Разбираемся с электроизмерительными приборами. Как пользоваться вольтметром и амперметром?

Если вы не уверены в тенденции, с которой работает измерение, рекомендуется выбрать максимальный диапазон и постепенно его снижать до тех пор, пока не получите значение, отличное от 1 или OL (over limit — за пределами допустимого значения).

Разновидности электроизмерительных приборов

Электроизмерительные приборы можно классифицировать по нескольким критериям:

Устройства для измерения переменного тока;
Устройства для измерения постоянного тока;
Комбинированные устройства, которые могут выполнять обе функции.

Также существуют классификации по степени точности измерений:

Каждый тип цифровых приборов отображает процент допустимой погрешности, что важно для определения их надёжности в различных измерительных задачах.

Выделяют следующие разновидности функциональных механизмов:

Электромагнитные приборы;
Индукционные устройства;
Магнитоэлектрические;
Ферромагнитные устройства.

При проведении экспериментов и измерений важно правильно выбрать подходящее устройство для получения надёжных данных.

Амперметры — они предназначены для измерения силы электрического тока. Основной единицей измерения является Ампер (А).
Вольтметры — эти приборы измеряют напряжение в электрических цепях, и их единица измерения — Вольт (В).
Омметры — вспомогательные устройства, которые определяют сопротивление в электрических цепях. Сопротивление измеряется в Омах (Ом).
Ваттметры — приборы, используемые для измерения мощности электросети. Измерительная единица — Ватт (Вт).
Частотомеры — устройства, измеряющие частоту переменного электрического импульса, и их единица измерения — Герцы (Гц).

Устройство, принцип действия

Рассмотрим поближе работу базовых электроизмерительных приборов:

Амперметры;
Вольтметры;
Омметры.

Амперметры

Амперметры измеряют силу электрического тока. Важно помнить, что измеряемое значение напрямую зависит от силы тока в электрической цепи. Поэтому сопротивление амперметра должно быть ниже, чем сопротивление нагрузки. Это необходимо для обеспечения стабильной мощности нагрузки во время измерения. Приборы данного типа могут различаться по своим конструктивным особенностям:

Амперметры для переменного тока;
Амперметры для постоянного тока;
Магнитоэлектрические амперметры;
Электромагнитные амперметры.

Как функционирует амперметр? Этот прибор идеален для измерения электрической нагрузки и состоит из проводящей цепи, соединённой с осью, размещённой между полюсами постоянного магнита.

Когда нет сигнала, стрелка находится на нулевой отметке благодаря механическому давлению пружины. Если прибор включен и поступает ток, подвижный элемент реагирует на него, отклоняясь на угол, который соответствует величине тока. На дисплее отобразится значение, измеренное прибором.

Существуют амперметры с аналоговыми и цифровыми шкалами. Также есть модели, которые отличаются по диапазонам измерения и значениям шкалы.

Аналоговый вольтметр переменного тока и цифровые вольтметры

Вольтметр часто подключается параллельно к цепи, чтобы осуществить измерения. Сопротивление вольтметра пропорционально сигналу, который на него подается. Чтобы избежать искажений на показаниях из-за изменения электрических импульсов, рекомендуется делать сопротивление как можно большим.

Кроме того, существуют цифровые вольтметры с экраном, показывающим значение. Принцип работы таких приборов аналогичен амперметрам, но есть отличия в делениях шкалы, предельных значениях и конструктивных особенностях.

Омметр

Омметр может измерять как сопротивление, так и значения, которые определяются амперметром и вольтметром. Его диапазон измерений может варьироваться:

Такой прибор подключается последовательно к цепи и измеряет значение сопротивления косвенно, принимая во внимание величину входящего электрического тока и постоянное напряжение в цепи.

На шкале каждого из указанных электрических приборов указаны символы, которые обозначают характеристики прибора, класс его точности, вид рабочего тока, номинальное напряжение и так далее.

Современный пример измерителя сопротивления — омметр Vitok с комбинированным источником питания.

