Мультиметр

Буквенное обозначение функциональности

Современные мультиметры обладают множеством различных функций.

Для облегчения поиска нужного прибора в каталогах применяют буквенные индексы, являющиеся заглавными буквами английских названий измеряемых физических параметров.

Наиболее распространённые:

T – (temperature), измеряет температуру;

F – (frequency) частотомер (для измерений частоты);

C – (condenser capacity) емкость конденсатора;

L – обозначение индуктивности, принятое в честь физика Эмилия Ленца (Lenz);

R – (resistance), сопротивление.

Таким образом, например, CRL мультиметром, можно измерить емкость, сопротивление, индуктивность.

На корпусе типичного бюджетного мультиметра встречаются такие обозначения:

Для этих целей подойдёт бюджетный мультиметр, как на картинке. Красный щуп вставляют в разъем V,R,mA, чёрный в COM, переключают прибор в режим «прозвонки», обозначенный диодом или звуковым динамиком. После этого замыкают два щупа, проверяя работоспособность — должен прозвучать сигнал.

Допустим, необходимо прозвонить интернет-кабель. Сначала нужно два разъема поставить рядом. Прикасаясь щупами к клеммам, подключенным к проводам одинакового цвета, добиваются появления сигнала. Если сигнала нет – значит, где-то обрыв (нет контакта).

Цифровой дисплей при проверке кабеля показывает сопротивление.

Чтобы проверить качество электричества в розетке, нужно переключиться в режим V~ 750, вставить щупы и понаблюдать за изменяющимся напряжением некоторое время.

Также в данном режиме измерений можно определить фазу. Для этого один щуп заземляют (подключают к корпусу щитка или к заземлению), а другим проверяют провода или клеммы контактов. Появившиеся 220В (или около того) на дисплее будут указывать, что проверяемый провод – фаза.

Часто в паспорте бытовых устройств указывают номинальный ток.

Чтобы измерить ток, протекающий в цепи, мультиметр необходимо включить в ее разрыв.

Для этого выставляют переключатель мультиметра в максимальное значение диапазона А~ (переменный ток, 20 А).

Щупы необходимо подключить в соответствующие разъемы.

Для безопасного подключения оголённых проводников использована лампочка 12В с питанием от трансформатора.

Под сетевым напряжением подобным способом мерить ток нельзя из-за опасности поражения. Но можно соорудить испытательный стенд, безопасно вставляя щупы в одну розетку и подключая нагрузку к другой.

Проверять резисторы или другие радиоэлектронные нужно в режиме омметра, переключая соответствующие диапазоны таким же образом, как делалась прозвонка.

Измеряя килоомы и мегаомы, необходимо избегать касания пальцами выводов деталей – человеческое тело обладает сопротивлением, которое будет влиять на точность измерений.

Так нельзя!

Данные источники тока имеют свойство восстанавливать напряжение, благодаря химическим процессам, происходящим внутри, но при выполнении работы у подсевшего аккумулятора напряжение падает. Но можно сделать измерение силы тока, протекающего в подключенной к клеммам аккумулятора нагрузке, подобрав соответствующее сопротивление нагрузки, и потом перейти и переключиться в режим напряжения, таким способом вычисляя выдаваемую мощность источника питания.

Наблюдая за динамикой падения напряжения, можно судить о том, насколько аккумулятор разряжен. Чтобы объяснить, как проверить конденсатор мультиметром, нужно понимать свойство активного емкостного сопротивления, уменьшающегося по мере увеличения емкости при переменном токе.

У цифровых мультиметров есть внутренняя электронная защита, предотвращающая неправильное использование прибора, а также встроенный плавкий предохранитель.

Автоматическое выключение питания способствует экономному расходованию заряда батареи.

Популярные модели мультиметров

Условно все производимые устройства этого типа можно разделить на группы по:

1. применение – домашнее, «и при необходимости», относительно постоянное для ремонта и проверки электрооборудования и сетей, профессиональное;
2. виду – портативный и стационарный. Последние, как правило, профессиональные или полупрофессиональные;
3. объем задач – только самые простые измерения, расширенный функционал без специальных настроек, расширенные функции с возможностью настройки;
4. точность измерения – достаточна для домашних задач или профессионального использования;
5. цена. Стоимость устройств колеблется от сотен рублей до тысяч, в зависимости от возможностей, качества и популярности производителя.

