Мультиметр цифровой что это такое

Что такое мультиметр

Мультиметр – это универсальный прибор для измерений. Измерений напряжения, тока, сопротивления, а так же проверки провода на обрыв.

Для каждого из этих измерений можно использовать специальные измерительные инструменты, такие как: омметр, амперметр, вольтметр. Для измерения напряжения применяют вольтметр, амперметром измеряют силу тока, омметр используется для измерения сопротивления, однако универсальным прибором для измерений напряжения, тока и сопротивления является мультиметр.

Таким образом, омметр + амперметр + вольтметр = мультиметр.

Существуют два основных типа мультиметров: аналоговый и цифровой.

В аналоговом мультиметре результаты измерений считывают по движению стрелки (как на часах) относительно измерительной шкалы, на которую нанесены значения: напряжения, тока, сопротивления. На многих, особенно китайских, аналоговых мультиметрах шкала реализована не очень удобно и измерение может доставлять некоторые проблемы. Популярность аналоговых мультиметров объясняется их доступностью и ценой, а основным недостатком является значительная погрешность в результатах измерений. В аналоговых мультиметрах для более точной подстройки имеется специальный построечный резистор, при помощи манипуляций которым можно добиться немного большей точности. Тем не менее, в случаях когда требуются более точные результаты измерений, приоритетно использование цифрового мультиметра. К тому же, аналоговые мультиметры практически повсеместно сняты с производства.

Главный отличием цифрового мультиметра от аналогового является то, что результаты измерения отображаются на специальном экране (светодиодном или жидкокристаллическом). Цифровые мультиметры обладают более высокой точностью измерений и отличаются простотой использования, так как нет необходимости разбираться во всех тонкостях градуирования измерительной шкалы, в отличие от стрелочных, аналоговых приборов. Новые мультиметры с графическим дисплеем имеют возможность отображения формы сигнала, таким образом, их даже можно отнести к простейшим осциллографам. Т.е. мультиметр как бы вбирает в себя свойства все большего числа приборов. Кроме того, некоторые мультиметры обладают возможностью работы под управлением компьютера, передавая на него результаты измерений для дальнейшей обработки (портативные, как правило, через интерфейс RS-232, а настольные — по GPIB).

Итак, что должен иметь каждый мультиметр. Любой мультиметр имеет от двух до четырех гнезд (на старых российских еще больше) и два вывода, черный и красный. Черный вывод является общим (масса). Красный называется потенциальным выводом и применяется для измерений. Гнездо для общего вывода помечается как com или просто (-) т. е. минус, а сам вывод на конце может иметь так называемый "крокодильчик", для того, чтобы при измерениях можно было зацепить его за массу электронной схемы. Красный вывод вставляется в гнездо которое помечается символами сопротивления или вольт (ft, V или +). При этом, если количество гнезд более двух, то остальные обычно предназначены для красного вывода для измерения тока и помечаются как A (ампер), mA (миллиампер), 10A или 20A соответственно.

Переключатель мультиметра используется для выбора одного из нескольких пределов для измерений. Например:

Постоянного(DCV) и переменного(ACV) напряжения: 10В, 50В, 250В, 1000В.

Тока (mA): 0.5мА, 50мА, 500мА.

Сопротивления (Ω): X1K, X100, X10, что означает умножение на определенное значение, в цифровых мультиметрах обычно указывается стандартно: 200Ом, 2кОм, 20кОм, 200кОм, 2МОм.

На цифровых мультиметрах пределов измерений обычно больше, к тому же к ним часто добавляются дополнительные функции, такие, как частотометр, проверка переходов транзисторов, звуковой "прозвон" диодов, измерение емкости конденсаторов и, даже, датчик температуры.

ТД «Автоматика» предлагает только качественные приборы измерения, поэтому на условиях дилерства мы готовы предложить мультиметры иностранных производителей-лидеров, таких как FLUKE (США) и SONEL (Польша).

Многие люди до сих пор не знают, что за прибор – мультиметр, как его применять, и для чего он необходим. Чтобы ответить на эти вопросы, постараемся создать подробную инструкцию.

Мультиметром называют универсальный измерительный прибор, включающий в себя устройство нескольких приборов, и способный измерять целый ряд электрических параметров, проверить исправность многих радиодеталей, целостность электрической цепи. Удобно иметь для себя компактный прибор, способный выполнить многие измерения.

