Мультиметр принцип действия: Всё про цифровой мультиметр: принцип работы, как измерять

Всё про цифровой мультиметр: принцип работы, как измерять

Мультиметр цифровой — это универсальный прибор для измерения электрических параметров, который сочетает действие амперметра, вольтметра и омметра в одном приборе, который выводит показания на небольшой дисплей. Существуют, как стендовые, так и переносные мультиметры.

Мультиметр цифровой

Обратите внимание на основы электричества и на приборы электроники.

Преимущество цифрового мультиметра над приборами с измерительным механизмом заключается в том, что показание прибора по шкале должны пересчитываться в том случае, если стрелка прибора остановилась между отдельными делениями на шкале. Цифровые измерительные приборы не нуждаются в перерасчете показаний, изображая их в виде чисел на дисплее. Также цифровые мультиметры более чувствительны к малым изменениям тока и поэтому более точны по сравнению с другими приборами, измеряющими электрические параметры.

На постсоветском пространстве такой прибор известен под сленговым названием «Цэшка», т. к. названия советских мультиметров начинались с буквы «Ц».

Принцип действия цифрового мультиметра

В основе цифрового мультиметра лежит АЦП двойного интегрирования — аналого-цифровой преобразователь, в котором входной сигнал сравнивается с опорным.

Для того, чтобы измеритель показывал величину электрического параметра, измеритель должен быть электрически подсоединен к схеме или ее компоненту. Эти подсоединения выполняются набором проводов. Черный провод обычно называется общим или отрицательным, красный — положительным.

На одном конце каждого из проводов находится вилка, которая подключается в гнездо измерителя. Другой конец каждого провода используется для создания контакта со схемой или ее компонентом, который должен быть промерен.

Чтобы измерить постоянный ток, измеритель должен быть включен последовательно со схемой, в которой производятся измерения. Если прибор, который настроен на измерение тока, случайно будет включен параллельно с источником напряжения, напряжение может послужить причиной того, что избыточный ток потечет через измеритель и повредит его.

Чтобы измерить напряжение, измеритель должен быть включен параллельно с источником напряжения. Поскольку напряжение одинаково во всех ветвях параллельной схемы, напряжение, которое должно быть измерено, будет и на измерителе, в результате чего измеритель покажет уровень напряжения.

Измерения сопротивлений должны проводиться на обесточенных цепях. При измерениях сопротивлений используется небольшая внутренняя батарея для питания схемы измерителя и сопротивления, которое должно быть измерено.

Порядок измерения цифровым мультиметром

1) Включите измеритель нажатием кнопки ON/OFF
2) Выберите нужный тип измерения нажатием соответствующей кнопки
3) Выберите нужный диапазон измерений нажатием соответствующей кнопки переключения диапазонов
4) Подсоедините измерительные провода в соответствующие гнезда на панели.
5) Прижмите концы измерительных проводов к испытуемым точкам (или прикрепите провода к компоненту). Для измерения сопротивления нет необходимости выставления нуля, как это нужно было делать в вольт омметре, ламповом вольтомметре и вольтомметре на полевых транзисторах.
6) Снимите показания с дисплея.

Гальванометр устройство для измерения электрических параметров

Осциллограф применяется для проверки электронного оборудования

Стабилизаторы напряжения прибор, который обеспечивает стабильный уровень напряжения

Суммирующий усилитель выходное напряжение равно сумме его входных напряжений

Полевой транзистор могут использоваться в качестве выключателей, регуляторов тока или усилителей

Статья «Устройство, назначение и принцип работы цифровых мультиметров (тестеров)»

Содержание

1. Варианты конструктивного исполнения мультиметров
2. Эксплуатация тестера
   1. Измерение постоянного напряжения
   2. Измерение переменных напряжений
   3. Измерение постоянного тока
   4. Измерение сопротивлений
   5. Контроль исправности диодов

Цифровой мультиметр — это простой в эксплуатации, универсальный наглядный прибор, измеряющий электрические параметры. Сегодня на рынке представлены десятки типов этих устройств, но для использования на станциях техобслуживания при покупке следует убедиться, чтобы он внесен в реестр средств измерений для прохождения метрологической поверки.

