Измерение тока и напряжения. Вольтметр и амперметр - услуги электромонтажа, строительства и ремонта

В этой задаче мы должны измерить ток I . Мы предполагаем, что его значение превысит максимально допустимое значение для используемого амперметра, поэтому добавляем в цепь еще один элемент, который будет действовать как шунт. Предположим, что мы хотим увеличить диапазон измерения амперметра в 25 раз, что означает, что прибор будет показывать значение в 25 раз меньшее, чем измеряемый ток. Все, что нам нужно сделать, это умножить показания на известное число, и мы получим нужное значение. Чтобы реализовать нашу идею, необходимо параллельно амперметру установить шунт, сопротивление которого должно быть равно значению, которое мы определим по формуле:

Содержание

Измерение тока и напряжения. Вольтметр и амперметр.

Приветствуем всех читателей на нашем сайте и сегодня в курсе “Основы электроники“Мы рассмотрим основные способы измерение тока, напряжения и другие параметры электрических цепей. Конечно, основные измерительные приборы, такие как вольтметр и амперметр ..

Постоянный ток возникает везде, где есть “плюс” и “минус” тока, например, в батареях и аккумуляторах. Для проведения измерений выберите режим DC, DCA.

Введение

В современном мире трудно представить себе день без электроприборов. Электричество и все, что с ним связано, необходимо контролировать и периодически проверять. Измерить сопротивление, напряжение и ток в электрической цепи, ее целостность, функциональность диодов и транзисторов – все это можно сделать с помощью одного многофункционального прибора – мультиметра.

Электронные версии часто называют “тестер” или “амперметр”, в повседневной жизни вы можете услышать просто “Ческа”. Его используют любители и профессионалы: инженеры по автоматизации, радиоинженеры, электрики, специалисты по обслуживанию электроприборов и просто любознательные люди.

Если такое устройство имеет сопротивление 20 Ом, то только напряжение V = IR = (50 мкА) (25 Ом) = 1,25 мВ создает показания полной шкалы. Подключив к нему резисторы, его можно использовать как вольтметр или амперметр.

Амперметры

Амперметр измеряет силу электрического тока и назван в честь единицы измерения – ампера. Для того чтобы прибор мог обнаружить ток, он должен быть подключен последовательно. Это важно, потому что объекты в последовательной цепи чувствуют один ток. Их не следует подключать к источнику напряжения – амперметры работают при минимальной нагрузке. Вы можете рассмотреть схему амперметра.

Для измерения тока последовательно устанавливается амперметр. Весь ток в цепи проходит через счетчик. Если амперметр помещен между точками г и е или ф и a, он получит то же значение

При измерении больших сопротивлений не касайтесь щупа руками – ваше тело также обладает сопротивлением и внесет погрешность в результат измерения.

Как пользоваться мультиметром?

Мультиметр – это электроизмерительный прибор, имеющий множество функций, таких как измерение тока, напряжения, сопротивления и так далее.

В этой статье я хотел бы рассказать вам, как пользоваться мультиметром на примере MASTECH MS8264.

Он включается и выключается с помощью кнопки ON/OFF. Кнопка LIGHT используется для включения подсветки дисплея. Теперь нам нужно разобраться с четырьмя гнездами в нижней части. Черное гнездо является общим и также является минусовым гнездом, в которое всегда вставляется черный щуп при измерении с помощью щупов. В гнездо с маркировкой 10A вставляется красный щуп при измерении тока на пределе 10A. Второй разъем слева используется для измерения тока в диапазоне 2-200 мА, емкости, температуры и коэффициента усиления транзистора. Правое гнездо используется для измерения напряжения, сопротивления, тестирования диодов и цепей, а также для измерения частоты. Я не рекомендую оставлять щупы в первых двух гнездах, и почему, я объясню позже.

Теперь приступим к измерениям. Сначала рассмотрим режим постоянного тока вольтметра. Вольтметр подключается параллельно к ветви проверяемой цепи или источнику питания.

При параллельном подключении все параллельно подключенные ветви имеют одинаковое напряжение, поэтому вольтметр и измеряемая нагрузка также имеют одинаковое напряжение. Входное сопротивление между щупами высокое, что позволяет измерять напряжение без погрешностей. Из-за высокого сопротивления вольтметра при последовательном соединении в цепи будет наблюдаться разрыв.

Круглый поворотный переключатель используется для изменения режимов работы прибора. На рисунке показано, в каких положениях может находиться переключатель в режиме измерения постоянного напряжения.