Принципы измерений

Прежде чем начинать изучение мультиметра, следует ознакомиться с существующими понятиями, и принципами применения этого прибора при следующих видах измерений:
  • Прямые. Проводятся непосредственным соединением щупов прибора с измеряемой цепью, либо отдельным элементом, с мгновенным отображением информации на шкале или цифровом дисплее прибора. Например, при измерении силы тока, на дисплее отображается эта величина в амперах, если измеряется напряжение, то виден результат в вольтах, а при замерах сопротивлений – значение в Омах.
  • Косвенные. Производятся несколькими последовательными шагами разных величин, с дальнейшим расчетом зависимого результата. Например, необходимо определить мощность подключенного устройства в цепи постоянного тока. Для решения этой задачи необходимо измерить напряжение, далее – силу тока, затем перемножить между собой полученные данные измерений. Таким образом, определяют индуктивность катушки, с помощью генератора переменного напряжения. При повышении частоты тока будет возрастать активное сопротивление катушки, а значит, будет снижаться сила тока. Чаще всего для проведения косвенных измерений требуется наличие нескольких приборов.
  • Измерение неэлектрических величин выполняется с помощью различных преобразователей в виде датчиков, усилителей, шунтов и т.д. Например, многие мультиметры имеют функцию измерения освещенности, температуры, давления. Используя специальные электроды, можно измерить влажность деревянных досок, кислотность почвы и т.д. Эти вспомогательные преобразователи обычно приобретаются отдельно, но иногда имеются в комплекте в виде термометров, люксметров или клещей для измерения величины тока в кабеле без контакта с ним.
Читайте также:  Как ставить эксцентрики на мебель

Такой универсальный мультиметр стал хорошим помощником для электромонтеров и радиолюбителей. Несмотря на наличие множества режимов, работать с прибором довольно просто.

Конструктивные особенности

Большинство мультиметров похожи между собой по расположению индикаторов, управляющих элементов, а также по внешнему виду. В центре обычно находится главный переключатель в виде круглого диска с удобной ручкой, которая при вращении указывает, какой режим в данный момент включен.

Надписи диапазонов и названий режимов нанесены вокруг переключателя. Режимы, расположенные рядом друг с другом, объединены в группы и обведены в рамку.

Мультиметр оснащен жидкокристаллическим экраном, вокруг которого могут находиться вспомогательные кнопки для включения подсветки и другие дополнительные опции. Кнопки также могут располагаться по бокам корпуса.

Внизу лицевой панели находятся гнезда для подключения измерительных щупов. Гнездо «СОМ» является общей отрицательной клеммой для подключения щупа черного цвета. Другие два гнезда применяются для подключения щупа красной расцветки. Одно из них для широко распространенных измерений параметров, а другое – для измерения большой силы тока.

Измерение напряжения

Чтобы измерить с помощью мультиметра такой параметр, как напряжение, достаточно воспользоваться двумя группами режимов для постоянного и переменного тока, которые обозначены соответственно DCV и ACV. Для замера напряжения в сети переменного тока нет необходимости в соблюдении полярности, так как переменный ток не имеет ее.

Диапазон измерений у разных исполнений приборов отличается. Чаще всего диапазон измерений для постоянного напряжения не более 1000 В, для переменного – до 750 В. Весь диапазон делится на несколько режимов измерений. Если, например, на режиме «до 20 вольт» измерять более высокое значение, то прибор выдаст ошибку. А если попытаться измерить величину, больше максимально допустимого предела, например, 2000 вольт, то прибор выйдет из строя. Некоторые модели выдерживают небольшое превышение пределов измерений, но вряд ли стоит рисковать своими деньгами.

Соблюдение полярности подключения щупов необходимо при измерении постоянного и импульсного тока. Так можно определить полярность источника, у которого неизвестно где плюс, а где минус. Если щупы будут подключены наоборот, то есть, красный щуп на минус, а черный на плюс, то на дисплее перед цифрами будет изображен знак «минуса». Напряжение измеряется путем параллельного подключения щупов к измеряемому объекту.

Как измерять сопротивление

Наиболее популярной функцией в мультиметре является измерение сопротивления. Чаще всего группа интервалов для омметра расположена внизу круга изображения режимов, и маркирована символом «Ω». Имеется несколько диапазонов замера сопротивлений.

При неизвестной величине резистора необходимо начинать измерения от меньшего предела. Точность замеров прибора невысока, и отклонения могут составлять до 2%. Чем больше интервал измеряемой величины, тем больше будет отклонение от номинала, особенно для больших сопротивлений. Если аккумуляторная батарея в приборе разряжена, то точность значительно снижается. При измерениях малых сопротивлений в несколько Ом, следует учитывать сопротивление щупов и измерительных проводов. После касания щупов к измеряемой детали, необходимо подождать несколько секунд, для более точных показаний.

