Как пользоваться цифровым мультиметром

Что такое мультиметр

Мультиметром называют аппаратуру, которой измеряют параметры электрического тока. Причём тестер — другое имя устройства — сочетает функции измерительных приборов, которыми определяют силу тока, напряжение сети и сопротивление проводника. С помощью мультиметра выискивают наличие разрывов в электрических сетях, проверяют работоспособность электронных компонентов: диодов, конденсаторов, триодов и других элементов.

Мультиметры подразделяются на аналоговые (стрелочные) и цифровые; в аналоговых тестерах результат измерения показывается в виде отклонения стрелки на градуированной шкале, а цифровые мультиметры информацию отображают цифрами на дисплее

Лёгкий, компактный, простой в использовании тестер — незаменимый помощник домашнего умельца, которому поможет быстро и точно определить причину неполадок в электрических схемах бытовой техники, автомобилей, домашней электропроводки, электроинструмента.

Схема работы аналогового тестера и цифрового мультиметра

Вначале мультиметры были аналоговыми (стрелочными) и назывались тестерами. В их комплектацию обязательно входят два провода со щупами, которыми замыкаются участки электропроводки, электронных компонентов, контактов. Итог измерений определялся по положению стрелки на одной из шкал: отдельно для напряжения, своя для силы тока, индивидуально для сопротивления.

Принцип действия механизма магнитоэлектрической системы — взаимодействие электрического тока, проходящего по обмотке рамки, с магнитным полем постоянного магнита

Зачастую шкалы делают разного цвета, чтобы улучшить зрительное восприятие. Основные узлы аналогового мультиметра: постоянный магнит, подвижная индукционная катушка, соединённая с ней стрелка и пружина противодействия.

Главный механизм в аналоговом тестере — стрелочная головка, которая представляет собой довольно чувствительное электромеханическое устройство, выполненное в виде миниатюрной катушки, подвешенной на пружинках. Ток, проходя через витки катушки, помещённой в магнитном поле, поворачивает её на определённый угол, тем самым отклоняя стрелку — закреплённую на ней — и, преодолевая сопротивление пружины, устанавливает в конкретном положении. Эта позиция стрелки на размеченной шкале в форме дуги и является измеренным значением нужного параметра.

Понятно, что точность такого тестера зависит от нескольких факторов: положения в пространстве, механического воздействия (например, дрожания руки), температуры окружающей среды. В аналоговом мультиметре предусмотрено наличие специального регулирующего устройства, которое помогает выводить стрелку на ноль перед началом измерений.

На схеме представлена принципиальная схема простого аналового мультиметра, ведущего измерения с помощью шунтирующих резисторов

Стрелочный прибор в устройстве прост.

В качестве источника питания во всех видах мультиметров используется батарея типа КРОНА

Его конструкция состоит из набора тщательно подобранных высокоточных резисторных шунтов разного номинала, нескольких диодов, микроамперметра и собственного источника питания, используемого для измерения сопротивлений.

В настоящее время цифровые мультиметры базируются на достижениях микроэлектроники, для которой характерно органическое единство физических, конструкторско-технических и схемотехнических аспектов

По стоимости цифровой измеритель ненамного дороже стрелочного аналога, потому что уже давно налажено массовое производство чипов микроэлектроники, поэтому стоимость их невелика. Удобство использования цифрового мультиметра заключается в его достоинствах:

• точности;
• наглядности (цифры воспринимаются зрительно привычнее, чем положение стрелки на мелко градуированной шкале);
• автоматического выбора диапазона измерения (вольты, амперы или омы).

Использование батарейки

Проверка прибора батарейкой удобна и заключается в том, что результатом смены полярности щупов становится выведение мультиметром абсолютно одинаковых показателей замеров напряжения.

При использовании батарейки, механизм теста очень прост, и состоит из нескольких несложных этапов:

• выбор режима работы электроизмерительного прибора, который соответствует замерам уровня постоянного напряжения;
• установка измерительных пределов, равных 20 В.