Цифры рядом с точками на лимбе – это пределы измерения (а буква и значок рядом с группой цифр, очевидно, указывают, к какому режиму работы относятся данные пределы), что означает, например, что при пределе 20 максимальное напряжение на щупах составляет 20 В. Если предел немного превышен (должно быть подано 20,3 В), то в верхнем разряде появится 1, что означает, что измеренное значение выше установленного предела. Однако, если предел измерения превышен слишком сильно, устройство может быть повреждено. Отсюда правило – если значение заранее неизвестно, сначала измерьте на самом высоком пределе. Кстати, все, что сейчас было сказано об ограничениях, относится не только к режиму измерения постоянного тока, но и ко всем другим режимам. теперь о пробниках. Красный щуп находится в крайнем правом гнезде, а черный щуп – в собственном черном гнезде. Вольтметр подключен параллельно участку, на концах которого мы измеряем напряжение, его входное сопротивление достаточно велико. Давайте попробуем измерить напряжение батареи 6 В. Мы установили предел в 20, потому что батарея будет иметь напряжение 6-7 В, в зависимости от разряда.

Под нагрузкой напряжение немного упало, батарея уже израсходована.

Ранее я говорил, что при измерении постоянного тока и напряжения черный проводник находится на “минусе”, красный – на “плюсе”. Однако ничего страшного не произойдет, если вы измените полярность, на экране перед показаниями появится знак минус, говорящий о том, что потенциал черного зонда выше, чем красного.

Теперь замечательная кнопка HOLD. Нажатие на нее замораживает показания на дисплее и останавливает изменения. Символ H на дисплее загорается, указывая на режим заморозки. Нажмите HOLD еще раз, чтобы отключить этот режим. Кнопка HOLD активна во всех режимах измерения.

Будьте осторожны при использовании приборов в этом режиме! При случайном нажатии кнопки на экране могут появиться низкие значения напряжения, в то время как на самом деле они смертельно высоки. Всегда проверяйте, что режим HOLD не включен.

Теперь попробуем измерить переменное напряжение. Теперь эксперимент будет более опасным – в качестве источника мы будем использовать электрическую розетку. Он имеет переменное напряжение, среднеквадратичное значение которого (эквивалентное по действию постоянному напряжению) составляет 220 В, а амплитудное значение – около 310 В (корень из 2-кратного среднеквадратичного напряжения). Режим измерения отображается на экране.

Максимальный предел – 750.

Да, старайтесь держать одну руку в кармане при работе с высоким напряжением. В случае аварии это защитит вас от разрядов, проходящих через сердце. Конечно, это правило не должно противоречить здравому смыслу и соображениям безопасности.

Еще один режим измерения частоты. Переключатель находится в положении 20 кГц. Сигнал представляет собой синусоиду с частотой 10 кГц. Подключите частотомер к выходам источника сигнала.

Хм, немного не так, ну заявленная погрешность 1,5 – 2 % для этого режима. (В предыдущих измерениях я сравнивал все результаты с мультиметром DT838, всегда полное совпадение).

Теперь измерим сопротивление резистора 1 кОм +/-5%. Мультиметр должен быть в режиме омметра. Омметр – это своего рода комбинация вольтметра и амперметра. Вы прикладываете к детали известное напряжение, а сопротивление измеряемой детали определяется током, протекающим через деталь и щупы (закон Ома). Возможные положения переключателя для измерения сопротивления всегда показаны на рисунке.

При измерении сопротивления компонент должен быть отключен от цепи (при необходимости цепь может быть обесточена). Приложите тестовые штыри к клеммам устройства и проверьте сопротивление между ними. Если полярность имеет значение, то красный зонд находится на положительной стороне. Установите предел 2k, или 2 кОм. Результат:

Кстати, предел 200 имеет функцию циферблата, (на это указывает символ, похожий на скобку), замыкание между щупами вызовет звуковой сигнал. Это помогает искать короткие замыкания, не глядя на экран. При измерении низких сопротивлений помните, что сами щупы вносят погрешность, поскольку имеют сопротивление.

При измерении высоких сопротивлений не касайтесь щупов руками – ваше тело также обладает сопротивлением и внесет погрешность в результат измерения.

Режим диодного зондирования. Это поможет проверить, не неисправен ли диод. На экране отображается падение напряжения на pn-разъеме в вольтах. Потенциал черного провода, как всегда, ниже потенциала красного провода. Пример проверки исправного диода D245. Обратное смещение, диод открыт, падение напряжения 0,481 В

Обратное смещение, диод закрыт, большое падение напряжения.

Рассмотрим режим работы амперметра. Наш прибор может измерять переменный и постоянный ток до 10 А. Амперметр подключен последовательно с выключателем.