Измерение тока

Мультиметр можно также использовать для измерения силы тока. Гнездо для таких замеров ограничено небольшими значениями – обычно от 0,2 до 0,5 ампер, в зависимости от исполнения прибора. Имеется отдельное гнездо для определения большого тока (до 10 ампер), однако в таком случае допускаемое напряжение уменьшается на 50% от наибольшего предела измерений.

Чтобы измерить силу тока, нужно переключатель поставить в соответствующее положение. В бюджетных моделях обычно имеется возможность измерять только постоянный ток, в отличие от дорогих моделей.

Для постоянного и переменного тока группы интервалов отличаются. Если их перепутать, с прибором ничего не случится, просто показания будут некорректными. Если превысить наибольшие допустимые значения, то может сгореть предохранитель, либо выйдет из строя электронная плата. В дешевых моделях из Китая два «плюсовых» гнезда могут быть соединены вместе, что приводит к невозможности измерения больших токов.

Как прозвонить диоды и проверить целостность цепи

Для таких измерений существует отдельный режим для диодов с изображением его значка. Для его прозвонки необходимо прикоснуться к выводам щупами, затем изменить положение щупов между собой. В одном из вариантов на экране прибора будут иметься показания, в другом не должно быть никакой реакции, так как диод проводит ток только в одну сторону.

Если на экране показываются определенное значение, то черный щуп соответствует катоду диода, а красный – аноду. При таких измерениях мультиметр можно считать источником тока величиной 1 миллиампер, а значение, изображенное на экране — падение напряжения в милливольтах. Диоды можно прозванивать также и в режиме сопротивлений. При этом в одном направлении показания будут, а в другом нет. Но лучше проверять диоды в специально предназначенном для этого режиме, так как при этом определяется падение напряжения, по которому судят о параметрах диода, если он не имеет маркировки.

Читайте также:  Освещение частного дома снаружи

Многие модели таких приборов имеют опцию звуковой прозвонки цепи. Она включается при достижении наименьшего значения сопротивления (около 100 Ом). Звуковой сигнал может появляться с некоторой задержкой.

Как мультиметр измеряет температуру

Многие модели таких приборов имеют в комплекте специальный датчик для измерения температуры – термопару. Максимальное значение измеряемой температуры может достигать 800 градусов. Термопара оснащена двойным штекером, который вставляется в гнездо «СОМ» и другой разъем, расположенный рядом, либо отдельную пару разъемов с маркировкой «С», в зависимости от варианта исполнения прибора.

На цифровом дисплее отображается температура в градусах Цельсия. Мультиметр может не иметь специального режима и разъемов для измерения температуры. В этом случае температуру можно определить на наименьшем пределе режима DCV, пользуясь графиком зависимости температуры от ЭДС.

Точность измерений при этом будет небольшой, так как при определении температуры будет рассчитана не фактическая температура, а разница температур прибора и измеряемого объекта. Эта погрешность может компенсироваться с помощью специальной функции, присутствующей во многих измерительных устройствах.

Проверка биполярных и полевых транзисторов

На самых простых и бюджетных моделях можно проверить цоколевку транзисторов. Специальный режим имеется для биполярных транзисторов (hFE), а также отдельное контактное гнездо, которое разделено на две части, для транзисторов с P-N-P и N-P-N переходами. Контакты промаркированы буквами Е (эмиттер), С (коллектор) и В (база).

Гнезда контактов расположены в таком виде, чтобы транзистор, у которого неизвестна цоколевка, можно было оперативно переставлять и изменять положения выводов. Когда цоколевка будет определена правильно, то на экране появится отображение коэффициента передачи полупроводника.

В гнездах контакты утоплены глубоко, поэтому проверить транзисторы с короткими выводами не получится. Мощные транзисторы также нельзя проверить таким прибором, так как создаваемого мультиметром тока будет недостаточно для открытия полупроводникового перехода.

Полевые транзисторы можно тестировать в диодном режиме, если цоколевка транзистора заранее известна. Сначала «минусовым» щупом касаются стока, а «плюсовым» — истока. Таким образом, определяется целостность внутреннего диода. Если щупы подключить, поменяв их между собой, то падения напряжения не будет.

Если прикоснуться «плюсовым» щупом затвора, при этом, не убирая «минусового» щупа от стока, то транзистор должен открыться, и падение напряжения уменьшится, и возникнет в двух направлениях. Транзистор закроется, если прикоснуться черным щупом к затвору, не отнимая красный щуп от истока.

Функции и кнопки

Дорогостоящий мультиметр может быть оснащен важной кнопкой «HOLD», которая дает возможность закрепить текущее положение на экране.

У «навороченных» приборов могут быть специальные кнопки, нажав на которые, прибор покажет только минимальные или максимальные значения. Если включить какой-либо вспомогательный режим измерения, то на экране отобразится соответствующий символ.

Также существуют мультиметры с функциями проверки конденсаторов, частоты сигнала, индуктивности, функциями осциллографа.

О том, что такое мультиметр и как им пользоваться знают далеко не все. Это один из первых вопросов, который задает начинающий электрик или радиолюбитель. Таким универсальным прибором можно легко измерить различные электрические параметры, определить годность электроприбора, наличие напряжения и произвести другие нужные работы.

Мультиметр или «тестер», как принято его называть в быту, представляет собой универсальный прибор, способный выполнять функции нескольких измерительных электрических приборов – вольтметра, амперметра, омметра. Такие приборы представлены двумя типами – аналоговый мультиметр, обладающий стрелочной индикацией и цифровой аппарат с индикаторным табло.

В настоящее время наибольшее распространение находит цифровая модель, которая отличается более высокой точностью измерения и удобством эксплуатации. Именно этот вариант и стоит рассмотреть более подробно.

Устройство и принцип работы

Цифровой мультиметр работает по принципу сравнения входного сигнала с опорным значением. Он базируется на контроллере с блоком аналогово-цифрового преобразователя (АЦП) двойного интегрирования. В схеме имеется элемент, способный анализировать величину поступающего напряжения.

Пределы измерений изменяются с помощью делителей напряжения резисторного типа. При наличии возможности деления в милливольтовом диапазоне у прибора появляется способность варьирования коэффициента усиления. Электрическое напряжение измеряется при непосредственном включении мультиметра в измеряемую электрическую цепь.

Для замера величины тока определяется падение напряжения на встроенных сопротивлениях. В схеме имеется несколько таких резисторов, что позволяет варьировать диапазоны измерений. Сопротивление определяется по току на резисторе, который подключается с помощью обратной связи усилителя.

Конструкция

Комплектация аппарата включает сам электронный прибор и 2 щупа с проводами разной расцветки. Для питания прибора устанавливается батарейка на 9 В.

На внешней стороне мультиметра располагается экран (дисплей), переключатель на несколько позиций и гнезда для подведения проводов со щупами (3 или 4 штуки).

На переключателе и лицевой панели используются следующие обозначения:

  1. Включение – «OFF» или установка специальной кнопки.
  2. Режим для измерения переменного напряжения – ACV или (V

), а переменного тока – АСА или (А

).

  • Режим для измерения постоянного напряжения DCV или (V-), а постоянного тока – DCA или (А-).
  • Режим измерения электрического сопротивления – Ω.
  • Для измерения характеристик транзисторов предусматривается режим hFE.
  • Режимы измерения некоторых параметров имеют несколько диапазонов. Сопротивление может измеряться в таких диапазонах – 200 и 2000 Ом; 20, 200 и 2000 кОм. Для постоянного тока предусмотрены режимы – 200 и 2000 мкА, 20 и 200 мА, а также до 10 А. Напряжение может измеряться в диапазонах – 200 и 2000 мВ; 20, 200 и 600 В.

    Читайте также:  Патрон под лампу p21w

    Индексом «СОМ» обозначается общий ввод, заземление или минусовой электрод. К нему подводится проводник черной расцветки и задействован он при любом измерении. Разъем «VωmA» нужен при измерении напряжения, сопротивления и силы тока, не превышающего 200 мА. Разъем «10А» или «10ADC» можно задействовать при измерении тока в пределах до 10 А или указанной величины.

    Как пользоваться мультиметром?

    При проведении измерения нужного параметра прибор подключается непосредственно в электрическую цепь. Для определения тока аппарат соединяется последовательно с элементами схемы. При измерении напряжения на нужном элементе щупы подключаются параллельно ему.

    Как измерить сопротивление?

    • подсоединение проводов щупов в нужные гнезда прибора;
    • установка диапазона на переключателе;
    • подключение щупов параллельно измеряемому элементу;
    • считывание показания.

    Выбор нужного диапазона на переключателе производится по таким правилам:

    1. Если уровень сопротивления элемента известен, а надо определить его годность или соответствие характеристики номиналу, то предел выбирается близким к значению сопротивления, с небольшим превышением.
    2. Если уровень данного параметра неизвестен и может колебаться в очень широком диапазоне, то вначале устанавливается максимальный режим. Постепенно снижая границы, устанавливается оптимальный предел измерений.

    Как замерить силу постоянного тока?

    Порядок проведения измерения силы тока аналогичен предыдущему варианту, но щупы подсоединяются последовательно, т.е. в разрыве электрической цепи. Провода щупа подключаются в нужные клеммы прибора с учетом величины измеряемого тока, а также полярности. Минус на схеме должен совпадать с клеммой «СОМ». Выбор пределов измерения проводится также, как описано выше.

    Особенности определения переменного тока

    При желании определить силу переменного тока следует помнить, что не все мультиметры имеют такую функцию. Например, модель М-831 измеряет только постоянный ток. Для того, чтобы иметь такую возможность, надо проверить наличие соответствующего обозначения на переключателе.

    Если такая функция в приборе предусмотрена, то измерения проводятся аналогично предыдущему случаю. При этом не имеет значение, какой провод будет присоединен к клемме «СОМ».

    Определение значений электрического напряжения

    Чаще всего возникает потребность определения величины напряжения элемента питания – батарейки или аккумулятора.

    В этом случае обеспечивается такая последовательность действий:

    1. Узнается номинал элемента по надписи на корпусе или паспорту. Для примера, рассмотрим батарею на 9 В.
    2. Устанавливается наиболее близкий диапазон измерения на переключателе. В рассматриваемом примере – 20 В.
    3. Щуп с черным проводом присоединяется к клемме «СОМ» на приборе и минусу на батарее, а щуп с красным проводом – с клеммой «VωmA» и плюсом батареи.
    4. Включается прибор и снимается показание с экрана.

    Когда измерение проводится на схеме, где неизвестно напряжение, то вначале устанавливается максимальный предел. Обычно он составляет 600 В, а затем постепенно уменьшается до оптимального диапазона. Щупы подсоединяются параллельно измеряемому элементу.

    Величина переменного напряжения измеряется аналогично. Наиболее часто мультиметр используется при определении наличия и значения напряжения в розетке. В этом случае устанавливается верхний предел, а щупы вводятся в гнезда розетки.

    Как прозванивать провода?

    Один из распространенных способов выяснения причин выхода из строя бытовой техники – прозвонка проводов, т.е. определение целостности токопроводящей жилы. Задача решается путем измерения сопротивления на нижних пределах переключателя. В принципе сама величина сопротивления особого значения не имеет.

    Тестирование проводится в таком порядке. Щупы присоединяются к разным концам измеряемого провода. Если он в норме, то сопротивление его оценивается в миллиоммах, т.е. близко к О. При наличии обрыва, цепь нарушается и значение сопротивления измеряется в мегаоммах, а на нижних пределах измерения будет показывать «1».

    При проведении измерения в резисторах с большим значением сопротивления надо учитывать, что при целом проводе его сопротивление не будет ниже номинала, а при обрыве его величина значительно выше. Прозвонка мультиметром катушек проводится на диапазонах, соответствующих номинальному значению сопротивления элемента.

    Электробезопасность при работе

    Сам по себе мультиметр не представляет опасности для человека, т.к. его питание не превышает 9 В. При измерении параметров на элементах, не подключенных к электросети, не требуется особых подходов к электробезопасности.

    Осторожность необходимо соблюдать при работах на подключенных схемах и оборудовании.

    Опасность для человека начинается при напряжении выше 100 В и токах более 10 А.

    При работе под напряжением необходимо соблюдение следующих мер предосторожности:

    1. Использование только стандартных щупов с хорошо изолированными проводами.
    2. Присоединение проводов к клеммам прибора должно быть надежным.
    3. При проведении измерений нельзя касаться клемм и оголенного участка щупа.
    4. Особую опасность представляет повышенная влажность и вода на поверхности прибора или измеряемых элементов.
    5. Не следует измерять сопротивление элементов, находящихся под напряжением. Этот параметр определяется при отключенной электроэнергии.
    6. Наибольшую опасность таит в себе измерение силы тока, т.к. прибор подключается последовательно в цепь и весь ток проходит по проводам тестера. При измерении тока свыше 10 А подключение надо проводить при отсутствии напряжения.

    Полезные видео

    Коротко и ясно о мультиметре, как им пользоваться, смотрим: