Як користуватися мультиметром?

Електрика і електроніка - науки, побудовані на точному вимірі всіх параметрів ланцюгів, пошуку взаємозв'язку між ними і ступеня впливу друг на друга. Тому так важливо вміти користуватися універсальними вимірювальними приладами - мультиметр. Вони поєднують в собі більш прості спеціалізовані пристрої: амперметр, вольтметр, омметр і інші. За скороченим назвам їх іноді називають авометра, хоча на заході більше поширене слово «тестер». Давайте розберемося, як користуватися мультиметром і для чого він потрібен?

Призначення і функції

Мультиметр призначений для вимірювання трьох основних параметрів електричного кола: напруги, сили струму і опору. До цього базового набору функцій зазвичай додають режими перевірки цілісності провідника і справності напівпровідникових приладів. Більш складні і дорогі пристрої здатні визначати ємність конденсаторів, індуктивність котушок, частоту сигналу і навіть температуру досліджуваного електронного компонента. За принципом роботи мультиметри ділять на дві групи:

1. Аналогові - застарілий вигляд, заснований на Магнітоелектричний амперметр, доповненому резисторами і шунтами для вимірювання напруги і опору. Аналогові тестери відносно дешеві, однак схильні давати велику похибку через малого вхідного опору. До інших недоліків аналогової системи відноситься чутливість до полярності підключення і нелінійна шкала.

   Загальний вигляд аналогового приладу

2. Цифрові - більш точні і сучасні прилади. У побутових моделях середнього цінового сегмента допустима похибка не перевищує 1%, для професійних моделей - можливе відхилення лежить в межах 0,1%. «Серце» цифрового мультиметра - електронний блок з логічними мікросхемами, лічильником сигналів, декодером і драйвером дисплея. Інформація відображається на рідкокристалічному енергозалежності екрані.

Похибка побутових цифрових тестерів не перевищує 1%

Залежно від призначення і специфіки використання, мультиметри можуть бути виконані в різних форм-факторах і користуватися різними джерелами струму. Найбільшого поширення набули:

1. Портативні мультиметри зі щупами - найпопулярніші як в побуті, так і в професійній діяльності. Складаються з основного блоку, оснащеного батареями або акумулятором, до якого підключаються гнучкі провідники-щупи. Для вимірювання того чи іншого електричного показника щупи з'єднують з електронним компонентом або ділянкою ланцюга, а результат зчитують з дисплея приладу.

   Портативні мультиметри застосовуються в побуті та промисловості: електроніці, автоматизації та при проведенні пуско-налагоджувальних робіт

2. Струмовимірювальні кліщі - в такому пристрої контактні площадки щупів зблоковані на пружних губах. Користувач розводить їх в сторони, натискаючи на спеціальну клавішу, а потім замикається на тій ділянці ланцюга, який потрібно виміряти. Найчастіше струмові кліщі допускають можливість підключення класичних гнучких щупів.

   Струмовимірювальні кліщі дозволяють проводити вимірювання електричного струму без розриву ланцюга

3. Стаціонарні мультиметри харчуються від побутового джерела змінного струму, відрізняються високою точністю і широким функціоналом, можуть працювати зі складними радіоелектронними компонентами. Основна сфера застосування - проведення вимірювань при розробці, макетування, ремонті і обслуговуванні електронних приладів.

   Стаціонарні або настільні мультиметри застосовуються найчастіше в електротехнічних лабораторіях

4. Осцилографи-мультиметри або скопметри - поєднують в собі відразу два вимірювальних приладу. Можуть бути як портативними, так і стаціонарними. Ціна на такі пристрої дуже висока, що робить їх суто професійним інженерним інструментом.

   Скопметри є найбільш професійне обладнання та призначені для пошуку несправностей в приводах електродвигунів, лініях електроживлення і трансформаторах

Як можна помітити, функції мультиметра можуть варіюватися в досить широких межах і залежать від виду, форм-фактора, цінової категорії приладу. Так, мультиметр для домашнього використання повинен забезпечувати:

• Визначення цілісності провідника;
• Пошук «нуля» і «фази» в побутовій електромережі;
• Вимірювання напруги змінного струму в побутовій електромережі;
• Вимірювання напруги малопотужних джерел постійного струму (батарейки, акумулятори);
• Визначення базових показників справності електронних приладів - сили струму, опору.

