Напряжение что измеряет: Измерение напряжения постоянного и переменного тока: способы

Что измеряет вольтметр и на что обратить внимание при выборе идеального устройства

Такой прибор, как вольтметр, знаком каждому еще со времен изучения физики, а точнее — электродинамики. Если знать, что измеряет вольтметр, можно применять его с пользой. Главное — помнить, что подключать в сеть его нужно параллельно, иначе показания будут неточными. При работе важно соблюдать меры предосторожности, так как электрический ток любого напряжения представляет опасность для жизни.

• Подробнее о приборе
• Что такое напряжение
• Разновидности вольтметров
• Технические характеристики
• Принцип работы
• Меры безопасности

Подробнее о приборе

Вольтметр предназначен для измерения напряжения тока в электрической цепи. Название его происходит от традиционного для измерительных приборов слова «метр» и от единицы измерения напряжения — «Вольт». Достаточно включить такой прибор в сеть, и он начнет показывать значение напряжения.

Конечно, без погрешностей не обходится, но они незначительны. Для того чтобы показания прибора были идеальными, он должен иметь бесконечное внутреннее сопротивление, в противном случае неизбежно его влияние на ту цепь, к которой он подключен. Разумеется, такое сопротивление быть не может: идеальных вольтметров не бывает, но при их производстве делается все возможное, чтобы повысить внутреннее сопротивление.

Что такое напряжение

Чтобы точно понять, как работает и что показывает вольтметр, необходимо знать, что собой представляет объект его измерения. Важно понимать, что такое напряжение и от чего зависит его величина.

Как известно, из школьного курса физики, величина вычисляется по формуле U=IR, где:

• U — это собственно и есть напряжение;
• I — сила тока;
• R — сопротивление на участке цепи.

Чтобы определить напряжение в сети, нужно умножить силу тока на сопротивление. Причем предварительно, следует узнать, чему равны две последние величины. Например, если сила тока равна 5 Ампер, а сопротивление на участке — 2 Ом, то напряжение составит 10 Вольт.

Впрочем, приведенная выше формула, хоть и максимально проста, но все же не дает представления о том, что же такое напряжение и зачем его вообще нужно измерять. Ведь это лишь цифры, не более. Сам ток, к сожалению, не виден, как, впрочем, не видны и заряженные микроскопические частицы.

Для простоты понимания можно сравнить электрический ток в проводнике с предметами, которые часто нами наблюдаются в обыденной жизни. В частности, здесь поможет сравнение с движением воды в реках и водопадах: то есть ее течением с высокого уровня на низкий. Здесь напряжение соответствует высоте: разности уровней. Иными словами напряжение в электросети — это то же самое, что напор воды в реке. Если напряжения в сети нет, то нет и тока. Также не будет и течения в том водоеме, где уровень воды всюду одинаков, например, в пруду или в озере.

На шкале прибора обычно ставят букву «V». Это делается для того, чтобы его проще можно было отличить от других электроизмерительных приборов, например, от амперметра, который показывает силу тока. Дело в том, что эти приборы внешне очень похожи друг на друга.

Диапазон вольтметра может быть различным. Те приборы, которые предназначены для включения в слабую электрическую сеть, максимум могут показать 5 Вольт. Бывают приборы и с большим диапазоном, например, в 10 или в 25 Вольт. Более мощные устройства способны показывать и тысячу Вольт. Разумеется, все зависит от предназначения вольтметра.

Разновидности вольтметров

Есть несколько видов вольтметров. В первую очередь устройства вольтметров подразделяются на две основные разновидности:

1. Стационарные. Как правило, встроены в саму сеть и отсоединение их не представляется возможным.
2. Мобильные. Их можно переносить с места на место и использовать в разных электросетях.

Выделяется также несколько видов вольтметров по принципу действия. Среди них есть множество электромеханических и пара электронных. Последние, в свою очередь, могут быть цифровыми и аналоговыми. Значение напряжения может указываться движущейся стрелкой или меняющимися электронными цифрами на дисплее.

Также вольтметры классифицируются по назначению. Среди них выделяются приборы, предназначенные для измерения постоянного тока или переменного.

Кроме того, устройства могут быть импульсными, фазочувствительными, универсальными.

Технические характеристики

Характеристики вольтметра зависят от его предназначения. Например, прибор, который измеряет напряжение постоянного тока, может обладать двумя, тремя или большим количеством диапазонов. Их число как раз и является одной из важнейших технических характеристик.