Как подключать

Электроизмерительные приборы следует подключать следующим образом:

Амперметр необходимо подключить последовательно с резистором как можно ближе к той точке, где планируется измерить ток.

Как правильно использовать амперметр? Данная схема проста для понимания и использования.

На рисунке 5 изображены:

R – резистор;
А – измерительный элемент для тока;
I – направление движения электрического заряда.

Как правильно использовать вольтметр? Измерительный прибор подключается к цепи параллельно, и напряжение измеряется на параллельных клеммах.

На рисунке 6 присутствуют:

R – элемент сопротивления;
V – измерительный прибор напряжения.

Как правильно использовать амперметр? В этом случае (вольтметр-амперметр) это комбинированный прибор: когда он измеряет сигнал тока, он подключается как амперметр, а при измерении напряжения — как вольтметр.

Модели цифровых вольтметров и амперметров гораздо удобнее в эксплуатации. При использовании электрооборудования необходимо строго соблюдать правила пожарной безопасности и учитывать все конструктивные особенности, чтобы обеспечивать корректную работу приборов.

Внешнее устройство цифрового мультиметра

Стандартный ручной цифровой мультиметр имеет компактный карманный корпус, в который встроены дисплей, переключатель функций измерения, три разъема для подключения щупов и специальный разъем для тестирования транзисторов.

В комплект обычно входят два зонда, один из которых имеет красный провод, а другой — черный. Черный разъем служит отрицательной клеммой и подключается к порту COM (общий), красный — положительной клемме, которая может быть подведена как к универсальному порту VΩmA, используемому для измерения напряжения, сопротивления и небольших токов, так и к порту 10A, который предназначен для измерения токов в пределах от 200 мА до 10 А.

Круговой переключатель меняет режимы, обозначая отдельные методы измерения. В мультиметрах, как правило, присутствуют следующие функции:

DCV — для считывания величины постоянного напряжения;
ACV — аналогичная функция, но для измерения переменного напряжения;
DCA — для оценки силы тока в сети постоянного напряжения в диапазоне до 200 мА;
10A — аналогично предыдущему, но для силы тока от 200 мА до 10 А;
hFE — режим проверки транзисторов;
Специальный символ для диагностики полупроводников (диодов);
Значок сопротивления Ω — режим для измерения сопротивления и прозвонки электрических цепей.

Во многих секторах есть несколько поддиапазонов, используемых для точной калибровки значений. Верхнее расположение 3,5-значного цифрового ЖК-дисплея позволяет отображать результаты измерений в виде целых чисел или десятичных дробей.

Как просверлить отверстие в стекле в домашних условиях: разбираем все варианты. Чем можно просверлить стекло.

Когда мультиметр не используется, переключатель желательно ставить в верхнее положение OFF. Данная рекомендация не только представлена инструкциями производителя, но и помогает экономить заряд батареи.

Перед началом измерений убедитесь, что щупы правильно подключены к гнездам. Неправильное подключение может привести к перегоранию предохранителя и выходу устройства из строя.

Для измерения токов свыше 200 мА необходимо использовать специальную розетку для диапазона от 200 мА до 10 А. В остальных случаях, кроме диагностики транзисторов, положительный щуп следует подключать к универсальному гнезду.

Обращайте особое внимание на подключение и полярность при измерении тока и напряжения. Для измерения напряжения мультиметр следует подключать в цепь параллельно, в то время как для измерения тока — последовательно, придерживаясь положительной и отрицательной стороны. Для измерения сопротивления полярность не имеет значения.

Измеряем сопротивление цепи

Измерения сопротивления необходимы для проверки работоспособности электрических устройств. Например, если поверхность утюга перестает нагреваться, первое, что следует сделать, — измерить сопротивление нагревательного элемента.

Важно отметить: измеряйте сопротивление только при отключённых цепях! Это означает, что прибор должен быть отключен от электросети, а проводка на панели управления должна быть обесточена.

Перед началом работы необходимо проверить исправность мультиметра. Для этого включите прибор (как было описано ранее) и затем кратковременно замкните щупы. Показания должны быть как можно ближе к нулю. Если это не так, возможно, требуется калибровка устройства, и возможно, его ремонт.

