Электрификация

Справочник домашнего мастера

На каких приборах вольтметр измеряет напряжение?

Содержание

Как работает вольтметр

Для проверки работоспособности и исправности электроприборов, прокладки сетей и простого измерения параметров сети используются электронные приборы. В их число входит и вольтметр, который знаком каждому человеку еще со школьной скамьи. Электронные вольтметры составляют крупнейшую группу электроизмерительных приборов. Главное их назначение — получение параметра напряжения в сетях постоянного и переменного тока в широких диапазонов радиоволн. В этом материале будет рассказано: что именно и как измеряет вольтметр, его устройство и принципы действия, краткую историю создания, какие виды вольтметров существуют.

История создания

Прародителем всех современных вольтметров стал своеобразный указатель «электрической силы», о которой еще никто ничего толком не знал. Его изобретателем стал русский физик Георг Рихман. Датой этого открытия считается 1745 год. Показатели измерялись с помощью небольших весов рычажного типа, которые колебались в зависимости от воздействий электричества. Этот основной принцип используется во всех современных вольтметрах.

Процесс измерения вольтажа прибора

Модернизированная версия прибора появилась в 1830-х годах благодаря Фарадею, но не осталось никаких доказательств этому. Следующий по счету прибор был придуман Морицом Якоби в 39 году 19 века, когда тот смог превратить гальванометр в прибор для измерения характеристик электрического тока.

Серьезным этапом модернизации стало изобретение француза д’Арсонваля, придумавшего гальванометр для измерения магнитных и электрических полей. При их изменении прибор показывал разные значения.

Георг Рихман — один из первых изобретателей вольтметра

Важно! Русские ученые П. Яблочков и М. Добровольский также внесли огромный вклад в развитие прибора. Добровольский, в частности, создал амперметр и электромагнитный вольтметр. Кроме них, над этим работал и Н. Славянов. Рабочий металлург на пушечных заводах придумал амперметр на 1000 Ампер в 1880-х.

После утверждения Ампера и Вольта в качестве электротехнических величин в международных стандартах. Немец Фридрих Циппенбон изобрел первое устройство, которое официально было названо «вольтметр».

Старинный вольтметр

Что измеряют вольтметром

Вольтметр — прибор, предназначенный для измерения напряжения электрического тока в цепи. Его название происходит от единицы измерения напряжения — Вольта и традиционного для всех измерительных приборов окончания «метр». Для начала его использования нужно всего лишь включить его в сеть. Сразу после этого он начнет показывать параметр напряжения.

Погрешности возможны в любых даже современных инструментах. Без них никуда, но они незначительны. Чтобы погрешность стремилась к нулю нужно, чтобы внутреннее сопротивление прибора стремилось к бесконечности. Если этого не будет, то влияние на прибор цепи, к которой он подключен, неизбежно. Конечно, такого сопротивления быть не может, как и идеальных вольтметров.

Формулы напряжения в 1 Вольт

Стоит разобраться с понятием «напряжения» подробнее. Это необходимо для того, чтобы понять принцип работы приборы. Все знают еще со школы, что напряжение равно силе тока умноженной на сопротивление участка цепи.

Формула проста, но не дает точного понимания понятия. Ток остается невидимым, а напряжение — простыми цифрами. Для простоты понимания можно привести пример с простыми вещами, которые могут наблюдаться каждый день. Например, при движении воды по речке и водопаду, напряжение будет соответствовать высоте, то есть разности уровней воды. В сети все то же самое и напряжение определяет воображаемый напор воды. Если не будет напряжения, то не будет и тока. Аналогично и воде: если разность уровней будет нулевой, то вода не будет двигаться.

Современный стрелочный вольтметр

Важно! Шкала прибора отмечена латинской буквой «V». Это внешне отличает его от амперметра и других приборов. Других отличий между ними мало. Они вполне могут выглядеть практически одинаково.

Диапазон измерения прибора может быть разным. Устройства для слабой сети показывают максимум 5 Вольт, а промышленные аппараты — до 1000 Вольт. Все зависит от его предназначения.

Прибор времен СССР

Технические характеристики

Согласно документации, на схемах сети вольтметры принято обозначение окружностью с вписанной латинской буквой «V». На русских смехах он может заменяться на русскую букву «В». Более того, первая цифра после буквы в маркировке отображает тип устройства и специфику его использования. Например, В2 — вольтметр для постоянного тока, В3 — для переменного, В4 — для импульсного и т.д.

Аппарат В3-38 для использования в сетях переменного тока

Оценка характеристик прибора включает в себя следующие компоненты:

  • Диапазон измерений. Он ограничивается наименьшим и наибольшим показателем, который способен изменить аппарат. Современные устройства обладают диапазоном от милливольт до киловольт. Промышленные аналоги же способны измерять как меньшие, так и большие напряжения;
  • Точность измерений. Далеко не каждый домашний тестер отличается повышенной точностью измерений. Как уже было сказано, это зависит от его внутреннего сопротивления. Новые вольтметры при сравнительно небольших размерах обладают маленькими погрешностями измерений;
  • Диапазон частот. Показывает чувствительность прибора к тем или иным сигналам с разными частотами, регистрируемых в сети;
  • Температура и другие факторы. Эти параметры определяют показатели, при которых аппарат обладает минимальной погрешностью измерений, доступной для него;
  • Собственно само внутреннее сопротивление (импеданс). Чем выше этот параметр, тем вольтметр более точен.

