Как проверить напряжение в сети

Для чего надо знать величину напряжения

Известно, что в сети централизованного электроснабжения должно быть напряжение в пределах от 198 до 242 Вольт при среднем значении 220 Вольт. Это напряжение обеспечивается отдельной обмоткой трёхфазного трансформатора, к которой подключено несколько потребителей. Так организовано электроснабжение и в многоквартирных домах, и в частном секторе. Квартиры и дома распределены на группы. Каждая группа подключается к одной фазе – обмотке трансформатора.

Но мощность этого трансформатора ограничена. Поэтому возможны такие случаи, когда подключенная суммарная нагрузка, слишком велика и напряжение в сети опускается ниже 198 Вольт. Такая ситуация обычна для частного сектора и дач. Например, в засушливую погоду на многих участках включаются насосы для полива, в холодную погоду включаются электрообогреватели, а у кого-то электрическая печь-каменка киловатт на десять круглый год периодически понижает напряжение в сети.

С правильными значениями напряжения связана эффективная работа многих бытовых электрических приборов, особенно мощных. Таковыми являются:

• электрические скважинные насосы со стабилизаторами водяного давления;
• большие холодильники;
• стиральные машины;
• нагревательные приборы;
• пылесосы.

Индикация и измерение

Хорошим визуальным индикатором напряжения является лампочка накаливания. Изменение яркости её света хорошо заметно, особенно при повторяющихся провалах напряжения сети. Современные цокольные люминесцентные и светодиодные лампы содержат инвертор, который стабилизирует напряжение на лампе. Поэтому свет этих ламп не может служить индикатором напряжения. И если свет лампочки накаливания заметно потускнел, а надо использовать какой-либо из перечисленных бытовых электроприборов самое время измерить напряжение в розетке.

Для этого используются либо стрелочные, либо цифровые приборы – мультиметры. Морально устаревшие стрелочные мультиметры называют также «тестерами». При измерении важно правильно настроить мультиметр, выбрав в нём соответствующий 220 Вольтам диапазон переменного напряжения. Обычно такой диапазон более 220 Вольт – 300 В или 600 В.

Кроме этого измерительные щупы с проводами должны иметь неповреждённую изоляцию. При касании клемм розетки необходимо исключить натяжение измерительных проводов и возможность выскакивания соединительного провода из клеммы измерительного прибора. Поэтому если длина измерительных проводов позволяет лучше всего прямо около розетки поставить табурет или стул и расположить на нём измерительный прибор.

• Если прибор покажет заниженное напряжение в сети стирку, глажку и уборку пылесосом лучше отложить. Дополнительное подключение мощной нагрузки понизит его ещё больше.

При частых понижениях напряжения лучше всего установить стабилизатор напряжения. Больше всего в нём нуждаются электрические скважинные насосы со стабилизаторами водяного давления и холодильники.

Установив стабилизатор напряжения, в котором есть встроенный вольтметр, больше не потребуется измерять напряжение в сети.

Если при выполнении монтажных работ потребуется контроль напряжения можно воспользоваться индикаторной отверткой, которая светится от прикосновения к фазной клемме розетки или к такому же проводу. Однако существуют и более совершенные модели отвёрток со встроенным цифровым вольтметром. Это удобно, существенно дороже обычного индикатора, но не отменяет мультиметр, поскольку во многих случаях нужна пара измерительных щупов с проводами и различными диапазонами при показаниях на большом табло.

Наличие индикатора и измерителя напряжения в домашнем хозяйстве весьма желательно. Они позволяют контролировать напряжение сети и вместе с этим помогают выявить необходимость таких изменений в электрооборудовании, без которых возможны существенные финансовые потери из-за его порчи.

Чем измерить напряжение в сети

Прибор для измерения напряжения.

Как измерить напряжение мультиметром

03 Ноя 2016г | Раздел: Электрика

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта sesaga.ru. Основной единицей измерения электрического напряжения является вольт. В зависимости от величины напряжение может измеряться в

вольтах (В), киловольтах (1 кВ = 1000 В), милливольтах (1 мВ = 0,001 В), микровольтах (1 мкВ = 0,001мВ = 0,000001 В). На практике, чаще всего, приходится сталкиваться с вольтами и милливольтами.

Существует два основных вида напряжений – постоянное и переменное. Источником постоянного напряжения служат батареи, аккумуляторы. Источником переменного напряжения может служить, например, напряжение в электрической сети квартиры или дома.

Для измерения напряжения используют вольтметр. Вольтметры бывают стрелочные (аналоговые) и цифровые.

На сегодняшний день стрелочные вольтметры уступают пальму первенства цифровым, так как вторые более удобны в эксплуатации.

Если при измерении стрелочным вольтметром показания напряжения приходится вычислять по шкале, то у цифрового результат измерения сразу высвечивается на индикаторе. Да и по габаритам стрелочный прибор проигрывает цифровому.

Но это не значит, что стрелочные приборы совсем не применяются. Есть некоторые процессы, которые цифровым прибором увидеть нельзя, поэтому стрелочные больше применяются на промышленных предприятиях, лабораториях, ремонтных мастерских и т.п.

На электрических принципиальных схемах вольтметр обозначается кружком с заглавной латинской буквой «V

» внутри. Рядом с условным обозначением вольтметра указывается его буквенное обозначение «PU» и порядковый номер в схеме. Например. Если вольтметров в схеме будет два, то около первого пишут «PU 1», а около второго «PU 2».

При измерении постоянного напряжения на схеме указывается полярность подключения вольтметра, если же измеряется переменное напряжение, то полярность подключения не указывается.

Напряжение измеряют между двумя точками схемы: в электронных схемах между плюсовым и минусовым полюсами, в электрических схемах между

фазой и нулем. Вольтметр подключают параллельно источнику напряжения или параллельно участку цепи — резистору, лампе или другой нагрузке, на которой необходимо измерить напряжение:

Рассмотрим подключение вольтметра: на верхней схеме напряжение измеряется на лампе HL1 и одновременно на источнике питания GB1. На нижней схеме напряжение измеряется на лампе HL1 и резисторе R1.

Перед тем, как измерить напряжение, определяют его вид и приблизительную величину. Дело в том, что у вольтметров измерительная часть рассчитана только для одного вида напряжения, и от этого результаты измерений получаются разными. Вольтметр для измерения постоянного напряжения не видит переменное, а вольтметр для переменного напряжения наоборот, постоянное напряжение измерить сможет, но его показания будут не точными.

Знать приблизительную величину измеряемого напряжения также необходимо, так как вольтметры работают в строго определенном диапазоне напряжений, и если ошибиться с выбором диапазона или величиной, прибор можно повредить. Например. Диапазон измерения вольтметра составляет 0…100 Вольт, значит, напряжение можно измерять только в этих пределах, так как при измерении напряжения выше 100 Вольт прибор выйдет из строя.

Помимо приборов, измеряющих только один параметр (напряжение, ток, сопротивление, емкость, частота), существуют многофункциональные, в которых заложено измерение всех этих параметров в одном приборе. Такой прибор называется

тестер (в основном это стрелочные измерительные приборы) или цифровой мультиметр.

На тестере останавливаться не будем, это тема другой статьи, а сразу перейдем к цифровому мультиметру. В основной своей массе мультиметры могут измерять два вида напряжения в пределах 0…1000 Вольт. Для удобства измерения оба напряжения разделены на два сектора, а в секторах на поддиапазоны: у постоянного напряжения поддиапазонов пять, у переменного — два.

У каждого поддиапазона есть свой максимальный предел измерения, который обозначен цифровым значением: 200m, 2V, 20V, 200V, 600V. Например. На пределе «200V» измеряется напряжение, находящееся в диапазоне 0…200 Вольт.

Теперь сам процесс измерения.

1. Измерение постоянного напряжения.

Вначале определяемся с видом измеряемого напряжения (постоянное или переменное) и переводим переключатель в нужный сектор. Для примера возьмем пальчиковую батарейку, постоянное напряжение которой составляет 1,5 Вольта. Выбираем сектор постоянного напряжения, а в нем предел измерения «2V», диапазон измерения которого составляет 0…2 Вольта.

Измерительные щупы должны быть вставлены в гнезда, как показано на нижнем рисунке:

красный щуп принято называть плюсовым, и вставляется он в гнездо, напротив которого изображены значки измеряемых параметров: «VΩmA»;
черный щуп называют минусовым или общим и вставляется он в гнездо, напротив которого стоит значок «СОМ». Относительно этого щупа производятся все измерения.

Плюсовым щупом касаемся положительного полюса батарейки, а минусовым — отрицательного. Результат измерения 1,59 Вольта сразу виден на индикаторе мультиметра. Как видите, все очень просто.

Теперь еще нюанс. Если на батарейке щупы поменять местами, то перед единицей появится знак минуса, сигнализирующий, что перепутана полярность подключения мультиметра. Знак минуса бывает очень удобен в процессе наладке электронных схем, когда на плате нужно определить плюсовую или минусовую шины.

Ну а теперь рассмотрим вариант, когда величина напряжения неизвестна. В качестве источника напряжения оставим пальчиковую батарейку.

Допустим, мы не знаем напряжение батарейки, и чтобы не сжечь прибор измерение начинаем с самого максимального предела «600V», что соответствует диапазону измерения 0…600 Вольт. Щупами мультиметра касаемся полюсов батарейки и на индикаторе видим результат измерения, равный «001». Эти цифры говорят о том, что напряжения нет или его величина слишком мала, или выбран слишком большой диапазон измерения.

Опускаемся ниже. Переключатель переводим в положение «200V», что соответствует диапазону 0…200 Вольт, и щупами касаемся полюсов батарейки. На индикаторе появились показания равные «01,5». В принципе этих показаний уже достаточно, чтобы сказать, что напряжение пальчиковой батарейки составляет 1,5 Вольта.

Однако нолик, стоящий впереди, предлагает снизиться еще на предел ниже и точнее измерить напряжение. Снижаемся на предел «20V», что соответствует диапазону 0…20 Вольт, и снова производим измерение. На индикаторе высветились показания «1,58». Теперь можно с точностью сказать, что напряжение пальчиковой батарейки составляет 1,58 Вольта.

Вот таким образом, не зная величину напряжения, находят ее, постепенно снижаясь от высокого предела измерения к низкому.

Также бывают ситуации, когда при измерении в левом углу индикатора высвечивается единица «1». Единица сигнализирует о том, что измеряемое напряжение или ток выше выбранного предела измерения. Например. Если на пределе «2V» измерить напряжение равное 3 Вольта, то на индикаторе появится единица, так как диапазон измерения этого предела всего 0…2 Вольта.

Остался еще один предел «200m» с диапазоном измерения 0…200 mV. Этот предел предназначен для измерения совсем маленьких напряжений (милливольт), с которыми иногда приходится сталкиваться при наладке какой-нибудь радиолюбительской конструкции.

2. Измерение переменного напряжения.

Процесс измерения переменного напряжения ни чем не отличается от измерения постоянного. Отличие состоит лишь в том, что для переменного напряжения соблюдать полярность щупов не требуется.

Сектор переменного напряжения разбит на два поддиапазона 200V и 600V.
На пределе «200V» можно измерять, например, выходное напряжение вторичных обмоток понижающих трансформаторов, либо любое другое находящееся в диапазоне 0…200 Вольт. На пределе «600V» можно измерять напряжения 220 В, 380 В, 440 В или любое другое находящееся в диапазоне 0…600 Вольт.

В качестве примера измерим напряжение домашней сети 220 Вольт.
Переводим переключатель в положение «600V» и щупы мультиметра вставляем в розетку. На индикаторе сразу появился результат измерения 229 Вольт. Как видите, все очень просто.

И еще один момент.
Перед измерением высоких напряжений ВСЕГДА лишний раз убеждайтесь в исправности изоляции щупов и проводов вольтметра или мультиметра, а также дополнительно проверяйте выбранный предел измерения. И только после всех этих операций производите измерения. Этим Вы убережете себя и прибор от неожиданных сюрпризов.

А если что осталось не понятно, то посмотрите видеоролик, где показано измерение напряжения и силы тока с помощью мультиметра.

Как Вы убедились, измерить напряжение мультиметром не так уж и сложно. Главное понимать что, где и как. И в заключении хочу предложить Вам прочитать статью прибор для измерения силы тока, как измерить силу тока мультиметром.
Удачи!

Всегда ли показывает напряжение в розетке при измерении мультиметром, и как лучше всего проверить силу тока?

Умение проверять напряжение при помощи тестеров – важный навык для любого пользователя электричества. Без него невозможно самостоятельно починить розетку, найти проблему, по которой не работает бытовой прибор. Если дома фиксируются чрезмерные скачки напряжения, придется устанавливать стабилизаторы, чтобы не вышли из строя бытовые устройства.

Зачем знать напряжение в розетке

В розетке протекает переменный ток. Это значит, что происходят отклонения от номинального значения в большую или меньшую сторону. Номинальным напряжением в России считается 220 Вольт, но фактически значение равняется 230 Вольт. Современные бытовые приборы создаются с учетом допустимых отклонений, превышение характеристики способно вызвать поломку устройств. Особенно подвержены влиянию устройства с электромоторами (кондиционер, холодильники). Для снижения риска поломки нужно уметь определять напряжение при помощи специальных тестеров.

Многие считают, что данный навык обычному пользователю не обязателен и нужен только специалистам. Это не так, ведь с определения силы напряжения начинается починка розетки, проверка наличия сети в квартире и другие работы, связанные с проводкой.

Как измерить напряжение в розетке тестером

Если дома нет мультиметра, можно проверить наличие электричества при помощи пробника, который также называется индикаторной отверткой. Измерить величину таким способом не получится, а лишь проверить его наличие.

Чтобы измерить напряжение, нужно дотронуться пальцем до пятака на индикаторе, затем жало поочередно вставить в отверстия розетки. Если засветился индикатор, электричество в сети есть.

Проверить напряжение можно при помощи вольтметра, включенного параллельно. Его электрическое сопротивление не окажет влияния на само напряжение, и на экране будет указано значение в розетке. Подключать вольтметр нужно следующим образом:

• От первого разъема розетки провод идет к началу шунта, к нему же и подключают один из щупов вольтметра.
• Другой щуп нужно подсоединить к концу шунта, от которого провод идет к первому контакту цоколя лампы, используемой в качестве нагрузки.
• От цоколя лампы провод идет ко второму разъему розетки.

На вольтметре должен быть установлен режим переменного напряжения.

Как измерить 220 в мультиметром

Для измерения используются мультиметры. Они бывают двух видов:

• Стрелочные или аналоговые. Такие модели использовались до появления электронных. Стоят недорого, не требовательны при работе и не требуют источника постоянного тока. Недостатком устройства является неудобство снятия показаний из-за размеров шкалы.
• Электронные или цифровые. Это современные удобные устройства с большим количеством функций. Стоят дороже, но точность показания выше. Большинство специалистов используют данный вид устройств.

• постоянное и переменное напряжение;
• сопротивление;
• емкостные и частотные характеристики;
• силу постоянного и переменного тока;
• параметры диодов и транзисторов;
• температурный режим.

Переключение режимов производится при помощи ручки на панели устройства.