После того, как будут приложены приборные щупы на контакты батареи, замеряются показатели напряжения и снимаются данные.

Исправная батарея показывает напряжение, равное 1,35 В. Однако, в малотребовательных приборах вполне могут использоваться элементы с уровнем заряда не менее 1,2 В. Батареи с минимальным зарядом подлежат обязательной утилизации.

Повторное тестирование позволяет проверять емкостные показатели элемента в условиях нагрузки:

• подсоединение щупа мультиметра к контактам питающего элемента;
• параллельное подключение нагрузочного элемента;
• выдерживание паузы в пределах 30-40 сек.;
• снятие полученных результатов.

Следует отметить, что обеспечение максимальной точности получаемых измерений, предполагает предварительную установку на приборе наименьшего предела замеряемого напряжения, благодаря чему легко определяется погрешность измерений.

Важно помнить, что индикация напряжения на уровне 1,6 В при использовании стандартных элементов питания «АА», как правило, не свидетельствует о низком уровне точности электроизмерительного прибора.

Многие производители новых источников питания незначительно завышают уровень напряжения, что позволяет обеспечивать батарейке максимально продолжительный срок службы.

Максимально точные данные удаётся получить при замерах с нагрузкой, а в качестве основного нагрузочного элемента, чаще всего используется традиционная лампочка, предназначенная для установки в карманный фонарик.

Правила размещения щупов в мультиметре

На самом деле тут так же все предельно просто. Достаточно внимательно смотреть, что написано на самом приборе и понимать, что вы планируете измерять.

Итак черный щуп, независимо от того, что вы измеряете всегда вставляется в одно и то же гнездо, отмеченное надписью COM.

Черный измерительный щуп вставляется в разъем COM

А вот красный щуп уже будет менять свое положение в зависимости от измеряемого параметра. Итак, если планируется измерение напряжения, сопротивления или же необходима прозвонка диодов, то красный щуп вставляется в крайнее правое гнездо, которое обозначено символами «VΩ >/.»

Мультиметр с вставленными щупами в разъемы

Требуется измерить ток в миллиамперах? Тогда переставляем красный щуп в гнездо, подписанное как «mA» (предел измерения в таком положении щупов равен 200 миллиамперам).

Щупы вставленные для измерения тока до 200 мА

В некоторых комплектациях эти два гнезда объединяются в одно гнездо, которое называется «VΩmA». Пределы измерений такие же.

Размещение щупов на мультиметре DT-832

Если же вам требуется измерить ток до 10 Ампер, то необходимо переставить опять же красный щуп в гнездо подписанное как «А» (либо же 10ADC).

Щупы на мультиметре установлены для измерения тока до 10А

Возможно, у вас завалялся еще стрелочный вариант исполнения мультиметра. Так вот для домашнего использования вариант цифрового прибора гораздо более практичен и прост в восприятии. На табло вы сразу же видите готовый результат измерений и не требуется никаких дополнительных манипуляций для подсчета показаний.

Мультиметр со стрелочным табло

Итак, с органами управления мы с вами разобрались и теперь знаете, какое положение за что отвечает. Сейчас давайте приступим к непосредственным практическим опытам с мультиметром.

Документация

Любой измерительный прибор имеет относительную погрешность. Обычно этот параметр фиксирован и индивидуален для каждого мультиметра. Он отражается в документации, прилагаемой к товару. Данные о погрешности обозначаются знаком процента или «плюса-минуса». Производитель указывает максимально допустимый диапазон отклонений, который получает после калибровки на заводе.

Однако перед использованием можно определить точность мультиметра самостоятельно. Часто два разных экземпляра, выпущенных одним и тем же производителем, могут иметь разные погрешности.

Для правильной оценки лучше использовать абсолютную цифру, которая приводится в конце шкалы погрешностей. Например, если нужно произвести измерения, где диапазон напряжения составляет 2 В, погрешность не должна составлять больше ±41 мВ.