Побутове застосування мультиметра зазвичай зводиться до прозвонке проводів, перевірку справності ламп розжарювання, визначення залишкової напруги в батарейках.

У побуті мультиметри використовуються для прозвонки проводів, перевірки батарейок і електричних схем

У той же час, вимоги, що пред'являються до професійних моделей, куди суворіше. Вони визначаються окремо для кожного окремого випадку. Серед головних особливостей просунутих тестерів варто відзначити:

• Можливість комплексної перевірки діодів, транзисторів і інших напівпровідникових приладів;
• Визначення ємності і внутрішнього опору конденсаторів;
• Визначення ємності акумуляторних батарей;
• Вимірювання специфічних характеристик - індуктивності, частоти сигналу, температури;
• Здатність працювати з великим напруженням і силою струму;
• Висока точність вимірювань;
• Надійність і довговічність приладу.

Важливо пам'ятати, що мультиметр - досить складний електричний прилад, працювати з яким слід грамотно і обережно.

Пристрій мультиметра

Більшість сучасних мультиметров комплектуються докладною інструкцією, в якій описана послідовність дій по роботі з приладом. Якщо у Вас є такий документ - не ігноруйте його, познайомтеся з усіма нюансами моделі приладу. Ми ж розповімо про основні аспекти використання будь-якого мультиметра.

Стандартний галетний перемикач включає: вимір опору, сили струму і напруги, а також перевірку електропровідності

Для вибору режиму роботи служить галетний перемикач, зазвичай - суміщений з вимикачем (положення «Off»). У побутових приладів він дозволяє задати такі максимальні межі вимірювання:

• Постійна напруга: 0,2 В; 2 В; 20 В; 200 В; 1000 В;
• Змінна напруга: 0,2 В; 2 В; 20 В; 200 В; 750 В;
• Постійний струм: 200 мкА; 2 мА; 20 мА; 200 мА; 2 А (опціонально); 10 А (окреме положення);
• Змінний струм (даний режим є не у всіх мультиметр): 200 мкА; 2 мА; 20 мА; 200 мА;
• Опір: 20 Ом; 200 Ом; 2 кОм; 20 кОм; 200 кОм; 2 МОм; 20 або 200 МОм (опціонально).

Окреме положення служить для перевірки працездатності діодів і визначення цілісності провідника. Крім того, в стороні від галетного перемикача розташовано гніздо для перевірки транзисторів.

Загальна компоновка перемикача бюджетного мультиметра 

Використання приладу починається з установки перемикача в потрібне положення. Потім під'єднують щупи. Поширені два варіанти розташування гнізд для щупів: вертикальний і горизонтальний.

Роз'єм, позначений як заземлення і написом COM, є мінусовим або заземленим - до нього підключається чорний дріт; роз'єм, позначений як VΩmA, призначений для вимірювання опору, напруги, а також струму, величиною не більше 500 mA; роз'єм, підписаний 10 А призначений для вимірювання сили струму в діапазоні від 500 mA до вказаного значення

При вертикальному розташуванні, такому, як на малюнку вище, щупи підключають так:

• У верхній роз'єм - «плюсової» щуп в режимі вимірювання великої сили струму (до 10 А);
• У середній роз'єм - «плюсової» щуп у всіх інших режимах;
• У нижній роз'єм - «мінусовій» щуп.

В даному випадку величина сили струму при використанні другого гнізда не повинна перевищувати 200 mA

Якщо роз'єми розташовані горизонтально, слідуйте символам, нанесеним на корпус мультиметра. До приладу, зображеному на малюнку, щупи підключають так:

• У крайній лівий роз'єм - «плюсової» щуп в режимі вимірювання великої сили струму (до 10 А);
• У другій зліва роз'єм - «плюсової» щуп в стандартному режимі вимірювання (до 1 А);
• У третій зліва роз'єм - «плюсової» щуп у всіх інших режимах;
• У крайній праворуч роз'єм - «мінусовій» щуп.

Головне тут - навчитися читати символьні позначення і дотримуватися їх. Пам'ятайте, що при недотриманні полярності або помилковому виборі режиму вимірювання можна не тільки отримати некоректний результат, але і вивести з ладу електроніку тестера.