Цифровые устройства практически полностью вытеснили аналоговые

Важно! Технические характеристики аналоговых приборов сильно зависят от чувствительности магнитоэлектрического прибора. Чем меньше его ток полного отклонения, тем более высокосопротивительные резисторы можно использовать.

Конструкция

Простейший амперметр или вольтметр состоит из нескольких блоков:

  • ЭЛМП — электромеханического преобразователя;
  • ИМ — измерительный механизм;
  • СМ — стрелочный механизм.

Процесс преобразования аналогового сигнала в цифровой для отображения

Первый предназначен для того, чтобы преобразовывать энергии. Магнитного поля в механическую энергию. Второй механизм включает в себя подвижные и неподвижные части для проведения изменений. Происходит это так: под действием силы тока, который протекает через обмотку ИМ, создается вращающий момент, воздействующий на подвижную часть. Силы механики пропорциональны электрическим силам и ИМ отклоняется на угол, равный этим силам. Данные передаются стрелочному механизму, который и показывает в цифрах количество Вольт.

Если прибор содержит усилители, то он называется электронным. Его отличие заключается в том, что входное устройство помогает поддерживать высокое сопротивление вольтметра и увеличить предел измерений в большую сторону. Далее следует усилитель постоянного тока, который увеличивает значение сигнала до тех величин, которые необходимы для эффективных измерений. Следующие его компоненты идентичны аналоговому инструменту.

Встраиваемое портативное устройство

Преимуществами электромагнитных вольтметров стают:

  • высокая точность измерений;
  • высокая чувствительность;
  • практически полное отсутствие влияние внешних полей;
  • практически полное отсутствие влияние атмосферных факторов.

Недостатки тоже имеются: непригодность использовать при переменном токе и чувствительность к перегрузкам в сети.

USB-вольтметр

Разновидности

Помимо технических параметров, которые определяют назначение прибора и его характеристики, вольтметры обладают и физическими, а именно — разновидностями. Видов современных вольтметров большое количество. Так по принципу действия они разделяются на электромеханические и электронные. По назначению на вольтметров для постоянного, переменного, импульсного тока, универсальные и фазовые.

Наиболее часто людей интересует классификация по виду исполнения, который может быть мобильным и стационарным.

Карманный ЖК цифровой мультиметр

Стационарные

Стационарные вольтметры представляют собой устройства, которые питаются от сетей переменного напряжения. Возможно это благодаря встроенному в их корпус блоку питания. Как правило, с виду они похожи на коробку или ящик, а используются для узкоспециализированных работ, требующих повышенной точности измерений. Чаще всего это профессиональная сфера деятельности и контролирование напряжения на важных и нестабильных участках сети. Само слово «стационарный» говорит о том, что они применяются там, где нужна постоянная слежка и изменение данных.

Стационарный стрелочный вольтметр

Мобильные

Их еще называют переносными, хотя стационарный прибор иногда перенести также не составляет труда. Мобильный же вольтметр компактный и способен поместиться практически везде. Их относят к классу полупрофессиональных и любительских, потому что работают они от батареек или аккумуляторов и обладают сравнительно меньшими точностями и большими погрешностями. Выглядят они как плоские коробочки, «обитые» пластиком или резиной и имеющие эргономические формы. Чтобы они были еще удобнее, их оснащают съемными щупами для определения амплитудных колебаний сигналов.

Важно! Как правило, мобильные вольтметры включаются в состав тестеров и мультиметров. Мобильные цифровые вольтметры способны очень точно определить показания, в то время как портативные аналоговые приборы — показать хорошую чувствительность, способную определить даже самые маленькие отклонения напряжения, которые не могут определить цифровые приборы.

Цифровой мобильный вольтметр

Принцип работы

Принцип действия приборов легче показать на какой-нибудь модели. В основу работы аппарата положено аналогово-цифровое преобразование. Принципы можно рассмотреть на примере универсального В7-35.

Преобразователи, которые установлены в приборе, измеряют силу тока, напряжение постоянного и переменного электрического тока, сопротивление и конвертируют все это в нормализованное напряжение или цифровой код, если в устройстве имеется аналого-цифровой преобразователь.

Схема прибора основана на нескольких преобразователях:

  • Преобразователь масштабирования;
  • Низкочастотный аппарат, преобразующий напряжение переменного тока в постоянный;
  • Аналогичный преобразователь постоянного и переменного электрического тока в напряжение;
  • Конвертер сопротивления в напряжение.

Схема вольтметра В7-35

Получая эти параметры, устройство конвертирует их в напряжение, отображаемое по специальной шкале или в электроном виде, если в нем предусмотрено наличие АЦП.

Принцип работы электромагнитного аналогового вольтметра следующий. Создание вращающего момента происходит с помощью силового действия магнитного поля катушки на подвижном постоянном магните, который выполняется в форме плоской лопасти.

Под действием магнитного поля, которое создается током, магнит втягивается в цель катушки и поворачивается на ось, содержащую указательную стрелку.

Схематическое изображение работы стрелочного устройства

Инструкция и меры безопасности

Вольтметр — простейший и узкоспециализированный инструмент для определения параметров электрической цепи. Его основная и единственная задача — определение напряжения на определенном участке цепи. К сожалению, не все знают, как пользоваться таким простым прибором.

Важно! Стоит помнить, что прибор должен подключаться параллельно к сети. В противном случае показания будут неточными. Это не зависит от его типа и размеров.

