В процессе проверки или ремонта электрических цепей часто требуется измерять их основные параметры — напряжение (U), ток (I), сопротивление (R). Для это лучше всего подойдёт комбинированный прибор — мультиметр, которым необходимо научиться правильно пользоваться.
Содержание
Как пользоваться мультиметром: пошаговые инструкции
Исторически первые мультиметры имели аналоговый принцип действия. Но с течением времени и развитием электронных компонентов более распространёнными стали цифровые приборы.
Аналоговый прибор
Аналоговый мультиметр также называют стрелочным
Аналоговый прибор отображает величину измеряемого параметра с помощью стрелки, перемещающейся по шкале с делениями.
Схема
Одним из первых аналоговых комбинированных приборов появился легендарный тестер ТТ-1. Он был прост и надежен. По его схеме в 50-е годы многие советские радиолюбители конструировали свои собственные мультиметры.
Основными элементами схемы такого аналогового мультиметра являются:
- чувствительный микроамперметр постоянного тока;
- набор резисторов;
- переключатель вида измерений;
- выпрямительный элемент;
- элементы питания;
- входные и выходные разъёмы.
С помощью переключателя резисторы подключаются последовательно и параллельно микроамперметру, что позволяет с помощью одного и того же прибора измерять различные параметры электроцепи.
Для определения переменного напряжения в схему вводится выпрямительный диод. Сопротивление цепи измеряется с использованием элементов постоянного тока.
Аналоговый мультиметр показывает величину измеряемого параметра с помощью стрелки
В современных моделях аналоговых мультиметров (например, серии Ц4352) кроме I, U и R, могут измеряться величины ёмкости, а также некоторые характеристики транзисторов и диодов.
Порядок измерения напряжения
- Проверяется нахождение стрелки на нуле. В случае несовпадения положения стрелки с нулём шкалы арретиром головки прибора производится коррекция стрелки.
- С помощью переключателя рода работ выбирается тип (DCV — постоянное или ACV — переменное) и диапазон его измерения. Если значение напряжения неизвестно, то вначале устанавливается максимальный диапазон.
- С помощью щупов прибор подключается к схеме и производится замер. Для получения более точного измерения желательно, чтобы стрелка располагалась во второй половине шкалы. Для этой цели подбирается наиболее оптимальный диапазон измерения.
- При измерении постоянного напряжения надо соблюдать полярность подключения. Если полярность неправильная, то стрелка прибора отклонится в левую сторону. В этом случае необходимо перекинуть щупы.
- Чтобы определить величину напряжения необходимо узнать цену деления шкалы. Для этого максимальное значение используемого диапазона делится на число делений.
- Величина напряжения будет равна цене деления прибора, умноженной на число делений, показанных стрелкой.
Измерение постоянного тока производится при постановке положения переключателя в положение DCA. Порядок такой же, как и измерения напряжения. При проведении измерения тока необходимо учитывать особую чувствительность прибора к запредельным токам. Включение прибора в цепь со слишком большими токами может привести к порче прибора.
Сопротивление
- Переключить прибор на соответствующий диапазон в режиме измерения R («омега»).
- Закоротить щупы проводов и с помощью регулятора установки нуля (0) направить стрелку прибора на нуль шкалы.
- Невозможность установки стрелки на нуль чаще всего связана с разрядкой батарей прибора. В этом случае их необходимо заменить на новые.
- Проверить отсутствие напряжения в измеряемой схеме. Его наличие при измерении сопротивления может привести к выходу прибора из строя.
- Подключить щупы прибора к схеме и произвести замер. При определении величины R необходимо учитывать цену деления шкалы и неравномерность шкалы измерения.
Цифровой прибор
Измерение с помощью цифрового мультиметра требует меньше времени
Цифровые мультиметры более удобны и надёжны в эксплуатации. Кроме того, некоторые модели таких приборов, кроме основных параметров электроцепей, позволяют дополнительно производить измерения температуры, частоты, длительности импульсов.
Схема
Основными элементами цифрового мультиметра являются:
- резисторный делитель напряжения;
- АЦП, преобразующий аналоговые сигналы в цифровую форму;
- дисплей, отображающий результаты измерений;
- вспомогательные транзисторы и диоды.