Он имеет очень низкое входное сопротивление, поэтому его включение не повлияет на работу схемы. Никогда не подключайте амперметр непосредственно к источнику напряжения. Это будет эквивалентно короткому замыканию. Неважно, что сгорает быстрее, источник или счетчик. Самое главное, чтобы что-то перегорело. Эта ошибка особенно опасна при использовании таких источников, как батарейки, не говоря уже о розетках. Их ток короткого замыкания очень высок, он пройдет через мультиметр и может привести к повреждению. Вспомните, что я рекомендовал не оставлять красный щуп в первом или втором гнезде. Это входы для измерения тока, и их сопротивления очень малы. Если во время измерения напряжения вы случайно забудете вернуть щуп в гнездо 4, может возникнуть описанный выше эффект. Особую осторожность следует проявлять тем, кто привык использовать тестеры, где есть отдельная розетка только для 10А, а пробник почти всегда находится в основной розетке.

Теперь измерьте постоянный и переменный токи на пределе 10 А. Поместите зонд в первое гнездо слева. Сначала установите предел постоянного тока 10 А (десятка ниже). Измерим ток в лампочке фонарика, который говорит 6В 0,28А. Источником питания является батарея 6 В. Красный штык, как обычно, для положительного, черный – для отрицательного.

Теперь, как обычно, опасный эксперимент. Ток в лампочке составляет 220 В 60 Вт. Давайте заранее оценим результат. Позвольте мне напомнить вам ТОК = МОЩНОСТЬ / НАПРЯЖЕНИЕ) 60 / 220 = 0,27 (A) Результат:

В течение первых нескольких секунд было четко 0,27, затем катушка, должно быть, нагрелась. Но, тем не менее, наш расчет верен.

Теперь попробуем рассчитать ток для резистора 1 кОм, подключенного к нашей батарее. I = U/R 6,2 В / 1000 Ом = 6,2 мА. Теперь проверьте размеры. Для измерения на миллиамперном пределе вставьте щуп во второе гнездо слева. Всего

Далее следует режим измерения емкости конденсатора.

В этом режиме измеряемый конденсатор подключается непосредственно к входу прибора. При измерении больших емкостей можно использовать пробники. Просто поместите их на контакты конденсатора и посмотрите на показания. Если вы измеряете емкость электролитического конденсатора, обратите внимание на полярность – красный +, черный -. Для малых пределов щупы добавляют собственную емкость, поэтому измерения необходимо проводить через многофункциональный разъем. Хотя мне привычнее и удобнее измерять через коннектор. Например, вот это:

В эксперименте был задействован конденсатор 10 мкФ 25 В.

Теперь мы рассмотрим измерение коэффициента усиления h21 транзистора, также известного как hFE, который представляет собой коэффициент усиления транзистора в цепи с общим эмиттером и определяется как отношение тока коллектора к току базы. Мультиметр измеряет напряжение коллектор-эмиттер 2,8 В (на самом деле 2,58 В). Для измерения этого параметра переводим переключатель в режим hFE и вставляем транзистор в адаптер. где проводимость и распиновка указаны на разъеме. И именно здесь проявляется недостаток по сравнению с мультиметрами, такими как мой DT838. В нашем адаптере порядок выводов строго коллектор-база-эмиттер. (В DT838 эта проблема решена – вход эмиттера находится с обеих сторон разъема-джека). В нашем эксперименте мы будем использовать для измерения транзистор КТ368, его выводы как раз то, что нам нужно.

Согласно техническому паспорту он должен быть 50…300. Принятые измерения.

Последний режим, который мы еще не затронули, – это измерение температуры. Для этого в комплекте имеется термопара, которая подключается с помощью того же универсального разъема. При установке термопары обратите внимание на полярность, она указана на разъеме термопары и на разъеме мультиметра. Чтобы переключиться в режим термометра, переведите переключатель на значок градусов Цельсия. В квартире горячо, и показания мультиметра вполне корректны.

В заключение позвольте мне напомнить вам основные принципы. Поместите амперметр последовательно с выключателем, а вольтметр – параллельно. Не подключайте амперметр непосредственно к источнику напряжения!

Современный цифровой мультиметр

Как использовать мультиметр для измерения напряжения постоянного тока

Слово мультиметр состоит из двух слов: multi, что означает много, и meter, что означает измерение. Эти слова встречаются в англо-русском словаре multitran, и поэтому можно с уверенностью сказать, что мультиметр – это несколько измерительных приборов, упакованных в одну небольшую коробку. Все эти измерительные приборы предназначены для измерения электрических цепей, и было бы непростительно начать рассказ об электрических измерениях, не вспомнив закон Ома.

