Как замерить ток мультиметром: Страница не найдена – Я

При отсутствии цифровых данных на дисплее мультиметра в процессе замеров необходимо изменить предел измерений, уменьшив его на одну позицию.

Что учесть при измерении?

При работе с прибором, тестирующим показатели силы тока, нужно в обязательном порядке учитывать следующие рекомендации и не игнорировать основные правила:

• при помощи мультитестера определяются величины, только доступные для замеров на данном типе измерительного прибора;
• тестирование устройств, имеющих слишком высокие для прибора значения, спровоцирует выход из строя предохранителей или полное перегорание мультиметра;
• для замеров правильно выбирается необходимый режим, который для измерения силы переменного тока представлен сектором шкалы «А» или «АС», а постоянного – «ДС»;
• гарантированно отсутствуют повреждения измерительного прибора на максимально возможном уровне, который должен постепенно понижаться в условиях неправильной работы тестера до нормальных значений.

Выполнять работы по замерам мультиметром силы тока необходимо с соблюдением техники безопасности. Поражение электрическим током часто отмечается даже в условиях тестирования устройств с небольшими показателями мощности.

Если тестирование любой электротехники осуществляется при повышенных показателях влажности, то работы должны производиться в резиновых сапогах и технических перчатках.

Видео на тему

Как замерить ток мультиметром – советы по самостоятельному ремонту от Леруа Мерлен в Липецке

Конструктивно любой мультиметр представляет собой прибор с информационным табло (стрелочным или дисплеем), переключателем рода работ и гнездами для подключения пробников-щупов. Внутри кожуха размещается измерительная схема.

Сопротивление чаще всего измеряют для того, чтобы определить наличие или отсутствие контакта или связь одной точки цепи с другой («прозвонка»).

Для измерения сопротивления выполните следующие действия:

1. Переведите переключатель в соответствующее положение.
2. Плотно прижмите щупы к оголенным участкам, сопротивление между которыми собираетесь измерить.

Внимание! Помните, что измерения можно проводить только при полностью обесточенной (отключенной) цепи.

3. Снимите показания. Ноль на приборе означает наличие контакта, а любое другое значение — сопротивление между участками.

Для измерения силы тока выполните следующие действия:

1. Включите мультиметр в разрыв цепи, обеспечив надежный контакт между щупами прибора и токоподводящими частями цепи.

Внимание! Для стрелочных приборов следует учитывать полярность подключения, для цифровых — нет.

2. Снимите показания. Сила тока соответствует положению переключателя и измеряется в микроамперах (мкА) или миллиамперах (мA).

Как измерить силу тока мультиметром на аккумуляторе автомобиля? – Taxi Bolt

Мультиметр — тестер, авометр, комбинированный электроизмерительный прибор, объединяющий в себе несколько функций. В зависимости от модели включает в себя функции вольтметра, амперметра и омметра. Существуют цифровые и аналоговые мультиметры. В некоторых случаях исполняется мультиметр в виде токоизмерительных клещей.

Название «мультиметр»закрепилось именно за цифровыми измерителями, в то время как аналоговые приборы часто именуются «тестер», «авометр», а иногда и просто «Цешка» (отечественные).

Подключение мультиметра

Для начала нужно отключить все устройства, которые могут питаться от аккумулятора. Для проведения измерений мультиметр включают в разрыв цепи. Чтобы получить такой разрыв, с плюсовой клеммы (можно и минусовой) АКБ снимают провод. Затем подключают один контакт амперметра к плюсу (или минусу) аккумулятора. А второй контакт подключают к снятому проводу.

[attention type=red]Не подключайте измерительные приборы к плюсу и минусу на аккумуляторе, иначе случится короткое замыкание и в мультиметре сгорит предохранитель.[/attention]

После подключения на экране прибора появится число, которое соответствует току, что потребляется постоянно включенными электроприборами. Если допустимая утечка тока в автомобиле ниже, чем результат измерений, нужно искать причину далее.

Какие параметры можно проверить мультиметром?

• измерить напряжение с максимальной точностью. По электрическому напряжению можно определить заряжена ли аккумуляторная батарея или необходимо заряд;
• проверить напряжение аккумуляторов сотовых телефонов. Для этого необходимо перевести прибор в режим измерения постоянного тока до 20 В;
• аккумулятор шуруповерта;
• емкость аккумулятора.

Как измерить напряжение аккумулятор

Чтобы проверить напряжения аккумулятора, необходимо перевести мультиметр в режим DC. Если необходимо проверить источник электроэнергии, напряжение которого не превышает 20 вольт, то в данном секторе переключатель режимов устанавливается в положение 20 В.

Далее чёрным щупом мультиметра следует присоединить к минусовой клемме, а красный — к плюсу АКБ, на дисплее устройства, в этот момент, будет показано напряжение постоянного тока. Исправный и полностью заряженный автомобильный аккумулятор имеет напряжение 12,7 В. Если при таком напряжении плотность электролита находится в норме, то источник электроэнергии может быть использован по назначению.

Таким же образом измеряется напряжение литий-ионных батарей сотовых телефонов, а также щелочных или гелевых батарей, которые применяются для запуска двигателей различной мототехники, дизельных генераторов и иных устройств, для начала работы которых, необходим определённый заряд электричества.

Как измерить ёмкость аккумулятора

1. Замер ёмкости аккумулятора можно произвести с помощью контрольного разряда батареи, т.е. вначале нужно полностью зарядить аккумулятор. Затем необходимо убедиться что батарея максимально заряжена, сделав замер напряжения и плотности электролита.
2. Далее необходимо подключить нагрузку известной мощности, например лампу накаливания мощностью 24 Вт, и отметить точное время начала данного эксперимента. Когда напряжение батареи упадёт до 50% процентов от ранее установленного показания полностью заряженного аккумулятора, лампочку следует отключить.

[attention type=yellow]Измерение ёмкости, которое выражается в а/ч, осуществляется путём перемножения силы тока в цепи при подключённой нагрузке, на количество часов, в течение которых осуществлялся контрольный разряд батареи. Если получится значение, максимально приближенное к номинальному показателю а/ч, то батарея находится в отличном состоянии.[/attention]

Проверить внутреннее сопротивление аккумулятора

Проверить работоспособностьаккумулятора можно с применением мультиметра и мощной лампочки на 12 В. Проверить батарею необходимо в такой последовательности:

1. Лампа 12 В подключается к АКБ.
2. Спустя несколько секунд свечения лампы, замеряется напряжение на клеммах батареи.
3. Лампа отключается, и напряжение снова замеряется.

Если разница измерения не превышает значения 0,05 В, то аккумулятор находится в исправном состоянии. Когда значение падение напряжения больше, внутреннее сопротивления источника питания будет выше, что косвенно будет обозначать значительное ухудшение технического состояния аккумулятора.

Как измерить переменный ток мультиметром

Мультиметр DT83X имеет всего два предела измерения переменных напряжений 750 и 200, естественно, это в вольтах, хотя на приборах пишут только цифры. Таким образом, если возникла потребность померить напряжение в розетке, то надо выбрать предел 750, в остальных случаях 200. Тут следует обратить внимание на такую тонкость: переменное напряжение должно быть синусоидальной формы с частотой 50…60 Гц, только в этом случае точность измерения будет приемлемой.

Если измеряемое напряжение имеет прямоугольную или треугольную форму, а его частота намного выше, чем 50Гц, хотя бы 1000…10000 Гц, то показания на дисплее, конечно, появятся, но что они символизируют неизвестно. Здесь можно лишь с уверенностью сказать, что переменное напряжение есть, схема, вроде бы, работает.

Условные обозначения на лицевой панели мультмиетра

Но, давайте, пока отвлечемся от процесса измерений и внимательно посмотрим на лицевую панель мультиметра. Здесь, кроме цифр, можно увидеть много различных символов, напоминающих друдлы (картинки – каракули, к которым надо придумать объяснение, подпись). На рисунке 1 показаны все друдлы, которые можно увидеть на мультиметрах, и их разгадки – объяснения.

Рисунок 1. Обозначения на лицевой панели мультиметра

Эти обозначения следует выучить наизусть, как таблицу умножения, и никогда не забывать, поскольку они помогут не только правильно пользоваться мультиметром, получать правильные результаты измерений, но и уберегут прибор от выхода из строя при неправильном пользовании.

Несколько слов о подключении мультиметра к измеряемой цепи

Все мультиметры комплектуются измерительными щупами, причем, у всех моделей приборов они одни и те же: на одном конце однополюсная вилка для подключения к мультиметру, на другом измерительный щуп, не очень, правда, удобной конструкции. Щупы, как правило, красного и черного цвета, что позволяет соблюдать полярность подключения. Лучше всего это сделать, как показано на рисунке 2.

Рисунок 2. Подключение измерительных щупов к мультиметру

Но, если разобраться, то соблюдение полярности не особо и нужно. При измерении переменного напряжения полярность подключения прибора роли вообще не играет, результат будет одним и тем же. При измерении постоянных напряжений, если полярность перепутана, на дисплее перед значением напряжения или тока просто появится знак «-», величина же напряжения будет правильной.

И все же, измерительные щупы лучше подключить так, как показано на рисунке 2: черный щуп в гнездо с надписью «COM» (общий), а красный в гнездо расположенное выше, что позволит проводить все измерения, кроме измерения токов на пределе 10A, что приходится делать не слишком часто.

Особенно следует соблюдать полярность подключения щупов в режиме «прозвонки» полупроводников: на красном щупе будет присутствовать плюсовое напряжение омметра, что позволит правильно подключить исследуемую деталь. Подробнее о проверке полупроводников будет рассказано чуть ниже. Подключение щупов для проверки диода показано на рисунке 3.

Рисунок 3. На красном щупе «плюс» омметра

Провода в измерительных щупах крепятся только пайкой, а на выходе из пластмассовых наконечников свободно болтаются и мотаются, а со временем отматываются совсем и вылетают. Чтобы этого не произошло, следует укрепить провода в щупах с помощью термоусадочной трубки или изоленты.

Маленькое замечание

Нетрудно видеть, что в режиме омметра плюсовое напряжение присутствует на красном щупе, равно как и при измерении постоянных напряжений. Если придется пользоваться стрелочным тестером, то следует запомнить, что в этом случае плюс омметра будет на щупе, который является «минусом» в режиме измерения постоянных напряжений. Но вернемся к современному мультиметру.

Измерение токов

Для измерения «больших» токов придется переключить красный щуп в гнездо с надписью 10A. Около этого гнезда можно увидеть предупредительную надпись, гласящую о том, что этот предел не защищен предохранителем, и измерения можно производить всего 10 секунд, после чего делать перерыв на 15 минут. Почему?

Чтобы правильно ответить на этот вопрос не поленимся открыть прибор, что приходится делать, просто для замены батарейки. На рисунке 4 показан фрагмент платы мультиметра.

Рисунок 4. Входные гнезда мультиметра

На рисунке показан небольшой фрагмент печатной платы мультиметра, а именно три входных гнезда. Верхнее, как раз для измерения тока 10A, нижнее – общий, среднее гнездо для всех остальных измерений. Толстая проволочная скоба слева, это как раз и есть измерительный шунт предела 10A. Диаметр проволоки не менее 1,5 мм, что позволяет надеяться, что она выдержит ток 10 и более ампер достаточно долго, а не 10 секунд, о которых предупреждается на корпусе прибора. Тогда еще одно почему?

