Мультиметр что это

Мультиметр. Измерения и конструктивные особенности

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.

Функциональные возможности

Цифровые электронные приборы пользуются в наши дни большой популярностью, как среди специалистов, так и среди радиолюбителей. Это совсем не означает, что стрелочные приборы совсем не применяются. На самом деле это не так, поскольку некоторые виды измерений лучше отслеживать с помощью стрелочных приборов. В основном это касается различных научных лабораторий, а на бытовом уровне все переходят на небольшие, но многофункциональные цифровые приборы.

В наше время можно отыскать любой цифровой прибор, с набором всех необходимых функций. В основном используется 3 функции: измерение напряжения, тока и сопротивления. Более расширенными возможностями некоторых моделей пользуются радиолюбители, которым необходимо измерять и другие значения параметров электрических цепей. Если сначала выпускались приборы с ручным переключением функций и пределов, то сейчас все больше встречаются модели с автоматическим управлением. Другими словами, на корпусе прибора может находиться всего пара кнопок, с помощью которых выбираются измеряемые значения, а также их пределы. Это означает, что работой всего устройства управляет микропроцессор по специальной программе. Существуют также приборы, которые можно подключать к компьютеру, как к устройству, на котором сохраняется измеряемая информация длительное (сколько необходимо) время. Различные модели отличаются также классом точности.

Как правило, домашние мастера пользуются недорогими приборами, обладающими средним набором функций и точности измерений. Более широкие функциональные возможности просто ни к чему, тем более что измерения проводятся не так уж и часто. Независимо от класса прибора, пользоваться ими достаточно просто, а принципы работы ничем не отличаются.

Особенности строения

Чтобы начать пользоваться этим электронным прибором, необходимо изучить его функции и назначение всех переключателей и разъемов, которые располагаются на передней (лицевой) поверхности устройства. Электронные модели отличаются от аналоговых тем, что значения измеряемых величин отображаются на небольшом жидкокристаллическом дисплее. Как правило, под экраном располагается переключатель, который вращается (не самостоятельно) вокруг своей оси. На нем имеется стрелка, указывающая на выбранный диапазон измерений.

Вокруг переключателя имеются отметки в виде символов, цифр и знаков, которые характеризуют тип измеряемой величины и ее значение.

Общее устройство мультиметра

В нижней части прибора располагаются разъемы, к которым подключаются измерительные щупы прибора, представляющие небольшие отрезки проводов. С одной стороны этих проводов располагаются металлические наконечники, хорошо изолированные, а на другом конце этих проводов располагаются контакты, в виде штырей, которые предназначаются для включения в гнезда прибора. Щупов всего два и они имеют различную расцветку: один черный, а второй красный. Черный щуп всегда включается в разъем «COM», который является общим для всех типов измерений. Красный включается в другой разъем, хотя разъемов может быть и больше. В таком случае красный щуп включается в то гнездо, которое предназначается для измерения конкретных значений. Например, напряжение может измеряться при подсоединении к гнезду «V», если с помощью переключателя диапазонов выставлено измерение напряжения. Как правило, токи измеряются при включении в другое гнездо, особенно при измерении больших токов до 10 А и больше, если на это рассчитан функционал прибора.

Куда подключать щупы мультиметра

Как правило, в самых дешевых приборах токи до 200 mA измеряются теми же гнездами, что и напряжение и сопротивление. Поэтому на лицевой части прибора может находиться всего 3 разъема: «COM», «VOmmA» и «10 А». Расположение гнезд, в зависимости от производителя, может отличаться, поэтому гнезда могут располагаться, как горизонтально, так и вертикально.

Гнезда для подключения щупов на мультиметрах могут располагаться снизу

Более функциональные приборы имеют 4 гнезда для подключения щупов, при этом токи измеряются отдельно, как до 200 mA, так и до 10 или 20 А включительно. Во всяком случае, на лицевой части прибора имеется достаточно информации для того, чтобы правильно пользоваться прибором.

