Універсальні цифрові вимірювачі, які називаються мультиметрами, стали незамінними помічниками багатьох радіоаматорів і електриків. Незважаючи на велику кількість режимів, працювати з ними дійсно просто і сьогодні ми пропонуємо максимально повну інструкціющодо використання цих приладів.
Оглядаємо корпус та елементи управління
Абсолютна більшість цифрових мультиметрів має схожий зовнішній вигляд та розташування елементів керування та індикації. Варто відзначити, що ергономіка, що використовується, виявилася дуже вдалою і зручною в роботі.
По центру розташований основний перемикач - диск з поздовжньою рукояткою, яка одночасно є покажчиком позиції з потрібним режимом. Самі режими та діапазони вимірів нанесені у вигляді написів по колу від перемикача. Для зручності сусідні режими об'єднані в групи (написи обведені рамкою), всередині кожної можна перемикатися між межами вимірів.
Зверніть увагу, що сам перемикач може бути наскрізним, тобто по обидва боки покажчика є ідентичні написи. Іншими словами, для вибору доступна лише половина обороту. Зазвичай така схема використовується на струмових кліщах, мультиметри ж в основній своїй масі мають повні 360 º для вибору потрібного режиму.
Крім того, мультиметр має РК-дисплей. Навколо нього можуть бути розташовані додаткові кнопки, що включають підсвічування дисплея та деякі додаткові функції. Одна або кілька додаткових кнопок приладу можуть бути розташовані на бокових гранях приладу.
У нижній частині корпусу розташовані кілька отворів із роз'ємами для підключення щупів. Роз'єм із написом СОМ - це загальний негативний контакт для підключення чорного щупа. Інші роз'єми (зазвичай їх два) використовуються для підключення червоного щупа: один для широкого ряду вимірювань та один додатковий (підписаний А або ADC) для вимірювання високих значень сили струму.
Вимірювання напруг
Найбільш просто виміряти мультиметром напругу. Для цього призначені дві групи вимірювань: DCV для постійного та пульсуючого струму та ACV для змінного. В останньому режимі полярність щупів можна не дотримуватись, бо змінний струм полярності як такої не має.
Межі вимірювань у всіх мультиметрів різні, зазвичай DC вимірюють до 1000 вольт, а АС до 700 або 750 вольт. При цьому діапазонів вимірювань кілька і, наприклад, при спробі виміряти в межі до 20 вищу напругу прилад просто видасть неправильні показання. А ось вимірювати напругу наперед вище максимальної межі точно не варто, прилад просто вийде з ладу. Для деяких моделей перевищення на 100-200 В не призводить до смерті, але все ж ризикувати не варто.
Вимірюючи постійний і пульсуючий струм, полярність потрібно дотримуватись. Це свого роду можливість визначити полярність невідомого джерела: якщо щупи переплутати, перед значенням напруги з'явиться знак «мінус». Про всяк випадок нагадаємо, що напруга вимірюють з паралельним підключенням приладу.
Як використовувати вбудований омметр
У мультиметрі найбільш затребуваною вважається функція вимірювання опорів. Зазвичай група діапазонів вбудованого омметра знаходиться в нижній частині кола режимів, позначена символом (Омега) і розділена на діапазони від 100 або 200 Ом до декількох сотень кОм. Іноді є можливість вимірювати до 10-20 МОм через окремий роз'єм для підключення позитивного щупа (External Unit) і з підключенням зовнішнього джерелахарчування.
При виборі різних меж прилад продовжує видавати коректні показання, змінюється лише положення точки-розділювача та, відповідно, кількість десяткових розрядів. Однак якщо межа вимірювання набагато менша від вимірюваного опору, то прилад не видасть взагалі жодних показань.
Якщо опір вимірюваного резистора невідомий, краще рухатися від меншої межі до найвищої. Точність вимірювання опорів у більшості мультиметрів низька, близько 1-2%. При природному допуску резисторів 5-10% відхилення від заявленого номіналу може бути дуже суттєвим. І чим вищий діапазон вимірюваних значень, тим більша похибка, особливо це справедливо для режиму мегаомметра.
При вимірі опорів слід враховувати ще два факти. По-перше, при розрядженому акумуляторі точність показань може бути вкрай низькою. По-друге, якщо ви міряєте дуже низькі опори (одиниці та десятки Ом), враховуйте власний опір приладу та щупів, який визначається при замиканні щупів коротко. Також при вимірі опорів найточніше значення вказується через 3-5 сік, а не відразу.