Если вы выявили, что на данном отрезке измерений мультиметр показывает отклонения, больше предусмотренных, ему требуется калибровка. Если правильно провести процедуры, показания будут точнее тех, которые указывает производитель в паспорте товара.

Принцип действия

Работа любого тестера построена на принципах измерения величин. К тому же, она строится в соответствии с законом «Ома».

Вам это будет интересно Особенности набора электрика

Есть ряд принципов использования тестера при разных видах замеров:

• Прямые измерения. Производятся за счет непосредственного соединения щупов с объектом. На приборе отразится результат.
• Косвенные измерения. Происходят путем совершения нескольких последовательных действий. При этом искомый показатель — расчетная величина.
• Неэлектрические величины. Дополнительные показатели, расчет которых производится за счет особых датчиков, установленных в приборе.

У аналогового тестера присутствует измерительная головка, которая подключается к 2 точкам электрической схемы. Таким образом происходит измерение напряжения. Для измерения тока, в схему параллельно включается измерительное напряжение.

Работают в перчатках

Чтобы измерить сопротивление, на него подается ток.

Работа цифрового тестера строится на АЦП. В нем происходит сравнение входного сигнала с опорным. Измерение напряжения происходит напрямую. Измерение тока производится в соответствии с падением напряжения на внутренних резисторах. Измерение сопротивления — по показателям резистора относительно фиксированного тока.

Принципами определяются и характеристики прибора:

• простым моделям присуща разрядность 2,5 и погрешность 10%;
• средним — 3,5 и 1% соответственно;
• хорошим — 4,5 и 0,1%;
• профессиональным — свыше 5 и не более 0,01% соответственно.

В автомобилях тоже измеряют электрические параметры

Как проверить конденсатор мультиметром

Для того, чтобы проверить целостность конденсатора мультиметром, его емкость должна быть от 1 мкФ и выше. Этот трюк получается только с аналоговыми мультиметрами, а также с цифровыми мультиметрами выбора диапазонов, типа таких.

Как вы знаете, конденсаторы бывают полярными и неполярными. Более подробно читайте здесь. Полярные конденсаторы обладают большой емкостью, поэтому их проще проверять на работоспособность. Как же это сделать? Давайте рассмотрим на примере ниже.

У нас имеется электролитический конденсатор.

Мультиметр ставим на режим прозвонки и дотрагиваемся щупами до выводов конденсатора. Внимательно наблюдаем за цифрами на табло. Они должны увеличиваться по мере заряда конденсатора.

Как только я дотронулся до выводов, мультиметр сразу же показал это значение

через пол секунды

и потом значение вышло за предел диапазона, и мультиметр показала единичку.

То есть что можно сказать? В самый начальный момент времени полностью разряженный конденсатор ведет себя, как проводник. По мере того, как он заряжается током от мультиметра, его сопротивление растет, пока не станет очень большим. Раз конденсатор заряжается, значит он рабочий. Все логично.

Конденсаторы меньшей емкости и неполярные конденсаторы с помощью прозвонки можно прозвонить только на короткое замыкание между его обкладками. Поэтому, здесь используется другой железный способ. Просто замерить емкость конденсатора). Здесь я измерил емкость конденсатора, на котором было написано 47 мкФ. Мультиметр показал 48 мкФ. Или погрешность конденсатора, либо мультиметра. Так как мультиметры Mastech считаются довольно неплохими, то спишем на погрешность конденсатора).

Ошибка №5 – Замер силы тока двигателя

Можно ли измерить ток двигателя мультиметром? Можно, но при этом надо знать определенные нюансы.

Во-первых, мультиметр должен поддерживать режим замера переменного тока. Проверяйте это по надписям на корпусе девайса.

Возле значка в Амперах должна быть волнистая линия, а на табло высвечиваться надпись АС.

Во-вторых, любой асинхронный двигатель в момент пуска потребляет ток в 5-7 раз больше своих номинальных значений. Поэтому ориентироваться только по данным бирки двигателя никогда нельзя.

