Мультиметры цифровые: как пользоваться новичку — инструкция

Сейчас в любой квартире столько электрических помощников, что периодически требуется что-то измерять или подстраивать. Для этих целей хорошо подходят современные комбинированные приборы.

Они имеют весь набор функций, необходимый для домашнего мастера, но требуют четкого понимания алгоритмов измерения и безопасных приемов работы с электричеством.

В статье я рассказываю все про мультиметры цифровые: как пользоваться ими новичку самостоятельно на примере простых схем и понятных картинок.

Содержание статьи

Устройство мультиметра: подробное описание с поясняющими картинками

Универсальные цифровые измерительные приборы буквально за два десятилетия массово заменили не только стрелочные комбинированные тестеры у электриков, но и стали доступны всем домашним мастерам.

Устройство мультиметра современной конструкции удобно сравнивать с тестерами электриков времен СССР.

Мой старенький индикатор напряжения и стрелочный Ц4324 до сих пор находятся в рабочем состоянии за исключением отработавших ресурс никель кадмиевых аккумуляторов.

Советский тестер

Им можно измерять практически все величины электрической энергии, но требуется выполнять предварительную калибровку прибора, а указания стрелки переводить в действующие значения математическими выражениями, что требует навыков и внимания.

Сейчас домашний мастер практически освобожден от рутинной работы с вычислениями и калибровкой. Все это автоматически делает любой цифровой мультиметр.

Устройство мультиметра

Вне зависимости от модели он имеет четыре индивидуальных блока на своем корпусе в виде:

  1. дисплея;
  2. управляющих кнопок;
  3. центрального переключатели режимов измерения;
  4. контактных гнезд.

Их конструкция и расположение может меняться на различных устройствах, но имеет много общего, как показано на картинке ниже.

Мультиметр цифровой

Однако, все мировые производители стараются придерживаться одинаковых обозначений. Я собрал самые необходимые, которые могут встретиться даже на профессиональных дорогих приборах, показал их понятными картинками.

Блок информации: расположение

Обычный жидкокристаллический дисплей расположен сверху мультиметра. На него выводится результат каждого измерения цифровой индикацией после окончания вычислений.

Профессиональные мультиметры имеют крупные цифры и подсветку шкалы. Сверху по центру или в углу может располагаться светодиодный индикатор работы, подсвечивающийся зеленым или красным цветом.

Блок информации

Блок кнопок управления: задачи измерения

Располагается сразу под ЖК экраном. Названия кнопок и их функции собраны в таблицу.

Наименование кнопкиФункции
Range/DeleteПереключение диапазона ручного измерения/очистка информации с удалением данных из памяти.
StoreСохраняет отображаемые данные в памяти прибора с показом символа Sto на дисплее. Длительное нажатие кнопки открывает меню для настройки параметров автоматического сохранения.
RecallПросмотр данных из памяти.
Max/MinПри однократном нажатии выводятся минимальное и максимальное значение замеренной величины.Нажатие с удержанием запускает режим PeakHold, учитывающий пиковые значения силы тока и величины напряжения.
HoldОдноразовое нажатие — удержание (фиксация) данных на экране.Двойное нажатие — возврат режима замеров по умолчанию (Esc).Нажатие с удержанием — переход в режим подсветки экрана.
RelВключает режим замера относительных значений.
Hz%Нажатие с удержанием включает вход в меню настроек системы — режим Setup.Однократное нажатие переключает режимы измерения частоты с коэффициентом заполнения, а также позволяет выбрать направление в меню настроек.
Ok/Select/V.F.C. (Кнопка голубого цвета)Однократное нажатие — включается выбор функций в настройках (режим Select). Нажатие с удержанием — режим замера с фильтрами низких частот.

Средний блок: центральный переключатель и таблица его положений

Выбор положения переключателя определяет перевод прибора в режим измерения одной из величин: тока, напряжения, электрического сопротивления или частоты с различными особенностями.

Блок переключателя

Расшифровка этих режимов сведена в таблицу.

Положение переключателяФункции замера
OFFВыключение прибора.
ACОбработка сигналов переменного тока.
DCОбработка сигналов постоянного тока.
AC+DCОбработка сигналов переменного и постоянного тока.
VLoZПеременное напряжение при низком импедансе.
V.F.C.Параметры фильтра низких частот (ФНЧ).
V—Постоянное напряжение.
mV—Постоянное напряжение в милливольтах.
ΩСопротивление.
nSПроводимость.
Проверка диодовПроверка диодов. Здесь же используется режим прозвонки участка цепи.
ЕмкостьЕмкость конденсатора.
˚FТемпература в градусах Цельсия или Фаренгейта.
V~Переменное напряжение.
mV~Переменное напряжение в милливольтах.
AСила тока постоянный/переменный), амперы.
mAСила тока (постоянный/переменный) в миллиамперах.
µAСила тока (постоянный/переменный) в микроамперах.
HzЧастота сигнала.
%Коэффициент заполнения.
%(4-20mA)Токовая петля.
NCVБесконтактный детектор переменного напряжения.

Надпись на корпусе True RMS /True Root Mean Square/ дословно обозначает среднеквадратическое выражение, выделенное из мгновенных значений переменного сигнала за один период либо время измерения.

Другим словами: цифровой прибор при измерениях преобразует входной сигнал, обрабатывая его по заданной программе.

Контактные гнезда: как пользоваться правильно

На нижнем блоке прибора располагают контактные гнезда для подключения соединительных концов. Их количество может колебаться от двух до четырех. Рассматриваем наибольший вариант.

Контактные гнезда

Концов с проводами всегда используется только два. Для удобства пользования их выделили черным и красным цветом.

Концы для мультиметра
Черный конец всегда подключается только в свое гнездо COM и больше ни в какое другое.

За счет жесткого выполнения этого правила обеспечивается правильность отображения полярности измеряемых величин, исключаются ошибки подключения измерительного прибора в любую другую пару гнезд.

Красный провод устанавливают в гнездо, обозначаемое своим цветом. Для измерения напряжения оно всегда справа. У цифровых мультиметров с расширенными функциями токовые гнезда могут выводиться отдельно под разные номиналы нагрузки.

Особую внимательность необходимо проявлять при замерах токов больших величин. Вставленный не в свое гнездо конец может быть причиной того, что прибор без защиты от перегрузки элементарно сгорит.

Для фиксации конца на проводе или контакте созданы специальные съемные зажимы на пружинах — «крокодилы». Они значительно облегчают измерения во многих случаях тем, что освобождают руки. Рекомендую пользоваться.

Важные эксплуатационные характеристики

Элементы питания

Большинство бюджетных мультиметров питается от 9 вольт, которые выдает батарейка Крона.

Питание мультиметра

Сразу обращаю внимание, что ее емкости может надолго не хватить и придется покупать запасные элементы, создавать резерв. Однако, саморазряд — их недостаток при хранении.

Батарейка Крона

Самодельщики часто заменяют Крону обычными пальчиковыми батарейками различными способами.

Самодельная батарейка

Вместо нее собирают схему питания от литий ионного аккумулятора для мобильных телефонов или других устройств, делают к ним умножители и контроллеры.

Аккумулятор Li-IoN

Однако проще при покупке сразу выбрать прибор, работающий от пальчиковых батареек, которые просто заменить аккумулятором.

Класс точности прибора

Допустимая погрешность измерения регламентируется производителем и указывается классом точности. Он выражается процентным отношением допускаемой ошибки к максимальному значению предела измерения.

Поверка мультиметра

Для примера на моем старом советском тестере Ц4324 класс точности составляет 2,5. Это значит, что при уровне напряжения 200 вольт он может ошибиться на 5 В и показать любое значение на пределе 195-205.

Скажем так, для измерительных работ по дому, да и большинства производственных целей, этого более чем достаточно. Так что гоняться за приборами с классами точности 0,5 и выше особого смысла не вижу.

