Мультиметр цифровой как пользоваться

Правила безопасности

Стоит обратить внимание:

• Обязательно обеспечение заземления.
• Прибор и цепь не трогаются голыми руками.
• При возникновении непредвиденных ситуаций, немедленно прекратить работу и убедиться, что измерение не несет последствий. Например, не создастся пожар.
• Прибор подсоединяется параллельно к уже собранной цепи.
• Рабочее место должно быть изолировано от посторонних.
• Измеряющий должен иметь представление о технике безопасности, знать устройство прибора и принцип его действия.
• Цепь должна быть правильно собрана.
• По окончании работы устройство отключается и разбирается, укладывается на место хранения в соответствующих чехлах. Рабочий снимает средства защиты и тщательно обрабатывает руки.

Стоит работать в перчатках Ответ на вопрос, как называется прибор для измерения электрического напряжения, очень прост, как и сама процедура проведения. Главное — действовать аккуратно и бережно относиться к оборудованию. В таком случае аппаратура прослужит века.

Источник

Как пользоваться мультиметром – знакомство с прибором часть 1

Бывают ситуации, когда в домашних условиях нам необходимо измерить напряжение в розетке или проверить проводник на целостность.

Человек, который никогда не сталкивался с подобным устройством, зачастую задается вопросом: как пользоваться мультиметром?

Мультиметр или прибор измерительный комбинированный (его также часто называют тестером или «цешкой») пригодится в любом доме, не говоря уже о гараже. Он предназначен для измерения напряжения, тока, сопротивления.

Некоторые продвинутые модели «умеют» измерять емкость конденсаторов, температуру и ряд других параметров, но для домашнего пользования это совсем не обязательно.

Разновидности мультиметров

Мультиметры бывают аналоговыми и цифровыми. Они отличаются функциями, точностью измерений и качеством.

В аналоговом мультиметре результаты измерений показывает стрелка по измерительной шкале. Работать с таким прибором не совсем удобно – не привыкшему человеку трудновато разобраться во всех шкалах.

Кроме этого, стрелочный мультиметр при измерениях нужно держать в зафиксированном положении, иначе стрелка будет «скакать».

Стоимость мультиметров может быть различной: от 10 у.е. и выше. Она зависит от качества, параметров (точности измерения) прибора, а также от количества выполняемых ним функций.

Независимо от стоимости, каждой моделью мультиметра поддерживаются стандартные функции: измерение напряжения, тока и сопротивления.

Практически все мультиметры имеют одинаковое расположение органов управления. В центре прибора находится круговой многопозиционный переключатель, с помощью которого переключаются измеряемые параметры и пределы их измерений. Для удобства разбитые на сектора параметры обведены линиями.

Обозначения на мультиметре

Каждый мультиметр состоит из дисплея (аналоговый – измерительной шкалы), многопозиционного переключателя, гнезд для подключения шнуров со щупами. В данной статье рассматривается мультиметр марки DT-830B DIGITAL.

Положением переключателя выбирается режим работы прибора:

1. – OFF – прибор выключен (на некоторых приборах для этого есть специальная кнопка);
2. – ACV – измерение переменного напряжения;
3. – DCV – измерение постоянного напряжения;
4. – ACA – измерение переменного тока;
5. – DCA – измерение постоянного тока;
6. – Ω – измерение сопротивления;
7. – hFE – измерение параметров транзисторов.

В данной модели не предусмотрено измерение переменного тока, поэтому сектора ACA у нее нет.

Подключение щупов

Щуп представляет собой металлический стержень с изолированной ручкой, он обеспечивает контакт между точкой измерения и мультиметром и соединяется с прибором проводом.

Рекомендация. Так как большинство мультиметров на нашем рынке китайские, то их щупы очень быстро выходят из строя – ломается провод. Желательно щупы изготовить самостоятельно – провод, сам щуп и штырь, который вставляется в гнездо мультиметра, можно купить на рынке или радиомагазине.

Кроме этого, можно изготовить дополнительный комплект щупов с наконечниками типа «крокодил» и увеличенной длиной провода – иногда это очень удобно.

