При ремонте и обслуживании электропроводки и бытовой техники нельзя обойтись без измерительных приборов: вольтметра, амперметра, омметра, элементарной прозвонки. В настоящее время в чистом виде перечисленные приборы встречаются не так часто, и используются зачастую специалистами в лабораториях, мастерских или на выезде, в общем, там, где нужны точные или какие-либо специфичные измерения.
Для получения достоверного результата в большинстве случаев хватит и обычного цифрового мультиметра или аналогового (стрелочного) тестера. Стоит отметить и то, что сейчас простейшая модель с вменяемой точностью стоит в районе 300 рублей.
Что такое мультиметр
Слово мультиметр можно разделить на две половины «мульти» - много, «метр» - от греческого μετρεω «измеряю». Кроме такого названия можно услышать ещё и «авометр», «мультитестер» или просто «тестер».
Это многофункциональный измерительный прибор, со следующим базовым набором функций:
- Вольтметр или режим измерения переменного и постоянного напряжения.
- Амперметр или режим измерения постоянного тока. Возможность измерения переменного тока есть не во всех мультиметрах.
- Омметр или режим измерения сопротивления.
- Режим проверки диодов, часто совмещен с прозвонкой.
Из дополнительных функций можно выделить:
- Измерение температуры.
- Измерение частоты.
- Проверка коэффициента передачи транзисторов. На практике есть почти в каждом тестере, но не везде работает как нужно и используется нечасто даже электронщиками (для этого есть другие измерительные приборы).
Большинство современных мультиметров похожи друг на друга, и везде режимы измерения переключаются поворотным переключателем. Разница лишь в том, что на дешевых мультиметрах нужно самому нужно выбирать измеряемую величину и предел измерения. На дорогих моделях — предел измерения выбирается автоматически, а от оператора требуется выбрать лишь измеряемую величину.
Давайте разберемся, как пользоваться тестером в каждом из режимов на примере легендарного и самого дешёвого прибора DT-830 и его модификаций (838, 9203, 9205 и т.д.). Наверное, он был у каждого электрика или радиолюбителя, ну или хотя бы раз в жизни он его использовал.
Рассмотрим мультиметр и назначение его элементов
Итак, у меня есть несколько мультиметров, все они похожи и выполняют почти одни и те же функции.
Основные элементы мультиметра и их назначение изображены на рисунке 4, кратко пройдемся по ним.
На дисплее выводятся измеряемые величины. Поворотный переключатель нужен для выбора режима и предела измерения. Разъём для транзисторов используется только в режиме измерения hFE-транзисторов, используется довольно редко, так как есть более удобные и информативные приборы для измерения параметров транзисторов. В разъёмы в правом нижнем углу мультиметра подключаются щупы.
С помощью щупов, собственно, и подключают мультиметр к электрической цепи для измерения электрических величин. Щупы бывают разные, штекера для подключения к мультиметру зачастую используются типа «банан», то есть щупы от одного мультиметра с огромной вероятностью могут подключаться к другому. На другом конце провода обычно устанавливается щуп в виде иглы для проведения измерений, также могут устанавливаться «крокодилы» или другие виды щупов.
Если в мультиметре, кроме базовых величин, есть возможность измерения чего-либо еще, например, температуры, то в комплект с прибором кладут соответствующие приборы, например, термопару (рисунок 6), мелкий шарик слева и «измеряет» температуру.
Кроме функции измерения температуры, встречаются модели с возможностью измерения тока без разрыва цепи или другими специфичными функциями. На фото ниже, например, мультиметр Fluke с подключаемыми токоизмерительными клещами.
Щупы маркируются разными цветами — красным и чёрным, это нужно, чтобы можно было различать «плюс» и «минус», в ряде измерений это имеет значения, ниже мы это подробно рассмотрим.
Вернемся к мультиметру, а вернее, к его разъёмам для щупов. Как вы можете видеть на рисунке 8, разъёма 3, а щупа всего два, почему?
Не на всех, но на большинстве бюджетных приборов 3 разъёма для щупов. Разберём их назначение и переведём, что написано на них (пойдем снизу вверх):
• COM (Рис 8-3) — общий, к нему подключают чёрный щуп.
