Как пользоваться мультиметром

Оглавление

Вам могут быть интересны другие наши статьи:

Что такое электричество?

Напряжение, ток, сопротивление и закон Ома

Что такое цепь?

Как использовать макетную плату

Основные разъемы

Полярность

Последовательное и параллельное соединение

Переменный и постоянный ток

Основы печатных плат

Комикс «Паять просто»

В статье разберёмся, что такое мультиметр и как им пользоваться. Вы научитесь измерять напряжение, ток, сопротивление и проверять, что в цепи нет разрывов. Узнаете, что это незаменимый инструмент, который используется для диагностики цепей, изучения схем и даже для проверки батареек.

Знакомьтесь, мультиметр #

Мультиме́тр — это электроизмерительный прибор, объединяющий в себе несколько функций.

В минимальном наборе включает функции измерения напряжения, тока и сопротивления. Существуют цифровые и аналоговые мультиметры.

Название «мультиметр» закрепилось именно за цифровыми измерителями. Аналоговые приборы в разговорной речи часто называют «тестер», «авометр», а иногда «Цешка» (от названия советских приборов серии «Цхххх»).

Из чего состоит мультиметр #

Мультиметр состоит из трех частей:

  • Дисплей — показывает величину измерения
  • Ручка выбора — позволяет настроить мультиметр для считывания различных параметров
  • Разъёмы — отверстия для подключения щупов

Ручка выбора

Числа вокруг ручки выбора — это максимальное значение измеряемой величины. Например, если вы хотите измерить напряжение до 20 В, установите ручку в положение «20V». В этом режиме мультиметр сможет измерить напряжение от 2 до 19.99 вольт.

Предупреждение! Если вы новичок, то пользуйтесь мультиметром для измерений в цепях низкого постоянного тока (настройки мультиметра с прямыми, а не кривыми линиями).

Большинство мультиметров могут измерять переменный ток, но цепи переменного тока могут быть опасны. При неправильном использовании мультиметра даже настенная розетка может вас покалечить или убить!

Постоянный и переменный ток

Если надо измерить напряжение в цепи с постоянным током, например, батарейки, — установите ручку выбора в диапазон, где рядом с V нарисована прямая линия.

Если вы хотите измерить напряжение в цепи с переменным током, установите ручку выбора в диапазон, где рядом с V нарисована волнистая линия. Помните про вашу безопасность и будьте осторожны!

Перегрузка

Если выбрать настройку, которая слишком мала для измерения, то ничего страшного не случится. Мультиметр отобразит на дисплее 1. Так он сообщает вам, что перегружен или измеряемая величина находится вне диапазона. Попробуйте изменить положение ручки выбора на следующее максимальное значение и повторите ваши измерения.

Разъёмы

Чаще всего у мультиметра есть 3 разъёма на лицевой стороне. Щупы подключаются к двум из них:

  • COM — «общий» разъём. Почти всегда подключается к «земле» или «-» цепи. Чаще всего черного цвета.
  • mAVΩ — разъём для измерения тока, напряжения и сопротивления. Чаще всего красного цвета.
  • 10A — специальный разъём, используемый при измерении больших токов (более 200 мА).

Типы щупов

Щупы подключаются к мультиметру с помощью специального разъёма. Он называется «банан», и любой щуп с таким разъёмом будет работать с этим измерителем.

На другом конце могут быть разные типы щупов:

  • Игольчатый щуп — стандартный тип щупа
  • Щуп типа «крокодил» — удобен для подключения к толстым проводам или контактам на макетной плате. Подходит для проведения долгосрочных тестов — вам не надо держать щупы, пока вы проверяете схему.
  • Щуп-крючок — удобен при работе с платами.
  • Щуп-пинцет — удобен при проверке компонентов SMD.

Измерения при помощи мультиметра #

Измерение напряжения

Измерим напряжение на мизинчиковой батарейке (АAА).

Перед началом работы вставьте черный щуп в разъём COM, а красный щуп в разъём mAVΩ. Производитель указал на батарейке напряжение 1.5В, значит установите ручку мультиметра в положение «2V» для постоянного тока.