Переключатель диапазонов

В зависимости от того, какие измерения планируется проводить, необходимо позаботиться о том, чтобы переключатель диапазонов был установлен в соответствующее положение. На переключателе имеется либо стрелочка, либо точка, которые следует установить перед пределом измерений. Если стрелочка мало заметная, ее можно покрасить, например, красным лаком для ногтей, что сделает прибор более удобным в применении.

Положение переключателя диапазонов измерений на мультиметре

На корпусе изделия также имеется небольшой выключатель на 2 положения, служащий для включения/выключения устройства.

С помощью подобного прибора допустимо измерять:

• Переменное напряжение, которое отмечено на приборе, как ACV или просто «V» с волнистой линией.
• Постоянное напряжение, с отметкой DCV или просто «V» с прямой линией.
• Переменный ток, что соответствует обозначению «I» с волнистой линией. Не все дешевые приборы могут измерять данный параметр.
• Постоянный ток, с обозначением «I» и прямой линией.
• Сопротивление. Обозначается «Ом» или с помощью специального символа.

Каждая, отдельно взятая модель, может иметь набор дополнительных функций, таких, как измерение параметров транзисторов, диодов, конденсаторов и т.д. В основном, это необходимо для радиолюбителей или других специалистов, которым необходимо измерять намного больше параметров электрических цепей или схем.

Что можно измерять мультиметром, виды измерений

Как уже говорилось, мультиметр измеряет в основном электрические характеристики. Правда есть и такие модели, которым дано «понять» и температуру. Однако, изначально аналоговые тестеры предназначались именно для снятия электрических показателей. На заре эксплуатации аналоговых приборов, они были в основном у специалистов электриков.

Теперь же, появление цифровой техники, позволило приобрести их любому, кто так или иначе связан с работами по электричеству. Даже элементарно, если вы занимаетесь ремонтом компьютеров или телефонов, то вам без этого прибора не обойтись.

Где можно применить мультиметр? Да везде, где необходимо измерить напряжение и силу тока. Это и электродвигатели, и радиодетали, и различные переключатели, катушки индуктивности, микросхемы, а так же реле и многое другое.

Тестером можно измерить напряжение постоянного и переменного тока, сопротивления проводника или участка цепи, силу тока на нем, причем с включенной нагрузкой. А цифровые тестеры могут измерять еще и емкость конденсаторов.На этом фото показан внешний вид недорогого, распространенного тестера:

Прежде чем начать работу, нам необходимо установить режим. Для этого используется переключатель с нанесенной на нем точкой. Стоящий вертикально вверх переключатель (положение off) означает, что прибор выключен. Кроме этого имеется еще ряд режимов, которые означают следующее:

• V или ACV — режим измерения переменного напряжения;
• A с прямой чертой — измерение постоянного тока;
• A с волнистой чертой — измерение переменного тока;
• V или надпись DCV — для измерения постоянного напряжения;
• Ω — измерение сопротивлений.

В измерении любого из этих показателей ничего сложного нет. Для этого ставим переключатель в нужный режим и необходимый диапазон (указывается цифрами). После этого один щуп прикладываем к одному входу, а второй щуп – к другому.

Цифры, высветившиеся на дисплее покажут получившееся значение. Иногда может высветиться 0. Это значит, что надо уменьшить диапазон. Если же на экране увидим следующее: «ol» или «over», или «1», значит диапазон, наоборот, надо увеличить.

Как пользоваться мультиметром?

Рассмотрим на примерах, как с помощью прибора измерить самые распространенные величины.

Постоянное и переменное напряжения обозначаются на некоторых моделях мультиметров как V- и V

. На шкале устройства отведена целая секция под эти величины.

Например, измеряя напряжение на клеммах автомобиля 12 В, вам необходимо выставить предел в 20 В. Это даст наиболее точный результат измерений. Конечно, можно выставить и предел в 200 В, но точность в таком случае пострадает.

Для того чтобы понять, какой именно предел установить, сначала нужно выставить любой и измерить значение. Если предел слишком маленький, то значение не определится, а если слишком большой — то оно будет неточным.