Как проводить измерения:

Подключите щупы с проводами: красный — в гнездо VΩmA, черный — в гнездо Com.
Установите переключатель в режим измерения сопротивления, выбрав минимальный предел значений (например, для популярного мультиметра М-830В это 200 Ом).
Прикоснитесь щупами к контактам устройства-потребителя.
Оцените значение сопротивления, отображаемое на дисплее.
Если дисплей показывает единицу или буквенную комбинацию, это означает, что величина сопротивления превышает установленный предел. В таком случае необходимо переключить на следующий диапазон и повторить процедуру.

Наиболее распространённое применение мультиметров в быту — проверка проводки в доме или квартире. Самый простой способ определить, есть ли обрыв в проводке, — проверить эту часть цепи с помощью омметра.

Если цепь замкнута и функционирует, сопротивление должно быть близко к нулю. Если есть разрыв, т.е. цепь разомкнута, то показания на экране будут значительно высокими, обычно они отображаются в левой части экрана как единица.

Современные модели мультиметров могут иметь специальную функцию тестирования. Принцип работы заключается в том, что мультиметр издает звуковой сигнал при подключении к нормально проводящей цепи, но не издает сигнал, если цепь разомкнута. Эта функция значительно упрощает тестирование, даже для тех пользователей, которые не имеют опыта.

Проверка работоспособности диодов в разных режимах

Диоды можно тестировать либо в режиме омметра, либо в отдельном режиме, обозначенном специальным символом. Для проверки полупроводников с помощью омметра вам потребуется:

Подготовить и включить мультиметр, как вы уже узнали.
Установить предел измерений на уровне до 2000 Ом, чтобы анализировать результаты.
Подключите щупы к ножкам диода: красный — на анод, черный — на катод.
Посмотрите результаты на дисплее: значения должны составлять около нескольких сотен Ом.
Теперь измените полярность подключения: красный щуп переместите на катод, а черный — на анод.
Оцените показания снова: на дисплее должна быть единица, что означает максимально высокое уровень сопротивления.

В дополнение к этому, вы также можете проверить пригодность диодов в специальном режиме, обозначенном символом диода. Данные, отображаемые на дисплее, покажут не сопротивление полупроводника, а постоянное напряжение в пределах, указанных производителем.

Как проходит процедура:

Переключатель следует установить в сектор с изображением диода.
Красный щуп подключается в гнездо VΩmA, а черный — в гнездо Com.
Красный щуп соедините с анодом, а черный — с катодом диода.
Оцените числа на экране: они будут варьироваться от 0,3 до 1 Вольта, что соответствует нормальному функционированию полупроводника.
Измените местами щупы: красный на катод, черный на анод.
На дисплее должен отображаться ноль, что также говорит о нормальной работе диода.

Если показания не укладываются в установленные пределы для конкретной марки полупроводника, то это указывает на то, что диод повреждён и, следовательно, считается непригодным для последующего использования.

Проверка силы тока

Теперь мы рассмотрим, как можно определить силу тока с помощью тестера:

Подключите красный разъём в гнездо с маркировкой «mA» («VΩmA»), а черный разъем – в «COM» (это для проверки силы тока ограниченного до 10 Ампер). Если необходимо исследовать ток, который колеблется от 200 миллиампер до 10 ампер, следует установить красный щуп в разъем «10А».

Переключите выключатель на значение «А~», чтобы проверить переменный ток, или на «А-» для постоянного электрического тока.
Поставьте диапазон измерений так, чтобы он был больше предполагаемой силы тока, но не слишком высок.
Подключите нагрузку (например, лампочку накаливания с патроном) в схему от розетки к мультиметру.

Важно! Не касайтесь руками необслуживаемых элементов схемы и краев датчиков во избежание поражения электрическим током.