Вимірюємо силу струму в ланцюгу
Для вимірювання сили струму потрібно включити прилад послідовно в ланцюг навантаження. Основний роз'єм для вимірювань обмежений досить малими значеннями - 0,2-0,5 А. Через високострумовий роз'єм можна виміряти до 10 А, але при цьому допустима напруга в мережі знижується на 30-50% максимальної межі вимірювань приладу. Для вимірювання струму перемикач потрібно встановити в одне із положень групи DCA (постійний) або ACA (змінний). Останній тип вимірів зустрічається лише у дорогих приладах.
Врахуйте, що для вимірювання сили змінного та постійного струмупередбачені різні групи діапазонів. Переплутати їх не страшно, просто пристрій коректних значень не покаже. Перевищення максимально допустимого струму на малострумовому роз'ємі призводить до вильоту запобіжника або виходу приладу з ладу, на високострумовому - перегорання плавкою перемички.
Зверніть увагу, що в дешевих китайських мультиметрах два позитивні роз'єми можуть бути з'єднані коротко і виміряти ними високі струми, само собою, не вийде. В іншому все просто: вибираєте потрібний діапазон, але при цьому краще рухатися від найбільшого до найменшого. Прилад дозволяє вимірювати навіть мікроампери, але точність виміру у більшості цифрових приладів традиційно кульгає.
Продзвонювання ланцюга та діодів
Режим із зображенням символу діода призначений визначення падіння напруги в замкнутої ланцюга. Щоб перевірити діод, потрібно торкнутися різних висновків, а потім поміняти щупи місцями. В одному з положень на екрані будуть відображатися деякі показання, в іншому мультиметр не відреагує.
По наявності показань можна будувати висновки про полярності діода, у цьому становищі чорний щуп вказує на катод. По суті, в такому режимі мультиметр стає джерелом струму 1 мА, а показання на дисплеї є ні що інше як падіння напруги в мВ. Продзвонювати діоди можна і в режимі омметра: в одному напрямку струм протікатиме, в іншому — ні. Однак саме падіння напруги дозволяє визначити характеристики діодів без маркування.
Звуковий дзвінок ланцюга в більшості моделей мультиметрів - це найменший діапазон вимірювань омметра. Якщо опір нижче за певний поріг, яким зазвичай виступає 100 Ом, включиться вбудований в прилад п'єзовипромінювач. Іноді звук з'являється із відчутною затримкою.
Вимірювання температури
Деякі мультиметри комплектуються термопарою, завдяки якій можна вимірювати температуру, в тому числі й дуже високу, аж до 700-800 ºС. Термопара має здвоєний штекер і встановлюється в роз'єм СОМ і сусідній з ним, або спеціальну пару роз'ємів, позначену літерою «С».
У разі серед режимів мультиметра є аналогічно марковане становище перемикача. У ньому на дисплеї відображатиметься значення градусів Цельсія. Якщо спеціальних роз'ємів та режиму мультиметра не має, виміряти температуру можна в режимі DCV на найменшій межі. При цьому слід користуватися таблицею або графіком залежності термо-ЕРС від температури.
Точність вимірювання в останньому випадку виявиться не дуже високою: перерахунок напруги покаже не фактичну температуру на кінці термопари, а різницю між об'єктом, що вимірювається, і температурою самого мультиметра. Компенсація цього явища присутня у більшості приладів зі спеціальним режимом та роз'ємами.
Перевірка польових та біполярних транзисторів
Навіть найпростіші мультиметри здатні перевірити транзистори та визначити їхню цоколівку. Для біполярних транзисторівпередбачений режим hFE та спеціальна колодка контактів. Колодка розділена на дві групи для P-N-P та N-P-N структури. Кожен контакт маркується літерами B (база), С (колектор) та Е (еммітер).
Контакти розташовані таким чином, щоб трививідний елемент з невідомою цоколівкою можна було швидко переставляти, повертаючи різними сторонами, і були випробувані всі комбінації. Коли потрібна цоколівка буде знайдена, на дисплеї приладу з'являться показання коефіцієнт передачі транзистора.
