Multimetar C4313

Danas je nabavljen multimetar oznake C4313 (Ц4313) iz 1970-tih godina. Instrument je porijeklom iz bivšeg SSSR-a te se vjerojatno proizvodio u tvornici Električnih mjernih instrumenta iz Ukrajine (Электроизмеритель), da bi se zatim distribuirao širom svijeta preko moskovskog izvoznog poduzeća Mašpriborintorg (Машприборинторг – MPI).

Ukrajinska tvornica Электроизмеритель osnovana je 1956. godine te je i danas prisutna na tržištu sa širokim spektrom električnih mjernih instrumenata. Veliko moskovsko poduzeće Машприборинторг nema vlastitu proizvodnju već je osnovano 1959. godine isključivo kao izvozno državno poduzeće za distribuciju tehničkih proizvoda iz brojnih tvornica SSSR-a. Ova tvrtka se i danas bavi izvozom i uvozom elektroničkih i drugih tehničkih proizvoda kao dio Russian Electronics holdinga.

Na instrumentu nalazimo i naljepnicu njemačkog proizvođača EAW (Elektro-Apparate-Werke) koja je nakon 2. svjetskog rata bila pod sovjetskom kontrolom. Tvrtka EAW (Elektro-Apparate-Werke) nastala je iz tvrtke Apparate-Werke Berlin-Treptow (AT)  koju je 1928. godine osnovao AEG. Ova tvrtka je tijekom 2. svjetskog rata proizvodila radio opremu za bombardere i podmornice te upravljačke sklopove za rakete V-2 pa su pred kraj rata njene tvornice uvelike bile uništene savezničkim bombardiranjem. Nakon rata tvrtku AT su preuzeli sovjeti (Istočna Njemačka DDR) i preimenovali je u Elektro-Apparate-Werke Berlin-Treptow (EAW), da bi nakon Staljinove smrti tvrtka po njemu dobila naziv Elektro-Apparate-Werke JW Stalin. U 1960-tim godinama u trendu “destaljinizacije” tvrtka opet mijenja ime u VEB EAW Berlin-Treptow ” Friedrich Ebert ” po bivšem predsjedniku komunističke Njemačke. Nakon ujedinjenja Njemačke 1990. godine tvrtka je transformirana u EAW Berlin GmbH i zatim je 1993. godine privatizirana. Međutim, novonastala tvrtka unatoč pokušajima prebacivanja proizvodnje na tržišno konkurentne proizvode nije se uspjela dovoljno modernizirati i prilagoditi novim trendovima te se raspala na manja neovisna poduzeća. Tijekom svojeg postojanja tvrtka EAW je osim mjernih instrumenata proizvodila ispravljače, releje, prekidače, vakuumske sklopke, instrumentacijsku i upravljačku tehniku, električna brojila, radio stanice i računala. Posljednji proizvodi tvrtke EAW u pokušajima opstanka na tržištu bili su radio kazetofoni i mikroračunalo P8000 bazirano na istočnonjemačkom klonu 16-bitnog mikroprocesora Zilog Z8000.

Na našem instrumentu stoji naziv tvrtke “Elektro-Apparate-Werke Berlin-Treptow”, što bi upućivalo na razdoblje cca 1946. do 1953. godine, no vjerojatnije je da se radi o razdoblju od 1961. do 1990. godine kad je puni naziv tvrtke bio “Elektro-Apparate-Werke Berlin-Treptow Friedrich Ebert”. Tome ide u prilog i oznaka patenta na instrumentu iz 1974. godine. Instrument C4313 se sasvim sigurno proizvodio u razdoblju od kraja 1960-tih do sredine 1970-tih godina za domaće i inozemna tržišta te su tijekom tog razdoblja nastajale i neke manje razlike u dizajnu kućišta te bojama i oznakama na prednjoj i zadnjoj ploči kao i na skali instrumenta. Instrument se proizvodio i u dvije klasificirane inačice. Osnovna inačica instrumenta oznake Ц-4313 bila je predviđena za upotrebu u umjerenim vanjskim klimatskim uvjetima (temperature od -10 do +40 °C i vlažnost zraka do 80%), a inačica oznake Ц-4313Т bila je prilagođena za upotrebu na područjima sa izrazito suhim ili vlažnim klimatskim uvjetima (temperature od -5 do +45 °C i vlažnost zraka do 95%). Instrument se isporučivao u metalnom kovčežiću istom kao i kod već opisanog instrumenta Ц-4328.