Цифровой стационарный прибор

Порядок измерения следующий:

  • Проверить стрелку, если аппарат аналоговый. Делается это путем вставки плоской отвертки в задний шлиц прибора. Поворот в разные стороны будет поворачивать и стрелку. Ноль измерений всегда выставляется пред каждым измерением, особенно, если прибор старый;
  • Присоединить провода к контактам. Находятся они на тыльной стороне прибора. Если он рассчитан на постоянный ток, то там будут «+» и «-«. У электронных аппаратов они уже присутствуют и не нуждаются в переподключении;
  • Произвести измерение, присоединив «щупы» параллельно к сети.

Важно! Если известно, что напряжение больше 60 Вольт, то нужно пользоваться резиновыми диэлектрическими перчатками или другой изоляцией.

Корректировка стрелки аналогового прибора

При измерении показателей электрической сети вольтметром следует соблюдать простейшие меры безопасности:

  • Не проводить измерение высоковольтных сетей без средств защиты;
  • Не проводить изменение влажными или мокрыми руками и предотвращать попадание влаги в прибор;
  • Не использовать вольтметр в агрессивных средах по типу кислот, щелочей и масел;
  • Соблюдать требования ГОСТ 12.3.019-80, описывающего правила эксплуатации электроизмерительных приборов.

Схема 10-диапазонного вольтметра постоянного тока

Какой мультиметр выбрать для автомобиля

Мультиметр — портативное устройство, которое содержит в себе вольтметр, амперметр и другие функции. Он стает незаменимым для радиолюбителей и автовладельцев. Для последних он стал важным прибором, способным проверить и отремонтировать большее количество современной автоэлектроники и проводку.

Для автомобиля подойдет любой специализированный мультиметр, обладающий дополнительными функциями, которые отличают его от обычного. Чтобы разобраться с этим лучше, нужно понять, какие задачи он чаще всего решает.

Схема цифрового вольтметра постоянного тока для определенного диапазона

Наиболее часто прибор применяют для определения утечек из аккумулятора. Такой проверке должны быть подвержены все аккумуляторы, обладающие сильными потерями заряда за короткие промежутки времени. Минимальное значение утечки должно составлять 70 мА. Большее значение свидетельствует о том, что какой-то прибор является проблемным или в цепи проводки есть поврежденный участок.

Для диагностики проделывают следующее:

  • Выключить все элементы автомобиля, которые используют энергию аккумулятора;
  • Настроить прибор на измерение постоянного тока и выбрать максимальное значение;
  • Ослабить провод на минусовой клейме и подсоединить туда щупы;
  • Отключить провод от клеймы так, чтобы ток протекал через мультиметр;
  • Замерить значения, которые не должны превышать 70 миллиампер.

Устройство для автомобиля

В случае, когда значения не ниже 70, стоит искать участок с проблемами. Для этого аппарата подключается так же, как и в способе выше, поочередно отключаются предохранители и снимаются показания. Если один из предохранителей показал значение ноль при его отключении, то проблема в нем.

Если же все узлы были проверены и оказались исправны, то проблема кроется в самой проводке. Она также проверяется мультимером для поиска неисправного кабеля. Этот процесс состоит из следующих этапов:

  • На глаз оценить состояние проводов;
  • Определить проблемный участок;
  • Один конец мультиметра присоединяется к клейме аккумулятора, а другой — к прибору, который находится на другой стороне кабеля;
  • Установить прибор в нужное состояние и устроить прозвонку участка провода;
  • При наличии звукового сигнала провод исключается из проблемных, так как с ним все хорошо.

Проверка аккумулятора мультиметром

Важно! При изменении параметров низковольтных сетей иногда может потребоваться специальный инструмент — милломметр.

Еще одна важная функция мультиметра — прозввон мотора авто и измерение его параметров. Любой автомобильный мультиметр должен уметь проводить диагностику двигателя на минимальном уровне.

Прозвон отсоединенных кабелей авто

Отличие от тестера

Люди, особенно те, кто далек от техники, часто путают два этих устройства. Они немного похожи и даже обладают похожими функциями, но мультиметр — более многофункциональное устройство, способное изменять различные параметры системы и выполнять прозвонки. Обычный тестер содержит в себе всего пару диодов, способным указать значение напряжения и целостности цепи.

Важно! Тестеры, как и мультиметры, вольтметры и амперметры также бывают стрелочными, то есть аналоговыми и цифровыми. Последние в любых являются более точными и определяют величины с минимальными погрешностями.

Тестер очень похож на мультиметр, но обладает меньшим функционалом

Тест цифровых мультиметров

Чтобы определить лучшие приборы нужно проводить определенные тесты, на основании которых делается выбор в пользу той или иной модели. Сегодня рынок располагает огромным количеством моделей. Опытные люди проверили их и определили их преимущества и недостатки, составив описания.

Universal M830B IEK

Обычный и качественный прибор для любителей. Подходит не только для использования дома, но и при монтажных работах. Модель проста в использовании и подходит для новичков. Корпус имеет три входа для щупов, позволяющих измерять постоянный и переменный ток, сопротивление, напряжение. В этой бюджетной модели есть даже функция прозвонки для транзисторов. Для проверки коротких замыканий прозвонки нет.

Модель M830B IEK

UNI-T UT33D

Идеально подходит для домашнего использования и обладает широким спектром измерения электрических параметров. Базовый функционал держится на уровне предыдущего тестера, но дополняется прозвонкой на обрывы цепей. Используется дл ремонта ПК, микросхем, электромонтажных работ. Недостатком стала невозможность изменять переменный ток.

