Как пользоваться мультиметром?

Электрика и электроника – науки, построенные на точном измерении всех параметров цепей, поиске взаимосвязи между ними и степени влияния друг на друга. Поэтому так важно уметь пользоваться универсальными измерительными приборами – мультиметрами. Они сочетают в себе более простые специализированные устройства: амперметр, вольтметр, омметр и другие. По сокращённым названиям их иногда называют авометрами, хотя на западе больше распространено слово «тестер». Давайте разберёмся, как пользоваться мультиметром и для чего он нужен?

Содержание

• 1 Назначение и функции
• 2 Устройство мультиметра
• 3 Измерение электрических параметров
  • 3.1 Определение силы тока
  • 3.2 Измерение напряжения
  • 3.3 Как измерить сопротивление мультиметром
• 4 Проверка элементов электрических схем
  • 4.1 Разбираемся с диодами и светодиодами
  • 4.2 Проверка биполярного транзистора
  • 4.3 Как проверить тестером полевой транзистор
  • 4.4 Как проверить конденсатор мультиметром
• 5 Прозвонка проводов
• 6 Как пользоваться мультиметром в машине

Назначение и функции

Мультиметр предназначен для измерения трёх основных параметров электрической цепи: напряжения, силы тока и сопротивления. К этому базовому набору функций обычно добавляют режимы проверки целостности проводника и исправности полупроводниковых приборов. Более сложные и дорогие устройства способны определять ёмкость конденсаторов, индуктивность катушек, частоту сигнала и даже температуру исследуемого электронного компонента. По принципу работы мультиметры делят на две группы:

1. Аналоговые – устаревший вид, основанный на магнитоэлектрическом амперметре, дополненном резисторами и шунтами для измерения напряжения и сопротивления. Аналоговые тестеры относительно дёшевы, однако склонны давать большую погрешность из-за малого входного сопротивления. К другим недостаткам аналоговой системы относится чувствительность к полярности подключения и нелинейная шкала.
   

   Общий вид аналогового прибора

2. Цифровые – более точные и современные приборы. В бытовых моделях среднего ценового сегмента допустимая погрешность не превышает 1%, для профессиональных моделей — возможное отклонение лежит в пределах 0,1%. «Сердце» цифрового мультиметра – электронный блок с логическими микросхемами, счётчиком сигналов, декодером и драйвером дисплея. Информация отображается на жидкокристаллическом энергозависимом экране.

Погрешность бытовых цифровых тестеров не превышает 1%

В зависимости от назначения и специфики использования, мультиметры могут быть выполнены в различных форм-факторах и пользоваться разными источниками тока. Наибольшее распространение получили:

1. Портативные мультиметры со щупами – самые популярные как в быту, так и в профессиональной деятельности. Состоят из основного блока, оснащённого батареями или аккумулятором, к которому подключаются гибкие проводники-щупы. Для измерения того или иного электрического показателя щупы соединяют с электронным компонентом или участком цепи, а результат считывают с дисплея прибора.
   

   Портативные мультиметры применяются в быту и промышленности: электронике, автоматизации и при проведении пуско-наладочных работ

2. Токоизмерительные клещи – в таком устройстве контактные площадки щупов сблокированы на подпружиненных губках. Пользователь разводит их в стороны, нажимая на специальную клавишу, а затем защёлкивает на том участке цепи, который нужно измерить. Зачастую токоизмерительные клещи допускают возможность подключения классических гибких щупов.
   

   Токоизмерительные клещи позволяют проводить измерения электрического тока без разрыва цепи

3. Стационарные мультиметры питаются от бытового источника переменного тока, отличаются высокой точностью и широким функционалом, могут работать со сложными радиоэлектронными компонентами. Основная сфера применения – проведение измерений при разработке, макетировании, ремонте и обслуживании электронных приборов.
   

   Стационарные или настольные мультиметры применяются чаще всего в электротехнических лабораториях

4. Осциллографы-мультиметры или скопметры – сочетают в себе сразу два измерительных прибора. Могут быть как портативными, так и стационарными. Цена на такие устройства очень высока, что делает их сугубо профессиональным инженерным инструментом.
   

