Termokings.ru

Домашний Мастер
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Все нюансы измерения напряжения мультиметром

Все нюансы измерения напряжения мультиметром

Напряжение, или вольтаж, — это один из параметров электрического тока, показывающий разницу потенциалов на участке цепи. Он равнозначен электродвижущей силе, и фактически является одним из самых важных факторов для работы любых электроприборов.

Проверка напряжения — едва ли не самая частая операция, которую приходится выполнять в работе с электротехникой, вне зависимости от того, обслуживание это промышленной или бытовой (домашней) электросети.

От его величины, а также от самого факта наличия, зависит, будет ли работать электроприбор, а также может ли он выйти из строя. В настоящее время для измерения напряжения используется аппарат под названием мультиметр.

Измерение напряжения. Виды и принцип измерений. Особенности

Измерение напряжения на практике приходится выполнять довольно часто. Напряжение измеряют в радиотехнических, электротехнических устройствах и цепях и т.д. Вид переменного тока может быть импульсным или синусоидальным. Источниками напряжения являются химические элементы или генераторы тока.

Виды измерения напряжения

Напряжение импульсного тока имеет параметры амплитудного и среднего напряжения. Источниками такого напряжения могут быть импульсные генераторы. Напряжение измеряется в вольтах, имеет обозначение «В» или «V». Если напряжение переменное, то впереди ставится символ «

», для постоянного напряжения указывается символ «-». Переменное напряжение в домашней бытовой сети маркируют

На аккумуляторах и гальванических элементах при указании напряжения знак «-» не используют, а ставят только цифры, например, «1,5 В». На корпусе гальванического элемента обязательно присутствует обозначение «+» возле положительного полюса. В практических электротехнических измерениях применяются кратные единицы: милливольты, киловольты и т.д.

Переменное напряжение имеет полярность, которая изменяется с течением времени. В бытовой сети напряжение изменяет полярность 50 раз за секунду, что означает частоту 50 герц. Постоянное напряжение имеет неизменную полярность. Поэтому для замеров напряжений переменного и постоянного тока применяют измерительные приборы, имеющие отличие в устройстве – вольтметры. Они могут быть цифровыми или аналоговыми (стрелочные). Однако существуют универсальные приборы, которые способны измерить постоянное и переменное напряжение, не переключая режимы.

Для начала измерений измерительный прибор соединяют параллельно с выводами источника питания или нагрузки специальными щупами.

Кроме вольтметров для измерения напряжения используют электронные осциллографы.

Это приборы, предназначенные для измерения и контроля характеристик электрических сигналов. Осциллографы работают на принципе отклонения электронного луча, который выдает изображение значений переменных величин на дисплее.

Измерение напряжения в сети переменного тока

Согласно нормативным документам величина напряжения в бытовой сети должна быть равной 220 вольт с точностью отклонений 10%, то есть напряжение может меняться в интервале 198-242 вольта. Если в вашем доме освещение стало более тусклым, лампы стали часто выходить из строя, либо бытовые устройства стали работать нестабильно, то для выяснения и устранения этих проблем для начала необходимо измерение напряжения в сети.

Перед измерением следует подготовить имеющийся измерительный прибор к работе:
  • Проверить целостность изоляции контрольных проводов со щупами и наконечниками.
  • Установить переключатель на переменное напряжение, с верхним пределом 250 вольт или выше.
  • Вставить наконечники контрольных проводов в гнезда измерительного прибора, например, мультиметра. Чтобы не ошибиться, лучше смотреть на обозначения гнезд на корпусе.
  • Включить прибор.

На мультиметре выбрана граница измерений 700 вольт. Некоторые приборы требуют для измерения напряжения устанавливать в нужное положение несколько разных переключателей: вид тока, вид измерений, а также вставить наконечники проводов в определенные гнезда. Конец черного наконечника в мультиметре воткнут в гнездо СОМ (общее гнездо), красный наконечник вставлен в гнездо с обозначением «V». Это гнездо является общим для измерения любого вида напряжения. Гнездо с маркировкой «ma» применяется для замеров небольших токов. Гнездо с обозначением «10 А» служит для измерения значительной величины тока, который может достичь 10 ампер.

Если измерять напряжение со вставленным проводом в гнездо «10 А», то прибор выйдет из строя, или сгорит предохранитель. Поэтому при выполнении измерительных работ следует быть внимательным. Наиболее часто ошибки возникают в случаях, когда сначала измеряли сопротивление, а затем, забыв переключить на другой режим, начинают измерение напряжения. При этом внутри прибора сгорает резистор, отвечающий за измерение сопротивления.