Зверніть увагу, що контакти колодки заховані досить глибоко і тому транзистори з короткими ніжками, швидше за все, не вдасться протестувати. Також не вдасться перевірити таким чином високопотужні транзистори: струм, що генерується мультиметром для відкриття переходу, обмежений кількома мікроамперами.
Польові транзистори перевіряють у режимі продзвонювання діодів і при цьому цоколівка має бути достовірно відома. Спочатку негативний щуп прикладається до стоку, позитивний до початку. Так перевіряється справність внутрішнього діода, при зворотному підключенні падіння напруги не буде.
Якщо, не прибираючи негативного щупа зі стоку, торкнутися позитивного затвора, то транзистор відкриється, і падіння напруги між стоком і витоком стане меншим і з'явиться в обох напрямках. Закрити транзистор можна, торкнувшись чорним щупом затвора, не забираючи червоний з початку. Для P-канальних транзисторів алгоритм перевірки аналогічний, але кожному етапі щупи змінюються місцями.
Спеціальні клавіші та функції
На закінчення розповімо про спеціальних функціях, які є у багатьох мультиметрах, вартість яких перевищує 1300 рублів. Найважливіша і найчастіше використовується - клавіша HOLD, що дозволяє зафіксувати поточне положення на дисплеї. З цим пов'язана одна кумедна ситуація: якщо клавіша HOLD затиснута, то при включенні мультиметр покаже на дисплеї будь-що, що може бути розцінено як несправність.
Також у районі дисплея у просунутих приладів є клавіші, натиснувши які можна змусити прилад відображати лише максимальні, мінімальні або усереднені показання замість фактичних. Якщо увімкнути різні додаткові режими, на дисплеї відображається відповідний символ.
У найбільш досконалих моделях є також функції вимірювання ємності та частоти вхідного сигналу, деякі мультиметри мають навіть вбудований осцилограф і режим вимірювання індуктивності. Також для дорогих мультиметрів властива відсутність вибору межі вимірів на круговому перемикачі. Натомість вибирається режим, а сама межа перемикається кнопками +/- в районі дисплея.
Основи роботи з мультиметром - практичний посібникдля початківця електронника
Мультиметр – основний пристрій радіоаматора, великий помічник будь-якого електронника. Тому познайомимося з цим приладом якнайкраще і дізнаємося, як з ним працювати.
У радіоаматорській творчості часто потрібно вимірювати напругу, силу струму, опір. Раніше для цього доводилося купувати або конструювати самостійно кілька різних приладів: вольтметр, амперметр, омметр. Але зараз у цьому немає жодної необхідності: мультиметр – універсальний прилад і може використовуватися для вимірювання всіх основних параметрів простих саморобних конструкцій.
У продажу можна зустріти величезний асортимент різних моделей мультиметрів – від простих і недорогих до професійних, багатофункціональних, що мають підвищену точність та значну ціну.
Тут розглянемо роботу з найпростішим і найдешевший приладчиком, який можна придбати в радіомагазинах, на радіоринках, у гіпермаркетах типу «Леруа Мерлен», «Обі» тощо. Подібний прилад входить до складу набору юного електронника NR02.
Прилади такого класу можуть мати дещо інший дизайн, різні режими роботи, але в цілому робота з будь-яким мультиметром буде схожа.
Надійність і точність вимірювання цього приладу, звичайно, не вражає уяву, але як перший прилад юного електронника цей мультиметр - хороший варіант.
Якщо захоплення електронікою переросте в хобі, завжди можна купити більш серйозний прилад: багатофункціональний, надійний, з підвищеною точністю.
Увімкнення-вимкнення приладу. Заміна акумулятора.
Увімкнення приладу здійснюється поворотом ручки перемикання режимів у будь-яке положення, відмінне від «OFF». Для вимикання мультиметра треба перевести ручку перемикача режимів на позицію «OFF».
Деякі моделі мають функцію відключення живлення: якщо приладом не користуються більше 10 хвилин, він автоматично вимкнеться, що дозволяє продовжити ресурс батареї. До речі, про батарею: мультиметр працює від батареї типу "Крона". При епізодичному використанні приладу ресурсу батареї має вистачити щонайменше на рік. Якщо цифри на дисплеї втратить контрастність, або прилад перестане вмикатися взагалі, батарею слід замінити. Для цього треба зняти задню кришку пристрою, видалити стару батарею і вставити нову.
Тепер розглянемо роботу з приладом та основні режими вимірювання.
Вимірювання постійної напруги (режим «вольтметр»)
Виміряємо напругу стандартної батареї типу "ААА". Її Номінальну напругу- Близько 1,5В. Але припустимо, що ми цього не знаємо.
Встановлюємо перемикач у положення "1000V" і торкаємося щупами виводів батареї. На індикаторі відображається "001". Отже, напруга батареї – близько 1В, але в цьому режимі вона виміряна дуже грубо – нам не вистачає такої точності.
Перекладаємо перемикач режимів у положення "20" і повторюємо вимірювання.
У цьому режимі напруга вимірюється з більшою точністю, і зі показань на дисплеї приладу бачимо, що напруга батареї – 1,56В.
Переведемо перемикач режимів у положення «2000m», що відповідає напругі, що максимально вимірюється, 2000 мВ (або 2В). Повторимо вимірювання та отримаємо ще більш точний результат – 1566 мВ або 1,566В. Мабуть, така точність навіть надмірна.
А тепер переведемо перемикач режимів у положення "200m". Максимальна напруга, яку можна виміряти у цьому режимі – 0,2В. Ми ж подамо на щупи приладу майже у 8 разів вищу напругу – 1,5В. Взагалі робити це не дуже коректно – можна зіпсувати прилад. Як правило, вбудований захист мультиметра здатний впоратися з такими зловживаннями, хоча перевіряти це часто не рекомендується.
Торкаємось щупами виводів батареї і бачимо на дисплеї символ «1» - індикатор перевантаження. Це цілком природно – адже вимірювана напруга набагато вища за граничні для цього діапазону 0,2В.
Отже, запам'ятаємо головне правило: при вимірі невідомої напруги обов'язково встановіть перемикач режимів роботи на найвищий піддіапазон (в даному випадку – 1000В). Потім, зрозумівши приблизну величину напруги, можна вимірювати перемикач режимів в оптимальне положення.
Прилад має вбудований захист від навантаження. Скажімо, якщо подати на щупи приладу, включеного в режим 200m напруга величиною 2В, нічого страшного не трапиться: прилад просто покаже на дисплеї символ перевантаження «1». Але якщо подати на щупи приладу, включеного в цей піддіапазон вимірювання, напруга 200 В може вийти з ладу.
Крім того, при вимірюванні напруги вище 40В не потрібно торкатися оголених проводів руками – це може бути небезпечно для життя!
Є ще одна тонкість. У всіх попередніх експериментах ми дотримувалися полярності вимірювання напруги: червоний щуп приладу підключали до виведення "+" батареї, а чорний - до виведення "-". Але якщо переплутати місцями щупи – нічого страшного не станеться, прилад коректно вимірюватиме напругу – це штатний режим роботи. Тільки на дисплеї відображатиметься знак «-», що вказує на те, що полярність підключення щупів до джерела напруги неправильна.
Вимір опорів (режим «омметр»)
Підключаємо до щупів приладу резистор невідомого номіналу. Ручкою перемикача режимів встановлюємо найоптимальніший діапазон виміру – для даного резистора це діапазон «20к». На дисплеї відображається виміряний опір – 2,37 кОм.
Якщо ми проведемо вимірювання цього ж опору в положенні ручки перемикача режимів 2000k, то побачимо на дисплеї показання 002 і зробимо висновок про те, що опір резистора - близько 2 кОм. Але така точність нас абсолютно не влаштовує – треба вибрати більш оптимальний діапазон виміру.
Якщо ж ми проведемо вимірювання у положенні ручки перемикача режимів «2000» (2000 Ом або 2 кОм), то побачимо на дисплеї символ «1», що показує, що опір, що вимірюється вище межі вимірювань.
Таким чином, при вимірі опору головне – вибрати оптимальний діапазон виміру. Щоправда, на відміну вимірювання напруги, під час роботи у режимі «омметр» помилка у виборі діапазону неспроможна вивести прилад із ладу.
Спробуємо визначити номінал резистора в альтернативний спосіб – за його колірним кодом. На корпус резистора нанесені колірні лінії: червона, жовта, червона, золотиста. З довідкових таблиць знаходимо, що номінальний опір даного резистора – 2,4 кОм, а точність – 5%. Це означає, що реальний опір резистора може лежати в межах 2,28...2,52 кОм, що відповідає величині, отриманої в результаті наших вимірювань.
Вимірювання сили струму (режим "амперметр").
Струм завжди вимірюється у розриві ланцюга. Наприклад, неприпустимо вимірювати струм, підключивши щупи приладу безпосередньо до джерела напруги (наприклад, батарейці).
Зберемо найпростіший ланцюгз батарейки та резистора. Виміряємо струм у цьому ланцюзі: 0.66 мА. Як завжди при роботі з мультиметром, головне – вибрати правильний діапазон вимірювання.
Як і у випадку з вимірюванням напруги, потрібно починати вимірювання сили струму з найбільшого піддіапазону - в даному випадку "200m" - 200 мА. (Цей прилад може вимірювати струм до 10А, для чого потрібно переключити червону клему щупа в найвище гніздо приладу. Але електроннику-початківцю працювати з такими великими струмами, швидше за все, не доведеться, тому докладно про цей режим тут не розповідається).
Важливо пам'ятати ось про що: увімкнувши прилад на діапазон вимірювання струму, наприклад, на 2000 мкА (2 мА) і пустивши через прилад струм у кілька сотень міліампер, можна зіпсувати прилад. У деяких випадках перегорає вбудований запобіжник, і можна легко відбутися, замінивши його. Але часто виходять з ладу інші компоненти приладу, і його ремонт стає важким і нераціональним.
Тепер спробуємо розрахувати силу струму цього ланцюга теоретично. З попередніх дослідів ми знаємо напругу батареї (1.566В) та опір резистора (2370 Ом). Відповідно до закону Ома: Струм = Напруга/Опір = 1.566/2370 = 0.66 мА.
Все як в аптеці: закон Ома працює, і наш прилад теж.
Отже, ми познайомилися з мультиметром, вірним помічником кожного радіоаматора. Вимір постійної напруги, опору і сили струму - це 95% режимів, які потрібні електронщику-початківцю.
Робота з приладом в інших режимах (вимірювання змінної напруги, частоти, параметри транзисторів і діодів) буде розглянуто окремо.
Слово мультиметрскладається з двох слів: multi - багато та meter - вимірювання, вимірювальний прилад. Ці визначення можна знайти в англійсько-російському словнику multitran, і тому, з упевненістю можна сказати, що мультиметр це безліч вимірювальних приладів «упакованих» в одну невелику коробочку. Всі ці вимірювальні прилади призначені для вимірювань в електричних ланцюгах, і почати розповідь про електричних вимірах, Не згадавши закон Ома, було б непростимо.
У шкільних підручниках про закон Ома для ділянки ланцюга написано так: «Струм у ланцюгу (I) прямо пропорційний напрузі (U), і назад пропорційний опору (R)». Усі, хто займається електрикою серйозно, знають цю фразу як Отче наш. І то сказати, не знаючи закон Ома – сиди вдома.
Якщо закон Ома записати у вигляді математичної формули, то вийде дуже легко: I=U/R.
Це закон Ома для ділянки ланцюга, яким ми тут обмежимося. Для отримання правильних результатів слід формулу підставляти значення струму в Амперах, напруги у Вольтах, опору в Омах. Перші букви великі, оскільки одиниці виміру походять від прізвищ учених, які відкрили ці закони.
Щоправда, можна підставляти, наприклад, опір в кілоомах (1 КОм = 1000 Ом), тоді струм вийде в міліамперах (1 мА = 0,001 А). Такою підстановкою у слаботочних ланцюгах користуватися доводиться досить часто.
Найпростіша електричний ланцюг, показана на малюнку 1, складається з джерела напруги, з'єднувальних проводів, вимикача та навантаження. Але на прикладі цього ланцюга можна побачити все, що згадується в законі Ома, все, що можна виміряти за допомогою приладів, ознайомитись із підключенням амперметра, вольтметра та омметра.
Малюнок 1. Найпростіший електричний ланцюг
Багато приладів для простих вимірів
Показаний на малюнку 2 електричний ланцюг живиться від джерела постійного струму - гальванічної батареї, тому амперметр і вольтметр повинні бути призначені для вимірювання ланцюгів постійного струму. Якщо ж живлення навіть такої простої схеми здійснюється змінним струмом (220В, вимикач, лампочка), то й прилади будуть потрібні змінного струму. Виходить, що знадобиться ціла купа приладів, навіть за такої простої схеми!
Ця проста схемапоказано для того, щоб освіжити у пам'яті способи підключення приладів. Докладніше про вимір струмів і напруг можна прочитати у статті.
Позбутися такої кількості приладів дуже просто: всі прилади зібрати в одному корпусі і за допомогою перемикачів до кожного з них підключати ту саму вимірювальну стрілочну головку. Такі прилади колись називалися комбінованими чи авометрами – АмперВольтОмметр.
Ще одна назва цих приладів – тестер, від англійського test – перевірка, проба, оскільки точність вимірювань такими приладами невелика. Зазвичай, це прилади 4-го класу точності, тобто. похибка вимірювань становить 4%, що цілком достатньо для більшості практичних цілей.
В даний час стрілочні тестери, не те що пішли на спокій, але застосовуються досить рідко, хоча в деяких випадках без них просто не обійтися. Але багато, переважно старі фахівці, вважають за краще користуватися саме стрілочними авометрами. Ну, це хтось до чого звик. Ось так, потихеньку, ми підійшли до сучасного комбінованого приладу – мультиметра.
Сучасний цифровий мультиметр
На відміну від антикварних авометрів - тестерів, мультиметр став цифровим приладом, на упаковочній коробці так і написано «Цифровий мультиметр». Це не тому, що показання виводяться у вигляді цифр, відмінність полягає в самому принципі роботи. Вимірювана величина, напруга, струм або опір за допомогою аналого-цифрового перетворювача (АЦП) перетворюється на цифровий код, який потім показується на цифровому рідкокристалічному індикаторі.
Крім, власне, результатів вимірювань, на індикаторі може відображатися додаткова інформація: стан заряду батареї (коли батарею час змінювати, на дисплеї з'являється миготливе зображення батареї) і попередження про вимірювання високої напруги. Мультиметри, при невеликих габаритах і незначній ціні, мають високу точність вимірювань, що забезпечило їм заслужену популярність у користувачів.
Найпростіше розібратися з пристроєм та роботою приладу, коли він перебуває в руках. Але, якщо такої можливості немає, то цілком підійде і картинка із зображенням приладу. Достатньо зробити фотографію та забезпечити її пояснювальними написами. Подібна фотографія показана на малюнку 3 (Для збільшення натисніть на малюнок).
Рисунок 3. Зовнішній вигляд цифрового мультиметра D838
Навіщо і кому потрібний мультиметр
Мультиметри серії D83X, є бюджетним варіантом - при мінімальній вартості є набір всіх або майже всіх режимів роботи, якими користується більшість електриків, електронників і просто ті, кому доводиться спілкуватися з електрикою іноді. Існують, звичайно, і дорожчі моделі, що мають додаткові межі вимірювань та різноманітні експлуатаційні зручності.
Насамперед, це можливість вимірювання ємності конденсаторів та індуктивності котушок. Деякі мультиметри мають навіть режим вимірювання частоти, щоправда, він зазвичай обмежений частотами звукового діапазону, до 20КГц. Майже всі мультиметри, включаючи бюджетний варіант, мають режим вимірювання коефіцієнта посилення малопотужних транзисторів, але користуються ним не дуже часто.
До додаткових опцій можна також віднести підсвічування шкали (а як ще проводити вимірювання вночі?) і кнопку збереження останнього результату вимірювань. Таке запам'ятовування дає можливість записати результат у блокнот або попередньо надруковану таблицю. Власне, дуже корисна властивість.
Показаний на малюнку 3 мультиметр DT838 як приємне доповнення має режим вимірювання температури: якщо просто включити мультиметр у цей режим, то за допомогою внутрішнього температурного сенсора можна спостерігати за температурою в робочому приміщенні.
У вік цифрових технологій стрілочний мультиметр все ще користується попитом.
У старшого покоління радіоаматорів досі збереглися "цешки", надійні радянські прилади. Вірою та правдою служать вони своїм господарям протягом кількох десятиліть. А нове покоління дивляться на них як на антикваріат і не уявляють, як користуватись стрілочним мультиметром без інструкції. Однак вони мають ряд властивостей, які дозволяють їм бути затребуваними і в даний час.
Призначення
Стрілецький тестер – це аналоговий прилад, що складається зі стрілочного мікроамперметра, набору резисторів та шунтів. Інша його назва – авометр (ампер+вольт). Спочатку мультиметри виконували лише три функції, вимірювали напругу, струм та опір. Потім набір функцій було розширено. При вимірюванні напруги до мікроамперметра послідовно опдєднують резистори великого номіналу, для визначення струму паралельно до нього приєднується шунт, резистор з малим опором.
При вимірюваннях змінного струму та напруги додатково підключаються діоди для випрямлення вхідного сигналу. Додаткові резистори та шунти мають високу точність номіналу, оскільки від цього залежить похибка стрілочного мультиметра. Класичний радянський стрілочний тестер це модель Ц4352. У нього широкий діапазон вимірювання напруги (до 1200В), струму (до 15А) та опору (до 5МОм). Причому цей мультиметр може вимірювати показники як постійного, так і змінного струму. Сьогодні випускають його модифікації, які мають попит.
Особливості конструкції
Головний елемент стрілочного мультиметра – це магнітоелектричний вимірювальний механізм у мікроамперметрі. Від його чутливості залежить основні характеристики мультиметра.
Конструктивно він є двома постійними магнітами з полюсними наконечниками. Між наконечниками з однаковими полюсами є циліндричний зазор, в якому розташований сталевий осердя. Фактично він плаває в магнітному полі, не торкаючись жодного магніту. У цьому зазорі міститься алюмінієвий каркас, що охоплює сердечник по довжині. Дуже тонким дротом намотується обмотка на каркас. Вона кріпиться до осі, яка з'єднується розтяжками чи спіральними пружинками зі стрілкою. Вимірюваний стрілочним тестером струм підводиться до котушки через них.
При проходженні струму по обмотці всі витки її випробовуватимуть дію електромагнітної сили. Загальна дія всіх сил створить крутний момент, який поверне котушку і разом із нею стрілку. У постійного магнітуйого індукція поля теж постійна, а кількість витків обмотки, її розмір та повітряний зазор для конкретного механізму відомі. Тому крутний момент (сила відхилення) стрілки залежатиме тільки від сили струму, що протікає через котушку. Кут відхилення стрілки мультиметра залежатиме від жорсткості спіральних пружинок. Обертальний момент повинен врівноважитись зустрічним моментом спіральних пружинок, при цьому стрілка замре. Кут відхилення залежатиме від сили струму. Тому стрілочні тестери з магнітоелектричним механізмом мають лінійну шкалу.
Стабільні свідчення
Для того щоб стрілка не бовталася, а швидко заспокоїлася, передбачені повітряні та магнітно-індукційні демпфери. Алюмінієвий каркас є таким демпфером, створюючи вихрові струми при повороті котушки і, згідно з правилом Ленца, сила гальмування, що виникла, заспокоює її таким чином. Для компенсації впливу гравітації передбачені противаги з центром мас, що змінюється.
Для усунення впливу температури встановлюються резистори з невеликим температурним коефіцієнтом зміни опору.
Так як від напрямку струму залежить напрямок відхилення стрілки, то при вимірюваннях потрібно враховувати полярність сигналу, що вимірюється. При прямому використанні магнітоелектричного приладу змінний струм він вимірювати не зможе, так як сумарний крутний момент дорівнюватиме нулю.
Щоб виміряти стрілочним мультиметром змінний струм, його спочатку випрямляють за допомогою діодів.
Достоїнства і недоліки
Аналоговий стрілочний прилад у режимі вимірювання постійних величинмає лінійну шкалу – це плюс. А ось при вимірі опору доводиться скористатися нелінійною шкалою - це мінус мультиметра. Оскільки стрілка приладу має певну масу, вона інерційна. І ця властивість дозволяє мультиметр бути прекрасним інтегратором. Для сприйняття інформації дуже зручно. Дрібні часті коливання вона згладжує, що дозволяє відразу оцінити інформацію, що надається. Цифровий мультиметр, при такому ж вхідному сигналі, видає миготіння цифр, і сприйняття показань приладу утруднено.
Головні переваги стрілочного мультиметра:
- наочність;
- якісне сприйняття;
- можливість загалом оцінити вимірюваний сигнал.
Інерційність стрілки дозволяє мультиметр бути стійким до перешкод. Крім цього, їм зручно стежити за зміною струму на конденсаторі, що заряджається. При роботі не потрібно постійно дивитися мультиметр, бічним зором чудово фіксуються рухи стрілки.
У той же час, через обмеженість чутливості магнітоелектричного механізму приладу немає можливості використовувати резистори з дуже великим номіналом. Це вносить додаткову похибку при вимірюванні напруги. А при вимірі струму тестер не може його фіксувати за дуже малих номіналів шунта, коли практично весь струм проходитиме через нього.
У порівнянні з цифровими тестерами стрілочні більш схильні до механічних впливів через чутливу вимірювальну головку, залежать від стану джерел живлення, але більш економічні.
Додаткові можливості
Стрілочним тестером можна вимірювати ємність конденсаторів, деякі моделі можуть виміряти температуру, визначати справність напівпровідникових елементів. Зустрічаються мультимтери із вбудованим генератором випробувальних сигналів на кілька (до десяти) частот.
У нормального виробника в комплект постачання входять:
При покупці слід звернути увагу на відповідність стрілочного мультиметра стандарту безпеки 89/336/EEC.
Діапазон перевірки напруги 500-1000 В, струму до 10 А. Стрілочним тестером зручно займатися продзвонюванням проводів, перевіряти заземлення. Деякі мають звукову або світлову сигналізацію при досягненні опору 20-30 Ом і нижче, це дуже зручно. Середнім стрілочним мультиметором можна провести практично всі вимірювання, необхідні у побуті звичайній людині. Їхні функціональні можливості розраховані саме на це.
Вимірювання напруги та сили струму
Розглянемо для прикладу стрілочний мультиметр m1015b, який відповідає всім стандартам безпеки. На лицьовій стороні пристрою розташований перемикач функцій, налаштування нуля, стрілка зі шкалами, гнізда для приєднання вимірювальних щупів.
Для вимірювання постійної напруги перемикач функцій встановлюється положення DCV. Вимірювальні щупи підключаються паралельно до навантаження, на якому буде вимірюватися напруга. Покази знімаються за чорною шкалою V.mA приладу. Якщо невідомий діапазон сигналу, потрібно вибрати найбільший, потім переходити на оптимальний для даного сигналу.
При вимірі змінної напруги перемикач перетворюється на положення АCV. Решта робиться так само, як і при вимірі постійної напруги.
Щоб виміряти струм, поворотний перемикач встановлюється в положення DCmA, залежно від діапазону значень струму. Починають виміри з максимальної шкали. Свідчення знімаються за чорною шкалою.
Вимір опору та децибел
При вимірі опору досліджуваний пристрій чи деталь необхідно відключити від електрики. Перемикач режимів переводять у положення Ω.
Спеціальною кнопкою регулятора нуля стрілка мультиметра поєднується з нульовим розподілом шкали вимірювання опору. Перед цим щупи необхідно закоротити. Якщо виставити стрілку в нуль не вдається, треба замінити батарею. Для цього знімається задня кришка та проводиться заміна.
Після цього щупи приєднуються до вимірюваного опору. Свідчення омметра знімаються за зеленою шкалою. Коефіцієнт множення залежить від обраного діапазону.
Для вимірювання дБ перемикач режимів встановлюється у потрібне положення стрілочного мультиметра ACV.
Для діапазону 10 В змінного струму знімають показання на червоній шкалі dB, для діапазону 50 В потрібно ввести поправку +14 в діапазоні -20...22 dB, для 250 В поправка +28 для діапазону 8...50 dB. Якщо сигнал має постійну складову, необхідно вимірювати через конденсатор ємністю менше 0,1 мкФ.
За дотримання правил застосування тестер жодного догляду не вимагає. Може працювати при плюсовій температурі до 40 градусів та вологості 75%.
Коли згадують мультиметр, зазвичай мають на увазі компактний мобільний прилад з автономним живленням. Але існують ще й стаціонарні стрілочні тестери. Набір функцій у них може бути такий самий, як у переносних або трохи ширше, а точність вимірювань, кількість діапазонів обов'язково вища.
Який прилад вибрати, цифровий, стрілочний, стаціонарний чи мобільний, залежить від потреб споживача, але стрілочні мультиметри ще довго будуть потрібні.