Мультиметр

Устройство и принцип работы

Цифровой мультиметр работает по принципу сравнения входного сигнала с опорным значением. Он базируется на контроллере с блоком аналогово-цифрового преобразователя (АЦП) двойного интегрирования. В схеме имеется элемент, способный анализировать величину поступающего напряжения.

Пределы измерений изменяются с помощью делителей напряжения резисторного типа. При наличии возможности деления в милливольтовом диапазоне у прибора появляется способность варьирования коэффициента усиления. Электрическое напряжение измеряется при непосредственном включении мультиметра в измеряемую электрическую цепь.

Для замера величины тока определяется падение напряжения на встроенных сопротивлениях. В схеме имеется несколько таких резисторов, что позволяет варьировать диапазоны измерений. Сопротивление определяется по току на резисторе, который подключается с помощью обратной связи усилителя.

Конструкция

Комплектация аппарата включает сам электронный прибор и 2 щупа с проводами разной расцветки. Для питания прибора устанавливается батарейка на 9 В.

На внешней стороне мультиметра располагается экран (дисплей), переключатель на несколько позиций и гнезда для подведения проводов со щупами (3 или 4 штуки).

На переключателе и лицевой панели используются следующие обозначения:

1. Включение – «OFF» или установка специальной кнопки.
2. Режим для измерения переменного напряжения — ACV или (V~), а переменного тока — АСА или (А~).
3. Режим для измерения постоянного напряжения DCV или (V-), а постоянного тока – DCA или (А-).
4. Режим измерения электрического сопротивления — Ω.
5. Для измерения характеристик транзисторов предусматривается режим hFE.

Режимы измерения некоторых параметров имеют несколько диапазонов. Сопротивление может измеряться в таких диапазонах – 200 и 2000 Ом; 20, 200 и 2000 кОм. Для постоянного тока предусмотрены режимы – 200 и 2000 мкА, 20 и 200 мА, а также до 10 А. Напряжение может измеряться в диапазонах – 200 и 2000 мВ; 20, 200 и 600 В.

Важно. При эксплуатации прибора важно правильно пользоваться разъемами для подключения щупов. Если подключение выполнено неверно, может сгореть встроенный предохранитель, а то и сам прибор.

Индексом «СОМ» обозначается общий ввод, заземление или минусовой электрод. К нему подводится проводник черной расцветки и задействован он при любом измерении. Разъем «VωmA» нужен при измерении напряжения, сопротивления и силы тока, не превышающего 200 мА. Разъем «10А» или «10ADC» можно задействовать при измерении тока в пределах до 10 А или указанной величины.

Как пользоваться мультиметром?

При проведении измерения нужного параметра прибор подключается непосредственно в электрическую цепь. Для определения тока аппарат соединяется последовательно с элементами схемы. При измерении напряжения на нужном элементе щупы подключаются параллельно ему.

Как измерить сопротивление?

Последовательность действий:

• подсоединение проводов щупов в нужные гнезда прибора;
• установка диапазона на переключателе;
• подключение щупов параллельно измеряемому элементу;
• считывание показания.

Выбор нужного диапазона на переключателе производится по таким правилам:

1. Если уровень сопротивления элемента известен, а надо определить его годность или соответствие характеристики номиналу, то предел выбирается близким к значению сопротивления, с небольшим превышением.
2. Если уровень данного параметра неизвестен и может колебаться в очень широком диапазоне, то вначале устанавливается максимальный режим. Постепенно снижая границы, устанавливается оптимальный предел измерений.

Обратите внимание Если при измерении сопротивления отображается значение «1», то это означает, что его величина превышает максимальное значение выбранного диапазона. Необходимо переключиться на следующий режим.

Как замерить силу постоянного тока?

Порядок проведения измерения силы тока аналогичен предыдущему варианту, но щупы подсоединяются последовательно, т.е. в разрыве электрической цепи. Провода щупа подключаются в нужные клеммы прибора с учетом величины измеряемого тока, а также полярности. Минус на схеме должен совпадать с клеммой «СОМ». Выбор пределов измерения проводится также, как описано выше.

Важно! При измерении значительной силы тока, т.е. в диапазоне до 10 А, продолжительность процедуры не должна превышать 12-15 сек.

Особенности определения переменного тока

При желании определить силу переменного тока следует помнить, что не все мультиметры имеют такую функцию. Например, модель М-831 измеряет только постоянный ток. Для того, чтобы иметь такую возможность, надо проверить наличие соответствующего обозначения на переключателе.

Если такая функция в приборе предусмотрена, то измерения проводятся аналогично предыдущему случаю. При этом не имеет значение, какой провод будет присоединен к клемме «СОМ».

Определение значений электрического напряжения

Чаще всего возникает потребность определения величины напряжения элемента питания – батарейки или аккумулятора.

В этом случае обеспечивается такая последовательность действий:

1. Узнается номинал элемента по надписи на корпусе или паспорту. Для примера, рассмотрим батарею на 9 В.
2. Устанавливается наиболее близкий диапазон измерения на переключателе. В рассматриваемом примере – 20 В.
3. Щуп с черным проводом присоединяется к клемме «СОМ» на приборе и минусу на батарее, а щуп с красным проводом – с клеммой «VωmA» и плюсом батареи.
4. Включается прибор и снимается показание с экрана.