При выборе вольтметра нужно:

1. Обращать внимание на такую характеристику, как входное сопротивление. Она зависит от того, в каком диапазоне находится напряжение исследуемого участка электросети
2. Учитывать цену деления шкалы прибора и его погрешность в измерении.
3. Если был приобретен универсальный вольтметр, то обязательно учесть диапазоны величин, с которыми вольтметр может работать: сопротивления, силы тока, температуры.

Принцип работы

Как уже говорилось выше, по принципу действия вольтметры подразделяются на две разновидности — электромеханические и электронные. Строение первых представляет собой магнитную систему, которая способна реагировать на электрическое поле. Главный недостаток таких приборов состоит в том, что они, будучи подключенными к сети, способны сами на нее влиять, и поэтому их показания зачастую являются неточными.

Электронные же приборы, которые сегодня, в эпоху цифровых технологий становятся все популярнее, могут преобразовывать аналоговый сигнал в цифровой. Такие приборы недороги и очень удобны в использовании.

При подключении устройства в сеть важно соблюдать основное правило: его зажимы должны подсоединяться к тем точкам цепи, между которыми определяется напряжение. Такое подключение называется параллельным. Это требование нужно соблюдать обязательно, иначе устройство может просто-напросто перегореть.

Меры безопасности

Поскольку сам прибор имеет большое сопротивление, а в сеть он подключается параллельно, вероятность того, что при работе с ним человек получит сильный удар током, минимальна. Однако если вольтметры используются в промышленности, часто приходится иметь дело с большими значениями напряжения и других величин, характеризующих электрический ток.

Нужно быть очень осторожным, измеряя напряжение в сети посредством этого электроизмерительного прибора. Ни в коем случае нельзя прикасаться к прибору голыми руками. Избежать несчастного случая помогут перчатки из непроводящего ток материала, например, из резины.

Нельзя прикасаться к оголенным проводам, даже если уже известно, что напряжение в них не очень велико, например, Вольт или еще меньше.

Вольтметр.

Первый учёный, который сконструировал и создал достаточно мощную электрическую батарею постоянного тока, был известный итальянский физик Александро Вольта. Эта батарея получила название «вольтов столб» и состояла из нескольких тысяч кружочков из цинка и меди, которые разделялись пропитанными в соляной кислоте матерчатыми прокладками. Он использовал батареи с большим или меньшим количеством элементов. Маленькие батареи давали слабую искру, большие батареи сильную и яркую.

Учёный вплотную подошёл к количественному понятию напряжения, поэтому единицу разности потенциалов назвали его именем: «Вольт». В международной системе единиц СИ вольт обозначается буквой «V», отсюда напряжение переменного тока обозначается: VAC, а напряжение постоянного тока: VDC. У нас единица величины напряжения обозначается буквой «В» – вольт. Например, 220 В, 380 В и наиболее часто используемые производные: 10³-киловольт (kV), 10⁶-мегавольт, 10^-3-милливольт (mV), 10^-6-микровольт (μV). Другие большие или меньшие производные используются только в лабораторных условиях. Подробнее о производных величинах читайте на странице про сокращённую запись численных величин.

Для измерения напряжения или разности потенциалов используется прибор, который называется вольтметр. На снимке изображён щитовой стрелочный вольтметр, который может монтироваться на щите управления, какого либо устройства. Он используется только для измерения конкретной величины напряжения на одном из узлов данного устройства. Тот вольтметр, что изображён на фото, применяется для измерения постоянного напряжения до 15 вольт. Взгляните на его шкалу. Она ограничена 15 вольтами.

На принципиальных схемах условное изображение вольтметра может выглядеть вот так.

Из рисунка видно, что условное изображение вольтметра на схеме может быть разным. Если в кружке обозначена буква «V», то это означает, что данный вольтметр рассчитан на измерения величин напряжения, составляющих единицы – сотни вольт. Изображения с обозначением «mV» и «μV» указываются в тех случаях, если вольтметр рассчитан на измерение долей вольта – милливольт (1mV = 0,001V) и микровольт (1μV = 0,000001 V).

Иногда рядом с изображением вольтметра также указывается максимальная величина напряжения, которую способен измерить вольтметр. Например, вот так – 100 mV. Обычно эта величина указывается для встраиваемых стрелочных вольтметров. Превышать это напряжение не стоит, так как можно испортить прибор.

Кроме этого, рядом с выводами вольтметра могут быть проставлены знаки полярности подключения его в схему «+» и «-». Это касается тех вольтметров, которые применяются для измерения постоянного напряжения.

Следует отметить, что щитовые вольтметры это частный случай использования этих приборов. В лабораториях, на радиозаводах, в конструкторских бюро и радиолюбительской практике, вольтметры используются чаще всего в составе мультиметров, которые раньше назывались авометры, то есть ампер-вольт-омметр.