В школьных учебниках закон Ома для цепи записывается следующим образом: “Ток в цепи (I) прямо пропорционален напряжению (U) и обратно пропорционален сопротивлению (R). Каждый, кто серьезно интересуется электричеством, знает это предложение, как молитву “Отче наш”. Если вы не знаете закон Ома, сидите дома.

Если записать закон Ома в виде математической формулы, то он будет довольно простым: I=U/R.

Это закон Ома для участка цепи, которым мы здесь ограничимся. Для получения правильных результатов в формуле должны быть указаны ток в Амперах, напряжение в Вольтах и сопротивление в Омах. Первые буквы пишутся с заглавной буквы, потому что единицы измерения образованы от имен ученых, открывших эти законы.

Однако иногда можно использовать, например, сопротивление в килогерцах (1 кОм = 1000 Ом), а ток будет указан в миллиамперах (1 мА = 0,001 А). Такая замена довольно часто используется в слаботочных цепях.

Простая электрическая цепь, показанная на рисунке 1, состоит из источника напряжения, соединительных проводов, выключателя и нагрузки. Но на примере этой цепи можно увидеть все, что упоминается в законе Ома, все, что можно измерить с помощью приборов, и познакомиться с комбинацией амперметра, вольтметра и омметра.

Рисунок 1: Простая электрическая цепь

Для измерения тока, напряжения и сопротивления вам понадобятся три различных прибора: амперметр, вольтметр и омметр. Способ подключения приборов показан на рисунке 2.

Рисунок 2: Подключение измерительных приборов к электрической цепи

Из этого рисунка видно, что амперметр подключен последовательно с нагрузкой в цепи, вольтметр подключен параллельно участку цепи, омметр также подключен параллельно рассматриваемому участку, но напряжение питания должно быть отключено, иначе нигде не подключенная часть вообще не проверяется. Конечно, вы можете измерить резисторы R1, R2, не выпаивая их из схемы, но не забудьте отключить питание.

Что нельзя делать или какие есть способы сжечь мультиметр

Это место, где можно сделать несколько замечаний и задать несколько каверзных вопросов. Что произойдет, если, например, поменять местами вольтметр и амперметр?

Вольтметр, вставленный в цепь вместо амперметра, вряд ли вызовет серьезные проблемы: высокое внутреннее сопротивление вольтметра ограничит ток до такого уровня, что цепь просто перестанет работать, как если бы выключатель был разомкнут.

Ситуация полностью меняется, когда вместо вольтметра вставляется амперметр, например, вместо V1. Ток, протекающий через амперметр, достигнет максимума, который может обеспечить источник питания, поскольку внутреннее сопротивление амперметра очень мало (в обычном режиме измерения чем меньше, тем лучше).

В случае гальванического элемента это не является серьезной проблемой, поскольку ток будет ограничен внутренним сопротивлением батареи, а предел измерения амперметра достаточно велик (10 Ампер и более).

Таким образом можно проверить гальванический элемент размера AA или AAA с напряжением 1,5 В. Если ячейка исправна, амперметр покажет ток не менее 1 А и даже больше, в то время как ток пустой ячейки составляет не более нескольких миллиампер или вообще отсутствует.

Но этого совершенно недостаточно для тестирования батарей одинаковых размеров. Батареи не любят короткого замыкания и могут даже взорваться! Даже если он не взорвется, такой аккумулятор трудно заряжать.

Если амперметр (мультиметр в режиме измерения тока) включен в розетку 220 В, он рискует взорваться. То же самое произойдет, если вы попытаетесь измерить напряжение в розетке с помощью мультиметра в режиме измерения сопротивления. Поверьте, таких случаев было много. Поэтому не следует, чисто из любопытства, измерять напряжение в розетке!

Вы просто должны принять это как закон, сделать это правилом. И какая разница, 210 В или 235 В в этой розетке? Ведь все современные электронные устройства работают в очень широком диапазоне напряжений, чему способствуют современные импульсные источники питания.

Множество устройств для простых измерений

Электрическая цепь, показанная на рис. 2, питается от источника постоянного тока – гальванической батареи, поэтому амперметр и вольтметр должны подходить для измерений в цепях постоянного тока. Если даже такая простая схема питается переменным током (220 В, выключатель, лампочка), то и приборы будут нуждаться в переменном токе. Оказывается, даже при такой простой схеме вам понадобится целая куча приборов!

Эта простая схема показана для того, чтобы освежить в памяти способы подключения приборов. Подробнее об измерении токов и напряжений вы можете прочитать в статье “Измерение электрических цепей”.

Избавиться от такого количества приборов просто: поместите все приборы в один корпус и, используя переключатели, подключите к каждому из них одну и ту же измерительную головку. Такие измерительные приборы раньше назывались комбинированными амперметрами.