Mogućnosti mjerenja instrumenta C4313 su slijedeće:

• mjerenje izmjeničnog i istosmjernog napona do 600 V u deset mjernih opsega
• mjerenje izmjenične i istosmjerne struje do 1,5 A u osam mjernih opsega
• mjerenje otpora do 500 kΩ, odnosno 5 MΩ uz vanjsko istosmjerno napajanje 33-43 V u pet mjernih opsega
• mjerenje kapaciteta do 500 nF u jednom mjernom opsegu uz vanjsko izmjenično napajanje 190-245 V
• mjerenje pojačanja/gušenja u opsegu -10 do +12 dBm (proširivo na opseg -16 do +58 dBm)

Električna shema instrumenta je jednostavna i ne razlikuje se od većine drugih sličnih pasivnih analognih multimetara. Naponski mjerni opsezi kontroliraju se preko predotpornika, a strujni preko shuntova. S obzirom da smo ovo već više puta opisivali kod drugih multimetara ovdje ćemo se radije pozabaviti drugim stvarima, odnosno specifičnostima konkretnog primjerka.

Bolji pogled na kondenzatore i otpornik u krugu za mjerenje kapaciteta kondenzatora pomoću vanjskog izvora izmjeničnog napona (lijevo) i na diode u krugu ispravljanja napona za instrument kod izmjeničnih mjerenja.  

O točnosti i preciznosti analognih multimetara…

Kad se opisuju specifikacije nekog multimetra obično dobivamo ispisane sve mjerne opsege, te točnosti, preciznosti, rezolucije očitanja, unutarnje otpore, frekvencijske opsege i slične podatke za svaki mjerni opseg. Ovo donosi veliku količinu brojki i prosječni korisnik često ne obraća detaljnu pažnju na isto. S jedne strane ovo je i očekivano jer većina ovakvih multimetara ne spada u klasu preciznih ili laboratorijskih instrumenta te za većinu namjena to doista nije bitno. Onaj tko se bavi preciznim mjerenjima, mjerenjima na visokim frekvencijama, mjerenjima složenih izmjeničnih signala ili mjerenjima vrlo slabih ili vrlo jakih struja i napona svakako će biti svjestan da za to mora imati specijalizirani instrument i da ovakvi multimetri uglavnom nisu odgovarajući mjerni instrumenti za te namjene.

No ipak, čak i za neka standardna mjerenja ipak postoje razlike između pojedinih analognih multimetara. Ono što bi prvo trebalo gledati to je broj raspoloživih mjernih opsega za pojedino mjerenje. Svakako da postoji razlika između dva voltmetra, oba primjerice sa mjerenjem napona 0-600 V, ali gdje jedan za taj raspon ima tri naponska opsega, a drugi deset naponskih opsega. Svaki mjerni opseg zapravo praktično produžuje ukupnu mjernu skalu i time čini mjerenje preciznijim. Primjerice, ukoliko želimo očitati napon od 24 V onda će se on svakako puno bolje očitati na skali raspona 0-30 V nego na skali raspona 0-300 V ili još gore 0-600 V. No to nije sve. Što imamo više mjernih opsega to imamo mogućnost optički preciznije i električki točnije očitati napone unutar ukupnog opsega instrumenta.