В настоящее время с развитием цифровой электроники стрелочные приборы отходят в прошлое и им на смену приходят цифровые мультиметры с удобной цифровой шкалой, автоматическим переключением предела измерения, малой погрешностью и высоким классом точности.

В радиолюбительской практике на смену «цешкам» и «авошкам» пришли компактные и удобные цифровые приборы. Работать с ними не сложно, но определённые меры безопасности применять необходимо.

Как измерить напряжение мультиметром?

Следует твёрдо помнить, что вольтметр, в отличие от амперметра подключается параллельно нагрузке.

Например, вам надо замерить напряжение на резисторе, который является частью электронной схемы. В таком случае переключаем мультиметр в режим измерения напряжения (постоянного или переменного – смотря какой ток течёт в цепи), устанавливаем наивысший предел измерения. По мере накопления опыта предел измерения вы научитесь выставлять более осознанно, порой пренебрегая данным правилом. Далее подключаем щупы мультиметра параллельно резистору. Вот как это можно изобразить в виде схемы.

Вот так плавно мы переходим к определению так называемого шунта. Как видим из схемы, вольтметр, который измеряет напряжение на резисторе R1, создаёт параллельный путь току, который протекает по электрической цепи. При этом часть тока (I_шунт) ответвляется и течёт через измерительный прибор – вольтметр PV1. Далее опять возвращается в цепь.

В данном случае вольтметр PV1 шунтирует резистор R1 – создаёт обходной путь для тока. Для электрической цепи вольтметр – это шунт – обходной путь для тока. По закону ома, напряжение на участке цепи зависит от протекающего по этой цепи тока. Но мы ведь ответвили часть тока в цепи и провели эту часть через вольтметр. Поскольку сопротивление резистора неизменно, а ток через резистор уменьшился (I_R1), то и напряжение на нём изменилось. Получается, что вольтметром мы измеряем напряжение на резисторе, которое образовалось после того, как мы подключили к схеме измерительный прибор. Из-за этого образуется погрешность измерения.

Как же уменьшить воздействие измерительного прибора на электрическую цепь при проведении измерений? Необходимо увеличить, так называемое «входное сопротивление» измерительного прибора – вольтметра. Чем оно выше, тем меньшая часть тока шунтируется измерительным прибором и более точные данные мы получаем при измерениях.

Современные цифровые мультиметры обладают достаточно большим входным сопротивлением и практически не влияют на работу схемы при проведении измерений. При этом точность измерений, естественно, достаточно высока.

Ранее все приборы были стрелочные, а для того, чтобы высоким напряжением не вывести прибор из строя применялись резистивные шунты, которые уменьшали величину измеряемого напряжения до безопасной величины. Но эти шунты вносили так называемое «паразитное сопротивление» и это сказывалось на точности измерений.

Поэтому в лабораторных условиях использовались специальные ламповые вольтметры, которые обладали большим входным сопротивлением и некоторые из них имели класс точности в доли процента.

Перейдём к практике…

Прежде всего, не забывайте, что есть переменное (англ. сокращение – VAC) и постоянное напряжение (VDC). Профессиональные приборы сами определяют, с каким напряжением вы работаете, и сами переключаются в нужный режим и на требуемый поддиапазон измерений. При работе с малогабаритными приборами все переключения нужно делать вручную.

На снимке показана часть панели управления популярного и недорогого тестера DT-830B.

Хорошо видно, что пределы измерения переменного напряжения ограничены величинами: 750 вольт (750 V~) и 200 вольт (200 V~). Понятно, что к силовым промышленным сетям с этим прибором не стоит и близко подходить. Шкала постоянного и импульсного напряжения несколько больше: от 200 милливольт (200 mV) до тысячи вольт (1000).

Как уже говорилось, чтобы замерить напряжение на участке схемы, нужно выбрать переключателем пределов измерения самый большой предел измерения и подключить щупы мультиметра параллельно тому участку цепи, на котором производится замер.

Если предел измерения подходит – то на дисплее появятся показания. Если этого не происходит, то отключаем вольтметр от схемы, уменьшаем предел измерения на один шаг. Повторяем измерение. И так далее до получения показаний.

Имейте в виду, что провода измерительных щупов со временем изнашиваются. При этом нарушается электрический контакт. Перед проведением любых измерений проверяйте целостность щупов!

Также часто бывает необходимо замерить напряжение на выходе блока питания или химического источника тока (батарейки или аккумулятора).