• VΩmA (Рис 8-2) — в это гнездо подключают красный щуп почти во всех режимах измерения: напряжения, сопротивления, постоянного тока малой силы (в дешёвых мультиметрах, обычно до 200 мА), а также в режимах прозвонки, измерения температуры и прочих. Около разъёма также написано:
- «1000V⎓MAX» — максимум 1000В постоянного тока.
- «750V~MAX» — максимум 750В переменного тока.
Это значит, что в цепях с большим напряжением проводить измерения запрещено и опасно как для прибора, так и для оператора.
• 10A⎓MAX (Рис 8-1) — в это гнездо подключают красный щуп в режиме измерения постоянного тока силой до 10 А. Слово UNFUSED говорит о том, что сила тока ничем не ограничена и предохранителя в цепи нет. MAX 10 SEC EACH 15 MIN – измерять ток в 10А можно не дольше, чем 10 секунд, раз в 15 минут.
Переменный ток измеряют далеко не все мультиметры, и часто это удобнее делать без разрыва цепи с помощью токоизмерительных клещей.
Как пользоваться мультиметром
Далее мы рассмотрим основные режимы мультиметра, как подключать прибор в каждом из них и как понимать показания. Но прежде разберемся в том, как выбрать предел измерения.
Если вы проводите измерение неизвестной величины, то выбирайте сначала больший предел измерения, и от него переходите к меньшему до тех пор, пока на экране не высветятся максимально полный вид показаний.
Если на экране мультиметра высветился знак l у левого края дисплея или 0L, значит измеряемая величина больше выбранного предела измерений, увеличьте его. Кстати, то же самое высветится в режиме измерения сопротивлений если повреждены щупы или цепь, сопротивление которой вы измеряете сопротивление, находится в обрыве.
Если величина, наоборот, отображается знаками после запятой и нечитаема, например: 0.1; 0.2; 0.3 и так далее, попробуйте уменьшить предел измерения.
Как измерить напряжение
Подключаем чёрный щуп в разъём, подписанный COM, а красный в разъём, помеченный буквой V (см. рисунок 8-3). После этого выбираем предел измерения и величину. Допустим, будем измерять переменное напряжение в розетке, а в ней, как известно, около 220В.
На разных мультиметрах разные пределы, на рисунке 10 мы видим, что есть предел 200В и 500В, так как 200 вольт – это явно мало, поэтому выбираем ближайший предел измерения в большую сторону, то есть 500 вольт. Или любое другое значение по такому же принципу.
В моём мультиметре (рис. 11.) есть предел измерения 200В переменного напряжения и 750В, я выбрал 750В. Касаемся щупами фазы и нуля, на фото они просто вставлены в разъёмы обычной розетки.
Если выбрать слишком маленький предел измерения, например, здесь это 200В, то, как отмечалось ранее, вы увидите на экране символ «l» в левой части экрана, как отмечалось в начале этой статьи.
При измерении постоянного напряжения можно определить не только его величину, но и его полярность, на рисунке 14 приведен пример с батарейкой типа «крона». Правильно щупы подключаются так: к плюсу источника — красный, а к минусу — чёрный. Если подключить щупы наоборот: красный к минусу, а чёрный к плюсу, то на дисплее перед измеренной величиной загорится знак «—» (минус).
Так вы сможете определить где плюс, а где минус у блока питания, батарейки или аккумулятора.
Как измерить силу тока?
Допустим, у нас есть какая-то работающая нагрузка, пусть это будет 2 светодиодных лампы на 12В, и нам нужно замерить какой ток она потребляет.
Чтобы включить режим измерения тока нужно мультиметр перевести в положение, отмеченное красной линией на рисунке 16. Если сила тока неизвестна, то подключайте щуп в разъём COM и 10A (рис. 8-1). И если ток оказался меньше 0.2А, можете переставить щуп в средний разъём с надписью mA (рис. 8-2).
Амперметр подключается последовательно между источником питания и нагрузкой, как показано на рисунке 17. То есть нам нужно отключить один вывод нагрузки от источника питания, один из щупов амперметра подключить к источнику питания, а второй к свободному выводу нагрузки. Такое подключение иногда называют просто: «в разрыв цепи». Подключив мультиметр по указанной схеме, мы определили, что лампочки вместе потребляют ток 0.26А.