Прижмите черный щуп к «-» батарейки, а красный щуп к «+». Если батарейка новая, на дисплее будет около 1.5 В или чуть больше.

Что будет, если поменять местами красный и черный щупы? На дисплее будет то же самое значение, но со знаком минус.

Мультиметр измеряет напряжение относительно COM разъёма. Какое напряжение на «+» батареи по сравнению с «общим» контактом? 1.5 В. Если поменять щупы местами, мы определим «+» как общую или нулевую точку. И теперь напряжение на «-» аккумулятора по сравнению с нашим новым нулем -1.5В!

Теперь соберём простую схему: возьмём макетную плату, резистор номиналом 1 кОм, синий светодиод и блок питания для макетной платы.

Сначала проверим напряжение на блоке питания (БП). Это делается для того, чтобы избежать порчи деталей. Если схема рассчитана на напряжение питания от 4.5В до 5 В, а мультиметр покажет другое значение, то надо проверить или заменить блок питания.

Напряжение питания нашего БП — 5В, поэтому установите ручку мультиметра в положение «20V» в диапазоне постоянного тока. Прижмите щупы к металлическим контактам с подписями GND и +5V (VCC). На дисплее отобразится значение напряжения блока питания. Если всё в порядке, переходите к проверке напряжения на выходе БП.

Проверка напряжения на выходе БП выглядит так: прикладываем щупы к концам проводов, подключенных к «+» и к «-» блока питания.

Теперь проверим схему в разных точках. Такая проверка называется методом узловых потенциалов и является основным способом проверки цепей.

Измеряя напряжение в цепи, мы можем увидеть, какое напряжение требуется каждому компоненту. Сначала измерим всю цепь. Измеряя от точки, где напряжение поступает к резистору, а затем от места заземления на светодиоде, мы должны увидеть полное напряжение цепи, которое, как ожидается, будет около 5 В.

Теперь определим, какое напряжение потребляет светодиод. Это называется падением напряжения на диоде. Если сейчас вам не понятны некоторые термины — ничего страшного. По мере изучения электроники вы будете всё больше понимать, о чём идёт речь. Сейчас важно запомнить, что можно измерять различные части схемы для анализа схемы в целом.

Сейчас светодиод потребляет 2.66В из доступных 5В источника питания. Это ниже, чем его рабочее напряжение, потому что через схему протекает лишь небольшой ток, но об этом чуть позже.

Измерение сопротивления

Обычные резисторы имеют цветовую маркировку. Есть много онлайн-калькуляторов, но если у вас нет доступа к Интернету, то мультиметр вас выручит.

Возьмите любой резистор, установите ручку мультиметра в положение «20kΩ», и прижмите щупы к ножкам резистора.

На дисплее вы увидите одно из трёх значений: 0.00, 1 или фактическое значение резистора.

  • Если мультиметр показывает 0.00 — резистор может быть нерабочим или выбрано слишком большое максимальное значение. Передвиньте ручку в положение «2kΩ» или «200Ω» и повторите измерение.
  • Если мультиметр показывает 1 или OL — мультиметр перегружен. Передвиньте ручку в положение «200kΩ» или «2МΩ» и повторите измерение.
  • Если мультиметр показывает любое другое значение — сопротивление резистора равно отображаемому значению. В данном случае мультиметр показывает 0.97, значит резистор имеет сопротивление 970 Ом. Помните, что указан режим «20kΩ» или 20 000 Ом, число на дисплее отображается в килоомах, поэтому запятую надо переместить на три знака вправо.

Помните, что многие резисторы имеют погрешность. У резисторов для хобби-проектов эта погрешность обычно равна 5%. Это значит, что если цветовая кодировка указывает на сопротивление 10 000 Ом (10 кОм), то реальное сопротивление резистора может составлять от 9.5 кОм до 10.5 кОм.

Теперь выставим ручку в положение «2kΩ» и повторим измерения. Что изменилось?

Не так много. Поскольку сопротивление 970 Ом меньше 2 кОм, оно отображается на дисплее. Обратите внимание, что после запятой появилась еще одна цифра, что дает нам немного более высокое разрешение в чтении сопротивления.

Теперь выставим ручку в положение «200Ω» и повторим наш эксперимент.

Из-за того, что 970 Ом больше, чем 200 Ом, мультиметр сообщает о том, что перегружен и надо установить более высокое максимальное значение.

Помните, что измерение сопротивления не идеально. На величину сопротивления могут влиять температура и окружающие компоненты. Кроме того, измерение сопротивления в реальной цепи может быть очень сложным.

Измерение тока

Измерять ток немного сложнее, чем напряжение или сопротивление. До этого момента мультиметр всегда подключался параллельно. При измерении тока мультиметр надо подключить последовательно. Это значит, что щупы подключаются в разрыв цепи. Ниже мы покажем, что это значит.

Возьмём дополнительный кусок провода. Нам надо физически разорвать цепь, чтобы измерить ток, для этого выполним простые шаги:

  • отсоединим один конец провода, который идёт от блока питания к резистору
  • подключим в это место конец нового провода. Готово!

Мы разорвали цепь! Теперь подключим щупы мультиметра в цепь последовательно. Теперь ток будет «протекать» через мультиметр и мы сможем измерить его величину. Для большего удобства мы заменили игольчатые щупы на «крокодилы».

Теперь установим ручку мультиметра в правильное положение и измерим ток. Тут всё точно так же, как с напряжением и сопротивлением — надо выбрать правильный диапазон.

Начните с установки ручки в положение «200mА». В простых схемах ток редко превышает 200мА. Убедитесь, что красный щуп подключен в разъём с предохранителем 200 мА (mAVΩ). Если же вы уверены, что ваша цепь будет использовать ток от 200 мА или более — переключите красный щуп в разъём 10А. Перегрузка по току может привести к перегоранию предохранителя, а не просто к отображению перегрузки. Подробнее об этом чуть ниже.

После всех действий подадим питание и измерим ток. В собранной нами цепи ток всего 1.8 мА, а среднее значение в течение нескольких секунд — 2.15 мА.

При последовательном подключении мультиметр работает как кусок провода и замыкает цепь. Это важно, потому что с течением времени светодиод, микроконтроллер, датчик или любое другое измеряемое устройство может изменить свою потребляемую мощность. Например, включение светодиода может привести к увеличению тока на 20 мА за долю секунды, а затем к уменьшению, когда он выключится.

На дисплее мультиметра вы видите мгновенные показания тока. Все мультиметры снимают показания в течение времени и выдают среднее значение, поэтому будьте готовы, что показания будут колебаться. Дешевые мультиметры усредняют более грубо и реагируют медленнее, поэтому воспринимайте показания как близкое к истине, но не абсолютное значение.

Как и при других измерениях, при измерении тока порядок подключения щупов не имеет значения. Что произойдет, если мы поменяем датчики? Показания на дисплее просто становится отрицательным:

Напоминание! Когда вы закончили пользоваться мультиметром, возвращайте красный щуп в разъём mAVΩ. Иначе при измерении напряжения вы увидите 0.000, указывающее на отсутствие тока между «+» и «-«. В течение этой доли секунды вы закоротите ваш мультиметр, и предохранитель на 200 мА перегорит.

Измерение тока может быть сложным в первые пару раз. Не переживайте, если перегорит предохранитель — мы научимся менять его в следующем разделе.

Проверка целостности цепи

Проверка целостности цепи — это проверка сопротивления между двумя точками.

  • Если сопротивление очень низкое (менее нескольких Ом), две точки соединены электрически, и мультиметр издаст звуковой сигнал.
  • Если сопротивление превышает несколько Ом, то цепь считается разомкнутой, и звуковой сигнал не издается.

В этом режиме можно проверить, что соединение между двумя точками выполнено правильно. Или узнать, что соединение есть там, где его не должно быть. В разговорной речи этот режим чаще всего называют «прозвонкой».

Установите мультиметр в режим «Проверки целостности цепи». На разных мультиметрах он может выглядеть по-разному, но чаще всего это символы звуковой волны и диода.

Теперь замкните щупы между собой. Мультиметр издаст звуковой сигнал (если этот режим поддерживается вашей моделью). Всё отлично, можно приступать к проверке цепи!

Предупреждение! Отключайте питание перед проверкой целостности цепи.

После отключения питания прикоснитесь щупами к двум контактам «-» на макетной плате. Вы услышите сигнал, указывающий на то, что они соединены. Повторите то же самое для двух контактов «+» — мультиметр повторно издаст звуковой сигнал, значит питание подключено к макетной плате верно.

Если мультиметр не издает звуковой сигнал, то вам надо проверить, нет ли разрывов на проводе, макетной или печатной плате.

Замена предохранителя в мультиметре #

Как понять, что сгорел предохранитель?

Частая ошибка новичков — измерение тока через параллельное нагрузке подключение амперметра или измерение слишком большого тока. В обоих случаях это приводит к выходу из строя мультиметра.

Когда ток проходит через мультиметр, внутренний предохранитель нагревается, а затем перегорает, если через него проходит ток больше 200 мА (ограничение разъёма mAVΩ). Это произойдет за долю секунды, без каких-либо звуковых или визуальных признаков.

Как понять и что делать, если сгорел предохранитель? Если вы попытаетесь повторно измерить ток со сгоревшим предохранителем, на дисплее будет отображаться 0.00. Всё потому, что сгоревший предохранитель ведёт себя как оборванный провод. Ещё раз запомните: ток измеряется через последовательное подключение мультиметра к цепи!

Как заменить предохранитель в мультиметре?

Чтобы заменить предохранитель, возьмите отвёртку и выкрутите винты с обратной стороны. Цифровой мультиметр довольно легко разбирается: открутите крышку батарейного отсека и отсоедините батарейку.

Затем открутите два винта, которые были скрыты под крышкой

Слегка приподнимите лицевую часть мультиметра.

Теперь обратите внимание на крючки на нижнем крае лицевой панели. Вам нужно будет сдвинуть панель в сторону с небольшим усилием, чтобы освободить эти крючки.

Как только лицевая панель снята можно переходить к осмотру предохранителей.

Аккуратно поднимите предохранитель с одной стороны и он выскочит.

При замене предохранителя вам надо выбрать точно такой же! То есть замените сгоревший предохранитель на 200 мА на новый предохранитель на 200 мА.

Предупреждение! Не устанавливайте предохранитель на 10 А вместо предохранителя на 200 мА. Расположение предохранителей может не совпадать с расположением портов датчиков. Прочтите надписи на корпусе предохранителя, чтобы убедиться, что меняете правильный.

Конструкция мультиметра рассчитана на определённый ток. Поэтому есть реальный риск окончательного выхода устройства из строя, если установить неправильный предохранитель.

Какие ещё функции есть у дорогих мультиметров? #

Отдавайте предпочтение мультиметрам с возможностью проверки целостности цепи. Эта функция вам пригодится очень часто. А вот функции, которые могут быть в более дорогих мультиметрах:

  • Автоматический выбор диапазона — мультиметр автоматически изменяет свой внутренний диапазон, чтобы попытаться найти правильное напряжение, сопротивление или ток того, на что вы указываете.
  • ЖК-дисплей с подсветкой — удобная, но редко используемая функция. Пригодится, если вы вынуждены работать в темноте.
  • Жёсткая ручка переключения режима — качественные мультиметры имеют ручки с чётким переключением между диапазонами.
  • Качественные щупы — со временем провода щупов будут ломаться в точке изгиба. Всегда можно заменить старые, вышедшие из строя щупы на новые качественные с тем же разъёмом.
  • Автоотключение — полезная функция, которая сохранит батарейку мультиметра.

Ресурсы и дальнейшие шаги #

Теперь, когда вы познакомились с цифровым мультиметром, можете подробнее изучить смежные темы:

  • Что такое электричество
  • Светодиоды
  • Диоды
  • Проверка полярности светодиодов и диодов с помощью мультиметра
  • Всё про батарейки и аккумуляторы
  • Как рассчитать мощность вашего проекта

Содержимое этой статьи предоставляется на условиях следующей лицензии: CC Attribution-Noncommercial-Share Alike 4.0 International. Производные работы должны содержать ссылку на https://fhmakers.ru/wiki, как на первоисточник, непосредственно перед содержимым работы.

Добавить комментарий