Як користуватись мультиметром?

Електрика і електроніка – науки, побудовані точному вимірі всіх параметрів ланцюгів, пошуку взаємозв'язку з-поміж них і рівня впливу друг на друга. Тому важливо вміти користуватися універсальними вимірювальними приладами – мультиметрами. Вони поєднують у собі простіші спеціалізовані пристрої: амперметр, вольтметр, омметр та інші. За скороченими назвами їх іноді називають авометрами, хоча на заході найбільше поширене слово «тестер». Давайте розберемося, як скористатися мультиметром і для чого він потрібний?

Зміст

• 1 Призначення і функції
• 2 пристрій мультиметра
• 3 Вимірювання електричних параметрів
  • 3.1 Визначення сили струму
  • 3.2 Вимірювання напруги
  • 3.3 Як виміряти опір мультиметром
• 4 Перевірка елементів електричних схем
  • 4.1 Розбираємося з діодами та світлодіодами
  • 4.2 Перевірте біполярний транзистор
  • 4.3 Як перевірити тестером польовий транзистор
  • 4.4 Як перевірити конденсатор мультиметром
• 5 Продзвонювання проводів
• 6 Як користуватися мультиметром у машині

Призначення і функції

Мультиметр призначений для вимірювання трьох основних параметрів електричного кола: напруги, сили струму та опору. До цього базового набору функцій зазвичай додають режими перевірки цілісності провідника та справності напівпровідникових приладів. Більш складні та дорогі пристрої здатні визначати ємність конденсаторів, індуктивність котушок, частоту сигналу та навіть температуру досліджуваного електронного компонента. За принципом роботи мультиметри ділять на дві групи:

1. Аналогові – застарілий вигляд, заснований на магнітоелектричному амперметрі, доповненому резисторами та шунтами для вимірювання напруги та опору. Аналогові тестери відносно дешеві, проте схильні давати велику похибку через невеликий вхідний опір. До інших недоліків аналогової системи відноситься чутливість до полярності підключення та нелінійна шкала.
   

   Загальний вигляд аналогового приладу

2. Цифрові – більш точні та сучасні прилади. У побутових моделях середнього цінового сегмента допустима похибка вбирається у 1%, для професійних моделей — можливе відхилення лежить у межах 0,1%. «Серце» цифрового мультиметра – електронний блок із логічними мікросхемами, лічильником сигналів, декодером та драйвером дисплея. Інформація відображається на рідкокристалічному енергозалежному екрані.

Похибка цифрових побутових тестерів не перевищує 1%

Залежно від призначення та специфіки використання мультиметри можуть бути виконані в різних форм-факторах і користуватися різними джерелами струму. Найбільшого поширення набули:

1. Портативні мультиметри зі щупами – найпопулярніші як у побуті, так і професійній діяльності. Складаються з основного блоку, оснащеного акумулятором або батареями, до якого підключаються гнучкі провідники-щупи. Для вимірювання того чи іншого електричного показника щупи з'єднують з електронним компонентом або ділянкою ланцюга, а результат зчитують з дисплея приладу.
   

   Портативні мультиметри застосовуються в побуті та промисловості: електроніці, автоматизації та при проведенні пуско-налагоджувальних робіт

2. Струмовимірювальні кліщі – у такому пристрої контактні майданчики щупів зблоковані на пружних губках. Користувач розводить їх убік, натискаючи на спеціальну клавішу, а потім натискує на тій ділянці ланцюга, який потрібно виміряти. Найчастіше струмовимірювальні кліщі допускають можливість підключення класичних гнучких щупів.
   

   Струмовимірювальні кліщі дозволяють проводити вимірювання електричного струму без розриву ланцюга

3. Стаціонарні мультиметри живляться від побутового джерела змінного струму, відрізняються високою точністю та широким функціоналом, можуть працювати зі складними радіоелектронними компонентами. Основна сфера застосування – проведення вимірювань під час розробки, макетування, ремонту та обслуговування електронних приладів.
   

   Стаціонарні або настільні мультиметри застосовуються найчастіше в електротехнічних лабораторіях.

4. Осцилографи-мультиметри або скопметри - поєднують у собі відразу два вимірювальні прилади. Можуть бути як портативними, і стаціонарними. Ціна на такі пристрої дуже висока, що робить їх професійним інженерним інструментом.
   

   Скопметри є найбільш професійним обладнанням і призначені для пошуку несправностей у приводах електродвигунів, лініях електроживлення та трансформаторах.