Замеряемый ток в момент пуска окажется гораздо больше, чем максимальный предел мультиметра (обычно max 10А). Хорошо, если прибор покажет значение OL (Over Limit) или 1. (единицу с точкой).

Это означает превышение предела. В худших ситуациях прибор может выйти из строя.

Что же делать?

Можете воспользоваться однополюсным автоматическим выключателем, встроенным последовательно в цепь питания по одной из фаз. Мультиметр подключается параллельно ему.

В момент пуска весь ток первоначально пойдет через автомат. Когда двигатель разгонится и выйдет на заданный режим, автомат отключается (производится дешунтирование).

Номинальный ток меняет свой путь и начинает уже течь через мультиметр, на котором и фиксируются истинные показания.

Также можно воспользоваться дополнительными девайсами. Называются они clamp adaptor.

Подключаете через щупы такой внешний разъемчик и превращаете свой мультиметр в полноценные токоизмерительные клещи с возможностью измерения тока до 600А! Подробнее

Как переменного, так и постоянного.

Цены на популярные модели мультитестеров

Здесь речь пойдет о том случае, когда стоимость действительно соответствует качеству. Простейшие приборы сейчас из Китая привозят за 300-500 рублей. Работают они недолго. Корпус капризный. О подсветке дисплея производитель даже не думал. Конденсаторы, резисторы мерить не получится, сеть 220 Вольт тоже. Ценовая категория до 2500 рублей – минимум, что необходимо для любителя. Профессионалу придется потратить от 5 до 25 тыс. рублей. И здесь все решает потребность. Когда требуется широкий спектр функциональных возможностей, за это придется платить. Однако в быто точность 5% вполне приемлема. Поэтому тратить больше 2,5 тысяч смысла не имеет.

Ошибка №9 – Замер сопротивления

Очень часто при помощи мультиметра нам нужно узнать какое сопротивление имеет тот или иной элемент схемы, участок цепи или какой-то прибор. Делается это в режиме замера сопротивления (Ом, милиОм, микроОм и т.д.).

При таком замере никогда не касайтесь кончиков щупов голыми руками!

Наше тело имеет собственное сопротивление (доходит до 10кОм), и оно в этом случае будет вносить погрешность в результаты замеров.

То же самое относится к замерам сопротивления внутри схем, без выпаивания элементов. Сопротивление соседних деталей может существенно исказить данные.

Также погрешность может давать сам дешевый прибор и его тонюсенькие провода с щупами. Это случается при замерах с маленькими сопротивлениями.

Вот например, результаты тестирования сопротивления малой величины (3 Ом) хорошим мультиметром.

А вот это результат того же сопротивления на дешевом DT830B.

Чтобы получить более точный результат на дешевых моделях, всегда перед замером соединяйте провода щупов между собой и смотрите показания на табло.

Именно эти цифры вам придется отнять при последующих измерениях с другими деталями и элементами цепи.

Методики измерений

Для выполнения рабочих операций переключатель переводится в нужное положение. Черный провод щупа подключают к общему гнезду («Com»). Красный – устанавливают с учетом максимальной силы тока.

Органы управления

Сначала можно рассмотреть, как измерить напряжение мультиметром в розетке. Эта операция выполняется по следующему алгоритму:

• Провода подсоединяют так, как указано на рисунке выше.
• Переключатель переводят из «Off»в режим измерения переменного напряжения«V~». В данном случае используют диапазон «750», так как предполагаемое значение – 220 Вольт.
• Прибор устанавливают поблизости от розетки
• Щупы вставляют в нее, держась руками за изолированные части щупов.

Демонтировать аккумулятор для измерений не обязательно. Но надо не забыть перевести регулятор в положение «Постоянное напряжение»

Как проверить мультиметром сопротивление

Такую процедуру выполняют со снятием напряжения в месте измерения. Невыполнение правила ухудшит точность данных, либо выведет технику из строя. Это же не следует делать, чтобы предотвратить потенциально опасные для человека ситуации. Если не известно, вначале устанавливают максимальное значение. Далее переключателем снижают диапазон вплоть до выбора оптимального варианта.