Проверка радиодеталей

Если у радиолюбителя есть мультиметр цифровой, как пользоваться этим прибором для проверки работоспособности и измерения характеристик транзисторов, диодов и конденсаторов он должен знать обязательно. Тут всё очень просто:

В СОМ-гнездо следует установить чёрный щуп, в VΩmA-гнездо – красный.

Чёрный щуп (его второй конец) нужно присоединить к катоду диода (к «минусу») проверяемой детали, а красный соответственно – к катоду анода (к «плюсу»).

На экране высветится сопротивление детали.

Если при любых положениях (как в описанном алгоритме или с обратным расположением подключённых к аноду и диоду щупов) отображается единица, это означает, что деталь сгорела. При показании, которое составляет менее единицы, диод пробит.
 

Видео описание

Подробнее о том, как проводится эта проверка, можно посмотреть в видео:

Чтобы проверить транзистор, необходимо переключить прибор мультиметр в режим «hfe», совместить три выхода детали с разъёмчиками на устройстве. Они называются «В», «Е» и «С» и соответствуют «базе», «эмиттеру» и «коллектору» на транзисторе. При верном соединении на экране мультиметра появится значение усиления исследуемой радиодетали.

Итак, как пользоваться тестером мультиметром, чтобы проверить конденсатор на его ёмкость: эту деталь необходимо вставить в соответствующие разъёмы на приборе (сектор «СХ»). Путём кручения тумблера можно подогнать измерительные пределы под нужный по числовому выражению показатель.
 

А вот о том, как работать с мультиметром для измерения всяческих характеристик машины, стоит узнать владельцу легкового авто. Например, напряжение переменное в электросети авто проверяют так: 

1. Сначала следует перевести положение тумблера на «ACV». 
2. Щупы устанавливаются в гнёзда (чёрный – в «COM», красный – «V/Ω»), 
3. На рубильнике выставляется соответствующий измерительный предел. 

Видео описание

О том, как быстро проверить автоаккумулятор мультиметром – в этом видео:

Дальнейшие измерения будут производиться аналогично. Чтобы померить силу тока у проводки вашей машины или для отдельного электроприбора, следует сначала узнать, какой именно ток нужно проверять (так, маркировка «DCA» указывает на постоянный). Для замера сопротивления тумблер устанавливается в любое положение, при этом не забываем выключать питание в сети. 

Коротко о главном

Любому автолюбителю, радиолюбителю или тому, кто сталкивается с электрическим током, работой бытовых приборов, стоит знать, как правильно пользоваться мультиметром.

Выполнив несколько простых действий, можно узнать напряжение, силу тока, сопротивление электроцепи, применив любой вид мультиметра.

Автомобильные аккумуляторы, радиодетали и электрические приборы также могут быть исследованы с помощью multimetr-тестера.
 

Как можно использовать мультиметр

С помощью мультитестера можно измерить батарейку

Мультиметр – это профессиональный инструмент, использующийся для измерения характеристик электронных компонентов, проверки напряжения и силы тока, поиска короткого замыкания. Они используются в промышленности, электротехнике, при проведении ремонтных работ. В настоящее время преимущественно используются цифровые мультитестеры, с них мы и начнем. 

С помощью мультитестера можно измерить батарейку или аккумулятор от телефона, определить полярность светодиода, измерить ток и напряжение в розетке. Мультиметр имеет несколько режимов работы, которые включаются для проверки того или иного параметра. 

Управление мультиметром

Наиболее распространенный вариант интерфейса устройства можно рассмотреть на примере модели dt 830. Он представляет собой прямоугольный корпус с дисплеем и ручкой, переключающей режимы. В комплекте также идут два щупа – красного и черного цвета, при помощи которых и производится измерение. Они подсоединяются к нужному компоненту. На экране высвечивается измеренная величина. 