Як можна помітити, функції мультиметра можуть змінюватись у досить широких межах і залежать від виду, форм-фактора, цінової категорії приладу. Так, мультиметр для домашнього використання повинен забезпечувати:

• Визначення цілісності провідника;
• Пошук «нуля» та «фази» у побутовій електромережі;
• Вимірювання напруги змінного струму у побутовій електромережі;
• Вимірювання напруги малопотужних джерел постійного струму (батарейки, акумулятори);
• Визначення базових показників справності електронних приладів – сил струму, опору.

Побутове застосування мультиметра зазвичай зводиться до продзвонювання проводів, перевірки справності ламп розжарювання, визначення залишкової напруги в батарейках.

У побуті мультиметри використовуються для продзвонювання проводів, перевірки батарей та електричних схем.

У той же час, вимоги до професійних моделей куди суворіші. Вони визначаються окремо для кожного окремого випадку. Серед головних особливостей просунутих тестерів слід зазначити:

• Можливість комплексної перевірки діодів, транзисторів та інших напівпровідникових приладів;
• Визначення ємності та внутрішнього опору конденсаторів;
• визначення ємності акумуляторних батарей;
• Вимірювання специфічних показників - індуктивності, частоти сигналу, температури;
• Здатність працювати з великою напругою та силою струму;
• Висока точність вимірів;
• Надійність та довговічність приладу.

Важливо пам'ятати, що мультиметр досить складний електричний прилад, працювати з яким слід грамотно і обережно.

пристрій мультиметра

Більшість сучасних мультиметрів комплектуються докладною інструкцією, в якій описано послідовність дій роботи з приладом. Якщо Ви маєте такий документ — не ігноруйте його, познайомтеся з усіма нюансами моделі приладу. Ми розповімо про основні аспекти використання будь-якого мультиметра.

Стандартний галетний перемикач включає: вимірювання опору, сили струму та напруги, а також перевірку електропровідності

Для вибору режиму роботи служить галетний перемикач, зазвичай суміщений з вимикачем (положення «Off»). У побутових приладів він дозволяє задати такі максимальні межі виміру:

• Постійна напруга: 0,2; 2; 20 В; 200 В; 1000;
• Змінна напруга: 0,2; 2; 20 В; 200 В; 750;
• Постійний струм: 200 мкА; 2 мА; 20 мА; 200 мА; 2 А (опціонально); 10 А (окреме положення);
• Змінний струм (цей режим є не у всіх мультиметрах): 200 мкА; 2 мА; 20 мА; 200 мА;
• Опір: 20 Ом; 200 Ом; 2 ком; 20 ком; 200 ком; 2 МОм; 20 або 200 МОм (опціонально).

Окреме положення служить для перевірки працездатності діодів та визначення цілісності провідника. Крім того, осторонь галетного перемикача розташоване гніздо для перевірки транзисторів.

Загальне компонування перемикача бюджетного мультиметра 

Використання пристрою починається з установки перемикача в потрібне положення. Потім приєднують щупи. Поширені два варіанти розташування гнізд для щупів: вертикальний та горизонтальний.

Роз'єм, позначений значком заземлення та написом COM, є мінусовим або заземленим - до нього підключається чорний провід; роз'єм, позначений як VΩmA, призначений для вимірювання опору, напруги, а також струму величиною не більше 500 mA; роз'єм, підписаний 10 А, призначений для вимірювання сили струму в діапазоні від 500 mA до вказаного значення

При вертикальному розташуванні, такому, як на малюнку вище, щупи підключають так:

• У верхній роз'єм - "плюсовий" щуп в режимі вимірювання великої сили струму (до 10 А);
• У середній роз'єм - "плюсовий" щуп у всіх інших режимах;
• У нижній роз'єм - "мінусовий" щуп.

У разі величина сили струму під час використання другого гнізда має перевищувати 200 mA

Якщо роз'єми розташовані горизонтально, уважно дотримуйтесь символів, нанесених на корпус мультиметра. До приладу, зображеного на малюнку, щупи підключають так:

• У крайній лівий роз'єм - плюсовий щуп в режимі вимірювання великої сили струму (до 10 А);
• У другій ліворуч роз'єм – «плюсовий» щуп у стандартному режимі виміру (до 1 А);
• У третій ліворуч роз'єм - "плюсовий" щуп у всіх інших режимах;
• У крайній праворуч роз'єм - "мінусовий" щуп.

