Как пользоваться мультиметром: рассказывает инженер

Если вам нужно измерить напряжение в цепи, получить значение тока в узле или просто прозвонить цепь на разрыв, вам непременно нужен такой прибор, как мультиметр (в простонародье — тестер). Он давно стал одним из самых популярных измерительных приборов, который есть на столе практически у каждого, кто хоть как-то связан с электричеством. А на производстве без него вообще не обойтись.

Как работает устройство и как выбрать себе подходящую модель, разбираемся вместе с инженером-радиотехником, руководителем отдела развития OKOMA Валерием Горбуновым.

Зачем нужен мультиметр

В зависимости от модели количество измеряемых электрических параметров будет различаться. В простом варианте устройство может измерять только базовые параметры: напряжение, ток, сопротивление. Но есть и приборы с более широким набором возможностей. Они могут измерять емкость конденсаторов, частоту, коэффициент передачи по току для биполярных транзисторов, их цоколевку, а также температуру.

Классификация

Мультиметры можно разделить на два вида: аналоговые и цифровые.

Аналоговые мультиметры

Аналоговые, или стрелочные, мультиметры — это измерительная классика. Особенность их в том, что оцифровки входного сигнала нет и он подается на вход обрабатывающих цепей в исходном виде. А измерения показывает стрелка, которая подключена к магнитоэлектрическому измерителю.

У аналоговых мультиметров есть и плюсы, и минусы. Из плюсов — отношения с электропотреблением. В режимах тока и напряжения устройство его вообще не потребляет. К тому же, если вы забыли выключить аналоговый мультиметр, — ничего страшного. Разряжаться, бездействуя, он не будет. Еще одной особенностью стрелочных мультиметров является то, что в силу своей конструкции они устойчивы к помехам. Аналоговые мультиметры достаточно чувствительны, так что любое изменение электромагнитного поля при протекании тока в цепи заставляет стрелку колебаться и давать более точные показатели.

Недостатков у аналоговых мультиметров немало. К примеру, перед началом работы нужно постоянно калибровать положение «нуля», иначе есть вероятность увеличения погрешности. А для того чтобы оценить показания измерений, нужно смотреть на шкалу точно прямо. Если угол зрения сместится, результаты окажутся неточными. У прибора несколько шкал измерений (по малому току, по малому напряжению, по большому току и напряжению, по сопротивлению). В них очень легко запутаться и взять данные не с той шкалы, с которой нужно. Сама конструкция аналогового мультиметра довольно громоздкая. Если сравнивать их с цифровыми по вибростойкости и в целом по крепости, то результат будет не в пользу аналоговых.

Цифровые мультиметры

Главное отличие цифрового мультиметра от аналогового в том, что входной сигнал здесь проходит цифровую обработку. После замыкания щупов он передается на микросхему. Она обрабатывает сигнал и выводит показания на цифровой дисплей.

Такие мультиметры довольно компактные. В некоторых моделях предусмотрена защита от влаги и пыли, чтобы использовать устройство можно было в разных погодных условиях и на производстве. Полезная фишка — прорезиненный корпус. Конечно, наличие дополнительных функций и усилений напрямую влияет на стоимость аппарата. Например, функция измерения коэффициента усиления для биполярных транзисторов — исключительно профессиональная история. Обычному пользователю она ни к чему. Цифровые мультиметры просты, с управлением можно разобраться интуитивно. Если вы выбрали правильный режим измерения, то считать показания с дисплея не составит никакого труда. Если вы перепутали полярность, то на дисплее отобразится знак «-». В некоторых моделях есть автонастройка диапазона измерения. То есть вы выставляете режим измерения по постоянному или переменному току, а прибор сам подберет нужный диапазон.

Конструкция

Конструкция мультиметра представляет собой пластиковый или прорезиненный корпус прямоугольной или овальной формы.

Сзади есть слот для питающего элемента. Как правило, мультиметры питаются от аккумуляторов типа АА либо от 9-вольтовой «Кроны». В некоторых моделях на задней части прибора находятся LED-фонарь и NCV-датчик, который позволяет по току найти, например, проводку в стене.

На передней поверхности мультиметра есть цифровой LCD-дисплей, механизм изменения режима работы мультиметра, а также разъемы для подключения щупов.

Краткое описание измеряемых параметров и их обозначения

Если говорить о режимах измерений, то необходимо учесть тот момент, что в разных моделях количество самих режимов может различаться. Вот список практически всех возможных:

• OFF

  Режим отключения прибора.