Прикрепите один конец провода к цоколю лампы, а другим концом подключите щуп.
Возьмите другой провод и соедините его по схеме «цоколь лампы – электрическая розетка».
Красный щуп (свободный конец) необходимо установить на «+» измеряемого объекта, а черный — соприкасаться с следующим элементом цепи (например, проволока, идущая от «нагрузки», т.е. от лампочки).

Помните! Для правильного и безопасного измерения силы тока мультиметр должен быть подключен последовательно, поскольку в режиме амперметра сопротивление цепи мультиметра минимально, и при параллельном подключении это приведет к короткому замыканию.

Для определения потребляемого переменного тока (например, для бытового прибора) вы также можете использовать мультиметр. Установив переключатель на символ постоянного тока («A-«), разместите датчик следующим образом: для большого тока — в крайнем левом положении (с маркировкой «10A»); для небольших токов — в среднем положении (с маркировкой «VΩmA»).

Как правильно насадить молоток на рукоятку. Как правильно насадить молоток?

После установки диапазона измерения, который примерно соответствует току, но немного выше, вы можете перейти к следующему шагу, помня, что прибор можно подключать только к разомкнутой цепи (как в предыдущем примере).

Мультиметр и сопротивление

Для определения сопротивления различных электрических компонентов также используется стандартный мультиметр. Процесс измерения можно разбить на несколько этапов:

Вставьте щупы (черный – в гнездо «COM», красный – в гнездо, маркированное «V/Ω» или «VΩmA»).
Переключите режим в положение «Ω» для измерения сопротивления.
На третьем этапе желательно проверить работоспособность устройства, соединив два оставшихся свободных конца щупов. При исправности мультиметр должен показать нулевое значение.
Подключите щупы к катушке (объекту измерений).

Теперь проверьте показания на экране.

Если на дисплее отображаются несколько нулей, вероятно, катушка имеет сопротивление. В этом случае рекомендуем немного снизить значение пределы измерения, чтобы увидеть точное цифровое значение. То же самое следует сделать, если перед числовым значением на мультиметре появляется цифра, но с нулями в начале. Если такое происходит, стоит уменьшить номинал, указанный вместо него. Также стоит помнить, что если необходимо измерить сопротивление изоляции проводки, для этого лучше использовать отдельный мегомметр.

Прозвонка мультиметром

Одной из функций мультиметра является так называемый тест на непрерывность. Он используется для поиска обрыва нейтрального проводника в цепи.

Алгоритм действий для «Как пользоваться мультиметром для начинающих»:

Установите переключатель в положение, обозначенное звуковым сигналом;
Проверьте, отключено ли питание в проверяемой электрической цепи (например, для прозвонки проводки в доме необходимо отключить автоматический выключатель на счетчике электроэнергии, чтобы обесточить всю цепь);
Каждый раз присоединяйте свободные концы щупов к двум точкам на участке цепи.

Звуковой сигнал будет указывать на то, что цепь исправна и работает.

Как выставить нужный режим

Если переключатель не установлен должным образом, устройство не сможет функционировать корректно и может потребовать ремонта. Перед измерением определите силу тока, протекающего по проводам: постоянный ток для батарей, аккумуляторов или источников питания, переменный ток в бытовых электросетях. Если тип тока не известен, можно воспользоваться индикаторной отверткой:

если индикатор не загорается на каком-либо контакте, значит, ток постоянный;
при переменном токе свечение в отвертке будет проявляться на фазовом проводе, в то время как на нуле будет отсутствовать.

Следующим шагом станет определение раздела, где находится искомая функция. Стандартные обозначения приборов:

ACV или V ~ — переменное напряжение;
DCV — напряжение постоянного тока;
DCA — сила постоянного тока;
Ω — сопротивление;
hFE — усиление транзистора;
символ диода — режим тестирования диодов.

Далее нужно установить диапазон измерений. Если сила тока незнакома, первоначально устанавливайте на максимальное значение, чтобы избежать повреждений. Например, для типичного напряжения переменного тока в 220 В предел устанавливается на 600 или 750 В.

Как правильно пользоваться мультиметром: инструкция для новичков

Теперь давайте подробно рассмотрим, как измерить различные электрические свойства.

Потенциал

Алгоритм определения напряжения следующий:

Установите режим на ACV или DCV в предполагаемом интервале;
Черный провод подключите к коннектору COM, красный — к разъему VΩmA;
Наконечники щупов соедините с элементами цепи, например, введите в отверстия розетки или на полюса батареи;
Проведите измерение.

Отображаемое значение — это величина напряжения в вольтах. Знак минус показывает, что полярность была изменена на противоположную. Если мультиметр поддерживает функцию удержания результатов, значение может быть заблокировано с помощью кнопки HOLD. Это особенно удобно для длинных измерительных цепей.

Сила тока

Эта функция измеряется только при последовательном подключении тестера к цепи с включённым питанием. Большинство приборов способны фиксировать значение тока до 10 А, поскольку более высокие значения в быту используются крайне редко. Для измерения потребуется прерывание цепи. Дальнейшие шаги следующие:

Черный щуп — в гнездо COM;
Красный — в разъем для 200 мА или 10A;
Наконечниками аккуратно прикоснитесь к контактам.
Считывайте значение с дисплея.

При работе с открытыми проводами необходимо внимательно соблюдать меры безопасности, чтобы избежать электрического удара.

Сопротивление

Сопротивление можно измерять без источника напряжения, просто замкнув тестируемый элемент между двумя зондами. Если провода нет, отображается единица. Последовательность шагов для этого процесса:

Установите режим на Ω, выбрав максимальный диапазон;
Вставьте щупы в соответствующие разъемы;
Проверьте состояние — замкните щупы друг на друга. Показание должно быть 0 или небольшое число, которое следует учитывать при измерении сопротивления цепи;
Концы проводников соедините с контактами исследуемого объекта;
На экране отобразится значение сопротивления элемента или участка цепи.

Рекомендуется проводить 2-3 измерения для более точных значений.

Измерение транзисторов

Для проверки исправности соединений pn и определения коэффициента усиления выполните следующие шаги:

Установите режим
Вставьте ножки транзистора в разъем, соблюдая нужное подключение для PNP или NPN;
На дисплее отобразится значение усиления сигнала.

Также диоды и биполярные транзисторы можно измерять в диодном режиме. Красный щуп подключается к базе (плюс), а черный — к эмиттеру или коллектору (минус). Если подключение выполнено правильно, на дисплее будет отображаться коэффициент трансформации.

Емкость конденсатора

Перед тем как проводить измерение емкости, конденсатор должен быть полностью разряжен. Для этого можно использовать изолированную отвертку, соединив клеммы вместе, однако безопаснее использовать лампу на 15 вольт с припаянным контактом. Даже мощный конденсатор напряжением до 400 В быстро разрядится без риска повреждений для людей или самого электрического элемента. Измерение емкости осуществляется в соответствии с заранее подготовленной схемой:

Как правильно нарезать резьбу метчиком вручную. Как нарезать резьбу метчиком?

Популярные модели: краткий обзор мультиметров

Большинство контроллеров и измерительных приборов производится в Китае. Они достаточно точно определяют электрические свойства и могут быть надёжными и долговечными при условии правильного использования. Знание, как пользоваться мультиметром для начинающих, важно, чтобы избежать проблем.

Мультиметр DT830B

DT830B предназначен для измерения токов до 10 А. В корпусе располагается три стандартных слота и один для тестирования транзисторов и диодов. Энергия устройства поступает от батареи типа «крона». Батарея не имеет отдельного гнезда в корпусе и устанавливается при полностью снятой задней панели.

Прибор поставляется с двумя измерительными дисплеями. Один из них черного цвета подключен к гнезду COM, а другой красного — ко второму или третьему гнезду в зависимости от величины измеряемого тока. Щупы выполнены из недорогого материала. При желании можно приобрести более качественные, но и эти вполне приемлемы для использования.

При этом сначала подключайте черный провод, затем красный. Будьте осторожны, чтобы не касаться металлического конца датчика. Если знаки «плюс» и «минус» поменялись местами, прибор укажет это знаком «-» перед числом на дисплее.

Максимальное значение напряжения для данного мультиметра составляет 500 В. Приближаясь к этому значению, на дисплее будет появляться символ «HV» — высокое напряжение, указывающий на потенциально опасное напряжение. Если необходима максимальная точность измерений, важно учитывать сопротивление самих щупов. Оно определяется путем замыкания концов щупов. DT830B является недорогой моделью, и к ней может не прилагаться инструкция на русском языке.

Следует учитывать особенности этого тестера:

погрешность около 1%;
ручная установка режимов;
исполнение без ударопрочной защиты — пластиковый корпус легко повреждается при ударах;
щупы среднего качества;
отсутствует подсветка дисплея.

Мультиметр DT832

Эта модель очень схожа на предыдущую, однако функциональность расширена благодаря встроенному генератору и возможности измерения температуры. В комплект входят также термопара. Для удобства пользователя индикатор работы показывает низкий уровень заряда батареи, и на дисплее появляется символ BAT. Система защиты включает предохранители, которые перегорают в случае ошибок при эксплуатации и должны быть заменены идентичными новыми предохранителями.

При использовании генератора сетевой переключатель должен быть установлен в положение _||||¯. Подключите датчик к нулю и VΩmA и получите ток, который будет протекать с частотой 50 Гц и напряжением около 5 В.

Мультиметр DT838

Внешний вид и функциональность модели DT838 очень похожи на предшествующие. Среди функций: измерение постоянного и переменного тока, проверка транзисторов, контроль непрерывности и диодов, а также измерение температуры и ёмкости конденсаторов. Однако модель не включает осциллятор, как DT832. Щупы данного тестера обладают высокой мощностью и имеют высокий импеданс. В комплект поставки включена также термопара с датчиком. Общее оформление прибора более чёткое, с яркой шкалой и хорошо читаемыми показаниями. Выключатель двухцветный и оснащён ярок индикационной стрелкой, что значительно снижает возможность ошибок при смене режима работы. В случае перегрузки на дисплее отображается «1». Также система имеет встроенный предохранитель для защиты от ошибок функционирования.

Измерение транзисторов

С помощью мультиметра можно измерять коэффициент передачи тока биполярных транзисторов и проверить, верно ли расположены их соединения.

Чтобы измерить коэффициент передачи тока (или коэффициент усиления), важно знать структуру транзистора (NPN или PNP). Затем выключите мультиметр, возьмите транзистор и установите его на многоконтактный разъем в соответствии с назначением контактов: где B — база транзистора, E — эмиттер, а C — коллектор.

Теперь переключите тестер в режим hFE и включите прибор. На дисплее будет отображаться значение усиления. Если на дисплее появляется 0, это может означать, что либо вероятен плохой контакт с разъёмами, либо сам транзистор неисправен.

Прозвонка

Испытание провода направлено на проверку непрерывности цепи. Для проверки провода или другого компонента на разрыв цепи выберите соответствующий режим и коснитесь контактов на клеммах. Обрезка проводов производится с использованием клеммы, маркированной «wire cut».

Некоторые модели мультиметров не просто отображают информацию на экране, но и сопровождают её звуковым сигналом. Эта функция также называется «детектор». Если цепь целая, на дисплее будет наблюдаться значение, соответствующее падению напряжения на элементе или значение, которое стремится к нулю на участке цепи. Если же цепь или ячейка разомкнута, то на экране будет отображена цифра 1.

Измерение температуры

Для измерения температуры применяется специальный датчик, который подключается к гнездам COM и VΩmA. Важно, чтобы конструкция датчика была смещена в точку, где будет проходить измерение температуры. Значение отображается на дисплее в градусах Цельсия.

Мультиметр Ресанта DT830B

Ресанта DT830B — это один из самых доступных и простых мультиметров. Он изготовлен из пластика, имеет механический переключатель режимов работы и 3 разъёма для подключения щупов (COM, VΩmA, 10A). Есть также разъём для тестирования транзисторов.