Первый мультиметр был изобретен в 1920 г. Дональдом Макади. К разработке универсального прибора его подтолкнула необходимость носить большое количество разнообразных инструментов для выполнения измерений. Мультиметр тогда назывался авометр и делал измерения в вольтах, амперах и омах. Продажи изобретения начались в 1923 г.

Варианты конструктивного исполнения мультиметров

Принцип работы тестера основан на сопоставлении входного сигнала с опорным. Основой цифрового мультиметра является АЦП двойного интегрирования. Изменение предела измерений выполняется на резисторных делителях. Если мультиметр имеет милливольтовое деление, оборудование может быть построено на встроенном усилителе с возможностью корректирования коэффициента усиления.

Напряжение измеряется прямым подключением к цепи. Измерение тока основывается на падении напряжения на встроенных резисторах (разные резисторы для разного предела измерения). Сопротивление замеряется при подаче тока на резистор, с которого считываются значения (включение резистора основано на обратной связи инвертирующего усилителя).

Эксплуатация тестера

Примечание. Покупать самый дорогой прибор не обязательно. Так, автоэлектрику достаточно иметь доступ к нескольким функциональным возможностям: измерению постоянного напряжения и тока, измерению сопротивления, переменного напряжения, параметров диода. В начале работы к клемме 1 нужно подсоединить провод измерительного щупа черного цвета, к клемме 3 — красного.

Измерение постоянного напряжения

Переключатель переводится на деление 1000 V в положение 4, черный щуп подсоединяется к неизолированному участку корпуса, красный – к точке измерения, к примеру, плюсу аккумулятора.

При измерении напряжения аккумулятора показания тестера должны находиться в пределах 12,0 — 14,6 V, иначе батарея будет разряжена. Для увеличения точности измерений необходимо перевести переключатель на значение 20 V. Аналогично проводятся и другие измерения. Измерение напряжений может проводиться на каждом узле или элементе с подключением прибора параллельно элементу.

Измерение переменных напряжений

Данный вид измерений необходим для контроля напряжения сети переменного тока 220 В, например, в гараже. Переключатель переводится в предел 750 V, положение 5. Щупы подключаются в гнезда розетки. Напряжение должно находиться в пределах 210–230 В.

Измерение постоянного тока

Необходимо перевести переключатель в положение 6, предел 200 миллиампер. Щупы мультиметра подсоединяются в разрыв электрической цепи. Производятся измерения. В автомобиле протекают большие токи, по этой причине измерения производятся в положении переключателя 2 с подключением красного провода к разъему 2.

Измерение сопротивлений

Измерение сопротивлений нужно производить на отключенной от схемы детали. Переключатель переводится в положение 7 на предел 200 килоом. Далее детали параллельно подключаются к щупу. Измерение производится с увеличением точности путем перехода к нижнему пределу. Сопротивление ламп накаливания колеблется от 10 до 500 Ом, двигателей постоянного тока (стеклоподъемники, система вентиляции, дворники) — 5–50 Ом, реле — 10–5000 Ом, стартера — 0,1–0,5 Ом.

Контроль исправности диодов

Часто этот вид измерений нужно выполнять при проверке работы индикаторов на приборной панели, генераторов и современного светодиодного осветительного оборудования. Контроль производится только на выключенном элементе. Переключатель должен находиться в положении 8. Щупы подсоединяются сначала в одном, потом в другом направлении. Таким образом, в одном направлении показания тестера должны быть от 300 до 600 Ом, а в другом — отсутствовать.

Объяснение измерений мультиметра

| Electronic Design

Перепечатано с разрешения Evaluation Engineering

Мультиметр или цифровой мультиметр (DMM) является одним из наиболее важных и распространенных элементов лабораторного оборудования. Мультиметры используются для проведения основных электрических измерений, связанных с законом Ома. Сюда входят такие измерения, как напряжение, ток, сопротивление и т. д. Мультиметры могут быть как портативными, так и настольными. Настольные мультиметры, как правило, обеспечивают более высокую точность, чем их меньшие портативные аналоги. Для этой цели в этой статье мы предположим, что используется настольный мультиметр.

