Как пользоваться цифровым мультиметром? (Руководство для начинающих)
- TryHarder
- 29-май-2023, 10:49
Если вы относительно новичок в электронике и хотите самостоятельно устранять неполадки в электронных устройствах, важно иметь надлежащие знания о мультиметрах.
Раньше мы были ограничены аналоговыми устройствами, которыми было довольно сложно управлять. Но сейчас вы можете найти множество цифровых мультиметров, которые позволяют выбирать широкий диапазон измерений (вручную или автоматически). Кроме того, он может отображать измеренные значения в цифровом виде на экране, что упрощает работу с прибором даже новичкам.
Все цифровые мультиметры могут измерять напряжения переменного / постоянного тока, токи и сопротивление. Более того, некоторые из них даже позволяют проверять непрерывность, hFE, емкость, температуру, прямоугольную волну и частоту! В этой статье я расскажу вам все, что вам следует знать о цифровом мультиметре и о том, как измерять различные значения.
Если вы уже приобрели цифровой мультиметр, я настоятельно рекомендую ознакомиться с руководством пользователя перед началом работы с ним. Важно знать основы и предупреждения.
Прежде всего, обратите внимание на категорию прибора. МЭК (Международная электротехническая комиссия) определила четыре категории в зависимости от типа нагрузки, которую вы собираетесь измерять. Вы можете найти эти сведения в руководстве по эксплуатации или в самом приборе.
Категория | Применение |
КОТ I | Электрические устройства с высоким напряжением, но низким энергопотреблением |
CAT II | Бытовые приборы или портативные инструменты, непосредственно подключенные к системе распределения электроэнергии |
CAT III | Проводное оборудование, многофазные двигатели, системы освещения крупных зданий и автоматические выключатели (на уровне распределения) |
CAT IV | Основные источники питания и счетчики с низким напряжением и высокой энергией |
Помимо категории, я также рекомендую ознакомиться с инструкциями по электрике, охране окружающей среды, механике и технике безопасности.
Ниже приведены некоторые дополнительные советы по технике безопасности, которые вы можете использовать при использовании цифрового мультиметра:
Теперь, когда вы знаете меры безопасности, пришло время изучить основы. Не понимая всех частей цифрового мультиметра и его функций, вы не сможете правильно им управлять.
Глядя на приведенное выше изображение, вы уже должны иметь общее представление об инструменте. Ну, большинство цифровых мультиметров имеют цифровой дисплей, поворотный переключатель и входные разъемы. Однако некоторые высококачественные устройства также оснащены дополнительными кнопками для расширения функциональных возможностей. Давайте подробно рассмотрим каждую из частей.
Это самый основной компонент прибора. Большинство мультиметров оснащены ЖК-экранами с подсветкой - некоторые даже имеют подсветку для лучшего обзора.
В отличие от традиционных аналоговых счетчиков, они отображаются цифрами, что облегчает пользователям считывание измеренных значений. Он может отображать четыре значения / цифры и даже отрицательный знак при изменении полярности (неправильное расположение красного и черного проводов).
Это просто переключатель или диск, расположенный в центре, который позволяет вам выбирать из диапазона напряжений переменного / постоянного тока, токов и сопротивлений. Все, что вам нужно сделать, это вращать переключатель в разных направлениях.
Если у вас есть устройство, подобное изображенному выше (мультиметр с ручным измерением), вам потребуется установить значения измерений вручную. Однако, если у вас есть автоматический измеритель дальности, вам не нужно возиться с диапазонами, поскольку они могут автоматически настраивать их.
Во время измерений важно знать соответствующие символы. Переменное напряжение и ток обозначаются буквой "∿", которая отличается от постоянного напряжения и тока, которые обозначаются буквой "⎓".
Также обратите внимание, что некоторые дешевые измерители не обеспечивают измерение переменного тока, как на рисунке выше.
Каждый цифровой мультиметр поставляется с двумя измерительными проводами (красным и черным), также известными как щупы. Это просто провода, которые позволяют подключить электрическую цепь к счетчику.
Один конец провода представляет собой заостренный щуп, предназначенный для касания устройства-источника. Хотя заостренный зонд является самым популярным, существуют и другие варианты — в том числе зажимы "крокодил", крючки или даже щупы-пинцеты!
Другой конец провода обычно представляет собой разъем типа "банан", который необходимо подключить к входным портам цифрового мультиметра, о которых я расскажу впереди.
В некоторых старых моделях использовались разъемы BNC, но в наши дни большинство производителей используют в счетчиках закрытые разъемы типа "банан" в соответствии с рекомендациями по безопасности IEC.
Все цифровые мультиметры имеют как минимум три входных порта — положительный, отрицательный и высокоамперный (обычно для измерения тока в диапазоне от 200 мА до 10 А). Однако более новые приборы также имеют четвертый порт для измерения температуры, напряжения, сопротивления и диода.
Отрицательный, или также называемый общим входным портом, обычно обозначается как COM. Здесь подсоединяется черный щуп, который подсоединяется к заземлению электрической цепи. Независимо от того, что вы пытаетесь измерить, он всегда должен быть подключен к сети.
С другой стороны, положительный, или также известный как текущий порт, - это место, куда вы подключаете красный зонд. Он используется для измерения тока до 200 мА и в основном обозначается как mAVΩ, VΩmA или В / Ом / Гц.
Аналогичным образом, третий порт (обозначенный просто A, 10A⎓MAX или 20A) используется, когда вы пытаетесь измерить большие токи (более 200 мА). Здесь требуется подключить красный щуп.
В большинство цифровых мультиметров встроен тестер транзисторов. Существуют два отдельных поля для тестирования обоих типов транзисторов (NPN или PNP). При этом вам необходимо соответствующим образом настроить эмиттер-базу-коллектор, убедившись, что они находятся на правильных клеммах.
Более того, при тестировании транзисторов важно направлять поворотный переключатель в поле hFE. В случае, если вы не получаете показаний, возможно, вам захочется изменить их положение, чтобы получить точные результаты.
Если у вас более новая модель цифрового мультиметра, она, скорее всего, оснащена несколькими кнопками. В некоторых моделях имеется кнопка диапазона, позволяющая вручную установить диапазон или просто установить его в положение Auto.
Кроме того, есть другие кнопки со специальными функциями, такими как удержание данных, минимальный / максимальный режим, подсветка, включение / выключение, счетчик частоты, относительное измерение, сдвиг и многие другие.
Поскольку количество кнопок зависит от типа цифрового мультиметра, я не собираюсь вдаваться в подробности. Вместо этого вы можете ознакомиться с руководством по эксплуатации, чтобы узнать, как они работают и когда их следует использовать.
Несмотря на то, что может существовать широкий ассортимент цифровых мультиметров, принцип работы остается тем же. Как только вы познакомитесь с устройством, пользоваться им станет совсем не утомительно.
Согласно приведенной выше блок-схеме, чтобы определить напряжение переменного тока в цепи, необходимо сначала установить поворотный переключатель в соответствующий диапазон. Затем откалиброванный аттенюатор преобразует более высокое напряжение в более низкое. Затем схема выпрямителя (также известная как прецизионный преобразователь переменного / постоянного тока) преобразует переменное напряжение в постоянное. Наконец, сгенерированные аналоговые значения преобразуются в цифровые с помощью аналого-цифрового преобразователя, который затем отображается на ЖК-экране.
Аналогично, если вы пытаетесь измерить напряжение постоянного тока, сначала необходимо установить поворотный переключатель. Затем более высокие напряжения калибруются в более низкие, как обсуждалось ранее. Поскольку это напряжение постоянного тока, оно не требует подключения к цепи выпрямителя, а преобразователь переменного / постоянного тока преобразует аналоговый сигнал постоянного тока в цифровой, который теперь отображается на экране.
В то время как для измерения напряжений требуется калиброванный аттенюатор, для измерения токов требуются шунты, которые в основном преобразуют высокий ток в более низкий. Теперь, если вы пытаетесь измерить переменный ток, сначала он проходит через схему выпрямителя (для преобразования переменного тока в постоянный) перед преобразованием в цифровой сигнал. С другой стороны, при измерении постоянного тока это делается напрямую. После завершения окончательного преобразования окончательное значение отображается на цифровом экране.
Чтобы определить сопротивление, мы должны сначала установить поворотный переключатель в соответствующий диапазон сопротивления. В отличие от других измерений, здесь нам требуется источник постоянного тока, обеспечивающий необходимое количество ампер.
Теперь цифровой мультиметр определяет падение напряжения в цепи, и с помощью закона Ома (Resistance = Voltage / Current
) рассчитывается сопротивление. Наконец, буферный усилитель обеспечит преобразование электрического сопротивления (т.е. обеспечит наилучшие условия загрузки), и аналоговые сигналы преобразуются в цифровые перед окончательным выводом на экран.
Как упоминалось ранее, цифровой мультиметр помогает измерять напряжение, ток и сопротивление. Кроме того, он позволяет проверять непрерывность, hFE транзистора, частоту и многое другое. Что касается того же, я расскажу о пошаговом руководстве по измерению каждого из них.
Например, чтобы проверить напряжение сети переменного тока в вашем доме, вот что вы можете сделать:
Хотя это было для измерения напряжения переменного тока, вот простой пример того, как проверить постоянное напряжение батареи постоянного тока 1,5 В типа АА:
В целях тестирования я собираюсь проверить сопротивление резистора 220 Ом. Если вы не знаете о его значении, вы можете сравнить цветовой код с онлайн-таблицей.
В этом разделе я проверю целостность отрезка провода—соединительного кабеля. Вы можете использовать любое другое оборудование, чтобы убедиться, что оно не повреждено и находится в надлежащем рабочем состоянии.
В целях тестирования я сначала создал простую схему, состоящую из батареи постоянного тока напряжением 2,68 В, зеленого светодиода (требуемое напряжение 1,9-4 В) и соединительного кабеля. и матричная плата для измерения постоянного тока.
Поскольку это всего лишь руководство по использованию мультиметра для начинающих, я не включил необходимые шаги для измерения переменного тока. Это может быть рискованный процесс, который может привести к летальному исходу. Если вы уже являетесь экспертом, вы можете выполнить аналогичную процедуру с особыми предосторожностями или использовать измерительный зажим.
Гибридный параметр Коэффициент усиления по прямому току, общий эмиттер (hFE) определяет коэффициент усиления по току транзистора. Каждый транзистор имеет свое собственное значение hFE, и оно варьируется от 10 до 500. Чтобы протестировать свой, выполните следующие краткие действия:
Наряду с напряжением, током, сопротивлением, непрерывностью и hFE, также можно вычислить прямоугольный выходной сигнал с помощью любого цифрового мультиметра. Чтобы проверить это, вы можете использовать осциллограф или собрать его с помощью Arduino. Затем используйте его программное обеспечение для измерения частоты.
В отличие от недорогих цифровых измерителей, некоторые высококачественные приборы позволяют измерять частоту напрямую, поскольку у них есть отдельное поле Гц.
Аналогичным образом, некоторые из них также позволяют измерять температуру. Вы можете ознакомиться с вашим руководством, чтобы узнать о них больше.