Алгоритм работы:

• Перед началом работы устройство собирается. В разъем с надписью COM всегда вставляется черный щуп. Красный нужно подключить к разъему с надписью VΩmA. Существует третий выход 10 А – это значит, что мультитестер способен измерять силу тока до указанного значения.
• После подключения выбирается режим измерения. Его нужно выставлять внимательно, так как при неправильных настройках устройство может выйти из строя. Менять положение переключателя во время работы запрещено. Поворотный выключатель устанавливается в поле ACV или V в положение 750.
• Теперь щупы можно вставлять в гнезда розетки и смотреть результат. Значение в 220 В будет иметь отклонения, по ГОСТу погрешность достигает 10%. Если значение выходит за рамки погрешности, рекомендуется установить дома стабилизатор напряжения.

Что покажет при неисправности розетки

Если сеть отсутствует, на мультиметре будет значение 0 Вольт. Причина – неисправность розетки или отсутствие электричества. Чтобы установить причину, нужно прозвонить другие розетки в помещении. Если не работает только одна, проверяются ее контакты и по необходимости производится замена на новую.

При скачках напряжения значения на мультитестере будут сильно отличаться от номинальных 220 Вольт. По ГОСТу допустимо отклонение в 10%, больший разброс может привести к поломке электроприборов. Если зафиксирован сильный скачок напряжения, стоит установить в квартире дополнительно устройство для стабилизации.
Домашняя сеть работает на напряжение в 220 Вольт, однако в розетке оно может отличаться от номинала. Напряжение, находящееся в пределах установленной ГОСТом нормы, является залогом качественной и стабильной работы бытовых приборов. Важно уметь проверять напряжение при помощи мультитестера, чтобы предотвратить риск поломки электроустройств. При значительном отклонении от установленных значений следует позаботиться о стабилизации напряжения в помещении.

Полезное видео

Как измерить напряжение ?

Как измерить напряжение в домашней сети.

Всем привет, и это простенький урок от Компьютер76, где я вам покажу, как определить величину напряжения в сети квартирыдома, то есть как измерить напряжение . Пользоваться мы будем исключительно мультиметром, так замер напряжения сети будет проводиться под эгидой постановки вопроса о качестве электроэнергии в вашем жилище на предмет выявления неисправности блока питания компьютера. Качество энергии – вопрос конкретный, и потому никакие самопальные контрольные лампы и однополюсные индикаторы нам не в помощь. В одной из статей я уже показал, какой мультиметр можно приобрести за небольшие деньги и желательно бы иметь в арсенале постоянно присутствующих в доме инструментов. Он пригодится не раз, использовать мультиметр при ремонте, в том числе компьютера, мы также будем не единожды.

Как правильно измерить напряжение в сети квартиры или дома?

Внимание! Убедительная просьба, если собираетесь прочитать статью до конца с целью получения навыков в электрических измерениях, почитайте введение, написанное мною в этой статье.

Верхний абзац вами прочитан и со статьёй по ссылке в нём вы также ознакомились? Приступаем.

Перед тем, как непосредственно измерить напряжение , проверьте его работоспособность. Проверьте целостность изоляции проводов щупов мультиметра визуально. Будет сюрприз, если вы получите удар током через повреждённую изоляцию. Целостность щупов можно также проверить замыканием на себя, предварительно установив переключатель прибора в режим “прозвонка”. Это подробно описывается в статье Мультиметр для чайников.

Устанавливаем щупы в гнёзда, как показано на фото:

Чёрный щуп установлен в разъём с обозначением COM, красный – с обозначениями V/Ώ. Цветность можно не сохранять, но почему так делается, прочтите также в статье Мультиметр для чайников.

Проверьте работоспособность прибора и целостность проводов щупов. Для этого переведите поворотный переключатель в положение “прозвонка” и замкните щупы между собой. Индикатор мультиметра покажет число, состоящее из трёх нолей или числа 001-002. Если Вы купили мультиметр с функцией сигнала, вы услышите непрерывный звук высокой тональности (в простонародье – писк). Если этого не произошло, проверьте, надёжно ли установлены разъёмы щупов в контактные полости мультиметра. Может быть и обрыв провода, скрытый под невредимой изоляцией. Особенно подвержен обрыву проводник у основания открытого контактного штырька на месте спайки штырька и провода.

Если всё в порядке, приступаем к измерению. Установите поворотный контакт в зону AC (Alternative Current – переменный ток) V

– переменное, электроэнергия именно такой характеристики поступает в вашу квартиру или дом). В этой зоне мультиметра, как и любой другой, несколько значений измеряемых величин. Числа, которые вы видите по кругу переключателя, это верхние пределы измерений. Так как напряжение в розетках составляет не более 220-230 В, нужно выставить значение переключателем на число, превышающее наше напряжение (обычно это числа 500, 700 или 1000 В), чтобы прибор понял эту величину. Ничего страшного не будет, если вы немного не угадаете. Индикатор в противном случае выйдет в положение превышение допустимых измерений. Это значение 1 на индикаторе.

Основная задача – не перепутать сами измеряемые единицы на мультиметре. Дешёвый выйдет из строя, более дорогой откажется работать или сработает по защите. Измерить напряжение в домашней сети можно лишь установив переключатель только в положении AC V

Итак, у меня мультиметр в положении 700 в секторе измерения переменного напряжения AC V

. Теперь можно измерить напряжение и остаётся направить контакты щупов в гнёзда розетки. Цветность проводов, повторюсь, значения не имеет никакого.

Обратите внимание, что на индикаторе напряжение не 220 В. Идеального напряжения в домовой сети добиться практически невозможно. Оптимальный вариант – если оно будет немного превышать значение 220В. Технически правильное напряжение: 400/√3 . И это обусловлено, прежде всего, законами электротехники и принципом выработки и передачи электроэнергии по сети, которая проделывает путь от электростанции до домашней розетки. Об этом в другой статье. МЫ же с вами убедились, что розетка “работает”. Напряжение к блоку питания компьютера соответствует нормальным значениям.

{SOURCE}

Как измерить напряжение в розетке мультиметром.

Три этапа для измерение напряжения.

1.  Перед работай с мультиметром важно убедиться в исправности устройства, щупов и проводов. В начале измерения напряжения в сети подключите чёрный щуп в гнездо с надписью COM в мультиметре, после этого подключайте красный щуп в гнездо с VΩmA. Включите мультиметр повернув переключатель положение в измерение вольтажа.

 

Подключение щупов.

2.    Заметьте, что в мультиметре есть 2 режима измерения напряжения: режим измерения переменного тока и постоянного напряжения. Для измерения переменного тока есть обозначения ACV или специальным символом. Выставите переключатель на цифру 750 находящиеся в этом секторе. Эта цифра обозначает максимально измеримое напряжение для данного тестера. На дисплее появятся три нуля 000, это обозначает что режим измерения питания готов. Внимательно убедитесь, что регулятор установлен верно.

Выставляем значение 750 V

Установка переключателя на значение 750 и результат 3 нуля

3.    Для измерения напряжения возьмите один щуп в правую руку, а другой в левою. В одной руке держать не рекомендуется так как можно замкнуть их, но и неудобно так. Щупы нужно брать выше ограничительных колец. Нельзя касаться руками оголённых частей щупа также нужно работать максимально аккуратно что бы не сделать короткое замыкание вставьте щупы в розетку, цвета при измерение переменного тока роли не играют, так что разницы нет какой щуп первым вы будете вставлять. После того как вы вставите на дисплее появятся цифры, обозначающие напряжение в сети, секунды 2-3 показания могут колебаться, это нормально.

Два щупа

Рисунок 3. Щупы мультиметра

Большие изменения напряжения могут возникать и за повторяющейся высокой нагрузкой в сети. Такое случается если ближайшие ваши соседи подключают электроприборы высокого напряжения, например, сварочный аппарат. Тогда происходят скачки напряжения.

Не пытайтесь самостоятельно узнать причину скачков напряжения у вас без определённых знании сетей. В этом случае рекомендуется вызвать мастера- электрика для проверки целостности проводки надёжности контактов.

Внимание: Самодельное внесение изменение в проводку могут привести к пожару или к несчастному случаю. Будьте внимательны работая под напряжением

Как измерить напряжение в розетке мультиметром

Главным инструментом для измерения напряжения является мультиметр или тестер. Ведь для понимания причин проблемы, важно знать точные характеристики электрического тока, никакая индикаторная отвертка или контрольная лампочка вам такой информации не даст.

Абсолютно любой мультиметр имеет функцию измерения напряжения с диапазонами, которые позволят определить стандартные бытовые 220В и 380В. Это его базовая, одна из самых важных функций. В ящике с инструментами абсолютно каждого домашнего мастера мультиметр должен быть обязательно. Тем более, что сейчас довольно просто купить качественные и недорогие модели, практически в любом уголке России.

Сама диагностика розетки, довольно проста, ниже она подробно описана.

Пошаговая инструкция: как измерить напряжение мультиметром самому

1. Подключаем измерительные щупы к мультиметру и выставляем режим определения напряжения переменного тока

В первую очередь необходимо правильно подключить щупы к мультиметру:

— Штекер красного щупа устанавливается в разъем «VΩmA»;

— Черный щуп подключается к разъему «COM»;

Затем выбирается режим работы и диапазон измерения:

В бытовых розетках наших домов и квартир протекает переменный электрический ток, стандартная его величина 220 – 230 Вольт.

Соответственно, колесо выбора режима работы необходимо перевести на:

— измерение напряжения переменного тока «AC —Alternating Current», которое маркируется как «~V»

— рабочий диапазон больший чем 230 Вольт, в нашем случае 500В

Теперь, когда подготовительные работы завершены, можно приступать непосредственно к замерам.

2. Измеряем величину напряжения в розетке

Держа щупы за изолированные, пластиковые ручки, не касаясь токопроводящих стержней-наконечников, помещаем их в гнезда розетки. Один щуп в левое, а другой в правое гнездо, как показано на изображении ниже. Порядок установки не важен, главное правило – наконечники щупов должны коснуться токопроводящих контактов розетки в гнездах.

Измерение проводится без отключения электрического тока. Для чистоты эксперимента, лучше всего тестировать в условиях, приближенных к тем, когда проявляются странности в работе электрооборудования.

3. Результаты измерения напряжения в розетке

Как только щупы коснуться контактов розетки, на экране мультиметра сразу же покажется результат измерения напряжения, количество вольт.

Если вы всё правильно сделали, на дисплее отразится три возможных вида результатов измерения:

1. Нормальное напряжение

2. Слишком низкое, высокое или меняющееся

3. Отсутствие какого-либо сигнала

Давайте коротко рассмотрим каждый из этих пунктов. Какие должны быть показатели, что может их вызывать и главное, что дальше делать в той или иной ситуации:

1. Нормальное напряжение в розетке

По современным нормам, стандартное напряжение в сети 220 – 230В. Я не зря указываю такой диапазон, а не какую-то определенную, точную величину.

Всё дело в том, что долгое время стандарт напряжения бытовой электрической сети у нас в стране был 220 Вольт, именно под него выпускалось оборудование, прокладывались сети. Позже, стандартным стало напряжение 230 Вольт и во всех современных домах его величина в розетках скорее всего будет именно таким.

Для удобства, дальше, я буду указывать именно 230В, как основной показатель напряжения в электрической сети, но вы должны знать, что 220В также не является свидетельством неисправности.

Более того, современные стандарты допускают отклонения он номинальной величины напряжения на 10% в каждую сторону. Соответственно, при измерении напряжения в розетке мультиметром, нормальным результатом будет являться любой в диапазоне от 207 до 253 Вольт.

Но я бы на вашем месте дополнительно проинспектировал все элементы электроустановки и сделал заявку в обслуживающую дом организацию, чтобы проверить, почему величина напряжения в розетках отличается от 220-230В.

2. Аварийная величина напряжения в бытовой сети

Как я уже сказал ранее, всё напряжение, что попадает в диапазон от 207 до 253 Вольт, условно считается нормальным. Соответственно, любой показатель за его пределами – это сигнал об аварийной ситуации в электросети. Опять же я говорю УСЛОВНО нормальным потому, что всё же любая величина напряжения, которая отличается от 220 или 230В, не мой взгляд уже не нормальная, где то есть потери, либо наоборот причины перенапряжения.

Причин, приводящих к слишком низкому или наоборот, чрезмерно высокому напряжению в сети довольно много. В условиях квартиры, обычно к этому приводят проблемы с контактами, особенно в местах соединения проводников, а также нередко ошибки при проектировании электросети, в частности неправильный выбор сечения проводов.

Но чаще всего, проблема с напряжением в розетках лежит вне ваших квартир и домов, она связана:

— с ветхостью наружных электросетей и оборудования;

— с неправильно подобранными характеристиками распределяющего или генерирующего электрооборудования, например, трансформатора;

— с перегрузкой электросети, при активном потреблении электроэнергии сразу многими потребителями;

В первую очередь, выявив проблемы с напряжением в вашей сети, необходимо:

— Узнать, проявляются ли они во всех помещениях или четко локализован;

— Принять меры к защите электрооборудования дома, отключив его от питающей сети;

— Приступить к диагностике;

И в первую очередь, по описанном в этой статье методике, замерьте напряжение на вводном автомате в квартиру.

Если в квартиру поступает стандартное напряжение, находящееся в условно нормальном диапазоне от 207 до 253В, то проверяйте внутреннюю электросеть:

Если вы своими силами не способны провести комплексную диагностику вашей электроустановки – обязательно обратитесь к профессионалу, например, вызовете электрика. В одной из предыдущих статей я достаточно подробно описал все возможные способы вызова специалиста, их описания и недостатки. И это не реклама конкретной компании или специалиста, а простое перечисление доступных вам вариантов.

Если же проблемы с напряжением подтвердились и на вводном кабеле в квартиру или дом, то необходимо обратится в вашу электроснабжающую, обслуживающую или управляющую компанию, для выяснения причин проблем.

До завершения проверки, выявления и устранения причин неисправности, не пользуйтесь электрооборудованием дома, либо подключайте его через стабилизатор. А что такое стабилизатор напряжения, зачем он нужен и когда используется простым и понятным языком я уже описал ЗДЕСЬ, на примере релейной и электромеханической модели.

Зная расторопность при выполнении заявок потребителей специалистами обслуживающих компаний, я рекомендую, в случае с внешними проблемами с напряжением, сразу купить стабилизатор. Тем более есть вполне недорогие, доступные модели, которые позволят вам, не теряя в комфорте, дождаться восстановления параметров сети, защитив ваше электрооборудование и в будущем.

3. Отсутствие напряжения в розетке

Если же мультиметр при измерении показал, что напряжение в розетке отсутствует, необходимо тщательно проверить всю электрическую цепь до неё. Особенно работу защитной автоматики.

Лучшим способом, найти причину неисправности и отсутствия напряжения в розетке – прозвонить её мультиметром. О том, как это сделать самому, в домашних условиях, используя возможности мультиметра – я подробно описал, в соответствующем цикле статей, доступных по ссылке.

Как видите, мультиметр незаменимый помощник любому домашнему мастеру. При этом не обязательно обладать какой-то особой квалификацией или большим опытом, чтобы эффективно работать с этим многофункциональным измерительным прибором.

Если же вы хотите замерить мультиметром еще какие-то параметры электрических приборов, оборудования, проводки и их компонентов, но не знаете, как это сделать – пишите об этом в комментариях к статье. На основе ваших запросов, мы подготовим и выпустим новую, наглядную инструкцию, со всеми необходимыми описаниями, схемами, рекомендациями, необходимыми для решения ВАШЕЙ задачи.

А для того, чтобы оперативно узнавать анонсы о выходе новых материалов, подписывайтесь на нашу группу вконтакте. Получайте первым информацию в ленту о выходе статей, без рекламы и флуда.