Положения переключателя разделены на блоки. К ним относятся:

• выключатель прибора On/Off;
• вольтметр для измерения постоянного напряжения DCV (измеряется от 200 милливольт до 1000 В);
• вольтметр для измерения переменного напряжения ACV (от 100 до 750 В);
• амперметр DCA (диапазоны – от 0 до 200 мкА, 2000 мкА, от 0 до 20 мА, 200 мА;
• участок амперметра для измерения больших постоянных токов 10 А;
• измерение транзисторов hFe (для подключения транзисторов есть специальные разъемы с буквами Е – эмиттер, В – база, С – коллектор);
• блок проверки диодов;
• проверка сопротивления Ом (от 0 до 200, 2000 Ом, от 0 до 20, 200 или 2000 кОм). 

В более поздних моделях есть возможность определения температуры и звуковая прозвонка цепи. 

Питание

Питание осуществляется от батарейки. По разъему для включения можно судить о качестве сборки. В надежном и качественном устройстве подключение батарейки происходит через разъемы для кроны. Дешевые мультиметры оснащаются обычными пружинами. 

Для подключения щупов есть несколько разъемов. Выбор нужного зависит от проверяемой величины. Если подключить провода неправильно, тестер может перегореть. Черный щуп устанавливается в разъем COM (общий), красный – в другой нужный выход. При необходимости щупы можно заменить на более качественные. 

Мультиметры классифицируются по точности измерений. Самыми простыми являются устройства с разрядностью 2,5 – они дают точность в 10%. В настоящее время самыми используемыми считаются мутильтестеры с точностью измерения 1%.

Купить мультиметр

В любом магазине с электрикой можно без труда найти с десяток разных моделей тестеров. Приведем несколько ссылок на неплохие модели разных ценовых диапазонов на всем известном сайте.

Правила проведения измерений

Любая работа, связанная с электросетью и электричеством, должна выполняться соблюдением техники безопасности. Следует придерживаться следующих требований:

• Работать внимательно, аккуратно, всегда проверять правильность включения щупов и выбора режима.
• Нельзя браться за щупы двумя руками. При наборе с напряжением, если произойдет пробой изоляции, электрический ток пройдет через тело человека и самую опасную область – сердце. Поэтому лучше одной рукой устанавливать первый щуп, потом ей же второй. В таком случае риски снижаются.

Замеры неизвестных величин начинаются с выставления максимального предела. Потом по мере необходимости значение снижается на разряд

Также важно не забывать, что в режиме амперметра переставлять придется и красный щуп в другой разъем.
Важно помнить, что все мультиметры отличаются, и у каждой модели могут быть свои особенности работы. Поэтому перед началом измерений нужно внимательно ознакомиться с инструкцией по эксплуатации.
Нужно внимательно относиться к проведению измерений

Нужно давать время на разрядку элементов схемы, так как остаточного заряда может хватить для получения электрического удара или поломки тестера.
Нужно соблюдать правильность подключения мультиметра в том или ином режиме. Амперметр должен подключаться последовательно, то есть становиться частью цепи. Вольтметр включается параллельно. Для измерения сопротивления внешнее питание не требуется. Замер сопротивления под напряжением запрещен!
Производит измерения нужно максимально быстро. При необходимости результат фиксируется кнопкой hold. Длительное измерение приводит к быстрой разрядке источника питания и нагреву компонентов схемы.

Соблюдение правил обязательно для правильного проведения процедуры измерения.

ГОСТ

Метрическая система и погрешность

Нормы метрологических характеристик задает ГОСТ 22261. При этом на каждое средство измерения устанавливаются свои технические условия. Все нормируемые показатели устанавливают или для нормальных комнатных условий, или для рабочих, отмеченных в стандарте или ТУ. Основная погрешность может не делиться на составляющие, но это допускается только для особо точных измерительных приборов. Допускаемое отклонение устанавливают, если изменение (погрешность) может превышать 20% от измеряемого показателя.

Имеющие много диапазонов тестеры и мультиметры могут иметь разные пределы погрешности. Цифровые средства измерения переменного тока имеют пределы погрешности для каждого диапазона частот. Учитывается влияние на погрешность измерений:

• влажности;
• атмосферного давления;
• магнитного поля;
• частоты питающей сети;
• температуры.