Модель UNI-T UT33D

СЕМ DT-105 480151

Профессиональный измеритель, который обладает очень компактным и легким. Для него, как ни для кого характерно сочетание «цена-качество». Несмотря на большую сложность, чем аналоги, прибор может спокойно использоваться в быту и в других домашних целях. Функционал включает в себя прозвонку, индикатор заряда аккумулятора, индикаторы полярности и многое другое.

Модель СЕМ DT-105 480151

Таким образом, вольтметр — это прибор для измерения напряжения и один из самых простых измерительных инструментов, но даже с ним некоторые не могут справиться. Этот материал максимально широко рассказал, что такое вольтметр, долгую историю его создания и инструкцию по использованию во многих полезных целях.

Высокочастотный милливольтметр с линейной шкалой

Милливольтметры с линейной шкалой, описанные в литературе, традиционно выполняют по схеме с диодным выпрямителем, включенным в цепь отрицательной обратной связи усилителя переменного тока. Такие устройства довольно сложны, требуют применения дефицитных деталей, кроме того, к ним предъявляются достаточно жесткие конструктивные требования.

В то же время существуют весьма простые милливольтметры с нелинейной шкалой, где выпрямитель собран в выносном щупе, а в основной части используется простой усилитель постоянного тока (УПТ). По такому принципу построен прибор, описание которого предлагалось в журнале «Радио», 1984, № 8, с. 57. Эти приборы широкополосны, обладают высоким входным сопротивлением и малой входной емкостью, конструктивно просты. Но показания прибора условны, а истинное значение напряжения находят либо по градуировочным таблицам, либо по графикам. При использовании узла, предлагаемого автором, шкала такого милливольтметра становится линейной.

Рис.1

На рис. 1 изображена упрощенная схема прибора. Измеряемое высокочастотное напряжение выпрямляется диодом VD1 в выносном щупе и через резистор R1 поступает на вход УПТ А1. Из-за наличия в цепи отрицательной обратной связи диода VD2 усиление УПТ при малых напряжениях на входе увеличивается. Благодаря этому уменьшение выпрямленного диодом VD1 напряжения компенсируется и шкала прибора линеаризируется.

Рис.2

Милливольтметр, изготовленный автором, позволяет измерять напряжение в интервале 2,5 мВ… 25 В на 11 поддиапазонах. Полоса рабочих частот 100 Гц …75 МГц. Погрешность измерения не превышает 5 %.
Принципиальная схема прибора приведена на рис.2. Линеаризирующий каскад, выполненный на операционном усилителе DA1, работает на поддиапазонах «О…12,5 мВ», «0…25 мВ», «0…50 мВ» «0…125 мВ», «0…250 мВ», «О…500 мВ», «0…1,25 В». На остальных поддиапазонах амплитудная характеристика диода VD1 близка к линейной, поэтому вход оконечного каскада (на микросхеме DA2) подключен к выходу щупа через резистивный делитель напряжения (R7—R11). Кондснсаторы С4—С6 предотвращают самовозбуждение операционного усилителя DA2 и уменьшают возможные наводки на его вход.
В приборе использован миллиамперметр с током полного отклонения 1 мА. Подстроенные резисторы R14, R16—R23 — СП5-2. Резистор R7 составлен из двух сопротивлением 300 кОм, соединенных последовательно, R10 и R11 — из двух сопротивлением по 20 кОм. Диоды VD1, VD2 — германиевые высокочастотные.
О перациоиные усилители КР544УД1А можно заменить на любые другие с большим входным сопротивлением.
Особых требований к конструкции прибора не предъявляется. Конденсаторы Cl, С2, диод VDI и резистор RI монтируют в выносной головке, которую соединяют с прибором экранированным проводом. Ось переменного резистора R12 выведена на лицевую панель.
Налаживание начинают с установки стрелки измерительного прибора на нулевую отметку. Для этого переключатель SA1 переводят в положение «25 В», вход прибора соединяют с корпусом, а необходимую корректировку производят резистором R14. После этого переходят на диапазон «250 мВ», регулировкой резистора R12 устанавливают стрелку измерительного прибора на нулевую отметку и подбором резистора R2 добиваются наилучшей линейности шкалы. Затем проверяют линейность шкалы на остальных диапазонах. Если достичь линейности не удается, следует заменить один из диодов на другой экземпляр. Затем подстроечными резисторами R16—R23 калибруют прибор на всех диапазонах.
Примечание. Обращаем внимание читателей, что согласно справочным данным максимальные постоянные и импульсное обратные напряжения для примененного автором статьи в выносном щупе (диод ГД507А) равны 20 В. Поэтому далеко не каждый экземпляр этого типа диодов сможет обеспечить работу прибора на двух последних поддиапазонах.

Прибор предназначен для измерения переменного напряжения в трех поддиапазонах – до 10 mV, до 30 mV, до 100 mV и до 300mV. Диапазон частоты измеряемого переменного напряжения от 20 Hz до 10 MHz. Погрешность измерения при правильном налаживании укладывается в +_5%. Входное сопротивление на всех пределах измерения 1 MOm.

Прибор стрелочный, питающийся от внешнего источника стабилизированного постоянного напряжения +_15V.
Милливольтметр построен по схеме прецизионного выпрямителя на основе операционного усилителя А1 и выпрямительного моста на германиевых диодах VD1-VD4.
Входное переменное напряжение, величину которого нужно измерить подается через разъем «Вход».