Когда измерение проводится на схеме, где неизвестно напряжение, то вначале устанавливается максимальный предел. Обычно он составляет 600 В, а затем постепенно уменьшается до оптимального диапазона. Щупы подсоединяются параллельно измеряемому элементу.

Величина переменного напряжения измеряется аналогично. Наиболее часто мультиметр используется при определении наличия и значения напряжения в розетке. В этом случае устанавливается верхний предел, а щупы вводятся в гнезда розетки.

Как прозванивать провода?

Один из распространенных способов выяснения причин выхода из строя бытовой техники – прозвонка проводов, т.е. определение целостности токопроводящей жилы. Задача решается путем измерения сопротивления на нижних пределах переключателя. В принципе сама величина сопротивления особого значения не имеет.

Тестирование проводится в таком порядке. Щупы присоединяются к разным концам измеряемого провода. Если он в норме, то сопротивление его оценивается в миллиоммах, т.е. близко к О. При наличии обрыва, цепь нарушается и значение сопротивления измеряется в мегаоммах, а на нижних пределах измерения будет показывать «1».

При проведении измерения в резисторах с большим значением сопротивления надо учитывать, что при целом проводе его сопротивление не будет ниже номинала, а при обрыве его величина значительно выше. Прозвонка мультиметром катушек проводится на диапазонах, соответствующих номинальному значению сопротивления элемента.

Электробезопасность при работе

Сам по себе мультиметр не представляет опасности для человека, т.к. его питание не превышает 9 В. При измерении параметров на элементах, не подключенных к электросети, не требуется особых подходов к электробезопасности.

Осторожность необходимо соблюдать при работах на подключенных схемах и оборудовании.

Опасность для человека начинается при напряжении выше 100 В и токах более 10 А.

При работе под напряжением необходимо соблюдение следующих мер предосторожности:

1. Использование только стандартных щупов с хорошо изолированными проводами.
2. Присоединение проводов к клеммам прибора должно быть надежным.
3. При проведении измерений нельзя касаться клемм и оголенного участка щупа.
4. Особую опасность представляет повышенная влажность и вода на поверхности прибора или измеряемых элементов.
5. Не следует измерять сопротивление элементов, находящихся под напряжением. Этот параметр определяется при отключенной электроэнергии.
6. Наибольшую опасность таит в себе измерение силы тока, т.к. прибор подключается последовательно в цепь и весь ток проходит по проводам тестера. При измерении тока свыше 10 А подключение надо проводить при отсутствии напряжения.

Мультиметр цифровой

Мультиметр цифровой — это универсальный прибор для измерения электрических параметров, который сочетает действие амперметра, вольтметра и омметра в одном приборе, который выводит показания на небольшой дисплей. Существуют, как стендовые, так и переносные мультиметры.

Мультиметр цифровой Обратите внимание на основы электричества и на приборы электроники.

Преимущество цифрового мультиметра над приборами с измерительным механизмом заключается в том, что показание прибора по шкале должны пересчитываться в том случае, если стрелка прибора остановилась между отдельными делениями на шкале. Цифровые измерительные приборы не нуждаются в перерасчете показаний, изображая их в виде чисел на дисплее. Также цифровые мультиметры более чувствительны к малым изменениям тока и поэтому более точны по сравнению с другими приборами, измеряющими электрические параметры.

На постсоветском пространстве такой прибор известен под сленговым названием «Цэшка», т.к. названия советских мультиметров начинались с буквы «Ц».

Принцип действия цифрового мультиметра

В основе цифрового мультиметра лежит АЦП двойного интегрирования — аналого-цифровой преобразователь, в котором входной сигнал сравнивается с опорным.

Для того, чтобы измеритель показывал величину электрического параметра, измеритель должен быть электрически подсоединен к схеме или ее компоненту. Эти подсоединения выполняются набором проводов. Черный провод обычно называется общим или отрицательным, красный — положительным.

На одном конце каждого из проводов находится вилка, которая подключается в гнездо измерителя. Другой конец каждого провода используется для создания контакта со схемой или ее компонентом, который должен быть промерен.

Чтобы измерить постоянный ток, измеритель должен быть включен последовательно со схемой, в которой производятся измерения. Если прибор, который настроен на измерение тока, случайно будет включен параллельно с источником напряжения, напряжение может послужить причиной того, что избыточный ток потечет через измеритель и повредит его.

Чтобы измерить напряжение, измеритель должен быть включен параллельно с источником напряжения. Поскольку напряжение одинаково во всех ветвях параллельной схемы, напряжение, которое должно быть измерено, будет и на измерителе, в результате чего измеритель покажет уровень напряжения.

Измерения сопротивлений должны проводиться на обесточенных цепях. При измерениях сопротивлений используется небольшая внутренняя батарея для питания схемы измерителя и сопротивления, которое должно быть измерено.