Их также называют тестерами, поскольку они не очень точны. Как правило, это приборы класса точности 4, т.е. погрешность измерения составляет 4%, что вполне достаточно для большинства практических целей.

В настоящее время тестеры часов не то чтобы ушли на пенсию, но используются довольно редко, хотя в некоторых случаях без них просто невозможно обойтись. Но многие, в основном пожилые профессионалы, предпочитают использовать стрелочный амперметр. Ну, это вопрос того, к чему человек привык. Так, постепенно, мы пришли к современному комбинированному прибору – мультиметру.

Современный цифровой мультиметр

В отличие от старинных тестеров, мультиметр стал цифровым прибором, с надписью “Цифровой мультиметр” на упаковке. Это не потому, что показания отображаются в виде цифр, разница заключается в принципе работы. Измеренное значение, напряжение, ток или сопротивление, преобразуется в цифровой код с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП), который затем отображается на цифровом ЖК-дисплее.

Помимо самих результатов измерений, на дисплее может отображаться дополнительная информация, например, состояние заряда батареи (когда наступает время замены батареи, на дисплее появляется мигающее изображение батареи) и предупреждение об измерениях высокого напряжения. Эти мультиметры при своих небольших размерах и низкой цене отличаются высокой точностью измерений, что принесло им заслуженную популярность среди пользователей.

Самый простой способ узнать устройство и принцип его работы – взять его в руки. Однако если это невозможно, достаточно фотографии устройства. Достаточно сделать фотографию и приложить к ней пояснение. Такая фотография показана на рис. 3 (нажмите на фотографию, чтобы увеличить ее).

Рисунок 3: Внешний вид цифрового мультиметра D838

Зачем и кому нужен мультиметр

Мультиметры серии D83X являются бюджетным вариантом – за минимальную цену вы получаете набор всех, или почти всех, режимов работы, используемых большинством электриков, инженеров-электронщиков и просто тех, кто время от времени имеет дело с электричеством. Конечно, существуют и более дорогие модели с дополнительными пределами измерений и различными удобствами в эксплуатации.

Прежде всего, это возможности измерения емкости конденсаторов и индуктивности катушек. Некоторые мультиметры даже имеют режим измерения частоты, но он обычно ограничен частотами в звуковом диапазоне, до 20 КГц. Почти все мультиметры, включая бюджетные версии, имеют режим измерения коэффициента усиления маломощных транзисторов, но они используются не очень часто.

Дополнительные функции включают подсвечиваемую шкалу (как еще измерять ночью?) и кнопку памяти для сохранения последнего показания. Это позволяет сохранить результат в блокноте или заранее распечатанной таблице. На самом деле очень полезная функция.

Мультиметр DT838, показанный на рисунке 3, имеет режим измерения температуры в качестве приятного дополнения: если просто включить мультиметр в этом режиме, можно использовать внутренний датчик температуры для контроля температуры в рабочей зоне.

Прибор оснащен внешней термопарой K-типа, которая может измерять температуру до нескольких сотен градусов, например, температуру паяльника или тепловой пушки.

Аналогичные приборы других серий, например, DT832, имеют встроенный генератор прямоугольных импульсов с фиксированной частотой ок. 1 кГц, что позволяет проверить, например, усилители звуковой частоты.

Не забывайте выключать мультиметр на ночь

Еще одна приятная функция, характерная для более дорогих мультиметров, – автоматическое отключение питания: через 15 минут прибор выключается. Дальнейшая работа возможна только при повторном нажатии кнопки питания.

На таких приборах, как D83x, питание отключается путем установки единственного переключателя в положение OFF (см. рисунок 3). Если вы переусердствуете и забудете выключить устройство и оставите его включенным на ночь (почему-то так происходит чаще всего), то на следующий день потребуется замена батареи.

Стоимость батареи “Крона” среднего качества (старое национальное название, сейчас это просто тип 6F22) низкая, и купить его не проблема. Тем не менее, даже в одном из последних журналов “Радио” за 2014 год, а именно в номере 9, была статья под названием “Преобразователь для питания цифрового мультиметра”.

Конвертер питается от одной батарейки типа AA или одного никель-кадмиевого аккумулятора. Вы найдете простую схему, печатную плату и методику ее сборки и наладки. В конце статьи приведен список других предыдущих публикаций на ту же тему: также радиожурналы с аналогичными схемами.

Рисунок 4: Импортные коронки

Такая конструкция была уместна в дни всеобщего советского дефицита, когда невозможно было “достать” батареи “Крона”, как и многое другое. Сегодня такой конвертер можно собрать только “из любви к искусству”.

Вообще, редакторы журнала “Радио” в последние годы ведут себя странно: вместо того, чтобы публиковать хорошие и интересные материалы и повышать качество своих статей, они (редакторы) гоняются за файлообменными сайтами и удаляют с них свои работы, прикрываясь законом об авторском праве.

Пусть читатель не думает, что это субъективное мнение автора журнальной статьи: на форумах электронного сообщества на эту тему есть масса аргументов, гораздо более категоричных.

Давайте проанализируем мультиметр

Часто можно услышать такие заявления, как: “Здесь я знаю, как проверить провод от электрогитары на обрыв или короткое замыкание. Мне больше ничего не нужно. Чтобы свести эти утверждения к минимуму, давайте еще раз взглянем на рисунок 3, который поможет нам понять, что может измерить мультиметр.

На передней панели мультиметра сразу бросаются в глаза две крупные детали: жидкокристаллический дисплей в верхней части и большой круглый циферблат в центре. Он единственный на этом устройстве, других нет. Эта ручка используется для переключения между режимами работы и пределами измерений в этих режимах. Мультиметры других марок выглядят аналогично.

Циферблат имеет скос с рельефным треугольником, обозначающим выбранный предел измерения, что не очень удобно во время работы. Если этот треугольник покрыть белой краской, как показано на рисунке 3, то ложных срабатываний будет гораздо меньше.

Режимы измерения

С помощью вышеупомянутого диска можно выбрать один из режимов измерения. Мультиметр, о котором идет речь, имеет несколько режимов:

Измерение напряжения постоянного тока

Измерение переменных напряжений

Измерение постоянных токов

Скрученные провода и полупроводники

Измерение коэффициента усиления транзистора

Каждый режим измерения, кроме измерения температуры, измерения полупроводниковой проволоки и измерения коэффициента усиления транзистора, разделен на несколько ЛИМИТОВ, что позволяет значительно повысить точность измерения, о чем будет сказано ниже.

На практике мы чаще всего имеем дело с измерениями постоянного напряжения и используем режим “диодный провод” для определения целостности диодов, транзисторов и иногда даже микросхем. Поэтому эти измерения должны быть описаны подробно.

Измерение напряжения постоянного тока

Электронные устройства питаются от источников постоянного напряжения. Это могут быть батареи, гальванические элементы или, при питании от сети, источники питания для различных схем и конструкций. Поэтому при ремонте или наладке электронной аппаратуры часто возникает необходимость измерения постоянных напряжений на электродах транзисторов и микросхем и проверки режимов работы по постоянному току. Как использовать мультиметр для измерения напряжения постоянного тока, описано далее в этом руководстве.

На рисунке 3 циферблат установлен в режим измерения постоянного напряжения, с наивысшим пределом 1000 В. После этого на дисплее появится предупреждение о высоком напряжении: HV – (высокое напряжение). Такое же предупреждение появляется на пределе измерения 750 В переменного тока. Таким образом, прибор сам предупреждает, что в этом диапазоне измерения могут возникнуть опасные для жизни напряжения.

Однако в этом нет необходимости, поскольку на этом пределе можно измерять и напряжения, которые совсем не опасны, например, в автомобильных установках, где напряжение составляет всего 12 В, или просто в одном гальваническом элементе. Однако результаты измерений будут не очень точными. Более надежные результаты получаются при измерении на пределе 20 В.

В те времена, когда цифровые приборы были редкостью – обычно это были огромные лабораторные устройства “с двумя ручками для переноски”. – почти все измерения проводились с помощью стрелочных авометров. В те времена эмпирическое правило гласило, что наиболее точный результат будет получен, если при измерении стрелка находится не ниже первой трети шкалы, лучше, если она будет ближе к центру. Например, 5 В можно измерить на пределе 30 В, но результат будет более точным, если использовать предел 10 В.

Это также следует соблюдать при использовании цифрового мультиметра, т.е. выберите наиболее подходящий предел измерения. Об этом будет рассказано в следующем разделе.

Пределы измерения напряжения постоянного тока

В режиме измерения напряжения постоянного тока существует пять пределов:

На пределе 200 м (здесь и далее как написано на приборе рис. 3) можно измерять напряжения до 200 милливольт, или, проще говоря, до 0,2 В.

Предел 2000 м позволяет измерять напряжение до 2 В. Это позволяет, например, измерить напряжение гальванического элемента или падение напряжения на резисторе в эмиттерной цепи транзистора.

Следующие три предела обозначены просто цифрами без букв: 20, 200, 1000; это пределы напряжения в вольтах. Точность измерения можно подтвердить на приведенных ниже иллюстрациях. Для измерения напряжения я взял в качестве источника батарейку размера AA, просто первое, что попалось под руку, но результаты измерений вполне наглядны.

Измерения при различных диапазонах

Первое измерение напряжения батареи производится на пределе 1000, как показано на рисунке 5. Обратите внимание, что незначащие нули удаляются не на всех пределах.

Здесь нам удалось измерить ровно 1 В, потому что разрешение этого предела составляет ровно 1 В, десятичные доли вольта просто не отображаются, о чем свидетельствует отсутствие десятичной точки после младшего разряда. Если измеренное напряжение было 135,2 В, например, вы увидите результат 135 В.

Кто-то может сказать: “Ну и что, что две десятых вольта! Да, во втором случае эти две десятые не играют абсолютно никакой роли, но при измерении напряжения батареи такое округление результата измерения недопустимо.

Дело в том, что никель-кадмиевый или металлогидридный аккумулятор считается заряженным, когда его напряжение составляет не менее 1,2 В. Если напряжение составляет всего 1 В, это означает, что батарея нуждается в подзарядке. И именно это мешало ему, хотя он ни в чем не был виноват.

Переключите предел измерения напряжения на 200. В этот момент появляется десятичная точка, за которой следуют десятые доли вольта. Результат измерения гораздо ближе к истине, как видно на рисунке 6.

Рисунок 6: Напряжение батареи 1,2 В

При диапазоне измерений 20 результат будет более точным до сотых долей вольта, смотрите рисунок 7.

Рисунок 7: Напряжение батареи 1,22 В

А на пределе 2000 м результат отображается в милливольтах, что с точностью до 1/1000 доли вольта (1 милливольт). Это показано на рисунке 8.

Рисунок 8: Напряжение батареи 1,222 В

Некоторые приборы имеют предел измерения 2 вольта, в этом случае результат будет отображаться как 1,222 вольта. После десятичной точки имеется три знака после запятой, что также позволяет проводить измерения с разрешением в 1 милливольт.

Ограничение в 200 м позволяет измерять напряжение не выше 0,2 В, а для рассматриваемого случая (аккумулятор) это не подходит, просто мало. Он может не перегореть, но не должен. В общем, существует ЗОЛОТОЕ правило: если измеряемое напряжение (ток) неизвестно даже приблизительно, начинайте с самого высокого предела измерения!

Вы любите умные гаджеты и DIY? Станьте специалистом по Интернету вещей и создайте сеть умных гаджетов!

Запишитесь в онлайн-университет с GeekBrains:

Изучите язык C, механизмы отладки и программирование микроконтроллеров;

Получите опыт работы в реальных проектах, в команде и самостоятельно;

Получите сертификат и свидетельство, подтверждающее приобретенные вами знания.

Стартовая коробка для ваших первых экспериментов в подарок!

По окончании курса ваше портфолио будет включать: методическую станцию с функцией таймера и встроенной игрой, сеть распределенных устройств, устройства контроля температуры (ПИД-регулятор), устройство контроля влажности, интеллектуальную систему полива растений и устройство контроля утечки воды.

Вы получите диплом о переподготовке и электронный сертификат, который вы сможете добавить в свое портфолио и показать работодателю.

Преимущества цифровых тестеров:

Популярные модели: краткий обзор мультиметров

Большинство тестеров производится в Китае. Они достаточно точно определяют электрические свойства, надежны и долговечны при правильном использовании. Важно знать, как пользоваться мультиметром для начинающих, чтобы в процессе эксплуатации не возникало проблем.

Мультиметр DT830B

Предназначен для измерения токов до 10 А. На корпусе расположены 3 стандартных разъема и один для тестирования транзисторов и диодов. Питание устройства осуществляется от батареи “Крона”. На корпусе нет отдельного разъема для этого, он вставляется, когда задняя крышка полностью снята.

В комплект входят два зонда. Один из них черный и подключается к разъему COM, другой – красный и подключается ко второму или третьему разъему в зависимости от измеряемой величины. Стилусы относятся к бюджетной версии. При желании можно купить более качественные, но и эти вполне удобны в использовании.

При измерении сначала подключите черный провод, а затем красный. Будьте осторожны, чтобы не коснуться металлического наконечника зонда. Если “плюс” и “минус” перепутаны, устройство сигнализирует об этом знаком “-” перед цифрой на экране.

Максимальное значение напряжения для данного мультиметра составляет 500 В. При приближении к этому значению на дисплее появляется символ “HV” – высокое напряжение, предупреждать о высоком напряжении. Если требуется максимальная точность измерения, необходимо учитывать сопротивление самих зондов. Это определяется при замыкании наконечников вместе. DT830B – это недорогая модель. Он может не поставляться с инструкцией по эксплуатации на русском языке.

