Предтеча мультиметра — гальванометр
Многие из нас практически ежедневно использует мультиметр — по работе или в ходе реализации каких-то хобби-проектов. Есть простенькие мультиметры, которые измеряют лишь силу тока и напряжение. Есть очень сложные приборы, которые, кажется, способны измерить все, что угодно.
Понятно, что мультиметры — относительно новый класс устройств, поскольку массовое распространение электричества на производствах и в домах стартовало чуть более века назад. Соответственно, и приборы, способны измерять параметры электрического тока в сетях, стали массовыми далеко не сразу. Давайте посмотрим, кто причастен к изобретению мультиметров и как они стали популярными.
Самый первый
Начало всему было положено около двух веков назад. Первым в серии важных событий был датский ученый Ханс Кристиан Эрстед. Об одном из его открытий известно любому школьнику. Так, Эрстед пропускал ток через проводник, а рядом помещал корабельный компас. Как только включали ток, стрелка компаса отклонялась от нормального положения. Так была открыта не только индукция, но и магнитное поле. Правда, сами эти термины появились позже.
Почему гальванометр? Название прибора возникло благодаря другому человеку — Луиджи Гальвани. Он не только занимался опытами с проводниками, а изучал электрические явления при сокращении мышц в организмах. Снова-таки, известный всем медикам опыт, когда при подведении электричества к препарированной конечности лягушки начинает сокращаться мышца, первым описал Гальвани. Соответственно, появился термин «гальванизм» — изначально это было как раз сокращение мышц под влиянием тока.
Ну и, наконец, Майкл Фарадей открыл электромагнитную индукцию и сумел объяснить это явление. Кстати, Фарадей сделал свое открытие одновременно с Джозефом Генри, но именно Фарадей описал первым результаты экспериментов. К слову, Фарадей уже пользовался гальванометром.
Самый чувствительный и надежный прибор для своего времени, который называется астатический гальванометр, создал Леопольдо Нобили в 1825 году. Ученый представил его в 1825 году на заседании Моденской Академии наук.
На протяжении 200 лет инженеры и ученые разработали большое количество самых разных гальванометров. По принципу действия их можно разделить на:
- Магнитоэлектрические, электромагнитные.
- Тангенциальные.
- Тепловые.
- Зеркальные.
Ну хорошо, а что с мультиметром?
Мультиметры появились уже в XX веке, в самом начале — тогда массово стали появляться не только радиоприемники, но и другие устройства. Изобретателем мультиметра считают инженеру почтового отделения Королевской почты Великобритании Дональду Макади. Согласно записям самого инженера, его очень утомляла необходимость носить с собой несколько приборов для измерения характеристик сетей того времени.
И его можно понять. Ниже — фотографии вольтметра и амперметра, модели были разработаны и использовались как раз примерно в то время. Кстати, источник фотографий — интереснейший сайт с фотографиями массы измерительных приборов, радиоприемников и т.п., использовавшихся десятки лет назад.
Поэтому он разработал универсальное устройство, способное получать данные о напряжении, силе тока и сопротивлении. При этом название «мультиметр» появилось не сразу — сам инженер назвал свой девайс «Авометр».
Спустя всего три года на производство таких устройств были брошены усилия целой фабрики, принадлежащей компании Automatic Coil Winder and Electrical Equipment Company (ACWEEC) — настолько они стали востребованными.
С течением времени появились не только громоздкие «чемоданчики», как на рисунках и фотографиях выше, но и карманные модели. Карманный мультиметр действительно помещался в карман, здесь нет никакого обмана.
Их функциональность была меньше, точность — ниже. Корпус нужно было подключать к минусу, что стало причиной большого количества случаев поражения электрическим током. Такие «часики» были небезопасными. Результаты измерений были очень приблизительными. Тем не менее, в большинстве случаев их возможностей хватало с головой.
Кстати, цена девайсов в 17-31 доллар США не была низкой. Тогда стоимость доллара была совсем иной. На нынешние деньги это около $300-500, так что приобрести авометры могли либо компании, либо обеспеченные инженеры, ученые и т.п.
Чуть позже появились мультиметры с вакуумной трубкой. Она позволяла проводить точные измерения характеристик схем, где необходим высокий входной импеданс. Такие устройства не оказывали существенной нагрузки на тестируемую цепь.
Компания, выпускавшая авометры, стала весма успешной. В 1930-х годах, когда появились выпрямители из оксида меди, мультиметры стали еще совершеннее. В течение многих лет компания AVO была лидером в области разработки мультиметров, способных измерять переменное напряжение и ток, а также сопротивление и обычные диапазоны постоянного тока. К 1965 году компания продала более 1 млн авометров.
Были, конечно, и другие производители, большинство которых появилось уже после 30-х годов. Ниже — фотография мультиметра от Supreme, который использовался в армии США в 40-х годах.
Чуть позже появились мультиметры с цифровыми дисплеями. Первый был разработан и поступил в продажу в 1953 году.
Вот советские мультиметры — модель Ц20 1958 года выпуска и 1972. Последний получил полистироловый корпус и шесть пределов измерения напряжений вместо пяти.
Ц-20 позволял измерять:
- сопротивление до 500 кОм;
- напряжения постоянного тока до 600 В;
- напряжения переменного тока (50 Гц) до 600 В;
- силы постоянного тока до 750 мА.
А вот модель 1967 года, кона получила название NLS X-2 DMM.
Следующая модель, 1975 года, выглядит уже вполне по-современному. Наверное, какие-нибудь компании до сих пор выпускают нечто подобное.
А вот модель, которую выпустили в начале 80-х. Здесь вообще уже почти нет отличий с современными устройствами — даже «пищалка» есть, которая позволяет быстро обнаруживать короткое замыкание.
Точность мультиметров очень высокая. Начиная с 70-х годов прошлого века не поменялось почти ничего. Ниже, на фотографии — сравнение результатов измерения мультметров одного и того же производителя, начиная с модели 70-го года и заканчивая 2013-м.
Ну а с более современными мультиметрами читатели Хабра уж точно знакомы. Кстати, расскажите, какие модели вы используете и почему именно их можете рекомендовать?