Вимірювання електричних параметрів

Для кожного виду вимірювань існує окремий алгоритм. Важливо знати, як користуватися тестером, тобто розуміти, в яке становище встановити перемикач, до яких гнізд підключити щупи, як включати прилад в електричну ланцюг.

Схема підключення тестера при вимірюванні струму, напруги та опору

Визначення сили струму

Значення можна виміряти на джерелі, так як вона властива ділянки кола або певного споживача електрики. Тому мультиметр включають в ланцюг послідовно. Грубо кажучи, вимірювальним приладом замінюють частину провідника в замкнутій системі джерело-споживач.

При вимірюванні сили струму мультиметр необхідно включати в ланцюг послідовно

Із закону Ома ми пам'ятаємо, що силу струму можна отримати, розділивши напруга джерела на опір споживача. Тому якщо з якоїсь причини Ви не можете виміряти один параметр, то його можна легко обчислити, знаючи два інших.

Вимірювання напруги

Напруга вимірюють або на джерелі струму, або на споживача. У першому випадку достатньо з'єднати позитивний щуп мультиметра з «плюсом» харчування ( «фазою»), а негативний щуп - з «мінусом» ( «нулем»). Мультиметр прийме на себе роль споживача і відобразить фактичне напруга.

Щоб не переплутати полярність щуп чорного кольору підключаємо до гнізда COM і мінуси джерела, а щуп червоного кольору до гнізда VΩmA і плюса

У другому випадку що ланцюг не розмикають, а прилад підключають до споживача паралельно. Для аналогових мультиметров важливо дотримуватись полярності, цифровий в разі помилки просто покаже негативна напруга (наприклад, -1,5 V). І, звичайно, не забувайте, що напруга - це твір опору і сили струму.

Як виміряти опір мультиметром

Опір провідника, споживача або електронного компонента вимірюється при відключеному харчуванні. В іншому випадку є ризик поломки приладу, а результат вимірювання буде некоректним.

Якщо відомо значення вимірюваного опору, то межа вимірювання вибирається більше значення, але як можна ближче до нього

Для визначення величини параметра досить просто з'єднати щупи з протилежними контактами елемента - полярність не має значення. Зверніть увагу на широкий розкид одиниць виміру - використовуються оми, кілоомах, мегаомах. Якщо встановити перемикач в режим «2 МОм» і спробувати виміряти 10-омний резистор, на шкалі мультиметра відобразиться «0». Нагадуємо, що опір можна отримати, розділивши напруга на силу струму.

Перевірка елементів електричних схем

Будь-яка більш-менш складний електронний прилад складається з набору компонентів, які найчастіше розміщуються на друкованій платі. Більшість поломок викликає саме вихід з ладу цих компонентів, наприклад, термічне руйнування резисторів, «пробою» напівпровідникових переходів, висихання електроліту в конденсаторах. В такому випадку ремонт зводиться до пошуку несправності та заміни деталі. І тут на виручку знову прийде мультиметр.

Розбираємося з діодами і світлодіодами

Діоди і світлодіоди - одні з найпростіших радіоелементів, заснованих на напівпровідниковому переході. Конструктивна різниця між ними обумовлена ​​лише тим, що кристал напівпровідника світлодіода здатний випромінювати світло. Корпус світлодіода прозорий або напівпрозорий, виконаний з безбарвного або забарвленого компаунда. Звичайні діоди укладені в металеві, пластикові або скляні корпусу, як правило, пофарбовані непрозорою фарбою.

До напівпровідникових приладів відносяться варикапи, діоди, стабілітрони, тиристори, транзистори, терморезистори і датчики Холла

Характерна особливість будь-якого діода - можливість пропускати струм лише в одному напрямку. Позитивний електрод деталі називають анодом, негативний - катодом. Визначити полярність висновків світлодіода просто - ніжка анода довше, а внутрішня частина більше, ніж у катода. Полярність звичайного діода доведеться пошукати в Мережі. На принципових схемах анод позначається трикутником, катод - смужкою.

Зображення діода на електричній схемі

Щоб перевірити діод або світлодіод мультиметром, досить встановити перемикач в режим «прозвонки», з'єднати анод елемента з позитивним щупом приладу, а катод - з негативним. Через діод піде струм, що відобразиться на дисплеї мультиметра. Потім слід змінити полярність і переконатися, що в зворотному напрямку струм не йде, тобто діод не "пробитий».

Перевірка біполярного транзистора

Біполярний транзистор часто представляють у вигляді двох з'єднаних діодів. Він має три висновки: емітер (Е), колектор (К) і базу (Б). Залежно від типу провідності між ними, розрізняють транзистори з «p-n-p» і «n-p-n» структурою. Звичайно, перевіряти їх потрібно по-різному.

Зображення областей емітер, база і колектор на біполярних транзисторах

Послідовність перевірки транзистора зі структурою n-p-n:

1. Позитивний щуп мультиметра з'єднують з базою транзистора, перемикач встановлюють в режим «прозвонки».
2. Негативним щупом послідовно стосуються емітера і колектора - в обох випадках прилад повинен зафіксувати проходження струму.
3. Позитивний щуп з'єднують з колектором, а негативний - з емітером. Якщо транзистор справний, на дисплеї мультиметра залишиться одиниця, якщо немає - цифра зміниться і / або пролунає звуковий сигнал.

Транзистори зі структурою p-n-p перевіряють схожим чином:

1. Негативний щуп мультиметра з'єднують з базою транзистора, перемикач встановлюють в режим «прозвонки».
2. Позитивним щупом послідовно стосуються емітера і колектора - в обох випадках прилад повинен зафіксувати проходження струму.
3. Негативний щуп з'єднують з колектором, а позитивний - з емітером. Контролюють відсутність струму в цьому ланцюзі.

Завдання істотно спроститься, якщо на мультиметри є пробник для транзисторів. Правда, варто враховувати, що потужні транзистори перевірити в пробники не вийде - їх висновки просто не помістяться в гніздах.

Для перевірки біполярних транзисторів на Мультиметри найчастіше передбачений пробник

Пробник розділений на дві частини, кожна з яких працює з транзисторами певної структури. Встановіть транзистор в потрібну частину, дотримуючись полярності (база - в гніздо «B», емітер - «E», колектор - «C»). Перемикач встановіть в положення hFE - вимір коефіцієнта посилення. Якщо на табло залишиться одиниця - транзистор несправний. Якщо цифра змінитися - деталь в нормі, а її коефіцієнт посилення відповідає зазначеному значенню.

Як перевірити тестером польовий транзистор

Польові транзистори влаштовані складніше, ніж біполярні, так як в них сигналом управляє електричне поле. Такі транзистори поділяють на n-канальні і p-канальні, а їх висновки отримали наступні назви:

• Затвор (З) - gate (G);
• Исток (І) - source (S);
• Сток (С) - drain (D).

Використовувати, вбудований в мультиметр, пробник для перевірки польового транзистора не вийде. Доведеться скористатися більш складним способом.

Приклад перевірки тестером контактів польового транзистора

Почнемо з n-канального транзистора. Насамперед, знімають з нього статичну електрику, по черзі торкаючись висновків заземленим резистором. Потім мультиметр встановлюють в режим «прозвонки» і виконують таку послідовність дій:

1. Позитивний щуп з'єднайте з витоком, негативний - зі стоком. Для більшості польових транзисторів напруга на цьому переході становить 0,5-0,7 В.
2. Позитивний щуп з'єднайте з затвором, негативний - зі стоком. На дисплеї повинна залишитися одиниця.
3. Повторіть дії, зазначені в п. 1. Ви повинні зафіксувати зміну напруги (можливо як падіння, так і зростання).
4. Позитивний щуп з'єднайте з витоком, негативний - з затвором. На дисплеї повинна залишитися одиниця.
5. Повторіть дії, зазначені в п. 1. Напруга має повернутися до початкового значення (0,5-0,7 В).

Будь-яке відхилення від нормативних величин говорить про несправності польового транзистора. Деталі з p-канальним переходом перевіряють в тій же послідовності, змінивши в кожному кроці полярність на протилежну.

Як перевірити конденсатор мультиметром

Перш за все, слід визначити, який конденсатор ви будете перевіряти - полярний або неполярний. Полярними є все електролітичні і деякі твердотільні конденсатори, а неполярні, як правило, плівкові або керамічні, мають в рази меншу ємність (нано- та пикофарад).