При использовании тестера обратите внимание на его особенности:

погрешность составляет около 1%;
ручная настройка режимов;
Конструкция не является ударопрочной; пластиковый корпус может быть поврежден при ударе;
Контакты имеют среднее качество;
Отсутствие подсветки дисплея.

Мультиметр DT832

Очень похож на предыдущую модель, но функциональность расширена за счет включения генератора и измерения температуры. В дополнение к щупу в комплект входит термопара.

Для удобства пользователя индикатор питания сигнализирует о низком заряде батареи, а на дисплее отображается надпись BAT. Система защиты содержит предохранители, которые перегорают в случае ошибки оператора и должны быть заменены на новые аналогичные.

Чтобы использовать генератор, переключатель функций должен быть установлен в положение _||||¯. Подключите щуп к нулю и VΩmA. Между ними появится ток частотой 50 Гц и напряжением около 5 В, который вы можете использовать в своих целях.

Мультиметр DT838

Очень похожа по внешнему виду и работе на предыдущую модель. Он может измерять постоянный и переменный ток, транзисторы, тестировать непрерывность и диоды, измерять температуру, емкость конденсаторов. Отсутствует осциллятор, как в DT832.

Щупы достаточно прочные и имеют высокое сопротивление. В комплект входит термопара с зондом. Внешний вид прибора стал более четким, с ясной шкалой и крупными отметками. Выключатель двухцветный, с четкой указательной стрелкой. Это позволяет избежать ошибок при изменении режима работы. В случае перегрузки на дисплее появляется “1”. В систему встроен предохранитель для защиты от ошибки оператора.

Мультиметр DT9208A

Этот мультиметр обладает широким набором функций. Он может быть использован для

Измерение тока, напряжения, частоты и сопротивления;
Зондирование цепи;
Выполните проверку диода;
Определите коэффициент передачи транзистора и емкость конденсатора.

Прибор оснащен термопарой, которая используется для измерения температуры от -40°C до 1000°C. Индикатор низкого заряда батареи – знак +- на дисплее указывает на то, что пора менять источник питания. Если перерыв в работе составляет более 15 минут, устройство автоматически выключится. Чтобы снова включить устройство, нажмите кнопку Power.

DT 9208A обладает способностью измерять токи свыше 10 А. Для этого на корпусе имеется отдельное гнездо. Дисплей можно повернуть и настроить на необходимый угол для удобства чтения.

Все пределы защищены от перегрузки комбинированной системой. Информация на дисплее удерживается кнопкой HOLD. Для защиты от химического воздействия и пыли в комплект поставки может входить силиконовый чехол. Если такой возможности нет, рекомендуется приобрести ее самостоятельно.

Мультиметр DT9205A

Высокоточный прибор с погрешностью 0,5% и менее для использования в полевых или лабораторных условиях, в мастерских и дома. Диапазон рабочих температур составляет 0…40°C. Хранить при температуре -10…+50°C.

Корпус достаточно большой – 186x86x41 мм, изготовлен из прочного желтого пластика. Дисплей также большой; все цифры и значки хорошо читаются.

Питание включается с помощью кнопки Power. На нижней части расположены 4 разъема, включая один для измерения тока свыше 20 А. Разъем для транзисторов находится в правом верхнем углу. Нет функции считывания температуры и частоты или использования осциллятора.

Мультиметр DT-61

Этот измеритель сочетает в себе 6 функций:

Стандартный цифровой тестер;
Измеритель влажности;
термометр;
Бесконтактный измеритель переменного тока;
Люксметр;
шумомер.

DT-61 предназначен для профессионального и бытового использования. Цифровой мультиметр измеряет постоянное/ переменное напряжение, сопротивление, электрическую целостность, тестирует диоды и измеряет температуру.

Он также измеряет уровень шума в производственных цехах, школах, офисах, жилых домах и аэропортах. Прибор проверяет акустику студий, студенческих аудиторий и шумоизлучающего оборудования. Для перехода в режим шумомера переключатель должен быть установлен в сектор dCB, а микрофон должен быть направлен в сторону источника звука (горизонтально). В случае сильного ветра рекомендуется использовать ветрозащитный экран.

Функция люксметра используется для определения освещенности помещения. Светочувствительный селеновый фотоэлемент преобразует световую энергию в электрическую и определяет интенсивность косо падающего света с высокой точностью. Для измерений переключатель устанавливается в режим Lux.

Влажность воздуха определяется в режиме ВКЛ. Прибор должен находиться в помещении не менее 2 часов. Показания будут отображаться на дисплее %RH.

Читайте далее: