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

Содержание

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

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

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

Варианты конструктивного исполнения мультиметров

Принцип работы тестера основан на сопоставлении входного сигнала с опорным. Основой цифрового мультиметра является АЦП двойного интегрирования. Изменение предела измерений выполняется на резисторных делителях. Если мультиметр имеет милливольтовое деление, оборудование может быть построено на встроенном усилителе с возможностью корректирования коэффициента усиления. Напряжение измеряется прямым подключением к цепи. Измерение тока основывается на падении напряжения на встроенных резисторах (разные резисторы для разного предела измерения). Сопротивление замеряется при подаче тока на резистор, с которого считываются значения (включение резистора основано на обратной связи инвертирующего усилителя).

Эксплуатация тестера

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

Измерение постоянного напряжения

Переключатель переводится на деление 1000 V в положение 4, черный щуп подсоединяется к неизолированному участку корпуса, красный – к точке измерения, к примеру, плюсу аккумулятора. При измерении напряжения аккумулятора показания тестера должны находиться в пределах 12,0 — 14,6 V, иначе батарея будет разряжена. Для увеличения точности измерений необходимо перевести переключатель на значение 20 V. Аналогично проводятся и другие измерения. Измерение напряжений может проводиться на каждом узле или элементе с подключением прибора параллельно элементу.

Измерение переменных напряжений

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

Измерение постоянного тока

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

Измерение сопротивлений

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

Контроль исправности диодов

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

параметры и отличия, критерии выбора и лучшие производители

Тестер — это многофункциональный прибор, предназначенный для измерения всевозможных радио и электрических величин. Другое его название — мультиметр. Слово мультиметр произошло от английского multimeter (функциональный измеритель) и представляет собой сложное электроизмерительное устройство.

• Виды устройств и характеристики
• Возможности стрелочного прибора
• Отличия цифрового приспособления
• Критерии выбора мультиметра
  • Дополнительная функциональность тестеров
  • Основные особенности конструкций
  • Защита и электроизмерительные щупы
• Этапы проведения измерений
• Выбор торговой марки

С помощью тестера можно без труда определить величину напряжения и силу тока, сопротивление проводников, узнать параметры диодов и транзисторов, проверить целостность кабеля. Используя мультиметр совместно с другими радиоизмерительными устройствами, можно отремонтировать любой тип радиоприборов, электропроводку и её части.

Виды устройств и характеристики

Мультиметры используются как профессионалами, так и начинающими радиолюбителями. Торговые площадки предлагают тестеры, различающиеся по возможностям и стоимости. Выяснив, в чём их различия, какие функции первостепенные, выбрать устройство с приемлемой для себя ценой станет несложно.

Такой прибор будет полезен как в бытовой, так и в профессиональной деятельности.

По своей функциональности и принципу работы выпускаемые устройства разделяют на:

• аналоговые мультиметры;
• цифровые мультиметры;
• комбинированные.

По характеру измерения они бывают узкоспециализированными и многофункциональными. Дополнительно тестеры характеризуются величиной погрешности, диапазоном измерения, присутствием защиты.

При работе с мультиметром важно понимать значки, указанные на нём. Такими значками являются следующие общепринятые обозначения:

• ACA или А~ — сила тока переменного напряжения.
• ACV или V~ — переменное напряжение.
• DCA или A — сила тока постоянного напряжения.
• DCV или V — постоянное напряжение.
• А, mA — величина тока в амперах или миллиамперах.
• V, mA — величина напряжения в вольтах или милливольтах.
• Ом, кОм, МОм — величина сопротивления в омах, килоомах и мегаомах.
• hFE — коэффициент усиления по току транзистора.
• o)) — прозвонка на короткое замыкание.
• Сх — ёмкость.
• COM — отрицательное гнездо для подключения щупа.
• V/Ω — положительное гнездо для подключения щупа.
• C0 — место подключения термопары (измерение температуры).
• On/Off — включение или выключение прибора.

Возможности стрелочного прибора

Самые первые измерительные приборы снабжались стрелочным устройством. Оно представляет собой электромеханическую головку. Конструктивно она выполнена в виде рамки, которая находится в магнитном поле. На эту головку подаётся электрический сигнал через различные сопротивления. В зависимости от силы тока стрелка в рамке отклоняется, устанавливаясь в определённом положении. Диапазон отклонения стрелки проградуирован, согласно этим значения и вычисляется требуемая величина.

Технические возможности аналогового тестера во многом определяются чувствительностью магнитоэлектрического измерительного прибора. Главным достоинством такого вида прибора является инерционность и невосприимчивость к помехам во время измерения постоянного напряжения и величины сопротивления. Например, при вычислении постоянного напряжения с пульсациями тестер проигнорирует их и покажет среднее значение. Расширить диапазон измерения можно, применив добавочные сопротивления или шунт.

Стрелочные приборы идеально подходят для отображения динамики сигнала. Мультиметр аналоговый мгновенно показывает изменение сигнала. Вместе с тем такой прибор обладает большой погрешностью при измерениях в высокоомных цепях и некоторой сложностью в интерпретации результатов измерения. При каждом замере необходимо анализировать положение стрелки на определённом диапазоне, соответствующем роду току и проверяемому сигналу.

Отличия цифрового приспособления

Главной особенностью цифрового мультиметра является наличие жидкокристаллического экрана, на котором наглядно отображается измеряемая величина. В основе принципа работы прибора лежит сравнение измеряемого сигнала с опорным, для этого используется аналого-цифровой преобразователь (АЦП), встроенный в прибор.

Цифровые мультиметры выпускаются как в мобильном виде, так и стационарном. Питание мобильных приборов осуществляется с помощью портативных элементов питания (например, батарейки крона 9 В). Стационарные тестеры подключаются к сети переменного тока 220 В.

Одной из характеристик прибора является разрядность. Она обозначает, как точно устройство сможет проводить измерение. Например, разрядность 3,5 означает, что экран устройства имеет четыре полных разряда в пределе от 0 до 9 и один с ограничением. Точность такого тестера составляет один процент. Разрядность со значением 3,5 наиболее распространена в переносных приборах, но в то же время выпускаются и цифровые мультиметры с величиной более пяти, их точность более 0,1%.

Типовая неточность цифровых измерителей при замере постоянных величин лежит в пределе 0,2%, при замерах переменных величин — 0,3%. Тут следует отметить, что при повышении частоты сигнала неточность измерения увеличивается.

Входной импеданс не зависит от диапазона измерения и составляет порядка 11 МОм, внутренняя ёмкость равна 100 пФ, падение разности потенциалов при определении тока — около 0,2 В. Потребляемая мощность во время измерения постоянного напряжений и тока равна 0,018 Вт и 0,063 Вт при измерении сопротивления, переменного напряжения и тока. Цифровое устройство разрешает проводить измерения при напряжении элемента питания до 7,5 В.

Качество измерения определяется не разрядностью, а типом аналого-цифрового преобразователя. Оно также зависит от точности калибровки и класса применяемых радиодеталей.

Критерии выбора мультиметра

Количество выпускаемых устройств настолько велико, что каждый для себя может подобрать прибор, полностью удовлетворяющий предъявляемые к нему требования как по характеристикам, так и по набору функций. Цена тестера определяется его функциональностью, качеством исполнения и точностью измерений.

Дополнительная функциональность тестеров

Кроме типового набора величин тестеры позволяют проводить измерения ёмкости, индуктивности, температуры и частоты, вычислять параметры импульсных сигналов, совершать проверку цепи на целостность путём подачи звукового сигнала или резким отклонением стрелки. Нередко мультиметр обладает возможностями проверки параметров полупроводниковых приборов, содержит встроенный генератор типа меандр.

Устройство, обладающее жидкокристаллическим экраном со специальными логическими элементами, способно заменить собой простейший осциллограф, выводя на экран форму сигнала и его характеристики. Ряд мультиметров имеют интерфейсы для сопряжения с компьютером. Это Com порт для портативных устройств и GPIB порт для стационарных. Такие порты необходимы, когда устройство имеет возможность запоминать результаты измерений для дальнейшей их обработки.

Основные особенности конструкций

В своём конструктивном виде тестеры консервативны и выпускаются прямоугольной формы. В хороших приборах корпус выполняется из прочного пластика с влагозащитным покрытием. Различия состоят в количествах экранов, видах управления (кнопки, диск), габаритах устройства.

Мультиметры, оборудованные двумя информационными экранами, являются более информативными и дают возможность произвести качественную оценку измеряемой величины. Часто одним из экранов устанавливается жидкокристаллический, а вторым — стрелочный или светодиодный. Поскольку в цифровых тестерах применяются точные, но медленные аналого-цифровые преобразователи, информация на табло не может обновляться быстрее, чем раз в четыре секунды.

Использование совместно со стрелочным или светодиодным экраном даёт возможность оценить изменения в динамике с высокой точностью. Светодиодная индикация выполняется в виде столбика, точность отображения невысокая, но скорость обновления достигает более 15−20 раз в секунду.

Применение приборов с двумя цифровыми экранами разрешает при измерении увидеть сразу два параметра, например, во время измерения напряжения сразу измерить и ток. Если экран графический, т. е. может визуализировать форму сигнала, то такой прибор с лёгкостью заменит простой осциллограф. Использование подсветки экрана решает проблему проведения замеров при недостаточном освещении.

Защита и электроизмерительные щупы

Немаловажным параметром является способность мультиметра защитить свои электронные цепи при возникновении нештатных ситуаций. Например, всплески напряжения, подключение неверного режима измерения, неверно выставленный диапазон замера.

Защита выполняется как электронного, так и электромеханического типа. Электронная защита использует полупроводниковые свойства элементов и обладает неоспоримыми преимуществами (быстротой срабатывания, надёжностью, возможностью самовосстановления).

Самая простая защита — это плавкий предохранитель.

Приборы характеризуются и степенью электробезопасности. В соответствии с международной классификацией приборы измерения разделяют на четыре категории работы:

• с низковольтными цепями электронных узлов;
• с локальными цепями питания;
• с распределительными цепями питания в зданиях;
• с распределительными цепями питания за пределами зданий.

Приобретая мультиметр, следует обращать внимание на качество измерительных щупов, содержащихся в комплекте с устройством. Шнуры к щупам должны быть максимально гибкими, но в то же время выполненными из толстого провода с хорошей изоляцией. Крепление со щупами и штекерами выполнено с использованием дополнительных втулок из резины, предназначенных для увеличения защиты.

С функциональными тестерами в комплекте поставляется и термопара. Она состоит из проводников разного типа, точечно соединяющихся между собой. Её назначение заключается в измерении температуры. В тот момент, когда на одном из таких контактов изменяется температура, создаётся определённый потенциал. Напряжение измеряется тестером и с помощью АЦП переводится в значение температуры.

Существуют также мультиметры специального типа, они обладают взрывобезопасностью и предназначены для применения в опасных условиях (на шахтах, нефтяных станциях и т. п. ). Такие мультиметры имеют специальную защитную оболочку и корпус.

Этапы проведения измерений

Для того чтобы провести измерения, мультиметр подключают с помощью набора проводов к измеряемому объекту. Одну сторону провода закрепляют в штекер, на другую его сторону надевают контактный щуп. Порядок проведения измерений состоит из следующих этапов:

1. Включить устройство.
2. Вставить штекера проводов в соответствующие гнёзда на панели прибора.
3. Выбрать тип измерения и диапазон (не нужно, если тестер имеет функцию автоматического выбора).
4. Дотронуться измерительными щупами до точек проведения замеров.
5. Снять показания с экрана прибора.

Выбор торговой марки

Большинство продаваемых устройств собирается с использованием качественной элементной базы. Но сама сборка корпусных деталей и монтаж платы внутри бывает довольно низкого качества. Зазоры в корпусе, недоброкачественное исполнение разъёмов входов и выходов, слабо прилегающие элементы влияют на сроки эксплуатации и точность показаний прибора. С наилучшей стороны зарекомендовали себя следующие торговые марки:

• Mastech.
• Fluke.
• CEM.
• APPA.
• UNI-T.
• Elitech.

При выборе потребуется оценить область использования мультиметра. Для профессиональной работы и специализированных измерений лучше выбрать высокоточный прибор. Для домашнего использования удобнее приобрести мультиметр цифровой. Выбрать цену, фото внешнего вида, характеристики и особенности можно, посетив сайт производителя понравившегося устройства.

Поскольку прибор питается низковольтным напряжением, он считается безопасным для здоровья человека. Но при использовании устройства нужно учитывать, что опасность может представлять объект измерения, поэтому следует соблюдать требования по электробезопасности.

Цифровой мультиметр

Что такое цифровой мультиметр?

Что такое цифровой мультиметр? Основная информация и объяснение того, чем цифровые мультиметры отличаются от аналоговых тестеров

Обзор

Измерительные приборы необходимы для проверки состояния электронных устройств. Цифровые мультиметры рекомендуются, когда вам нужно проверить состояние электронного устройства, потому что такая информация не видна. На этой странице даны ответы на вопросы о цифровых мультиметрах, которые вам может быть стыдно задавать (например, что такое цифровые мультиметры и чем они отличаются от аналоговых тестеров), предлагается вводная информация о доступных типах и объясняется, как выбрать подходящую модель. для тебя.

Цифровой мультиметр, которым легко пользоваться даже новичкам.

Цифровые мультиметры — это измерительные приборы, которые могут измерять такие величины, как напряжение, ток и сопротивление. Измеряемые значения отображаются на цифровом дисплее, что позволяет легко и быстро их считывать даже новичкам.
Некоторые цифровые мультиметры выбирают диапазон измерения автоматически, избавляя от необходимости выбирать его вручную. Следовательно, эти инструменты сравнительно просты в использовании даже для новичков. Естественно, аналоговые тестеры также имеют преимущества, например, с точки зрения простоты считывания изменений измеренного значения во время измерения и интуитивной простоты, с которой можно увидеть иглу в местах, где цифровое показание может быть трудно увидеть.
Поскольку как цифровые мультиметры, так и аналоговые тестеры имеют свои преимущества, вы можете выбрать прибор, который лучше всего подходит для вашего приложения, уточнив, что вы хотите измерить.

Высокоточные цифровые мультиметры

Цифровые мультиметры часто характеризуют как высокоточные, однако точность самих результатов измерений существенно не отличается от аналоговых тестеров. Однако в этом контексте «высокая точность» относится к способности приборов работать с более высоким разрешением, поскольку их цифровые дисплеи могут отображать больше цифр. Поскольку аналоговые тестеры показывают значения с помощью иглы, существует вероятность того, что человек, использующий прибор, сделает ошибку при считывании значения. Такие ошибки известны как ошибки чтения.
Преимущество цифровых мультиметров в том, что они менее подвержены ошибкам считывания, поскольку в них используется цифровой дисплей. Многие пользователи считают, что легко читаемый цифровой дисплей предпочтительнее, так как человеческая ошибка может произойти, независимо от того, насколько тщательно.

В отличие от аналоговых тестеров, измеренные значения с цифровых мультиметров можно считывать напрямую, без необходимости интерпретировать мелкие деления, а показания приборов легко считываются в темных местах. Таким образом, цифровые мультиметры отличаются простотой считывания их значений*. Некоторые цифровые мультиметры могут отправлять данные на компьютер, что еще больше снижает вероятность ошибки.

• *При измерении явления, характеризующегося высоким уровнем изменчивости, значение минимальной цифры на цифровых приборах может быстро меняться, что затрудняет чтение результата. В таких ситуациях может быть проще прочитать результат как среднее значение на аналоговом тестере, поскольку стрелка не способна механически отслеживать колебания.

Типы цифровых мультиметров

Цифровые мультиметры можно разделить на два основных типа.

Ручной тип

Настольный тип

Портативные модели имеют компактную конструкцию, поэтому их можно держать во время использования. Поскольку их легко носить с собой, их можно использовать в самых разных областях, от лабораторий до работы на месте. То, что они компактны, не означает, что им не хватает функциональности. Доступны модели высокого класса, поэтому вы можете выбрать прибор, который подходит для вашего приложения. Портативные модели доступны в различных форм-факторах, включая компактные, в форме карты и в форме ручки.
Напротив, настольные модели предназначены для размещения на горизонтальной поверхности во время использования. Они часто встраиваются в рабочие места, системы и производственные линии, и многие из них имеют большое количество отображаемых цифр. Существует тенденция к высокой добавленной стоимости в виде возможностей, предоставляемых прибором отдельно или в сочетании с компьютером, включая передачу данных, усреднение и расширенные вычисления.
При выборе цифрового мультиметра полезно задаться вопросом, должна ли выбранная вами модель быть портативной или необходимые вам возможности доступны только в настольных моделях.

Как выбрать цифровой мультиметр

Многие покупатели, впервые покупающие мультиметр, могут испугаться широкого спектра функций, предлагаемых цифровыми мультиметрами. Как можно выбрать лучший инструмент для данного приложения? Первый шаг — определить, обладает ли модель-кандидат необходимой функциональностью, и проверить такие характеристики, как диапазон и разрешение. Если вы планируете использовать инструмент на открытом воздухе, например, на рабочем месте, рекомендуется выбрать модель, рассчитанную на такое использование.

Если вам нужно часто брать инструмент с собой, большую модель, вероятно, будет сложно использовать. Компактные продукты включают в себя широкий спектр вариантов, от простых моделей в форме карты до функциональных портативных устройств, поэтому тщательное рассмотрение среды, в которой вы будете использовать инструмент, — это хороший способ обрести душевное спокойствие. Также важно выбрать цифровой мультиметр с правильным уровнем точности для приложения.

Преимущество многофункциональных цифровых мультиметров заключается в том, что их можно использовать в различных ситуациях. Конечно, если вы в основном будете использовать инструмент в условиях, не требующих большой точности, нет необходимости выбирать дорогую модель. Постарайтесь выбрать модель с той точностью и функциональностью, которая вам нужна.
Наконец, также важно выбрать цифровой мультиметр, который обеспечит безопасность на рабочем месте.

Выбор цифрового мультиметра, который подходит именно вам

Цифровые мультиметры отображают значения в легко читаемом формате, и наблюдается тенденция к созданию многофункциональных моделей с высокой точностью и разрешением. Поскольку доступно так много типов, покупатели нередко путаются в том, какая модель лучше всего соответствует их потребностям. При выборе цифрового мультиметра первым делом нужно спросить, какие функции вы хотите использовать.
Затем примите во внимание такие факторы, как безопасность и условия эксплуатации, и вы сможете выбрать цифровой мультиметр, который наилучшим образом соответствует вашим потребностям.

Как использовать

Связанные продукты

• HISTESTER CARD 3244-60
• Цифровой мультиметр DT4282
• Зажима AC/DC HITESTER 3287
• Precision DC VOLTMETER DM7275
• PRECION a Цифровой мультиметр Как пользоваться цифровым мультиметром. Обзор преимуществ и недостатков

• Как измерить напряжение Как измеряется напряжение? Напряжение легко измерить с помощью тестера.

• Как измерить ток Зачем нужно измерять ток? Причины, методы и меры предосторожности

• Как измерить частоту Как измеряется частота? Приборы для измерения частоты и меры предосторожности, касающиеся методов измерения

Цифровой мультиметр – определение, конструкция и работа

Похоже, в вашем браузере отключен JavaScript. Для наилучшего взаимодействия с нашим сайтом обязательно включите Javascript в своем браузере.

Цифровой мультиметр — это прибор для измерения различных электрических характеристик, отсюда и термин «мультиметр». В зависимости от конструкции и функциональных возможностей мультиметр может использоваться для измерения постоянного напряжения и тока, переменного напряжения и тока, частоты, емкости, сопротивления или температуры. С помощью устройства также можно выполнить проверку работы транзисторов, диодов или целостности цепи. В отличие от мобильного мультиметра, цифровой мультиметр предназначен для стационарного использования в лаборатории или мастерской. Типичные размеры настольного устройства составляют около 25 см в ширину, 30 см в глубину и около 10 см в высоту. Пользователи цифрового мультиметра обычно закрепляют его перед столом на небольшой приподнятой подставке, чтобы его было удобно считывать и использовать.

Дисплей, показывающий измеренные значения, такие как напряжение или сопротивление, отображаются на цифровом мультиметре на дисплее передней панели. Эти мультиметры часто имеют цифровую версию с подсветкой, обеспечивающую наилучшую читаемость. Как правило, для работы мультиметра необходимо основное напряжение 230 В, а некоторые устройства могут работать и в режиме альтернативного аккумулятора. Большинство цифровых мультиметров можно подключить к компьютеру через кабель USB или RS-232. С помощью соответствующего программного обеспечения можно записывать долгосрочные измерения различных показаний, а значения можно отображать графически с помощью программного обеспечения для визуализации. Кроме того, его можно распечатать, а также возможно экспортировать измеренные значения и временные ряды на другие устройства с использованием интерфейсов.

Мультиметры могут значительно различаться по своим характеристикам. Следовательно, различные значения также следует изучать и точно сравнивать при выборе правильной функциональности для конкретных потребностей устройства. Возможные диапазоны для отдельных размеров имеют особое значение. При использовании мультиметра для измерения напряжения постоянного тока типичные значения составляют примерно от 400 мВ до 1000 В, а сопротивления до 40 МОм могут быть измерены в диапазоне 400 Ом. Также можно измерять частоты порядка от 50 Гц до 100 кГц. Кроме того, необходимо учитывать пределы допуска, которые указывают на надежность измерения в этих диапазонах.

Многие устройства предлагают автоматический выбор диапазона: устройство автоматически включает возможные диапазоны. В менее удобных устройствах этот выбор нужно делать вручную с помощью переключателя.