Помните! Если вы собираетесь измерить напряжение больше 2 В на пределе 2 В, то прибор ничего не покажет. На дисплее высветится единица, которая обозначает неверный выбор предела.

• Постоянная сила тока обозначается как А-. Если вам предстоит измерить силу тока, например, со значением около 10 А, то измерительную клемму красного цвета нужно переключить в разъем, обозначенный как 10АDC.

Помните! Постоянная величина всегда обозначается DC, а переменная – АС.

• Сопротивление на шкале обозначается греческой буквой омега – Ω. При измерении сопротивления действуют все те же рекомендации, указанные выше. В случае, когда общее сопротивление в цепи меньше 1,5 кОм (1500 Ом), мультиметр выдает сигнал. Это весьма полезная опция, которая позволяет определить целостность проводов (прозвон цепей).

Аналоговые мультиметры

Аналоговый мультиметр состоит из стрелочного магнитоэлектрического измерительного прибора, набора добавочных резисторов для измерения напряжения и набора шунтов для измерения тока. Измерение сопротивления производится с использованием встроенного или от внешнего источника.

Советские аналоговые мультиметры чаще всего производились под шифром, начинающимся с буквы Ц, из-за чего широко распространилось их неофициальное название «цэшка».

Одним из первых измерительных приборов такого рода был тестер ТТ-1, комбинированный измерительный прибор — один из первых, и первый массово изготовленный промышленностью СССР, портативных измерительных приборов. Прибор ТТ-1 имел огромную значимость для народного хозяйства СССР по причине того что это первый массовый прибор для настройки электрооборудования выпущенный в массовом количестве, в послевоенные годы, в количестве сотен тысяч штук. Например, максимальный пиковый объём выпуска рыбинским приборостроительным заводом до 8000 данных приборов в месяц. Прибор изначально предназначался для армии, однако простая, надежная и удобная конструкция обеспечили популярность прибора во всех сферах народного хозяйства. Даже в настоящее время, несмотря на появление новой элементной базы, концепции измерительных приборов такого класса принципиально не изменились (диапазоны, методы измерения величин, способы переключения электрических цепей, способ работы), что свидетельствует о тщательно продуманной конструкции прибора ТТ-1.

Прибор ТТ-1 стал одним из первых переносных тестеров распространенных в СССР, успех прибора определил делнейшее направление приборов данного типа. На основе тестера ТТ-1 были созданы десятки подобных приборов, и получившие распространение, например в учебных заведениях СССР. Приборы созданные на основе ТТ-1 это, например, ТТ-2, «Школьный», АВО-63 и многие другие.

В последующих приборах устранили недостатки прибора ТТ-1, повысили удобство и надежность работы, в более новых приборах данного класса, таких как: ТТ-2, ТТ-3 и ТЛ-4, «Школьный», ТЛ-4М, Ц20, Ц52, Ц57, Ц434, Ц435, Ц4311, Ц4313, Ц4324, Ц4328, Ц4341, Ц43101, Ц4352, Ф4313, АВО-5, АВО-5М1, АВО-63.

Модернизация касалась например материала и формы корпуса, металл, или более легкий карболит. Факта наличия или отсутствие переключателя рода измерения (разработчик повышая надежность работы, жертвует усложнением коммутации при переходе с одного режима измерения на другой режим). Выбор типа переключателя, например, ламельно-контроллерного типа вместо галетного (который в ТТ-1 был слабым местом). В последующих приборах отказались от купроксного выпрямитея в пользу германиевых диодов типа Д2Б. Расширили пределы измерения напряжения до 1000 В, добавляли нижний предел от 0-2 В, 0-0,2 мА с целью повышения точности измерения.

Технические характеристики, возможности измерения первых аналоговых приборов, выпускаемых серийно в 1952 году были скромными, для сравнения приведем параметры тестера ТТ-1:

• Постоянное напряжение, переменное напряжение в следующих диапазонах: от 0,2В (одно деление шкалы) до 0-10; 0-50; 0-200; 0-1000 В.
• Постоянный ток в диапазонах: от 4 мкА (одно деление шкалы) до 0-0.2; 0-1; 0-5; 0-20; 0-100 и 0-500 мА.
• сопротивления: в пределах от 1 Ома до 2 МОм. [2]

При этом сопротивление прибора при измерении постоянного напряжения 5 кОм/вольт максимального значения выбранного диапазона, для переменного напряжения 3,3 кОм/вольт.

Отсчет производится непосредственно по шкале. Погрешность измерения составляет:

• ±3 % от номинального значения шкал постоянного тока
• ±5 % от максимального значения шкал переменного тока
• ±10 % от величины измеряемого сопротивления.

Мультиметры. Виды и работа. Применение и измерение

Измерительные приборы с электронной начинкой и ручным управлением, применяемые в электронике и электротехнике для измерения свойств цепи электрического тока называются мультиметры. Приборы могут измерять различные параметры, включая напряжение, ток, сопротивление, емкость, определять полярность выводов, а также цоколевку транзисторов и многие другие параметры.

Устройство

Мультиметры состоят из пластмассового корпуса, в котором располагается электронная начинка, блока питания, экрана, или стрелочной шкалы, регулятора, которым можно выбирать вид и интервал измерений.

Чтобы было удобно измерять параметры цепи, устройство снабжено специальными щупами, которые выполнены в виде заостренных металлических стержней с изолированными ручками. Эти щупы присоединяются к мультиметру штекерами через гибкие проводники.

Классификация и особенности

Все мультиметры, или как их еще называют, тестеры, делятся на два класса:

• Аналоговые.
• Цифровые.

Аналоговые мультиметры

Тестеры классического типа, которые используются давно, имеющие стрелочную шкалу показаний, относятся к аналоговому классу приборов. Они уже практически вытеснены цифровыми приборами.

В корпусе имеется встроенный экран с градуированной шкалой и стрелкой. Измерения осуществляются с применением электронных блоков.

Такие приборы не обладают высокой точностью замеров, но достаточно надежны в работе. С помощью них можно измерить параметры при сильных помехах от радиоволн, в отличие от современных цифровых устройств.

Цифровые мультиметры

Цифровые тестеры относятся к приборам высокой точности. Они оснащены электронными компонентами компактных размеров, удобным цифровым жидкокристаллическим дисплеем.

В основе конструкции цифрового прибора имеется контроллер с аналого-цифровым преобразователем. В микросхеме находится блок, который производит анализ напряжения.

С помощью таких устройств можно измерить параметры с наименьшей погрешностью, они удобны в эксплуатации и имеют небольшие размеры. Основным их недостатком является повышенная чувствительность к радиопомехам и другим электромагнитным излучениям.

Классификация по точности

Мультиметры имеют различную точность измерений в зависимости от исполнения прибора. Наиболее простыми являются тестеры с разрядностью 2,5. Это эквивалентно точности измерений 10%. Наиболее применяемыми моделями стали мультитестеры с точностью 1%. Также такие приборы могут иметь более низкую точность. Их стоимость зависит от точности. Чем выше точность измерений, тем прибор дороже.

Сфера применения

Эти универсальные приборы позволяют измерять несколько параметров постоянного и переменного тока: напряжение, ток, сопротивление, в то время как специализированные приборы, такие как омметры, амперметры и вольтметры, могут измерить только один определенный параметр цепи.

Мультиметры широко используются в промышленной сфере, электротехнике, электронике, в инженерных расчетах, при проведении ремонтных и эксплуатационных работ. Вместе с контрольными лампами мультитестеры применяют при отделочных работах, во время монтажа и подключения электрической сети. Использование мультиметров дает возможность обеспечения качественной установки электрооборудования.

Подготовка прибора к работе

Для начала необходимо прочитать инструкцию к прибору и убедиться в том, что он может функционировать в той цепи напряжения, которую вы хотите измерять.

Перед началом измерений прибор нужно подготовить к работе, собрать все элементы, подсоединить к клеммам корпуса гибкие проводники со щупами. Чаще всего при осуществлении многих измерений, например, при контроле внутренних электрических систем здания, примеряется определенный алгоритм подключения мультитестера:

• Черный нулевой проводник вставляется в гнездо «СОМ».
• Красный провод (фазный) вставляется в гнездо, расположенное выше черного, для замера напряжения, силы тока (не более 200 мА) и сопротивления.

Необходимо убедиться в том, что у гнезда для красного провода есть маркировка со знаком «V». Красный штекер нельзя вставлять в третье гнездо (оно служит для замера постоянного тока до 10 ампер), при измерении переменного тока бытовой сети, так как это опасно для жизни.

Проверка цепи цифровым мультиметром

Тестирование параметров цепи осуществляется для контроля состояния изоляции проводов, их целостности, качества соединений. Прозвонка цепи производится двумя методами.

Метод замера сопротивления цепи

Установите регулятор в режим замера сопротивлений на любое значение показаний.

Приложите щупы к проводам проверяемой цепи. Если на экране появилась «1», то провода не имеют между собой контакта, то есть, сопротивление между ними наибольшее. Также это может говорить о том, что цепь разорвана, либо о правильности сборки, отсутствии замыканий и неисправности изоляции проводов.

Если же на дисплее отобразилось некоторое значение, то по цепи протекает ток. Это говорит о том, что имеется замыкание проводов, либо свидетельствует о хорошей сборке. В этом случае, чем ниже значение сопротивления на дисплее, тем качественнее сборка.

Порядок прозвона 3-жильного кабеля на наличие замыкания проводов.

Метод измерения проводимости

Установите регулятор в режим проверки цепи (есть не во всех приборах).

Далее проводите измерения по алгоритму, описанному выше.

Определение напряжения и прозвон заземления

Для измерения напряжения и контроля контура заземления, при помощи ручки переключения установите режим для напряжения переменного вида, на значение интервала, превышающего измеряемое напряжение.

1. Определение напряжения

Вставьте наконечники щупов в гнезда розетки сети.

На экране появится величина напряжения. Полярность щупов для подключения не важна, так как при подключении щупов с обратной полярностью на экране также будет отображаться измеряемая величина, только со знаком минуса.

Величина напряжения в сети постоянно изменяется, и чаще всего отличается от 220 вольт, но это не является поломкой или неисправностью.

2. Прозвон заземления

Для проверки заземляющего контура один щуп прикладывают к заземлению, другой к фазе. Показания прибора будут равны или немого выше выше чем при измерении напряжения между нулем и фазой. Если прибор показывает ноль то это значит, заземление в розетке отсутствует.

При прозвонке заземления, часто возникают трудности. Цепь (заземление – фаза и нейтраль – фаза) прозваниваются практически с равными значениями напряжения. Поэтому их трудно отличить. Если самостоятельно не было установки электрической проводки, то скорее всего провод заземления окажется нулевым проводом.

Наиболее сложным является определить контуры заземления в старых домах с отсутствующим заземлением. Если заземление было соединено с нулевым проводом, то возникнут проблемы с измерительными приборами и безопасностью бытовых устройств.

Для предотвращения особых сложностей, перед монтажными работами нужно убедиться, есть ли заземление на входе в здание в распределительном щите, а потом осуществлять соединения по цветовой маркировке проводов.

Если нужно выяснить, есть ли заземляющий контур в проводке, то следуйте некоторым советам:

• Во вновь построенных домах значение напряжения в цепи фаза-заземление больше, чем в цепи фаза-нейтраль.
• Между нулевым проводом и заземлением возможно появление напряжения, вследствие наличия слабого потенциала на проводе ноля.

Проверка транзисторов

Подобным образом проверяются транзисторы. Инновационные мультитестеры оснащены функцией измерения коэффициента усиления. Это значение обозначают одной из греческих букв, или буквой «h» с дополнительной буквой, например, «э». Это значит, что величина была измерена для полупроводника, подключенного с общим эмиттером. Для измерения усиления транзистора имеется два отдельных гнезда для разных структур полупроводников. Величины полевых типов транзисторов определяют по-другому, более сложному варианту, и не может быть определена таким измерительным прибором.

Измерение емкости

Ножки конденсатора вставляются в специальные гнезда, подается импульс напряжения, делается оценка времени разряда. Разность потенциалов на конденсаторе уменьшается по экспоненциальному закону, по которому дается оценка этого параметра. Этот метод применяется в технике для различных целей.

Измерение температуры

Дополнительной функцией некоторых цифровых устройств является измерение температуры, которое основано на действии термопары. Современная электронная техника может определить температуру по изменению сопротивления термопары. Напряжение также определяется аналого-цифровым преобразователем и выдается на дисплей.

Для измерения температуры контроллер имеет дело с напряжением. На корпусе мультиметра имеется специальное гнездо для подключения проводов термопары.

Чтобы измерить температуру выполняют следующие шаги:

• Вставляют провода термопары в соответствующее гнездо.
• Размещают термопару в измеряемую среду.
• На дисплее выдается величина температуры.

Работа аналогового мультиметра

Этот прибор работает с током, в отличие от цифрового устройства, который в работе использует напряжение. В индуктивной катушке поле витков усиливается и отклоняет стрелку в сторону. Такой прибор служит для:

• Измерения сопротивлений и емкостей.
• Измерения напряжения.
• Определение силы тока.

Показания всех параметров выдается на стрелочный экран с градуированной шкалой. Для переключения интервалов измерения имеется ручка управления. Так же, как и в цифровом приборе, есть специальные гнезда для подключения проводов щупов.

Стрелочные аналоговые мультиметры в настоящее время потеряли свою актуальность из-за популярности цифровых приборов.

Применение в мото- и автотехнике

При обслуживании авто- и мототехники (к мототехнике можно отнести и различные садовые машины с двигателями внутреннего сгорания и лодочные моторы и прочую подобную технику) с помощью мультиметра может проверяться исправность генераторов, стартеров, аккумуляторных батарей.

Во всех этих случаях мультиметр используется для получения данных о напряжении и силе тока. Измерения могут проводиться в различных режимах работы проверяемых агрегатов.

В двигателях внутреннего сгорания проверяется система зажигания. Для этого могут прозваниваться свечи, проверяется сопротивление изоляторов. Тестируются катушки зажигания.

При отказе в работе каких-либо систем, в автомобилях проверяется проводка на предмет обрыва или короткого замыкания, двигатели приводов.

При помощи мультиметра можно установить, например, цела ли спираль в лампе накаливания, не вытаскивая лампу из блока фары. Для этого достаточно разъединить разъем питания фары и можно измерить сопротивление лампы, а потом напряжение питания.

В результате можно установить, действительно ли нужно менять лампу или необходимо искать обрыв в цепи. В последних моделях автомобилей это очень актуально, так как для замены лампы порой приходиться разбирать едва ли не всю переднюю облицовку.

Мультиметр всегда выбирается в соответствии с будущими условиями его применения и критериями к точности, многообразию измерений. Для бытовых нужд подойдет прибор с минимальной функциональной заряженностью, недорогой, компактный и легкий. Такое устройство позволит быстро измерить один из базовых параметров электрической цепи, проверить ее целостность.

Для профессионального применения потребуется прибор, точно соответствующий будущим условиям работы. Например, искробезопасный, отвечающий требованиям электробезопасности. Людям, занимающимся ремонтом сложной электронной или компьютерной техники, понадобится мультиметр в формате осциллографа.

В любом случае, сегодня рынок готов предложить большой выбор моделей, среди которых отыщется экземпляр с оптимальным набором характеристик. Главное, не стараться экономить из последних сил. Рекомендуется покупать изделия известных производителей, предварительно внимательно изучив отзывы об их работе и общем удобстве использования.