Закон Ома Измерения мультиметром

Начнем с  Напряжение постоянного тока , одного из самых простых и часто используемых мультиметровых измерений. Измерение напряжения постоянного тока используется для определения разности электрических потенциалов между двумя точками в цепи постоянного тока или «постоянного тока». Эта разница потенциалов измеряется в единицах [вольт постоянного тока]. Чтобы измерить напряжение постоянного тока с помощью настольного мультиметра, после его включения выберите режим «DC V».

Подсоедините щупы к мультиметру; положительный щуп должен быть подключен к порту «INPUT HI», а отрицательный щуп должен быть подключен к порту «INPUT LO». Подайте питание на проверяемую цепь или устройство и проверьте точки цепи.

Измерение напряжения переменного тока  почти идентично измерению напряжения постоянного тока, однако этот режим используется для измерения потенциала напряжения между двумя точками цепи переменного или «переменного тока». Единицей измерения напряжения переменного тока является [вольт переменного тока]. Чтобы измерить напряжение переменного тока с помощью настольного мультиметра, выберите режим «AC V» и подключите щупы. Положительный щуп должен быть подключен к порту «INPUT HI», а отрицательный щуп должен быть подключен к порту «INPUT LO». Подайте питание на проверяемую цепь или устройство и проверьте точки на цепи 9. 2*р. Поскольку даже у проводов есть сопротивление, провода датчиков могут фактически добавить к наблюдаемому измерению сопротивления. По этой причине существует два различных режима измерения сопротивления: 2-проводной режим и 4-проводной режим.

Если вас не беспокоит добавочное сопротивление проводов датчика, двухпроводного измерения сопротивления будет достаточно. Это более простое измерение, а датчики менее сложны и дороги. При 2-проводном измерении подаваемый ток и наблюдаемое напряжение измеряются через одни и те же датчики.

Чтобы выполнить двухпроводное измерение сопротивления с помощью настольного мультиметра, выберите режим «Ом» или «Ом» и подключите щупы к портам «ВХОД HI» и «ВХОД LO». Убедитесь, что тестируемая цепь или устройство выключены. Затем прощупайте нужный участок цепи.

Если вам нужно максимально точное измерение сопротивления, вам нужно выполнить 4-проводное измерение сопротивления . При 4-проводном измерении используются 2 дополнительных датчика, отсюда и термин «4-проводной». Два провода используются для подачи тока, а два других используются для измерения напряжения. Это устраняет эффективное падение напряжения на сопротивлении проводов датчика, что делает измерение напряжения и, следовательно, результирующего сопротивления более точным.

Чтобы выполнить 4-проводное измерение сопротивления с помощью настольного мультиметра, выберите на мультиметре режим «Ом» или «Ом» (возможно, вам придется нажать эту кнопку несколько раз, чтобы убедиться, что выбран 4-проводной режим). Подсоедините первый набор датчиков к портам «INPUT HI» и «INPUT LO», а второй набор датчиков к портам «SENSE HI» и «SENSE LO». Убедитесь, что проверяемая цепь или устройство отключены, затем проверьте нужную область цепи, используя оба щупа «HI» на одной стороне компонента и оба щупа «LO» на другой стороне измеряемого компонента

Важно, чтобы цепь не была включена во время измерения сопротивления. Поскольку мультиметр измеряет сопротивление как вычисление наблюдаемого падения напряжения из-за подаваемого тока, включение цепи вызовет помехи при измерении сопротивления и приведет к неправильным показаниям.

Постоянный ток или постоянный ток измеряет однонаправленный поток электронов в цепи, и единицей измерения является [амперы постоянного тока]. Для выполнения любого измерения тока в цепи должен быть «разрыв», который затем замыкается мультиметром, позволяя току течь через сам мультиметр. Другими словами, измерение тока должно производиться последовательно с цепью; тогда как измерения напряжения и сопротивления выполняются параллельно со схемой.

Чтобы измерить постоянный ток с помощью настольного мультиметра, выберите режим «I DC» на мультиметре. Подсоедините положительный щуп к порту «мА» для измерения малых токов или к порту «10А» для измерения больших токов. Подключите отрицательный щуп к порту «INPUT LO». Приложите щупы к соответствующим точкам последовательно с цепью, затем подайте питание на проверяемую цепь или устройство и запишите измерение постоянного тока.