Как измерить сопротивление?
Омметр подключается также как и вольтметр – параллельно нагрузке. Для того чтобы измерить сопротивление нужно коснуться щупами выводов элемента и на экране мультиметра высветится его сопротивление.
Предел измерения выбирается аналогично вышеописанному случаю: сначала выбирают больший предел измерения и постепенно опускают его. Если вы хотите измерить сопротивление резистора на плате — для получения точных результатов, нужно предварительно выпаять его.
Учтите, что если вы измеряете общее сопротивление нескольких элементов, подключеннёх последовательно, то их сопротивления складываются, а если они подключены параллельно, то общее сопротивление считают по формуле:
На фото ниже показан приме измерения сопротивления спирали лампы накаливания. В верхней его части вы видите, что установлен предел измерения 20К (до 20 кОм) и сопротивление составляет 0.1 кОма (около 100 Ом). Точного значения здесь узнать не получится, поэтому понизив предел измерения до 200 Ом мы видим точное сопротивление вплоть до десятой доли — 106.4 Ома (не забывайте о погрешностях самого прибора).
Это наглядная иллюстрация того, как правильно выбирать предел измерения.
К сведению! Расшифровка обозначения величин k — «кило», m — «милли», M — «мега», u — «микро».
Благодаря измерению сопротивления элемента, вы можете судить о его исправности, но только если знаете каким примерно оно должно быть в исправном состоянии. Если прибор показывает превышение в каждом пределе измерений, знак «l» у левого края, или сопротивление уходит в область мегаом — возможно, элемент сгорел или в обрыве.
Важно! Отключайте питание от элемента при подключении Омметра! Не измеряйте «сопротивление» в розетке, блоке питания, аккумуляторе с помощью Омметров.
Режим проверки диодов и прозвонка
Режим проверки диодов часто совмещён с режимом прозвонки, но не всегда. На рисунке 21 вы видите обозначение этого режима на двух разных приборах, на одном есть прозвонка, на другом её вообще нет.
Проверка диодов похожа на измерение сопротивления, однако на экране высвечиваются не Омы, а милливольты.
Откуда напряжение на неподключённом ни к чему диоде? Дело в том, что в режиме проверки диодов на щупах мультиметра появляется некое напряжение (у меня оно составило 2.5 В), достаточное для открытия PN-перехода. При подключении диода или замыкании щупов мультиметр выдаёт стабилизированный ток силой примерно в 1 мА. При этом на красном щупе находится плюс, а на чёрном щупе (COM) минус.
Когда вы проверяете диод, измеряется падение напряжения на его переходе в милливольтах (мВ) при токе в 1 миллиампер. В этом же режиме можно проверять целостность PN-переходов транзисторов.
Перейдём к практике! Начнём с того, что на выпрямительных диодах катод зачастую обозначается кольцом или точкой.
При подключении красного щупа к аноду, а чёрного к катоду диода, то есть при прямом включении диода, на экране мультиметра должны появится цифры в диапазоне 500-1000 мВ. При обратном включении (чёрный щуп к аноду, а красный к катоду), на экране либо ничего не должно высветиться, либо символ превышения предела измерения, что вы можете и наблюдать на рисунке 22.
При замыкании щупов начинает работать прозвонка, вообще она срабатывает на элементах сопротивлением до 50-100 Ом. С её помощью вы можете проверять лампочки, нагреватели, проводки на обрыв, собственно, тоже самое вы можете сделать при измерении сопротивлений.
Итак, при прозвонке цепи если её сопротивление низкое и она не разорвана – мультиметр издаёт звуковой сигнал, а на его дисплее высвечиваются какие-то значения приближённые к нулю (они зависят от сопротивления цепи).
Если цепь разорвана – прибор не издаёт никаких звуков, а на его экране появляется единица у левого края.
Заключение
Вот мы и разобрались с тем, как пользоваться мультиметром. Надеюсь, эта статья была полезной для вас, о чём бы вы хотели увидеть статьи в ближайшее время? Пишите об этом в комментариях, а также делитесь опытом и историями из своей работы.
Алексей Бартош, специально для ЭТМ.