• DCV ()

  Режим измерения постоянного напряжения (DCV расшифровывается как «direct current voltage»).

• ACV (V~)

  Режим измерения переменного напряжения (ACV расшифровывается как «alternating current voltage»).

• DCA ()

  Режим измерения постоянного тока.

• Ω

  Режим измерения сопротивления.

• hFE

  Режим измерения коэффициента передачи по току биполярных транзисторов.

• 

  Режим проверки диодов (также используется в режиме прозвонки).

• 10А

  Режим измерения тока от 200 мА до 10 А.

• 

  Режим измерения емкости конденсаторов.

• Hz, %

  Режим измерения частоты.

• LED

  Режим включения фонарика.

• NCV

  Режим включения датчика NCV.

• Т

  Режим измерения температуры.

Назначение разъемов для подключения щупов

В основном все модели содержат по три разъема для подключения щупов:

• COM

  Разъем для подключения «минуса», он же общий разъем (от англ. «common»).

• VΩmA

  Разъем для подключения «плюса», его можно использовать для измерения тока в цепи не более 200 мА (как правило, данный разъем имеет в цепи предохранитель и отметку FUSED).

• 10A

  Разъем для подключения «плюса», с ограничением до 10А (данный разъем не имеет предохранителя и имеет отметку UNFUSED).

Какие еще могут быть кнопки

Некоторые модели могут содержать на корпусе дополнительные кнопки:

• LED

  Кнопка включения/отключения фонарика.

• SEL/REL

  Кнопка перевода в режим разностного измерения (например, когда нужно измерить разницу напряжений в разных точках).

• Кнопка включения/отключения режима подсветки дисплея

Разрядность, разрешение, погрешность

При выполнении измерений важно, чтобы прибор делал их с заданной точностью. Рядом с понятием точности всегда идут погрешность и прецизионность.

Погрешность показывает максимально допустимую ошибку при измерениях. Она выражается в процентном соотношении и показывает отклонение от действительного значения. Уровень возможной погрешности для конкретного прибора стоит подбирать для конкретной ситуации. В одних устройствах погрешность может составлять ±5%, а в других максимально допустимый показатель — ±0,025%. Если вы электрик, то для вас погрешность не принципиальна, а если вы радиотехник, который ремонтирует рации, вам точность устройства очень важна.

Прецизионность же показывает, насколько точно прибор воспроизводит одно и то же измерение. То есть то, насколько одинаковыми будут значения, если сделать одно и то же измерение несколько раз.

Разрядность мультиметра показывает количество разрядов, то есть цифр после запятой после целого значения. Логично: чем больше разрядов, тем точнее измерения.

Разрешение показывает, какое наименьшее изменение значения мультиметр способен определить. Например, если вы хотите измерить напряжение и мультиметр имеет разрешающую способность в 1 мВ, то устройство определит значение с точностью до трех знаков.

Как выставить нужный режим

Для того чтобы выставить нужный режим, необходимо поворачивать переключатель по часовой стрелке или против нее. Если вам нужно выставить режим измерения постоянного напряжения, то вы устанавливаете переключатель в область с надписью DCV, и включается предел измерения. После этого можно начать сами измерения.

Как правильно пользоваться мультиметром: инструкция для чайников

Прежде всего необходимо знать, что коммутация щупов всегда производится при выключенном приборе, то есть положение переключателя должно быть на метке OFF.

При измерении высоких токов или напряжений стоит учитывать вероятность пробоя. Поэтому до первого использования устройства настоятельно рекомендуем ознакомиться с техникой по электробезопасности. Она опубликована в «Правилах устройства электроустановок».

Напряжение

Из школьной физики вы, наверное помните, что напряжение на участке электрической цепи равно разности потенциалов между двумя точками в этой цепи. Поэтому при измерении напряжения необходимо подключить щупы к участку цепи параллельно.

Постоянное напряжение

Для того чтобы измерить постоянное напряжение, нужно подключить щупы в соответствующие разъемы (черный щуп — в разъем COM, красный — в разъем VΩmA) и перевести переключатель в область с надписью DCV (режим измерения по постоянному напряжению).

У постоянного напряжения есть несколько диапазонов: 200 мВ, 2000 мВ, 20 В, 200 В, 1000 В. Выбирать диапазон следует исходя из правила: фактическое напряжение измеряемого участка не должно превышать значение заданного диапазона.

К примеру, если вы будете измерять обычную батарейку с напряжением в 1,5 В и выберете диапазон ниже этого значения, то на экран прибора будет выведено значение 1 или OL («overload»). Это означает, что достигнут предел измерений для заданного диапазона. В этом случае диапазон необходимо повысить.

Если же напряжение на участке неизвестно, то стоит выбрать самый верхний диапазон и постепенно его понижать до получения значения, отличного от 1 или OL.

После этого щупы можно прикладывать к измеряемому участку цепи. На дисплее будет выведено значение искомого напряжения.

Так как постоянное напряжение имеет полярность, то при прикладывании к «минусу» красного щупа, а к «плюсу» — черного на дисплее будет отображаться знак «-». Он говорит о противоположной полярности подключенных щупов. Можно или проигнорировать этот знак, или поменять местами щупы.

Переменное напряжение

При измерении переменного напряжения необходимо скоммутировать щупы и перевести переключатель в область с надписью V~ (он же ACV). Эта область имеет два диапазона: 200 В и 750 В (в некоторых моделях — 1000 В).

После подключения щупов к точкам измерения напряжения на дисплее вы увидите результат измерения.

Переменное напряжение не имеет полярности, поэтому мультиметр никак не отреагирует на неправильное подключение щупов.

Сила тока

Для начала вспомним, что ток измеряется в разрыве цепи, то есть, в отличие от напряжения, подключается последовательно. Когда измеряете ток, важно знать номинал максимально допустимого тока в узле: это нужно, чтобы заранее правильно подключить щупы. Если искомый ток предполагается выше 200 мА, то стоит подключить красный щуп к разъему 10 А. Если ниже 200 мА, то нужно использовать другой разъем. При этом важно оценить толщину проводников самих щупов: если сечение проводников мало, то при длительной нагрузке они будут нагреваться, что может привести к возгоранию провода. Вообще, если предусматривается ток свыше 200 мА, то обязательно проверяйте в инструкции, в течение какого времени можно измерять ток и как долго после измерений прибору нужно остывать.

Постоянный ток

Как говорилось выше, для измерения постоянного тока необходимо скоммутировать щупы. Затем перевести переключатель в режим измерения по постоянному току, а в некоторых моделях — в режим по постоянному/переменному току — в зависимости от настроек мультиметра. Нужно задать предел по измерению тока. После чего подключить щупы в разрыв цепи и включить питание в измеряемой цепи. Если диапазон выбран верно, то на дисплее появится результат измерения.

Измерения постоянного и переменного тока различаются тем, что у первого есть полярность. И если щупы скоммутировать неправильно, то прибор знаком «-» покажет, что полярность нарушена.

Переменный ток

На самом деле, измерение переменного тока аналогично измерению постоянного. Разница только в том, что переключатель переводится в область переменного тока, где и задается конкретный предел измерения.

Измерение транзисторов

Мультиметром можно измерить коэффициент передачи по току биполярных транзисторов и узнать их цоколевку.

Для измерения коэффициента передачи (или усиления) по току необходимо знать структуру самого транзистора (NPN или PNP). Затем нужно выключить мультиметр, взять транзистор и вставить в многопиновый разъем согласно цоколевке, где B — это база транзистора, E — эмиттер транзистора, C — коллектор транзистора.

Теперь переводим переключатель в режим hFE и включаем мультиметр. На дисплее будет отображаться значение коэффициента усиления. Если на дисплее выводится 0, то либо у пинов транзистора плохой контакт с разъемом, либо сам транзистор нерабочий.

Емкость конденсатора

Перед измерением обязательно нужно разрядить конденсатор — разрядка зависит от вида и емкости устройства. А еще необходимо подобрать правильную резистивную нагрузку. В противном случае сам мультиметр может выйти из строя.

Когда это условие выполнено, нужно перевести переключатель в режим с обозначением . Если у области измерения емкости конденсатора несколько пределов, то нужно выбрать подходящий по номиналу. После этого нужно подключить щупы к ножкам. Конденсаторы бывают полярными и неполярными, поэтому при измерении полярных нужно соблюдать правила подключения («+» к «+», «-» к «-»). Результат измерения появится на дисплее.

Прозвонка

Прозвонка — это проверка цепи на разрыв. Если вам нужно проверить на обрыв кабель либо другой элемент, то нужно выбрать режим и приложить щупы к выводам цепи. Для прозвонки используется разъем, обозначенный .

Некоторые модели мультиметров не только показывают информацию на дисплее, но и сопровождают ее звуковым сигналом. Из-за этого режим и получил название «прозвонка». Если цепь не имеет разрыва, то на дисплее высветится значение, равное падению напряжения на элементе, или значение, стремящееся к нулю на участке цепи. Если же цепь или элемент имеют разрыв, то на дисплей будет выведена цифра 1.

Измерение температуры

Для измерения температуры используется специальный щуп, который подключается к разъемам COM и VΩmA. Щуп подносится к месту измерения температуры. На дисплее загорится значение в градусах Цельсия.

Популярные модели: краткий обзор мультиметров

Мультиметр Ресанта DT830B

Модель Ресанта DT830B — один из самых бюджетных и простых мультиметров. У него пластиковый корпус, есть механический переключатель режимов работы, а также 3 разъема для подключения щупов (COM, VΩmA, 10А). Еще есть разъем для проверки транзисторов.

Цена: 510 р.*

Смотреть товар

Цена: 510 р.*

Смотреть товар

Таким прибором можно провести следующие измерения:

• Постоянное напряжение (200 мВ, 2000 мВ, 20 В, 200 В, 1000 В).
• Переменное напряжение (200 В, 750 В).
• Постоянный ток (200 мкА, 2000 мкА, 20 мА, 200 мА, 10 А).
• Сопротивление (200 Ом, 2000 Ом, 20 кОм, 200 кОм, 2000 кОм).
• Коэффициент усиления транзисторов (0–1000 hFE).

Прибор имеет ЖК-дисплей, а также индикатор перегрузки измерений.

На нем можно работать в нескольких режимах:

• Измерение постоянного напряжения (в диапазоне от 200 мВ до 1000 В).
• Измерение переменного напряжения (в двух диапазонах до 750 В и до 200 В).
• Измерение постоянного тока (в диапазоне от 2000 мкА до 10 А).
• Измерение сопротивления (в диапазоне от 200 Ом до 2000 кОм).
• Режим прозвонки и режим проверки диодов.
• Режим измерения температуры.

DT838 — это общий набор опций, которые есть у большинства базовых мультиметров среднего класса. Его можно использовать как в небольших лабораториях, так и в бытовых ситуациях. Работает от одной батарейки типа «крона». Прост в пользовании. Имеет 3 отображаемых разряда на дисплее, то есть 3 знака после запятой, и делает точные измерения.

Мультиметр TUNDRA DT9208A

Цифровой мультиметр TUNDRA DT-9208A представляет собой более продвинутое устройство по сравнению с двумя предыдущими. Продается в комплекте с крепким износостойким прорезиненным чехлом желтого цвета.

Цена: 1 190 р.*

Смотреть товар

Цена: 1 190 р.*

Смотреть товар

TUNDRA DT9208A работает в следующих режимах:

• Измерение постоянного напряжения (в диапазоне от 200 мВ до 1000 В).
• Измерение переменного напряжения (в двух диапазонах до 750 В, до 200 В, до 20 В, до 2 В).
• Измерение постоянного тока (в диапазоне от 2000 мкА до 20А).
• Измерение переменного тока (в диапазоне от 2000 мкА до 20 А).
• Измерение сопротивления (в диапазоне от 200 Ом до 200 МОм).
• Режим прозвонки и режим проверки диодов.
• Режим измерения температуры.
• Режим измерения емкости конденсаторов (в диапазоне от 2 пФ до 20 мкФ).
• Режим измерения частоты.

У этого мультиметра 4 разъема для подключения щупов (COM, VΩ, 20А, mAT). Прибор поставляется в аккуратной упаковке с инструкцией и с комплектом измерительных щупов разного цвета.

У девайса выведена отдельная кнопка для включения и отключения. Прибор можно использовать в четырех положениях под разным углом.

В комплекте с моделью TUNDRA DT9208A также идет подставка — удобно использовать мультиметр в вертикальном положении. Устройство работает от двух батареек типа AA.

Заключение

При выборе мультиметра нужно ответить себе честно на простой вопрос: «Зачем он мне нужен?»

Если для бытового применения, например для прозвонки кабеля или измерения напряжения в сети, то я рекомендую приобрести простую, но все-таки цифровую модель с ограниченным функционалом. Например, модель Ресанта DT830B. Он бюджетный, его не жалко сломать, и нет потребности в точных измерениях.

Если хотите универсального бойца, который и ток с температурой измерит, и диоды проверит, присмотритесь к устройству TEK DT838.

Для полупрофессионального использования подойдет мультиметр TUNDRA DT9208A. Он и все необходимые измерения сделает, и прослужит подольше.