Переменный ток  или переменный ток — это измерение тока, который периодически меняет направление. Единицей измерения переменного тока является [ампер переменного тока]. Как и при измерении постоянного тока, переменный ток должен измеряться последовательно со схемой, чтобы позволить электронам проходить через мультиметр для выполнения измерения.

Для измерения переменного тока с помощью настольного мультиметра выберите режим «I AC», подключите положительный щуп к порту «мА» для измерения малых токов или к порту «10А» для измерения больших токов. Подключите отрицательный щуп к порту «INPUT LO». Подсоедините щупы к соответствующим точкам последовательно с цепью, затем подайте питание на проверяемую цепь или устройство.

Одной из самых распространенных ошибок при измерении тока мультиметром является использование порта «мА» при измерении больших токов. При измерении токов свыше 200 мА лучше переключиться и использовать порт «10А», чтобы не перегорел предохранитель внутри мультиметра.

Дополнительные измерения мультиметра

Проверка диода  — Мультиметры также можно использовать для измерения падения напряжения на диоде, смещенном в прямом направлении. Для измерения падения напряжения на диоде мультиметр автоматически подает небольшое напряжение на щупы и увеличивает это напряжение до тех пор, пока два щупа не будут электрически соединены (т. е. диод станет проводящим и смещенным в прямом направлении). Единицей измерения для проверки диодов является [вольт постоянного тока].

Чтобы выполнить проверку диодов с помощью настольного мультиметра, установите мультиметр в режим проверки диодов, нажав кнопку с символом диода. Подключите положительный щуп к порту «INPUT HI», а отрицательный щуп к порту «INPUT LO». Убедитесь, что тестируемая цепь или устройство выключены. Приложите щупы к диоду (убедившись в соблюдении полярности), затем запишите падение напряжения на диоде.

Измерение непрерывности  (или электрического соединения) с помощью мультиметра является чрезвычайно полезным инструментом отладки и устранения неполадок. Когда цепь не работает должным образом, одним из первых действий при обнаружении проблемы является проверка наличия всех ожидаемых соединений и отсутствия нежелательных коротких замыканий. Конечно, можно использовать режим измерения сопротивления мультиметра, чтобы проверить наличие этих соединений, но использование режима непрерывности делает это еще проще. Это связано с тем, что мультиметр издаст звуковой сигнал, если между щупами есть соединение с низким сопротивлением, поэтому вам даже не нужно отрывать взгляд от схемы, которую вы отлаживаете.

Важно проверить руководство вашего мультиметра, чтобы увидеть, где он рисует линию с точки зрения «низкого сопротивления», чтобы издавать жужжание непрерывности. Это сопротивление составляет около 20 Ом для многих мультиметров. Чтобы проверить непрерывность с помощью настольного мультиметра, установите мультиметр в режим непрерывности, нажав кнопку со звуковым символом. Подключите положительный щуп к порту «INPUT HI», отрицательный щуп к порту «INPUT LO» и убедитесь, что проверяемая цепь или устройство отключены. Проверьте различные точки цепи и прислушайтесь к звуковому сигналу непрерывности.

Частота

Мультиметры также можно использовать для измерения частоты сигнала переменного напряжения. Частота — это измерение количества циклов, повторяющихся в сигнале каждую секунду. Например, синусоидальная волна, которая повторяет 10 циклов каждую секунду, будет иметь частоту 10 Герц или Гц. Диапазон входных частот мультиметров может сильно различаться, поэтому убедитесь, что ваш мультиметр способен измерять сигналы более высокой частоты. Как и напряжение, измерение частоты выполняется параллельно цепи.

Использование специального частотомера рекомендуется при необходимости измерения высокочастотных сигналов с более высокой точностью. Чтобы измерить частоту с помощью настольного мультиметра, установите мультиметр в режим «FREQ», затем подключите положительный щуп к порту «INPUT HI», а отрицательный щуп к порту «INPUT LO». Убедитесь, что тестируемая цепь или устройство включено, затем прощупайте измеряемый компонент на предмет частоты.

В заключение
Выбор лучшего мультиметра может оказаться непростой задачей. Ценовые диапазоны могут сильно различаться в зависимости от бренда и характеристик. Обязательно изучите все факторы, которые необходимо учитывать при выборе настольного мультиметра.

Принцип работы мультиметра | Инструкции по эксплуатации

Мультиметр в основном представляет собой измеритель PMMC. Для измерения постоянного тока прибор действует как амперметр с малым последовательным сопротивлением. Изменение диапазона осуществляется шунтами таким образом, чтобы ток, проходящий через счетчик, не превышал предельного номинального значения. Принцип работы мультиметра состоит из комбинации амперметра, вольтметра и омметра с функциональным переключателем для подключения соответствующей цепи к механизму Дарсонваля.

На рис. 4.33 показан измеритель, состоящий из миллиамперметра постоянного тока, вольтметра постоянного тока, вольтметра переменного тока, микроамперметра и омметра.

Микроамперметр:

На рис. 4.34 показана схема мультиметра, используемого в качестве микроамперметра.

Амперметр постоянного тока:

На рис. 4.35 показан принцип работы мультиметра, используемого в качестве амперметра постоянного тока.

Вольтметр постоянного тока:

На рис. 4.36 показана секция вольтметра постоянного тока мультиметра.

Вольтметр переменного тока:

На рис. 4.37 показана секция вольтметра переменного тока принципа работы мультиметра. Для измерения переменного напряжения выходное переменное напряжение выпрямляется однополупериодным выпрямителем перед тем, как ток проходит через измеритель. Другой диод на измерителе служит защитой. Диод проводит, когда на диодах появляется обратное напряжение, так что ток обходит счетчик в обратном направлении.

Омметр:

Ссылаясь на рис. 4.38, на котором показана часть омметра мультиметра, в диапазоне 10 кОм сопротивление 102 Ом подключено параллельно общему сопротивлению цепи, а в диапазоне 1 МОм сопротивление 102 Ом полностью отключено от схема.

Следовательно, в диапазоне 1 м отклонение на половине шкалы составляет 10 кОм. Так как на диапазоне 10 кОм сопротивление 102 Ом подключено поперек общего сопротивления, следовательно, в этом диапазоне отклонение половины шкалы составляет 100 Ом. Измерение сопротивления выполняется путем подачи небольшого напряжения, установленного внутри измерителя. Для диапазона 1 МОм внутреннее сопротивление равно 10 Ом, т. е. значение на середине шкалы, как показано на рис. 4.39.. А для диапазона 10 кОм внутреннее сопротивление равно 100 Ом, т. е. значение в середине шкалы, как показано на рис. 4.40.

Диапазон омметра можно изменить, подключив переключатель к подходящему шунтирующему сопротивлению. Используя разные значения сопротивления шунта, можно получить разные диапазоны.

Путем увеличения напряжения батареи и использования подходящего шунта можно изменить максимальные значения, считываемые омметром.

Мультиметр Инструкции по эксплуатации:

Комбинированный вольтомметр-миллиамперметр является основным инструментом в любой электронной лаборатории. Правильное использование этого прибора увеличивает его точность и срок службы. Следует соблюдать следующие меры предосторожности.

1. Во избежание перегрузки счетчика и возможного повреждения при проверке напряжения или тока начните с самого высокого диапазона прибора и последовательно перемещайтесь вниз по диапазону.
2. Для более высокой точности выбранный диапазон должен быть таким, чтобы отклонение приходилось на верхнюю половину шкалы измерителя.
3. Для максимальной точности и минимальной нагрузки выберите такой диапазон вольтметра, чтобы общее сопротивление вольтметра (Ом на вольт x напряжение полной шкалы) как минимум в 100 раз превышало сопротивление тестируемой цепи.
4. По возможности делайте все показания сопротивления в свободной части шкалы измерителя.
5. Примите дополнительные меры предосторожности при проверке высокого напряжения и тока в цепях высокого напряжения.
6. Перед выполнением проверки проверьте полярность цепи, особенно при измерении постоянного тока или напряжения.