Головне тут – навчитися читати символьні позначення та слідувати їм. Пам'ятайте, що при недотриманні полярності або помилковому виборі режиму виміру можна не тільки отримати некоректний результат, але й вивести з ладу електроніку тестера.

Вимірювання електричних параметрів

До кожного виду вимірів існує окремий алгоритм. Важливо знати, як користуватися тестером, тобто розуміти, в яке положення встановити перемикач, до яких гнізда підключити щупи, як вмикати прилад в електричний ланцюг.

Схема підключення тестера при вимірюванні струму, напруги та опору

Визначення сили струму

Значення не можна виміряти на джерелі, оскільки вона властива ділянці ланцюга чи певному споживачеві електрики. Тому мультиметр включають у ланцюг послідовно. Грубо кажучи, вимірювальним приладом замінюють частину провідника у замкнутій системі джерело-споживач.

При вимірі сили струму мультиметр необхідно вмикати в ланцюг послідовно

З закону Ома пам'ятаємо, що силу струму можна отримати, розділивши напругу джерела на опір споживача. Тому якщо з якоїсь причини Ви не можете виміряти один параметр, його можна легко обчислити, знаючи два інших.

Вимірювання напруги

Напруга вимірюють або на джерелі струму, або на споживачі. У першому випадку достатньо з'єднати позитивний щуп мультиметра з плюсом живлення (фазою), а негативний щуп - з мінусом (нулем). Мультиметр прийме він роль споживача і відобразить фактичне напруга.

Щоб не переплутати полярність щуп чорного кольору, підключаємо до гнізда COM і мінуси джерела, а щуп червоного кольору до роз'єму VΩmA і плюсу.

У другий випадок ланцюг не розмикають, а прилад підключають до споживача паралельно. Для аналогових мультиметрів важливо дотримуватись полярності, цифровий у разі помилки просто покаже негативну напругу (наприклад, -1,5 V). І, звичайно, не забувайте, що напруга – це витвір опору та сили струму.

Як виміряти опір мультиметром

Опір провідника, споживача або електронного компонента вимірюється при вимкненому живленні. В іншому випадку великий ризик поломки приладу, а результат виміру буде некоректним.

Якщо відомо значення вимірюваного опору, то межа виміру вибирається більше значення, але якомога ближче до нього

Для визначення величини параметра досить просто з'єднати щупи із протилежними контактами елемента — полярність не має значення. Зверніть увагу на широкий розкид одиниць виміру – використовуються оми, кіломи, мегаоми. Якщо встановити перемикач у режим «2 МОм» і спробувати виміряти 10-омний резистор, на шкалі мультиметра відобразиться «0». Нагадуємо, що опір можна отримати, розділивши напругу на силу струму.

Перевірка елементів електричних схем

Будь-який більш менш складний електронний прилад складається з набору компонентів, які найчастіше розміщуються на друкованій платі. Більшість поломок викликає саме вихід із ладу цих компонентів, наприклад, термічну руйнацію резисторів, «пробою» напівпровідникових переходів, висихання електроліту в конденсаторах. У такому випадку ремонт зводиться до пошуку несправності та заміни деталі. І тут на допомогу знову прийде мультиметр.

Розбираємося з діодами та світлодіодами

Діоди та світлодіоди – одні з найпростіших радіоелементів, заснованих на напівпровідниковому переході. Конструктивна різниця між ними обумовлена ​​лише тим, що кристал напівпровідника світлодіода здатний випромінювати світло. Корпус світлодіода прозорий або напівпрозорий, виконаний із безбарвного або забарвленого компаунду. Звичайні діоди укладені у металеві, пластикові або скляні корпуси, як правило, пофарбовані непрозорою фарбою.

До напівпровідникових приладів належать варикапи, діоди, стабілітрони, тиристори, транзистори, терморезистори та датчики Холла.

Характерна особливість будь-якого діода – можливість пропускати струм лише одному напрямку. Позитивний електрод деталі називають анодом, негативний – катодом. Визначити полярність висновків світлодіода просто – ніжка анода довша, а внутрішня частина більша, ніж у катода. Полярність звичайного діода доведеться пошукати в Мережі. На важливих схемах анод позначається трикутником, катод – смужкою.

Зображення діода на електричній схемі

Щоб перевірити діод або світлодіод мультиметром, достатньо встановити перемикач у режим продзвонювання, з'єднати анод елемента з позитивним щупом приладу, а катод - з негативним. Через діод піде струм, що з'явиться на дисплеї мультиметра. Потім слід змінити полярність та переконатися, що у зворотному напрямку струм не йде, тобто діод не «пробить».

Перевірте біполярний транзистор

Біполярний транзистор найчастіше представляють у вигляді двох з'єднаних діодів. Він має три висновки: емітер (Е), колектор (К) та базу (Б). Залежно від типу провідності з-поміж них, розрізняють транзистори з «pnp» і «npn» структурою. Звісно, ​​перевіряти їх треба по-різному.

Зображення областей емітер, база та колектор на біполярних транзисторах

Послідовність перевірки транзистора зі структурою npn:

1. Позитивний щуп мультиметра з'єднують з базою транзистора, перемикач встановлюють режим «прозвонки».
2. Негативним щупом послідовно стосуються емітера та колектора – в обох випадках прилад повинен зафіксувати проходження струму.
3. Позитивний щуп з'єднують із колектором, а негативний – з емітером. Якщо транзистор справний, на дисплеї мультиметра залишиться одиниця, якщо ні – цифра зміниться та/або пролунає звуковий сигнал.

Транзистори зі структурою pnp перевіряють так:

1. Негативний щуп мультиметра з'єднують із базою транзистора, перемикач встановлюють режим «прозвонки».
2. Позитивним щупом послідовно стосуються емітера та колектора – в обох випадках прилад повинен зафіксувати проходження струму.
3. Негативний щуп з'єднують із колектором, а позитивний – з емітером. Контролюють відсутність струму цього ланцюга.

Завдання значно спроститься, якщо на мультиметрі є пробник для транзисторів. Щоправда, варто враховувати, що потужні транзистори перевірити у пробнику не вийде – їхні висновки просто не помістяться у гніздах.

Для перевірки біполярних транзисторів на мультиметрах найчастіше передбачено пробник

Пробник поділено на дві частини, кожна з яких працює з транзисторами певної структури. Встановіть транзистор у потрібну частину, дотримуючись полярності (база – у гніздо «B», емітер – «E», колектор – «C»). Перемикач встановіть у положення hFE – вимірювання коефіцієнта посилення. Якщо на табло залишиться одиниця, транзистор несправний. Якщо цифра змінитись — деталь у нормі, а її коефіцієнт посилення відповідає зазначеному значенню.

Як перевірити тестером польовий транзистор

Польові транзистори влаштовані складніше, ніж біполярні, оскільки в них керує сигналом електричне поле. Такі транзистори ділять на n-канальні та p-канальні, які висновки отримали такі назви:

• В'язниця (Z) - ворота (G);
• Схід (I) - джерело (S);
• Стік (С) – drain (D).

Використовувати вбудований в мультиметр пробник для перевірки польового транзистора не вийде. Прийде скористатися більш складним способом.

Приклад перевірки тестером контактів польового транзистора

Почнемо з n-канального транзистора. Насамперед, знімають із нього статичну електрику, по черзі торкаючись висновків заземленим резистором. Потім мультиметр встановлюють режим «продзвінки» і виконують таку послідовність дій:

1. Позитивний щуп з'єднайте зі джерелом, негативний - зі стоком. Більшість польових транзисторів напруга цьому переході становить 0,5-0,7 У.
2. Позитивний щуп з'єднайте із затвором, негативний – зі стоком. На дисплеї має залишитися одиниця.
3. Повторіть дії, зазначені у п. 1. Ви повинні зафіксувати зміну напруги (можливе як падіння, так і зростання).
4. Позитивний щуп з'єднайте з початком, негативний – із затвором. На дисплеї має залишитися одиниця.
5. Повторіть дії, зазначені у п. 1. Напруга має повернутися до початкового значення (0,5-0,7 В).

Будь-яке відхилення від нормативних величин говорить про несправність польового транзистора. Деталі з p-канальним переходом перевіряють у тій самій послідовності, змінивши у кожному кроці полярність на протилежну.

Як перевірити конденсатор мультиметром

Насамперед, слід визначити, який конденсатор ви перевірятимете – полярний чи неполярний. Полярними є всі електролітичні та деякі твердотільні конденсатори, а неполярні, як правило, плівкові або керамічні, мають у рази меншу ємність (нано- та пікофаради).

Конденсатор - двополюсник з постійним або змінним значенням ємності та малою провідністю, що використовується для накопичення заряду електричного поля.

