi ADC (Analog to Digital Converter): Biến đổi tín hiệu tương tự (analog) thành tín hiệu số để hiển thị trên màn hình.
• Bộ vi xử lý (MCU): Điều khiển các chức năng đo, xử lý tín hiệu và hiển thị kết quả.
• Mạch bảo vệ (Protective Circuitry): Ngăn chặn hư hỏng khi người dùng đo quá tải hoặc cắm sai cổng.
• Pin nguồn: Cung cấp năng lượng hoạt động cho toàn bộ mạch điện tử bên trong.

Trong khi đó, cấu tạo bên ngoài của đồng hồ đo điện vạn năng số sẽ bao gồm các bộ phận sau (tùy thuộc vào mỗi model mà có thể có những khác biệt):

1. Màn hình LCD: màn hình điện tử cho phép hiển thị các giá trị đo rõ ràng, chính xác, trong thời gian nhanh nhất.

2. V~:Thang đo điện áp xoay chiều.

3. V- : Thang đo điện áp một chiều.

4. A~:Thang đo dòng điện xoay chiều.

5. A- :Thang đo dòng điện một chiều.

6. Ω: Thang đo điện trở

7. F: Thang đo điện dung

8. hFE:Thang đo hệ số khuếch đại dòng tĩnh

9. Núm vặn: Đây là bộ phận quan trọng của chiếc đồng hồ vạn năng, nó giúp bạn lựa chọn các thang đo và dải đo phù hợp, đáp ứng nhu cầu làm đo lường.

10. Hold: Đây là nút giữ dữ liệu, đảm bảo kết quả đóng băng cho phép theo dõi và đọc kết quả dễ dàng.

11. Giắc cắm: bao gồm giắc cắm đỏ và giắc cắm đen, có tác dụng kết nối với đầu dò để thực hiện phép đo đơn giản hơn. Thông thường giắc cắm ở đồng hồ vạn năng số sẽ nằm ở cuối của máy đo điện. Một số đồng hồ vạn năng còn sở hữu tới 3, 4 giắc cắm.

• Giắc cắm Ampe (ký hiệu: A): kết nối với đầu thử nghiệm màu đỏ, có chức năng: thực hiện các phép đo dòng đến 10,00 amps; đo dòng của tần số và chu kỳ nhiệm vụ; kẹp hiện tại đầu ra mA tùy chọn cho các phép đo dòng từ 400A trở lên.

• Giắc cắm mA (milliamp, microamp) (ký hiệu mA, µA): kết nối với đầu dò thử nghiệm màu đỏ, thường có với chức năng chính là: đo dòng điện từ 0 microamp (µA) đến 400 milliamp (mA; lên đến 600 mA trong 18 giờ), đo hiện tại của tần số và chu kỳ nhiệm vụ, kẹp dòng điện đầu ra mA tùy chọn cho các phép đo lên đến 600 amps AC.

• Giắc cắm COM (ký hiệu COM): kết nối với đầu dò màu đen, dùng để thực hiện tất cả các phép đo dòng điện, điện áp, điện trở, tần số,... kết nối thấp cho phép đồng hồ vạn năng đo mạch hay các linh kiện, phụ kiện điện tử

• Một số giắc cắm khác như: Điện áp (V), điện trở (Ω), kiểm tra diode, điện dung và nhiệt độ (tùy thuộc vào thiết bị có thể có hoặc không), kết nối với dây màu đỏ của thiết bị.

XEM THÊM: Công dụng và chức năng của đồng hồ vạn năng

Nguyên lý làm việc của đồng hồ vạn năng kỹ thuật số

Ở phần trên, chúng tôi đã hiểu rõ hơn về cấu tạo và các phím chức năng thường gặp trên đồng hồ vạn năng số. Tiếp đến phần này, chúng tôi sẽ giúp bạn tìm hiểu về nguyên lý đồng hồ đo điện vạn năng .

Để hiểu rõ hơn về nguyên lý làm việc của đồng hồ vạn năng số, bạn có thể theo dõi sơ đồ nguyên lý đồng hồ vạn năng dành cho đồng hồ vạn năng kỹ thuật số dưới đây để hiểu rõ hơn về tất cả các khối chức năng của nó.

Như vậy qua bài viết ttrên, kyoritsuvietnam.net đã giúp bạn hiểu rõ hơn về cấu tạo đồng hồ vạn năng và nguyên lý làm việc cơ bản của nó. Hy vọng rằng, từ những chia sẻ trên đây của chúng tôi, các bạn đã hiểu rõ về cơ chế vận hành và ý nghĩa của các chức năng có trên cả 2 loại đồng hồ vạn năng. Nếu có bất cứ thắc mắc nào cần được giải đáp thêm, hãy liên hệ với chúng tôi qua hotline 0902 148 147 - 097 924 4335 được được giải đáp.