   Скопметры представляют собой наиболее профессиональное оборудование и предназначены для поиска неисправностей в приводах электродвигателей, линиях электропитания и трансформаторах

Как можно заметить, функции мультиметра могут варьироваться в достаточно широких пределах и зависят от вида, форм-фактора, ценовой категории прибора. Так, мультиметр для домашнего использования должен обеспечивать:

• Определение целостности проводника;
• Поиск «нуля» и «фазы» в бытовой электросети;
• Измерение напряжения переменного тока в бытовой электросети;
• Измерение напряжения маломощных источников постоянного тока (батарейки, аккумуляторы);
• Определение базовых показателей исправности электронных приборов – силы тока, сопротивления.

Бытовое применение мультиметра обычно сводится к прозвонке проводов, проверке исправности ламп накаливания, определению остаточного напряжения в батарейках.

В быту мультиметры используются для прозвонки проводов, проверки батареек и электрических схем

В то же время, требования, предъявляемые к профессиональным моделям, куда строже. Они определяются отдельно для каждого частного случая. Среди главных особенностей продвинутых тестеров стоит отметить:

• Возможность комплексной проверки диодов, транзисторов и других полупроводниковых приборов;
• Определение ёмкости и внутреннего сопротивления конденсаторов;
• Определение ёмкости аккумуляторных батарей;
• Измерение специфичных характеристик – индуктивности, частоты сигнала, температуры;
• Способность работать с большим напряжением и силой тока;
• Высокая точность измерений;
• Надёжность и долговечность прибора.

Важно помнить, что мультиметр – достаточно сложный электрический прибор, работать с которым следует грамотно и осторожно.

Устройство мультиметра

Большинство современных мультиметров комплектуются подробной инструкцией, в которой описана последовательность действий по работе с прибором. Если у Вас есть такой документ — не игнорируйте его, познакомьтесь со всеми нюансами модели прибора. Мы же расскажем об основных аспектах использования любого мультиметра.

Стандартный галетный переключатель включает: измерение сопротивления, силы тока и напряжения, а также проверку электропроводности

Для выбора режима работы служит галетный переключатель, обычно – совмещённый с выключателем (положение «Off»). У бытовых приборов он позволяет задать такие максимальные границы измерения:

• Постоянное напряжение: 0,2 В; 2 В; 20 В; 200 В; 1000 В;
• Переменное напряжение: 0,2 В; 2 В; 20 В; 200 В; 750 В;
• Постоянный ток: 200 мкА; 2 мА; 20 мА; 200 мА; 2 А (опционально); 10 А (отдельное положение);
• Переменный ток (данный режим есть не во всех мультиметрах): 200 мкА; 2 мА; 20 мА; 200 мА;
• Сопротивление: 20 Ом; 200 Ом; 2 кОм; 20 кОм; 200 кОм; 2 МОм; 20 или 200 МОм (опционально).

Отдельное положение служит для проверки работоспособности диодов и определения целостности проводника. Кроме того, в стороне от галетного переключателя расположено гнездо для проверки транзисторов.

Общая компоновка переключателя бюджетного мультиметра 

Использование прибора начинается с установки переключателя в нужное положение. Затем подсоединяют щупы. Распространены два варианта расположения гнёзд для щупов: вертикальный и горизонтальный.

Разъём, обозначенный значком заземления и надписью COM, является минусовым или заземлённым — к нему подключается чёрный провод; разъём, обозначенный как VΩmA, предназначен для измерения сопротивления, напряжения, а также тока, величиной не более 500 mA; разъём, подписанный 10 А предназначен для измерения силы тока в диапазоне от 500 mA до указанного значения

При вертикальном расположении, таком, как на рисунке выше, щупы подключают так:

• В верхний разъём – «плюсовой» щуп в режиме измерения большой силы тока (до 10 А);
• В средний разъём – «плюсовой» щуп во всех остальных режимах;
• В нижний разъём – «минусовой» щуп.

В данном случае величина силы тока при использовании второго гнезда не должна превышать 200 mA

Если разъёмы расположены горизонтально, внимательно следуйте символам, нанесённым на корпус мультиметра. К прибору, изображенному на рисунке, щупы подключают так:

• В крайний левый разъём – «плюсовой» щуп в режиме измерения большой силы тока (до 10 А);
• Во второй слева разъём – «плюсовой» щуп в стандартном режиме измерения (до 1 А);
• В третий слева разъём – «плюсовой» щуп во всех остальных режимах;
• В крайний справа разъём – «минусовой» щуп.

Главное здесь – научиться читать символьные обозначения и следовать им. Помните, что при несоблюдении полярности или ошибочном выборе режима измерения можно не только получить некорректный результат, но и вывести из строя электронику тестера.

Измерение электрических параметров

Для каждого вида измерений существует отдельный алгоритм. Важно знать, как пользоваться тестером, то есть понимать, в какое положение установить переключатель, к каким гнёздам подключить щупы, как включать прибор в электрическую цепь.

Схема подключения тестера при измерении тока, напряжения и сопротивления

Определение силы тока

Значение нельзя измерить на источнике, так как она свойственна участку цепи или определённому потребителю электричества. Поэтому мультиметр включают в цепь последовательно. Грубо говоря, измерительным прибором заменяют часть проводника в замкнутой системе источник-потребитель.

При измерении силы тока мультиметр необходимо включать в цепь последовательно

Из закона Ома мы помним, что силу тока можно получить, разделив напряжение источника на сопротивление потребителя. Поэтому если по какой-то причине Вы не можете измерить один параметр, то его можно легко вычислить, зная два других.

Измерение напряжения

Напряжение измеряют либо на источнике тока, либо на потребителе. В первом случае достаточно соединить положительный щуп мультиметра с «плюсом» питания («фазой»), а отрицательный щуп – с «минусом» («нулём»). Мультиметр примет на себя роль потребителя и отобразит фактическое напряжение.

Чтобы не перепутать полярность щуп чёрного цвета подключаем к гнезду COM и минусы источника, а щуп красного цвета к разъёму VΩmA и плюсу

Во втором случае цепь не размыкают, а прибор подключают к потребителю параллельно. Для аналоговых мультиметров важно соблюдать полярность, цифровой в случае ошибки просто покажет отрицательное напряжение (например, -1,5 V). И, конечно, не забывайте, что напряжение – это произведение сопротивления и силы тока.

Как измерить сопротивление мультиметром

Сопротивление проводника, потребителя или электронного компонента измеряется при отключенном питании. В противном случае велик риск поломки прибора, а результат измерения будет некорректным.

Если известно значение измеряемого сопротивления, то предел измерения выбирается больше значения, но как можно ближе к нему

Для определения величины параметра достаточно просто соединить щупы с противоположными контактами элемента — полярность не имеет значения. Обратите внимание на широкий разброс единиц измерения – используются омы, килоомы, мегаомы. Если установить переключатель в режим «2 МОм» и попробовать измерить 10-омный резистор, на шкале мультиметра отобразится «0». Напоминаем, что сопротивление можно получить, разделив напряжение на силу тока.

Проверка элементов электрических схем

Любой более или менее сложный электронный прибор состоит из набора компонентов, которые чаще всего размещаются на печатной плате. Большинство поломок вызывает именно выход из строя этих компонентов, например, термическое разрушение резисторов, «пробой» полупроводниковых переходов, высыхание электролита в конденсаторах. В таком случае ремонт сводится к поиску неисправности и замене детали. И тут на выручку вновь придёт мультиметр.

Разбираемся с диодами и светодиодами

Диоды и светодиоды – одни из самых простых радиоэлементов, основанных на полупроводниковом переходе. Конструктивная разница между ними обусловлена лишь тем, что кристалл полупроводника светодиода способен излучать свет. Корпус светодиода прозрачный или полупрозрачный, выполнен из бесцветного или окрашенного компаунда. Обычные диоды заключены в металлические, пластиковые или стеклянные корпуса, как правило, окрашены непрозрачной краской.

К полупроводниковым приборам относятся варикапы, диоды, стабилитроны, тиристоры, транзисторы, терморезисторы и датчики Холла

Характерная особенность любого диода – возможность пропускать ток лишь в одном направлении. Положительный электрод детали называют анодом, отрицательный – катодом. Определить полярность выводов светодиода просто – ножка анода длиннее, а внутренняя часть больше, чем у катода. Полярность обычного диода придётся поискать в Сети. На принципиальных схемах анод обозначается треугольником, катод – полоской.

Изображение диода на электрической схеме

Чтобы проверить диод или светодиод мультиметром, достаточно установить переключатель в режим «прозвонки», соединить анод элемента с положительным щупом прибора, а катод – с отрицательным. Через диод пойдёт ток, что отобразится на дисплее мультиметра. Затем следует изменить полярность и убедиться, что в обратном направлении ток не идёт, то есть диод не «пробит».

Проверка биполярного транзистора

Биполярный транзистор зачастую представляют в виде двух соединённых диодов. Он имеет три вывода: эмиттер (Э), коллектор (К) и базу (Б). В зависимости от типа проводимости между ними, различают транзисторы с «p-n-p» и «n-p-n» структурой. Конечно, проверять их нужно по-разному.

Изображение областей эмиттер, база и коллектор на биполярных транзисторах

Последовательность проверки транзистора со структурой n-p-n:

1. Положительный щуп мультиметра соединяют с базой транзистора, переключатель устанавливают в режим «прозвонки».
2. Отрицательным щупом последовательно касаются эмиттера и коллектора – в обоих случаях прибор должен зафиксировать прохождение тока.
3. Положительный щуп соединяют с коллектором, а отрицательный – с эмиттером. Если транзистор исправен, на дисплее мультиметра останется единица, если нет – цифра изменится и/или прозвучит звуковой сигнал.

Транзисторы со структурой p-n-p проверяют схожим образом:

1. Отрицательный щуп мультиметра соединяют с базой транзистора, переключатель устанавливают в режим «прозвонки».
2. Положительным щупом последовательно касаются эмиттера и коллектора – в обоих случаях прибор должен зафиксировать прохождение тока.
3. Отрицательный щуп соединяют с коллектором, а положительный – с эмиттером. Контролируют отсутствие тока в этой цепи.

Задача существенно упростится, если на мультиметре есть пробник для транзисторов. Правда, стоит учитывать, что мощные транзисторы проверить в пробнике не получится – их выводы просто не поместятся в гнёздах.

Для проверки биполярных транзисторов на мультиметрах чаще всего предусмотрен пробник

Пробник разделён на две части, каждая из которых работает с транзисторами определённой структуры. Установите транзистор в нужную часть, соблюдая полярность (база – в гнездо «B», эмиттер – «E», коллектор – «C»). Переключатель установите в положение hFE – измерение коэффициента усиления. Если на табло останется единица — транзистор неисправен. Если цифра измениться — деталь в норме, а её коэффициент усиления соответствует указанному значению.

Как проверить тестером полевой транзистор

Полевые транзисторы устроены сложнее, чем биполярные, так как в них сигналом управляет электрическое поле. Такие транзисторы делят на n-канальные и p-канальные, а их выводы получили следующие названия:

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

Использовать, встроенный в мультиметр, пробник для проверки полевого транзистора не получится. Придётся воспользоваться более сложным способом.

Пример проверки тестером контактов полевого транзистора

Начнем с n-канального транзистора. Первым делом, снимают с него статическое электричество, поочередно касаясь выводов заземлённым резистором. Затем мультиметр устанавливают в режим «прозвонки» и выполняют такую последовательность действий:

1. Положительный щуп соедините с истоком, отрицательный – со стоком. Для большинства полевых транзисторов напряжение на этом переходе составляет 0,5-0,7 В.
2. Положительный щуп соедините с затвором, отрицательный – со стоком. На дисплее должна остаться единица.
3. Повторите действия, указанные в п. 1. Вы должны зафиксировать изменение напряжения (возможно как падение, так и рост).
4. Положительный щуп соедините с истоком, отрицательный – с затвором. На дисплее должна остаться единица.
5. Повторите действия, указанные в п. 1. Напряжение должно вернуться к первоначальному значению (0,5-0,7 В).

Любое отклонение от нормативных величин говорит о неисправности полевого транзистора. Детали с p-канальным переходом проверяют в той же последовательности, изменив в каждом шаге полярность на противоположную.

Как проверить конденсатор мультиметром

Прежде всего, следует определить, какой конденсатор вы будете проверять – полярный или неполярный. Полярными являются все электролитические и некоторые твердотельные конденсаторы, а неполярные, как правило, плёночные или керамические, имеют в разы меньшую ёмкость (нано- и пикофарады).

Конденсатор — двухполюсник с постоянным или переменным значением ёмкости и малой проводимостью, и использующийся для накопления заряда электрического поля

Если конденсатор уже использовался (например, выпаян из электронного прибора), то его нужно разрядить. Не соединяйте контакты напрямую проволокой или отвёрткой – это в лучшем случае приведёт к поломке детали, а в худшем – к поражению электрическим током. Воспользуйтесь лампочкой накаливания или мощным резистором.

Проверку конденсаторов можно разделить на два вида – собственно проверку работоспособности и измерение ёмкости. С первой задачей справится любой мультиметр, со второй – только профессиональные и «продвинутые» бытовые модели.

Чем больше номинал конденсатора, тем медленнее изменяется значение на дисплее

Чтобы проконтролировать исправность детали, установите переключатель мультиметра в режим «прозвонки» и соедините щупы с контактами конденсатора (при необходимости – соблюдая полярность). Вы увидите на дисплее цифру, которая тут же начнёт расти – это батарея мультиметра заряжает конденсатор.

Для проверки ёмкости конденсатора используется специальный пробник

Измерить ёмкость «продвинутым» мультиметром тоже не сложно. Внимательно осмотрите корпус конденсатора и найдите обозначение ёмкости в микро-, нано- или пикофарадах. Если вместо единиц ёмкости нанесён трёхзначный код (например 222, 103, 154), воспользуйтесь специальной таблицей для его расшифровки. Определив номинальную ёмкость, установите переключатель в соответствующее положение и вставьте конденсатор в прорези на корпусе мультиметра. Проверьте, соответствует ли фактическая ёмкость номинальной.

Прозвонка проводов

Несмотря на всю многозадачность мультиметров, главное их бытовое применение – прозвонка проводов, то есть определение их целостности. Казалось бы, что может быть проще – соединил два конца кабеля со щупами в режиме «пищалки», и дело с концом. Но такой способ укажет лишь на наличие контакта, но никак не на состояние проводника. Если внутри имеется надрыв, который приводит к искрению и подгоранию под нагрузкой, то пьезоэлемент мультиметра всё равно издаст звук. Лучше воспользоваться встроенным омметром.

Звуковой сигнал, иначе именуемый как «зуммер», значительно ускоряет процесс прозвонки

Установите переключатель мультиметра в положение «единицы Ом» и соедините щупы с противоположными концами проводника. Нормальное сопротивление многожильного провода длиной несколько метров – 2-5 Ом. Увеличение сопротивления до 10-20 Ом скажет о частичном износе проводника, а значения в 20-100 Ом свидетельствуют о серьёзных обрывах жил.

Иногда при проверке уложенного в стену провода, использование мультиметра затруднено. В таких случаях целесообразно применять бесконтактные тестеры, однако цена этих устройств довольно высока.

Как пользоваться мультиметром в машине

Электрооборудование – одна из самых уязвимых частей автомобиля, которая очень чувствительна к условиям эксплуатации, своевременной диагностике и техническому обслуживанию. Поэтому мультиметр должен стать неотъемлемой частью набора инструментов – он поможет выявить неисправность, определить причины её возникновения и возможные способы ремонта.

Мультиметр — обязательный прибор для диагностики электрической системы транспортного средства

Для опытных автолюбителей производятся специализированные автомобильные мультиметры, но в большинстве случаев будет достаточно и бытовой модели. Среди основных задач, которые ей предстоит решать:

• Контроль напряжения на аккумуляторной батарее, что особенно актуально после долгого простоя автомобиля или в случае некорректной работы генератора;
• Определение величины тока утечки, поиск коротких замыканий;
• Проверка целостности обмоток катушки зажигания, стартера, генератора;
• Проверка диодного моста генератора, компонентов системы электронного зажигания;
• Контроль исправности датчиков и зондов;
• Определение целостности предохранителей;
• Проверка ламп накаливания, тумблеров и кнопок.

Проблема, с которой сталкиваются многие автолюбители – разрядка батареи мультиметра в самый неподходящий момент. Чтобы избежать этого, достаточно выключать прибор сразу же после использования и возить с собой запасную батарею.

Мультиметр – удобный и универсальный прибор, незаменимый как в быту, так и в профессиональной деятельности человека. Даже при базовом уровне знаний и навыков он способен существенно упростить диагностику и ремонт электроприборов. В умелых же руках тестер поможет решить самые сложные задачи – от контроля частоты сигнала до проверки интегральных микросхем.

Обсуждения закрыты для данной страницы