Дело в том, что штатные измерительные щупы внутри себя содержат очень даже тонкий провод, вот к нему-то и относится предупредительная надпись. Автору статьи довелось быть очевидцем, но не исполнителем, как мультиметр, включенный на десятиамперный диапазон, воткнули в розетку! Раздался средней силы взрыв, прибор уже был оплакан, и почти похоронен.

Но после детальной проверки оказалось, что бабахнули только щупы, а сам прибор остался цел и невредим: тонюсенький проводок внутри измерительных щупов сработал как предохранитель. Поэтому, если потребуется длительное наблюдение за токами в пределах 5…10A, достаточно просто штатные щупы заменить на более «крепкие».

Мультиметры бюджетных серий DT83X могут измерять только постоянные токи, режима измерения переменных токов в них просто нет. Да, как-то не всегда он нужен, хотя более дорогие модели переменный ток, конечно же, меряют. Наибольший предел измерения тока ни много ни мало 20A! А комплектуются эти приборы теми же измерительными щупами.

На рисунке 4 виден плавкий предохранитель, который защищает мультиметр на пределах измерения токов 2000µ, 20m, 200m. Так что не надо удивляться, если на этих пределах мультиметр не хочет мерить ток, а сразу снимать заднюю крышку и смотреть предохранитель.

В правом верхнем углу рисунка находится четверть какого-то светлого кружка. Это часть пьезоизлучателя, того самого, который пищит в режиме прозвонки. Именно от этого «звонка» и говорят, что надо «прозвонить» схему.

Что значит «прозвонить»

Те, кто пользовался стрелочными тестерами, знают, что прежде, чем приступить к измерению сопротивлений, надо установить стрелку на ноль шкалы. Для этого просто соединить между собой измерительные щупы и покрутить соответствующую ручку.

Хотя у цифровых мультиметров ноль выставлять не требуется, но соединять щупы все равно приходится: это еще одно хорошее правило пользования прибором. Тем самым проверяется в первую очередь целостность щупов (штатные щупы обрываются очень часто), а заодно и ноль шкалы. Если мультиметр находится в режиме «прозвонки» (как показано на рисунке 5), раздается звуковой сигнал.

Рисунок 5. Мультиметр в режиме «прозвонки»

Звуковой сигнал раздается лишь в том случае, если сопротивление между измерительными щупами не превышает 47…50Ω. Это свойство используется при проверке целостности проводников и дорожек на печатных платах. С режимом прозвонки проводов совмещен и режим проверки полупроводников.

Если входные щупы не замкнуты, или в исследуемой схеме обрыв, или проверяемый диод включен в обратной полярности, на дисплее мультиметра высвечивается 1, как показано на рисунке 6.

Рисунок 6. Мультиметр показывает обрыв

То же самое можно увидеть на дисплее, если попытаться сопротивление 200КОм измерить на пределе 200Ом. Другими словами измеряемое сопротивление выше, чем предел измерения, прибор «думает», что цепь разорвана.

Такая же картина будет, если напряжение 24В измерять на диапазоне 20, – прибор зашкалил. Только не надо на диапазон 20 подавать напряжение вольт 100…200, поскольку прибор может не выдержать такого издевательства и просто сгорит.

Измерение сопротивлений

Пока не ушли далеко от рисунка 5, рассмотрим, как измерить сопротивление резисторов или высокоомных проводников. Для переключения в режим измерения сопротивлений достаточно повернуть переключатель режимов работы по часовой стрелке, где имеется несколько пределов.

Первые два предела содержат символ Ω, что говорит о том, что цифры на дисплее покажут величину сопротивления в Омах. На пределе 200Ω можно измерить сопротивление резисторов величиной до 200Ω, предел 2000Ω предназначен для измерения сопротивлений до 2КОм.

Если на измеряемом резисторе маркировка 1К5, то прибор покажет 1350…1650 Ω, сказывается допуск резистора ±10%. Об этом надо помнить при измерении сопротивлений.

Остальные три предела содержат букву k (хотя должно быть K), и результат измерений получится в килоомах. Предел 2000k позволяет измерить сопротивления до 2MΩ, результат измерения показывается в килоомах.

При измерении резистора с номиналом 1MΩ на дисплее можно увидеть результат 995…1000, опять же сказывается допуск. Резистор с номиналом 560K покажет 560.

Если же на этом пределе измерять резистор 5K6, то на индикаторе будет только 5, – дробная часть числа просто отбрасывается. Более точных результатов в этом случае можно достичь, если проводить измерения на пределе 20K: на дисплее индицируется 5,61. Поэтому всегда надо выбирать предел, обеспечивающий более точный результат.

Если при измерении токов и напряжений измерения рекомендуется начинать с максимального предела из опасений сжечь прибор, то при измерении сопротивлений следует действовать как раз наоборот, начиная измерения с самого меньшего предела. Почему? Все достаточно просто.

Предположим, что установлен предел измерения сопротивлений 200Ω, а сопротивление измеряемого резистора (будем считать, что оно нам неизвестно) 51КОм. Совершенно очевидно, что пределы 200Ω, 2000Ω, 20k маловаты для измерения такого сопротивления, и на дисплее покажется единица (рис. 6). И только, когда произойдет переключение на предел 200k, получится достоверный результат. Дальнейшее переключение пределов уже не потребуется.

Проверка диодов и транзисторов

Проводится в режиме «прозвонки», как показано на рисунке 5. Для примера на рисунке 7 показано подключение низкочастотного выпрямительного диода 1N4007 (прямой ток 1А, обратное напряжение 1000В).

Рисунок 7. Проверка выпрямительного диода в прямом направлении

Широкое светлое кольцо на правом конце диода, как правило, символизирует вывод катода, таким образом, щупы подключены в проводящем направлении. При этом на дисплее высвечивается прямое падение напряжения на p-n переходе диода, что соответствует полупроводникам на основе кремния. Результат показан на рисунке 8.

Рисунок 8. Прозвонка диода в прямом направлении

Если таким же образом прозвонить диод с барьером Шоттки, то результат получится несколько иной.

Рисунок 9. Прямое падение напряжения на диоде с барьером Шоттки

Если щупы поменять местами, то диод окажется включенным в обратном направлении, на дисплее появится единица, как на рисунке 6. Такие результаты получаются, если диод исправен. Но возможны и еще два варианта.

Если при подключении щупов прибор запищит, раздастся звуковой сигнал, то диод просто замкнут накоротко, или пробит. При переключении щупов в обратную полярность, звуковой сигнал, скорее всего, не прекратится.

Другой вариант, – независимо от направления включения щупов на дисплее высвечивается единица. В этом случае говорят, что диод находится в обрыве, или попросту сгорел, что называется, до дыр. В точности также при прозвонке мультиметром ведут себя p-n переходы транзисторов. Проверить их ничуть не сложнее, чем отдельный диод.

Как проверить биполярный транзистор

При прозвонке транзистора мультиметром транзистор следует рассматривать не как усилительный прибор со всеми присущими ему свойствами, а как последовательно соединенные, к тому же встречно диоды, как показано на рисунке 10.

Рисунок 10. Транзистор, как последовательно соединенные диоды. Схема для прозвонки

Теперь к выводу базы надо подключить красный (плюсовой) вывод омметра, а черным коснуться по очереди выводов эмиттера и коллектора, показания будут такими же, как при прозвонке диода в прямом направлении. Процесс измерения и результат показаны на рисунках 11 и 12.

Рисунок 11. Зажимы «крокодил» всегда помогут

Рисунок 12. На дисплее показывается падение напряжения на p-n переходах транзистора при прямом включении омметра

Если вместо красного щупа к базе подключить черный, то переходы сместятся в обратном направлении, закроются, и на дисплее появится единица, как будто при обрыве. Именно так ведет себя при проверке исправный транзистор.

Но может случиться, что при прозвонке p-n перехода раздастся звуковой сигнал, или высветится единица при любом направлении включения измерительных щупов. Это говорит о том, что транзистор неисправен.

Даже при исправном поведении коллекторного и эмиттерного переходов судить об исправности транзистора еще рано. Следует не забыть прозвонить в обоих направлениях выводы К-Э. В любом направлении на дисплее должна показаться все та же единица. Но иногда случается, что даже при исправных переходах Б-Э, Б-К выводы К-Э замкнуты накоротко и слышится звуковой сигнал.

Сказанное справедливо для транзисторов структуры n-p-n. Теми же соображениями следует руководствоваться и при проверке p-n-p транзисторов, но в этом случае красный и черный щупы придется поменять местами. Подробнее об этом читайте здесь: Как проверить транзистор

Поэтому сила тока определяется тестером по количеству электронов, которые проходят сквозь точку или схемный элемент за одну секунду.

Подготовка мультиметра к работе

Такой тестер является универсальным и позволяет с достаточной точностью самостоятельно произвести измерения силы тока.

При ознакомлении с работой прибора определяются его настройки и функциональные возможности.

Обозначения на большинство моделей наносятся латиницей, а также могут быть представлены аббревиатурой или сокращением английских терминов.

Стандартный мультиметр или мультитестер позволяет выполнять замеры основных электрических показателей, представленных:

• постоянным уровнем напряжения;
• постоянными токовыми показателями;
• переменным уровнем напряжения;
• переменными токовыми показателями;
• сопротивлением.

В профессиональных приборах также присутствует возможность произвести замеры ёмкости. На рабочей панели бытового мультитестера располагаются сектор с дисплеем и настроечный блок с переключателем кругового типа. В соответствии с нанесенной на тестер разметкой посредством переключателя выставляются минимальные и максимальные значения границ замеров.

Все способы измерения силы электрического тока

Измерение силы тока осуществляется при помощи щупов мультитестера, устанавливаемых в специально выведенные на устройстве гнездовые разъёмы. Прежде чем приступить к тестированию, нужно внимательно проверить все элементы питания, а также убедиться в работоспособности измерительного устройства.

После поворота переключателя в любое положение, отличное от «Оff», индикаторная шкала должна отобразить «ноль». Процесс замеров предполагает изначальную установку верхних пределов уровня, которые в условиях постоянного напряжения варьируют в пределах 0,25-1000 В. При известном порядке значений требуется выставлять самую близкую к показателям верхнюю границу.

Основные показатели на мультиметре

Символы, которые нанесены на переключатель измерительного прибора, обозначают единицы замеров тока, напряжения и сопротивления:

Основные значения на мультиметре

Пределы замеров определяются специальными метрическими приставками:

• «Вµ» ( микро) – 10 -6 ед. при замере;
• «m» (мили) – 10 -3 ед. при замере;
• «к» (кило) – 10 3 ед. при замере;
• «М» (мега) – 10 6 ед. при замере.

Все современные мультитестеры выпускаются как в цифровом или электронном, так и в аналоговом исполнении, но цифровые, буквенные обозначения и символы на приборе, как правило, стандартные. Например, волнистая линия обозначает переменные показатели силы тока или напряжения, а горизонтальная черта с пунктиром служит для обозначения постоянных величин.

Некоторые модели мультиметров оснащаются очень удобной современной функцией «Аutоrаnging», позволяющей выставить предел замеров в автоматическом режиме.

Если есть подозрение на неисправность трансформатора, нужно его проверить. Как проверить трансформатор мультиметром – подробная инструкция на нашем сайте.

О том, как проверить варистор мультиметром, вы узнаете из этой статьи.

Правила проверки напряжения в розетке мультиметром описаны в этой теме.