Для удобства работы применяют специальные зажимы («крокодилы»)

Если знать, как мультиметром замерить сопротивление, можно выяснить исправность нагревательного элемента чайника, другой бытовой техники

Статья по теме:

Как измерить силу тока мультиметром

Для этой операции необходимо создать разрыв цепи. К нему подключают прибор с учетом предполагаемой величины тока. Как и в предыдущем случае, выбирается диапазон с максимальным значением. Если необходимо, регулятор переводят постепенно в нужную позицию.

Для определения силы тока прибор устанавливают в электрическую цепь последовательно

Как проверить мультиметром полевой транзистор

Диагностика этих электронных приборов помогает выяснить исправность полупроводниковых переходов. В стандартном варианте применения ток течет по направлению от истока (И/ S) к стоку (С/ D). Этот процесс регулируется изменением электрического потенциала на затворе (З/ G).

Полевой n-канальный транзистор

Проверку выполняют по следующему алгоритму:

• Регулятор мультиметра переводится в режим работы с диодами.
• «Минусовой» черный щуп присоединяют к истоку (И/ S), красный – к стоковому (С/ D) контактному выводу. В нормальном состоянии на дисплее отобразится 0,6 V (допустимое отклонение в пределах ±0,1V).
• Далее щупы меняют местами. В этом положении на экране появляется горизонтальная восьмерка (знак «бесконечность»). Вместо нее в некоторых приборах выводится единица.
• Чтобы открыть p-n-p переход щуп «минус» присоединяют к истоку, «плюс» – к затвору (З/ G).
• Далее «плюс» перемещают на сток. В этом положении должно индицироваться напряжение в диапазоне0 – 0,8V.
• Результат измерений на исправном транзисторе не изменяется, если сменить полярность.

Проверка конденсаторов мультиметром

Приборы, установленные в печатных платах, предварительно осматривают. При обнаружении вытекшего электролита, трещин и вздутий на корпусе, проверка не нужна. Изделие меняют на новое.

Измерение выполняют с извлечением конденсатора из электрической схемы, чтобы обеспечить хорошую точность. После демонтажа любым проводником с изолированной рукояткой (отверткой) разряжают прибор, замкнув выводы. Также используют лампу накаливания, чтобы процесс был плавным.

Далее мультиметром проверяют отсутствие короткого замыкания. Для проверки зарядки устанавливают регулятор в режим измерения сопротивления и подсоединяют щупы. Показания на табло будут постепенно расти, пока не достигнут максимума.

В некоторых моделях мультиметров есть специальные контактные площадки и регулировки диапазонов для измерения емкости конденсаторов

Диагностика простых повреждений

Если досконально выяснить, как прозвонить транзистор мультиметром, то применять иные методики будет не трудно. Но в действительности, чаще всего требуется определять разрывы в электрических цепях. Для упрощения этих операций многие мультиметры оснащают специальной функцией. Она активизируется при переводе регулятора в положение «прозвонка». О наличии контакта сообщает сигнализация.

Синей линией выделено включение прибора в режим проверки со звуковым сопровождением

Прозвонка

Что значит, прозвонить мультиметром? Этот термин появился еще во времена пользования стрелочными тестерами, когда необходимо было проверить на сопротивление электрическую цепь. Для того, чтобы выставить на ноль шкалу прибора, а также убедиться, что щупы находятся в исправном состоянии, их соединяли между собой.

При этом переключатель устанавливался в сектор, на котором был нарисован колокольчик. Если все было в порядке, то раздавался звонок. Поэтому, когда задается вопрос, как прозванивать цепь, или как прозвонить провод мультиметром, то необходимо понимать, что это всего лишь аналогия.

Какие бывают мультиметры

Разные поколения электриков могут каждый по своему объяснять что такое мультиметр, так как эти приборы все время совершенствуются. Одни думают, что это достаточно большой и тяжелый ящик, а другие привыкли к миниатюрным устройствам, которые легко помещаются в ладони.

В первую очередь все мультиметры делятся на приборы по принципу действия — они бывают аналоговые и цифровые. Их легко различить по внешнему виду — у аналоговых стрелочный циферблат, а у цифровых — жидкокристаллический экран. Сделать между ними выбор достаточно просто — цифровые являются следующей ступенью развития этих устройств и выигрывают у аналоговых по большинству показателей.

Когда только появились первые цифровые мультиметры, то у них, конечно, были определенные конструктивные недочеты, позволяющие говорить о том, что это игрушка для любителей, но уже тогда было понятно, что у цифровых устройств огромный потенциал и со временем они вытеснят аналоговые приборы.

Аналоговые мультиметры

В некоторых случаях использование аналоговых мультиметров оправдано и сейчас — у них все еще есть ряд преимуществ, которые обусловлены самой конструкцией измерительного прибора. Его главной частью является рамка с закрепленной на ней стрелкой. Рамка может поворачиваться от воздействия на нее электромагнитного поля — чем оно сильнее, тем больше угол поворота.

Простыми словами это отображается в следующих свойствах:

Если измерять надо не линейные, а переменные данные (V, A или Ω), то стрелка в реальном времени станет показывать их изменения, наглядно демонстрируя всю амплитуду колебаний сигнала. Н, «цифре» в этом случае результат будет показан ступенчато — его значение будет изменяться раз в 2-3 секунды (это зависит от чувствительности прибора и его скорости обработки данных).

• Стрелочный мультиметр способен выявить паразитные пульсации напряжения или силы тока. К примеру, если в цепи есть постоянный ток величиной значением в один ампер, но каждые несколько секунд он может кратковременно увеличиваться/уменьшаться на 1/10 или 1/5, а потом возвращается к номиналу. В таком случае цифровой тестер может и вовсе не показать каких-либо изменений сигнала, а у аналогового стрелка будет как минимум «подрагивать» в эти моменты. То же самое произойдет и при наличии стойких помех — если колебания напряжения будут уже ощутимыми — цифровой мультиметр будет постоянно показывать различные данные, а аналоговый просто некое усредненное – «проинтегрированное» значение.
• Для работы цифрового мультиметра обязательно нужен источник питания, а аналоговому батарейка понадобится только если включить режим омметра.
• Для разных устройств могут быть разные экстремальные условия. Если цифровые без должной защиты не могут работать, к примеру, в высокочастотном электрическом поле, то для аналоговых это не является серьезным испытанием — они даже могут служить индикаторами его наличия.

Все сказанное относится не только к мультиметрам, но и к каждому аналоговому измерительному прибору по отдельности — амперметру, вольтметру или омметру.

Цифровые мультиметры

Их главный козырь это простота и функциональность, которые отражаются в отличительных свойствах таких приборов:

Для изготовления такого устройства не нужно проводить филигранную работу по изготовлению электромагнитных катушек и закреплению их в корпусе, отладке и последующей подстройке уже в процессе эксплуатации.

• Значения, которые отображаются на экране, не требуют «расшифровки» или интерпретации, что часто бывает с аналоговыми устройствами, показания которых могут быть непонятны неспециалисту.
• Устойчивость к вибрации. Если на цифровые устройства тряска просто оказывает такое же действие как на любую деталь, то на стрелку аналоговых она влияет очень заметно, а в некоторых случаях может привести и к порче устройства.
• В отличие от аналоговых устройств, цифровой мультиметр самостоятельно калибруется при каждом включении, поэтому нет необходимости постоянно выставлять ноль на циферблате, что является болезнью любого стрелочного прибора.

Это далеко не весь список возможных преимуществ цифрового мультиметра — только те, что явно отличают его от аналогового устройства.

Как итог — если заниматься электротехническими работами достаточно серьезно, то желательно в своем арсенале иметь приборы обеих разновидностей, так как некоторые возможности у них диаметрально противоположные.

Как проводятся измерения цифровым и аналоговым устройствами – на следующем видео:

https://youtube.com/watch?v=x9iF7Pwccls