Порядок измерения напряжения постоянного тока цифровым мультиметром

1. Переведите регулятор в положение . На некоторых цифровых мультиметрах (DMM) также предусмотрен вариант . Если вы не знаете, что выбрать, начните с режима , который соответствует более высокому напряжению.

2. Сначала вставьте черный щуп в разъем «COM».

Последовательность измерений напряжения постоянного тока цифровым мультиметром

3. Затем вставьте красный щуп в разъем «V Ω». По завершении измерения отсоедините щупы в обратном порядке: сначала красный, затем черный.

4. Подключите измерительные щупы к цепи: черный к контрольной точке отрицательной полярности (заземление цепи), красный — к положительной контрольной точке.

Примечание. Большинство современных цифровых мультиметров автоматически определяют полярность. При измерении напряжения постоянного тока не имеет большого значения, с каким контактом соприкасаются красный и черный выходы — с положительным или отрицательным. Если щупы соприкасаются с клеммами противоположных знаков, на экране появляется символ «минус». При использовании аналогового мультиметра красные выводы всегда должны соприкасаться с положительной клеммой, а черные — с отрицательной. Несоблюдение этого требования приведет к повреждению прибора.

5. Прочитайте результат измерения на экране.

Другие полезные функции при измерении напряжения постоянного тока

6. Современные цифровые мультиметры по умолчанию работают в режиме автоматического выбора диапазона — в зависимости от выбранной на регуляторе. Чтобы выбрать фиксированный диапазон измерений, нажмите кнопку RANGE (Диапазон) несколько раз для выбора нужного диапазона. Если измеренное напряжение находится в диапазоне более низких значений , выполните следующие действия:

1. Отсоедините измерительные щупы.
2. Измените положение регулятора на [символ мВ пост. тока].
3. Подсоедините измерительные щупы и прочитайте показания.

7. Нажмите кнопку HOLD (Удержание), чтобы выполнить устойчивое измерение. Его результаты можно просмотреть после завершения измерения.

8. Нажмите кнопку MIN/MAX (Мин./Макс.), чтобы выполнить измерение максимальных и минимальных значений. Цифровой мультиметр издает звуковой сигнал при регистрации каждого нового показания.

9. Нажмите кнопку относительного измерения (REL) или кнопку с дельтой (Ω), чтобы задать определенное контрольное значение цифрового мультиметра. Отображаются результаты измерений выше и ниже контрольного значения.

Примечание. Избегайте распространенной среди техников ошибки: ни в коем случае не вставляйте щупы в неправильные входные разъемы. Перед измерением напряжения постоянного тока убедитесь, что красный щуп вставлен во входной разъем с маркировкой V, а не A. На экране должен отображаться символ dcV. Если измерительные щупы вставлены в разъемы с маркировкой A или mA, при измерении напряжения в измерительной цепи возникнет короткое замыкание.

Анализ результатов измерения напряжения

• Как правило, напряжение измеряют в следующих целях: a) определить наличие напряжения в данной точке и б) убедиться, что напряжение находится на нужном уровне.
• Напряжение переменного тока может сильно варьироваться (от −10 % до +5 % от номинального значения источника питания), не вызывая никаких сбоев в цепи. Но даже незначительные перепады напряжения постоянного тока могут указывать на неисправность.
• Точное значение допустимого изменения напряжения постоянного тока зависит от области применения. Пример см. в таблице ниже.
• В некоторых областях применения постоянного тока значительные колебания постоянного тока не только приемлемы, но и необходимы.
  • Пример. Частоту двигателей постоянного тока можно регулировать путем изменения подаваемого напряжения постоянного тока. В этом случае измерение напряжения постоянного тока электродвигателя зависит от настройки регулятора напряжения.
• Во время измерений напряжения постоянного тока и сравнения результатов сверяйтесь со значения цепи, которые указывают производители в технических характеристиках.

Как показано в таблице выше, у полностью заряженного автомобильного аккумулятора номиналом 12 В напряжение разомкнутой цепи может находиться в диапазоне от 11,9 В до 12,6 В (обычно 2,2 В на ячейку).

• Значение 11,9 В указывает на разряженный аккумулятор.
• Значение 12,6 В указывает на 100-процентный заряд аккумулятора. Промежуточные измеренные значения показывают, что заряд менее 100 %.
• Если измеренное напряжение батареи немного повышено (3–5 %), это намного лучше, чем пониженное значение напряжения. Падение напряжения постоянного тока ниже стандартного номинального значения указывает на наличие неисправности.

Измерения напряжения переменного и постоянного тока

• В некоторых случаях напряжение постоянного тока измеряют в цепях с напряжением переменного тока.
• Для обеспечения максимальной точности измерения напряжения постоянного тока сначала измерьте и запишите напряжение переменного тока. Затем измерьте напряжение постоянного тока, с помощью кнопки RANGE (Диапазон) выбрав такой диапазон напряжения постоянного тока, который равен диапазону напряжения переменного тока или превышает его.
• Некоторые цифровые мультиметры могут одновременно измерять и отображать значения переменного и постоянного тока сигнала. На экране цифрового мультиметра результаты отображаются тремя способами (см. рисунок ниже):
  1. Составляющая переменного тока сигнала отображается на основном поле экрана, а постоянного тока — на дополнительном поле меньшего размера.
  2. Показания по постоянному току можно перенести на основное поле, при этом показания по переменному току будут отображаться на дополнительном поле (как на большинстве цифровых мультиметров).
  3. Комбинированное значение переменного и постоянного тока — эквивалентное среднеквадратичное значение сигнала.
     

Ссылка: Digital Multimeter Principles by Glen A. Mazur, American Technical Publishers.

Как измерить переменное напряжение вольтметром для измерения постоянного

Принцип измерения

Если для измерения постоянного напряжения Вы пользуетесь вольтметром с измерительной головкой магнитоэлектрической системы, то обращали внимание, что при неправильной полярности подключения щупов вольтметра к источнику измеряемого напряжения, стрелка измерительной головки отклоняется в обратную сторону за нуль и зашкаливает. Если таким прибором попытаться измерить переменное напряжение частотой около 50 Гц и выше, стрелка может слегка дёрнуться в первоначальный момент времени, но после будет указывать на ноль. Ненулевое значение будет говорить о наличии постоянной составляющей напряжения.

Самый простой способ выйти из положения – преобразовать переменное напряжение в постоянное, то есть выпрямить его. Это легко сделать с помощью одного единственного диода, как показано в статье «Элементарный выпрямитель на одном диоде». Если желаете измерить напряжение более-менее точно, для выпрямления можно использовать диодный мост.

Схемы измерения

Причина такого поведения магнитоэлектрического измерительного прибора при измерении переменного напряжения проста. В таких приборах присутствует постоянный магнит, а направление отклонения стрелки прибора зависит от направления протекания тока в катушке поворачивающейся рамки. В момент положительного полупериода стрелка прибора пытается отклониться в одну сторону, отрицательного – в другую. При достаточно частой смене полярности, например как в потребительской сети 50 Гц, стрелка просто не успевает отклониться в одну сторону, как вдруг ей нужно отклоняться в обратную. При этом можно заметить просто дрожание стрелки, или не заметить ни чего.

Измерительные головки электромагнитной системы в устройстве своём не имеют постоянного магнита, а их принцип действия основан на явлении втягивания предмета из намагничивающегося материала в область центра катушки с током. Направление действия катушки с током на намагничивающийся объект не зависит от направления тока в обмотке катушки. Поэтому такие приборы легко измеряют как постоянный, так и переменный ток или напряжение.

Если у Вас возникла необходимость измерить напряжение в сети переменного тока, а под рукой только прибор с измерительной головкой магнитоэлектрической системы (с постоянным магнитом), то можно просто выйти из положения, имея под рукой хотя бы один выпрямительный диод с обратным напряжением не ниже амплитудного значения предположительно измеряемой величины. Для этого рассмотрим две схемы.

Схема с одним диодом

Менее точный, но предельно простой вариант. Всё, что нужно, это подключить один из щупов прибора через выпрямительный диод. При этом следует учесть, что к клемме приора с положительной полярностью диод должен быть подключен катодом (к отрицательной – анодом). При действии положительного полупериода стрелку будет отклонять измеряемая величина напряжения в нужную нам сторону. Во время отрицательного полупериода диод будет запираться, разрывая цепь прибора с источником напряжения, которое уже не подействует на стрелку прибора в обратном направлении.

Особенность измерения схемой с одним диодом

Определение значения величины. При измерении по рассмотренной схеме следует учесть, что прибор реагирует только во ремя одного полупериода, и покажет величину в два раза меньше действительного действующего значения напряжения. То есть, если при измерении напряжения такой схемой прибор показал значение 110 В, это показание нужно умножить на два, и получите то, что Вы измерили.

Выбор диода. Для правильного выбора диода нам нужно обязательно учесть обратное напряжение диода, которое должно быть больше амплитудного значения измеряемой величины, иначе диод может пробить, и прибор перестанет показывать, или может врать на несколько порядков. Например, мы собираемся измерить напряжение в розетке. При указании класса напряжения оборудования указывается действующая величина. Чтобы узнать амплитудное значение, нужно действующую величину умножить на корень из двух: . Напряжение потребительской сети 220 В. Амплитуда напряжения будет 220×1,41=311 В. В нашем случае вполне подойдут выпрямительные диоды с обратным напряжением 400 В и выше. Ниже не желательно, т.к. в случае перенапряжения в сети,  амплитуда напряжения может превысить обратное напряжение диода, произойдёт необратимый пробой p-n перехода и диод выйдет из строя.

Кроме того, не выбирайте мощные диоды, чем меньше мощность, тем лучше. У мощных диодов большая площадь p-n перехода, который в запертом состоянии может вести себя как обкладки конденсатора. Таким образом, в отрицательный полупериод может сказаться ёмкостная проводимость, и показания прибора окажутся несколько занижены. Чем больше частота измеряемого напряжения, тем больше влияние, особенно при использовании высокоомных чувствительных измерительных головок.

Схема с диодным мостом

Более сложный вариант, но позволяющий измерять электрические величины более точно. Для этого потребуется 4 диода, либо готовый диодный мост. Принцип работы схемы аналогичен первому варианту, но здесь измерительный элемент чувствует оба полупериода напряжения, которые действуют на него однонаправлено, и прибор показывает действующее значение напряжения. То есть, показания прибора будут соответствовать действительности.

Выбор диодов или диодного моста аналогичен первому случаю.

Меры предосторожности

При модификации Вашего прибора указанными способами, уделите особое внимание безопасности. Диоды или диодный мост используемые в схемах, а так же контактные места рассечки проводов, щупов прибора, клеммы вольтметра должны быть надёжно заизолированы, чтобы предотвратить поражение электрическим током при случайном прикосновении к токоведущим частям прибора во время измерения.

как измерить основные параметры тока в сети

Какие параметры можно измерить мультиметром

Такой ручной измерительный прибор предназначен для различных тестовых проверок касающихся электричества.

Мультиметр является многофункциональным устройством, которым можно определить такие технические параметры:

• напряжение – постоянное и переменное;
• диапазон сопротивления;
• емкость;
• частоту;
• индуктивность;
• силу постоянного и переменного тока;
• температурный режим;
• коэффициент усиления транзисторов;
• проверка диодов и транзисторов;
• вычисление электросопротивления с передачей сигнала пониженного сопротивления цепи.

Во многих моделях на передней панели находится ручка, которая способствует переключению величин.

Некоторые мультиметры имеют дополнительное оснащение и могут измерять массу, метраж или время в секундах

Результаты измерений видны на встроенном мониторе. Сбоку прибора находятся два гнезда для щупов – красного (плюсового значения) и черного (с минусовым потенциалом).

Зачем знать напряжение в розетке

В розетке протекает переменный ток. Это значит, что происходят отклонения от номинального значения в большую или меньшую сторону. Номинальным напряжением в России считается 220 Вольт, но фактически значение равняется 230 Вольт. Современные бытовые приборы создаются с учетом допустимых отклонений, превышение характеристики способно вызвать поломку устройств. Особенно подвержены влиянию устройства с электромоторами (кондиционер, холодильники). Для снижения риска поломки нужно уметь определять напряжение при помощи специальных тестеров.

Многие считают, что данный навык обычному пользователю не обязателен и нужен только специалистам. Это не так, ведь с определения силы напряжения начинается починка розетки, проверка наличия сети в квартире и другие работы, связанные с проводкой.

Разница между переменным и постоянным напряжением

Правильнее будет говорить о разнице между постоянным и переменным током. Различные электроприборы работают либо от постоянного тока, либо от переменного.

Переменный означает, что направление движения электронов в проводнике меняется от плюса к минусу с заданной частотой, то есть меняется полярность тока. В бытовой розетке по стандарту действующее напряжение 220 В, (амплитудное 311 В) а частота изменения тока 50 Гц. От такого напряжения работают все включающиеся в розетку приборы.

А вот аккумуляторы и батарейки — это источники постоянного тока. Они всегда имеют фиксированные плюс и минус (полярность). Частота у постоянного тока, естественно, отсутствует.

Маркировка шкалы мультиметра

У различных моделей устройств есть свои особенности, но основные возможности у них примерно одинаковые, особенно у бюджетных моделей.

Самые простые приборы могут измерять:

• ACV – переменное напряжение. Установка переключателя на это деление превращает мультиметр в тестер напряжения, обычно до 750 и 200 Вольт;
• DCA – силу постоянного тока. Здесь надо быть внимательным – на шкале многих бюджетных приборов есть предельные значения измерений 2000µ (микроампер) и 200m (миллиампер) и штекер надо оставлять в той же клемме, что и при измерении напряжения, а если измеряется сила тока до 10 Ампер, то штекер переставляется в другую клемму с соответствующим обозначением.
• 10A – сила постоянного тока от 200 миллиампер до 10 Ампер. Обычно на приборе нарисовано, что при включении этого режима надо переставить штекер.
• hFe – проверка транзисторов.
• >l – проверка целостности диодов, но чаще всего этой функцией пользуются как прозвонкой проводов.
• Ω – измерение сопротивления проводов и резисторов. Чувствительность от 200 Ом до 2000 килоом.
• DCV – постоянное напряжение. Чувствительность выставляется от 200 милливольт до 1000 Вольт.

К разъемам мультиметра обычно подключается два провода – черный и красный. Штекера на них одинаковые, а расцветка разная исключительно для удобства пользователя.

Как подключить провода мультиметра

У многих новичков после покупки часто возникает вопрос – куда вставлять провода (а если быть точным, то они называются щупы) мультиметра и как это правильно сделать.

Большинство мультиметров имеют три разъема для подключения проводов и два провода – черный и красный. Черный провод вставляется в гнездо с надписью COM, красный же в гнездо, где в числе символов есть обозначениеV.

Третье гнездо служит для замера высоких токов и для измерения напряжения оно нам не понадобится, а вообще в него при необходимости перетыкается красный провод, а черный всегда остается в одном гнезде.

Установка режима измерения

После установки щупов переведите переключатель мультиметра на подходящий диапазон. Если измеряется напряжение в розетке, выбирайте пороговое значение в 750 ACV, если, к примеру, автомобильного аккумулятора — 20 или 200 DCV.

Всегда необходимо устанавливать предел измерения выше предполагаемого напряжения на источнике питания. Иначе вы рискуете сжечь прибор.

Есть правило: вольтаж измеряется путем параллельного подключения мультиметра, (тогда как сила тока — последовательно с нагрузкой). На практике это значит, что для того, чтобы померить напряжение в розетке, необходимо просто вставить в нее оба щупа мультиметра, каждый в свое гнездо. Где ноль, где фаза — не имеет значения.

Прибор показывает напряжение в тех пределах, на которые он отрегулирован. Таким образом, если выставить верхний порог в 750 В — увидите на экране значение в диапазоне 210-230 В. Или меньше, или больше, если скачок напряжения очень велик, но выше 750 В он подняться не может. Но если выставить порог в 200 В, то при фактической величине напряжения выше этой границы на экране появится цифра 1.

Учтите, что ровно 220 В в бытовой розетке бывает не всегда. Допустимы отклонения плюс-минус 10-15 В. Проверка трехфазной линии осуществляется контактом двух щупов мультиметра с двумя шинами. Между ними должно быть 380 В, между одной шиной и землей будет 220 В (плюс-минус 15).

Измерение сопротивления провода

Чтобы измерить сопротивление провода, нужно всего лишь прикоснуться к концам проводника щупами мультитестера. Замер осуществляется за счет источника питания, находящегося внутри прибора. Мультиметр позволяет измерить напряжение и силу тока в электроцепи, после чего высчитывает напряжение исходя из закона Ома.

При измерениях следует учитывать два фактора:

1. Прибор выдает суммарное сопротивление измеряемого проводника, имея в виду и щупы, которые его касаются. Если необходимы более точные данные, вначале нужно получить результат по проводам щупов, а затем полученные данные вычесть из общего результата.
2. Нужно загодя определить ориентировочное сопротивление проводника. Поэтому замеры рекомендуется осуществлять, снижая чувствительность мультиметра.

Как проверить напряжение мультиметром

Разобраться с общими принципами работы прибора поможет тематическая статья «Как пользоваться мультиметром: подробная инструкция для начинающих». Здесь мы поговорим о применении устройства для работы с розетками и другими бытовыми электроприборами.

Самые простые, используемые для бытовых нужд, мультиметры «умеют» замерять силу тока, напряжение и сопротивление для устройств переменного и постоянного тока. Если необходимо проверить мультиметром напряжение в розетке 220 В, регулятор устройства выставляется в область замера «переменного» напряжения, обозначенную маркировкой V~ или ACV (в зависимости от модели мультиметра).

При этом с учетом возможного превышения напряжения в сети стандартных показателей регулятор устанавливается на максимальное значение – 750 В. После включения устройства дисплей должен показать три нуля (в зависимости от числа разрядов устройства – их может быть от 2,5 до 8,5 – количество нулей может отличаться).

Далее следует подключить щупы. Они монтируются так: черный в гнездо с обозначением COMMON (COM), красный – либо в гнездо с маркировкой VΩmA.

Важно: чтобы удобнее было ориентироваться в обозначениях на передней панели мультиметра, рекомендуем изучить стандартные варианты маркировки.

Щупы устанавливаются в оба гнезда розетки. На дисплее отразится значение напряжения переменного тока в данной точке сети. Если при вопросе, как измерить напряжение в розетке мультиметром, пользователь «зависает» на выборе – в какое отверстие какой щуп вставлять – можем успокоить. Это не принципиально, в большинстве современных приборов полярность щупов при измерении напряжения не важна.

Важно: если требуется уточнить, как замерить напряжение мультиметром в розетке маломощного удлинителя или в старой, еще советского образца, электросети, можно устанавливать плюсовый щуп в гнездо с обозначением mA. В этом случае перегрузка прибора практически исключена.

Как измерить силу тока мультиметром

Запомните одно правило при измерениях: при измерении силы тока, щупы соединяются последовательно с нагрузкой, а при измерении других величин – параллельно.

На рисунке ниже показано, как надо правильно соединять щупы и нагрузку для того, чтобы замерить силу тока:

Черный щуп, который воткнут в гнездо СОМ – его не трогаем, а красный переносим в гнездо, где написано mA или хA, где вместо х – максимальное значение силы тока, которую может замерить прибор. В моем случае это 20 Ампер, так как рядом с гнездом написано 20 А. В зависимости от того, какое значение силы тока вы собираетесь замерять, туда и втыкаем красный щуп. Если вы не знаете, какая примерно сила тока будет протекать в цепи, то ставим в гнездо хА:

Давайте проверим, как все это работает в деле. В нашем случае нагрузкой является вентилятор от компьютера. Наш блок питания имеет встроенную индикацию для показа силы тока, а как вы знаете с курса физики, сила тока измеряется в Амперах. Выставляем 12 Вольт, на мультиметре ручку крутим на измерение постоянного тока. Мы выставили предел измерения на мультике до 20 Ампер. Собираем как по схеме выше и смотрим показания на мультике. Оно в точности совпало со встроенным амперметром на блоке питания.

Для того, чтобы измерить силу тока переменного напряжения мы ставим крутилку мультиметра на значок измерения силы тока переменного напряжения – “А~”  и точно также по такой же схеме делаем замеры.

Измерение силы переменного тока вольтметром

Если надо измерить силу переменного тока, но под рукой есть только бюджетный мультиметр, в котором нет такого функционала, то выйти из положения можно воспользовавшись методом измерения с помощью шунтирования. Его смысл отображается формулой I = U / R, Где I – сила тока, которую нужно найти, U – напряжение на локальном участке проводника, а R – сопротивление этого участка. Из формулы понятно, что если R будет равно единице, то сила тока на участке цепи будет равна напряжению.

Для измерения надо найти проводник с сопротивлением 1 Ом – это может быть достаточно длинный провод от трансформатора или кусок спирали от электропечки. Сопротивление провода, т.е. его длина, регулируются тестером в соответствующем режиме проверки.

В итоге получится следующая схема (в качестве нагрузки лампа накаливания):

1. От первого разъема розетки провод идет к началу шунта, сюда же подключается один из щупов мультиметра.
2. Второй щуп мультиметра подсоединяется к концу шунта и от этой точки провод идет к первому контакту цоколя лампы.
3. От второго контакта цоколя лампы провод идет ко второму разъему розетки.

Мультиметр устанавливается в РЕЖИМ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ. По отношению к шунту он подключен параллельно, так что все правила соблюдены. При включении питания он будет показывать напряжение, равное силе тока, проходящего через шунт, которая в свою очередь такая же, как и на нагрузке.

Наглядно про этот метод измерения на видео:

Прозвонка цепи

Разобравшись, как пользоваться тестером напряжения, переходим к самой простой операции: прозвонка цепи.

Внимание! Допустимо выполнять прозвонку только полностью обесточенных участков цепи.

Производится при наличии такого режима на приборе.

Перед началом прозвонки, соединяем щупы между собой и проверяем работоспособность прибора (устойчивый звуковой сигнал). Если концы проверяемой проводки разнесены далеко друг от друга, воспользуйтесь удлинителем.

Важно! Чтобы вы могли безопасно работать на сетевой электропроводке в режиме прозвонки, следует физически отсоединить проверяемую линию в ближайшей распределительной коробке.

Как измерить напряжение аккумулятора или батареи

Всевозможные батарейки и различные аккумуляторы, в общем все, где вы видите “+” и “-” – все это источники постоянного электрического тока. Измерить постоянное напряжение ни чуть не сложнее, чем переменное.

Для этого возьмите, к примеру, самую обыкновенную пальчиковую батарейку. Соедините красный провод мультиметра с “+” – вым контактом батарейки, а черный с “-” – вым. Если вы соедините их наоборот – ничего страшного не произойдет, просто на экране мультиметра показания будут отображаться со знаком “минус”, примерно вот так.

Обычно напряжение на аккумуляторах маленькое, так что можно не бояться и прижимать щупы пальцами. До 20 вольт вы скорее всего ничего не почувствуете. В случае батарейки типа AAA – её максимальное напряжение 1.5 вольта, что совсем не страшно для человека.

Как мы видим из показаний мультиметра, напряжение в нашей батарейке 1.351 вольта, а значит батарейка еще вполне себе заряженная и может использоваться.

Аналогичным образом можно проверять любые другие элементы питания и измерять их вольтаж, и как вы теперь знаете, ничего сложного в этом нет.

Измерение постоянного тока

Постоянным – называется напряжение, которым наделены все аккумуляторные батареи. Например, в такой технике как:

• телефоны;
• машинные аккумуляторы;
• и обычные батарейки (пальчиковые, мини и пр.).

Когда заряда не хватает, человек подключает от сети к разряженному предмету – устройство, работающее от розетки и выполняющее задачу преобразования переменного тока в постоянный.

Аккумулятор накопив в себе запас напряжения становится снова готовым к действиям.

Что покажет при неисправности розетки

Если сеть отсутствует, на мультиметре будет значение 0 Вольт. Причина – неисправность розетки или отсутствие электричества. Чтобы установить причину, нужно прозвонить другие розетки в помещении. Если не работает только одна, проверяются ее контакты и по необходимости производится замена на новую.

При скачках напряжения значения на мультитестере будут сильно отличаться от номинальных 220 Вольт. По ГОСТу допустимо отклонение в 10%, больший разброс может привести к поломке электроприборов. Если зафиксирован сильный скачок напряжения, стоит установить в квартире дополнительно устройство для стабилизации.

Домашняя сеть работает на напряжение в 220 Вольт, однако в розетке оно может отличаться от номинала. Напряжение, находящееся в пределах установленной ГОСТом нормы, является залогом качественной и стабильной работы бытовых приборов. Важно уметь проверять напряжение при помощи мультитестера, чтобы предотвратить риск поломки электроустройств. При значительном отклонении от установленных значений следует позаботиться о стабилизации напряжения в помещении.

Правила безопасности использования мультиметра

При работе с электрическими приборами следует придерживаться инструкции техники безопасности:

1. Правильно отключать и включать электрические цепы. Внимательно следить за положением автоматического выключателя.
2. При работе с устройствами под напряжением следует применять защитные средства. Инструмент должен быть изолированным, а руки защищены прорезиненными перчатками. Рекомендуется использовать изолирующий коврик под ногами. Одежда не должна быть легко воспламеняющейся.
3. Измеряя мультиметром приборы под напряжением изначально подключить заземляющий зажим, а после электропровод. При отсоединении вначале убирается провод под напряжением, а уж после стержень заземления.
4. Электрический прибор, который подвергается проверке, не следует держать в руках. Любое устройство под напряжением должно находиться на безлопастном расстоянии от человека.
5. Нельзя использовать мокрый мультиметр или пользоваться измерительным устройством во влажной среде.
6. В процессе измерения запрещается изменять положение переключателя в мультиметре. Предел вычисляемых величин должен регулироваться только, когда отключены щупы.
7. Перед работой с электроизмерительным прибором следует проверить исправность тестирующих проводов. Исключается осуществлять проверку напряжения с параметрами выше верхней границы измерения прибора.

При подборе мультиметра нужно четко изучить все технические параметры прибора, которые обозначаются в прилагаемых к нему документах. Соблюдая все меры предосторожности, и имея представление о принципах работы с измерительным устройством можно измерять напряжение в электрических розетках при каждом подключении новой электротехники.

Заключение

Даже бюджетный универсальный измерительный прибор – мультиметр позволяет проводить измерения в достаточно широких пределах, достаточных для домашнего использования. Но при покупке устройства надо хотя бы в общих чертах представлять себе для каких целей он будет использоваться – может будет правильнее немного переплатить но в результате иметь «на подхвате» тестер, способный выполнить любую поставленную перед ним задачу. Также перед его применением не помешает хотя бы в общих чертах освежить в памяти азы построения электрических цепей и использования в них электроизмерительных приборов.

Источники

• https://master-houses.ru/kak-izmeryaetsya-multimetrom-napryazhenie-v-rozetke-05/
• https://elektrika.expert/provodka/kak-proverit-naprjazhenie-v-rozetke-multimetrom.html
• https://EvoSnab.ru/instrument/avo/izmerenie-naprjazhenija-multimetrom
• https://YaElectrik.ru/elektroprovodka/kak-proverit-napryazhenie-v-rozetke-multimetrom
• https://OchProsto.com/kak-izmerit-napryazhenie-multimetrom/
• https://220.guru/electroprovodka/rozetki-vyklyuchateli/kak-proverit-multimetrom-napryazhenie-v-rozetke.html
• https://stroy-okey.ru/house/instrument/kak-proverit-naprjazhenie-v-rozetke-multimetrom/
• https://www.RusElectronic.com/multimjetr-i-izmjerjenija/
• https://ProFazu.ru/provodka/instruments/kak-polzovatsya-testerom.html
• https://TehnoPanorama.ru/instrumenty/kak-proverit-napryazhenie-multimetrom.html

Как измерить напряжение с помощью мультиметра »Электроника

Измерить напряжение мультиметром, цифровым (DMM) или аналоговым, легко, но с некоторыми мерами предосторожности и советами это может быть более точным, простым и безопасным.

---

Учебное пособие по мультиметру Включает в себя:
Основы работы с измерителем Аналоговый мультиметр Как работает аналоговый мультиметр Цифровой мультиметр DMM Как работает цифровой мультиметр Точность и разрешение цифрового мультиметра Как купить лучший цифровой мультиметр Как пользоваться мультиметром Измерение напряжения Текущие измерения Измерения сопротивления Тест диодов и транзисторов Диагностика транзисторных цепей

---

Напряжение — одно из самых простых и распространенных измерений, которое можно выполнить с помощью аналогового мультиметра или цифрового мультиметра, цифрового мультиметра.

Измерения напряжения также имеют то преимущество, что их можно проводить непосредственно в рассматриваемой цепи. В отличие от измерений тока, нет необходимости вводить измеритель в цепь — вместо этого измерения напряжения могут быть выполнены путем измерения непосредственно в соответствующих точках цепи.

Измерения напряжения легко выполнять как с помощью аналоговых, так и цифровых измерителей, и, по сути, способ проведения измерений одинаковый — с той лишь разницей, что один измеритель является аналоговым, а другой — цифровым.Нет других методов, которые можно использовать, как в случае измерения сопротивления.

Как произвести измерение напряжения — основы

При измерении напряжения рассматривается разность потенциалов между двумя точками. Другими словами, они смотрят на разницу электрического давления в двух точках. В большинстве случаев напряжение измеряется между определенной точкой и землей или линией нулевого напряжения в цепи. Однако это не означает, что напряжение нельзя измерить между любыми двумя точками.

Напряжение измеряется простым размещением цифрового мультиметра в двух точках, где должно измеряться напряжение.

Как произвести измерение напряжения — цифровым мультиметром, DMM

Цифровые мультиметры

особенно просты в использовании для измерения напряжения, которое они могут делать с большой точностью.

… очень просто измерить напряжение цифровым мультиметром, DMM ….

1. Если на цифровом мультиметре установлены разные разъемы для разных диапазонов, например.грамм. тока, сопротивления и т. д. вставьте щупы в соответствующие гнезда на измерителе. Обычно счетчик снабжен двумя выводами: черным и красным. Черный обычно считается отрицательным. Он подключается к отрицательному или «общему» разъему счетчика. Красный подключается к плюсовому разъему.
2. Включите счетчик
3. Установите диапазон измерителя так, чтобы он соответствовал наибольшему ожидаемому значению — обратите внимание: некоторые цифровые мультиметры будут автоматически выбирать диапазон, и необходимо только выбрать допустимое напряжение.Обратите внимание, что DMMS обычно может работать как с отрицательными, так и с положительными значениями на измерительном или красном проводе.
4. Сначала проверьте точку низкого напряжения — часто это может быть земля, и на черном или заземляющем зонде может быть даже зажим типа «крокодил» или «крокодил», который можно подключить к подходящей точке заземления. Это избавляет от попыток исследовать две точки одновременно.
5. Измерить точку с более высоким напряжением с помощью щупа на красном проводе.
6. При необходимости отрегулируйте переключатель диапазонов для получения наилучшего показания.
7. Обратите внимание на значение
8. Либо сделайте следующее измерение, либо, если закончили, снимите датчики и выключите глюкометр.
9. Всегда лучше возвращать переключатель диапазонов измерителя в самый высокий доступный диапазон напряжения, так как это может предотвратить повреждение измерителя до того, как будет установлен правильный диапазон.

Как произвести измерение напряжения аналоговым мультиметром

Аналоговые мультиметры

также очень просты в использовании, но при обращении с ними, возможно, потребуется немного больше осторожности, чтобы не допустить повреждений — они не обладают всей защитой цифрового мультиметра.

… аналоговые мультиметры также могут очень легко измерять напряжение ….

1. На многих аналоговых мультиметрах есть разные розетки для напряжения / колебания и тока. Вставьте измерительный конец щупов в необходимые гнезда. Обычно измеритель снабжен двумя выводами, одним черным и другим красным. Черный обычно считается отрицательным. Он подключается к отрицательному или «общему» разъему счетчика.Красный подключается к плюсовому разъему. Важно убедиться, что отрицательный вывод находится в отрицательном или общем соединении.
2. Установите диапазон измерителя так, чтобы он соответствовал наибольшему ожидаемому значению и допустил небольшую прибавку, поскольку это может привести к повреждению из-за высокого напряжения или реверсирования напряжения.
3. Постарайтесь убедиться, что положительное напряжение приложено к положительному проводу (как можно лучше, без реального измерения).
4. Сначала проверьте точку низкого напряжения — часто это может быть заземление, и на черном или заземляющем зонде может быть даже зажим типа «крокодил» или «крокодил», который можно подключить к подходящей точке заземления.Это избавляет от попыток исследовать две точки одновременно.
5. Измерить точку с более высоким напряжением с помощью щупа на красном проводе.
6. Убедитесь, что измеритель отклоняется положительно. Затем отрегулируйте многопользовательский переключатель диапазона, чтобы уменьшить значение диапазона. Это делается до тех пор, пока на измерителе не будет наблюдаться наибольшее отклонение, не выходящее за пределы диапазона. Таким образом достигается наиболее точное показание.
7. Обратите внимание на значение
8. Сделайте следующее считывание или, если закончили, удалите датчики.
9. Всегда лучше возвращать переключатель диапазонов измерителя в самый высокий доступный диапазон напряжения, так как это может предотвратить повреждение измерителя до того, как будет установлен правильный диапазон.

Советы по измерению напряжения

Несмотря на то, что измерения напряжения выполнить легко, несколько простых советов могут упростить выполнение измерений и сделать их более точными.

• Подключите заземление счетчика к земле: Часто бывает трудно удержать два датчика, закрепить плату и затем одновременно настроить переключатель в измерителе.Также существует опасность соскальзывания зонда. Чтобы упростить задачу, многие мультиметры имеют зажимы типа «крокодил» / «аллигатор».
  Зажим типа «крокодил / аллигатор» может использоваться для заземления при измерении напряжения с помощью мультиметра. Его можно прикрепить к подходящей точке заземления, а затем все измерения проводить относительно земли. . что обычно требуется. Если необходимо напряжение между двумя разными точками, можно измерить каждую точку и определить разницу между ними.
• После использования возврат к максимальному диапазону напряжения: На счетчиках, где диапазоны можно переключать, всегда лучше вернуть переключатель в оба диапазона максимального напряжения переменного тока. Таким образом, если измеритель будет подключен до того, как будет установлен переключатель диапазонов, то это не приведет к повреждению. Это хорошая привычка.

Измерения напряжения очень легко выполнить с помощью цифрового мультиметра, цифрового мультиметра или аналогового мультиметра. Эти измерения, вероятно, являются наиболее распространенными измерениями, выполняемыми с помощью мультиметра.

Умение измерять напряжение с помощью мультиметра — особенно полезный навык, который будет использоваться снова и снова.

Другие темы тестирования:
Анализатор сети передачи данных Цифровой мультиметр Частотомер Осциллограф Генераторы сигналов Анализатор спектра Измеритель LCR Дип-метр, ГДО Логический анализатор Измеритель мощности RF Генератор радиочастотных сигналов Логический зонд Тестирование и тестеры PAT Рефлектометр во временной области Векторный анализатор цепей PXI GPIB Граничное сканирование / JTAG
Вернуться в тестовое меню.. .

Как измерить напряжение переменного тока

Шаги для измерения напряжения переменного тока цифровым мультиметром

1. Поверните шкалу на ṽ. Некоторые цифровые мультиметры (DMM) также включают m m. Если напряжение в цепи неизвестно, установите диапазон на максимальное значение напряжения и установите диск на ṽ.
   Примечание: Большинство мультиметров включаются в режиме автоматического выбора диапазона. При этом автоматически выбирается диапазон измерения в зависимости от имеющегося напряжения.
2. Сначала вставьте черный провод в разъем COM.
3. Затем вставьте красный провод в гнездо VΩ. Когда закончите, снимите провода в обратном порядке: сначала красные, затем черные.
4. Подключите щупы к цепи: сначала черный, затем красный.
   Примечание: напряжение переменного тока не имеет полярности.
   Осторожно: Не позволяйте пальцам касаться кончиков проводов. Не позволяйте наконечникам касаться друг друга.
5. Считайте результат измерения на дисплее. Когда закончите, сначала удалите красный провод, затем черный.

Другие полезные функции при измерении переменного напряжения

6. Нажмите кнопку RANGE, чтобы выбрать конкретный фиксированный диапазон измерения.
7. Нажмите кнопку HOLD, чтобы зафиксировать стабильное измерение. Его можно просмотреть после завершения измерения.
8. Нажмите кнопку MIN / MAX, чтобы зафиксировать минимальное и максимальное значение. Цифровой мультиметр подает звуковой сигнал каждый раз, когда записывается новое показание.
9. Нажмите относительную кнопку (REL), чтобы установить мультиметр на определенное эталонное значение.Отображаются измерения выше и ниже эталонного значения.
   Примечание: Избегайте этой распространенной и серьезной ошибки: вставлять измерительные провода в неправильные входные гнезда. Это может привести к опасной вспышке дуги. При измерении переменного напряжения обязательно вставьте красный провод во входное гнездо, обозначенное V, а не A. На дисплее должен отображаться символ ṽ. Подключение измерительных проводов к входам A или MA и последующее измерение напряжения вызовет короткое замыкание в измерительной цепи.

Анализ измерений напряжения переменного тока

• В общем, все источники переменного напряжения отличаются от колебаний переменного напряжения по системам распределения электроэнергии.
• Напряжение, которое отличается от ожидаемого, с большей вероятностью будет ниже нормального.
• Как правило, напряжение, измеренное в системах переменного тока, должно находиться в пределах от -10% до + 5%.
• Измерения напряжения в различных точках системы различаются. См. Таблицу ниже.

Приемлемо 126

Диапазон напряжения системы *
Электропитание	Диапазон обслуживания		Диапазон точки использования
	Удовлетворительно	Приемлемо	Удовлетворительно
110-127	110-126	106-128
120/240, 1Φ	114/228 — 126/252	110/220 — 127/254	110/220 — 126 / 252	106/212 — 127/254
120/208, 3Φ	114/197 — 126/	110/191 — 127/220	110/191 — 126/218	106 / 184 — 127/220
120/240, 3Φ	114/228 — 126/252	110/220 — 127/254	110/220 — 126/252	106/212 — 127/254
277/480, 3Φ	263/456 — 291/504	254/440 — 293/508	25 4/440 — 291/504	264/424 — 293/508

* в вольтах

Ссылка: Digital Multimeter Principles by Glen A.Мазур, американское техническое издательство.

Связанные ресурсы

Как измерить напряжение постоянного тока с помощью мультиметра

1. Поверните шкалу на постоянное напряжение. Некоторые цифровые мультиметры (DMM) также включают милливольты постоянного тока. Если не уверены, что выбрать, начните с напряжения постоянного тока, которое работает с более высоким напряжением.
2. Сначала вставьте черный щуп в разъем COM.

Шаги для измерения постоянного напряжения цифровым мультиметром

3. Затем вставьте красные щупы в гнездо V Ω.Когда закончите, снимите щупы в обратном порядке: сначала красный, затем черный.
4. Подключите щупы к цепи: черный к контрольной точке отрицательной полярности (заземление цепи), красный к положительной контрольной точке.

Примечание: Большинство современных цифровых мультиметров автоматически определяют полярность. При измерении постоянного напряжения не критично, чтобы красный провод касался положительной клеммы, а черный — отрицательной. Просто узнайте, если щупы коснутся противоположных клемм, на дисплее появится отрицательный символ.В аналоговом мультиметре красные провода всегда должны касаться положительной клеммы, а черные — отрицательной. В противном случае произойдет повреждение счетчика.

5. Считайте результат измерения на дисплее.

Другие полезные функции при измерении постоянного напряжения

6. Современные цифровые мультиметры по умолчанию используют автоматический выбор диапазона в зависимости от функции, выбранной на циферблате. Чтобы выбрать конкретный фиксированный диапазон измерения, нажмите кнопку RANGE несколько раз, пока не будет выбран желаемый диапазон. Если измеренное напряжение попадает в диапазон более низких значений милливольт постоянного тока, выполните следующие действия:
   • Отсоедините измерительные щупы.
   • Измените настройку шкалы на милливольты постоянного тока.
   • Подсоедините измерительные щупы и прочитайте результат измерения.
7. Нажмите кнопку HOLD, чтобы зафиксировать стабильное измерение. Его можно просмотреть после завершения измерения.
8. Нажмите кнопку MIN / MAX, чтобы зафиксировать минимальное и максимальное значение. Цифровой мультиметр подает звуковой сигнал каждый раз, когда записывается новое показание.
9. Нажмите кнопку относительного (REL) или дельта (?), Чтобы установить цифровой мультиметр на определенное эталонное значение. Отображаются измерения выше и ниже эталонного значения.

Примечание: Избегайте этой распространенной ошибки технического специалиста: вставляет измерительные щупы в неправильные входные гнезда .При измерении постоянного напряжения обязательно вставьте красный щуп во входное гнездо, обозначенное V, а не A. На дисплее должен отображаться символ dcV . Установка измерительных щупов на входы А или мА и последующее измерение напряжения вызовет короткое замыкание в измерительной цепи.

Анализ измерения напряжения

• Измерения напряжения обычно проводятся, чтобы: а) установить, что напряжение существует в данной точке, и б) убедиться, что напряжение находится на надлежащем уровне.
• Напряжение переменного тока может варьироваться в широких пределах (от -10% до + 5% номинального значения источника питания) и не вызывает проблем в цепи.Тем не менее, с напряжением постоянного тока даже небольшие отклонения могут указывать на неисправность.
• Точная величина допустимого изменения постоянного напряжения зависит от приложения. См. Пример на диаграмме ниже .
• В некоторых приложениях постоянного тока большие колебания постоянного тока не только допустимы, но и преднамерены.
  • Пример: Скорость двигателей постоянного тока можно регулировать, изменяя количество подаваемого постоянного напряжения. В этом приложении измерение напряжения двигателя постоянного тока зависит от настройки регулятора напряжения.
• При снятии и сравнении измерений постоянного напряжения обращайтесь к спецификациям производителя для получения конкретных значений в цепи.

Как показано в таблице выше, полностью заряженный автомобильный аккумулятор, рассчитанный на 12 В, может иметь напряжение холостого хода от 11,9 В до 12,6 В (обычно 2,2 В на элемент).

• Измерение 11,9 В указывает на разряженную батарею.
• Значение 12,6 В указывает на то, что батарея заряжена на 100%. Промежуточные измерения показывают заряд менее 100%.
• Батарея с чуть более высоким показателем напряжения (от 3% до 5%) намного лучше, чем батарея с более низким показателем. Изменение постоянного напряжения ниже нормального номинального напряжения указывает на проблему.

Измерения переменного и постоянного напряжения

• В некоторых приложениях измерения постоянного напряжения могут выполняться в цепях, которые включают переменное напряжение.
• Чтобы обеспечить максимальную точность измерения постоянного напряжения, сначала измерьте и запишите переменное напряжение. Затем измерьте напряжение постоянного тока, выбрав диапазон постоянного напряжения (с помощью кнопки RANGE), который совпадает с диапазоном переменного напряжения или превышает его.
• Некоторые цифровые мультиметры могут одновременно измерять и отображать компоненты переменного и постоянного тока сигнала. Дисплей цифрового мультиметра может отображать результаты тремя способами (см. Иллюстрацию ниже):
  1. Часть сигнала переменного тока отображается на основном дисплее, а часть постоянного тока — на вспомогательном дисплее меньшего размера.
  2. Показания постоянного тока можно переключить на основной дисплей, в то время как переменный ток падает на вспомогательный (на большинстве цифровых мультиметров).
  3. Комбинированное значение переменного и постоянного тока — эквивалентное действующее значение сигнала.

Ссылка: Digital Multimeter Principles by Glen A.Мазур, американское техническое издательство.

Связанные ресурсы

Измерение напряжения, тока и сопротивления — электроника безопасности и сети

Мультиметры с зажимами используют эффект Холла для измерения тока.

Когда вы устанавливаете, вводите в эксплуатацию или устраняете неисправности электронных систем безопасности, измерение напряжения, силы тока и сопротивления является основой ваших навыков.

Прежде чем перейти к испытаниям, давайте рассмотрим электрические свойства напряжения, тока и сопротивления.Напряжение — это электрическое давление, которое возникает между двумя точками и также называется разностью потенциалов. По сути, эта разность потенциалов является результатом того, что в одной точке больше электронов, чем в другой. Атом с большим количеством электронов, чем протонов, имеет отрицательный заряд, а атом с большим количеством протонов, чем электронов, имеет положительный заряд.

Подумайте о напряжении как о давлении, которое заставляет электроны течь. Этот поток электронов называется током. Он измеряется в амперах (6,25 x 10 в степени 18 электронов, проходящих через точку в секунду).В базовой схеме, когда напряжение (источник питания) подключено к цепи, ток будет течь от отрицательной клеммы вниз по проводке к лампочке, через лампу, генерирующую свет, затем из лампы в положительный полюс батареи. и снова вокруг.

Возникла причуда с током. Наше определение обычного протекания тока прямо противоположно пути, по которому идут электроны — не так давно никто не знал, что электроны существуют, и к тому времени, когда ученые все выяснили, было уже слишком поздно возвращаться и менять традиционное позитивное мышление на негативное.Необходимо понять 2 важные вещи: во-первых, существует поток электронов, а во-вторых, все оборудование, символы схем и все остальное регистрируют так называемый обычный ток, переходящий от положительного к отрицательному. Тем не менее, вы должны сначала удалить отрицательный провод, а подключать его в последнюю очередь.

Теперь посмотрим на сопротивление. Подумайте о шланге, который работает на максимальное давление. Давление воды — это напряжение и сила тока воды. Теперь плотно согните шланг так, чтобы, несмотря на исходное давление (напряжение) и поток (ток) воды, из форсунки просачивалось лишь небольшое количество воды.Изгиб — это сопротивление. В электрической цепи любое сопротивление прохождению электричества называется сопротивлением, при этом общее сопротивление цепи определяется ее компонентами и сопротивлением ее проводников и соединений.

Опции измерения напряжения

Теперь, когда мы изучили основы, пора достать наши измерительные инструменты. Это будут амперметр, вольтметр и омметр или цифровой мультиметр, объединяющий все эти устройства тестирования в одном. В некотором смысле последний является более сложным измерительным инструментом, поскольку включает в себя несколько параметров настройки и отображения.

Начнем с самого простого теста — напряжения. Что хорошо в напряжении, так это то, что, поскольку оно всегда находится между двумя точками в работающей цепи, ваш вольтметр / цифровой мультиметр просто необходимо разместить в точках, где должно присутствовать напряжение. Как правило, одной из этих точек будет общая шина цепи, и вы будете измерять напряжение от этой точки. Во многих панелях сигнализации и контроля доступа отрицательная сторона источника подключена к общей шине, но это не всегда так.

Если вы измеряете падение напряжения на положительной и отрицательной клеммах панели или на любом компоненте, который, по вашему мнению, может быть причиной падения напряжения, возможны вариации и капризы в зависимости от проблемы и общей конструкции системы.При тестировании вы можете думать о падении напряжения как о потере давления, вызванной слишком большим сужением — слишком большим сопротивлением. Вы обнаружите эту точку более высокого сопротивления, потому что напряжение перед компонентом будет выше, чем после него. Падение напряжения рассчитывается путем вычитания меньшего напряжения из большего.

Вы также можете измерить падение напряжения, используя закон Ома, при этом падение напряжения равно току x сопротивлению. Если подключить вольтметр к резистору компонента, вы сможете напрямую измерить любое падение напряжения.Просто не забудьте поместить положительную сторону вольтметра на положительную сторону резистора, а отрицательную сторону на выходе, чтобы убедиться, что вольтметр показывает правильную полярность для цифрового измерителя (повышенная шкала). Если ток не течет, все будет немного сложнее — если переключатель в электрической цепи разомкнут, проверка любой стороны компонента покажет напряжение батареи.

Ток и сопротивление

При измерении тока вам действительно нужно проникнуть в проводку, разрезав или взломав, чтобы вставить тестовое устройство в цепь.Короче говоря, ток должен поступать в амперметр или цифровой мультиметр на положительном проводе и выходить из отрицательного — кроме того, ток, выходящий из испытательного устройства, должен быть практически идентичен току, который прошел — сопротивление должно быть ограничено до менее 1 Ом. на ампер тока.

При использовании аналогового мультиметра подключите щупы и установите переключатель измерителя в положение тока, гарантируя, что вы проверяете правильный диапазон, оставляя некоторый запас на случай неожиданных отклонений. Лучше установить измеритель слишком высоко, так как низкая настройка может повредить тестовое устройство.Позже вы можете уменьшить диапазон, чтобы обеспечить максимальное отклонение для более точных измерений.

При использовании цифрового мультиметра включите прибор, подключите щупы — черный к общему и красный к току. Затем установите переключатель выбора для измерения тока в высоком или низком диапазоне — для максимальной точности диапазона настройки, чтобы ни одна из первых двух цифр не считывала 0.

Другой вариант — токоизмерительные клещи

на эффекте Холла — большинство из них включает цифровой мультиметр, хотя профессиональные версии дороги, а доступные версии страдают погрешностью измерения.Измеритель на эффекте Холла может измерять переменный и постоянный ток, протекающий в проводнике. Измеритель работает, потому что, когда ток течет по проводнику, железные губки измерителя образуют сердечник, который облегчает прохождение магнитного поля проводника, чем окружающий воздух. Когда магнитное поле достигает воздушного зазора на кончике зажима, оно должно перескочить зазор, позволяя датчику Холла измерять напряжение, пропорциональное магнитному потоку в сердечнике, которое он преобразует в показания тока. Если вы используете измеритель на эффекте Холла, обязательно обнулите его перед измерением.

Если у вас вообще нет измерителя тока, вы также можете использовать последовательный резистор для выполнения расчетов — вы вставляете небольшой резистор в цепь с концом, находящимся под потенциалом земли, чтобы избежать короткого замыкания на землю во время теста. Затем измерьте напряжение на резисторе — если это резистор 10 Ом и измерено 100 мВ, то вы можете рассчитать, что ток равен V / R = 0,1 / 10 = 10 мА, используя закон Ома. Такое измерение не будет абсолютно точным, но если ваше измерение допускает отклонения, оно избавит вас от неприятностей.

Сопротивление измеряется омметром — устройством, которое по сути представляет собой измеритель со встроенной батареей и схемой. Когда вы используете омметр, помните, что вам необходимо убедиться, что у измеряемого резистора есть по крайней мере один конец, отключенный от цепи, и вы должны касаться только одного вывода резистора при проведении измерения. Если резистор останется подключенным к другим частям цепи, это повлияет на показания омметра, а напряжение в цепи может повредить прибор.

Другая проблема заключается в том, что установщик, проверяющий сопротивление, также содержит электрический заряд и может непреднамеренно подключиться к резистору. В этом случае омметр измерит сопротивление цепи и тела установщика. Считывание из тела будет параллельным, что приведет к более низкому показанию, чем было бы в противном случае.

Определения, которые нужно запомнить:

* Ток — это поток электронов
* Напряжение — это давление или разность потенциалов
* Сопротивление — это все, что препятствует потоку электронов
* Закон Ома гласит, что ток равен напряжению x Сопротивление
* Атомы с большим количеством электронов, чем протонов, отрицательны
* Атомы с больше протонов, чем электронов, положительны.

# securityelectronicsandnetworks.com

Измерения напряжения и тока с помощью векторного анализатора цепей и цифрового мультиметра

Фон

Векторные анализаторы цепей (ВАЦ)

используются для измерения коэффициентов отражения и передачи или S-параметров тестируемого устройства (DUT). Когда тестируемое устройство является пассивным, анализатор цепей может быть единственным необходимым инструментом. Но некоторые устройства активны и требуют для работы внешнего источника питания. В таких активных приложениях может быть полезно выполнять измерения напряжения или тока тестируемого устройства, когда генератор VNA изменяет частоту или мощность.

Например, определение характеристик логарифмического усилителя может включать измерение выходного напряжения детектора синхронно с измерением его возвратных потерь S ₁₁ . Производитель усилителя может одновременно измерять коэффициент усиления и потребляемый ток тестируемого устройства усилителя, в то время как векторный анализатор цепей проверяет свой передатчик по различным уровням мощности и частотам РЧ. Как правило, измеренные напряжение и ток будут зависеть от РЧ-частоты, входной РЧ-мощности и температуры тестируемого устройства, каждый из которых можно отслеживать и отображать в зависимости от подаваемого напряжения или тока.

Есть несколько подходов к решению этой проблемы. Некоторые векторные анализаторы цепей имеют аналоговый входной порт общего назначения, который измеряет напряжения синхронно с анализатором цепей. Этот входной порт, иногда называемый «Aux» (внешний дополнительный вход), обычно поддерживает измерения только напряжения с ограниченной точностью в диапазоне от -10 В до + 10 В. В качестве альтернативы можно использовать независимый цифровой мультиметр (DMM) для сбора результатов измерений напряжения или тока во время развертки векторного анализатора цепей.

Последний подход, состоящий в создании испытательной установки с использованием векторного анализатора цепей, программного обеспечения и цифрового мультиметра, может быть реализован с помощью векторного анализатора цепей с ПК от Copper Mountain Technologies.Прибор подходит для этого приложения благодаря своей программируемости и функциональности срабатывания триггера по точке, что позволяет выполнять высокоточные и быстрые синхронные измерения напряжения или тока за счет добавления простой программы и доступного цифрового мультиметра общего назначения.

Измерительная установка

В этой демонстрации анализатор цепей CMT Planar 804/1 взаимодействует с ПК с ОС Windows через USB-порт ¹ . Порт 1 векторного анализатора цепей подключается к входу усилителя, а порт 2 — к выходу усилителя.Кабель BNC соединяет выход «VM Complete» цифрового мультиметра с входом внешнего триггера VNA. В этой демонстрации источник питания постоянного тока BK Precision 1761 подает +12 В постоянного тока на усилитель Mini-Circuits ZX60-8008E-S +, а цифровой мультиметр 34461A измеряет потребляемый ток и подключается к ПК через USB.

Цикл, показанный на Рисунке 1, повторяется до тех пор, пока цифровой мультиметр не завершит все свои измерения. Таким образом, система быстро собирает большое количество точек измерения с помощью одного запускаемого программным способом триггера.

Рисунок 1: Последовательность начинается с программного запуска VISA для цифрового мультиметра. Цифровой мультиметр измеряет ток тестируемого устройства, а затем генерирует импульс на выходе VM Complete. ВАЦ принимает импульс на свой вход внешнего триггера, измеряет S-параметры и подготавливает свой генератор к следующей точке. Тем временем цифровой мультиметр ожидает, пока пройдет время задержки, прежде чем измерить следующий ток, соответствующий следующим условиям на выходе векторного анализатора цепей.

Этапы и команды, связанные с выполнением каждого цикла, показаны на рисунке 2.

Рисунок 2: Во время каждого цикла развертки цифровой мультиметр настраивается, а затем запускается. Измерения собираются без программного вмешательства до завершения развертки, после чего считываются измерения цифрового мультиметра и возникает задержка для обеспечения переключения порта ВАЦ и возврата генератора.

¹ Программа автоматизации здесь была разработана в MATLAB, но VNA может быть запрограммирован в любой среде с поддержкой Microsoft COM (примеры доступны для C ++, Visual Basic в Excel, LabView и MATLAB).

В этом конкретном примере четыре цикла развертки последовательно комбинируются для достижения полного набора измерений, как показано на рисунке 3.

Рис. 3. Во время первого цикла развертки порт 1 генерирует сигнал развертки мощности, в то время как анализатор цепей измеряет S ₁₁ и S ₂₁ . Затем генератор переключается на порт 2 и выполняется обратная развертка мощности, позволяющая анализатору цепей измерить S ₂₂ и S ₁₂ . Развертки по частоте от порта 1 и порта 2 — это 3-й и 4-й развертки соответственно.

Скорость измерения

В дополнение к времени измерения на одну точку анализатора цепей и цифрового мультиметра (приблизительно T _VNA ≈ 100 мкс и T _DMM ≈ 1 мс соответственно) в приложении учитываются дополнительные задержки. Это:

• T _setup ≈ 1,0 сек: время, необходимое для инициализации всех настроек цифрового мультиметра и векторного анализатора цепей.
• T _return ≈ 10 мс: задержка ВАЦ для подготовки генератора к следующей развертке.
• T _Запас ≈ 25 мкс: задержка цифрового мультиметра на точку для измерения ВАЦ.
• T _USB ≈ 10 мс: задержка USB, связанная с интерфейсом DMM или VNA.
• T _post ≈ 100 мс: время постобработки, необходимое для построения, сохранения или иного манипулирования данными после завершения цикла измерения.

Если пренебречь одноразовой настройкой, общее время цикла измерения можно оценить как:

T _всего ≈ (N _{развертки} — 1) * (T _{возврат} + T _USB ) + N _точки * (T _VNA + T _запас + T _DMM ) + T _post
Подставляя приблизительные значения сверху, оценка уменьшается до:
T _всего ≈ (N _{разверток} — 1) * 20 мс + N _точек * 1.125 мс + 100 мс

Обычно программа тратит большую часть времени на ожидание, пока цифровой мультиметр завершит измерения. Когда измерения цифрового мультиметра не требуются для каждой развертки, время на точку для этих разверток значительно сокращается. Кроме того, свипирование мощности и частоты из порта 2 может быть ненужным, поскольку большинство усилителей работают правильно только тогда, когда сигнал поступает на их вход.

Обычно программа тратит большую часть времени на ожидание, пока цифровой мультиметр завершит измерения.Когда измерения цифрового мультиметра не требуются для каждой развертки, время на точку для этих разверток значительно сокращается. Кроме того, свипирование мощности и частоты из порта 2 может быть ненужным, поскольку большинство усилителей работают правильно только тогда, когда сигнал поступает на их вход.

Максимизация скорости измерения

Скорость измерения цифрового мультиметра может быть ограничивающим фактором, поскольку при скорости 1000 точек в секунду цифровой мультиметр потребляет большую часть времени измерения. Чтобы значительно ускорить процесс, используя более быстрый (но обычно более дорогой) цифровой мультиметр, легко доступны модели, которые могут собирать до 10 000 или 50 000 точек в секунду.Это приложение предлагает решение при использовании более дешевого цифрового мультиметра. Независимо от выбранного цифрового мультиметра, чтобы максимизировать скорость измерения цифрового мультиметра, необходимо вручную установить минимальный диапазон измерения, совместимый с тестируемым устройством, выбрать маленькую диафрагму и отключить автоматический обнуление.

Для оптимизации скорости векторного анализатора цепей необходимо установить максимальную ширину полосы ПЧ, соответствующую необходимому динамическому диапазону приложения. Для определения характеристик усилителя полоса ПЧ 30 кГц обычно более чем достаточна, что позволяет анализатору цепей выполнять измерения при заданных 100 мкс на точку.

Результаты

Любой из четырех циклов измерения, показанных на рис. 3, можно опустить или выполнить без синхронных измерений тока цифрового мультиметра в соответствии с конкретными требованиями приложения. Скорости измерения были определены для каждого из 4 различных сценариев (обозначенных M1, M2, M3 и M4):

В приведенной ниже таблице сравнивается прогнозируемое время измерения в соответствии с формулами в предыдущем разделе с эмпирически определенным временем измерения на основе 100 итераций.

Заключение

В то время как прибор со встроенной функцией измерения напряжения обеспечивает удобство, использование отдельного цифрового мультиметра и векторного анализатора цепей обеспечивает более гибкую настройку тестирования, которую можно настроить для повышения точности и специальных функций, необходимых для конкретного приложения. Анализатор CMT хорошо сочетается с любым программируемым серийным цифровым мультиметром и предлагает оптимальное и экономичное решение для измерения напряжения и тока.

Измерение напряжения | Keysight

1.Основы измерения напряжения

1.1 Различные вольтметры и измерения напряжения

Измерение напряжения — одно из самых основных измерений в электронных измерениях. Как правило, электронные измерительные приборы подразделяются примерно на измерение напряжения, тока (или заряда), а также измерение обоих параметров (электроэнергии и импеданса). Например, осциллограф — это измерительный прибор, который отображает значение напряжения, измеренное кончиком пробника, на экране в виде временной кривой, и его можно назвать вольтметром в широком смысле, потому что физическое значение целевого измерения — это Напряжение.Однако в настоящее время это измерительное устройство, ориентированное на высокоскоростной отклик и частоту дискретизации, превышающую несколько ГГц или более, и, как правило, точность и разрешение измерения напряжения невысоки. Цифровой мультиметр — это самый простой амперметр и вольтметр, и доступны различные линейки, такие как портативный, настольный и т. Д. Он наиболее широко используется для измерения общего напряжения, поскольку доступны устройства для измерения напряжения с высокой точностью и высоким разрешением, хотя по скорости он не соответствует осциллографу.Электрометр выполняет функцию измерения тока и напряжения, как и цифровой мультиметр. Если сосредоточить внимание на измерении напряжения, его можно расположить с вольтметром, характеризующимся высоким входным сопротивлением на измерительной клемме, по сравнению с цифровым мультиметром. В этом документе описаны преимущества измерения напряжения с помощью электрометра.

1.2 Какое входное сопротивление вольтметра?

На рисунке 1 показана упрощенная блок-схема при измерении напряжения источника (Vдут) с помощью вольтметра.Это типичное соединение при измерении напряжения Vdut, когда вольтметр считается идеальным вольтметром, следовательно, входное сопротивление вольтметра бесконечно, а ток, протекающий от Vdut к вольтметру, равен нулю ампер. В этом идеальном случае показание напряжения, измеренное вольтметром, такое же, как и Vdut.

Рисунок 1 Измерение напряжения с помощью идеального вольтметра

Но на самом деле фактическое входное сопротивление любого вольтметра не бесконечно, как у идеального вольтметра, и существует входное сопротивление (Rinput) параллельно идеальному вольтметру, как показано на рисунке 2.В результате ток, протекающий от источника напряжения, не равен нулю ампер.

Рисунок 2 Измерение напряжения с помощью вольтметра с входным сопротивлением

Входное сопротивление типичного цифрового мультиметра составляет 10 МОм, но существует также высокопроизводительный цифровой мультиметр, входное сопротивление которого составляет более 10 МОм. Хотя входной ток, определяемый Vdut / Rinput, течет в вольтметр в этих реальных условиях измерения, входной ток не влияет на результаты измерения напряжения в случае, показанном на рисунке 2.Однако следует отметить, что существует вероятность того, что конечное входное сопротивление в некоторых случаях вызывает ошибки в результатах измерения напряжения. В следующей главе мы рассмотрим эти случаи.

2. Погрешность измерения напряжения и способы устранения

2.1 Погрешность измерения напряжения, вызванная конечным входным сопротивлением вольтметра

В случае, когда нельзя игнорировать последовательное сопротивление между источником напряжения и вольтметром, падение напряжения, создаваемое этим сопротивлением, и входной ток, протекающий в вольтметр, является источником ошибки измерения.
На рисунке 3 показан пример, в котором последовательные резисторы присутствуют в соединительных кабелях между источником напряжения и вольтметром, где последовательные резисторы включают сопротивление соединительных кабелей, контактное сопротивление соединителя между кабельными соединениями и т. Д.

Рисунок 3 Падение напряжения на последовательных резисторах в соединительных кабелях

Ток I, протекающий через последовательное сопротивление (Rpath), вызывает падение напряжения (Verr), которое проявляется как разница между тестируемым источником напряжения и погрешностью измерения показаний вольтметра.Однако значение последовательного сопротивления, такое как сопротивление между цепями подключения, обычно составляет от нескольких мОм до нескольких Ом, и это сопротивление можно считать пренебрежимо малым по сравнению с входным сопротивлением обычно используемых вольтметров. В этом случае, поскольку ошибка напряжения выражается как отношение Rpath и Rinput (отношение находится в диапазоне примерно от 10 ^-8 до 10 ^-6 ), ошибка напряжения, вызванная Verror в путь подключения может быть незначительным в большинстве приложений.

Пока что выходное сопротивление источника напряжения принимается равным 0 Ом, но может быть случай, когда тестируемый источник напряжения имеет выходное сопротивление (Rout), как показано на рисунке 4.

Рисунок 4 Ошибка, вызванная выходным сопротивлением источника напряжения

В электрической цепи не так много случаев, когда Rout достаточно велик, чтобы показывать очевидную ошибку в показаниях вольтметра, но в таком случае, когда источник тока или эквивалент используется в качестве источника напряжения, Rout легко превышает, например, значение Rout в случае выполнения измерения напряжения с использованием стеклянного электрода в электрохимическом измерении может достигать нескольких 100 МОм.
Показание вольтметра (Vmeas) выражается как отношение Vdut, которое представляет собой напряжение тестируемого источника напряжения, и суммы Rout и Rinput.
Выражается как;

Vmeas = Vdut ∙ Rinput / (Rout + Rinput)

Если Rout ничтожно мал по сравнению с Rinput, Vmeas показывает почти то же значение, что и Vdut. Однако, если Rout достаточно велик, что нельзя игнорировать по сравнению с Rinput, это является причиной ошибки измерения напряжения.Например, при выполнении измерения с погрешностью 1% с использованием вольтметра с входным сопротивлением R 10 МОм максимальное значение Rout источника напряжения ограничено 100 кОм.
Как показывает этот пример, для измерения источника высокого выходного напряжения R важно использовать вольтметр с максимально возможным входным сопротивлением, поскольку входное сопротивление вольтметра является причиной ошибки измерения. Как описано выше, обычно входное сопротивление цифрового мультиметра находится в диапазоне от 10 МОм до 10 ГОм, входное сопротивление электрометра превышает 100 ТОм.

2.2 Ошибка, вызванная сопротивлением изоляции соединительных кабелей

Даже если входное сопротивление вольтметра достаточно велико при измерении напряжения от источника напряжения с высоким выходным сопротивлением, существует вероятность того, что соединительные кабели и сам разъем являются источником ошибки, снижающей точность измерения. Входной разъем типичного цифрового мультиметра представляет собой банановый штекер, и обычно измерительные провода подключают непосредственно к банановому штекеру.Или, в случае экранирования внешнего шума для связи с измерительным сигналом, используется коаксиальный кабель с банан-коаксиальным преобразователем. В этих случаях напряжение источника напряжения прикладывается между двумя измерительными выводами или между центральным проводом и экраном коаксиального кабеля, а сопротивление изоляции между измерительными выводами или коаксиальным кабелем рассматривается как сопротивление шунта (Rcable ), как показано на рисунке 5.

(a) Подключение с помощью измерительных проводов

(б) Подключение коаксиальным кабелем

Рисунок 5 Сопротивление изоляции соединительного кабеля отображается как сопротивление шунта (Rcable)

На рис. 5 показан Rcable как сопротивление изоляции коаксиального кабеля в виде упрощенной схемы, но Rcable представляет все сопротивления изоляции, включая соединительные соединители, независимо от конструкции кабеля.
Показание вольтметра (Vmeas) выражается следующим образом.

Vmeas = Vdut ∙ (Rinput // Rcable) / (Rout + (Rinput // Rcable))

, где (Rinput // Rcable) представляет собой параллельно подключенное сопротивление Rinput и Rcable.
Это уравнение указывает, что необходимо включить Rcable в дополнение к Rinput для учета точности измерения. Сопротивление изоляции обычного коаксиального кабеля во многих случаях составляет более 1 ГОм на 1 км. В пересчете на нормальную длину кабеля (около 1 м), используемого при измерении, она соответствует более 1 ТОм.Хотя существует вероятность того, что значение сопротивления изоляции может быть выше указанного значения, можно сказать, что комбинация коаксиального кабеля с измерительным прибором с входным сопротивлением более 100 ТОм, таким как электрометр, является непропорциональной комбинацией.

2.3 Метод обеспечения высокого входного сопротивления с помощью триаксиального кабеля

Триаксиальное кабельное соединение, показанное на рисунке 6, эффективно для устранения ошибки компонента Rcable.

Рисунок 6 Подключение с помощью трехосной кабельной системы

При использовании подключения трехосного кабеля используются те же соединения как для центрального проводника, так и для внешнего экрана, что и в случае коаксиального кабеля. В дополнение к этим двум линиям между этими двумя металлическими слоями в триаксиальном кабеле есть дополнительный внутренний слой экрана, который имеет такую ​​же конструкцию, что и коаксиальный кабель, а напряжение внутреннего экрана поддерживается на том же уровне, что и в центре дирижер.В этом случае, поскольку напряжение между центральным проводником и внутренним экраном в идеале составляет ноль вольт, даже если сопротивление изоляции Rcable остается неизменным, и ток от центрального проводника к внутреннему экрану не течет.

Поскольку от центрального проводника к Rcable нет тока, Rcable не вносит вклад в ошибку измерения напряжения. Этот метод сохранения потенциала экранирующей линии таким же, как и сигнальная линия, называется «защитой».

Разность потенциалов на обоих концах Rcable не становится равной нулю, потому что напряжение смещения реально существует в защитном усилителе, который дает потенциал внутреннему экрану; и эффект защиты можно ожидать, когда напряжение смещения очень мало по сравнению со значением Vdut. Например, если значение Vdut принято равным 2 В, и если используется защита, потому что напряжение смещения обычного защитного усилителя составляет около 2 мВ, то сопротивление изоляции Rcable кабеля становится эквивалентным увеличению в раз. 1000.
Предполагая, что значение Rcable равно 1 ТОм, Vdut нормального коаксиального кабеля подается на Rcable и, следовательно, ток утечки Ileak, который течет к Rcable, будет следующим.

Ileak = Vdut / Rcable = 2 [V] / 1 × 10 ¹² [Ω] = 2 × 10 ^-12 [A] = 2 [pA]

Если защита обеспечивается с помощью триаксиального кабеля, то напряжение, подаваемое на Rcable, будет не Vdut, а напряжением смещения усилителя защиты Voffset,

Ileak = Vсмещение / Rcable = 2 × 10 ^-3 [В] / 1 × 10 ¹² [Ω] = 2 × 10 ^-15 [A] = 2 [fA]

, а ток утечки можно уменьшить до 1/1000.

2.4 Погрешность измерения, вызванная входным током смещения вольтметра

Пока что показаны ошибки, вызванные конечным значением входного сопротивления вольтметра или сопротивления изоляции измерительных кабелей.
На рисунке 7 показан другой тип ошибки, вызванной током смещения вольтметра. Ошибка, связанная с током смещения, возникает, даже если входное сопротивление и сопротивление изоляции бесконечны. Ток смещения (Ibias) вольтметра вызывает падение напряжения на выходном сопротивлении тестируемого источника напряжения, как
Verr = Rout x Ibias.
Ток смещения определяется характеристиками вольтметра, и важно проверять этот параметр в процессе выбора вольтметра, особенно при измерении напряжения от источника с высоким импедансом.

Рисунок 7 Влияние тока смещения

2.5 Изменение времени установления выходным сопротивлением источника напряжения

В случае высокого выходного сопротивления источника напряжения возникает дополнительная погрешность, которая зависит от времени измерения.При измерении напряжения для источника напряжения с высоким сопротивлением коаксиальный кабель часто используется для соединения между вольтметром и источником напряжения для предотвращения влияния внешнего шума, как показано на рисунке 8.

Рисунок 8 Время установления различается в зависимости от схемы источника напряжения

Рисунок 9 Установка напряжения, подаваемого на вольтметр

Поскольку существует определенная емкость между сигнальной линией и внешним экраном коаксиального кабеля, фильтр нижних частот создается выходным сопротивлением (Rout) источника напряжения и емкостью кабеля (Ccable).Когда выходное напряжение проверяемого источника напряжения изменяется или к такому источнику напряжения подключен вольтметр, испытательное напряжение на входе вольтметра медленно изменяется на постоянную времени, определяемую фильтром нижних частот.
Постоянная времени (τ) фильтра нижних частот определяется как,

τ = Маршрут x Кабель.

В качестве примера, в случае Rout = 100 МОм, Ccable = 1000 пФ, постоянная времени рассчитывается как,
τ = 100 МОм x 1000 пФ = 100 x 10 ⁶ x 1000 x 10 ^-12 = 0 .1 сек.
Предполагая установку с погрешностью 0,1% относительно конечного значения (за бесконечное время) показаний вольтметра, требуется время ожидания около 7 τ.
Время установления 0,1% = 7 x τ = 7 x 0,1 = 0,7 сек.

Следовательно, измерение должно ждать 0,7 секунды, что является временем, необходимым для установления диапазона 0,1% после того, как источник напряжения установлен на новое значение. Если измерение выполняется без ожидания времени установления, результаты измерения содержат ошибки.

2.6 Улучшение расселения с помощью ограждения

Как упоминалось выше, при измерении источника измеряемого напряжения с высоким выходным сопротивлением необходимо проводить измерения путем установки соответствующего времени ожидания с учетом времени установления, и, следовательно, время, необходимое для измерения, становится большим. Чтобы избежать этого, можно попытаться сократить время измерения, используя защиту, аналогичную 2.3.

Рисунок 10 Подключение с помощью триаксиального кабеля

Как показано на Рисунке 10, источник измеряемого напряжения и вольтметр соединены трехосным кабелем.Буферный усилитель закреплен на входе вольтметра, а внутренний экран трехосного кабеля приводится в действие. Емкость между основной линией триаксиального кабеля и внутренним экраном, которая является линией измерительного сигнала, принимается как Ccable1, а емкость между внутренним экраном и внешним экраном принимается как Ccable2. Напряжение, действующее на обоих концах Ccable1, не становится препятствием для измерения напряжения, поскольку оно поддерживается на нуле буферным усилителем. С другой стороны, то же самое напряжение, что и значение напряжения Vdut измеренного источника напряжения, наконец, прикладывается к обоим концам Ccable2, и этим Ccable2 необходимо заряжать.Ток, необходимый для этого заряда, не зависит от значения Rout, поэтому буферный усилитель снижает низкое выходное сопротивление и может ускорить установление. Можно сказать, что использование защиты при измерении источника измеряемого напряжения с высоким значением выходного сопротивления путем объединения содержания 2.3, то есть подключение с помощью триаксиального кабеля необходимо.

3. Работа с внешним шумом

3.1 Проникновение внешнего шума

В случае, когда и выходное сопротивление тестируемого источника напряжения, и входное сопротивление вольтметра являются высокими, на него легко влияют шумы, поступающие извне из-за высокого импеданса соединительной части между источником напряжения. и вольтметр.На рисунке 11 показано упрощенное изображение, внешний шум которого вносится в схему измерения.

Рисунок 11 Шум, приходящий через емкостную связь от внешнего источника шума

Существуют различные источники шума, окружающие за пределами среды измерения. Например, кабель линии электропередачи переменного тока, амплитуда и частота которого составляют примерно 100 ~ 200 В и 50 или 60 Гц в зависимости от жилого помещения, является источником шума переменного тока.Сигнал переменного тока передается на измерительный кабель через статическую емкость (Ccouple), и это влияет на результаты измерения. На рис. 12 показано упрощенное повторное побеление на рис. 11, на котором показаны только компоненты шума на рис. 11 за счет удаления компонентов постоянного тока.

Рисунок 12 Упрощенная блок-схема эквивалентной схемы для шума

Поскольку полное сопротивление части соединительного кабеля выражается как параллельное соединение Rout и Rinput (Rout // Rinput) в эквивалентной схеме, шум, который появляется на входе вольтметра (Vmeas), выражается как деление импеданса на Ccouple и Rout // Rinput источника шума переменного тока (Vnoise).

Vmeas = Vnoise ∙ (Rout // Rinput) / (1 / (2πf ∙ Ccouple) + Rout // Rinput)

Для уменьшения шума от источника шума переменного тока эффективно уменьшить параметр Ccouple, и одна из таких идей состоит в том, чтобы отделить источник шума от блока схемы измерения напряжения. Но этот подход неэффективен, когда значение Rout // Rinput также очень велико.
В следующем примере показан случай с реалистичным числом для получения конкретного изображения шумовых помех переменного тока.
Вот примерное число для точности примера:

• Уровень шума: 100 В, 50 Гц
• Ccouple: 0.1 пФ
• Маршрут // Вход R: 100 МОм

Vmeas = 100 В ∙ (100 МОм) / (1 / (2π ∙ 50 Гц ∙ 0,1 пФ) + 100 МОм) = 313 мВ

Статическая емкость связи 0,1 пФ, используемая в примере, является относительно небольшим числом, но она создает шум около 300 мВ в условиях измерения высокого импеданса, и простое увеличение расстояния не всегда эффективно. Эффективно использовать кабель коаксиального типа для уменьшения емкости связи и, наконец, для снижения уровня шума.

Экранирование с помощью кабеля коаксиального типа всегда эффективно, но усреднение цикла линии питания (PLC) также очень эффективно, если основной источник шума связан только с PLC.Если данные измерений зашумлены и усреднение ПЛК еще не применяется, стоит попробовать использовать усреднение ПЛК в качестве первого выбора.

3.2. Экран с коаксиальным кабелем

Кабель с коаксиальной структурой является эффективным, чтобы снизить емкость связи с источником шума. Как показано на рисунке 13, ток от источника шума будет течь со стандартным потенциалом через экран, потому что соединение с источником шума через электростатическую емкость становится потенциалом экрана, если используется коаксиальный кабель.Следовательно, притока тока к линии сигнала измерения не происходит, и влияние измеряемого значения внешним шумом может быть подавлено. Здесь важно полностью закрыть сигнальный провод потенциалом экрана, и, следовательно, недостаточно просто заменить проводку на коаксиальный кабель. Например, когда однолинейный провод заменяется в части, которая соединяет конец коаксиального кабеля с источником измеряемого напряжения, становится легче проникнуть внешнему шуму, поскольку линия сигнала измерения оголена в этой части.Предпочтительно использовать метод подключения, который не максимально обнажает линию с высоким импедансом.

Рисунок 13 Эффективность экранирования с помощью коаксиального кабеля

3.3. Эффект усреднения

Внешний шум может перекрывать измеренное значение, хотя желательно максимально подавить проникновение внешнего шума с помощью экрана. В это время вступает в силу усреднение измеренного значения. Упомянутое здесь усреднение указывает на операцию взятия среднего из серии значений измерений, которые были повторно измерены.

Можно удалить больше шума, выполняя усреднение за длительный период времени, потому что усреднение в принципе имеет эффект, аналогичный эффекту фильтра нижних частот, и становится компромиссом со временем, необходимым для измерения.
Однако шум промышленной частоты источника питания является ярким примером внешнего шума, который следует учитывать в нормальных условиях, как показано в вышеупомянутом, и, следовательно, эффективно установить лучшее время усреднения в соответствии с этим. .Если коммерческий источник питания определенно находится в области 50 Гц, то время 1 цикла будет 20 мс, и, следовательно, если форма сигнала шума является симметричной формой положительного и отрицательного, как синусоидальная волна, то шум может быть удален. путем усреднения измеренного значения за период 20 мс.

Такой метод усреднения называется измерением PLC (Power Line Cycle), и большинство электрометров и цифровых мультиметров имеют функцию настройки PLC. Время усреднения может быть установлено в виде, например, 1 ПЛК для выполнения измерения усреднения для 1 цикла, 10 ПЛК для 10 циклов, и необходимо отметить, что если промышленная частота установлена ​​на измерительном приборе, а промышленная частота фактическая среда не совпадает, то ожидаемый эффект не может быть достигнут в достаточной степени.Измерение PLC упоминается в п. 3.1 «Измерение тока низкого уровня с использованием серии B2980A».

4. Измерение напряжения с помощью B2985A / B2987A

4.1 Метод подключения

Эта глава основана на содержании предыдущей главы и описывает метод подключения и настройку, когда измерение напряжения с высоким входным сопротивлением выполняется с помощью B2985A / B2987A. B2985A / B2987A снабжен трехосным выводом для измерения напряжения на задней панели корпуса, как показано на следующем рисунке 14.Значение входного сопротивления клеммы измерения напряжения достигает 200 ТОм или более.

Рисунок 14 B2985A / B2987A задняя панель

Эта трехосная клемма подключается, как показано на рисунке 15, а основной провод подключается к стороне высокого напряжения вольтметра. Подключение внутреннего экрана можно переключить либо на защитный потенциал, либо на общий потенциал, который находится на стороне низкого напряжения вольтметра, а внешний экран соединен с корпусом.

Рисунок 15 Схема подключения клеммы измерения напряжения B2985A / B2987A

Согласно объяснению в главе 2, ясно, что использовать защиту выгодно с точки зрения входного сопротивления вольтметра и установления, и лучшая производительность этого вольтметра может быть продемонстрирована, когда внутренний экран установлен на защиту. . Однако необходимо соединить общий потенциал отдельным банановым кабелем, потому что общий потенциал нигде не появится на трехосном выводе.На рисунке 16 показано это соединение.

Рисунок 16 Подключение B2985 / B2987A и DUT (при использовании защиты)

В B2985A / B2987A общая клемма не имеет потенциала на корпусе. Это необходимо для измерения напряжения источника измеряемого напряжения, который не подключен к земле, а общее напряжение позволяет измерять напряжение до ± 500 В. Подключение является простым, если общий потенциал может быть подан на внешний экран триаксиального кабеля, но пользователь может коснуться внешнего экрана триаксиального кабеля, и, следовательно, пользователь подвергается опасности из-за общего потенциала.Чтобы этого избежать, общий потенциал подключают другим кабелем.
Когда защита не используется, подключение может быть выполнено с помощью одного кабеля, подав общий потенциал на внутренний экран триаксиального кабеля (Рисунок 17). Тем не менее, необходимо соблюдать осторожность при возникновении эффекта сопротивления изоляции кабеля и эффекта оседания, описанных в этой связи в главе 2.

Общий потенциал показан как полностью плавающий как на Рисунке 16, так и на Рисунке 17, но на такое соединение легко влияет влияние внешнего шума.Сторона B2985A / B2987A может быть плавающей, когда общий потенциал соединен с потенциалом где-то на стороне измеряемого источника напряжения, но когда сторона измеряемого источника напряжения также является плавающей, тогда сопротивление внешнему шуму можно улучшить, подключив общий потенциал с корпусом на стороне B2985A / B2987A.

Рисунок 17 Подключение B2985 / B2987A и DUT (когда защита не используется)

4.2. Настройка усреднения

Во-первых, частота промышленного источника питания устанавливается, когда усреднение измеренного значения выполняется с помощью B2985A / B2987A.Существуют различные промышленные частоты 50 Гц или 60 Гц в зависимости от страны и региона, и, следовательно, цель состоит в том, чтобы сделать время усреднения однородным с промышленной частотой для правильного выполнения вышеупомянутого измерения PLC. Достаточно выбрать только автоматическое определение ПЛК из меню, потому что B2985A / B2987A имеет функцию автоматического определения промышленной частоты. Также возможна ручная установка.

Кнопки «Coarse Res» и «Fine Res» на передней панели фактически используются для изменения условий усреднения (Рисунок 18).Если нажать кнопку «Coarse Res», время усреднения станет коротким, а если нажать кнопку «Fine Res», оно, наоборот, станет большим. Обычно есть 3 шага предустановки для изменения, а именно «Быстрая», «Нормальная» и «Стабильная», и если эта кнопка «Скорость», которая появляется в нижнем левом углу экрана во время операции, нажата, настройка выполняется Становится возможным блок ПЛК (Рисунок 19).
Диапазон настройки: от 0,001 PLC до 100 PLC.

Рисунок 18 Передняя панель B2985A / B2987A

Рисунок 19 Экран дисплея B2985A / B2987A

Сводка

В этом документе приведены меры предосторожности и коэффициенты запаса погрешности при базовом измерении напряжения, а также объяснены методы противодействия.Ниже приведены ключевые моменты.

• При измерении напряжения ток, протекающий через входное сопротивление вольтметра, становится коэффициентом запаса погрешности измерения.
• Сопротивление изоляции соединительного кабеля, а также входное сопротивление самого вольтметра становится фактором допустимой погрешности измерения.
• Сопротивление изоляции соединительного кабеля может быть эквивалентно продемонстрировано с помощью триаксиального кабеля.
• В случае, если источник измеряемого напряжения имеет высокое выходное сопротивление, необходимо соблюдать осторожность при настройке в зависимости от емкости кабеля.
• Время установления может быть уменьшено с помощью защиты.
• Измерение напряжения с высоким входным сопротивлением легко зависит от проникновения внешних шумов.
• Экран эффективен для защиты от внешнего шума.
• Влияние усреднения на шум промышленной частоты электросети.

Была объяснена установка, когда фактически выполнялось измерение напряжения с использованием B2985A / B2987A на их основе.

Как измерить напряжение — Hioki

Как измеряется напряжение? Напряжение легко измерить тестером.

• («Тестер» и «мультиметр» часто используются как синонимы; на этой странице используется «тестер».)

Обзор

Поскольку напряжение не видно, невозможно проверить, какое напряжение протекает в цепи, просто взглянув на нее. Однако каждая цепь в электронном устройстве имеет заранее определенное напряжение, необходимое для ее работы, а более высокие напряжения могут вызвать повреждение оборудования или телесные повреждения.
В то же время схемы не будут работать, если они запитаны от слишком низкого напряжения, поэтому необходимо проверить правильность напряжения при неисправности электронного устройства. На этой странице содержится подробное описание того, как использовать мультитестеры, которые используются при измерении напряжения, а также некоторые меры предосторожности при их использовании.

Тестеры нужны для измерения напряжения.

Если вы хотите что-то измерить, вам понадобится измерительный прибор. Инструменты используются для точного измерения; Например, вам понадобится мерка или измерительная лента, если вы хотите измерить длину, весы или весы, если вы хотите измерить вес, и часы, если вы хотите измерить время.Таким образом, используемый инструмент зависит от того, что измеряется.

То же самое касается измерения напряжения. Это особенно верно, поскольку вы не можете увидеть или прикоснуться к напряжению. В отличие от физических свойств, вы не можете сделать приблизительную оценку, просто взглянув на них. Следовательно, вам понадобится мультиметр для измерения напряжения. Некоторые из целей, для которых используются эти инструменты, включают:

• — Проверка безопасности
• — Проверка качества
• — Прогнозы на основе измеренных значений
• — Решение проблем
• — Проверка пригодности

Тестеры

Multi позволяют тщательно проверять состояние электрических устройств путем измерения напряжения.

Типы тестеров

Тестеры

выпускаются во множестве вариантов. В этом разделе содержится подробное описание основных типов доступных тестеров.

Аналоговые тестеры

Аналоговые тестеры

позволяют делать интуитивные суждения на основе отклонения стрелки на градуированной шкале. Они измеряют простой набор параметров, и их преимущество в том, что они просты в использовании. С другой стороны, у них есть недостаток — большие потери по инструментам.

Цифровые тестеры

Цифровые тестеры

отображают результаты своих измерений в цифровом виде, что позволяет пользователю получить точные показания. Многие цифровые модели обладают расширенными функциями, которые было бы трудно реализовать с помощью аналогового тестера, например расширенными функциями измерения, проверки целостности и проверки диодов. Некоторые модели могут даже отправлять данные измерений на компьютер. Кроме того, цифровые модели отличаются низкими инструментальными потерями.Цифровые тестеры можно классифицировать по методу исправления, который они используют.
При выпрямлении среднего значения входной сигнал обрабатывается как синусоида и преобразуется для отображения результатов измерения. Необходимо соблюдать осторожность, поскольку такой подход может привести к увеличению погрешности измерения при искажении формы сигнала. Напротив, метод истинного среднеквадратичного значения преобразует и отображает форму волны, включая ее гармонические составляющие, позволяя прибору отображать значения, характеризующиеся более низкой ошибкой измерения.

Метод истинного среднеквадратичного значения преобразует форму волны, включая ее гармонические составляющие, для отображения с использованием формулы среднеквадратического значения.
Инструменты также можно классифицировать на основе предоставляемых ими функциональных возможностей, например, предоставляют ли они текущий измерительный терминал. Высококачественные модели предлагают большой выбор параметров измерения, а простые модели — меньше. Высококачественные модели способны выполнять высокоточные измерения в различных приложениях.Однако они также более дорогие; рекомендуется приобрести инструмент, соответствующий цели, для которой вы планируете его использовать.

С помощью тестера

Этот раздел предлагает простое введение в использование аналогового или цифрового тестера для измерения напряжения.

Выбор параметра измерения

Мульти тестеры (мультиметры) стали обычным явлением как среди аналоговых, так и среди цифровых тестеров. Некоторые модели предоставляют большое количество параметров измерения. Если ваш прибор является одним из таких, выберите измерение напряжения с помощью поворотной ручки.Многие инструменты имеют поворотную ручку, которая используется для изменения измеряемого параметра. Измерение напряжения обозначается словом «Voltage» или единицей измерения «V». Вы можете получить более точные результаты, выполнив настройку нуля перед началом измерений.

Измерение цепи с помощью измерительных проводов

Вставьте красный и черный измерительные провода в клеммы на приборе. У прибора будет общая клемма для черного провода, но разные клеммы для красного провода, в зависимости от измеряемого параметра; обязательно вставьте красный провод в клемму измерения напряжения.

Клемма измерения напряжения

Считывание значения

Если вы измеряете напряжение постоянного тока, красный измерительный провод является положительным, а черный измерительный провод — отрицательным. Если вы измеряете напряжение переменного тока, выводы не имеют положительной или отрицательной связи. Если вы измеряете напряжение, подключите провода к обоим концам измеряемой цепи. Таким образом можно измерить значение напряжения. Если вы используете аналоговый прибор, прочтите положение стрелки на градуированной шкале; если вы используете цифровой прибор, считайте числовое значение с дисплея.

Вы можете выбрать диапазон измерения для измерения напряжения. Если вы не уверены, насколько велико измеряемое напряжение, начните с самого высокого диапазона и постепенно переключайтесь на более низкие диапазоны по мере необходимости. Если вы используете цифровой тестер, многие модели могут автоматически выбрать диапазон за вас.

Выберите диапазон

Меры предосторожности при измерении напряжения

При измерении напряжения тестером необходимо соблюдать некоторые меры предосторожности.

Отодвиньте провода от тестируемой цепи при изменении диапазона.

Если вам нужно изменить диапазон, сначала отодвиньте щупы от измеряемой цепи. Изменение диапазона при контакте проводов с цепью может привести к повреждению прибора.

Соблюдайте осторожность при контакте проводов с проверяемой схемой.

Соблюдайте осторожность, чтобы провода соприкасались только с намеченной областью. Неосторожное соприкосновение проводов с другими частями цепи может повредить не только прибор, но и электронное устройство, которое вы пытаетесь измерить.

Измерение напряжения тестером

Вам может потребоваться измерить напряжение, чтобы проверить безопасность или качество электронного устройства. Для измерения напряжения необходимы мультиметры (мультиметры). Эти инструменты доступны в аналоговом и цифровом вариантах, и многие из них предлагают ряд удобных функций. Используйте то, что вы узнали здесь, чтобы выбрать тестер, который соответствует вашим потребностям, а затем использовать его для измерения напряжения.

Узнать больше

• Что такое напряжение?

  Что такое напряжение? Эта страница предлагает легкое для понимания объяснение того, как напряжение отличается от тока, единицы измерения, в которых оно измеряется, и другую информацию.