Хотя большинство цифровых мультиметров даже бюджетного назначения, как подтверждают поверители, укладываются в высокий класс точности 0,5 или 0,2.

Измерение мультиметром силы тока: простые рекомендации

Электрический ток протекает только в замкнутой цепи от источника (генератора) к потребителю. Для его замера существует две конструкции приборов:

  1. с необходимостью разрыва цепи;
  2. замер без разрыва через встроенный трансформатор тока.

Последовательное подключение: амперметр внутри электрической цепи

При сборке схемы необходимо положением центрального переключателя и кнопками управления перевести прибор в режим амперметра, а затем врезать его на любом участке протекания тока.

Измерение силы тока амперметром

Этот метод подключения называют последовательным за счет расположения амперметра между генератором и нагрузкой.

Полярность прибора играет роль при контроле направления постоянного тока и для снятия векторных диаграмм — у переменного. В обычных замерах на нее не обращают внимания.

Перед измерением необходимо предварительно оценить предполагаемую величину силы тока, выставить соответствующий предел измерения положением центрального переключателя и установкой концов в соответствующие контактные гнезда.

Если предварительная оценка силы тока вызывает сомнения, то замеры просто начинают с наибольших пределов.

Продолжительность замера больших токов может повлиять на техническое состояние прибора, вызвать перегрев внутренней схемы. Работать надо быстро.

Нельзя выходить за временные рамки, определенные рекомендациями производителя. В этой ситуации полезно пользоваться кнопкой «Hold» для фиксации данных.

Мультиметр, переведенный в режим измерения тока или сопротивления, обладает минимальным входным электрическим сопротивлением. При подключении его к цепям напряжения создаются огромные токи перегрузок, выжигающие внутреннюю схему.

Большая часть профессиональных цифровых мультиметров имеет встроенную защиту от перегрузки, которая спасает электронную схему от выгорания при неправильном подключении.

Если возникает необходимость замеров больших токов, на которые не рассчитан встроенный амперметр, то придется пойти на хитрость:

  1. в схему постоянных цепей дополнительно подключают шунт на входные цепи амперметра;
  2. для переменных сигналов применяют измерительный трансформатор тока или шунт.

Конструкции заводских шунтов отличаются повышенной точностью.

Шунт для амперметра

Однако для бытовых целей вполне можно его сделать своими руками. Ничего сложного в этом нет.

Самодельный шунт для амперметра

Подключение шунта позволяет пустить большую часть тока через него, а меньшую — по цепи амперметра.

Токовый шунт

Показания прибора просто умножают на поправочный коэффициент, а для стационарного измерения производят калибровку амперметра.

Промышленные трансформаторы тока имеют коэффициент трансформации, который показывает во сколько раз первичная величина тока больше вторичной.

Трансформатор тока

Схема подключения трансформатора тока к амперметру показана на картинке.

Подключение трансформатора тока

Недостатки бюджетных моделей

Обращаю внимание на то, с чем может столкнуться не искушенный пользователь.

Самые дешевые приборы измерения выпускаются без защиты от перегрузки. Они требуют внимательной работы при замерах.

Простейшие модели, например, DT 830, 832, 838 лишены возможности замерять переменный электрический ток. У них просто нет такой функции. На панели центрального переключателя вы не найдете обозначения ACA.

Цифровые мультиметры бюждетного типа

Пользователям этих приборов приходится пользоваться косвенными методами измерений. Покажу на примере подключения мощного сопротивления 1 Ом.

Сопротивление 1 Ом

Если нет возможности быстро приобрести такой резистор, то его можно сделать своими руками из тонкой проволоки нихрома или толстой меди, латуни. Ее просто надо намотать вокруг изолятора, например, стеклотекстолита, кирпича или стеклянной бутылки и сделать клеммы под винт.

Самодельный резистор

Через этот резистор кратковременно пропускают ток нагрузки, который необходимо уточнить. Его определяют по падению напряжения вольтметром.