Якщо конденсатор вже використовувався (наприклад, випаяний з електронного приладу), його потрібно розрядити. Не з'єднуйте контакти безпосередньо дротом або викруткою – це в кращому випадку призведе до поломки деталі, а в гіршому – ураження електричним струмом. Скористайтеся лампочкою розжарювання чи потужним резистором.

Перевірку конденсаторів можна розділити на два види – власне перевірку працездатності та вимірювання ємності. З першим завданням впорається будь-який мультиметр, з другого – лише професійні та «просунуті» побутові моделі.

Чим більший номінал конденсатора, тим повільніше змінюється значення на дисплеї

Щоб проконтролювати справність деталі, встановіть перемикач мультиметра в режим «продзвінки» і з'єднайте щупи з контактами конденсатора (при необхідності – дотримуючись полярності). Ви побачите на дисплеї цифру, яка відразу почне рости - це батарея мультиметра заряджає конденсатор.

Для перевірки ємності конденсатора використовується спеціальний пробник.

Виміряти ємність «просунутим» мультиметр теж не складно. Уважно огляньте корпус конденсатора і знайдіть позначення ємності в мікро-, нано-або пикофарадах. Якщо замість одиниць ємності нанесено тризначний код (наприклад 222, 103, 154), скористайтеся спеціальною таблицею для розшифровки. Визначивши номінальну ємність, встановіть перемикач у відповідне положення та вставте конденсатор у проріз на корпусі мультиметра. Перевірте, чи фактична ємність відповідає номінальній.

Продзвонювання проводів

Незважаючи на всю багатозадачність мультиметрів, головне їхнє побутове застосування - продзвонювання проводів, тобто визначення їхньої цілісності. Здавалося б, що може бути простіше – з'єднав два кінці кабелю зі щупами в режимі «піщалки», і кінець. Але такий спосіб вкаже лише на наявність контакту, але не стан провідника. Якщо всередині є надрив, що призводить до іскріння та підгоряння під навантаженням, то п'єзоелемент мультиметра все одно видасть звук. Краще скористатися вбудованим омметром.

Звуковий сигнал, інакше названий як «зумер», значно прискорює процес продзвонювання

Встановіть перемикач мультиметра в положення "одиниці Ом" і з'єднайте щупи з протилежними кінцями провідника. Нормальний опір багатожильного дроту завдовжки кілька метрів – 2-5 Ом. Збільшення опору до 10-20 Ом скаже про часткове зношування провідника, а значення в 20-100 Ом свідчать про серйозні обриви жил.

Іноді при перевірці покладеного в стіну дроту використання мультиметра утруднено. У таких випадках доцільно використовувати безконтактні тестери, але вартість цих пристроїв досить висока.

Як користуватися мультиметром у машині

Електроустаткування – одна з найуразливіших частин автомобіля, яка дуже чутлива до умов експлуатації, своєчасної діагностики та технічного обслуговування. Тому мультиметр має стати невід'ємною частиною набору інструментів – він допоможе виявити несправність, визначити причини виникнення та можливі способи ремонту.

Мультиметр – обов'язковий прилад для діагностики електричної системи транспортного засобу

Для досвідчених автолюбителів виробляються спеціалізовані автомобільні мультиметри, але в більшості випадків буде достатньо й побутової моделі. Серед основних завдань, які їй належить вирішувати:

• Контролює напругу на акумуляторній батареї, що особливо актуально після тривалого простою автомобіля або у разі некоректної роботи генератора;
• Визначення величини струму витоку; пошук коротких замикань;
• Перевірка цілісності обмоток котушки запалювання, стартера, генератора;
• Перевіряє діодний мост генератора, компоненти системи електронного запалювання;
• Контроль справності датчиків та зондів;
• Визначення цілісності запобіжників;
• Перевірка ламп розжарювання, тумблерів та кнопок.

Проблема, з якою стикаються багато автолюбителів - розрядка батареї мультиметра в невідповідний момент. Щоб уникнути цього, достатньо вимикати прилад відразу після використання і возити із собою запасну батарею.

Мультиметр – зручний та універсальний прилад, незамінний як у побуті, так і у професійній діяльності людини. Навіть при базовому рівні знань та навичок він здатний суттєво спростити діагностику та ремонт електроприладів. У вмілих руках тестер допоможе вирішити найскладніші завдання – від контролю частоти сигналу до перевірки інтегральних мікросхем.

Обговорення закриті для цієї сторінки