Федеральная служба исполнения наказаний

Федеральное казенное профессиональное образовательное

учреждение № 5 Федеральной службы исполнения наказаний

(ФКП ОУ№ 5)

Профессия

:

19806 «Электромонтажник по освещению и

осветительным сетям»

19812

«Электромонтажник по силовым сетям и

электрооборудованию»

Измерение параметров электрических сигналов и

компонентов цепей электрических устройств с помощью

мультиметра

Разработал

мастер

п/о

Шерягин

Н.Г.

Учебно-методическое

пособие.Часть1

2019г

1

Теоретические сведения:

Мультиметр по своей сути представляет собой контрольно-

измерительный прибор, который сочетает в себе функции

вольтметра, амперметра, омметра. Во многих мультиметрах

также присутствует возможность измерения коэффициента

усиления транзисторов и предусмотрен специальный режим

для тестирования диодов, прозвонка цепи на короткое

замыкание, замера температуры (с помощью щупа термо-

пары), индуктивности катушек, емкости конденсаторов и т.д.

Существуют общие понятия, относительно того, как

пользоваться мультиметром в процессе осуществления

измерений, которые бывают:

Прямыми. Осуществляются непосредственным

подключением щупов к измеряемой цепи, или к отдельному

компоненту, с моментальным отображением данных на

дисплее или шкале прибора в единицах измеряемой

физической величины. Например, измеряя ток, видеть

значение силы тока в амперах, мерить напряжение, сразу

отображаемое в вольтах, или проверять резисторы, получая

сопротивление в Омах.

Косвенными. Осуществляются путём нескольких

последовательных измерений различных величин, с

последующим вычислением искомой взаимосвязанной

величины. Для примера: требуется измерить мощность

потребляемой нагрузки постоянного тока. Для этого нужно

измерить напряжение, потом силу тока, и умножить данные

значения. Подобным образом можно узнать индуктивность

катушки, имея генератор переменного тока – при увеличении

частоты будет увеличиваться реактивное сопротивление

индуктивности, соответственно, будет падать сила тока.

2

Приемы пользования мультиметром марки М830В

Перед тем, как начать пользоваться мультиметром, надо

правильно подсоединить к нему измерительные "щупы".

В правом нижнем углу – вертикальный ряд круглых гнезд. Они

предназначены для установки разъёмов измерительных

проводов. В зависимости от того, что вы хотите измерить,

красный щуп устанавливается либо в гнездо «10ADC» (в этом

случае предел измерения 10А). Второе гнездо для красного

щупа «VΩmA» означает, что можно измерить:



V — volt (напряжение в вольтах)



Ω — Оm (сопротивление в омах, килоомах, мегоомах)



mA — milliamper (ток в миллиамперах).

Черный провод подсоединяем к соответствующему гнезду

мультитестера с подписью «COM» – минус аккумуляторной

батареи. На щупах проводов предусмотрены кольцевые

бортики – гарды, для предотвращения соскальзывания

пальцев к оголенному наконечнику. Надо постараться взять

себе за правило никогда не нарушать эту «границу» — во

избежание получения электрических травм. Расположенный

3

сверху жидкокристаллический дисплей имеет четыре

разряда. На нем будут высвечиваться снимаемые показания, а

также информация о выбранном режиме и другие данные,

касающиеся работы прибора. В его верхней части -

семисегментное цифровое табло, которое может отображать

до четырех цифр (9999 - максимальное значение). При

разряде питающей батареи на нем появляется

соответствующая надпись: «bat». Питается цифровой

мультиметр 9-ти вольтовой батарейкой типа «Крона».

По центру расположен вращающийся по кругу

переключатель. Его назначение – включение мультитестера,

выбор необходимого режима и диапазона измерений.

Чтобы научиться пользоваться мультиметром и эффективно с

ним работать, нам надо знать применяемые буквенные

индексы, являющиеся заглавными буквами английских

названий измеряемых физических параметров:

T – (temperature), измеряет температуру;

F – (frequency) частотомер (для измерений частоты);

C – (condenser capacity) емкость конденсатора;

L – обозначение индуктивности, принятое в честь физика

Эмилия Ленца (Lenz);

R – (resistance), сопротивление.

FU (fuser)– предохранитель

4

Переключатель функций и пределов измерений мультиметра

М830B

Для удобства пользователя режимы разбиты по группам, а

в группах – по пределам измерений. Мультиметр сразу

показывает численное значение измеряемой величины с

учетом предела измерения (мега, кило, мили, микро, нано,

пико и т.д.) Эти группы обведены криволинейными фигурами-

границами, которые могут выделяться цветом.

1 – работать с мультиметром надо с помощью кругового

переключателя с указывающей стрелкой. По умолчанию она

выставлена в положение «OFF» (прибор выключен). Стрелку

можно вращать в любом направлении.

2 – группа положений переключателя для измерений

постоянного напряжения. Может встречаться такое

графическое обозначение, как показано на иллюстрации, или

же надпись DCV (DC Voltage — от английского

термина Direct Current Voltage – постоянное напряжение).

Предусмотрено пять пределов измерения постоянного

напряжения:

200m — от 0 до 200 милливольт; 2000m — от 0 до 2 вольт;

20— от 0 до 20 вольт; 200— от 0 до 200 вольт;

1000— от 0 до 1000 вольт.

5

3 – группа положений для измерения переменного напряжения.

Обозначается или символом, как на иллюстрации, или

аббревиатурой ACV (AC Voltage – от английского Alternating

Current Voltage – переменное напряжение). Здесь всего два

диапазона – до 200 В и до 750 В.

4 – группа положений для измерений значений силы тока.

Обратите внимание – в данной модели допускается замер

исключительно постоянного тока DCA (от английского Direct

Current Amperage). Предусмотрено пять диапазонов

измерений постоянного тока:

от 0 до 200 μА ( микроампер), от 0 до 2000 μА ( микроампер ),

от 0 до 20 мА (миллиампер),

от 0 до 200 мА (миллиампер), от 0 до 10А (ампер). При

переключении на этот максимальный режим в обязательном

порядке переставляется провод в соответствующее гнездо.

5 – группа положений для измерений электрического

сопротивления. Пять диапазонов: 200 — от 0 до 200 Ом;

2000 — от 0 до 2000 Ом( кОм); 20К— от 0 до 20 кОм;

200К— от 0 до 200 кОм; 2000К— от 0 до 2000 кОм (2МОм)

6 – прозвонка участка цепи (проводника), режим для проверки

работоспособности диодов. Показывает падение напряжения

на p-n переходе диода.

7 – специфическая функция, позволяющая проверить

работоспособность транзисторов и измерить их коэффициент

усиления по току. В этом режиме измерительные провода не

используются – транзистор вставляется непосредственно в

специфическое гнездо, о котором говорилось выше. Он также

имеет свои обозначения – левая сторона предназначена для

n-p-n-элементов, правая – для p-n-p элементов. Буквами около

отверстий, в которые вставляются выводы транзистора,

обозначены: е – эмиттер, с – коллектор, b – база. В этом гнезде

при выборе диапазона «hFE» можно измерить одноименный

параметр транзисторов или проверить светодиод.

6

Упражнение 1. Измерения сопротивления

Подключение проводов и положение переключателя при

измерении электрического сопротивления мультиметром

DT830В

Одна из самых несложных операций, предмет исследования

находится не под напряжением. Черный провод подсоединяем

к соответствующему гнезду с подписью «COM». Второе

гнездо «VΩmA» для красного щупа.

Полярность при проведении замеров сопротивления роли не

играет.

Если заведомо известно примерное значение сопротивления

(например, проверяется на работоспособность резистор

определённого номинала), то на мультиметре с переключате-

лем по типу DT830В следует сразу установить необходимый

диапазон. Если сопротивление неизвестно – начинать лучше с

верхнего предела, постепенно опускаясь вниз до достижения

максимальной точности показаний.

После установки режима измерений на дисплее появляются

определённые символы, говорящие о том, что цепь

разомкнута. У приборов типа DT это обычно единица в

крайнем левом разряде или буквы «OL». Следующим шагом

7

необходимо замкнуть щупы между собой – тем самым

проверяется прибор на работоспособность. При замыкании в

идеале на дисплее должен высвечиваться ноль –

сопротивления нет. Но могут и появляться небольшие по

номиналу значения, порядка 0,07-0,1 Ом, показывающее

сопротивление самих проводов и щупов. Щупами касаются

концов или выводов тестируемого участка, прибора, элемента

– и снимают показания по дисплею. Измеряя килоомы и

мегаомы, необходимо избегать касания пальцами выводов

деталей – человеческое тело обладает сопротивлением,

которое будет влиять на точность измерений. Измерением

сопротивления можно проверять и работоспособность

некоторых простейших электрических приборов. Если

проверяется шнур питания, то следует сразу протестировать

его и на предмет короткого замыкания. Проводимости между

двумя контактами вилки быть не должно.

Упражнение 2. Измерения напряжения

Черный провод подсоединяем к гнезду с подписью

«COM». Второе гнездо «VΩmA» для красного щупа.

Устанавливается режим работы (переменное или постоянное

напряжение) и предел измерения. Принцип не меняется –

если значение заранее неизвестно, то начинают с

максимального предела. Если же информация о примерном

уровне напряжения есть – то граница диапазона должна быть

8

выше него. При измерении переменного напряжения

полярность щупов никакого значения не имеет. Если

замеряется постоянное напряжение, то рекомендуется

соблюдать полярность. В случае обратного положения на

дисплее высветится значение со знаком минус.

Следовательно, чтобы измерить напряжение, нам нужно

выставить предполагаемый предел измерения (если это

бытовая розетка 220 вольт, то предел измерения «200» нам не

подойдет, значит, ставим «750»), коснуться двух контактов в

розетке. Отображаемый результат и есть значение

измеряемого напряжения.

Упражнение 3. Измерения силы тока

Это, пожалуй, самый «проблемный» тип измерений.

Во-первых, эти измерения можно назвать самыми опасными и

для пользователя, и для прибора.



Во-вторых,

мультиметр

в

режиме

амперметра

должен

устанавливаться в разрыв цепи. А это далеко не всегда

просто получается. Хорошо, если в каком-то месте цепи

имеется

разборный

разъем

(клемма),

как,

например,

в

9

бортовой сети автомобиля. Если такого нет, а требуется

измерить

силу

тока

в

цепи,

например,

работающего

бытового

прибора

или

устройства,

п р и ход и т с я

придумывать те или иные приспособления.



В-третьих, показатели силы тока бывают неочевидные. В

цепях с небольшим напряжением питания, сила тока может

достигать внушительных значений.



И в-четвертых – это единственные измерения, при

которых на большинстве мультиметров приходится не

только правильно устанавливать режим, но и изменять

расположение проводов. А в некоторых случаях – еще и

придерживаться ограничений по длительности разовых

замеров и паузах между ними.

Черный провод подсоединяем к соответствующему гнезду с

подписью «COM». Второе в гнездо «10ADC» для красного

щупа. Полярность при проведении замеров сопротивления

роли не играет.

При измерениях силы тока правило всегда начинать с

максимального диапазона. Иначе можно просто спалить свой

мультиметр. И только убедившись, что значение силы тока

действительно ниже максимально допустимого, например, 500

или 200 мА, можно, после переустановки красного провода в

гнездо «VΩmA», перейти в другой диапазон измерений для

повышения точности результата. Проблема с измерением силы

тока может заключаться еще и в том, что многие мультиметры,

в частности, тот же DT830, не рассчитаны на работу с

переменным током. Установку щупов в цепь производить

только при отключенном напряжении. И так же важно,

внимательно прочитать на самих щупах, сколько по времени

они могут выдержать максимальный ток (как правило, не более

10 секунд).

10

Упражнение 4. Проверка элементов питания с помощью

амперметра

С помощью мультиметра в режиме амперметра можно

проверить и состояние имеющихся элементов питания.

Проверка по напряжению – не дает никакой ясности – при,

казалось бы, нормальном напряжении батарейка вполне

может оказаться совершенно непригодной для дальнейшего

использования. А вот контроль по току дает более

развернутую картину. Для такой проверки мультиметр должен

быть переведен в режим амперметра. Черный провод

подсоединяем к соответствующему гнезду с подписью

«COM». Красный провод в гнездо «10ADC» и выставлен на

предельно высокий диапазон (10 А). Ток разряда даже самых

маленьких элементов питания достигает весьма значительных

величин. Важное предупреждение – чтобы касание щупами

контактов элемента питания не превышало одной секунды, а

то и меньше. Можно примерно ориентироваться на

следующие «нормативы»:



Если ток не превышает 1.1 ампера – жалеть нечего,

элемент уже практически ни для чего не пригоден.



Батарейки с показателем до 2,0 ампер могут еще

послужить какое-то время, но только в пультах

дистанционного управления.



Элементы питания, показывающие при такой проверке

ток разряда от 2 до 3 ампер, хотя уже и изрядно подсевшие,

но еще пригодны для применения в устройствах с

небольшим потреблением.



Показатели от 3 до 4 ампер – это вполне приличные

элементы питания, пригодные для любого использования,

хотя до «идеала» всё же недотягивают.



А высококачественные элементы питания, только

приобре - тённые и, естественно, с не закончившимся

сроком хранения, могут на первых порах показывать

значения тока разряда от 4 до 6 ампер.

11

Важно помнить – такая технология проверки все же не без

недостатков, и к ней можно прибегать только для ревизии

бытовых источников питания. Но не вздумайте проверить ток

разряда,

например,

автомобильного

аккумулятора.

Там

значения

достигают

десятков

ампер,

и

в

цепи

без

подключенной нагрузки мультиметр гарантированно выйдет

из строя.

Упражнение 5. Проверка исправности светодиода его

прозвонкой

Черный провод подсоединяем к соответствующему гнезду

с подписью «COM». Второе гнездо «VΩmA» для красного

щупа. Полярность при проведении замеров сопротивления

роли не играет.

Пояснение: Светодиод — это не простой диод, он может только

работать только в определённом интервале напряжений. Если

на его контактах напряжение мало, то его «сопротивление»

будет стремиться к бесконечности. Если прозванивать

недорогим мультиметром , то при правильной полярности диод

может тускло светится, у дорогих моделей нет вообще никакой

реакции. Если необходимо убедиться в целостности

светодиода, его необходимо подключить с соблюдением мер

безопасности и полярности к источнику постоянного тока с

соответствующей величиной напряжения, но малым током.

Если светодиод не впаян его можно проверить мультитметром,

установив его в режим проверки транзисторов (hFE). После

этого берем любой светодиод и его анодный вывод вставляем

в разъём E (эмиттер), а другую контактную ножку в разъём С

(коллектор). Если светодиод будет исправным - он засветится.

Упражнение 6. Проверка исправности конденсатора

12

Черный провод подсоединяем к соответствующему гнезду с

подписью «COM». Второе гнездо «VΩmA» для красного

щупа.

Полярность при проведении замеров сопротивления роли не

играет.

Для проверки конденсатора придется вспомнить

электротехнику, а именно: конденсатор пропускает только

переменный ток, постоянный ток он пропускает только в

самом начале на несколько микросекунд (это время зависит от

его емкости), а потом - не пропускает. Для того, чтобы

проверить конденсатор с помощью мультиметра, нужно

помнить, что его емкость должна быть от 0.25 мкФ. Берем

мультиметр и ставим его на прозвонку или на измерение

сопротивления, а щупы соединяем с выводами конденсатора.

Т.к с мультиметра поступает постоянный ток мы будем

заряжать конденсатор. А т.к мы его заряжаем, его

сопротивление начинает возрастать, пока не будет очень

большим. Если же у нас при соединение щупов с

конденсатором, мультиметр начинает пищать и показывать

нулевое сопротивление, то значит выкидываем его. А если у

нас сразу же показывается единичка на мультиметре, значит

внутри конденсатора произошел обрыв и его тоже следует

выкинуть. Большие емкости таким способом вы не сможете

проверить.

13

PS: Существуют

общие

правила

включения

мультиметра

в

цепь при замере тех или иных электрических параметров:

А —

При

измерении

силы

тока

мультиметр

должен

включаться

в

цепь

последовательно.

То

есть

прибор

сам

становится

одним

из

звеньев

этой

цепи.

Таким

образом,

приходится предусматривать разрыв для его установки.

V —

При

работе

в

режиме

вольтметра

мультиметр

подключается параллельно к тестируемому участку цепи или

непосредственно

к

источнику

питания,

если

проверяется

именно он.

На схеме изображены проверки цепей с источником постоян-

ного тока, в цепях с переменным током принцип не меняется.

Ω — Если измеряется сопротивление или производится

прозвон участка, то внешнее питание вообще не требуется –

для работы прибора достаточно встроенной батареи. Под

напряжением такие замеры проводить категорически

запрещено. Под табло находятся две кнопки. Слева кнопка

«Hold» - удержание показаний последнего значения (чтобы не

держать в памяти при переписывании в блокнот). И справа -

«Back Light» - подсветка экрана синим цветом (при замерах в

условиях плохого освещения). Буквенное обозначение на

экране «OL» обозначает отсутствие замкнутой цепи – «Out

Line». Обратим внимание еще и на надпись «AUTO POWER

OFF». Это означает, что если прибор будет в бездействии

определенное время, то произойдет автоматическое

выключение питания.

14

Важная особенность: при измерении тока щупы между

собой замыкаются внутри прибора, то есть, если вы

таким образом попробуете измерить напряжение, то

устроите короткое замыкание. Если разобрать

мультиметр, то можно увидеть, что гнезда «10А» и

«COM» соединены между собой толстой проволокой.

Предупреждение! Запомнить следующее правило: если

измеряемые значения напряжения (Вольты) или силы тока

(Амперы) заранее неизвестны, то для предотвращения

выхода мультитестера из строя устанавливайте его

переключатель на максимально возможный предел

измерений. И только после этого (если показания слишком

малы или - не точны) переключайте прибор на предел, ниже

текущего.

Содержание:

1. Теоретические сведения 2с

2. Приемы пользования мультиметром марки М 830В 3с

3. Переключатель функций и пределов измерений

мультиметра DT830B 5с

4. Упражнение 1. Измерения сопротивления 7с

5. Упражнение 2. Измерения напряжения 8с

6. Упражнение 3. Измерения силы тока 9с

7. Упражнение 4. Проверка элементов питания с помощью

амперметра 11с

8. Упражнение 5. Проверка исправности диода его

прозвонкой 12с

9. Упражнение 6. Проверка исправности конденсатора 13с

15