Hur man använder en multimeter DC-spänningsmätning

Ordet multimeter består av två ord: flera - mycket och meter - mätningar, mätanordning. Dessa definitioner kan hittas i den multitran engelska-ryska ordboken, och därför kan vi med fullt förtroende säga att en multimeter är en mängd mätinstrument som är "packade" i en liten låda. Alla dessa mätinstrument är utformade för mätningar i elektriska kretsar, och det skulle vara oförlåtligt att starta en berättelse om elektriska mätningar utan att komma ihåg Ohms lag.

I skolböcker skrivs Ohms lag för en sektion av en krets på följande sätt: "Strömmen i kretsen (I) är direkt proportionell mot spänningen (U) och omvänt proportionell mot motståndet (R)." Alla som är allvarligt engagerade i elektricitet känner denna fras som vår Fader. Och sedan säga, utan att känna till Ohms lag - sitta hemma.

Om Ohms lag är skriven i form av en matematisk formel, kommer det att visa sig helt enkelt: I = U / R.

Detta är Ohms lag för en del av kedjan, som vi kommer att begränsa oss till här. För att få korrekta resultat bör de aktuella värdena i Amperes, spänningar i Volt och resistansen i Ohms ersättas med formeln. De första bokstäverna är stora, eftersom mätenheterna kom från namnen på forskarna som upptäckte dessa lagar.

Det är riktigt inte förbjudet att till exempel ersätta motståndet i kilo-ohm (1 KOhm = 1000 ohm), då kommer strömmen att visa sig i milliamper (1 mA = 0,001 A). Sådan substitution i lågströmskretsar används ofta.

Den enklaste elektriska kretsen som visas i figur 1 består av en spänningskälla, anslutande ledningar, brytare och last. Men på exemplet med denna krets kan du se allt som nämns i Ohms lag, allt som kan mätas med hjälp av instrument, bekanta dig med anslutningen av en ammeter, voltmeter och ohmmeter.

Bild 1. Den enklaste elektriska kretsen

Att leda strömmätningar, spänningar och motstånd tre olika enheter kommer att krävas: en ammeter, en voltmeter och en ohmmeter. Anslutning av enheter visas i figur 2.

Bild 2. Ansluta mätinstrument till en elektrisk krets

Av denna siffra framgår det klart amperemeter den är ansluten till kretsavbrottet i serie med belastningen, voltmetern är ansluten parallellt med kretssektionen, ohmmetern är också parallell med testsektionen, men matningsspänningen måste kopplas bort, eller en okopplad del kontrolleras alls. Naturligtvis kan du mäta motståndet hos motstånden R1, R2 utan att förånga dem från kretsen, kom bara ihåg att stänga av strömmen.

Vad man inte ska göra eller rätt sätt att bränna en multimeter

Här kan du omedelbart göra några kommentarer, ställa några knepiga frågor. Vad händer om du byter, förvirrar till exempel en voltmeter och ammeter?

Voltmetern, som ingår i effektbrytaren istället för amperemet, kommer sannolikt inte att medföra några speciella problem: voltmeterets stora inre motstånd begränsar strömmen på en sådan nivå att kretsen helt enkelt slutar fungera, som om strömbrytaren öppnades.

Det är en helt annan sak om amperemet slås på istället för en voltmeter, till exempel i stället för V1. Strömmen genom ammetern når det maximala som kraftkällan kan leverera, eftersom ammeterns inre motstånd är mycket liten (i normalt mätläge, desto mindre desto bättre).

I fall av galvanisk cell detta är inte särskilt skrämmande eftersom strömmen kommer att begränsas av batteriets inre motstånd, och mätgränsen för amperemet är ganska stor (10 eller fler ampere).

Så här kan man testa en AA- eller AAA-cell med en spänning på 1,5V.Om elementet kan användas, kommer amperemet att visa en ström på minst 1A, eller till och med mer, medan strömmen för det urladdade elementet inte är mer än några milampor eller ingen ström alls.

Men en sådan rekommendation är absolut olämplig för att kontrollera batterier av samma storlek: batterier gillar verkligen inte kortslutningar och kan till och med explodera! Även om det inte når explosionen kommer det att vara problematiskt att ladda ett sådant batteri.

Om ammetern (multimeter i aktuellt mätläge) är "ansluten" till ett 220V-uttag, är enhetens explosion helt enkelt oundviklig. Samma sak händer om du försöker mäta spänningen i uttaget med en multimeter i motståndsmätningsläget. Tro mig, det har varit många sådana fall. Därför är det inte nödvändigt, när det inte är nödvändigt, rent av intresse, att mäta spänningen vid utloppet!

Det behöver bara accepteras som en lag, som regel. Tja, vad är skillnaden, hur många är 210 eller 235V i detta uttag? Faktum är att all modern elektronisk utrustning fungerar i ett mycket brett spänningsområde, vilket underlättas av modern växlar strömförsörjning.

Många instrument för enkla mätningar

Den elektriska kretsen som visas i figur 2 drivs av en likströmskälla - ett galvaniskt batteri, så amperemet och voltmetern bör utformas för mätning i likströmskretsar. Om till och med en sådan enkel krets drivs av växelström (220V, effektbrytare, glödlampa), kommer enheterna att kräva växelström. Det visar sig att du behöver en hel massa enheter, även med ett så enkelt schema!

Denna enkla krets visas för att uppdatera sätten att ansluta enheter i minnet. Mer information om mätströmmar och spänningar finns i artikeln. "Mätningar i elektriska kretsar".

Det är väldigt enkelt att bli av med ett sådant antal enheter: montera alla enheter i ett hölje och använd omkopplarna för att ansluta samma mätspil till var och en av dem. Sådana enheter kallades en gång kombination eller avometrar - AmpereVoltOmmeter.

Ett annat namn för dessa enheter är en testare, från det engelska testet - verifiering, test, eftersom mätnoggrannheten med sådana enheter är liten. Som regel är detta enheter i den fjärde noggrannhetsklassen, dvs. mätfelet är 4%, vilket är tillräckligt för de flesta praktiska ändamål.

För närvarande pil testare, inte bara pensionerade, men sällan används, även om de i vissa fall helt enkelt inte klarar sig utan. Men många, mest gamla specialister, föredrar att använda pilmätare. Det här är vem som är van vid vad. Så långsamt kom vi till ett modernt kombinerat instrument - en multimeter.

Modern digital multimeter

Till skillnad från antika testare har multimetern blivit en digital enhet, "Digital multimeter" är skriven på förpackningslådan. Detta kommer inte från det faktum att avläsningarna visas i form av siffror, skillnaden ligger i driftsprincipen. Det uppmätta värdet, spänningen, strömmen eller motståndet med användning av en analog till digital omvandlare (ADC) omvandlas till en digital kod, som sedan visas på en digital flytande kristallskärm.

Utöver de faktiska mätresultaten kan indikatorn visa ytterligare information: batteriets laddningstillstånd (när det är dags att byta batteri, en blinkande bild av batteriet visas på displayen) och en varning för att mäta höga spänningar. Multimetrar, med små dimensioner och låga priser, har hög mätnoggrannhet, vilket gav dem en välförtjänt popularitet bland användare.

Det enklaste sättet att hantera enheten och hur enheten fungerar när den är i händerna. Men eftersom det inte finns någon sådan möjlighet är en bild med enhetens bild ganska lämplig. Det räcker att ta ett foto och förse det med förklarande inskriptioner. Ett liknande fotografi visas i figur 3. (klicka på bilden för att förstora).

Figur 3Utseendet på den digitala multimetern D838

Varför och vem behöver en multimeter

Multimetrarna i D83X-serien är ett budgetalternativ - till en lägsta kostnad finns det en uppsättning av alla, eller nästan alla, av driftsätt som de flesta elektriker, elektroniska ingenjörer och bara de som då och då måste kommunicera med el. Naturligtvis finns det dyrare modeller som har ytterligare mätgränser och olika driftsfaciliteter.

Först och främst är det förmågan att mäta kondensatorernas kapacitet och spolarnas induktans. Vissa multimetrar har till och med ett frekvensmätningsläge, men det är vanligtvis begränsat till frekvenserna för ljudområdet, upp till 20KHz. Nästan alla multimetrar, inklusive budgetalternativet, har ett läge för att mäta vinsten hos lågeffekttransistorer, men de används inte så ofta.

Ytterligare alternativ inkluderar bakgrundsbelysningen på skalan (hur annars gör man mätningar på natten?) Och knappen för att spara det sista mätresultatet. En sådan memorering gör det möjligt att skriva resultatet i en anteckningsbok eller i ett förtryckt bord. Egentligen en mycket användbar egenskap.

DT838-multimetern som visas i figur 3 som ett trevligt tillägg har ett temperaturmätningsläge: om du helt enkelt sätter på multimetern i detta läge och sedan använder den interna temperatursensorn kan du övervaka temperaturen i arbetsrummet.

Enheten är klar externt termoelement typ K, som låter dig mäta temperaturer upp till flera hundra grader, till exempel temperaturen på en lödkolv eller varmluftspistol.

Liknande enheter i andra serier, till exempel DT832, istället för en temperaturmätare, har en inbyggd rektangulär pulsgenerator med en fast frekvens på cirka 1 KHz, vilket gör att du till exempel kan kontrollera ljudfrekvensförstärkare.

Glöm inte att stänga av multimetern på natten

En annan av de fina funktionerna i dyrare multimetrar är den automatiska avstängningen: efter 15 minuter stängs enheten av. Ytterligare arbete är möjligt endast genom att trycka på strömbrytaren igen.

På enheter som D83x görs avstängning genom att ställa en enda strömbrytare i läget OFF (se fig. 3). Om du blir mycket bortförd och glömmer att stänga av enheten, lämna den över natten (av någon anledning händer det oftast), då måste batteriet bytas nästa dag.

Kostnaden för “Krona” -batteriet (det gamla inhemska namnet, nu är det bara typ 6F22) är av genomsnittlig kvalitet är liten, och det är inte ett problem att köpa det. Men ändå, även i en av de senaste radiomagasinerna för 2014, nämligen i nummer 9, dök en artikel med titeln "Konverterare för att driva en digital multimeter."

Omvandlaren körs på ett enda AA-batteri eller på ett enda nickel-kadmiumbatteri. En enkel krets, ett tryckt kretskort och monterings- och konfigureringstekniker ges också där. I slutet av artikeln ges en lista över flera tidigare publikationer om detta ämne: även radiomagasiner med liknande scheman.

Bild 4. Importerad "Krona"

En sådan design var lämplig under den sovjetiska allmänna bristen, när det var omöjligt att "få" Kron-batteriet, som så mycket mer. Nu kan en sådan omvandlare bara monteras "av kärlek till konst".

Generellt sett har redaktörerna för tidningen Radio under de senaste åren uppträtt mycket konstigt: istället för att publicera bra, intressanta material, förbättra kvaliteten på publikationer, jagar de (redaktörerna) jakt på fildelningstjänster och tar därifrån sina skapelser under skyddet av upphovsrättsskyddslagstiftningen.

Låt läsaren inte tänka att detta är den subjektiva uppfattningen från författaren till artikeln om tidskriften: på elektroniska forum kan du hitta många argument som är mycket mer kategoriska.

Låt oss börja studera multimetern

Ofta hör du sådana uttalanden: ”Tja, jag vet hur man ringer en tråd från en elektrisk gitarr för en öppen eller kortslutning. Och jag behöver inte en annan. ”För att göra sådana uttalanden mindre, låt oss än en gång vända oss till figur 3, som hjälper till att ta reda på vad multimetern kan mäta.

På frontpanelen på multimetern är två stora detaljer omedelbart tydliga: överst är en flytande kristallindikator (display), och i mitten är en stor rund kontrollreglage. I den här enheten är det faktiskt den enda, det finns helt enkelt inga andra. Det är med detta handtag som driftslägen och mätgränser växlas i dessa lägen. Multimetrar av andra märken ser ungefär ut.

För att indikera den valda mätgränsen har handtaget en avfasning med en strängpressad triangel, vilket inte är särskilt bekvämt när du arbetar. Om denna triangel är fylld med vit färg, som visas i figur 3, kommer det att finnas mycket mindre felaktiga inneslutningar.

Mätlägen

Med den just nämnda ratten kan du välja ett av mätlägena. Den betraktade multimetern ger flera MODES:

• DC-spänningsmätning

• AC spänningsmätning

• DC-strömmätning

• Resistansmätning

• Anslutning av ledningar och halvledare

• Mätning av transistor

• Temperaturmätning

Varje mätläge, förutom mätningstemperatur, halvledarkontinuitet och transistorförstärkning, är uppdelat i flera BEGRÄNSNINGAR, vilket kan öka noggrannheten för mätningarna, vilket kommer att beskrivas senare.

I praktiskt arbete är det oftast nödvändigt att mäta konstanta spänningar och använda ”uppringningsläge” för att bestämma installationens integritet eller hälsan hos dioder, transistorer, ibland till och med mikrokretsar. Därför måste dessa mätningar beskrivas i tillräcklig detalj.

DC-spänningsmätning

Elektronisk utrustning drivs av konstant spänningskällor. Det kan vara batterier, galvaniska celler, och när de drivs från elnätet är det strömförsörjning från olika kretsar och konstruktioner. Därför, vid reparation och idrifttagning av elektronisk utrustning, är det oftast nödvändigt att mäta konstant spänning på elektroderna i transistorer och mikrokretsar för att kontrollera driftsätten för likström. Hur man använder en multimeter för att mäta likspänningar beskrivs ytterligare.

I figur 3 är omkopplaren för typ av arbete inställd på konstant spänningsmätningsläge, och, till den högsta gränsen, upp till 1000V. Samtidigt visar displayen en varning om faran för högspänning: HV - (högspänning). Samma varning kommer att visas på 750V AC-gränsen. Således varnar enheten själv att livshotande spänningar kan finnas i detta mätområde.

Men detta är inte nödvändigt alls, eftersom det vid denna gräns är möjligt att mäta spänningar som inte alls är farliga, till exempel i bilkablar, där spänningen endast är 12V, eller bara en enda galvanisk cell. Det är sant att mätresultaten kommer inte att vara särskilt exakta. Mer pålitliga resultat kommer att erhållas vid mätning vid en gräns på 20V.

När digitala instrument var sällsynta var de främst enorma laboratorieinstrument "med två handtag för att bära", nästan alla mätningar utfördes med pilmätare. Och då fanns det en sådan regel att det mest exakta resultatet skulle uppnås om pilen inte är lägre än den första tredjedelen av skalan, när det är närmare mitten. Till exempel kan spänningen på 5V mätas vid gränsen på 30V, men resultatet blir mer exakt om du använder gränsen för 10V.

Denna rekommendation bör följas när du arbetar med en digital multimeter, dvs. välj den mest lämpliga mätgränsen. Detta kommer att diskuteras senare.

DC-spänningsmätningsgränser

Det finns fem BEGRÄNSNINGAR i DC-spänningsmätningen MODE:

• 200m,

• 2000m,

• 20,

• 200,

• 1000.

Vid en gräns av 200 m (nedan, som det är skrivet på anordningen i fig. 3), är det möjligt att mäta spänningar som inte överstiger 200 millivolt, för att sätta det enklare, bara 0,2V.

Gränsen på 2000 m låter dig mäta spänningen upp till 2V. Till exempel tillåter detta dig att mäta spänningen på en galvanisk cell eller spänningsfallet över ett motstånd i emitterkretsen hos en transistor.

Följande tre gränser indikeras helt enkelt med siffror utan bokstäver: 20, 200, 1000. Dessa är spänningar för mätgränserna i volt. Resonemang om mätnoggrannheten kan bekräfta figurerna nedan. Batteriet i AA-storlek av fingertyp togs som källan till den uppmätta spänningen, bara det första som kom till hands, men mätresultaten visade sig vara ganska tydliga.

Mätningar vid olika gränser

Den första mätningen av batterispänningen utfördes vid gränsen 1000, såsom visas i figur 5. Det bör noteras att obetydliga nollor inte avbryter vid alla gränser.

Figur 5

Här var det möjligt att mäta exakt 1B, eftersom upplösningen av denna gräns är bara 1B, tiondelar av en volt visas helt enkelt inte, vilket indikeras av frånvaron av komma efter det minst signifikanta tecknet. Om den uppmätta spänningen till exempel är 135,2 V, kan vi se resultatet av 135V.

Kanske kommer någon att säga: "Tänk, två tiondelar av en volt!". Ja, i det andra fallet spelar dessa två tiondelar ingen roll alls, men vid mätning av spänningen på batteriet är sådan avrundning av mätresultatet oacceptabelt.

Faktum är att ett nickel-kadmium- eller metallhydridbatteri anses laddat om spänningen på det inte är mindre än 1,2 V. Om spänningen bara är 1V indikerar detta att batteriet behöver laddas. Men det var han som bara föll under armen, även om han inte var skyldig till någonting.

Vrid spänningsmätningsgränsen till 200. En decimalpunkt visas redan, varefter en tiondel av en volt visas. Mätresultatet är mycket närmare sanningen, vilket kan ses i figur 6.

Bild 6. Batterispänning 1,2 V

Vid mätgränsen 20 kommer resultatet att vara mer exakt, upp till hundraedelar av en volt, se figur 7.

Bild 7. Batterispänning 1,22 V

Och vid gränsen på 2000 m visas resultatet i millivolt, d.v.s. exakt till 1/1000 volt (1 millivolt). Visas i figur 8.

Bild 8. Batterispänning 1.222 V

Vissa enheter har en mätgräns på 2 (2 volt), då kommer resultatet att se ut som 1.222V. Det finns tre siffror efter decimalpunkten, vilket också möjliggör mätningar med en upplösning på 1 millivolt.

Gränsen på 200 m låter dig mäta spänningar som inte är högre än 0,2V och för det aktuella fallet (batteri) passar det inte, det är bara för litet. Enheten kanske inte bränner ut, men det ska inte göras. I allmänhet finns det en sådan GULL-regel: om storleken på den uppmätta spänningen (strömmen) är okänd åtminstone ungefär, bör mätningarna börja från den största mätgränsen!

Fortsättning av artikeln:Hur man mäter spänning, ström, motstånd med en multimeter, kontroller dioder och transistorer

Boris Aladyshkin