После подготовки прибора, можно начинать измерения. Если при включении мультиметра на индикаторе ничего не появляется, это означает, что элемент питания, расположенный внутри прибора, отслужил свой срок и требует замены. Чаще всего в мультиметрах стоит «Крона», выдающая напряжение 9 вольт. Срок ее службы составляет около года, в зависимости от производителя. Если мультиметром долго не пользовались, то крона все равно может быть неисправной. Если батарейка исправна, то мультиметр должен показать единицу.

Щупы проводов необходимо вставить в розетку или прикоснуться ими к оголенным проводам.

На дисплее мультиметра сразу появится величина напряжения сети в цифровом виде. На стрелочном приборе стрелка отклонится на некоторый угол. Стрелочный тестер имеет несколько градуированных шкал. Если их внимательно рассмотреть, то все становится понятным. Каждая шкала предназначена для определенных измерений: тока, напряжения или сопротивления.

Граница измерений на приборе была выставлена на 300 вольт, поэтому нужно отсчитывать по второй шкале, имеющий предел 3, при этом показания прибора необходимо умножить на 100. Шкала имеет цену деления, равной 0,1 вольта, поэтому получаем результат, изображенный на рисунке, около 235 вольт. Этот результат находится в допустимых пределах. Если при измерении показания прибора постоянно меняются, возможно, плохой контакт в соединениях электрической проводки, что может привести к искрению и неисправностям в сети.

Измерение постоянного напряжения

Источниками постоянного напряжения являются аккумуляторы, низковольтные блоки питания или батарейки, напряжение которых не более 24 вольт. Поэтому прикосновение к полюсам батарейки не опасно, и нет необходимости в специальных мерах безопасности.

Читать еще:  Вилы и электролопаты для копки земли на огороде

Для оценки работоспособности батарейки или другого источника, необходимо измерение напряжения на его полюсах. У пальчиковых батареек полюсы питания расположены на торцах корпуса. Положительный полюс маркируется «+».

Постоянный ток измеряется аналогичным образом, как и переменный. Отличие заключается только в настройке прибора на соответствующий режим и соблюдении полярности выводов.

Напряжение батарейки обычно обозначено на корпусе. Но результат измерения еще не говорит об исправности батарейки, так как при этом измеряется электродвижущая сила батарейки. Продолжительность эксплуатации прибора, в котором будет установлен элемент питания, зависит от его емкости.

Для точной оценки работоспособности батарейки, необходимо проводить измерение напряжения при подключенной нагрузке. Для пальчиковой батарейки в качестве нагрузки подойдет обычная лампочка для фонарика на 1,5 вольта. Если напряжение при включенной лампочке снижается незначительно, то есть, не более, чем на 15%, следовательно, батарейка пригодна для работы. Если напряжение падает значительно сильнее, то такая батарейка может еще послужить только в настенных часах, которые расходуют очень мало энергии.

Измерение мультиметром электрических величин

Итак, настало время узнать, как пользоваться мультиметром. Будем учиться измерять электрические величины на примере все того же мультиметра М-831. Еще раз напомню, что с помощью данного мультиметра можно измерить постоянное и переменное напряжение до 600 вольт, значения только постоянного тока до 10 ампер и значения электрического (активного) сопротивления до 2 мегаом.

Напомню, что для измерения напряжения на элементе (участке) электрической цепи прибор включается параллельно этому элементу (или участку цепи).

Для измерения тока в цепи прибор включается в разрыв измеряемой цепи (то есть последовательно с элементами цепи).

Как измерить напряжение аккумулятора или батареи

Всевозможные батарейки и различные аккумуляторы, в общем все, где вы видите «+» и «-» — все это источники постоянного электрического тока. Измерить постоянное напряжение ни чуть не сложнее, чем переменное.

Для этого возьмите, к примеру, самую обыкновенную пальчиковую батарейку. Соедините красный провод мультиметра с «+» — вым контактом батарейки, а черный с «-» — вым. Если вы соедините их наоборот — ничего страшного не произойдет, просто на экране мультиметра показания будут отображаться со знаком «минус», примерно вот так.

Обычно напряжение на аккумуляторах маленькое, так что можно не бояться и прижимать щупы пальцами. До 20 вольт вы скорее всего ничего не почувствуете. В случае батарейки типа AAA — её максимальное напряжение 1.5 вольта, что совсем не страшно для человека.

Как мы видим из показаний мультиметра, напряжение в нашей батарейке 1.351 вольта, а значит батарейка еще вполне себе заряженная и может использоваться.

Аналогичным образом можно проверять любые другие элементы питания и измерять их вольтаж, и как вы теперь знаете, ничего сложного в этом нет.

Порядок проведения измерений

Для того, чтобы измерить напряжение (применим строгую формулировку) на каком-то участке цепи, необходимо коснуться оголенными концами обоих щупов этого участка.

Если через какой-то участок электрической цепи (вспомним школьный курс физики) протекает электрический ток, то на нем (участке) имеет место падение напряжения.

Щупы имеют изолированные ручки и утолщения в своей нижней части. Это сделано для того, чтобы пальцы оператора случайно не соскользнули и не коснулись токоведущих частей.

Отметим, что при измерении напряжения мультиметр подключается параллельно участку цепи. Иными словами, не нужно производить каких-то дополнительных манипуляций (например, разорвать какую-то цепь) с измеряемым участком. А вот для того, чтобы измерить ток, мультиметр надо включить в разыв цепи, последовательно с нагрузкой.

Итак, надо коснуться концами щупов измеряемого участка и посмотреть на табло прибора. Если предел измерения выбран ошибочно, надо отодвинуть щупы от цепей измерения, изменить предел измерений с помощью переключателя и повторить процедуру измерения.

Не переключайте пределы измерений при присоединенных щупах!

Возможные неисправности

Если значок единицы появляется сразу после включения прибора и не исчезает, в нем сгорел чип АЦП и он нуждается в ремонте/замене. Помимо этой характерной неисправности при измерении напряжения могут возникнуть следующие неполадки:

  • тестер завышает показания, при сравнении с данными исправного прибора они отличаются на значительную величину;
  • на дисплее высвечиваются случайные цифры, мультиметр совсем не показывает напряжение;
  • на верхних пределах измерения показания сильно занижены.

В первом случае мультиметр не корректно измеряет напряжение из-за того, что разрядилась установленная в питающем отсеке батарейка. Следует проверить ее и при необходимости заменить новой. Определить характер второй неполадки поможет проверка АЦП, который чаще всего выходит из строя именно с такой типичной для него неисправностью. Третья ошибка с высокой вероятностью объясняется пробоем одного из электролитических конденсаторов, который выделяется среди других деталей по характерному вздутию корпуса.

Измерение переменного напряжения

Практически все выше сказанное об измерении постоянного напряжения остается в силе и при измерении переменного. Но есть и существенные отличия.

Например, точность измерения переменного напряжения сильно зависит от частоты переменного тока, напряжение которого измеряют.

Большинство мультиметров откалиброваны на переменное напряжение 50 Гц (или 60 Гц), поэтому, при измерении напряжения более высокой, например, звуковой частоты их показания могут значительно отличаться.

В паспортах некоторых мультиметров указывается погрешность при измерении на разных частотах, например, 50 Гц и 1000 Гц или 50 Гц, 1000 Гц и 10000 Гц.

Читать еще:  Пилорама из бензопилы инструкция по работе и настройке

Другая интересная деталь — одни приборы, в режиме измерения переменного напряжения, никак не реагируют на постоянное напряжение, а другие при наличии постоянного напряжения в измеряемой цепи показывают какие-то ошибочные числа.

Например, если мультиметр М-838, переключенный на измерение переменного напряжения (АСV) подключить к источнику постоянного напряжения, он покажет число, примерно в полтора раза больше постоянного напряжения этого источника. А вот более дорогой мультиметр, — DT9206 при измерении переменного напряжения на постоянное не реагирует никак (показывает нули).

Дело в том, что в одних приборах, таких как DT9206, есть разделительный конденсатор, который при измерении переменного напряжения включается на входе прибора и не пропускает постоянное напряжение на его схему. В М-838 такого конденсатора нет.

Это обязательно нужно знать, когда измеряете переменное напряжение в цепи, где есть постоянная составляющая. На рисунке 5 показана схема выходной части усилительного каскада. Обратите внимание, — на коллекторе транзистора присутствует постоянное напряжение 50V и переменное 20V.

Чтобы измерить переменное напряжение таким прибором, как М-838 (без разделительного конденсатора на входе), его нужно подключить через конденсатор (Сх). А вот прибор типа DT9206 можно подключать непосредственно, на его показания постоянная составляющая не влияет.

Рис. 5. Схема выходной части усилительного каскада.

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.

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.

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.

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.

Читать еще:  Как пользоваться цепным съемником масляного фильтра
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.

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.

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.

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).

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.

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.

Проверка диодов, конденсаторов и транзисторов (режим hFE)

Этот режим имеет не каждый прибор. Для проверки сопротивления диодов, выбирается соответствующий режим и по аналогии с прозвонкой проводника выполняются нужные действия.

Для определения параметров конденсаторов и транзисторов на приборе устанавливается специальный режим «hFE».

У транзисторов имеются три выхода: база, эмиттер и коллектор, которые подключаются к разъемам В, E, F мультиметра. При правильном подключении на дисплее отобразится величина усиления транзистора.

У конденсаторов емкость измеряется путем установки концов конденсатора в разъемы с обозначением Сх. При этом на дисплее отобразится номинальное значение ёмкости электронного компонента.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector
×
×