Verwendung eines Multimeters, Gleichspannungsmessung

Wort Multimeter besteht aus zwei Wörtern: Multi-Lot- und Meter-Messungen, Messgerät. Diese Definitionen finden Sie im englisch-russischen Multitran-Wörterbuch. Daher können wir mit voller Sicherheit sagen, dass ein Multimeter eine Vielzahl von Messinstrumenten ist, die in einer kleinen Box „verpackt“ sind. Alle diese Messinstrumente sind für Messungen in Stromkreisen konzipiert, und es wäre unverzeihlich, eine Geschichte über elektrische Messungen zu beginnen, ohne sich an das Ohmsche Gesetz zu erinnern.

In Schulbüchern wird das Ohmsche Gesetz für einen Abschnitt eines Stromkreises wie folgt geschrieben: "Der Strom im Stromkreis (I) ist direkt proportional zur Spannung (U) und umgekehrt proportional zum Widerstand (R)." Alle, die sich ernsthaft mit Elektrizität beschäftigen, kennen diesen Satz als unseren Vater. Und dann sagen Sie, ohne das Ohmsche Gesetz zu kennen - sitzen Sie zu Hause.

Wenn das Ohmsche Gesetz in Form einer mathematischen Formel geschrieben ist, stellt sich ganz einfach heraus: I = U / R.

Dies ist das Ohmsche Gesetz für einen Teil der Kette, auf den wir uns hier beschränken werden. Um die richtigen Ergebnisse zu erhalten, sollten die Stromwerte in Ampere, Spannungen in Volt und der Widerstand in Ohm in die Formel eingesetzt werden. Die ersten Buchstaben werden groß geschrieben, da die Maßeinheiten aus den Namen der Wissenschaftler stammen, die diese Gesetze entdeckt haben.

Es ist zwar nicht verboten, beispielsweise den Widerstand in Kilo-Ohm (1 KOhm = 1000 Ohm) zu ersetzen, dann wird der Strom in Milliampere (1 mA = 0,001 A) ausgegeben. Eine solche Substitution in Niedrigstromschaltungen wird häufig verwendet.

Der einfachste in Abbildung 1 gezeigte Stromkreis besteht aus einer Spannungsquelle, Verbindungsdrähten, einem Leistungsschalter und einer Last. Am Beispiel dieser Schaltung können Sie jedoch alles sehen, was im Ohmschen Gesetz erwähnt wird, alles, was mit Instrumenten gemessen werden kann, und sich mit dem Anschluss von Amperemeter, Voltmeter und Ohmmeter vertraut machen.

Abbildung 1. Der einfachste Stromkreis

Dirigieren Strommessungen, betont und Widerstand Es werden drei verschiedene Geräte benötigt: ein Amperemeter, ein Voltmeter und ein Ohmmeter. Das Anschließen von Geräten ist in Abbildung 2 dargestellt.

Abbildung 2. Messgeräte an einen Stromkreis anschließen

Aus dieser Figur geht hervor, dass Amperemeter Es ist in Reihe mit der Last mit dem Leistungsschalter verbunden, das Voltmeter ist parallel zum Stromkreisabschnitt geschaltet, das Ohmmeter ist ebenfalls parallel zum Testabschnitt, aber die Versorgungsspannung muss getrennt werden oder ein nicht angeschlossenes Teil wird überhaupt geprüft. Natürlich können Sie den Widerstand der Widerstände R1, R2 messen, ohne sie aus dem Stromkreis zu verdampfen. Denken Sie daran, die Stromversorgung auszuschalten.

Was nicht zu tun ist oder wie man ein Multimeter richtig verbrennt

Hier können Sie sofort ein paar Kommentare abgeben, ein paar knifflige Fragen stellen. Was passiert, wenn Sie beispielsweise ein Voltmeter und ein Amperemeter austauschen, verwechseln?