Здесь есть разделительный конденсатор С1, задача которого в том, чтобы не пускать на вход прибора постоянное напряжение, потому что в цепи, в которой нужно измерить величину переменного напряжения может быть и постоянная составляющая, например, напряжение смещения. Резистор R1 соединяет прямой вход ОУ А1 с нулем, этой же цели служит и подстроечный конденсатор С2.

На выходе операционного усилителя включен диодный мост VD1-VD4, который фактически включен в цепь отрицательной обратной связи операционного усилителя, так как включен между его выходом и инверсным входом. На выходе моста включена стрелочная измерительная головка, – микроамперметр со шкалой полного отклонения стрелки 100мкА (типа М265). Таким образом получается что между выходом ОУ и его инверсным входом включен микроамперметр Р1 (через выпрямительный мост). Он образует одно сопротивление цепи ООС, а второе сопротивление выбирается переключателем S1 в зависимости от нужного предела измерения.

Как известно, коэффициент передачи ОУ зависит от соотношения этих сопротивлений. Поскольку, амплитудно – частотная характеристика операционного усилителя не равномерна во всем диапазоне частот, и с увеличением частоты его коэффициент передачи определенным образом снижается, в цепь ООС добавлены реактивные сопротивления, в частности, конденсаторы СЗ, С4 и индуктивность L1. Они вносят частотную коррекцию, обеспечивая наиболее равномерную АЧХ прибора во всем диапазоне рабочих частот.

Переменный резистор R2 служит для балансировки операционного усилителя. С его помощью перед началом измерения стрелку прибора устанавливают на нулевое значение. Желательно чтобы переменный резистор R2 был многооборотным. Перед первым включением питания его нужно предварительно установить примерно в среднее положение.

Налаживание следует начать измеряя напряжение частотой в один или несколько kHz. При этом откалибровать прибор резисторами R3, R5, R7, R8. Затем на наибольшей частоте (около 10MHz) подбором СЗ, С4 и при необходимости L1 добиться таких же показаний. То есть, нужен генератор НЧ, генератор ВЧ и образцовый милливольтметр.

ВЧ вольтметр с линейной шкалой
Роберт АКОПОВ (UN7RX), г. Жезказган Карагандинской обл., Казахстан

Одним из необходимых приборов в арсенале радиолюбителя-коротковолновика, безусловно, является высокочастотный вольтметр. В отличие от НЧ мультиметра или, например, компактного ЖК осциллографа, такой прибор в продаже встречается редко, да и стоимость нового фирменного довольно высока. Посему, когда назрела необходимость в таком приборе, он был построен, причем со стрелочным миллиамперметром в качестве индикатора, который, в отличие от цифрового, позволяет легко и наглядно оценивать изменения показаний количественно, а не путем сравнения результатов. Это особенно важно при налаживании устройств, где амплитуда измеряемого сигнала постоянно меняется. В то же время точность измерения прибора при использовании определенной схемотехники получается вполне приемлемой.

На схеме в журнале опечатка: R9 должен быть сопротивлением 4,7 МОм

ВЧ вольтметры можно разделить на три группы. Первые построены на базе широкополосного усилителя с включением диодного выпрямителя в цепь отрицательной ОС . Усилитель обеспечивает работу выпрямительного элемента на линейном участке ВАХ. В приборах второй группы применяют простейший детектор с высокоомным усилителем постоянного тока (УПТ). Шкала такого ВЧ вольтметра на нижних пределах измерений нелинейна, что требует применения специальных градуировочных таблиц либо индивидуальной калибровки прибора . Попытка в какой-то мере линеаризировать шкалу и сдвинуть порог чувствительности вниз путем пропускания небольшого тока через диод проблему не решает. До начала линейного участка ВАХ эти вольтметры являются, по сути, индикаторами . Тем не менее такие приборы, как в виде законченных конструкций, так и приставок к цифровым мультиметрам, весьма популярны, о чем свидетельствуют многочисленные публикации в журналах и сети Интернет.
Третья группа приборов использует линеаризацию шкалы, когда линеаризирующий элемент включен в цепь ОС УПТ для обеспечения необходимого изменения усиления в зависимости от амплитуды входного сигнала. Подобные решения нередко используют в узлах профессиональной аппаратуры, например, в широкополосных высоколинейных измерительных усилителях с АРУ, либо узлах АРУ широкополосных ВЧ генераторов. Именно на таком принципе построен описываемый прибор, схема которого с незначительными изменениями заимствована из .
При всей очевидной простоте ВЧ вольтметр имеет очень неплохие параметры и, естественно, линейную шкалу, избавляющую от проблем с градуировкой.
Диапазон измеряемого напряжения — от 10 мВ до 20 В. Рабочая частотная полоса — 100 Гц…75 МГц. Входное сопротивление — не менее 1 МОм при входной емкости не более нескольких пикофарад, которая определяется конструкцией детекторной головки. Погрешность измерений — не хуже 5 %.
Линеаризирующий узел выполнен на микросхеме DA1. Диод VD2 в цепи отрицательной ОС способствует повышению усиления этой ступени УПТ при малых значениях входного напряжения. Снижение выходного напряжения детектора компенсируется, в результате показания прибора приобретают линейную зависимость. Конденсаторы С4, С5 предотвращают самовозбуждение УПТ и уменьшают возможные наводки. Переменный резистор R10 служит для установки стрелки измерительного прибора РА1 на нулевую отметку шкалы перед проведением измерений. При этом вход детекторной головки должен быть замкнут. питания прибора особенностей не имеет. Он выполнен на двух стабилизаторах и обеспечивает двуполярное напряжение 2×12 В для питания операционных усилителей (сетевой трансформатор на схеме условно не показан, но входит в состав набора для сборки).

Все детали прибора, за исключением деталей измерительного щупа, смонтированы на двух печатных платах из односторонне фольгированного стеклотекстолита. Ниже приведена фотография платы УПТ, платы а питания и измерительного щупа.

Миллиамперметр РА1 — М42100, с током полного отклонения стрелки 1 мА. Переключатель SA1 — ПГЗ-8ПЗН. Переменный резистор R10 — СП2-2, все подстроечные резисторы — импортные многооборотные, например 3296W. Резисторы нестандартных номиналов R2, R5 и R11 могут быть составлены из двух, включенных последовательно. Операционные усилители можно заменить другими, с высоким входным сопротивлением и желательно с внутренней коррекцией (чтобы не усложнять схему). Все постоянные конденсаторы — керамические. Конденсатор СЗ смонтирован непосредственно на входном разъеме XW1.
Диод Д311А в ВЧ выпрямителе выбран из соображения оптимальности максимально допустимого ВЧ напряжения и эффективности выпрямления на верхней измеряемой частотной границе.
Несколько слов о конструкции измерительного щупа прибора. Корпус щупа изготовлен из стеклотекстолита в виде трубки, поверх которой надет экран из медной фольги.

Внутри корпуса размещена плата из фольгированного стеклотекстолита, на которой смонтированы детали щупа. Кольцо из полоски луженой фольги примерно посредине корпуса предназначено для обеспечения контакта с общим проводом съемного делителя, который можно навинтить вместо наконечника щупа.
Налаживание прибора начинают с балансировки ОУ DA2. Для этого переключатель SA1 устанавливают в положение «5 В», замыкают вход измерительного щупа и подстроечным резистором R13 устанавливают стрелку прибора РА1 на нулевую отметку шкалы. Затем переключают прибор в положение «10 мВ», на его вход подают такое же напряжение, и резистором R16 устанавливают стрелку прибора РА1 на последнее деление шкалы. Далее на вход вольтметра подают напряжение 5 мВ, стрелка прибора должна быть примерно на середине шкалы. Линейности показаний добиваются подборкой резистора R3. Ещё лучшей линейности можно добиться подборкой резистора R12, однако следует иметь в виду, что это повлияет на коэффициент усиления УПТ. Далее калибруют прибор на всех поддиапазонах соответствующими подстроечными резисторами. В качестве а образцового напряжения при градуировке вольтметра автор использовал генератор Agilent 8648A (с подключенным к его выходу эквивалентом нагрузки сопротивлением 50 Ом), имеющий цифровой измеритель уровня выходного сигнала.
Всю статью из журнала Радио №2, 2011 можно загрузить отсюда
ЛИТЕРАТУРА:
1. Прокофьев И., Милливольтметр-Q-метр. — Радио, 1982, №7, с. 31.
2. Степанов Б., ВЧ головка к цифровому мультиметру. — Радио, 2006, № 8, с. 58, 59.
3. Степанов Б., ВЧ вольтметр на диоде Шоттки. — Радио, 2008, № 1, с. 61, 62.
4. Пугач А., Высокочастотный милливольтметр с линейной шкалой. — Радио, 1992, № 7, с. 39.

Стоимость печатных плат (щупа, основной платы и платы БП) с маской и маркировкой: 160 грн.

Стоимость набора для сборки ВЧ вольтметра (как на фото под схемой, переключатель ПГК): 540 грн.

Миллиамперметр М2001 или М4202 с током полного отклонения стрелки 1 мА (в состав набора не входит) — 150 грн.

Состав набора можно увидеть здесь >>>

Для заказа просьба обращаться сюда >>> или сюда >>>

Мирного неба, удачи, добра! 73!

Стрелочный вольтметр

Параметры и особенности стрелочных вольтметров

И хоть мы уже давно привыкли к цифровым вольтметрам, в природе всё ещё встречаются и стрелочные.

В некоторых случаях их применение может быть более удобным и практичным, чем использование современных цифровых.

Если в ваши руки попал стрелочный вольтметр, то желательно узнать его основные характеристики. Их легко определить по шкале и надписях на ней. В мои руки попал встраиваемый вольтметр М42300.

Внизу, под шкалой, как правило, есть несколько значков и указана модель прибора. Так, значок в виде подковы (или изогнутого магнита) означает, что это прибор магнитоэлектрической системы с подвижной рамкой.

На следующем снимке можно разглядеть такую подковку.

Горизонтальная чёрточка указывает на то, что данный измерительный прибор рассчитан на работу с постоянным током (напряжением).

Тут же стоит уточнить, почему речь идёт о постоянном токе. Не секрет, что стрелочными бывают не только вольтметры, но и огромное количество других измерительных приборов, например, тот же аналоговый амперметр или омметр.

Действие любого стрелочного прибора основано на отклонении катушки в поле магнита при прохождении постоянного тока по этой самой катушке. Чтобы отобразить с помощью стрелки показания на шкале прибора, ток должен быть постоянным.

Если он будет переменным, то стрелка будет отклоняться вправо-влево с частотой переменного тока, который протекает через обмотку катушки. Чтобы измерить величину переменного тока или напряжения в измерительный прибор встраивают выпрямитель.

Именно поэтому, под шкалой прибора указывается тип тока, с которым он способен работать: постоянным или переменным.

Далее на шкале прибора можно обнаружить целое или дробное число, вроде 1,5; 1,0 и подобное. Это класс точности прибора, выраженный в процентах %. Понятно, чем меньше число, тем лучше – показания будут точнее.

Также можно увидеть такой знак – две пересекающиеся черты под прямым углом. Этот знак указывает на то, что рабочее положение прибора вертикальное.

При горизонтальном положении показания могут быть менее точные. Иными словами прибор может «врать». Стрелочный вольтметр с таким значком лучше устанавливать в прибор вертикально и исключить существенный наклон.

А вот такой знак говорит о том, что рабочее положение прибора — горизонтальное.

Ещё один интересный знак – пятиконечная звезда с цифрой внутри.

Данный знак предупреждает о том, что между корпусом прибора и его магнитоэлектрической системой напряжение не должно превышать 2кВ (2000 вольт). На это стоит обращать внимание при эксплуатации вольтметра в высоковольтных установках. Если вы планируете использовать его в блоке питания на 12 – 50 вольт, то беспокоиться не стоит.

Как считывать показания со шкалы стрелочного вольтметра?

Для тех, кто впервые видит шкалу прибора, возникает вполне резонный вопрос: «А как же считывать показания?» На первый взгляд ничего непонятно .

На самом деле всё просто. Чтобы определить минимальное деление шкалы нужно определить ближайшее число (цифру) на шкале. Как видим на шкале нашего М42300 – это 2.

Далее считаем количество промежутков между чёрточками до первого числа или цифры – в нашем случае до 2. Их оказывается 10. Далее делим 2 на 10, получаем 0,2. То есть, расстояние от одной маленькой чёрточки до соседней, равно — 0,2 вольта.

Вот мы и нашли минимальное деление шкалы. Таким образом, если стрелка прибора отклонится на 2 маленьких деления, то это будет означать, что напряжение равно 0,4V (2 * 0,2V = 0,4V).

Практический пример.

В наличии уже знакомый нам встраиваемый вольтметр модели М42300. Прибор предназначен для измерения постоянного напряжения до 10 вольт. Шаг измерения — 0,2 вольта.

Прикручиваем к клеммам вольтметра два провода (соблюдаем полярность!), и подключаем севшую батарейку на 1,5 вольта или любую попавшуюся.

Вот такие показания я увидел на шкале прибора. Как видим, напряжение батарейки равно 1 вольту (5 делений * 0,2V = 1V). Пока фотографировал, стрелка вольтметра упорно двигалась к началу шкалы — батарейка отдавала последние «соки».

Кроме этого мне стало интересно, какой ток потребляет сам стрелочный вольтметр. Поэтому вместо батарейки я подключил блок питания и выставил на выходе 10 вольт — чтобы стрелка прибора отклонилась на всю шкалу. Далее я подключил в разрыв цепи цифровой мультиметр и измерил ток.

Оказалось, ток, потребляемый стрелочным вольтметром, составил всего 1 миллиампер (1 мА). Его достаточно, чтобы стрелка отклонилась на всю шкалу. Это очень мало. Поясню свой намёк.

Получается, что стрелочный вольтметр экономичнее цифрового. Посудите сами, любой цифровой измерительный прибор имеет дисплей (ЖК или светодиодный), контроллер, а также буферные элементы для управления дисплеем. И это только часть его схемы. Всё это потребляет ток, садит батарею или аккумулятор. И если в случае вольтметра с жидкокристаллическим дисплеем потребляемый ток невелик, то при наличии активного светодиодного индикатора, потребляемый ток будет уже существенный.

Вот и получается, что для портативных приборов с автономным питанием иногда разумнее использовать классический стрелочный вольтметр.

При подключении вольтметра к цепи следует помнить о нескольких простых правилах.

  • Во-первых, вольтметр (любой, хоть цифровой, хоть стрелочный) необходимо подключать параллельно той цепи или элементу, напряжение на котором планируется измерять или контролировать.

  • Во-вторых, следует учитывать рабочий диапазон измерений. Узнать его легко – достаточно взглянуть на шкалу и определить последнее число на шкале. Это и будет граничное напряжение для измерения данным вольтметром. Естественно, есть и универсальные вольтметры, с выбором предела измерения, но сейчас речь идёт о встраиваемом стрелочном вольтметре с одним пределом измерения.

    Если подключить вольтметр, например, со шкалой измерения до 100 вольт, в цепь, где напряжение превышает эти 100 вольт, то стрелка прибора будет уходить за пределы шкалы, «зашкаливать». Такое положение дел рано или поздно приведёт к порче магнитоэлектрической системы.

  • В-третьих, при подключении стоит соблюдать полярность, если вольтметр рассчитан на измерение постоянного напряжения. Как правило, на клеммах (или хотя бы у одной) указывается полярность – плюс «+» или минус «-» . При подключении вольтметров, рассчитанных на измерение переменного напряжения, полярность подключения не имеет значения.

Надеюсь, теперь вам будет проще определить основные характеристики стрелочного вольтметра, а самое главное, применить его в своих самоделках, например, встроив его в блок питания с регулируемым выходным напряжением . А если сделать светодиодную подсветку его шкалы, то он будет выглядеть вообще шикарно! Согласитесь, такой стрелочный вольтметр будет смотреться стильно и эффектно.

Главная &raquo Радиоэлектроника для начинающих &raquo Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

  • Как измерить сопротивление цифровым мультиметром?

  • Как узнать мощность трансформатора?

Как пользоваться мультиметром: подробная инструкция для чайников

Мультиметр — прибор для измерения параметров электрической цепи и ее элементов. Это устройство позволяет решать множество задач и применяется не только в профессиональной деятельности, но и в быту. Для тех, кто приобрел тестер и начинает его осваивать, актуален вопрос — как пользоваться мультиметром. Это не так сложно, как кажется на первый взгляд.

Для чего нужен

Функционал приборов достаточно широк. С их помощью можно найти напряжение и силу тока в цепи, электрическое сопротивление, емкость конденсаторов, параметры транзисторов. Стандартный набор функций включает режим прозвонки с подачей звукового или светового сигнала. Некоторые модели предусматривают возможность измерения температуры, электромагнитной индуктивности, частоты переменного тока.

Недавно закончили статьи как выбрать торцовочную пилу и сделать ящик своими руками, читайте и пишите свои комментарии.

Виды

Современные мультиметры классифицируются на 2 вида:

  • стрелочные (аналоговые);
  • цифровые.

Стрелочные приборы, известные под названием авометр или «цешка», используются еще с советских времен.

Их преимущества:

  • стабильные показания;
  • устойчивость к помехам;
  • недорогая цена.

Недостатки:

  • большая погрешность измерения;
  • низкая чувствительность;
  • сложность считывания показателей для неопытных пользователей;
  • необходимость соблюдения полярности;
  • подверженность механическим воздействиям.

Электронные мультиметры — устройства более современные, позволяющие измерить нужные характеристики с высокой точностью. Они оснащены контроллером с аналого-цифровым преобразователем, анализатором напряжения, жидкокристаллическим экраном. Цена их выше, чем аналоговых приборов, но зато пользоваться ими гораздо удобнее.

Преимущества электронных тестеров:

  • функциональность;
  • погрешность в пределах 0,1-1% в зависимости от разрядности прибора;
  • удобная подача информации на цифровой дисплей, включая установленный режим и единицы измерения;
  • работоспособность в любом положении;
  • изменение полярности не вызывает искажения значения напряжения, оно указывается со знаком минус.

Недостаток электронных тестеров — чувствительность к электромагнитным и радиопомехам.

Особенности конструкции

Цифровой мультиметр — легкий компактный прибор, который удобно держать в руке. Работает он от обычных батареек. В пластмассовом корпусе расположена электронная начинка и блок питания.

В комплект включен набор щупов —металлических заостренных стержней с изоляцией и штекерами для подключения к разъемам. Некоторые модели снабжены дополнительными термопарами.

На корпусе расположены гнезда:

  • СОМ — для общих измерений, подключается всегда черный щуп (нулевая клемма);
  • отверстия для измерения тока до 10 или 20 А, для красного щупа (фазная клемма);
  • для тока до 200 мА, отрицательный контакт для термопары;
  • для измерения других параметров, плюсовой контакт для термопары.

В центре устройства — дисковый переключатель, с помощью которого устанавливается нужный режим. Обозначения измеряемых величин и их диапазон нанесены по кругу. Переключение производится поворотом указателя со стрелкой или другой меткой на конце. На корпусе некоторых моделей предусмотрены также дополнительные контакты для измерения температуры, характеристик конденсаторов, катушек или транзисторов.

В профессиональной среде популярны электронные тестеры с токоизмерительными клещами. Они предназначены для определения параметров тока без размыкания цепи. Проводник помещают между магнитопроводами. Электромагнитное поле вызывает колебания в датчиках, которые преобразуются мультиметром в искомые величины — силу тока, напряжение, частоту.

Наибольшими возможностями обладают приборы профессионального класса с собственным программным обеспечением. Это стационарные устройства с питанием от сети, которые подключаются к компьютерам.

Режимы работы

Для измерения определенной характеристики нужно выставить правильный режим работы. С помощью кругового переключателя выбирается один из вариантов для нахождения:

  • напряжения переменного тока — ACV;
  • силы постоянного тока — DCA;
  • напряжения постоянного тока — DCV;
  • коэффициента усиления транзистора — hFE;
  • режим проверки диодов — графический знак «диод»;
  • электрического сопротивления — Ω.

Питание подключается поворотом диска или кнопкой «power». В некоторых мультиметрах кнопками активируется подсветка или заморозка экрана («hold»). Если на основном переключателе не предусмотрены раздельные шкалы для измерения переменного и постоянного напряжения или силы тока, то с помощью специальной кнопки можно установить нужный режим.

Для определения емкости конденсатора на корпусе может быть отдельный выход. На шкале прибора выделяется блок, обозначенный Fcx.

Как измерять: подробная инструкция

Индустрия электротехнических приборов выпускает модели тестеров с различными интерфейсами. Изготовители описывают, как пользоваться мультиметром в подробной инструкции. Но зачастую, особенно в комплектации дешевых товаров, инструкция отсутствует или напечатана на английском языке. Несмотря на некоторые отличия, проведение измерений в разных устройствах производится по общим принципам.

Напряжение

При работе с электрической цепью под напряжением требуется соблюдать осторожность.

Первый шаг — установить режим работы и диапазон величин. Для этого нужно знать, постоянный или переменный ток в цепи. