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.

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.

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.

Multimetr upravlenie

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.

Izmerenie napriazheniia multimetrom

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.

Izmerenie soprotivleniia multimetrom

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.

Izmerenie toka multimetrom

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.

Proverea diodov multimetrom

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.

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.

Izmerenie temperatury multimetrom

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).

Multimetr proverka tranzistorov

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.

Multimetr proverka tranzistorov 2

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.