Разъемы для щупов

Разъем, обозначенный значком заземления и надписью COM, является минусовым, общим или заземленным – смотря от того, что измеряется. Обычно к нему подключается черный провод.

Разъем, обозначенный как VΩmA, предназначен для измерения сопротивления, напряжения, а также тока, величиной не более 200 мА, иначе может сгореть предохранитель, а в худшем случае – сам прибор.

Разъем, подписанный надписью 10А или 10 ADC (иногда и больше) предназначен для измерения силы тока в диапазоне от 200 мА до 10 А (до указанного значения).

2.4.1 Кодоимпульсные цифровые вольтметры

В кодоимпульсных (с поразрядным уравновешиванием) цифровых вольтметрах реализуется принцип компенсационного метода измерения напряжения. Структурная схема подобного вольтметра представлена на рис. 2.13.

Измеряемое напряжение U’х полученное с входного устройства, сравнивается с компенсирующим напряжением UК, вырабатываемым прецизионным делителем и источником опорного напряжения. Компенсирующее напряжение имеет несколько уровней, квантованных в соответствии с двоично-десятичной системой счисления. Например, двухразрядный цифровой вольтметр, предназначенный для измерения напряжений до 100 В, может включать следующие уровни напряжений: 80, 40, 20, 10, 8,4,2, 1 В.

Рисунок 2.13 Структурная схема кодоимпульсного вольтметра

Сравнение измеряемого U’x и компенсирующего UK напряжений проводят последовательно по командам управляющего устройства, Процесс сравнения показан на рис. 2.14.

Управляющие импульсы Uу через определенные интервалы времени переключают сопротивления прецизионного делителя таким образом, что на его выходе последовательно возникают напряжения: 80, 40, 20, 10, 8, 4, 2, 1В; одновременно к соответствующему выходу прецизионного делителя подключают устройство сравнения. Если UK > U’x, то с устройства сравнения поступает сигнал Uср на отключение в делителе соответствующего звена, так, чтобы снять сигнал UK. Если UK

Общая характеристика

По конструкции амперметры делятся:

• со стрелочной измерительной головкой без электронных схем;
• со стрелочной измерительной головкой с использованием электронных схем;
• с цифровым индикатором.

Приборы со стрелочной головкой

Наиболее распространены амперметры, в которых движущаяся часть прибора со стрелкой поворачивается на угол крена, пропорциональный величине измеряемого тока.

Амперметры бывают магнитоэлектрическими, электромагнитными, электродинамическими, тепловыми, индукционными, детекторными, термоэлектрическими и фотоэлектрическими.

Магнитоэлектрическими амперметрами измеряют силу постоянного тока; индукционными и детекторными — силу переменного тока; амперметры других систем измеряют силу любого тока. Самыми точными и чувствительными являются магнитоэлектрические и электродинамические амперметры.

Приборы со стрелочной головкой могут снабжаться дополнительными электронными схемами для усиления сигнала, подаваемого на головку (для измерения токов, существенно меньших чем ток полного отклонения головки, который для большинства магнитоэлектрических приборов составляет 50 мкА и более), защиты головки от перегруза и прочее.

Приборы с цифровым индикатором

Дополнительные сведения:

В последнее время приборы со стрелочной измерительной головкой стали вытесняться приборами с цифровым индикатором на основе жидких кристаллов и светодиодов.

Принцип действия стрелочной измерительной головки

Дополнительные сведения: Системы измерительных приборов

Принцип действия самых распространённых в амперметрах систем измерения:

В магнитоэлектрической системе прибора крутящий момент стрелки создаётся благодаря взаимодействию между полем постоянного магнита и током, который проходит через обмотку рамки (вращающий момент). С рамкой соединена стрелка, которая перемещается по шкале. Угол поворота стрелки прямо пропорционален силе тока, поэтому шкала магнитоэлектрического прибора линейна. Направление поворота стрелки зависит от направления протекающего через рамку тока, поэтому магнитоэлектрические амперметры непригодны для непосредственного измерения силы переменного тока (стрелка будет дрожать возле нулевого значения), и требуют правильной полярности подключения в цепи постоянного тока (иначе стрелка будет отклоняться левее нуля).

В электромагнитной системе прибора вращающий момент стрелки создаётся между катушкой и подвижным ферромагнитным сердечником, к которому прикрепляется указательная стрелка.

В электродинамической системе измерительная головка состоит из неподвижной и подвижной катушек, соединённых параллельно или последовательно. Взаимодействие между токами, которые проходят через катушки, вызывает отклонения подвижной катушки и соединённой с нею стрелки.

Во всех вышеуказанных системах угол поворота стрелки устанавливается при равенстве вращающего момента и момента сопротивления пружины.

Мультиметры аналоговые и цифровые

Еще сравнительно недавно все измерения проводились аналоговыми приборами, представляющими собой универсальные тестеры. Все полученные данные отображались на стрелочной шкале. Измерительные кабели подключались в специальные разъемы, а управление разделялось на несколько групп. Переключения режимов осуществлялись с помощью кнопок, пределы измерений выставлялись рукояткой, а нулевая отметка устанавливалась отдельной ручкой.

В таких приборах полностью отсутствовала автоматика, а изменения точки отсчета происходили в соответствии со степенью разряда батареи. Как пользоваться стрелочным мультиметром успешно решалась в школе на уроках физики.

Аналоговые тестеры обладали достаточно низкой погрешностью измерений и выдавали довольно точные результаты. При этом, взгляд на шкалу направлялся строго перпендикулярно по отношению к стрелке. Однако данное оборудование отличалось сложностью управления и требовало определенных практических навыков. Использование универсальной шкалы не давало возможности получения мгновенного результата. Приходилось самостоятельно выполнять перевод величин в соответствии с выставленными пределами измерений.

Существенным недостатком считалось отсутствие какой-либо защиты от перегрузок. В случае неправильного подключения прибор сразу же выходил из строя. С тех пор как появился цифровой измерительный тестер, аналоговые устройства постепенно отошли на второй план. Решение задачи, как правильно пользоваться мультиметром, значительно упростилось.

С помощью этих устройств стало возможным не только измерение основных величин, но и выполнение множества дополнительных задач. Они успешно справляются с замерами температуры, тестированием радиодеталей, поиском скрытой проводки и другими функциями. Сравнительно низкая стоимость сделала эти приборы доступными для широкого круга потребителей.

Оба типа устройств принципиально различаются между собой. Цифры, выводимые на дисплей мультиметра не относятся к прямым показаниям на данном участке. Они лишь отображают результат, полученный путем вычислений. Измеряемая величина в нужном режиме поступает в интегральную схему, а затем, при участии встроенного микроконтроллера, данные выводятся на экран. Это окончательный результат, не зависящий от настроек нулевой отметки, разряда батареи и человеческого фактора – глазомера.

В отличие от цифровых мультиметров, аналоговые устройства подключаются напрямую к измеряемому участку. Все сигналы переводятся непосредственно в электрический ток, воздействующий на рамку стрелки и отклоняющий ее в магнитном поле.

Аналоговый амперметр

Работают такие приборы благодаря магнитоэлектрической системе, которая работает следующим образом:

В корпусе Амперметра располагается катушка из тончайшей проволоки, расположенной среди постоянных магнитов и связана со специальной пружиной.

Как только через катушку начинает протекать электрический ток, то вокруг нее формируется электромагнитное поле, которое вступает во взаимодействие с магнитным полем постоянных магнитов, и катушка меняет свое положение под действием вращающего момента, а прикрепленная пружина тормозит ее.

Как только моменты вращения и торможения уравновешиваются катушка замирает, а вместе с ней и стрелка, которая указывает пропорциональное значение тока, который сейчас проходит через измерительный прибор.

Иногда для повышения предела измерений в цепь с амперметром включается резистор, параметры которого просчитываются заранее. И такой резистор называется — шунтирующим.

Амперметр монтируется в цепь последовательно (в разрыв), поэтому для него крайне важно внутреннее сопротивление и чем меньше оно будет, тем лучше. Ведь если внутреннее сопротивление амперметра будет велико, то он (амперметр) для существующей сети, является резистором, что приведет к снижению тока в цепи и его данные не будут соответствовать реальным параметрам. Ведь если внутреннее сопротивление амперметра будет велико, то он (амперметр) для существующей сети, является резистором, что приведет к снижению тока в цепи и его данные не будут соответствовать реальным параметрам

Ведь если внутреннее сопротивление амперметра будет велико, то он (амперметр) для существующей сети, является резистором, что приведет к снижению тока в цепи и его данные не будут соответствовать реальным параметрам.

Внутреннее сопротивление учитывается при производстве амперметра и с учетом его настраивается система магнитов и пружины.

К несомненным плюсам аналоговых измерителей относится то, что для их функционирования не требуется отдельное питание и они работают от непосредственно протекающего тока, но минусом является то, что такие измерители довольно инерционны.

То есть мы видим величину протекающего тока не сразу, а с задержкой, которая связанна с тем, что внутренней системе требуется некоторое время для принятия равновесия.

Классификация

По представлению измеряемых показателей мультиметры разделяют на аналоговые (стрелочные) и цифровые. В аналоговых тестерах отклонение стрелки на градуированной шкале показывает результат измерения. Цифровые мультиметры информацию отображают в виде цифр на жидкокристаллическом или подобном ему экране.

Принципиальная схема мультиметра со стрелкой выглядит проще, чем у его собрата, поэтому зачастую для цифрового прибора в инструкции предоставляют функциональную или структурную схему.

По конструкции их можно так же разделить на два вида:

• стационарные;
• мобильные (карманные).

Наиболее простые – это стрелочные карманные мультиметры. Они представляют собой микроамперметр с набором высокоточных резисторов большого и малого номинала, а для измерения сопротивления имеют встроенный источник питания.

Как правило, это высокоточные приборы со сложной схемой, используемые в лабораториях и различных сервисных центрах.

Дополнительно они имеют разъемы типа RS232, которые позволяют подключаться к компьютерам и создавать на их базе информационно-измерительные системы. В специализированных промышленных комплексах их используют в виде отдельных блоков совместно с другой аппаратурой.

Кроме измерения основных параметров тока в них закладывают еще другие возможности

Некоторые могут измерять температуру, частоту, скважность, выступать в роли генератора синусоидальных или прямоугольных сигналов

Устройство мультиметра стационарного типа таково, что в нем используются достоинства аналоговых и цифровых приборов. Например, управляемый микропроцессором жидкокристаллический экран, представляет информацию в удобном для восприятия виде. Кроме цифровых показаний, он выдает изображение шкалы и стрелки в соответствующем сигналу положении, как на аналоговом мультиметре.

Внешний вид

В середине прибора размещается переключатель. С его помощью выбирается режим работы мультиметра.

1. По кругу вокруг переключателя нанесены отделы, которые и определяют режимы измерения параметров:
2. напряжение: постоянное и переменное;
3. ток: постоянный и переменный;
4. сопротивление;
5. параметры радиодеталей.

Есть три отверстия для щупов, кнопка или тумблер включения и отключения прибора, монитор, на котором высвечиваются результаты.

Перед тем как разбираться с вопросом, как пользоваться цифровым мультиметром, необходимо узнать все о надписях на его панели. Постоянное напряжение обозначается как (V-). Переменное – (V~).

Уже по надписям можно осознать, что функции мультиметра обладают большим диапазоном. Что такое мультиметр, определено, по надписям все понятно, теперь основной вопрос – как пользоваться мультиметром для чайников.

Но, давайте, пока отвлечемся от процесса измерений и внимательно посмотрим на лицевую панель мультиметра. Здесь, кроме цифр, можно увидеть много различных символов, напоминающих друдлы (картинки – каракули, к которым надо придумать объяснение, подпись).

Все мультиметры комплектуются измерительными щупами, причем, у всех моделей приборов они одни и те же: на одном конце однополюсная вилка для подключения к мультиметру, на другом – измерительный щуп, не очень, правда, удобной конструкции.

Щупы, как правило, красного и черного цвета, что позволяет соблюдать полярность подключения. Лучше всего это сделать, как показано на рисунке.

Подключение измерительных щупов к мультиметру

Но, если разобраться, то соблюдение полярности не особо и нужно. При измерении переменного напряжения полярность подключения прибора роли вообще не играет, результат будет одним и тем же.

И все же, измерительные щупы лучше подключить так, как показано на рисунке 2: черный щуп в гнездо с надписью «COM» (общий), а красный в гнездо расположенное выше, что позволит проводить все измерения, кроме измерения токов на пределе 10 A, что приходится делать не слишком часто.

Особенно следует соблюдать полярность подключения щупов в режиме «прозвонки» полупроводников: на красном щупе будет присутствовать плюсовое напряжение омметра, что позволит правильно подключить исследуемую деталь. Подробнее о проверке полупроводников будет рассказано чуть ниже. Подключение щупов для проверки диода показано на рисунке.

На красном щупе «плюс» омметра

Провода в измерительных щупах крепятся только пайкой, а на выходе из пластмассовых наконечников свободно болтаются и мотаются, а со временем отматываются совсем и вылетают. Чтобы этого не произошло, следует укрепить провода в щупах с помощью термоусадочной трубки или изоленты.

Виды сигналов

Сигнал это изменение физической величины во времени и пространстве. По сути это коды для обмена данными в информационной и управленческой средах. Графически любой сигнал можно представить в виде функции. По линии на графике можно определить тип и характеристики сигнала. Аналоговый будет выглядеть как непрерывная кривая, цифровой как ломаная прямоугольная линия, скачущая от ноля до единицы. Все, что мы видим глазами и слышим ушами поступает в виде аналогового сигнала.

Аналоговый сигнал

Зрение, слух, вкус, запах и тактильные ощущения поступают нам в виде аналогового сигнала. Мозг командует органами и получает от них информацию в аналоговом виде. В природе вся информация передаётся только так.

В электронике аналоговый сигнал основан на передаче электричества. Определённым величинам напряжения соответствуют частота и амплитуда звука, цвет и яркость света изображения и так далее. То есть цвет, звук или информация являются аналогом электрического напряжения.

При этом неважно идёт сигнал по проводам или радио. Передатчик непрерывно отправляет, а приёмник обрабатывает аналоговый вид информации

Принимая непрерывный электрический сигнал по проводам или радиосигнал через эфир приёмник преобразует напряжение в соответствующий звук или цвет. Изображение появляется на экране или звук транслируется через динамик.

Дискретный сигнал

Вся суть кроется в названии. Дискретный от латинского discretus, что означает прерывистый (разделённый). Можно сказать, что дискретный повторяет амплитуду аналогового, но плавная кривая превращается в ступенчатую. Изменяясь либо во времени, оставаясь непрерывной по величине, или по уровню, не прерываясь по времени.

Так, в определенный период времени (например миллисекунду или секунду) дискретный сигнал будет какой-то установленной величины. По окончании этого времени он резко изменится в большую или меньшую сторону и останется таким ещё миллисекунду или секунду. И так беспрерывно. Поэтому дискретный это преобразованный аналоговый. То есть полпути до цифрового.

Цифровой сигнал

После дискретного следующим шагом преобразования аналогового стал цифровой сигнал. Главная особенность – либо он есть, или его нет. Вся информация преобразуется в сигналы ограниченные по времени и по величине. Сигналы цифровой технологии передачи данных кодируются нолем и единицей в разных вариантах. А основой является бит, принимающий одно из этих значений. Бит от английского binarydigit или двоичный разряд.