Порядок измерения силы тока

Итак, рассмотрим, как измерить ток мультиметром. Двумя основными вариантами соединения элементов в электрической цепи электротехнических приборов являются последовательный и параллельный способы.

В первом случае все элементы связываются между собой таким образом, что участок электрической цепи не имеет узлов соединения.

Варианты измерений на тумблере

Второй вариант предполагает объединение всех входящих в электрическую цепь элементов посредством пары узлов, при отсутствии связи с другими участками соединений.

Замеры при параллельном соединении

При параллельном соединении несколько ветвей берут начало в определенной точке электрической цепи и все вместе заканчиваются на другом участке. В этом случае показатели общей силы тока равны сумме токовых величин на всех ветвях:

I = I1 + I2 + … + In

Технология замеров мультитестером – как измерить постоянный и переменный ток мультиметром:

• установка щупа с кабелем черного окрашивания в соответствующий по цветовой маркировке разъём на измерительном приборе;
• установка щупа с кабелем красного окрашивания в разъем тестера с маркировкой «А»;
• переключение тумблера при замере переменного тока в положение «АС», а для измерений постоянного тока – в положение «DC».

Последовательное и параллельное соединение аккумуляторов

В электрической цепи с параллельным подключением прибор показывает одинаковую силу тока на каждой ветви, поэтому все полученные значения суммируются.

Замеры при последовательном соединении

При последовательном соединении элементов электрической цепи все потребители энергии фиксируются поочередно, а сила тока не изменяется от количества компонентов и является постоянной: I = I1 = I2 = … = In

Технология замеров мультитестером:

• подключение щупов измерительного прибора к гнездам на мультиметре в соответствии с их цветовой маркировкой;
• перевод переключателя в положение «АС» или «DC» в соответствии с типом тока в электрической сети;
• подключение в цепь при необходимости ограничительного сопротивления, в качестве которого может использоваться обычная лампочка или резистор.

Положение щупов для измерения силы тока

При электрической цепи с последовательным подключением измерительный прибор показывает в любой точке одинаковые значения.

Что учесть при измерении?

При работе с прибором, тестирующим показатели силы тока, нужно в обязательном порядке учитывать следующие рекомендации и не игнорировать основные правила:

• при помощи мультитестера определяются величины, только доступные для замеров на данном типе измерительного прибора;
• тестирование устройств, имеющих слишком высокие для прибора значения, спровоцирует выход из строя предохранителей или полное перегорание мультиметра;
• для замеров правильно выбирается необходимый режим, который для измерения силы переменного тока представлен сектором шкалы «А» или «АС», а постоянного – «ДС»;
• гарантированно отсутствуют повреждения измерительного прибора на максимально возможном уровне, который должен постепенно понижаться в условиях неправильной работы тестера до нормальных значений.

Хотите приобрести мультиметр? Какой мультиметр для дома лучше выбрать – полезные советы читайте в статье.

Инструкция по тестированию диодов мультиметром представлена тут.

Выполнять работы по замерам мультиметром силы тока необходимо с соблюдением техники безопасности. Поражение электрическим током часто отмечается даже в условиях тестирования устройств с небольшими показателями мощности.

Если тестирование любой электротехники осуществляется при повышенных показателях влажности, то работы должны производиться в резиновых сапогах и технических перчатках.

Видео на тему

Одним из основных параметров в электротехнике является сила тока, представляющая собой электрический ток в определенном количестве, проходящий через проводник определенного сечения. Данная величина имеет большое значение для нормальной работы электрических систем, поэтому нередко актуальным становится вопрос, как измерить силу тока мультиметром. Данная процедура необходима для того, чтобы точно знать о том или ином уровне тока, установленном для конкретной цепи. Мультиметр является основным прибором, с помощью которого выполняются измерения.

Как измерить силу тока в розетке мультиметром

Перед началом проведения замеров к прибору в первую очередь подключаются измерительные щупы. Каждый из них имеет собственный цвет – черный и красный. Щуп черного цвета обычно общий, нулевой или минусовой, поэтому его подключение осуществляется к нижнему разъему, обозначенному символами СОМ. Другой щуп красного цвета при выполнении измерений подключается к среднему разъему. Существует разъем, расположенный в верхней части мультиметра, в который подключается красный щуп когда измеряется переменный ток величиной до 10 ампер.

После подключения щупов выбирается нужный режим работы путем поворота круглого переключателя и установки его в нужное положение. Если величина измеряемого параметра известна заранее, то выставляемый предел измерений должен немного превышать его. Такая мера позволяет уберечь мультиметр от перегорания. В том случае когда сведения о возможных показаниях прибора отсутствуют, выставляется максимально возможный предел измерений.

При измерении напряжения прибор включается в цепь параллельно, а для замеров силы тока – последовательно. Измерение полупроводников или параметров сопротивления выполняется при отключенном питании в данной схеме. Напряжение в электрической розетке 220В также можно измерить с помощью мультиметра. Для этого переключатель необходимо перевести в положение ACV на отметку 750 вольт, после чего провести замер. Точно так же выполняется измерение в сети с напряжением 380В. Сила тока в розетке измеряется путем выставления прибора в режим замеров переменного тока.

Как измерить силу тока трансформатора мультиметром

Течение электрического тока в трансформаторе осуществляется исключительно в замкнутом контуре. Для того чтобы произвести измерения тока, нужно вначале подключить какую-нибудь нагрузку, а затем последовательно с ней в цепь включается мультиметр. В данном случае переключатель также выставляется в режим измерений переменного тока. Провод красного цвета подключается к отдельному выходу.

На подготовительном этапе нужно сделать следующее:

• Щуп с проводом черного цвета устанавливается в соответствующее черное гнездо, а щуп с красным проводом – в красное гнездо, где имеется обозначение «А», то есть, ампер.
• Тумблер переключается в нужное положение: для измерений переменного тока – АС, постоянного тока – DC.
• Предел измерений устанавливается таким образом, чтобы он был выше предполагаемого уровня силы тока в цепи. Это поможет уберечь прибор от перегорания.

После подготовки можно переходить к непосредственным измерениям. С этой целью мультиметр нужно последовательно включить в разрыв электрической цепи между трансформатором и нагрузкой. Величина тока, проходящего через прибор, отобразится на дисплее мультиметра. При отсутствии нагрузки в цепочку можно включить ограничительное сопротивление – обычную лампочку или резистор.

Если на дисплее не отображается значение силы тока, значит предел измерений выбран неверно и его необходимо уменьшить на одну позицию. При отсутствии результата процедуру нужно повторить и продолжать делать это до того момента, пока на дисплее не появится какое-либо значение.

Как измерить силу тока батарейки мультиметром

Несмотря на внешнее сходство, все батарейки обладают различными параметрами и техническими характеристиками. В связи с этим довольно часто возникает необходимость в проверке работоспособности этих элементов, в частности – в замерах силы тока.

Основной способ проверки касается новых батареек, позволяя определить их работоспособность во время покупки. Для проведения измерений мультиметр выставляется в положение, соответствующее постоянному току. Далее порядок действий будет следующий:

• Мультиметр должен быть установлен на максимальном пределе измерений.
• Щупы мультиметра прикладываются к контактам батарейки.
• После того как возрастание тока на экране прекратится, примерно через 1-2 секунды щупы убираются.

Нормальная величина силы тока в новой батарейке обычно составляет от 4 до 6 ампер. Если показатели составляют от 3 до 3,9А – это указывает на снижение эксплуатационного ресурса батареи. Следовательно ее можно использовать только в устройствах с пониженной мощностью. При более низких показателях, батарейки допускается применять лишь в очень слабых приборах или не использовать вообще.

Как измерить силу постоянного тока мультиметром

Измерение постоянного тока выполняется по такой же методике, как и при замерах батареек. Просто в данном случае мультиметр используется еще и для проверок более мощных устройств. В первую очередь это аккумуляторные батареи или выпрямители, применяемые в промышленности и в быту.

Для замеров с помощью мультиметра выбираются две любые точки, между которыми последовательно подключается измерительный прибор. Подключение должно быть выполнено с обязательным соблюдением полярности. Если мультиметр подключен неправильно, то на дисплее высветится значение со знаком «минус».

В том случае когда значение предполагаемой силы тока больше самого верхнего предела измерений, необходимо выставить переключатель в положение «10А». Одновременно из гнезда «V ΩmA» измерительный щуп перемещается в гнездо «10А».

Как измерить силу переменного тока мультиметром

Перед началом замеров необходимо точно определить, какой ток будет измеряться – переменный или постоянный. После этого переключатель мультиметра устанавливается в нужное положение. Далее нужно установить ориентировочную силу в данной цепи, для того чтобы подключить измерительный щуп в соответствующий разъем. Если сила тока предполагается до 200мА, щуп включается в гнездо «V ΩmA», а при силе тока более 200мА – в разъем «10А».

Иногда случается так, что информация о силе тока отсутствует вообще. Поэтому измерения следует начинать с максимальной величины. Если на дисплее появляется ток меньшего значения, значит штекер требуется переставить в другой разъем. В случае когда ток вновь меньше требуемого, штекер снова переставляется. При необходимости ручку регулятора следует выставить на более низкую отметку силы тока. Перед началом измерений нужно внимательно изучить все обозначения, нанесенные на мультиметр и в дальнейшем выбирать только нужную символику. Все замеры должны проводиться от максимальных значений к минимальным, это является обязательным требованием при работе с мультиметром.

Как пользоваться мультиметром: измеряем напряжение, ток, сопротивление

Ни один электрик — профессионал или начинающий — не обходится без измерительного прибора — мультиметра. С его помощью можно измерить напряжение в сети, проверить целостность проводов и другие параметры и характеристики электрических цепей и их элементов. В этой статье будем говорить о том, как пользоваться мультиметром.

Содержание статьи

Назначение и функции

Мультиметр — универсальный измерительный прибор, который может измерять несколько электрических величин. Перечень измерений зависит от модели и может значительно отличаться. Базовый набор функций — определение силы тока (постоянного и переменного), напряжения, сопротивления. Такие приборы относительно недороги.

Вообще же можно найти модели, которые могут определять емкость конденсаторов, частоту тока, температуру, могут прозванивать диоды, определяя падение напряжения на P-N переходе, генерировать сигналы определенной частоты и т.д. Чем больше возможных функций, тем выше цена. Еще цена зависит от степени «раскрученности» бренда и от качества сборки.

Мультиметры бывают стрелочными и электронными

Также мультиметры бывают двух типов: со стрелочным и цифровым индикатором. Более популярны модели с цифровой индикацией — информацию считывать проще.

Как видите, функций может быть так много, что возникает вопрос: «Как пользоваться мультиметром?» Вот об этом и пойдет речь дальше.

Внешнее устройство

Мультиметры также еще называют тестерами или мультитестерами, так как они позволяют измерить несколько разных параметров и характеристик. Но говоря «тестер» обычно имеют в виду прибор со стрелочным индикатором. Пользуются им нечасто, так как приходится значения высчитывать по шкале, учитывая при этом выставленный порог измерительной шкалы.

Просто посмотреть на экран проще чем высчитывать показания по шкале

При использовании цифрового прибора с жидкокристаллическим табло этих проблем нет — результат выдается готовый. Именно поэтому, в основном, все пользуются мультиметрами. До того, как узнать как пользоваться мультиметром, разберемся в его строении. Это позволит быстрее освоить навыки работы с этим измерительным прибором.

Общее строение и назначение разъемов

Цифровой мультиметр — небольшой прибор, размером меньше половины тетрадного листа. Весит он 200-300 граммов. В верхней части находится дисплей, на котором отображаются показания измерений. В центральной части корпуса расположен переключатель, при помощи которого задается характер измерений и их пределы. В нижней части корпуса находятся разъемы (гнезда) для подключения щупов. Располагаться они могут внизу справа или вдоль нижней кромки корпуса. Также в комплекте к тестеру идут два измерительных щупа — черный и красный.

Внешний вид мультиметра

Чаще всего разъемов три. Нижний подписан обычно «COM» — общий. Сюда всегда подключается черный щуп. Два других предназначены для подсоединения красного щупа. Верхнее гнездо используется только в одном случае: при измерении постоянного тока, величина которого более 200 мА. Все остальные измерения мультиметром проводятся когда второй щуп стоит в среднем положении.

Есть модели, в которых измерительных гнезд четыре (на фото слева). В этом случае есть отдельно гнезда для измерения силы тока до 200 мА, отдельно — для тока от 200 мА до 10 А (цифры могут меняться в зависимости от модели, но смысл остается тот же). Для сопротивления и напряжения есть собственное гнездо. Все гнезда подписаны, разобраться не очень сложно.

Режимы и пределы измерений

Для того чтобы понять, как пользоваться мультиметром, надо внимательно рассмотреть переключатель режимов, рассмотреть где и какие обозначения, режимы.

Переключатель режимов работы мультиметра

Количество и положение режимов зависит от модели, но в большинстве из них присутствуют:

• Положение OFF — выключение прибора.
• ACV — для измерения переменного напряжения. В некоторых моделях может стоять буква V и волна под ней.
• DCA — для постоянного тока до 200 мА. Может обозначаться латинской A и ровной чертой под ней.
• 10 А —  для постоянного тока от 200 мА до 10 А (в некоторых моделях эти цифры могут быть другими).
• HFE — для проверки коэффициента усиления транзисторов. Этот режим есть далеко не во всех моделях.
• Изображение диода или мегафона — гнездо для прозвонки проводов и проверки диодов.
• Ω — измерение сопротивлений.
• DCV — постоянного напряжения. Может стоять буква V с ровной чертой снизу.

Это все основные режимы. Как видите, в большинстве из них есть несколько положений. Эти положения определяют верхний предел измерений.

Как проводить измерения электрических параметров

До того, как начнем говорить о том, как пользоваться мультиметром, надо запомнить, что при измерении силы тока мультиметр подключается последовательно — в разрыв цепи, а при измерении напряжения — параллельно относительно участка или элемента цепи.

Измеряем напряжение

Переводим переключатель в положение измерения напряжения. Есть два положения: для постоянного и переменного напряжения. Выбираем по параметрам цепи или устройства.

Далее надо выбрать диапазон измерений. Для этого надо хотя-бы ориентировочно (а лучше — точно) знать, какие показания ожидать. Например, при измерении напряжения в сети вы знаете, что там будет 220 В или На на батарейках или аккумуляторах есть надписи, на устройствах — шильдики с указанием параметров цепи. В любом случае ставим предел — ближайший больший. Это обеспечит большую точность.

Схемы подключения мультиметра для измерения разных электрических величин

Если не знаем точно, какое напряжение может быть, ставим приблизительно — после первых показаний можно будет изменить. Если вообще не имеем представления о величине напряжения, ставим самый большой предел, в дальнейшем приближаясь к нужному положению. Такой алгоритм не позволит сжечь прибор, что может случиться, если выставить слишком низкий предел.

Определившись с пределами изменения, подключаем щупы:

• черный в общее гнездо «COM», а второй щуп — к минусу батарейки или аккумулятора;
• красный в гнездо с надписью VΩmA, а щуп от него — к плюсу элемента питания.

На дисплее высвечиваются цифры. Это и есть напряжение на измеряемом участке. В данном случае на батарейке/аккумуляторе.

Чтобы измерить напряжение, надо перевести переключатель в нужное положение

Если перепутать щупы местами и подключить красный к плюсу, а черный — к минусу, ничего страшного не произойдет. Перед показаниями просто высветиться знак минус.

Как пользоваться мультиметром для измерения тока

Чаще всего и для измерения силы тока есть есть два положения переключателя — постоянного и переменного. Но не во всех моделях. Есть приборы (M-830, DT-830), которые могут измерять только постоянный ток.

Для измерения постоянного тока мультиметром порядок действий стандартный:

• Выставляем переключатель в соответствующее положение.
• Выбираем предел измерения (ставим приблизительно ожидаемую величину тока).
• Устанавливаем измерительные щупы:
  • черный в гнездо «COM»;
  • красный
    • в гнездо VΩmA, если ожидаемый ток будет меньше 200 мА;
    • в третье гнездо, если ток будет больше 200 мА.

      Как измерить мультиметром постоянный ток

• Подключаем мультиметр в разрыв цепи. Для этого свободными концами щупов дотрагиваемся до обоих проводников в месте разрыва, замыкая цепь через прибор.
• Снимаем показания с дисплея.

Одно замечание: сборка измерительной схемы при измерении тока должна проходить при снятом напряжении. При значительных токах (выше 200 мА) работа без снятия напряжения небезопасна. Подавать питание надо только после того как мультиметр подключен.

Режим измерения сопротивления

Положение щупов мультиметра для измерения сопротивления стандартное: красный в гнезде «COM», черный — в VΩmA. Свободные концы щупов прикасаются к выводам измеряемого объекта.

Есть нюансы с выбором предела измерений. Если вы знаете, какие показания должны быть (проверяете резисторы, например), выставляете предел измерений ближайший больший. Если величина сопротивления неизвестна, переводим переключатель на максимальную шкалу. После измерения ее можно будет изменить на более подходящую.

Как измерить мультиметром сопротивление

Если при измерении сопротивления мультиметром на экране появилась цифра «1», это означает, что предел измерения превышен, надо изменить его на больший.

Прозвонка проводов мультиметром

В этой главе рассмотрим как пользоваться мультиметром для проверки целостности проводов или, как говорят, для прозвонки. Когда нужна эта операция? Да очень часто. Например, когда что-то не работает и надо определить не шнур ли в этом виноват. Это первый шаг при ремонте любой бытовой техники — проверка целостности сетевого шнура. И проверку проводят именно при помощи мультиметра (тестера) в режиме прозвонки.

Второй часто встречающийся случай — когда при подсоединении кабеля забыли подписать какой провод куда подключили. В этом случае не одном конце щуп держат на одном проводе, а на другом конце перебирают проводники до тех пор, пока не услышат характерный звук.

Прозвонка проводов мультиметром

Теперь непосредственно о само процедуре. Сначала переводим переключатель в режим прозвонки. В этом режиме прибор издает писк если сопротивление цепи менее 50 Ом. Если вы подключили прибор к обоим концам проводника и услышали писк — провод цел, если писка нет — где-то обрыв.

Обычно режим прозвонки на мультиметрах изображается графически: наносится пиктограмма в виде рупора с исходящими звуковыми волнами. Переключатель ставим в это положение, щупы устанавливаем в стандартное положение — красный в гнезде «COM», черный — в VΩmA. Свободными концами щупов прикасаемся к концам проверяемого провода. При прозвонке кабеля эту процедуру повторяют с каждой жилой.

Как измерить напряжение переменного и постоянного тока?

Смотрите также обзоры и статьи:

Если в арсенале простого домашнего непрофессионального мастера есть специальные инструменты, то с задачей измерения напряжения, он справится на отлично. Это умение однозначно пригодится в домашних мастерских: при починке техники, проверке переменного тока, при работе с постоянным током, проверяя аккумулятор в автомобиле мультиметром.

Основным способом измерения служит вольтметр: самостоятельный прибор или встроенный в многофункциональное устройство. У прибора есть экран, где отображается замеряемое значение. Некоторые из них имеют в комплектации токоизмерительные клещи.

Точность измерений может быть разной, всё зависит от ситуации. Для того, чтобы пользоваться прибором дома не нужен очень точной и, следовательно, дорогой, достаточно приобрести простой мультиметр, выбор которых достаточно широк. Для лабораторных исследований или мастерских, где производятся ремонтные работы, нужны боле точные приборы – осциллографы. Выпущенные еще в советские времена модели, до сих пор являются наиболее популярными, конечно же, помимо современных, а также заграничных. В советское время не было цифровых приборов, поэтому пользовались обычными тестерами, которые имели стрелки и шкалу с делениями или мультиметрами, которые называют Цешками. Цешки замеряют напряжение до 600 В, постоянный ток до 750 мА, сопротивление до 500 кОм. Эти устройства высокоточны, поэтому люди до сих пор успешно их используют, они поистине не уступают новомодному оборудованию.

Переменный ток подразделяется на импульсный и синусоидальный. Переменное напряжение имеет полярность, значение которой со временем меняется. Например, в быту напряжение может измениться 40 раз за секунду, то есть частота составляет 40 герц. Полярность постоянного напряжения константа, а значит, для замера напряжения постоянного тока нужен один прибор, а для переменного – другой. Речь идет о вольтметрах, которые имеют разное устройство. Кроме того, есть приборы, способные производить измерения напряжения без смены режима замеров.

Как мы помним из школьной программы напряжение в обыкновенном доме равняется 220 Вольт. С учетом допустимых значений отклонения могут составлять около 10 процентов. Бывает такое, что в доме лампочки стали гореть тусклым светом, либо быстро перегорать, техника стала работать со сбоями. Это говорит о том, что нужно измерить напряжение в сети, а уже после этого выявлять и устранять причину.

Обязательно должна быть проведена подготовка прибора к проведению замеров: нужно проверить все провода на их состояние, целостность, и проверить наконечники.

Прибор необходимо переключить на переменное напряжение. Затем воткнуть провода в гнезда, имеющиеся на приборе и только потом включить его.

Поскольку приборы бывают разные, то некоторым из них нужна дополнительная регулировка: переключателями нужно определить необходимые характеристики. Итак, черный наконечник установлен в гнездо черного цвета, красный установлен в гнездо «V». Оно общее для напряжения любого вида.

При проведении измерений следует быть аккуратным и не допускать ошибок. Провода нужно вставлять именно в те гнезда, которые для этого предназначены, иначе прибор может выйти из строя. При измерении сначала одного показателя, а затем другого, не нужно забывать переключать режимы – резистор, находящийся внутри может сгореть.

При включении прибора он должен показать значение – мультиметр показывает цифру один. Если прибор молчит, значит батарея неисправна и нуждается в замене. Примерный срок службы элемента питания составляет один год, но даже если какое-то время прибор никто не использовал, то батарейка скорее всего нерабочая.

Итак, следующим этапом нужно воткнуть щупы в розетку или прикоснуться к незаизолированным проводам. После этих действий на дисплее прибора высветится некое значение, отражающее напряжение сети. Если у вас нет цифрового прибора и вы пользуетесь прибором со стрелкой, то она должна отклониться. У такого тестера есть несколько шкал, каждая из которых показывает свои характеристики: сопротивление, ток, напряжение.

Если произошло так, что в процессе замеров меняются и прыгают значения, это свидетельствует о не очень хорошем контакте в соединениях, а это ведет к тому, что электрическая сеть будет неисправна.

Различного вида батарейки – пальчиковые, минипальчиковые, крона и прочие разновидности, сюда же можно отнести аккумуляторы и блоки питания, которые питание получают от сети – всё это является источниками постоянного напряжения, и их наибольший показатель напряжения составляет 24 Вольт. Вот почему дотрагиваться до полюсов батарейки безопасно и можно это делать, не думая о последствиях.

Чтобы понять в рабочем ли состоянии находится батарейка нужно измерить напряжение на полюсах. Полюсы находятся в торцах, плюсовой полюс имеет маркировку со знаком «+».

Замеры производятся подобно переменному напряжению. Разница лишь в том, что настройка прибора немного отличается – выбирается иной режим, соблюдаются полярности.

Итак, ставим переключатель в тот режим, который нам нужен, то есть в тот, который предназначен для замеров постоянного напряжения. У пальчиковой батарейки оно составляет полтора Вольта. В выбранном секторе выбираем предел измерения «2V», где диапазон измерения как раз подходит для нашей батарейки – от 0 до 2 Вольт.

Устанавливаем щупы: красный – плюсовой – в гнездо «VΩmA», черный – общий – в гнездо «СОМ», относительно которого будет производиться измерение.

Затем красным щупом нужно прикоснуться плюсового полюса батарейки, а черным – отрицательного. Результат покажется на дисплее.

При смене мест щупов результат покажется со знаком минуса, что означает путаницу в полярности подключения. Но иногда это даже полезно, когда нужно починить электросхему и на плате определить полярность шины.

Рассмотрим ситуацию, если мы не знаем напряжение. Возьмем все ту же батарейку, но представим, что не знаем ее напряжение. Чтобы не испортить измерительный прибор устанавливаем переключатель на самое верхнее значение, например 600V. Это значит, что диапазон составляет от 0 до 600 Вольт. После прикосновения щупами батарейки значение на дисплее будет 001, что означает, что фактическое значение напряжения настолько мало, что прибор просто не может его показать.

Поэтому нужно установить переключатель прибора на меньшее значение, например, 200 Вольт. Дисплей выдаст значение «01,5», то есть напряжение составляет полтора Вольта.

Если нужно получить более точное значение, то устанавливаем переключатель на значение, еще меньшее, например 20V и снова произвести замер. Теперь появится более точное значение, например, 1,57, это значит, что напряжение батарейки 1,57 Вольт.

Бывают случаи, когда при производстве замера в левой стороне дисплея появляется единица. Это значит, что значение выше того предела, который выбран.

В случаях проведения измерений вольтметром, нужно не забывать, что его подключение должно быть параллельно элементу. Мультиметр, которым измеряется напряжение, можно считать вольтметром.

Во многих видах мультиметров есть несколько разъемов для подсоединения щупов:

• СОМ – стандартный, черного цвета. Щуп, который туда вставляют, также черный
• VΩmA – имеет красный цвет, с его помощью измеряют сопротивление, напряжение и силу тока (малых величин)
• 10A (20А) – замеры силы тока (больших величин).

Итак, чтобы выполнить замер напряжения, нужно выполнить несколько операций на приборе. Сначала определиться какое напряжение нужно замерить и затем выбрать соответствующее положение переключателя: если постоянное, то знак «=» или DC; если переменное, то знак «~» или AC.

Затем выставляем предел измерений. Произвести замеры напряжения не получится, если показатель на приборе меньше, чем его фактическая величина. Поэтому сначала берут максимальное значение, и затем медленно уменьшая его. Часть приборов автоматически могут определить вид напряжения, предел, не требуя выполнения дополнительных манипуляций.

Подсоединение прибора в цепь осуществляется при помощи щупов: красный подключается к положительному, черный к отрицательному. Если их подключить осуществить в обратном порядке, то результат на приборе будет отрицательным.

Ситуаций, когда требуется определение напряжения, множество. К примеру, можно определить есть ли скачки напряжения, проведя замеры при помощи мультиметра в розетке. Скачки зачастую бывают в маленьких населенных пунктах, а к чему это может привести понимают многие – на работе всех электроприборов.

Еще таким образом можно определить фазы. Это делается путем подключения одного щупа на контакт заземления, а второго по очереди на контакты в розетке.

В автомобиле также данный навык непременно пригодится – определить неисправности в зажигании или других важных частях. Для всего этого нужна информация о напряжении, а значит, вольтметр или мультиметр придут на помощь. В основном такая нужда появляется именно в старого вида автомашинах, но иногда и зарубежный транспорт требует таких манипуляций.

На производстве измерения проводятся при помощи осциллографов – цифровых аппаратов, на которых значения получаются при излучении формы сигнала на экране. Эти приборы позволяют оценить правильность деятельности, осуществляемой оборудованием или товаров, выпускаемых заводами, а также осуществлять различного рода ремонтные работы в мастерских.

Такие приборы бывают двух видов: те, что выдают искомое значение напрямую и те, что выдают косвенное значение, с помощью которого затем, применяя различные вычисления, можно найти нужные параметры.

Второй способ точнее и применяется для радиотехнических цепей.

Какими приборами можно измерить напряжение:

• Вольтметр – работает на основе закона Ома. Замеры осуществляются с помощью электромагнитного поля. Имеется несколько классификаций.
• Потенциометр – трехвыводной открытый резистор. Широко применяется в автомобильной сфере. При работе этого прибора один из выводов подсоединяется к контакту, другие два – отводные. Сами приборы могут быть линейными, логарифмическими и экспоненциальными.

• Мультиметр – устройство, которое может замерит напряжение, силу тока, сопротивление. Подойдет для работы с переменным и с постоянным током. Очень эффективен, поэтому пользуется большим спросом.
• Осциллограф – отражает работу даже самого маленького импульса и имеет особое значение при работе с электроприборами. Внешне похож на тепловизор. Осциллографы делятся на специализированные, скоростные, запоминающиеся, универсальные и стробоскопические.
• Электрометр – модернизированная версия электроскопа, предназначен для того, чтобы измерить разность потенциалов.

Поделиться в соцсетях

Как пользоваться мультиметром

Измерение тока

Ток чтения – одно из самых сложных и информативных показаний в мире встроенной электроники. Это сложно, потому что вам нужно последовательно измерять ток. Если напряжение измеряется путем подключения VCC и GND (параллельно), для измерения тока вам необходимо физически прервать протекание тока и подключить измеритель к сети.Чтобы продемонстрировать это, мы будем использовать ту же схему, которую мы использовали в секции измерения напряжения.

Первое, что нам понадобится, это лишний кусок провода. Как уже упоминалось, нам нужно физически прервать цепь, чтобы измерить ток. Другими словами, вытащите провод VCC, идущий к резистору, добавьте провод к тому месту, где этот провод был подключен, а затем проверьте от вывода питания на блоке питания до резистора. Это эффективно “обрывает” питание схемы. Затем мы вставляем мультиметр в линию, чтобы он мог измерять ток, когда он «течет» через мультиметр в макетную плату.

Для этих картинок мы обманули и использовали зажимы из кожи аллигатора. При измерении тока часто полезно наблюдать за тем, что ваша система делает с течением времени, в течение нескольких секунд или минут. Возможно, вам захочется встать и поднести датчики к системе, но иногда легче освободить руки. Эти щупы с зажимом типа «крокодил» могут пригодиться. Обратите внимание, что почти все мультиметры имеют разъемы одинакового размера (их называют «банановыми вилками»), поэтому, если вы в затруднительном положении, вы можете использовать щупы своего друга.

Теперь, когда подключен мультиметр, мы можем установить шкалу в правильное положение и измерить ток.Измерение тока работает так же, как напряжение и сопротивление – вы должны получить правильный диапазон. Установите мультиметр на 200 мА и работайте оттуда. Потребление тока для многих макетных проектов обычно составляет менее 200 мА. Убедитесь, что красный зонд вставлен в порт с предохранителем на 200 мА. На нашем любимом мультиметре отверстие 200 мА – это тот же порт / отверстие, что и показания напряжения и сопротивления (порт обозначен как мАВΩ ). Это означает, что вы можете держать красный зонд в том же порту для измерения тока, напряжения или сопротивления.Однако, если вы подозреваете, что ваша схема будет использовать около 200 мА или более, переключите зонд на сторону 10 А. на всякий случай. Перегрузка по току может привести к перегоранию предохранителя, а не просто к отображению перегрузки. Подробнее об этом чуть позже.

Эта схема потребляла только 1,8 мА во время измерения, а не большой ток. Среднее значение было ближе к 2,1 мА.

Поймите, что мультиметр действует как кусок провода – вы замкнули цепь, и она включится.Это важно, потому что с течением времени светодиод, микроконтроллер, датчик или любое другое измеряемое устройство может изменить свое энергопотребление (например, включение светодиода может привести к увеличению на 20 мА на секунду, а затем к снижению на секунду при включении. выключенный). На дисплее мультиметра вы должны увидеть мгновенное значение тока. Все мультиметры снимают показания с течением времени, а затем выдают среднее значение , поэтому ожидайте, что показания будут колебаться. В целом, более дешевые счетчики будут в среднем более жестко и медленнее реагировать, поэтому относитесь к каждому показанию с недоверием.В уме возьмите средний диапазон, например, от 7 до 8 мА при нормальных условиях 5 В (а не 7,48 мА).

Как и при других измерениях, при измерении тока цвет щупов не имеет значения. Что произойдет, если мы поменяем зонды? Ничего страшного не происходит! Это просто приводит к тому, что текущее показание становится отрицательным:

Ток все еще протекает через систему, вы только что изменили свою точку зрения, и теперь счетчик показывает отрицательное значение.

Помните! Когда вы закончите использовать измеритель, всегда возвращайте его для считывания напряжения (верните щупы в порт напряжения, настройте измеритель на считывание диапазона постоянного напряжения, если необходимо).Обычно берут измеритель и начинают быстро измерять напряжение между двумя контактами. Если вы оставили свой счетчик в режиме «тока», вы не увидите напряжение на дисплее. Вместо этого вы увидите «0,000», что означает отсутствие тока между VCC и GND. В течение этой доли секунды вы подключите VCC к GND через ваш измеритель, и предохранитель 200 мА перегорит = плохо. Поэтому, прежде чем положить глюкометр на ночь, не забудьте оставить глюкометр в хорошем состоянии.

Первые несколько раз измерить ток может быть непросто.Не волнуйтесь, если вы перегорели – мы делали это десятки раз! Мы покажем вам, как заменить предохранитель в следующем разделе.

Как использовать мультиметр для измерения тока

Использование мультиметра для измерения тока может быть не самой часто используемой функцией, но может быть очень важной. Ток – это то, что предупреждает вас, что в цепи происходит что-то динамическое, электричество движется.Это измерение может дать вам важную информацию о цепи, но также содержит некоторые предупреждения. Это может быть опасно при неправильном использовании счетчика.

Примеры постоянного тока

Измерение напряжения – самая распространенная функция мультиметра по уважительной причине. Напряжение – это потенциальная возможность потребления энергии в цепи. Однако наличие потенциала не означает, что энергия используется должным образом или вообще используется. Другое электрическое свойство, ток, присутствует только тогда, когда электричество находится в движении.Понимание силы тока может дать понимание, которое часто не может показать только напряжение.

В качестве примера того, где ток может быть полезным свойством, представьте, что тестируется вышедшая из строя катушка 24-вольтового реле в цепи. Если реле вышло из строя, велика вероятность, что катушка разомкнута или сопротивление бесконечное.Один только вольтметр покажет 24 вольта на катушке, но это напряжение также будет присутствовать, даже если катушка находится в идеальном рабочем состоянии. Быстрое измерение тока покажет 0 ампер в неисправном реле, но правильный ток в рабочем устройстве, возможно, от 0,1 до 0,2 ампера или более.

Часто существуют альтернативы измерению тока, многие из которых специально разработаны. Большинство технических специалистов будут держаться подальше от текущего измерения и попытаются получить эту информацию другими методами.Процедура измерения силы тока сложна, и ее неправильное выполнение может привести к повреждению мультиметра.

Как измерить ток с помощью мультиметра?

Прежде всего, одно важное замечание – в этой статье не рассматриваются токоизмерительные клещи или вилочные измерители тока. Эти модели выполняют важную функцию в промышленных условиях, устраняя многие проблемы безопасности. Но пока в этой статье мы рассмотрим только стандартный метод измерения тока в линии.

На передней панели большинства измерителей будет набор подключений тестовых проводов.Черный всегда будет COM или общей точкой подключения для всех измерений. Один красный будет для измерения напряжения, сопротивления и других тестов. Третья и обычно четвертая точки будут зарезервированы и отмечены для тестов мА и А или миллиампер и ампер.

Многие измерители издают звуковой сигнал, если шкала функций установлена ​​на проверку ампер, а измерительный провод не вставлен в правильный порт или наоборот. Подключения и функции должны совпадать. Если раздается этот звуковой сигнал, убедитесь, что провода и набор функций правильные.

В большинстве случаев один из текущих тестовых портов, помеченный как мА, также будет включать максимальное безопасное количество миллиампер. Если вы измеряете небольшой ток, используйте этот порт. Если вы измеряете большую силу тока, используйте амперметр с маркировкой A. Об этом мы поговорим чуть позже в статье – это очень важная тема.

Для измерения тока цепь должна быть отключена, чтобы счетчик фактически стал частью цепи. Ток – это скорость электрического потока, так что это похоже на измерение расхода жидкости или газа турбинным расходомером.Он должен находиться прямо на пути потока. Это сильно отличается от напряжения, которое должно касаться только двух открытых металлических частей в цепи, чтобы получить относительное напряжение между ними.

При разомкнутой цепи красный положительный вывод измерителя помещается на оголенный контакт ближе к стороне + v цепи, а черный провод COM ближе к общей земле. Если выполняется измерение переменного тока, полярность не имеет значения, но для понимания черный провод считается источником, а белый нейтраль – общим обратным проводом.

Измерение с положительным знаком указывает на правильное протекание тока от + до – через счетчик. Если число отрицательное, ток течет в обратном направлении – возможно, счетчик был подключен неправильно, или есть проблема в конструкции схемы, из-за которой ток течет в обратном направлении через эту конкретную точку.

Меры предосторожности при измерении тока

Поскольку счетчик должен выдерживать весь поток цепи, счетчик должен быть защищен от опасных уровней тока.Набор предохранителей защищает хрупкую внутреннюю схему.

Обычно порт мА защищен примерно до 400 мА, а порт A может выдерживать примерно до 10 А, хотя точные значения напечатаны на каждом измерителе. Если этот ток превышен, предохранитель выйдет из строя и откроется.

Это опасность, потому что ток больше не будет течь в счетчике, что создает ложное ощущение безопасности у техника. Кажется, что тока нет, но на самом деле схема только ждет, чтобы этот счетчик был удален, и ток немедленно снова потечет.Обычно на ЖК-экране нет индикации неисправного предохранителя, поэтому нет никакого способа узнать.

Другая проблема безопасности возникает из-за того, что пользователь должен разомкнуть цепь и создать новую точку отказа. Пользователь находится прямо на пути потока и должен проявлять особую осторожность, чтобы другой провод расходомера не касался ничего, кроме соответствующей точки.Дело не только в неправильных измерениях, это может даже вызвать серьезные бедствия. Вот почему его по возможности избегают.

Если вам необходимо измерить ток с помощью линейного измерителя, всегда сначала используйте вилку с более высокой мощностью. Если он показывает значение ниже предела мА, значит, вилка также должна быть безопасной в использовании. Проверьте счетчик в известной рабочей цепи. Это обеспечит исправность предохранителей.

Отключите питание, чтобы выполнить соединения, используя клеммные колодки или другие соединительные клеммы – старайтесь не обрезать провода.Повторно подайте питание, проведите тест, затем отключите питание, чтобы восстановить цепь. Измерение тока может занять больше времени, и необходимо соблюдать меры безопасности, но это может привести вас к информации, которую невозможно провести при испытаниях напряжения без большой дополнительной работы.

Как измерить ток с помощью принадлежностей клещей

1. Определите, является ли измеряемый ток переменным или постоянным.
2. Выберите принадлежность клещей для мультиметра, которая предназначена для измерения этого конкретного тока или может измерять как переменный, так и постоянный ток.

   Примечание: Ознакомьтесь с техническими характеристиками дополнительных зажимов и определите, выводит ли зажим уровень тока или уровень напряжения.

3. Определите ожидаемый максимальный ток цепи, проверив паспортную табличку компонента или номинальные параметры выключателя. Принадлежности для съемных зажимов доступны во множестве предустановленных диапазонов. Определите, достаточно ли велик диапазон вашего мультиметра или принадлежностей клещей для его измерения. Если нет, выберите инструмент, оборудованный для более высоких диапазонов.

   Примечание: Если счетчик имеет клеммы с предохранителями, убедитесь, что его предохранители исправны.

4. Настройте цифровой мультиметр следующим образом:
   • Для измерения переменного тока с помощью токовых клещей на выходе поверните шкалу в положение mà /.
   • Вставьте черный измерительный провод в гнездо COM.
   • Для подключаемых зажимов, которые вырабатывают переменный ток на выходе, вставьте красный измерительный провод в разъем mà /. Эти клещи предназначены для измерения только переменного тока и, в зависимости от масштабного коэффициента клещей, выдают 1 мА на цифровой мультиметр на каждый 1 А измеренного тока (1 мА / А).
   • Выполните шаги 6-8 ниже.
   • Для измерения переменного / постоянного тока с помощью зажима на выходе напряжения поверните шкалу в мВ переменного тока для переменного тока или в мВ постоянного тока для постоянного тока.
   • Вставьте черный измерительный провод в гнездо COM.
   • Для дополнительных принадлежностей с зажимами, вырабатывающими выходное напряжение, вставьте красный измерительный провод в гнездо V. Эти клещи предназначены для подачи на цифровой мультиметр 1 мВ, 10 мВ или 100 мВ на каждый 1 А измеренного тока.
   • Выполните шаги 6-8 ниже.
5. Откройте губки, нажав на спусковой крючок инструмента.
6. Поместите один проводник внутрь зажимов. Перед снятием показаний убедитесь, что губки полностью закрыты.
7. Просмотрите значение на дисплее.

   Совет: Токоизмерительные клещи измеряют ток в цепи, измеряя силу магнитного поля вокруг одиночного проводника. По возможности отделяйте испытательный провод от окружающих проводов на несколько дюймов. Цель: не дать зажиму улавливать паразитные магнитные поля. Если разделение невозможно, снимите несколько показаний в разных местах одного и того же проводника.Не измеряйте экранированные проводники, так как магнитные поля значительно уменьшаются или даже исчезают.

Анализ измерения тока

Знание потребления тока в системе, компоненте или цепи очень полезно при поиске неисправностей.

Электрические компоненты, такие как двигатели, часто имеют паспортную табличку, на которой отображается номинальная мощность цепи компонента. Текущее измерение можно сравнить с этим рейтингом, чтобы определить исправность рабочего состояния компонента.

Выполните измерения тока: чтобы определить, какую нагрузку (компонент, например, двигатель) потребляет система. Вы также можете измерить общую нагрузку на цепь.

Двигатель, например, перегружен, если потребляет ток больше номинального, и недогружается, если потребляет меньше.

При поиске и устранении неисправностей технический специалист может выполнить базовое измерение и следить за перегрузкой, перегрузкой по току или дисбалансом тока между фазами.

Как правило, токи выше номинальных обычно указывают на проблему, которая может вызвать дополнительные проблемы.Более высокий ток вызывает более высокую температуру, что может вызвать пробой изоляции и отказ компонентов.

Большинство цифровых мультиметров могут измерять только постоянный или переменный ток до 10 А. Более высокий ток необходимо уменьшить с помощью токоизмерительных клещей, которые могут измерять ток в цепи от 0,01 А до 1000 А путем измерения силы электрического поле вокруг проводника.

Для максимальной эффективности рекомендуется измерять ток при первой установке оборудования и во время нормальной работы.Эти измерения можно использовать для сравнения базовых показателей при устранении будущих проблем.

Ссылка: Принципы цифрового мультиметра , автор – Глен А. Мазур, American Technical Publishers.

Основные операции, уход и обслуживание, а также расширенное устранение неисправностей для квалифицированных специалистов

Как вы видели, процедура измерения напряжения относительно проста. Провода просто подключаются к точкам измерения напряжения или параллельно им.

Однако для текущих измерений процесс немного сложнее. Во-первых, цепь должна быть разомкнута в контрольных точках, а счетчик последовательно вставлен в это отверстие (Рисунок 5). Полный ток должен протекать через счетчик. Чтобы измерение можно было проводить без нарушения самой цепи, измеритель тока имеет очень маленькое внутреннее сопротивление.

Здесь неопытный техник должен быть особенно внимательным. Если счетчик случайно подключен к точке P.D. (разность потенциалов) или в параллельно с компонентом вместо серии , небольшое внутреннее сопротивление позволит очень большому току течь через счетчик, что приведет к короткому замыканию. Это наверняка серьезно повредит измеритель и, возможно, цепь. Еще большую тревогу вызывает возможность возникновения опасной вспышки дуги . Сила вспышки дуги зависит от ряда факторов, включая, помимо прочего, расстояние до вспышки дуги, изношенное защитное оборудование или, в частности, его отсутствие, длительность вспышки дуги, а также продолжительность вспышки дуги. .Для получения дополнительной информации о безопасности от дугового разряда посетите сайт www.esasafe.com.

При измерениях тока необходимо отключать питание перед подключением измерителя. Вы будете отключать один конец провода или компонента для последовательного подключения измерителя. Если вы оставите питание включенным, вы легко можете получить опасное поражение электрическим током или повредить цепь.

На счетчиках с ручным выбором диапазона начните с максимального значения силы тока и постепенно уменьшайте его.

Рисунок 5 – Использование цифрового мультиметра для измерения силы тока

Процедуры измерения тока

Для измерения тока в цепях 0-30 В выполните следующие действия:

1. Перед началом испытаний технический специалист всегда должен знать, каких результатов следует ожидать, исходя из технических характеристик производителя, номинальных значений паспортной таблички, закона Ома и закона Кирхгофа.Слепое тестирование опасно и контрпродуктивно.
2. Выключите питание и убедитесь, что измеряемая цепь «не работает», используя метод тестирования T3 и процедуры измерения напряжения. Обязательно надевайте СИЗ, поскольку мы всегда предполагаем, что цепь находится под напряжением, пока не будет доказано обратное
3. Разомкните цепь, отсоединив или отпаяв соединение в точке, где вы хотите измерить ток.
4. Выберите функцию постоянного или переменного тока, повернув функциональный переключатель в положение постоянного или переменного тока.
5. Подключите измерительные провода к соответствующим гнездам, черный провод – к общему гнезду, а красный – к гнезду А или мА. Помните, что у вас уже есть ожидаемое значение, это ожидаемое значение будет определять, какой разъем, А или мА, будет использоваться. 1/1000 А = 1 мА.
   Обратите внимание, что используемые гнезда не будут теми же, что используются для измерения напряжения.
6. Подключите наконечники щупов к разрыву цепи, как показано на Рисунке 6, чтобы измеряемый ток протекал через измеритель.Обратите внимание, что это последовательное соединение. Никогда не подключайте амперметр параллельно источнику или нагрузке, так как это вызовет короткое замыкание и повреждение измерителя и, возможно, опасную вспышку дуги.

Рисунок 6. Соединения амперметра для измерения одного и того же тока в разных точках цепи

7. Снова включите питание схемы.
8. Просмотрите показания на дисплее. Обязательно укажите единицу измерения.
9. Снова выключите питание, еще раз испытав метод Т3, не снимая СИЗ.
10. Отсоедините провода счетчика от цепи.
11. Если тестирование завершено на этой контрольной точке, восстановите цепь, повторно замкнув соединение. Когда измерения тока будут завершены, поверните функциональный переключатель в положение «ВЫКЛ» и отсоедините измерительные провода.

При измерении тока в цепях со значениями напряжения более 30 В или там, где «разрыв» цепи нецелесообразен или опасен, можно использовать клещи или амперметр. Эти амперметры имеют две подпружиненные выдвижные губки, которые позволяют зажимать один проводник (рисунок 7).Эта функция позволяет вам измерять магнитное поле, создаваемое током, протекающим через провод, чтобы получить показания в амперах без физического контакта или вмешательства в цепь.

Рисунок 7: Зажим на мультиметре

Видео: измерение тока

Как считывать миллиамперы с помощью цифрового измерителя

Цифровые мультиметры используются для определения силы тока, напряжения и сопротивления в электрической цепи, и они являются незаменимыми устройствами для всех, кто занимается электроникой.Сила тока измеряется в амперах, и одна тысячная часть ампера называется миллиампер. Мультиметры могут работать как амперметры (измерители тока), и вы можете использовать его для считывания количества миллиампер, протекающих по цепи. Этот процесс обычно требует подключения зондов к соответствующим портам, разрыва цепи, чтобы ток мог течь в мультиметр, выбора подходящей настройки на измерителе, а затем подключения зондов к цепи.

TL; DR (слишком долго; не читал)

Подключите черный разъем к порту мультиметра с надписью «COM», подключите красный разъем к порту с буквой «A» или «мА», а затем выберите соответствующий максимальный ток на главной шкале.Отключите цепь, которую вы собираетесь измерять, сделайте в ней разрыв, а затем прикоснитесь щупами к проводам или компонентам с обеих сторон разрыва. Теперь снова включите ток, чтобы узнать количество миллиампер, проходящих через цепь.

Что такое цифровой мультиметр?

Мультиметр измеряет ключевые электронные характеристики цепи: напряжение, ток и сопротивление. Две точки в разных местах цепи имеют разницу в электрическом потенциале между ними, которая описывается как разность напряжений или просто напряжение между точками.Напряжение «проталкивает» ток по цепи, а ток описывает электрический ток по цепи. Таким образом, более высокий ток означает, что больше электричества проходит через данную точку в секунду, точно так же, как более высокий ток воды означает, что больше воды проходит через точку в секунду. Сопротивление показывает, насколько трудно току течь по цепи. Для того же напряжения более высокое сопротивление означает меньший ток.

Мультиметры используют взаимосвязь между этими величинами, описываемую законом Ома, для их измерения в любой цепи.Название «мультиметр» относится к нескольким функциям одного и того же устройства. Вольтметры, амперметры и омметры – это однофункциональные устройства для измерения напряжения, тока и сопротивления соответственно. Аналоговые мультиметры существуют, но их сложнее использовать, чем более распространенные цифровые устройства, которые обычно имеют четкие дисплеи. Вы используете два пробника для измерения частей схемы, порты для вставки пробников и обычно циферблат или набор кнопок для выбора режима.

Префиксы и единицы измерения СИ

Мультиметры возвращают результат в единицах СИ (стандартных научных) для напряжения, тока и сопротивления, которые представляют собой вольты (В), амперы (А) и омы (Ом) соответственно.Это дает вам большую часть информации, необходимой для интерпретации показаний, но мультиметры также используют стандартные префиксы для важных дробей и кратных этих величин.

Префикс «микро» означает одну миллионную и имеет символ μ. Это означает, что 400 мкВ составляет 400 миллионных долей вольта или 400 микровольт.

Префикс «милли» относится к одной тысячной и имеет символ m. Таким образом, 35 ​​мА – это 35 мА или 35 тысячных ампер.

«Кило» относится к тысячам и имеет символ k.Итак, 50 кОм – это 50 тысяч Ом или 50 кОм.

Префикс «мега» означает миллионы, и ученые используют для этого заглавную букву M. Таким образом, 1 МОм равен 1 МОм или 1 миллион Ом.

Считывание миллиампер с помощью цифрового мультиметра

Процесс считывания тока на цифровом мультиметре зависит от конкретного мультиметра, но для большинства устройств он аналогичен. Включите глюкометр и вставьте зонды в соответствующие места. Гнездо от черного провода идет в порт с надписью «COM», а красный разъем – в соответствующий порт для ожидаемого уровня тока.Многие мультиметры имеют порт мА (миллиампер), который в некоторых случаях совмещен с портом напряжения и сопротивления, а также порт на 10 или 20 А для более высокого тока. Если вы измеряете низкий ток в миллиамперах – ниже количества миллиампер, указанного рядом с портом, часто это 200 мА, – вставьте красный провод в порт с меткой «мА».

Используйте главный селекторный переключатель, чтобы указать, что вы измеряете ток, и выберите соответствующую настройку. Настройки дают вам максимум для ожидаемого диапазона тока, но лучше сначала выбрать слишком высокий, например 10 А, а затем уменьшить его по мере необходимости для более точного результата.

Отключите цепь, которую вы измеряете, и прервите ее в соответствующем месте. Вам нужно разорвать цепь, чтобы весь ток шел на счетчик. Коснитесь щупами двух точек, в которых вы разорвали цепь, и снова включите цепь. Ток протекает через мультиметр, который отображает ток. Убедитесь, что ток находится в ожидаемом диапазоне мА, а затем уменьшите настройку мультиметра до следующего по величине значения – для тока 0,05 А или 50 мА выберите 200 мА – чтобы получить точное показание в миллиамперах.

Как точно измерить ток и потребление энергии

Мэтт Либерти | Jetperch LLC
Прямое измерение тока затруднено. Обычно подсчет отдельных электронов нецелесообразен, поэтому два основных метода измерения тока фактически измеряют «побочные эффекты» тока.В первом методе используется тот факт, что движущиеся заряженные частицы создают магнитное поле (закон Ампера). Второй метод использует тот факт, что заряженные частицы, движущиеся через сопротивление, создают напряжение (закон Ома). Оба эти метода можно вывести из уравнений Максвелла.

Тот факт, что ток создает магнитное поле, был впервые обнаружен Эрстедом в 1820 году с помощью компаса. Позже этот метод был переработан в современный гальванометр. Большинство современных гальванометров имеют постоянный магнит и вращающуюся катушку с проволокой.В типичном гальванометре типа Д’Арсонваля / Вестона ток, протекающий через катушку, толкает к постоянному магниту или от него. Магнитному полю катушки противодействует постоянный магнит, который заставляет катушку вращаться, перемещая указатель. Если вы когда-либо видели аналоговые мультиметры или винтажное стереооборудование, вы, вероятно, видели гальванометр.

Магнитное поле, вызванное протеканием тока, также можно измерить с помощью датчиков Холла. При изменении магнитных полей, вызванных переменным током, можно использовать индуктивность сенсорной катушки, которая будет измерять скорость изменения тока катушки, которая затем может быть обработана, чтобы получить цифру для потока переменного тока.

Следует отметить, что при использовании всех этих методов становится труднее измерить магнитное поле с достаточной точностью, поскольку ток становится меньше (менее 1 мА).

Это подводит нас к шунтирующим резисторам. Резистор, помещенный на пути тока, создает напряжение в соответствии с законом Ома: В = I × R или I = В / R при расчете на ток. Если сопротивление известно и мы измеряем напряжение на резисторе, мы можем вычислить ток.Резисторы, используемые для измерения тока, называются шунтирующими резисторами. В большинстве современных амперметров и цифровых мультиметров для измерения тока используются шунтирующие резисторы. Лучшее в этом подходе – то, что мы можем выбрать номинал шунтирующего резистора, который дает нам подходящий диапазон напряжений!

Шунтирующий резистор также называют «резистором считывания тока» или просто «резистором считывания». По своей конструкции шунтирующие резисторы вызывают падение напряжения, также называемое нагрузочным напряжением или вносимыми потерями. Если это напряжение слишком велико, это влияет на нагрузку.Дополнительное сопротивление также изменяет импеданс источника с точки зрения нагрузки, что может привести к тому, что некоторые цепи нагрузки будут вести себя иначе. В идеале сопротивление шунта должно быть настолько маленьким, чтобы оно не влияло на целевую цепь. На практике сопротивление шунта должно создавать измеримое напряжение.

Трудно измерить большой диапазон тока с помощью одного шунтирующего резистора. Вольтметр имеет фиксированный диапазон. Чтобы расширить диапазон, в большинстве амперметров используется несколько шунтирующих резисторов, каждый с разным сопротивлением.Однако, если ток изменяется со временем, слишком большой шунтирующий резистор может вызвать чрезмерное падение напряжения, которое влияет на поведение целевой цепи. Если шунтирующий резистор слишком мал, он не может точно измерить ток.

обычно измеряют ток с помощью амперметра, включенного в их функции. Наиболее распространенная реализация амперметра включает в себя токовый шунтирующий резистор, подключенный последовательно к нагрузке. Мультиметры хорошо подходят для измерения постоянных токов, будь то постоянный ток или «постоянный» среднеквадратичный переменный ток.Мультиметры не могут легко измерить токи, которые быстро меняются или резко меняются с течением времени.

Большинство амперметров, включая мультиметры, имеют значительные ограничения, в том числе:

Напряжение нагрузки : Падение напряжения (также называемое вносимыми потерями) на амперметре, которое приводит к более низкому напряжению, подаваемому на тестируемое устройство.
Ток утечки : величина тока, отведенного через амперметр и не доставленного в тестируемое устройство.
Полоса пропускания : реакция измерения при наличии изменяющегося во времени сигнала. Для целевых устройств, которые используют положительный источник постоянного тока, полоса пропускания связана с изменением нагрузки, представленной целевым устройством.
Динамический диапазон : Разница между минимальным и максимальным токами, используемыми тестируемым устройством.
Обратите внимание на характеристики хорошо известного качественного портативного мультиметра Fluke 87. В спецификации ничего не говорится о токе утечки.Полоса пропускания постоянного тока составляет порядка 1 Гц. Полоса пропускания переменного тока имеет гораздо худшие характеристики (± 1%), а полоса пропускания составляет от 45 Гц до 2 кГц.

Теперь предположим, что мы подключили мультиметр для оценки энергии, потребляемой целевым устройством. Далее предположим, что целевое устройство периодически снимает измерения датчика и сообщает о них по RF. Целевое устройство должно снять измерение с датчика, отправить измерение по радиочастоте, а затем вернуться в спящий режим, что является типичной последовательностью для устройств IoT. В нашем простом примере целевое устройство находится в трех состояниях: радио, активное и спящее.

Для оценки общего энергопотребления энергия отзыва представляет собой интеграл мощности во времени ( P = I × В , E = ∫ P dt). Для постоянной мощности интеграл можно упростить до выражения мощности, умноженной на длительность времени: E = P × t . Классический способ оценки энергии – это сначала измерить продолжительность каждого состояния, часто либо с помощью осциллографа, проверяющего напряжение на фиксированном шунтирующем резисторе, либо с помощью логического анализатора, проверяющего биты, установленные микроконтроллером.Затем вы можете принудительно перевести систему в каждое состояние и напрямую измерить ток с помощью мультиметра.

Предположим, устройство использует источник питания 3,3 В, и мы обнаружили, что устройство потребляет 200 мА во время своего радиосигнала 50 мс, 50 ​​мА в активном состоянии 100 мс и 1 мкА в состоянии сна, в котором оно проводит остальное время. Мы можем оценить энергию, потребляемую целевым устройством на одно измерение датчика, как:

Энергия = (3,3 В × 200 мА × 0,050 сек) + (3,3 В × 50 мА × 0,100 сек) + (3.3 В × 1 мкА × (интервал измерения – 0,15) с)

Если устройство выполняет одно измерение датчика в час, то общая энергия на одно измерение датчика составляет E = 0,033 Дж + 0,165 Дж + 0,0119 Дж

Итак, насколько точна эта оценка? Начнем с первой оценки энергии радиоактивного состояния. Fluke 87 утверждает, что нагрузочное напряжение составляет 1,8 мВ / мА в диапазоне 400 мА. Для нашего измерения у нас есть

1,8 мВ / мА × 200 мА = падение на 360 мВ

Из-за падения напряжения на мультиметре цель получает только 2.94 В, а не 3,3 В. Это пониженное напряжение могло вызвать неожиданное поведение, такое как отключение электричества, на цели во время измерения. Если цель содержит преобразователь постоянного тока в постоянный, измеренный ток будет выше, чем в конечном продукте. Мы бы снизили нагрузочное напряжение, установив мультиметр на больший диапазон за счет разрешения.

К счастью, в активном состоянии используется диапазон тока с той же спецификацией напряжения нагрузки, что и для состояния радио. Если бы в активном состоянии было только 6 мА, а мультиметр был в диапазоне 6 мА, нагрузочное напряжение было бы 0.6 В! Поскольку мультиметр переключает резисторы токового шунта в соответствии с настройкой диапазона тока, уменьшение тока НЕ ​​обязательно снижает нагрузочное напряжение.

Этот мультиметр также не может точно измерить ток в состоянии сна, который составляет 19,4% от общей энергии! При настройке 0,6 мА точность составляет:

± (0,2% × 1 мкА + 4 × 0,1 мкА) = 0,402 мкА

Это составляет 40% ошибки на 19,4% от общего бюджета или 7,7% общей ошибки!

обычно обеспечивают дополнительное разрешение и точность.Однако характеристики напряжения нагрузки аналогичны и часто находятся в диапазоне 0,7 В для натурных измерений. Вы можете пожертвовать дополнительным разрешением, чтобы обеспечить разумное напряжение нагрузки.

Мультиметр – важный инструмент, но оператор должен постоянно знать напряжение нагрузки и разрешение. Разработчики должны регулярно выполнять эту утомительную задачу. На практике разработчики, использующие мультиметры для измерения мощности, редко проводят тестирование. Редкое тестирование позволяет продукту собирать «сюрпризы», которые не обнаруживаются до конца цикла проектирования.

Осциллографы

измеряют напряжения через равные промежутки времени, часто более миллиона раз в секунду, для построения формы волны напряжения. Затем осциллографы отображают график, показывающий изменения напряжения во времени. Измеряя напряжение на внешнем шунтирующем резисторе, осциллографы могут эффективно отображать изменения тока во времени.

Однако текущие измерения с помощью осциллографа связаны с двумя основными проблемами. Во-первых, метод измерения шунтирующего резистора имеет проблемы с динамическим диапазоном, связанные с шунтирующими резисторами.Осциллографы обычно выбирают скорость для ограниченного динамического диапазона и обычно имеют всего 10 или 12 бит динамического диапазона.

Во-вторых, осциллографы обычно привязаны к заземлению. Осциллограф измеряет разность напряжений между землей и сигналом. Однако нам нужно дифференциальное измерение на шунтирующем резисторе. Добавление шунтирующего сопротивления в путь заземления часто вызывает проблемы с целостностью сигнала. Нам часто нужны шунтирующие резисторы на стороне высокого напряжения для положительного источника питания.Однако, если тестовая цепь также связана с заземлением, мы не сможем использовать стандартный пробник осциллографа для измерения разности напряжений на шунтирующих резисторах. Мы можем либо использовать два пробника осциллографа и использовать функцию математического вычитания, которая вносит дополнительную ошибку измерения, либо мы можем использовать пробники дифференциального осциллографа, которые часто довольно дороги. В любом случае, у нас все еще остается проблема динамического диапазона.

также предоставляют пробники тока, которые обычно представляют собой просто комбинированный шунтирующий резистор и дифференциальный пробник.Эти пробники также позволяют осциллографу получать правильные единицы измерения, поэтому вам не нужно выполнять вычисления по закону Ома каждый раз при измерении тока. Однако динамический диапазон по-прежнему ограничен. Осциллографы также имеют токовые клещи, разрешение которых ограничено примерно 1 мА.

Специализированное оборудование

Разнообразное другое оборудование может измерять ток, иногда при подаче или понижении тока. Оборудование этого типа включает электрометры, пикоамперметры и блоки измерения источников (SMU).Эти продукты специально разработаны для устранения некоторых недостатков стандартных мультиметров, и многие из них имеют более низкое напряжение нагрузки и более низкие входные токи смещения. Однако главный недостаток – это стоимость. Эти устройства часто используют несколько более сложных методов измерения амперметра с активной обратной связью.

Недавно выпущенный Joulescope разработан для автоматической обработки широких диапазонов тока и быстрых изменений энергопотребления, позволяя при этом целевому устройству работать нормально. Этот прибор отображает данные через соединение с ПК и точно измеряет электрический ток более девяти порядков величины от ампер до наноампер.Этот широкий диапазон позволяет точно и точно измерять ток для современных устройств, в которых режимы сна часто составляют всего наноампер (нА) или микроампер (мкА). Joulescope также имеет полное падение напряжения 25 мВ при 1 А., что позволяет целевому устройству работать правильно. Некоторое оборудование для измерения тока автоматически и мгновенно выбирает шунтирующий резистор, чтобы поддерживать напряжение в допустимом диапазоне. Такой подход позволяет поддерживать максимальное напряжение нагрузки, а также точно измерять ток. До недавнего времени этот тип оборудования с динамической коммутацией был либо слишком медленным (вводилось слишком большое напряжение динамической нагрузки), либо был дорогим.

Расширенное отображение формы волны тока Arduino при включении, вверху, раскрывающее детали последовательности включения. Нижний дисплей отображает представление о потребляемом токе Arduino, которое включает в себя максимальный и минимальный измеренный ток (красные линии) и средний ток (желтая линия). Оба дисплея были созданы с помощью джоулескопа, в котором для точного измерения тока используются переключаемые резисторы, считывающие ток. Этот подход имеет два недостатка, но их можно устранить. Первый недостаток – время переключения шунтирующего резистора, особенно когда ток превышает диапазон значений токового шунтирующего резистора.Если значение резистора не переключается достаточно быстро, напряжение нагрузки становится чрезмерным и влияет на целевое устройство.

Требуемое время переключения можно рассчитать. Упрощенное уравнение, подходящее для многих практических приложений:

т = C × Δ V / Δ I

где t = время переключения резистора, сек; C = емкость системы, Ф; Δ В = величина допустимого изменения напряжения, В; и Δ I = изменение тока через резистор.Например, предположим, что целевая система потребляет 3,3 В и может выдерживать временное падение напряжения на 3% при изменении тока на 1 А. Если система имеет емкость 10 мкФ, необходимое время переключения шунтирующего резистора составляет:

10 мкФ × 3,3 В × 0,03 / 1 A = 1 мкс

Второй недостаток заключается в том, что этот подход обеспечивает переменное сопротивление целевой цепи. Некоторые схемы могут проявлять необычное поведение при изменении импеданса источника питания. Однако мы можем уменьшить эту восприимчивость, добавив развязывающие конденсаторы, которые эффективно снижают входное сопротивление на более высоких частотах, представляющих интерес.Для большинства современной электроники уже требуются байпасные конденсаторы, поэтому этот недостаток часто не вызывает беспокойства при измерении тока в целевых устройствах.

Такое специализированное оборудование для измерения тока должно также учитывать шум Джонсона-Найквиста, шум, который генерирует любой резистор. Этот шум, точность измерения напряжения и полоса пропускания являются критическими факторами проектирования.

Примером специализированного оборудования для измерения тока, использующего этот подход, является Joulescope. Он переключает шунтирующие резисторы примерно за 1 мкс при выходе за пределы диапазона, чтобы целевое устройство работало правильно.Он поддерживает максимальное нагрузочное напряжение 20 мВ на шунтирующем резисторе для любого тока до 2 А. Joulescope электрически изолирован, чтобы избежать проблем с заземлением и контуром заземления.

Помимо амперметра, Joulescope одновременно измеряет напряжение, поэтому он может вычислять мощность ( P = I × В ) и энергию
( E = ∫ P dt).

Измерение тока на макетной плате

Измерение тока на макетной плате

Измерение тока в цепи похоже на измерение расхода воды в спринклерной системе.Чтобы узнать, с какой скоростью течет вода необходимо вставить расходомер в линию. То же самое и с электричеством в цепи.

Батарея вызывает электрический заряд (как вода в трубе) перемещаться по кругу. Чтобы измерить, сколько заряда движется, вы вставляете расходомер в линии. Счетчик, измеряющий электрического тока , называется Амперметр .Он измеряется в амперах или кулонах (единица измерения электрический заряд) в секунду. Один ампер (или сокращенно “ампер” A) имеет довольно большой ток, поэтому в небольших цепях обычно измерять в миллиамперах (1 мА = 1/1000 А) или даже в микроамперах (1 мА = 1/1000000 А).

В этом упражнении, чтобы разместить щупы цифрового мультиметр (DMM) амперметр в линию, нужно сначала поднять один из ведет в цепи, как показано на рисунке 1.Затем вы можете прикоснуться к паре Цифровой мультиметр исследует поднятый провод и соседний провод. См. Рисунок 2. Затем электрический заряд может проходить через цифровой мультиметр, замыкая цепь. Когда Ручка цифрового мультиметра переведена в текущий режим (DCA), на дисплее отображается скорость, то есть сила тока.

Когда ручка установлена ​​на «20 м», цифровой мультиметр может считывать значения до 20 миллиампер. Итак, на рисунке 2 показано значение 0.79 мА. На при более чувствительной настройке ручки цифровой мультиметр может отображать три, а иногда даже четыре цифры. На рисунке 3 ручка цифрового мультиметра переместится на 2000 мкА диапазон, и то же значение тока, более точно, составляет 786 мкА.

Примечание: Будьте осторожны при работе с агрегатами. Большинство формул, как и закон Ома, ожидайте измерения в вольтах (В) и амперах (А).