Выбираем ту секцию на панели прибора, которая отвечает за измерение постоянного напряжения. Выставляем предел чуть больше того напряжения, что мы хотим измерить. Далее подключаем щупы прибора в соответствии с полярностью и изменяем предел измерения в сторону уменьшения до тех пор, пока на табло не появятся данные.

На фото показан замер напряжения составной батареи из трёх батареек 1,5V с помощью мультиметра Victor VC9805A+. Для измерения выбран предел 20V.

Аналогично замеряется напряжение на герметичном свинцовом аккумуляторе.

Стоит понимать, что таким образом мы замеряем так называемую ЭДС. ЭДС или электродвижущая сила — это напряжение на клеммах аккумулятора без подключенной нагрузки. Если к аккумулятору подключить какой-либо прибор, то напряжение будет чуть меньше.

Никогда не касайтесь руками оголённых щупов! Небольшим напряжением от 1,5-вольтовой батарейки вас, конечно, не убьёт, но вот при измерении напряжений более 24 вольт могут быть серьёзные последствия от удара током.

Чтобы руки оставались свободными используйте зажимы типа «крокодил», но подключать их нужно при отключенном от сети приборе. Часто возникает необходимость измерять напряжение на рабочей плате, в разных её точках.

Если вы работаете с низковольтным устройством, бойтесь только закоротить щупами отдельные проводники. Для замеров напряжения в устройстве, как правило, применяется следующая методика.

• Соедините «земляной» щуп прибора и «землю» платы как можно надёжнее. Работать одним щупом всегда удобнее. Для тех, кто не в курсе, «земляным» или «общим» щупом у прибора называется тот щуп, который подключается к разъёму «COM». Обычно он чёрного цвета. Сокращение «COM» получено от английского слова common – «общий».

• Наденьте на рабочий щуп прибора кусочек трубки ПВХ, оставив только крохотный острый кончик. Это делать не обязательно, но желательно. При случайном касании щупом соседних проводников трубка ПВХ изолирует контакты и убережёт от короткого замыкания.

• По принципиальной схеме, в контрольных точках проведите нужные вам замеры по отношению к «земле» — корпусному или по-другому общему проводу. Высокое входное сопротивление тестера работу вашей схемы не нарушит.

Измерение переменного напряжения производится аналогичным образом. Можно для пробы измерить переменное напряжение электросети в собственной квартире.

На снимке видно, что установлен максимальный предел 750 вольт (напряжение переменное – V~). При установке этого предела на индикаторе высвечиваются две буквы: HV – высокое напряжение (сокращение от англ. – High Voltage). Поскольку напряжение переменное, то полярность не имеет значения. В данном случае величина напряжения сети – 217 вольт.

Как уже говорилось, при работе с высоким напряжением следует соблюдать правила электробезопасности.

Главная &raquo Радиоэлектроника для начинающих &raquo Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

• Какие бывают припои?

• Как сделать печатную плату маркером?

 

Измерение напряжения постоянного тока (DC)

 

При измерении напряжения следует учитывать такие аспекты, как измерение высокого напряжения, контуры заземления, синфазное напряжение и топологии изоляции.

 

Высоковольтные измерения и изоляция

 

При измерении более высоких напряжений необходимо учитывать множество вопросов. При определении системы сбора данных первый вопрос, который вы должны задать, — будет ли система безопасной. Выполнение высоковольтных измерений может быть опасным для вашего оборудования, тестируемого устройства и даже для вас и ваших коллег. Чтобы обеспечить безопасность вашей системы, вы должны обеспечить изолирующий барьер между пользователем и опасным напряжением с помощью изолированных измерительных устройств.

 

Изоляция , средства физического и электрического разделения двух частей измерительного устройства, которые можно разделить на электрическую и защитную изоляцию. Электрическая изоляция относится к устранению путей заземления между двумя электрическими системами. Обеспечив гальваническую развязку, вы можете разорвать контуры заземления, увеличить диапазон синфазных сигналов системы сбора данных и сместить опорный уровень сигнала на единую системную землю. Защитная изоляция ссылается на стандарты, содержащие особые требования к изоляции людей от контакта с опасным напряжением. Он также характеризует способность электрической системы предотвращать передачу высокого напряжения и переходных напряжений через ее границу на другие электрические системы, с которыми может контактировать пользователь.

 

Включение изоляции в систему сбора данных имеет три основные функции: предотвращение контуров заземления, подавление синфазного напряжения и обеспечение безопасности.

 

Узнайте больше об измерениях высокого напряжения и изоляции.

 

 

Контуры заземления

Контуры заземления являются наиболее распространенным источником шума в приложениях сбора данных. Они возникают, когда две соединенные клеммы в цепи имеют разные потенциалы земли, что приводит к протеканию тока между двумя точками. Местное заземление вашей системы может быть на несколько вольт выше или ниже уровня земли ближайшего здания, а близлежащие удары молнии могут увеличить разницу до нескольких сотен или тысяч вольт. Это дополнительное напряжение само по себе может вызвать значительную ошибку в измерении, но вызывающий его ток может также связывать напряжения в близлежащих проводах. Эти ошибки могут проявляться в виде переходных процессов или периодических сигналов. Например, если контур заземления образован линиями электропередач переменного тока с частотой 60 Гц, нежелательный сигнал переменного тока появляется при измерении в виде периодической ошибки напряжения.

 

При наличии контура заземления измеренное напряжение , ΔV _m , представляет собой сумму напряжения сигнала, Vs, и разности потенциалов, ΔV _g , которая существует между землей источника сигнала и заземление измерительной системы, как показано на рис. 6. Этот потенциал обычно не является уровнем постоянного тока; таким образом, результатом является зашумленная измерительная система, часто показывающая в показаниях частотные составляющие сети 60 Гц.

 

 

Рис. 3. Заземленный источник сигнала, измеренный с помощью системы заземления, включает контуры заземления использовать изолированное измерительное оборудование. Использование изолированного оборудования устраняет путь между землей источника сигнала и измерительным устройством, тем самым предотвращая протекание тока между несколькими точками заземления.

 

 

Синфазное напряжение

Идеальная дифференциальная измерительная система реагирует только на разность потенциалов между двумя ее клеммами, входами (+) и (-). Дифференциальное напряжение на паре цепей является полезным сигналом, однако может существовать нежелательный сигнал, общий для обеих сторон пары дифференциальных цепей. Это напряжение известно как синфазное напряжение . Идеальная дифференциальная измерительная система полностью отбрасывает синфазное напряжение, а не измеряет его. Однако практические устройства имеют несколько ограничений, описываемых такими параметрами, как диапазон синфазного напряжения и коэффициент подавления синфазного сигнала (CMRR), которые ограничивают возможность подавления синфазного напряжения.

 

Диапазон синфазного напряжения определяется как максимально допустимый размах напряжения на каждом входе относительно земли измерительной системы. Нарушение этого ограничения приводит не только к ошибке измерения, но и к возможному повреждению компонентов устройства.

 

Коэффициент подавления синфазных сигналов описывает способность измерительной системы подавлять синфазные напряжения. Усилители с более высокими коэффициентами подавления синфазных сигналов более эффективны при подавлении синфазных напряжений.

 

В неизолированной дифференциальной измерительной системе в цепи между входом и выходом все еще существует электрический путь. Поэтому электрические характеристики усилителя ограничивают уровень синфазного сигнала, который можно подать на вход. При использовании изолирующих усилителей устраняется токопроводящий электрический путь, а коэффициент подавления синфазных сигналов резко увеличивается.

 

 

Топологии изоляции

Важно понимать топологию изоляции устройства при настройке измерительной системы. Различные топологии имеют несколько связанных с ними соображений стоимости и скорости. Двумя распространенными топологиями являются канал-канал и банк.

 

 

Межканальная

Наиболее надежной топологией изоляции является межканальная изоляция . В этой топологии каждый канал индивидуально изолирован друг от друга и от других неизолированных компонентов системы. Кроме того, каждый канал имеет свой изолированный источник питания.

Что касается скорости, то есть несколько архитектур на выбор. Использование разделительного усилителя с аналого-цифровым преобразователем (АЦП) на канал обычно быстрее, поскольку вы можете получить доступ ко всем каналам параллельно. Более экономичная, но более медленная архитектура включает мультиплексирование каждого изолированного входного канала в один АЦП.

Другой метод обеспечения межканальной изоляции заключается в использовании общего изолированного источника питания для всех каналов. В этом случае синфазный диапазон усилителей ограничен шинами питания этого источника питания, если только вы не используете входные аттенюаторы.

 

Банк

Другая топология изоляции включает объединение или группировку нескольких каналов вместе для совместного использования одного изолирующего усилителя. В этой топологии разность синфазных напряжений между каналами ограничена, но синфазное напряжение между банком каналов и неизолированной частью измерительной системы может быть большим. Отдельные каналы не изолированы, но банки каналов изолированы от других берегов и от земли. Эта топология является более дешевым решением по изоляции, поскольку в этой конструкции используется один изолирующий усилитель и источник питания.

Как использовать мультиметр для измерения напряжения, тока и других параметров

(Изображение предоставлено Tom’s Hardware)

Электроника — удивительный предмет, здесь можно многому научиться и создать множество увлекательных проектов. Для этого вам может показаться, что вам нужно оборудование на тысячи долларов, но вы можете сделать многое с очень небольшими затратами. Все, что вам действительно нужно, это инструменты, чтобы начать. Raspberry Pi Pico, бокорезы, плоскогубцы и паяльник — одни из самых универсальных инструментов для начинающих энтузиастов электроники.

Но каким бы мастером вы ни были, нам всем нужен цифровой мультиметр. Мультиметр позволяет нам выполнять точные измерения как тока, так и напряжения, может помочь нам тестировать и отлаживать схемы, проверяя непрерывность, и может помочь нам определить номиналы компонентов.

В этом руководстве мы сделаем первые шаги с этим важным инструментом. Узнайте, как безопасно использовать его при снятии показаний в цепи и проверке компонентов.

Различные типы мультиметров

(Изображение предоставлено Tom’s Hardware)

Мультиметры, как и многие другие продукты, бывают разных стилей и ценовых категорий, и даже самые бюджетные варианты предлагают множество функций. Приблизительно за 15 долларов вы можете приобрести простой мультиметр (откроется в новой вкладке), достаточно хороший для любителей электроники. Большинство мультиметров предназначены для измерения постоянного и переменного тока, но важно, чтобы вы знали пределы своих знаний и не взаимодействовали с сетевым переменным напряжением.

Напряжение сети в США составляет около 110–115 В, в Великобритании — около 230–240 В, и обоих этих значений достаточно, чтобы получить серьезные травмы, возможно, даже смертельные. Никогда не взаимодействуйте с сетевым напряжением, если вы не знаете, что делаете, или если вы не находитесь под присмотром того, кто это делает. Если вы собираетесь использовать сетевое напряжение в проекте, мультиметра за 10 долларов недостаточно, и вам следует поискать мультиметр, отвечающий требованиям безопасности в вашей стране. Для этого отлично подойдет мультиметр за 10 долларов для приложений с питанием от батареи / низкого напряжения.

Особенности мультиметра

Мультиметры позволяют измерять постоянное и переменное напряжение, силу тока и сопротивление. Помимо этого, есть куча полезных функций, которые вы могли бы рассмотреть в мультиметре. Часто эти функции скрыты за множеством символов. Стоит посмотреть руководство по эксплуатации вашего мультиметра, чтобы выяснить, где находятся все различные функции.

Символы на мультиметре

Проведите по экрану для горизонтальной прокрутки

V⎓	DC voltage measured in Volts
V⏦	AC voltage measured in Volts
A⎓	DC current measure in Milliamps, Amps
A⏦	AC current measure in Milliamps, Amps
Ω	Resistance measure in Ohms
⇥	Diode Test
♬	Continuity Test

• Измерение напряжения является одной из основных функций мультиметра, и мы можем измерять переменное напряжение В⏦ и постоянное напряжение В⎓ , используя одни и те же щупы и мультиметр. В обычной домашней обстановке наиболее вероятным источником переменного напряжения являются розетки. Но не используйте мультиметр с розетками переменного тока высокого напряжения, если вы не знаете, что делаете. Источниками постоянного напряжения могут быть аккумуляторы, блоки питания ноутбуков и солнечные батареи.
• Измерение тока , поток электроники в электрической цепи, является еще одной базовой, но важной функцией мультиметра. Ток измеряется в Амперах, обычно называемых Амперами. Большинство мультиметров могут измерять миллиампер и ампер. Некоторые более точные модели могут измерять микроампер или меньше. Большинству мультиметров потребуется, чтобы один из щупов был вставлен в соответствующий порт, и не забудьте поменять их местами, когда закончите.
• Измерение сопротивления: Резисторы , компоненты, которые ограничивают ток, который может потреблять компонент, используют систему цветовой кодировки для обозначения их значений. Если эти маркировки плохо читаются или напечатаны с опечатками, мы можем использовать функцию проверки сопротивления мультиметра, Ом , чтобы проверить значение. Сопротивление измеряется в Омах.
• Функция проверки диода позволяет проверить состояние диода. Мультиметр подает небольшое напряжение через диод и отображает падение напряжения на экране. Мы можем использовать это для тестирования светодиодов (светоизлучающих диодов) перед их подключением к цепи.
• Тест непрерывности — очень полезный инструмент. Он проверяет непрерывность между двумя точками цепи. Подтверждение наличия связи между датчиками с помощью звукового сигнала или светодиодного индикатора. Мы можем легко проверить это, выбрав опцию и соединив щупы вместе. Тестирование непрерывности полезно при проверке любых паяных перемычек или точек в цепи, которые не должны быть подключены. Тестирование непрерывности будет самой полезной функцией вашего мультиметра.