Indeks klase točnosti, kako je naznačeno na skali našeg instrumenta, je 1,5 za istosmjerne i omski opseg te 2,5 za izmjenična i sva druga mjerenja. U praksi ćemo svakako radije uzeti mjerni instrument s manjim indeksom klase jer je takav instrument točniji. Indeks klase zapravo označava najveću postotnu vrijednost pogreške koju instrument može imati, pa tako indeks klase 1,5 označava granicu pogrešaka od ±1,5%, a indeks klase 2,5 označava granicu pogrešaka od ±2,5%. Ako nije drugačije navedeno (nema dogovorne vrijednosti), pogreška se računa sa punim otklonom kazaljke, što u praksi znači da će na većim otklonima kazaljke instrument imati uže granice pogrešaka nego na manjim vrijednostima. Uzmimo na primjer da vršimo mjerenja na izmjeničnim mjernom opsegu 300 V. Uz klasu točnosti 2,5 to znači da će pogreška mjerenja biti u granicama ±7,5 V (2,5% od 300 = 7,5). Ukoliko na ovom opsegu mjerimo napon gradske mreže od 240 V (kazaljka pri kraju skale) onda pogreška mjerenja može biti u rasponu 232,5 – 247,5 V što nije tako strašno. No, ukoliko na istom opsegu mjerimo napon iz nekog ispravljača od 12 V (kazaljka na početku skale) onda granica pogreške može biti u rasponu 4,5 – 19,5 V što je ogromna razlika. Vidimo dakle da su mjerenja kod analognih instrumenta to točnija što je otklon kazaljke veći, a to znači da će veći broj mjernih opsega uvelike povećati mogućnosti točnog očitanja različitih napona od same klase točnosti instrumenta.

Nerijetko se određeni napon ili struja na multimetru može očitati na više mjernih opsega, no iz navedenih razloga najtočnije mjerenje će uvijek biti na opsegu gdje je otklon kazaljke najveći. Stoga je od velikog značaja uvijek izabrati adekvatan mjerni opseg. Česta je pogreška ispitivanje mjernog instrumenta nekim fiksnim naponom na više mjernih opsega gdje se onda svugdje očekuje ista točnost očitanja. Iako se zahvaljujući linearnim skalama mjerena vrijednost može optički jednako dobro očitati na bilo kojoj poziciji, točnost očitanja će uvijek biti najveća što smo bliži punom otklonu kazaljke.

Uobičajeno je da izmjenični mjerni opsezi kod multimetara imaju veće granice pogrešaka od istosmjernih. To je iz razloga jer mjereni signal mora proći kroz neke ispravljačke elemente (obično diode) koje zbog svojih električnih i temperaturnih karakteristika unose dodatne pogreške. Također, što je frekvencija i veličina izmjenične struje ili napona veća to će sve više dolaziti do utjecaja pojava parazitskih kapacitivnih i induktivnih otpora koji će se pribrajati kalibriranim omskim otporima. Sama zavojnica zakretnog mjernog sistema predstavlja induktivitet, a posebno su na frekvenciju osjetljivi multimetri koji koriste žicom motane otpornike. Naravno i sami ispravljački elementi imaju ograničenja glede maksimalnih frekvencija na kojima zadržavaju ista električna svojstva.

O unutrašnjem otporu multimetra…

Jednostavni analogni multimetri koji izravno mjere napon preko otpornika i mjernog sistema za zakretnim svitkom imaju različite unutrašnje otpore na različitim mjernim opsezima, što je i razumljivo jer se za svaki mjerni opseg koristiti mjerni otpornik druge vrijednosti. Elektronski i suvremeni digitalni mjerni instrumenti uglavnom imaju uvijek isti unutrašnji otpor koji je određen unutrašnjim otporom ulaznog pojačala (obično reda nekoliko MΩ) te je on je redovno puno veći od unutrašnjih otpora pasivnih analognih instrumenata. To znači da pasivni instrumenti imaju i puno veću potrošnju struje od elektronskih instrumenata. Kod mjerenja napona sa jakih izvora ovo i nema toliki značaj no kad vršimo mjerenja na slabim izvorima struja ovo itekako može utjecati na točnost ili uopće mogućnost samog mjerenja.

U tablici smo naveli vrijednosti unutrašnjih otpora i potrošnje struje za pojedine opsege multimetra C4313. Vidimo da se potrošnja struje kreće u rasponu od 50 µA do 5 mA ovisno o vrsti mjerenja i mjernom opsegu. Ovo naravno neće utjecati na veliki broj uobičajenih mjerenja, no treba biti svjestan da ova opterećenja mogu uzrokovati pad napona na slabim izvorima struja što će mjerenja učiniti netočnim.

Što se tiče strujnih mjernih opsega zbog upotrijebljenih shuntova (otpornici malog otpora) može doći do pada napona na mjerenim izvorima i to do najviše 300 mV na svim strujnim mjernim opsezima. Kad se mjeri otpor, kroz strujni krug sa baterijom (4,5 V) teče struja u rasponu od 9 µA na najvišem mjernom opsegu do 90 mA prilikom mjerenja najmanjih vrijednosti otpora. Ovo vjerojatno neće uništi nijedan standardni otpornik no dobro je ovo znati ako ommetrom ispitujemo neke osjetljive elektroničke sklopove.

O opcionalnoj mogućnosti mjerenja kapaciteta…

Analogni multimetri iz razdoblja do 1980-tih godina često su imali dodan jedan mjerni opseg za mjerenje kapaciteta kondenzatora uz dovođenje vanjskog izvora izmjeničnog napona frekvencije 50 Hz (najčešće izravno mrežnog napona). Kod instrumenta Ц-4313 (a isto tako i kod mnogih drugih sličnih instrumenta) ovo zapravo funkcionira vrlo jednostavno. Pretpostavka je da svaki kondenzator na točno određenoj frekvenciji ima točno određeni otpor (impedanciju) te se mjerenje kapaciteta kondenzatora vrši mjerenjem njegovog otpora na frekvenciji 50 Hz. Kalibracijski elementi se odaberu tako se koristi postojeća omska skala, razlika je praktično zapravo samo u tome što se kod mjerenja omskog otpora koristi istosmjerni napon, a kod mjerenja kapacitivnog otpora se naravno mora koristiti izmjenični napon. Ovdje je dakle praktično riječ o mjerenju srednje vrijednosti ispravljene struje nabijanja kondenzatora određenog kapaciteta u izmjeničnom strujnom krugu poznate frekvencije. Ova metoda se može na različite načine koristiti za mjerenje kapaciteta kondenzatora no zbog određenih ograničenja češće je u upotrebi za mjerenje samog (visokog) napona koji se propušta kroz kondenzator.

Naš instrument ima mogućnost mjerenja kondenzatora do kapaciteta od 500 nF. Kondenzator od 500 nF na frekvenciji 50 Hz ima otpor 6,36 kΩ. Što je kondenzator manje vrijednosti njegov otpor će na 50 Hz biti veći. Tako će otpor kondenzatora od 100 nF biti 31,8 kΩ, kondenzator od 10 nF će pokazivati otpor od 318 kΩ, a otpor kondenzatora od 1 nF će na 50 Hz biti već prilično velikih 3,18 MΩ tako da se ovom metodom praktično ne mogu mjeriti kondenzatori malog kapaciteta (za njih bi bila potrebna viša frekvencija). Ova metoda ima i drugih nedostataka. Da bi izmjenični otpor kondenzatora doista odgovarao izračunima, napon kojim se vrši mjerenje mora biti točne frekvencije i čistog sinusnog oblika jer ukoliko postoje viši harmonici kondenzator će imati manju impedanciju. Nadalje, mjereni kondenzator nalazi se na određenom potencijalu izmjeničnog napona napajanja (ovisno o ugrađenom predotporniku i kapacitetu samog kondenzatora) tako da se ne može vršiti mjerenje na kondenzatorima predviđenima za niže napone. Mjerenje na elektrolitskim kondenzatorima također nije moguće jer se spajaju na izmjenični napon. Također treba uočiti (vidi shemu) da ako na stezaljku mase (*) spojimo fazu mrežnog napona, onda će ta faza biti i na jednoj strani ispitivanog kondenzatora tako da ovdje ne bi bilo loše koristiti galvanski odvojene izvore napona. Iz navedenih razloga ova metoda mjerenja kapaciteta se danas više ne koristi nego se uglavnom primjenjuju različite mosne i druge metode sa niskim mjernim naponima visoke frekvencije. Stoga, iako se na multimetru C4313 čini privlačnom mogućnost mjerenja kapaciteta kondenzatora u rasponu do 500 nF treba biti svjestan opisanih ograničenja.

Donja shema prikazuje koji elementi instrumenta Ц-4313 sudjeluju u mjerenju kapaciteta kondenzatora. Lijevo i desno su identične sheme, s time da je desno shema nacrtana na način da se bolje uoče strujne grane ukupnog mjernog sistema. Serijski otpornik od 1,1 MΩ ograničava struju i raspoređuje ukupni napon na ispitivani kondenzator što ujedno sprječava i mogući strujni udar rukovatelja uređajem. Time će kondenzatori u rasponu 10-500 nF zapravo biti na potencijalu od 50-1,2 V (veća vrijednost, odnosno manji otpor kondenzatora uzrokuje veći pad napona). Kondenzator od 1 nF bio bi već na potencijalu 163 V tako da je i ovo razlog zašto uređaj nije prikladan za male kapacitete. Serijski otpornik također štiti i od mogućnosti nastanka kratkog spoja na izmjeničnom mjernom krugu ukoliko je ispitivani kondenzator neispravan (proboj).

Struja se raspoređuje na dvije grane: jednu podesivu sa mjernim sistemom i jednu sa ispitivanim kondenzatorom. Prvo se bez ispitivanog kondenzatora struja kroz granu s mjernim sistemom podesi na najveći otklon kazaljke čime se kompenzira razlika u izmjeničnom mjernom naponu. Kad se zatim u strujni krug uključi i grana sa ispitivanim kondenzatorom dio ukupne struje će se rasporediti i kroz tu granu pa će na mjernoj grani doći do pada vrijednosti struje. Taj pad struje mjeri izmjenični ampermetar.

Serijski kondenzator od 60 nF (paralelni spoj kondenzatora 50+10 nF) dodan u kalibracijske grane uvelike daje izgled sheme kao one za mjerenje napona Chubb-Fortescue metodom, koja se također bazira na mjerenju struje nabijanja kondenzatora priključenog na izmjenični napon. Uloga ovog kondenzatora je svakako ograničenje struje i napona kroz mjerni sistem no isti u određenoj mjeri i kompenzira promjenu frekvencije mjernog napona jer će promjenom frekvencije paralelno promijeniti otpor na ovom kondenzatoru kao i otpor na ispitivanom kondenzatoru. Kod nekih multimetara sličnog tipa i u mjesto serijskog otpornika velikog otpora (1,1 M Ω) stavljen je kondenzator čime se onda zapravo mjeri pad napona na serijskom spoju ovog i mjernog kondenzatora.

U ispravljanju izmjeničnog napona sudjeluje samo jedna dioda (D1), dakle radi se o poluvalnom ispravljaču, tako da instrument na izmjeničnim opsezima pokazuje srednju vrijednost samo tih ispravljenih poluperioda. Stoga, kako bi instrument na svakom mjernom opsegu pokazivao jednake vrijednosti istosmjernog i srednjeg izmjeničnog napona, unutrašnji otpor instrumenta na izmjeničnim opsezima je puno manji nego na istosmjernim kako se i vidi iz naše tablice. U krugu mjernog instrumenta nalazi se još jedna dioda (D2) koja je obrnuto polarizirana od ispravljačke diode i ona premošćuje mjerni instrument zajedno sa još jednim otpornikom od 600 Ω. Ova dioda nema nikakav utjecaj na samo ispravljanje napona, nego rasterećuje ispravljačku diodu tako da stvara put protoka struje tijekom zaporne poluperiode (u našem slučaju negativne poluperiode). Tako dioda D1 pozitivne poluperiode napona propušta kroz mjerni instrument, a D2 negativne poluperiode napona premošćuje preko instrumenta. Instrumentu paralelno spojeni otpornik od 600 Ω smanjuje ukupni otpor mjernog sistema te povećava struju preko ispravljačke diode čime pomiče njenu radnu točku više prema linearnoj karakteristici kako bi ispravljanje napona u čitavom opsegu otklona instrumenta (posebno na početnim malim strujama) bilo linearno. Međutim s druge strane, smanjenje otpora smanjuje i osjetljivost mjernog sistema.

U 1970-tim godinama mrežni transformatori i generatori niskih izmjeničnih napona visoke frekvencije prikladni za mjerenja na kondenzatorima nisu bili rašireni kao danas te se sveprisutni mrežni napon 220V/50 Hz činio kao dobra alternativa. No, kao što smo vidjeli, osim što se radi sa naponom opasnim po život, njegova relativno niska frekvencija ograničava donju granicu mjerenja na cca 10 nF, a čitav mjerni sklop je i osjetljiv na bilo kakve nestabilnosti glede napona, frekvencije i izobličenja idealnog sinusnog napona. Također, ovdje nisu nigdje uračunati ni gubici kondenzatora tako da će mjerenje biti točnije što su kondenzatori sa manjim gubicima.

O famoznoj crvenoj decibel (dB) skali na multimetrima…

Na analognim mjernim multimetrima često se nalazi skala baždarena u dB (decibelima). Ovo mjerenje je dosta specifično i relativno usko orijentirana pa se u praksi puno rjeđe koristi od mjerenja napona, struje i otpora. Većina korisnika multimetra ignorira ovu vrstu mjerenja, a i u samim uputama često se zaobilaze detaljna objašnjenja istog. Mi ćemo ovdje pokušati na što je moguće jednostavniji način objasniti čemu zapravo služi ova skala i ovo mjerenje.

Za razliku od mjerenja tipičnih apsolutnih električnih veličina (kao što je to klasično mjerenje napona u voltima, struje u amperima, otpora u omima, snage u vatima itd.), decibel (dB) je jedinica koja ne pokazuje isključivu vrijednost neke pojedinačne električne veličine, nego pokazuje relativan odnos između dvije električne veličine, odnosno konkretno međusobni odnos snaga između dva različita električna signala, od kojih je jedan najčešće referentni.

Ovdje moramo odmah napomenuti da se u praksi obično ne mjeri izravno snaga signala (zbog složenosti instrumentacije) nego se mjeri samo naponska razlika između dva promatrana signala, te se zatim nivo snage izražava pomoću napona (P=U²/R). Međutim, iz formule vidimo da ovdje onda treba uračunati i otpor, tako da bi idealno bilo da je otpor na oba naponska nivoa koja uspoređujemo jednak, čime će onda i nivoi snage i napona biti jednaki.

Kod mjernih instrumenta poput našeg decibel skala se dakle baždari tako da prikazuje odnos mjerenog napona u odnosu na neki referentni napon. Obično je to napon od 0,775 V na otporu od 600 Ω i to je uvijek negdje na instrumentu naznačeno. U našem slučaju na zadnjoj ploči stoji smjernica: “0” dB – 0,775V. Odabir upravo ovih referentnih vrijednosti napona i otpora seže još iz doba prvih telefonskih električnih krugova gdje se su mjerila pojačanja i gušenja telefonskih komponenti u decibelima ili neperima. Žičane telefonske električne komponente i vodovi dizajnirani su za impedancije 600 Ω i taj standard je uglavnom zadržan i do danas. Tako se standardni telefonski mikrofon promatra se kao generator napona od 1,55 V sa unutarnjim otporom od 600 Ω koji šalje struju preko vodova impedancije 600 Ω na potrošače (slušalica, zvučnik) istog unutarnjeg otpora. U takvom krugu napon na potrošaču iznosi 0,755 V, a struja kroz isti 1,29 mA iz čega proizlazi da ukupna snaga koju mikrofon predaje liniji i potrošaču iznosi 1 mW. Referentni izvor se stoga definira tako da priključen na otpor od 600 Ω razvija snagu od 1 mW. U tom slučaju elektromotorna sila generatora je 0,775 V, a njegova izlazna struja 1,29 mA. Jednostavno pojašnjeno, ovo je slučaj idealnog telefonskog kruga sa tri osnovna elementa: mikrofon, prijenosni vod i zvučnik, sve dizajnirano za impedanciju 600 Ω. U takvom krugu dakle nema nikakvih elemenata pojačanja kao ni s druge elemenata gušenja jer je sve je prilagođeno na istu impedanciju tako da prijenos snage bude sa najmanjim mogućim gubicima. Ovaj slučaj je stoga uzet kao referentni. Da bi dobili snagu veću od referentne u krug moraju biti uvršteni neki pojačivački elementi, a da bi snaga bila manja od referentne u krugu moraju biti elementi gušenja, kao što su neprilagođene impedancije, neispravni elementi i slično.

Prikazivanje odnosa snaga dva signala u decibelima vrlo je praktičan u mnogim područjima elektronike i signalne tehnike gdje između dva mjerena signala mogu postojati ogromne razlike u snazi. Ovo posebice dolazi do izražaja kod različitih pojačala gdje se slabi ulazni signali nerijetko pojačavaju nekoliko stotina, tisuća pa i milijuna puta. Decibel skala je logaritamska što je posebno praktično za uspoređivanje tako velikih razlika. Npr. ukoliko mjerimo signal snage 1 mW tada je pojačanje 0 dB jer jednako toliko iznosi i referentna snaga. Ako je ulazni signal 10 mW to odgovara pojačanju od 10 dB, za ulazni signal 1 W pojačanje je 30 dB, a za ulazni signal 100 W pojačanje je 50 dBm, a za signal snage 1000 W pojačanje raste za svega 10 dB i iznosi 60 dB. Pomoću decibela vrlo je jednostavno i računanje ukupnog pojačanja više pojačala (pojačalo od 10 dB i pojačalo od 20 dB daju ukupno pojačanje od 30 dB) kao i s druge strane ukupnog slabljenja vodova, filtra i drugih komponenti u lancu.

S obzirom na vrstu mjerenja referentna snaga (napon) može biti različita i to mora biti na instrumentu naznačeno, bilo opisno ili sa dodanim sufiksom jedinici dB. Tako se za naš slučaj za referentnu snagu od 1 mW često koristi oznaka dBm (“m” kao mW) i ako nam se neda računati sa logaritmima na internetu lako možete naći gotove izračune za pretvaranje snage u dBm i obrnuto. Postoje i brojni drugi sufiksi koji označavaju usporedna mjerenja sa nekim drugim referentnim vrijednostima. Tako npr. dBV označava referentni napon od 1 V, bez obzira na otpor (impedanciju) i koristi se primjerice za mjerenje osjetljivosti mikrofona. Slično tome dBμV označava referentni napon od 1 μV i široko se koristi u mjerenjima jačine RF signala na mjestu prijema te specifikacijama pojačala za RTV i slične prijemne antene. Kao primjer jedne neelektrične veličine jedinica dB SPL (razina zvučnog tlaka) predstavlja mjerenja sa referentnim zvučnim tlakom od 20 μPa što je otprilike najtiši zvuk koji čovjek može čuti. Postoji još puno različitih mjerenja odnosa snaga sa različitim referentnim vrijednostima, no uvijek je važno da iste budu i označene na mjernom instrumentu i pravilno prikazane odgovarajućim sufiksom.

Tablica prikazuje relaciju između izmjerenog napona u V, očitanog odnosa snage u dB i stvarne snage signala u mW kada se mjerenje vrši na mjernom opsegu 3V/600Ω.

Možemo dakle reći da kod našeg instrumenta imamo mogućnost mjerenja pojačanja do +12 dBm (16 mW) i slabljenja do -10 dBm (0,1 mW) signala u odnosu na referentnu snagu od 1 mW, odnosno preciznije rečeno u odnosu na referentni napon 0,755 V pri otporu 600 Ω jer kod drugačijeg otpora mjerenje u dB neće biti točno ukoliko se ne uračuna korekcija. Naime, na naponskom opsegu 3;dB na kojem se mjeri omjer snaga u decibelima naš mjerni instrument ima unutrašnji otpor od točno 600 Ω. Ovo je standardizirana mjerna jedinica za definiranje pojačanja i slabljenja elektroničkih sklopova i komponenti koje su se koristile u telefoniji i telegrafiji, međutim u današnjoj radio tehnici, telekomunikacijama, audio tehnici i sličnim granama elektronike sklopovi se najčešće baziraju na otporu 50 ili 75 Ω (rijeđe 150 ili 300 Ω) što znači da se ovakvim instrumentom mjerenjem nivoa napona ne mjeri izravno i nivo snage u dBm, pa je potrebna korekcija. Naravno, svaki mjerni instrument ima ograničenje i u frekvencijskom opsegu u kojem može precizno mjeriti. Na našem instrumentu na naponskom opsegu od 3 V moguće je mjerenje izmjeničnih signala u frekvencijskom rasponu 45-2000 Hz, maksimalno do 5000 Hz.

Kad se sve zbroji, mjerno područje za mjerenje odnosa snaga u dB na našem instrumentu (kao i na gotovo svim drugim multimetrima) prilagođeno je isključivo za mjerenje na telefonskim instalacijama karakteristične impedancije 600 Ω preko koje se prenose audio signali u ograničenom telefonskom audio opsegu 300-3400 Hz. Također, mjerenje je ograničeno na raspon snaga od -10 dBm do +20 dBm. Svako drugo mjerenje: na drugim impedancijama, na drugim naponskim mjernim opsezima ili na višim frekvencijama dalo bi netočne rezultate, odnosno bilo bi potrebno uračunati korekciju. Drugim riječima, kod multimetara je iskorišten naponski mjerni opseg sa unutarnjim otporom od 600 Ω tako da se može usporedno koristiti za mjerenje odnosa snaga signala iz izvora sa otporom (impedancijom) od također 600 Ω, a to su u praksi isključivo niskofrekventni signali sa žičanih telefonskih instalacija. Danas rijetko tko još uopće ima analognu žičnu liniju, no multimetri se po tom pitanju ne mogu lako prilagoditi modernim zahtjevima, poput mjerenja odnosa snaga danas uobičajenih VF signala na karakterističnim impedancijama od 50 Ω. Mali unutrašnji otpor od 50 Ω  svakako bi zahtijevao ugradnju pojačala i drugih elektroničkih sklopova, a zbog VF signala čitav uređaj sa mjernim kablovima morao biti oklopljen i dizajniran za prijenos VF struja bez gubitaka. U svakom slučaju ne bi bilo dovoljno samo iscrtati novu skalu i dodati kalibracijski otpornik kao što je to slučaj s 600 Ω mjerenjima na niskim frekvencijama. Ono što se može još izvući iz ovakvog multimetra to je proširenje opsega mjerenja odnosa snaga u dB tako da se mogu mjeriti manje i veće snage. To se naravno radi tako da mjerenje vršimo na nižim ili višim izmjeničnim naponskim opsezima. S obzirom da je na njima otpor različit od 600 Ω ponekad se kod multimetara daju podaci o korekcijskim faktorima za mjerenje na nekim drugim opsezima.

Tablica pokazuje koliko je dB potrebno oduzeti ili dodati očitanoj vrijednosti na instrumentu C4313 ukoliko se mjerenje odnosa snaga vrši na izmjeničnom naponskom opsegu različitom od 3V/600Ω.

Možda se iz opisa multimetra C4313 čini kako su instrumenti iz 1970-tih godina bili baš nezgrapni za mjerenje, slabe točnosti i sa puno ograničenja. Također se može činiti kako su moderni digitalni multimetri naspram njih gotovo savršeni, potpuno automatski glede mjernih opsega i kalibracije, tolerantni na pogreške rukovatelja, velikog unutrašnjeg otpora i velike točnosti koja se očitava u nekoliko decimala. Zahvaljujući modernoj elektronici sve ovo je uglavnom i stoji. No iako je prosječna točnost analognih multimetara od 2,5% ili 1,5% kod današnjih digitalnih multimetara povećana prosječno na 0,5% ipak treba biti oprezan. Puno decimalnih brojki na digitalnom displeju uopće ne mora značiti da je instrument doista i točan do tih vrijednosti, odnosno rezoluciju digitalnog prikaza često ne prati i točnost do te rezolucije. Zahvaljujući masovnoj serijskoj proizvodnji, jeftinim kopijama, ugrađivanim jednostavnim (lošim) A/D pretvaračima, konkurenciji i ostalim tržišnim izazovima lako se može dogoditi da kupimo vizualno i cjenovno atraktivan multimetar koji će na kraju imati točnost goru od najgoreg pogonskog analognog instrumenta ili iritirajuće sporu brzinu mjerenja. Ako želimo imati kvalitetan, točan i precizan mjerni instrument onda ćemo danas, jednako kao i nekad, istoga morati kupiti od renomiranog proizvođača i platiti ga po isto tako renomiranoj cijeni. Pa ipak, mogućnosti da kupimo mačka u vreći danas su daleko veće nego nekad 🙂