Но один бит имеет ограниченную возможность для передачи информации, поэтому их объединили в блоки. Чем больше битов в одном блоке, тем больше информации он несёт. В цифровых технологиях используют биты объединенные в блоки кратные 8. Восьмибитовый блок назвали байтом. Один байт небольшая величина, но уже может хранить зашифрованную информацию о всех буквах алфавита. Однако при добавлении всего одного бита число комбинаций ноля и единицы удваивается. И если 8 битов делает возможным 256 вариантов кодировки, то 16 уже 65536. А килобайт или 1024 байт и вовсе немаленькая величина.

В большом количестве объединённых байтов хранится много информации, чем больше комбинаций 1 и 0 тем больше закодировано. Поэтому в 5 – 10 МБ (5000 – 10000 кБ) имеем данные музыкального трека хорошего качества. Идём дальше, и в 1000 МБ закодирован уже фильм.

Но так как вся окружающая людей информация аналоговая, то для её приведения в цифровой вид нужны усилия и какое-либо устройство. Для этих целей был создан DSP (digital signal processor) или ЦПОС (цифровой процессор обработки сигналов). Такой процессор есть в каждом цифровом устройстве. Первые появились еще в 70-е годы прошлого века. Методы и алгоритмы меняются и совершенствуются, но принцип остаётся постоянным – преобразование аналоговых данных в цифровые.

Обработка и передача цифрового сигнала зависит от характеристик процессора — разрядности и скорости. Чем они выше, тем качественней получится сигнал. Скорость указывается в миллионах инструкций в секунду (MIPS), и у хороших процессоров достигает нескольких десятков MIPS. Скорость определяет сколько единиц и нолей сможет устройство «запихнуть» в одну секунду и качественно передать непрерывную кривую аналогового сигнала. От этого зависит реалистичность картинки в телевизоре и звука из динамиков.

Аналоговые мультиметры

Устройство

Аналоговый мультиметр состоит из стрелочного магнитоэлектрического измерительного прибора (микроамперметра), набора добавочных резисторов для измерения напряжения и набора шунтов для измерения тока. В режиме измерения переменных напряжений и токов микроамперметр подключается к резисторам через выпрямительные диоды. Измерение сопротивления производится с использованием встроенного источника питания, а измерение сопротивлений более 1..10 МОм — от внешнего источника.

Особенности и недостатки

Недостаточно высокое входное сопротивление в режиме вольтметра.

Технические характеристики аналогового мультиметра во многом определяются чувствительностью магнитоэлектрического измерительного прибора. Чем выше чувствительность (меньше ток полного отклонения) микроамперметра, тем более высокоомные добавочные резисторы и более низкоомные шунты можно применить. А значит, входное сопротивление прибора в режиме измерения напряжений будет более высоким, падение напряжения в режиме измерения токов будет более низким, что уменьшает влияние прибора на измеряемую электрическую цепь. Тем не менее, даже при использовании в мультиметре микроамперметра с током полного отклонения 50 мкА, входное сопротивление мультиметра в режиме вольтметра составляет всего . Это приводит к большим погрешностям измерения напряжения в высокоомных цепях (результаты получаются заниженными), например при измерении напряжений на выводах транзисторов и микросхем, и маломощных источников высокого напряжения.

В свою очередь, мультиметр с недостаточно низкоомными шунтами вносит большую погрешность измерения тока в низковольтных цепях.

Нелинейная шкала в некоторых режимах.

Аналоговые мультиметры имеют нелинейную шкалу в режиме измерения сопротивлений. Кроме того, она является обратной (нулевому значению сопротивления соответствует крайнее правое положение стрелки прибора). Перед началом измерения сопротивления необходимо выполнить установку нуля специальным регулятором на передней панели при замкнутых входных клеммах прибора, так как точность измерения сопротивления зависит от напряжения внутреннего источника питания.

Шкала на малых пределах измерения переменного напряжения и тока также может быть нелинейной.

Требуется правильная полярность подключения.

Аналоговые мультиметры, в отличие от цифровых, не имеют автоматического определения полярности напряжения, что ограничивает удобство их использования и область применения: они требуют в режиме измерения постоянных напряжений/токов, и практически непригодны для измерения .