При выборе мультиметра стоит учитывать несколько дополнительных функций. Подсветка часто полезна, облегчая чтение дисплея. Складная подставка позволяет использовать мультиметр на столе.

Какие типы зондов мы можем использовать?

(Изображение предоставлено Tom’s Hardware)

Мультиметры имеют набор тестовых щупов, которые подключаются к гнездам на основном корпусе мультиметра. Наиболее распространенные щупы, идущие в комплекте с мультиметром, имеют пластиковый корпус и металлические заостренные наконечники. Наконечники соприкасаются с вашей схемой или компонентом для измерения или проверки. Эти стандартные датчики идеально подходят для большинства применений, но вы можете выбрать модель с дополнительными полезными датчиками. Другие полезные щупы включают щупы с микрокрюками, которые позволяют закрепить щуп на выводе компонента, а затем не нужно удерживать щуп, или аналогичным образом некоторые провода щупов имеют простые зажимы типа «крокодил» на концах. Дополнительные датчики можно довольно легко приобрести через Amazon или у электронных реселлеров.

Зонды могут поставляться с различной степенью изоляции. Изоляция до самого кончика безопаснее при измерении вашего проекта, но может сделать зонд более толстым и затруднить доступ к труднодоступным местам. На некоторых зондах мы можем снять крышки, обнажая тонкий металлический наконечник зонда. Для низких напряжений они относительно безопасны, но никогда не удаляйте изоляцию с датчика, предназначенного для использования с высоким напряжением. Эта изоляция там, чтобы защитить вас!

Использование ручного мультиметра для измерения напряжения постоянного тока

Цифровые мультиметры, как правило, делятся на два основных лагеря: мультиметры с ручным диапазоном и мультиметры с автоматическим диапазоном. Оба выглядят очень похоже, но ключевое отличие заключается в том, что для использования мультиметра с ручным диапазоном вам необходимо примерно знать порядок величины цели, которую вы хотите измерить, поскольку мультиметр имеет предопределенные диапазоны, выбираемые переключателями.

(Изображение предоставлено Tom’s Hardware)

Например, давайте настроим ручной мультиметр на считывание напряжения постоянного тока 9 В.

1. Поверните циферблат на мультиметре, чтобы считать напряжение постоянного тока. Найдите 20 В и поверните ручку, чтобы выбрать. Если вы использовали эту настройку, чтобы попытаться измерить проект на 40 В, мультиметр выйдет за пределы диапазона, и на экране появится сообщение об ошибке, обычно 0L или 1.

(Изображение предоставлено Tom’s Hardware) черный щуп, подключенный к COM на мультиметре, к отрицательной (-) клемме аккумулятора.

(Изображение предоставлено Tom’s Hardware)

3. Коснитесь красного щупа, подключенного к клемме постоянного тока мультиметра.

(Изображение предоставлено Tom’s Hardware)

4. На экране появится показание. Это напряжение 9В батареи. Это напряжение может быть выше или ниже в зависимости от возраста и состояния батареи.

(Изображение предоставлено Tom’s Hardware)

Использование мультиметра с автоматическим выбором диапазона для считывания напряжения постоянного тока определяет значение измерения на датчиках. Это имеет преимущество в том, что вам не нужно заранее знать диапазон, но небольшая цена заключается в том, что дисплей может занять немного больше времени, чтобы установить показания. Однако автоматический выбор диапазона очень удобен и может также помочь вам быстро определить значения резисторов. Это особенно полезно, если у вас есть нарушения зрения, которые затрудняют чтение кодов цветовых полос резисторов.

1. Поверните циферблат на мультиметре, чтобы считать напряжение постоянного тока.

(Изображение предоставлено Tom’s Hardware)

2. Прикоснитесь черным щупом, подключенным к COM на мультиметре, к отрицательной (-) клемме аккумулятора.

(Изображение предоставлено Tom’s Hardware)

3. Коснитесь красного щупа, подключенного к клемме постоянного тока мультиметра.

(Изображение предоставлено Tom’s Hardware)

4. На экране появится показание. Это напряжение 9батарея В. Это напряжение может быть выше или ниже в зависимости от возраста и состояния батареи.

(Изображение предоставлено Tom’s Hardware)

Измерение тока в цепи с помощью мультиметра

(Изображение предоставлено Tom’s Hardware)

вкладка)

Батарея 9 В (открывается в новой вкладке)

Батарея 9 В с защелкой

Резистор 220 Ом (красный-красный-коричневый-золотой) (открывается в новой вкладке)

Давайте рассмотрим основы использования мультиметра, создав небольшую тестовую схему и выполнив некоторые измерения. Наша схема представляет собой просто батарею на 9 В, резистор на 220 Ом и светодиод.

1. Вставьте светодиод в макетную плату. Обратите внимание, на какой стороне более длинная ножка.

(Изображение предоставлено Tom’s Hardware)

2. Вставьте резистор в макетную плату так, чтобы одна ножка находилась в том же ряду, что и длинная ножка светодиода.

(Изображение предоставлено Tom’s Hardware)

3. Подсоедините красный провод зажимной клеммы аккумулятора к тому же ряду, что и оставшаяся ножка резистора. Затем подключите черный провод к тому же ряду, что и оставшаяся ножка светодиода. Теперь загорится светодиод.

(Изображение предоставлено Tom’s Hardware)

Измерение тока в цепи очень полезно и может помочь нам создавать эффективные проекты. При измерении тока в проекте нам нужно изменить соединения щупов на мультиметре и включить мультиметр последовательно в цепь, по сути сделав мультиметр похожим на провод в цепи.

Черный щуп останется в общей розетке, а красный щуп будет перемещен в одну из текущих розеток. Многие мультиметры будут иметь два разъема для измерения тока, один для меньших токов и один для гораздо больших. Эти розетки должны быть снабжены предохранителями, чтобы, если вы случайно измерите цепь со слишком большим током, предохранитель перегорел и обеспечил некоторую защиту пользователя. Опять же, вы должны практиковаться на небольших схемах с питанием от слаботочных батарей и накапливать опыт.

(Изображение предоставлено Tom’s Hardware)

1. Снимите красный щуп с мультиметра и вставьте его в гнездо мА мультиметра.

2. Выберите настройку A⎓ мА на мультиметре. Пользователи ручного мультиметра должны искать правильный диапазон. Если вы сомневаетесь, начните слишком высоко и двигайтесь вниз.

3. Снимите провод GND (черный) с макетной платы и подключите его к черному щупу, подключенному к COM на мультиметре. Вы можете обернуть оголенный провод вокруг металлического наконечника щупа, но для достижения наилучших результатов используйте тестовый щуп с зажимом типа «крокодил», чтобы зажать провод.

(Изображение предоставлено Tom’s Hardware)

4. Прикоснитесь красным щупом к короткой ножке (катоду) светодиода. Светодиод загорится.

5. Ток будет отображаться на дисплее мультиметра.

(Изображение предоставлено Tom’s Hardware)

Проверка непрерывности с помощью мультиметра или одна из перемычек вашей макетной платы имеет обрыв. Если вы коснетесь каждого конца провода, и он не подаст звуковой сигнал, значит, вы обнаружили неисправность!

(Изображение предоставлено Future)

1. Возьмите отрезок провода с зачищенными концами, чтобы обнажить оголенный провод.

2. Убедитесь, что красный щуп находится в гнезде напряжения мультиметра.

3. Поместите черный щуп на один конец оголенного провода.

4. Прикоснитесь красным щупом к другому концу оголенного провода. Мультиметр издаст звуковой сигнал, подтверждающий непрерывность .

Проверка значений резисторов с помощью мультиметра

(Изображение предоставлено Tom’s Hardware)

Резисторы бывают всех форм и размеров, а также имеют широкий диапазон значений, поэтому важно выбрать правильный резистор для каждого проекта. Резисторы большего размера со сквозным отверстием имеют систему цветового кода , где на корпусе компонента напечатаны полосы разных цветов. Вы можете расшифровать эти цветные полосы, чтобы узнать значение сопротивления и допустимое значение этого резистора.

Мультиметр с автоматическим выбором диапазона может быть очень полезен при определении номинала резистора. Опять же, щупы мультиметра должны быть в конфигурации напряжения, а затем вы просто размещаете щуп на выводе любого компонента резистора, и дисплей должен установиться, чтобы дать вам показание сопротивления. На резисторы не влияет полярность, поэтому не имеет значения, каким образом вы подключаете пробники.

1. Удалите резистор 220 Ом из испытательной цепи.

2. Настройте мультиметр на измерение сопротивления (Ом). Пользователям ручного мультиметра необходимо установить правильный диапазон.

3. Прикоснитесь красным щупом к одному концу резистора.