Das im Leistungsschalter enthaltene Voltmeter anstelle des Amperemeter bringt höchstwahrscheinlich keine besonderen Probleme mit sich: Der große Innenwiderstand des Voltmeters begrenzt den Strom auf ein solches Niveau, dass der Stromkreis einfach nicht mehr funktioniert, als ob der Leistungsschalter geöffnet wäre.

Es ist eine ganz andere Sache, wenn das Amperemeter anstelle eines Voltmeters anstelle von V1 eingeschaltet wird. Der Strom durch das Amperemeter erreicht das Maximum, das die Stromquelle liefern kann, da der Innenwiderstand des Amperemeter sehr klein ist (im normalen Messmodus gilt: Je kleiner, desto besser).

Im Fall von galvanische Zelle Dies ist nicht besonders beängstigend, da der Strom durch den Innenwiderstand der Batterie begrenzt wird und die Messgrenze des Amperemeter ziemlich groß ist (10 oder mehr Ampere).

So kann man eine Zelle der Größe AA oder AAA mit einer Spannung von 1,5 V testen.Wenn das Element gewartet werden kann, zeigt das Amperemeter einen Strom von mindestens 1A oder sogar mehr an, während der Strom des entladenen Elements nicht mehr als einige Milliampere oder überhaupt keinen Strom beträgt.

Eine solche Empfehlung ist jedoch absolut ungeeignet, um Batterien gleicher Größe zu überprüfen: Batterien mögen keine Kurzschlüsse und können sogar explodieren! Selbst wenn die Explosion nicht erreicht wird, ist das Laden eines solchen Akkus problematisch.

Wenn das Amperemeter (Multimeter im Strommessmodus) an eine 220-V-Steckdose "angeschlossen" ist, ist die Explosion des Geräts einfach unvermeidlich. Das gleiche passiert, wenn Sie versuchen, die Spannung in der Steckdose mit einem Multimeter im Widerstandsmessmodus zu messen. Glauben Sie mir, es gab viele solcher Fälle. Deshalb ist es nicht notwendig, wenn es nicht rein aus Interesse notwendig ist, die Spannung an der Steckdose zu messen!

Es muss nur als Gesetz akzeptiert werden, in der Regel. Nun, was ist der Unterschied, wie viele sind 210 oder 235 V in dieser Steckdose? In der Tat arbeiten alle modernen elektronischen Geräte in einem sehr weiten Spannungsbereich, was durch moderne erleichtert wird Schaltnetzteile.

Viele Instrumente für einfache Messungen

Der in Abbildung 2 gezeigte Stromkreis wird von einer Gleichstromquelle gespeist - einer galvanischen Batterie. Daher sollten Amperemeter und Voltmeter für die Messung in Gleichstromkreisen ausgelegt sein. Wenn auch nur ein so einfacher Stromkreis mit Wechselstrom (220 V, Leistungsschalter, Glühbirne) betrieben wird, benötigen die Geräte Wechselstrom. Es stellt sich heraus, dass Sie eine ganze Reihe von Geräten benötigen, selbst mit einem so einfachen Schema!

Diese einfache Schaltung wird gezeigt, um die Möglichkeiten zum Anschließen von Geräten im Speicher zu aktualisieren. Weitere Details zum Messen von Strömen und Spannungen finden Sie im Artikel. "Messungen in Stromkreisen".

Es ist sehr einfach, eine solche Anzahl von Geräten loszuwerden: Bauen Sie alle Geräte in einem Gehäuse zusammen und verbinden Sie mit den Schaltern jeweils die gleiche Messpfeilspitze. Solche Geräte wurden früher als Kombinations- oder Avometer bezeichnet - AmpereVoltOmmeter.

Ein anderer Name für diese Geräte ist ein Tester aus dem englischen Test - Verifikation, Test, da die Genauigkeit der Messungen mit solchen Geräten gering ist. In der Regel handelt es sich hierbei um Geräte der 4. Genauigkeitsklasse, d.h. Der Messfehler beträgt 4%, was für die meisten praktischen Zwecke völlig ausreichend ist.

Gegenwärtig sind Pfeilprüfer nicht nur im Ruhestand, sondern werden auch selten eingesetzt, obwohl sie in einigen Fällen einfach nicht darauf verzichten können. Viele, meist alte Spezialisten, bevorzugen jedoch Pfeilmessgeräte. Nun, das ist, wer an was gewöhnt ist. So kamen wir langsam zu einem modernen kombinierten Instrument - einem Multimeter.

Modernes Digitalmultimeter

Im Gegensatz zu antiken Testern ist das Multimeter zu einem digitalen Gerät geworden, und das digitale Multimeter ist auf der Verpackungsbox angegeben. Dies liegt nicht daran, dass die Messwerte in Form von Zahlen angezeigt werden, der Unterschied liegt im Funktionsprinzip. Der gemessene Wert, die Spannung, der Strom oder der Widerstand unter Verwendung eines Analog-Digital-Wandlers (ADC) werden in einen digitalen Code umgewandelt, der dann auf einer digitalen Flüssigkristallanzeige angezeigt wird.

Zusätzlich zu den tatsächlichen Messergebnissen kann die Anzeige zusätzliche Informationen anzeigen: den Zustand der Batterieladung (wenn es Zeit ist, die Batterie zu wechseln, erscheint ein blinkendes Bild der Batterie auf dem Display) und eine Warnung zur Messung hoher Spannungen. Multimeter mit kleinen Abmessungen und niedrigen Preisen weisen eine hohe Messgenauigkeit auf, was ihnen bei den Anwendern die wohlverdiente Beliebtheit verlieh.

Der einfachste Weg, um mit dem Gerät und der Bedienung des Geräts umzugehen, wenn es in den Händen liegt. Da es jedoch keine solche Möglichkeit gibt, ist ein Bild mit dem Bild des Geräts durchaus geeignet. Es reicht aus, ein Foto zu machen und es mit erklärenden Inschriften zu versehen. Ein ähnliches Foto ist in Abbildung 3 dargestellt. (Klicken Sie auf das Bild, um es zu vergrößern).

Abbildung 3Das Aussehen des Digitalmultimeters D838

Warum und wer braucht ein Multimeter?

Multimeter der D83X-Serie sind eine kostengünstige Option - bei minimalen Kosten gibt es eine Reihe aller oder fast aller Betriebsarten, die die meisten Elektriker, Elektronikingenieure und nur diejenigen, die von Zeit zu Zeit mit Elektrizität kommunizieren müssen, verwenden. Natürlich gibt es teurere Modelle mit zusätzlichen Messgrenzen und verschiedenen Betriebsmöglichkeiten.

Zuallererst ist es die Fähigkeit, die Kapazität von Kondensatoren und die Induktivität von Spulen zu messen. Einige Multimeter verfügen sogar über einen Frequenzmessmodus, der jedoch normalerweise auf die Frequenzen des Audiobereichs von bis zu 20 kHz beschränkt ist. Fast alle Multimeter, einschließlich der Budgetoption, verfügen über einen Modus zum Messen der Verstärkung von Transistoren mit geringer Leistung, werden jedoch nicht sehr häufig verwendet.

Zusätzliche Optionen sind die Hintergrundbeleuchtung der Waage (wie kann man sonst nachts messen?) Und die Schaltfläche zum Speichern des letzten Messergebnisses. Ein solches Auswendiglernen ermöglicht es, das Ergebnis in ein Notizbuch oder in eine vorgedruckte Tabelle zu schreiben. Eigentlich eine sehr nützliche Eigenschaft.

Das in Abbildung 3 gezeigte DT838-Multimeter als angenehme Ergänzung verfügt über einen Temperaturmessmodus: Wenn Sie das Multimeter in diesem Modus einfach einschalten, können Sie mithilfe des internen Temperatursensors die Temperatur im Arbeitsraum überwachen.

Das Gerät ist fertig externes Thermoelement Typ K, mit dem Sie Temperaturen bis zu mehreren hundert Grad messen können, z. B. die Temperatur eines Lötkolbens oder einer Heißluftpistole.

Ähnliche Geräte anderer Serien, z. B. DT832, verfügen anstelle eines Temperaturmessers über einen eingebauten Rechteckimpulsgenerator mit einer festen Frequenz von etwa 1 kHz, mit dem Sie beispielsweise Audiofrequenzverstärker überprüfen können.

Vergessen Sie nicht, das Multimeter nachts auszuschalten

Eine weitere nette Eigenschaft teurerer Multimeter ist das automatische Ausschalten: Nach 15 Minuten schaltet sich das Gerät aus. Weitere Arbeiten sind nur durch erneutes Drücken des Netzschalters möglich.

Bei Geräten wie dem D83x erfolgt das Herunterfahren, indem ein einzelner Schalter auf OFF gestellt wird (siehe Abb. 3). Wenn Sie sich sehr mitreißen lassen und vergessen, das Gerät auszuschalten, lassen Sie es über Nacht stehen (aus irgendeinem Grund passiert dies meistens), muss der Akku am nächsten Tag gewechselt werden.

Die Kosten für die „Krona“ -Batterie (der alte inländische Name, jetzt ist es nur noch Typ 6F22) sind von durchschnittlicher Qualität, und der Kauf ist kein Problem. Trotzdem erschien selbst in einem der neuesten Radiomagazine für 2014, nämlich in Ausgabe 9, ein Artikel mit dem Titel „Konverter zur Stromversorgung eines Digitalmultimeters“.

Der Konverter wird mit einer einzelnen AA-Batterie oder einer einzelnen Nickel-Cadmium-Batterie betrieben. Dort werden auch eine einfache Schaltung, eine Leiterplatte sowie Montage- und Konfigurationstechniken angegeben. Am Ende des Artikels finden Sie eine Liste mehrerer früherer Veröffentlichungen zu diesem Thema: auch Radiomagazine mit ähnlichen Schemata.

Abbildung 4. Importierte „Krone“

Ein solches Design war während des allgemeinen Mangels an der Sowjetunion angemessen, als es unmöglich war, die Kron-Batterie wie so viel mehr zu "bekommen". Jetzt kann ein solcher Konverter nur noch „aus Liebe zur Kunst“ zusammengebaut werden.

Im Allgemeinen haben sich die Herausgeber des Radio-Magazins in den letzten Jahren sehr seltsam verhalten: Anstatt gute, interessante Materialien zu veröffentlichen, die Qualität der Veröffentlichungen zu verbessern, jagen sie (die Herausgeber) Filesharing-Dienste und beschlagnahmen von dort aus ihre Kreationen unter dem Markennamen des Urheberrechtsschutzgesetzes.

Lassen Sie den Leser nicht denken, dass dies die subjektive Meinung des Autors des Artikels über die Zeitschrift ist: In Elektronikforen gibt es viele Argumente, die diesbezüglich viel kategorischer sind.

Beginnen wir mit dem Studium des Multimeters

Oft hört man solche Aussagen: „Nun, ich weiß, wie man einen Draht von einer E-Gitarre für einen offenen oder Kurzschluss klingelt. Und ich brauche keinen anderen. "Um solche Aussagen zu verkleinern, wenden wir uns noch einmal Abbildung 3 zu, um herauszufinden, was das Multimeter messen kann.

Auf der Vorderseite des Multimeters sind sofort zwei große Details erkennbar: Oben befindet sich eine Flüssigkristallanzeige (Anzeige) und in der Mitte ein großer runder Bedienknopf. In diesem Gerät ist es in der Tat das einzige, es gibt einfach keine anderen. Mit diesem Griff werden in diesen Modi die Betriebsarten und Messgrenzen umgeschaltet. Multimeter anderer Marken sehen ungefähr gleich aus.

Um die ausgewählte Messgrenze anzuzeigen, hat der Griff eine Abschrägung mit einem extrudierten Dreieck, was beim Arbeiten nicht sehr praktisch ist. Wenn dieses Dreieck mit weißer Farbe gefüllt ist, wie in Abbildung 3 gezeigt, gibt es viel weniger fehlerhafte Einschlüsse.

Messmodi

Mit dem gerade erwähnten Knopf können Sie einen der Messmodi auswählen. Das betrachtete Multimeter bietet mehrere MODI:

• Gleichspannungsmessung

• Wechselspannungsmessung

• Gleichstrommessung

• Widerstandsmessung

• Verdrahtung von Drähten und Halbleitern

• Transistorverstärkungsmessung

• Temperaturmessung

Jeder Messmodus ist zusätzlich zur Messung von Temperatur, Halbleiterkontinuität und Transistorverstärkung in mehrere GRENZWERTE unterteilt, wodurch die Genauigkeit der Messungen, die später beschrieben werden, erheblich erhöht werden kann.

In der Praxis ist es meistens erforderlich, konstante Spannungen zu messen und den "Wähl" -Modus zu verwenden, um die Integrität der Installation oder den Zustand von Dioden, Transistoren und manchmal sogar Mikroschaltungen zu bestimmen. Daher müssen diese Messungen ausreichend detailliert beschrieben werden.

Gleichspannungsmessung

Elektronische Geräte werden von Konstantspannungsquellen gespeist. Dies können Batterien, galvanische Zellen sein, und wenn sie über das Stromnetz mit Strom versorgt werden, sind dies Stromversorgungen verschiedener Schaltkreise und Ausführungen. Daher ist es bei der Reparatur und Inbetriebnahme elektronischer Geräte häufig erforderlich, die konstante Spannung an den Elektroden von Transistoren und Mikroschaltungen zu messen, um die Betriebsarten auf Gleichstrom zu überprüfen. Die Verwendung eines Multimeters zum Messen von Gleichspannungen wird weiter beschrieben.

In Abbildung 3 ist der Schalter der Art der Arbeit auf den Messmodus für konstante Spannung und bis zur höchsten Grenze auf 1000 V eingestellt. Gleichzeitig zeigt das Display eine Warnung vor der Gefahr von Hochspannung an: HV - (Hochspannung - Hochspannung). Die gleiche Warnung wird an der 750-V-Wechselstromgrenze angezeigt. Somit warnt das Gerät selbst, dass in diesem Messbereich lebensbedrohliche Spannungen vorhanden sein können.

Dies ist jedoch überhaupt nicht erforderlich, da an dieser Grenze Spannungen gemessen werden können, die überhaupt nicht gefährlich sind, beispielsweise in der Fahrzeugverkabelung, bei der die Spannung nur 12 V beträgt, oder nur in einer einzelnen galvanischen Zelle. Die Messergebnisse sind zwar nicht sehr genau. Zuverlässigere Ergebnisse werden erhalten, wenn bei einer Grenze von 20 V gemessen wird.

Wenn digitale Instrumente selten waren, handelte es sich hauptsächlich um riesige Laborinstrumente „mit zwei Griffen zum Tragen“, fast alle Messungen wurden mit Pfeilmessern durchgeführt. Und dann gab es eine solche Regel, dass das genaueste Ergebnis erzielt werden würde, wenn beim Messen der Pfeil nicht niedriger als das erste Drittel der Skala ist, es ist besser, wenn näher an der Mitte. Zum Beispiel kann die Spannung von 5 V an der Grenze von 30 V gemessen werden, aber das Ergebnis ist genauer, wenn Sie die Grenze von 10 V verwenden.

Diese Empfehlung sollte befolgt werden, wenn mit einem Digitalmultimeter gearbeitet wird, d. H. Wählen Sie die am besten geeignete Messgrenze. Dies wird später besprochen.

Grenzwerte für die Gleichspannungsmessung

Es gibt fünf GRENZWERTE im Gleichspannungsmessmodus:

• 200m

• 2000m

• 20,

• 200,

• 1000.

Bei einer Grenze von 200 m (im Folgenden, wie es auf dem Gerät in Fig. 3 geschrieben steht) ist es möglich, Spannungen von nicht mehr als 200 Millivolt zu messen, um es einfacher auszudrücken, nur 0,2 V.

Mit der Grenze von 2000 m können Sie Spannungen bis zu 2 V messen. Auf diese Weise können Sie beispielsweise die Spannung einer galvanischen Zelle oder den Spannungsabfall an einem Widerstand in der Emitterschaltung eines Transistors messen.

Die folgenden drei Grenzwerte werden einfach durch Zahlen ohne Buchstaben angegeben: 20, 200, 1000. Dies sind Spannungen der Messgrenzwerte in Volt. Überlegungen zur Genauigkeit der Messungen können die unten gezeigten Zahlen bestätigen. Die Fingerbatterie der Größe AA wurde als Quelle für die gemessene Spannung verwendet, nur das erste, was zur Hand war, aber die Messergebnisse erwiesen sich als ziemlich klar.

Messungen an verschiedenen Grenzen

Die erste Messung der Batteriespannung wurde an der Grenze von 1000 durchgeführt, wie in 5 gezeigt. Es sollte beachtet werden, dass sich unbedeutende Nullen nicht an allen Grenzen aufheben.

Abbildung 5

Hier konnte genau 1B gemessen werden, da die Auflösung dieser Grenze nur 1B beträgt, werden Zehntel Volt einfach nicht angezeigt, was durch das Fehlen eines Kommas nach dem niedrigstwertigen Vorzeichen angezeigt wird. Wenn die gemessene Spannung zum Beispiel 135,2 V beträgt, können wir das Ergebnis von 135 V sehen.

Vielleicht sagt jemand: "Denken Sie, zwei Zehntel Volt!". Ja, im zweiten Fall spielen diese beiden Zehntel überhaupt keine Rolle, aber bei der Messung der Batteriespannung ist eine solche Rundung des Messergebnisses nicht akzeptabel.

Tatsache ist, dass eine Nickel-Cadmium- oder Metallhydrid-Batterie als geladen gilt, wenn die Spannung nicht weniger als 1,2 V beträgt. Wenn die Spannung nur 1 V beträgt, bedeutet dies, dass der Akku aufgeladen werden muss. Aber er war es, der einfach unter den Arm fiel, obwohl er an nichts schuld war.

Schalten Sie die Spannungsmessgrenze auf 200. Es erscheint bereits ein Dezimalpunkt, nach dem Zehntel Volt angezeigt werden. Das Messergebnis ist der Wahrheit viel näher, was in Abbildung 6 zu sehen ist.

Abbildung 6. Batteriespannung 1,2 V.

Bei der Messgrenze von 20 ist das Ergebnis genauer, bis zu Hundertstel Volt, siehe Abbildung 7.

Abbildung 7. Batteriespannung 1,22 V.

Und an der Grenze von 2000 m wird das Ergebnis in Millivolt angezeigt, d.h. Genauigkeit auf 1/1000 Volt (1 Millivolt). In Abbildung 8 dargestellt.

Abbildung 8. Batteriespannung 1,222 V.

Einige Geräte haben eine Messgrenze von 2 (2 Volt), dann sieht das Ergebnis wie 1,222 V aus. Nach dem Dezimalpunkt stehen drei Stellen, die auch Messungen mit einer Auflösung von 1 Millivolt ermöglichen.

Mit der Grenze von 200 m können Sie Spannungen messen, die nicht höher als 0,2 V sind. Für den betreffenden Fall (Batterie) passt sie nicht, sie sind einfach zu klein. Das Gerät brennt möglicherweise nicht aus, dies sollte jedoch nicht durchgeführt werden. Im Allgemeinen gibt es eine solche GOLDENE Regel: Wenn die Größe der gemessenen Spannung (Strom) zumindest annähernd unbekannt ist, sollten die Messungen an der größten Messgrenze beginnen!

Fortsetzung des Artikels:So messen Sie Spannung, Strom und Widerstand mit einem Multimeter, überprüfen Dioden und Transistoren

Boris Aladyshkin