Поверка и калибровка

Обычно мультиметры калибруют еще на производстве. Для домашнего использования этого достаточно. Однако для профессиональных целей (или если есть сомнения в достоверности показаний) процедуру нужно проводить самостоятельно. Также калибровать тестер нужно, если устройство упало или планируется проводить особо точные замеры. К примеру, когда планируется работать с микроконтроллерами.

Начинать поверку и калибровку неопытному пользователю либо при работе с незнакомой прежде моделью нужно с изучения инструкции. Часть моделей сконструирована так, что можно откалибровать их даже при закрытом корпусе. Но иногда регулирующего болта нет. Тогда приходится прибор открывать и искать регулирующую катушку. Руководствуются при ее поиске не догадками, а официальной схемой мультиметра.

Калибровочный винт найден – значит, надо выбирать эталонные параметры. Потом показания изменяют, пока не будут достигнуты те самые значения. Задать эталон можно по заведомо более качественному прибору либо к стандартному показателю. Им является иногда АКБ, который зарядили специальным устройством, измеряющим напряжение особо точно.

Классификация

Приборы классифицируются на 2 группы — аналоговые и цифровые. Различаются они набором функций, точностью измерений, устойчивостью к помехам, удобством применения.
С помощью тестера можно найти:

• силу и напряжение тока;
• сопротивление участков цепи и отдельных элементов;
• емкость конденсаторов;
• индуктивность катушек;
• температуру.

Для ремонта электронной или цифровой техники мультиметры просто незаменимы. Приборы помогают быстро обнаружить поломку и исправить ее.

Аналоговые

Представляют собой стрелочные тестеры, состоящие из чувствительного магнитоэлектрического измерителя, добавочных резисторов и шунтов. Информация передается на градуированную шкалу при помощи подвижной стрелки.
Преимущества аналоговых устройств:

• устойчивость к помехам;
• чувствительность к изменениям в электрической цепи;
• доступная цена.

Недостатки:

• большая погрешность измерений;
• нелинейная шкала, для которой требуется предварительное выведение нуля специальным регулятором;
• низкое внутреннее сопротивление;
• нет автоматического определения полярности;
• невозможно измерить переменный ток или напряжение.

Тем не менее некоторые инженеры предпочитают именно аналоговый вариант для тех случаев, когда при испытаниях электрических компонентов нужно точно определить направление и тенденцию изменения величины.

Цифровые

Инструменты последнего поколения очень популярны в среде электронщиков благодаря возможности быстро и точно измерить нужные параметры. Электронные мультиметры более приспособлены для повседневной работы, поэтому их можно с уверенностью рекомендовать новичкам.
Форма и размеры прибора могут быть различными, но алгоритмы измерения основных величин одинаковы практически у всех моделей.

Плюсы цифровых тестеров:

• информация выводится на дисплей в виде числа с одним/двумя знаками после запятой в нужных единицах, что позволяет не затрачивать время на расшифровку;
• при замене полярности значения отображаются со знаком минус;
• высокое внутреннее сопротивление, что сокращает погрешности до минимума;
• продуманный интерфейс и простое управление помогает быстро освоить принципы измерения и приступить к работе.

Минусов немного:

• чувствительность к помехам;
• тусклый дисплей и искажение значений при разрядке батареи питания.

Цифровые мультиметры имеют выход для подключения компьютера, с помощью которого производится запись и дальнейшая обработка результатов.

Точность работы мультиметра

Для любого мультиметра в инструкции описаны характеристики, где сказано, насколько результат замера может отличаться от действительной величины. Имеет значение разрядность индикатора. У самых простых устройств она равна 2,5. Для прецезионных эта характеристика выше, и равна 8,5. Под разрядностью стоит понимать способность отображать результат от 0 до 9 в полном объеме.

На примере это выглядит следующим образом. Если разряд равен 3,9, тестер способен позволяет выводить данные от 0,000 до 1,999 включительно без переключения режима. В противном случае требуется дополнительная несложная настройка.

Но это что касается удобства пользования. Точность работы мультиметра зависит от разряда лишь косвенно. Однако связь очевидна. Если взять прибор с разрядностью 2,5, отклонения возможны в пределах 10% в сторону увеличения или уменьшения.

Для профессиональной работы электронщики покупают тестеры с разрядом 4,5. Тогда максимальная погрешность всего 0,1%. Более дорогие приборы позволяют замерять параметры цепи и электродеталей с отклонением в 0,01% от показаний, выведенных на индикатор (экран, монитор). Портативные приспособления имеют меньший класс точности, чем стационарные, непереносные.

Основные функции цифрового мультиметра М-831 и назначения органов управления прибором

Рассмотрим внимательно внешнюю панель мультиметра. Здесь мы видим в верхней части семисегментный жидкокристаллический индикатор, на котором и будут отображаться измеряемые нами величины.

Далее, можно сказать по центру прибора, расположен переключатель величин и пределов измерения.

Рассмотрим подробнее все обозначения, которые нанесены по кругу, тем самым разберем режимы работы мультиметра.

1- выключение мультиметра.

2 — режим измерения значений переменного напряжения, имеет два диапазона измерений 200 и 600 вольт.

В других моделях мультиметров может применяться обозначение ACV — AC Voltage — (анг. Alternating Current Voltage) — переменное напряжение

3 -режим измерения значений постоянного тока в следующих диапазонах: 200 мкА, 2000 мкА, 20 мА, 200 мА.

В других моделях мультиметров может применяться обозначение DCA — (анг. Direct Current Amperage) — постоянный ток.

4 -режим измерения больших значений постоянного тока до 10 ампер.

5 — звуковая прозвонка проводов, звуковой сигнал включается при сопротивлении прозванимаего участка менее 50 Ом.

6 — проверка исправности диодов, показывает падение напряжения на p-n переходе диода.

7 — режим измерения значений сопротивления, имеет пять диапазонов: 200 Ом, 2000 Ом, 20 кОм, 200 кОм, 2000 кОм.

8 -режим измерения значений постоянного напряжения, имеет пять диапазонов 200 мВ, 2000 мВ, 20 В, 200 В и 600 В.

В других моделях мультиметров может применяться обозначение DCV — DC Voltage — (анг. Direct Current Voltage) — постоянное напряжение.

В нижнем правом углу лицевой панели мультиметра имеется три гнезда, для подключения входящих в комплект шнуров со щупами.

Тут все просто:

— нижнее гнездо для общего (минусового) провода во всех режимах и на всех диапазонах;

— среднее гнездо для плюсового провода во всех режимах и на всех диапазонах кроме режима измерения тока до 10 А;

— верхнее гнездо для плюсового провода в режиме измерения тока до 10 А.

Будьте внимательны, при измерении тока больше 200 мА плюсовой провод подключать только в верхнее гнездо!

Мультиметр питается от 9-вольтовой батарейки типа «Крона» или согласно типоразмеру — 6F22.

Внутри, под задней крышкой мультиметра имеется предохранитель, обычно на 250 мА, который защищает прибор в режиме измерения тока на пределах до 200 мА.

Дешевый и хороший мультиметр

Все хотят иметь такой, но никто его не видел и никто не знает, как он выглядит! Так что не верьте в дешевые маркетинговые лозунги типа:

• Профессиональный мультиметр за 10$!
• Мультиметр для инженера всё включено!
• Универсальный измеритель всего 500 рублей!

Ведь если профессиональный мультиметр будет стоить 10 долларов, то кто будет покупать оборудование на 100 или 1000? Не обманывайтесь, самые дешевые мультиметры часто не имеют простейшей безопасности в виде предохранителей и действительно подходят лишь для ознакомления с оборудованием. Также у них нет защиты от ошибок, допущенных пользователем. Вы можете, например, сделать попытку измерить ток на проводах, вставленных в гнезда для измерения напряжения. Вот почему каждый должен судить, покупать ли что-то дешевле или добавить несколько сотен рублей за дополнительные параметры.

Цифровые мультиметры

Наиболее простые цифровые мультиметры имеют портативное исполнение. Их разрядность 2,5 цифровых разряда (точность обычно около 10 %). Наиболее распространены приборы с разрядностью 3,5 (точность обычно около 1,0 %). Выпускаются также чуть более дорогие приборы с разрядностью 4,5 (точность обычно около 0,1 %) и существенно более дорогие приборы с разрядностью 5 разрядов и выше (так, прецизионный мультиметр 3458A производства Keysight Technologies (до 3 ноября 2014 г. Agilent Technologies) имеет 8,5 разрядов). Среди таких мультиметров встречаются как портативные устройства, питающиеся от гальванических элементов, так и стационарные приборы, работающие от сети переменного тока. Точность мультиметров с разрядностью более 5 сильно зависит от диапазона измерения и вида измеряемой величины, поэтому оговаривается отдельно для каждого поддиапазона. В общем случае точность таких приборов может превышать 0,01 % (даже у портативных моделей).

Многие цифровые вольтметры (например В7-22А, В7-40, В7-78/1 и т. д.) по сути также являются мультиметрами, поскольку способны измерять кроме напряжения постоянного и переменного тока также сопротивление, силу постоянного и переменного тока, а у ряда моделей также предусмотрено измерение ёмкости, частоты, периода и т. д.). Также к разновидности мультиметров можно отнести скопметры (осциллографы-мультиметры), совмещающие в одном корпусе цифровой (обычно двухканальный) осциллограф и достаточно точный мультиметр. Типичные представители скопметров — АКИП-4113, АКИП-4125, ручные осциллографы серии U1600 фирмы Keysight Technologies и т. д.).

Разрядность цифрового измерительного прибора, например, «3,5» означает, что дисплей прибора показывает 3 полноценных разряда, с диапазоном от 0 до 9, и 1 разряд — с ограниченным диапазоном. Так, прибор типа «3,5 разряда» может, например, давать показания в пределах от 0,000 до 1,999, при выходе измеряемой величины за эти пределы требуется переключение на другой диапазон (ручное или автоматическое).

Индикаторы цифровых мультиметров (а также вольтметров и скопметров) изготавливаются на основе жидких кристаллов (как монохромных, так и цветных) — APPA-62, В7-78/2, АКИП-4113, U1600 и т. д., светодиодных индикаторов — В7-40, газоразрядных индикаторов — В7-22А, электролюминисцентных дисплеев (ELD) — 3458A, а также вакуумно-люминесцентных индикаторов (VFD) (в том числе и цветных) — В7-78/1.

Типичная погрешность цифровых мультиметров при измерении сопротивлений, постоянного напряжения и тока менее ±(0,2 % +1 единица младшего разряда). При измерении переменного напряжения и тока в диапазоне частот 20 Гц…5 кГц погрешность измерения ±(0,3 %+1 единица младшего разряда). В диапазоне высоких частот до 20 кГц при измерении в диапазоне от 0,1 предела измерения и выше погрешность намного возрастает, до 2,5 % от измеряемой величины, на частоте 50 кГц уже 10 %. С повышением частоты повышается погрешность измерения.

Входное сопротивление цифрового вольтметра порядка 10 МОм (не зависит от предела измерения, в отличие от аналоговых), ёмкость — 100 пФ, падение напряжения при измерении тока не более 0,2 В. Питание портативных мультиметров обычно осуществляется от батареи напряжением 9В. Потребляемый ток не превышает 2 мА при измерении постоянных напряжений и токов, и 7 мА при измерении сопротивлений и переменных напряжений и токов. Мультиметр обычно работоспособен при разряде батареи до напряжения 7,5 В.

Количество разрядов не определяет точность прибора. Точность измерений зависит от точности АЦП, от точности, термо- и временной стабильности применённых радиоэлементов, от качества защиты от внешних наводок, от качества проведённой калибровки.

Типичные диапазоны измерений, например для распространённого мультиметра M832:

• постоянное напряжение: 0..200 мВ, 2 В, 20 В, 200 В, 1000 В
• переменное напряжение: 0..200 В, 750 В
• постоянный ток: 0..2 мА, 20 мА, 200 мА, 10 А (обычно через отдельный вход)
• переменный ток: нет
• сопротивления: 0..200 Ом, 2 кОм, 20 кОм, 200 кОм, 2 МОм.