Косвенный метод

В этой ситуации напрямую действует закон Ома. Мы помним, что ток на участке цепи нашего резистора определяется, как величина падения напряжения на нем, поделенная на сопротивление.

Остается только поработать с цифрами. Например, вольтметр показал 1.32 вольта. Делим эту величину на 1 Ом и получаем 1,32 ампера.

Конечно, наш самодельный резистор немного изменил ток нагрузки. Но это такая небольшая величина, которой можно элементарно пренебречь.

Советую учесть, что при протекании тока через металл происходит его нагрев с изменением сопротивления, которое огрубит результат замера. Работать с таким резистором надо быстро.

Измерение силы тока амперметром без разрыва электрической цепи

Современные токоизмерительные приборы имеют большой класс моделей, снабженных трансформатором тока с разъемным магнитопроводом (или датчиком Холла). За счет возможности его разведения их называют клещами.

Токовые клещи

Нажатием на кнопку корпуса губки клещей разводят в сторону и обхватывают ими провод, по которому течет ток. С момента сведения губок трансформатор своей вторичной обмоткой выполняет замер.

Модели с датчиком Холла измеряют магнитное поле вокруг проводника и способны работать с токами произвольной формы, включая постоянные сигналы.

Результат измерения клещей выводится на табло прибора.

Мультиметры с токовыми клещами используют для замеров внутри тех цепей, где по условиям эксплуатации оборудования нельзя прерывать подачу электрической энергии.

Они эффективно работают для оценки больших токов, протекающих по силовым цепям питания, например, на вводе в здание или при работе со сваркой.

Измерение мультиметром напряжения в цепях постоянного и переменного тока

Используется метод параллельного подключения прибора к источнику питания или участку цепи.

Теоретически это довольно простой способ, но он требует повышенного внимания. Потребуется правильно выставить положение центрального переключателя и кнопок в режим вольтметра, проверить положение концов.

Измерение напряжения

Схема измерения напряжения вольтметром для цепей постоянного или переменного тока практически одинакова. Вначале, в целях безопасности, необходимо выбирать максимальный предел работы.

Многие цифровые приборы для измерения переменного и постоянного напряжения имеют одно общее положение AC+DC. Объясняется это тем, что выполняется замер действующей величины.

Поясню на примере активной мощности.

Активная мощность переменного тока

Действующее значение синусоиды определяется по тепловому воздействию и сравнивается с величиной постоянного сигнала за один период.

Для синусоидального тока и напряжения оно в √2 раз меньше амплитудного.

Самая частая причина поломки мультиметров: подача цепей напряжения за счет неправильной установки переключателя на внутреннюю схему прибора в режиме амперметра или омметра. (Специально напоминаю второй раз).

Измерение мультиметром сопротивления резисторов в электрической цепи

При работе со всеми видами сопротивлений прибор выступает в роли генератора и подает на измеряемый объект стабилизированное, калиброванное напряжение от своего источника питания.

Оно, продавливая ток по закону Ома, создает его величину, пропорциональную сопротивлению, которая замеряется внутренней схемой.

Поэтому на время замера каждое сопротивление должно быть отключено от любых других источников напряжения. Иначе посторонний ток по случайно образованной цепи может исказить замер или повредить мультиметр.

Схема подключения прибора для измерения сопротивления выглядит следующим образом.

Измерение сопротивления мультиметром

Выставляйте соответствующее положение центрального переключателя и кнопок управления, делайте замер на нужном пределе.

Типичные ошибки новичков, с которыми мне пришлось встретиться при замерах сопротивления, были:

  • плохой контакт измерительного конца;
  • проверка резистора в подключенной схеме;
  • замер сопротивления изоляции.

Объясню последний случай. Маломощная «Крона» способна выдать только 9 вольт питания, а преобразователя напряжения в высоковольтный сигнал у рассматриваемых приборов нет.

Изоляция бытовой проводки работает под напряжением 220 вольт и выше. Проверять ее нужно соответствующей величиной, способной выявить пробой или мелкие дефекты.

Эта задача возложена на специальные приборы, выдающие 500 вольт, 1 кВ или выше — мегаомметры.

Мегаомметры

Проверка изоляции от низковольтного источника неисправность не выявит.

Проверка мультиметром конденсатора по науке

Режим замера емкости своими действиями очень схож с измерением сопротивления резистора.

Конденсаторы

Для его выполнения требуется установить центральный переключатель в соответствующее положение и воспользоваться кнопками управления.

Сама схема измерения осталась прежней.

Измерение емкости конденсатора

Однако надо понимать, что измеряется емкостное сопротивления конденсатора за счет подачи на него сигнала от встроенного высокочастотного генератора. Происходит смещение синусоиды тока.

Конденсатор на переменном токе

Образуемый при этом ток определяется, вычисляется и отображается на шкале прибора в единицах емкости C через формулу Xc. Частота сигнала генератора f уже задана.

Простая проверка мультиметром диода: за 2 шага

Прибор переводится в режим омметра или прозвонки, как и при измерении сопротивления резисторов.

Проверка мультиметром диода

Проверка мультиметром диода сводится к выполнению двух шагов, позволяющих оценить состояние полупроводникового перехода. Требуется пропустить через его контакты прямой и обратный ток в любой последовательности.

Для этого просто двумя концами омметра касаемся контактных вводов диода в одном положении, а затем переворачиваем его и повторяем процедуру. В одном положении исправный полупроводник пропустит через себя ток, а в другом — заблокирует его протекание.

Этого вполне достаточно. Если же ток проходит в обе стороны, то полупроводниковый переход закорочен, а когда тока нет ни в одну сторону, то наблюдаем внутренний обрыв. Эти случаи характеризуют повреждение диода, который остается только сдать в утиль.

Для облегчения монтажа и проверок полярность диодов маркируется прямо на корпусе различными способами: нанесением краской кольца, изображения диода, знаками + и —.

Проверка мультиметром транзистора: 2 типа

Для разных типов конструкций транзисторов, биполярного и полевого типа, используются свои методики.

Как проверить биполярный транзистор: 2 метода

Любой биполярный транзистор можно представить схемой из двух последовательно подключенных диодов. Если взять ее за основу, то останется только оценить исправность каждого полупроводника.

Биполярный транзистор
Схема транзистора

Подобное представление транзистора двумя диодами чисто условное, но оно значительно облегчает понимание происходящих процессов измерения.

Проверка мультиметром транзистора может выполняться двумя способами:

  1. Измерением статического коэфиициента h21.
  2. Ручной оценкой целостности полупроводниковых переходов.

В обоих случаях потребуется уточнить структуру транзистора: P-N-P или N-P-N. Она приводится в справочниках и определяется привязкой по форме корпуса. Иногда приходится действовать методом «тыка».

Структура транзистора

Измерение величины статического коэффициента h21

Для этого режима у цифрового мультиметра должно быть встроено специальное устройство с гнездами подключения hFE.

Подключение транзисторов

Но его может и не быть. Тогда исправность полупроводникового перехода придется выполнять вторым способом.

Гнезда hFE имеют маркировку для установки ножек транзистора определенной структуры и подписаны буквами, обозначающими E — коллектор, B— базу, C — эмиттер.

После установки транзистора в гнезда прибора и задания переключателем режима проверки на дисплее появляется цифровое выражение коэффициента h21.

Оно вычисляется автоматически по результатам измерения токов, протекающих через коллектор и базу после подачи на транзистор калиброванного напряжения от источника питания.

Ручная оценка целостности полупроводникового перехода транзистора

Сразу следует запомнить, что правил четкого расположения последовательности выводов и их маркировки нет. Каждый производитель все это выполняет по своему желанию.

Ниже привожу технологию проверки для исправного транзистора. Если есть дефекты, то полупроводниковый переход покажет иные результаты.

Последовательность работ:

  1. Прибор переводится в режим омметра на шкалу килоомов. С красного щупа выдается на транзистор плюс, а с черного — минус постоянного напряжения.
  2. Обращаем внимание на цифры дисплея: «1» означает очень большое сопротивление, аналог показания «» на стрелочном тестере.
  3. Корпус транзистора рекомендую зафиксировать или запомнить в определенном положении, а оперировать только измерительными концами.
  4. Попарно измеряем сопротивление между тремя выводами, обращая внимание на тот контакт, который покажет минимальный результат с двумя другими. Запоминаем его — это база.
  5. Ставим один щуп на базу, а вторым измеряем сопротивление переходов между двумя остальными выводами. Затем меняем полярность подключения и повторяем замер. В каком-то одном положении будет «1», а в другом — цифры. Меньшее значение сопротивления соответствует коллекторному переходу, а большее укажет на эмиттер.
  6. Обращаем внимание на направление открытия переходов коллектора и эмиттера на базу. Прямому типу p-n-p соответствует «минус» на базе, а обратному n-p-n — «плюс».
Внимание! У отдельных мощных силовых транзисторов переход между коллектором и эмиттером может показывать не «1», а какое-то определенное сопротивление. Это особенность их конструкции.

Как проверить полевой транзистор омметром

Принцип проведения замеров здесь тот же самый, что и в предыдущем случае, а схема полевого транзистора немного отличается от биполярного.

Схема полевого транзистора

Три вывода называются исток, затвор и сток. Схему замещения для измерения представляем в виде соединения двух диодов и резистора Rси в плечах треугольника.

Полевой транзистор может быть выполнен с полупроводниковым переходом канала n-типа или p-типа проводимости.

Резистором Rси между выводами стока и истока мы обозначаем наличие проводимости с определенным значением сопротивления. При получении запирающего напряжения на контактах затвора у исправного транзистора канал «исток-сток» запирается.

Проверка мультиметром полевого транзистора сводится к замеру сопротивлений между его выводами. Вначале определяют его величину Rси между стоком и истоком. Она должна быть в пределах 400÷700 Ом, а при смене полярности подключения омметра немного измениться.

Проверка мультиметром полевого транзистора

Далее замеряют сопротивление истока и стока относительно затвора по той же технологии, что я показал для проверки базы биполярного транзистора.

Направление тока через исправные диоды указывает на тип канала полупроводникового перехода.

Если возникает необходимость проверить биполярный или полевой транзистор внутри схемы без выпаивания, то необходимо внимательно проанализировать его схему подключения и обеспечить надёжный разрыв цепочек между выводами. Подключенные дополнительные шунты и сопротивления искажают результат.

Измерение температуры мультиметром: на что обращать внимание

Этот режим может быть реализован на разных конструкциях приборов в градусах Цельсия или Фаренгейта.

Измерение температуры мультиметром

Замер осуществляется после подключения шнура термопары в соответствующие гнезда мультиметра и выбора режима измерения центральным переключателем.

Как измерить температуру мультиметром

Для работы с нагретыми жидкостями могут понадобиться специальные концы.

Обратите внимание на то, что температурный диапазон измерения прибора может иметь разные значения. В домашних условиях вполне достаточен верхний предел 200 градусов Цельсия.

Напоследок делюсь еще одним полезным советом. Если на мультиметре нет режима измерения температуры, а вам необходимо им пользоваться, то выход из такой ситуации есть.

Микросхема ЛМ-35 вполне надежно переводит величину нагрева в показатели напряжения. Замеряя на ее выходе вольты вполне можно судить о температуры среды, в которую она помещена.

Рекомендую также посмотреть видеоролик владельца Электронщик про мультиметры цифровые: как пользоваться ими. Он все объясняет на примере доступной, бюджетной модели.

Если же еще остались какие-то вопросы по измерениям или пользованию электронными приборами, то задавайте их в комментариях.

Рейтинг статьи

Просмотров страницы: 342

Оставить комментарий

avatar
  Подписаться  
Уведомление о