Конденсатор - двухполюсник з постійним або змінним значенням ємності і малою провідністю, і використовується для накопичення заряду електричного поля

Якщо конденсатор уже використовувався (наприклад, Випаяв з електронного приладу), то його потрібно розрядити. Чи не поєднуйте контакти безпосередньо дротом або викруткою - це в кращому випадку призведе до поломки деталі, а в гіршому - до ураження електричним струмом. Скористайтеся лампочкою розжарювання або потужним резистором.

Перевірку конденсаторів можна розділити на два види - власне перевірку працездатності і вимір ємності. З першим завданням впорається будь-який мультиметр, з другої - тільки професійні та «просунуті» побутові моделі.

Чим більше номінал конденсатора, тим повільніше змінюється значення на дисплеї

Щоб проконтролювати справність деталі, встановіть перемикач мультиметра в режим «прозвонки» і з'єднайте щупи з контактами конденсатора (при необхідності - дотримуючись полярності). Ви побачите на дисплеї цифру, яка тут же почне рости - це батарея мультиметра заряджає конденсатор.

Для перевірки ємності конденсатора використовується спеціальний пробник

Виміряти ємність «просунутим» мультиметром теж не складно. Уважно огляньте корпус конденсатора і знайдіть позначення ємності в мікро-, нано- або пікофарад. Якщо замість одиниць ємності завдано тризначний код (наприклад 222, 103, 154), скористайтеся спеціальною таблицею для його розшифровки. Визначивши номінальну ємність, встановіть перемикач у відповідне положення і вставте конденсатор в прорізи на корпусі мультиметра. Перевірте, чи відповідає фактична ємність номінальної.

Прозвонка проводів

Незважаючи на всю багатозадачність мультиметров, головне їх побутове застосування - прозвонка проводів, тобто визначення їх цілісності. Здавалося б, що може бути простіше - з'єднав два кінця кабелю зі щупами в режимі «пищалки», та й по всьому. Але такий спосіб вкаже лише на наявність контакту, але ніяк не на стан провідника. Якщо всередині є надрив, який призводить до іскріння і підгоряння під навантаженням, то п'єзоелемент мультиметра все одно видасть звук. Краще скористатися вбудованим омметром.

Звуковий сигнал, інакше іменований як «зумер», значно прискорює процес прозвонки

Встановіть перемикач мультиметра в положення «одиниці Ом» і з'єднайте щупи з протилежними кінцями провідника. Нормальне опір багатожильного дроту завдовжки кілька метрів - 2-5 Ом. Збільшення опору до 10-20 Ом скаже про часткове зносі провідника, а значення в 20-100 Ом свідчать про серйозні обривах жив.

Іноді при перевірці покладеного в стіну дроти, використання мультиметра утруднено. У таких випадках доцільно застосовувати безконтактні тестери, однак ціна цих пристроїв досить висока.

Як користуватися мультиметром в машині

Електрообладнання - одна з найбільш уразливих частин автомобіля, яка дуже чутлива до умов експлуатації, своєчасної діагностики та технічного обслуговування. Тому мультиметр повинен стати невід'ємною частиною набору інструментів - він допоможе виявити несправність, визначити причини її виникнення та можливі способи ремонту.

Мультиметр - обов'язковий прилад для діагностики електричної системи транспортного засобу

Для досвідчених автолюбителів виробляються спеціалізовані автомобільні мультиметри, але в більшості випадків буде достатньо і побутової моделі. Серед основних завдань, які їй доведеться вирішувати:

• Контроль напруги на акумуляторної батареї, що особливо актуально після довгого простою автомобіля або в разі некоректної роботи генератора;
• Визначення величини струму витоку, пошук коротких замикань;
• Перевірка цілісності обмоток котушки запалювання, стартера, генератора;
• Перевірка діодного моста генератора, компонентів системи електронного запалювання;
• Контроль справності датчиків і зондів;
• Визначення цілісності запобіжників;
• Перевірка ламп розжарювання, тумблерів і кнопок.

Проблема, з якою стикаються багато автолюбителів - розрядка батареї мультиметра в самий невідповідний момент. Щоб уникнути цього, досить вимикати прилад відразу ж після використання і возити з собою запасну батарею.

Мультиметр - зручний і універсальний прилад, незамінний як в побуті, так і в професійній діяльності людини. Навіть при базовому рівні знань і навичок він здатний істотно спростити діагностику та ремонт електроприладів. В умілих же руках тестер допоможе вирішити найскладніші завдання - від контролю частоти сигналу до перевірки інтегральних мікросхем.