В режиме прозвона также используется микросхема, на которой собран генератор звуковых частот и компаратор.
В настоящее время имеется большое количество различных вариантов цифровых мультиметров, но основные принципы работы у них одинаковые.
Примером может служить мультиметр MAS830 компании MASTECH. Данный мультиметр предназначен для измерения постоянного тока (от 200 мкА до 10 А), постоянного и переменного напряжения (до 600 В), сопротивления (до 2 мОм), прозвона цепей и проверки диодов и транзисторов.
Диапазон измерения устанавливается с помощью центрального переключателя (ЦП). Подключение к прибору производится через минусовый разъём COM, общий разъём VmA и разъём измерения больших токов 10ADC. Дисплей имеет 7 сегментов, состоящих из мощных светодиодов. В качестве питания мультиметра служит 9-вольтовая батарея.
Точность измерений по переменному напряжению равна (0,5–0,8%), по постоянному напряжению -1,2%, по постоянному току – (1–3%), сопротивления – (0,8–1%).
Основные принципы работы у всех цифровых мультиметров одинаковы
Порядок измерения напряжения
- Вставить красный провод в разъём VmA, а чёрный — в разъём COM.
- Для постоянного напряжения поставить ЦП в положение DCV (V=), а для переменного — в положение ACV (V~). Если величина неизвестна, то надо установить переключатель на максимальный диапазон. В дальнейшем для оптимального измерения диапазон можно изменить.
- Подсоединить щупы проводов к точкам измерения напряжения.
- Прочитать величину напряжения с учётом полярности, которая будет соответствовать красному проводу.
Постоянный ток
- Вставить красный и чёрный провода в разъёмы VmA и COM. Если ожидается, что величина тока будет лежать в пределах от 200 мА до 10 А, то чёрный необходимо вставить в разъём 10ADC.
- Поставить ЦП в положение, соответствующее ожидаемому диапазону величины тока.
- Разорвать цепь, в которой будет измеряться ток, и включить прибор в цепь последовательно.
- Прочитать на дисплее величину I в цепи и его полярность.
Сопротивление
- Вставить красный и чёрный провода в разъёмы VmA и COM.
- Поставить ЦП в положение «омега».
- Подсоединить провода к резистору и прочитать показания дисплея.
- Если элемент, у которого измеряется сопротивление, включён в электрическую схему, то предварительно надо выключить питание схемы и разрядить конденсаторы в схеме.
Проверка диода
- Вставить красный и чёрный провода в разъёмы VmA и COM.
- Установить ЦП в положение «обозначение диода».
- Подсоединить красный щуп к аноду диода, чёрный щуп — к катоду диода. На дисплее высветится приблизительное значение напряжения на диоде в режиме прямого тока. Если подключение диода обратное, то высветится буква «f».
Проверка транзистора
- Установить ЦП в положение «hFE».
- Определить расположение эмиттера, коллектора и базы транзистора с учётом его полярности (PNP или NPN). Вставить выводы транзистора в соответствующие отверстия разъёма hFE на фронтальной панели прибора.
- Прочитать на дисплее величину параметра hFE транзистора с учётом того, что проверка происходила при токе базы в 10 мкА и напряжении Vce = 3 V.
Проверка цепей прозвоном
- Вставить красный и чёрный провода в разъёмы VmA и COM.
- Установить ЦП в положение «прозвон».
- Подключить щупы к двум точкам проверяемой цепи.
- Если проводимость между точками велика, то раздастся звуковой сигнал.
В настоящее время используются как цифровые, так и аналоговые мультиметры. Цифровые мультиметры имеют более широкий функционал, высокую точность, линейную шкалу, малую зависимость точности от падения напряжения питания, а также повышенную стойкость к механическим воздействиям. Аналоговые стрелочные мультиметры являются хорошими интеграторами, поэтому они хорошо отражают динамику процесса. Например, с помощью такого прибора легко отслеживается динамика тока заряда конденсатора. Эти приборы также более устойчивы к помехам, поскольку сигнал будет усредняться и не окажет большого влияния на измерения.
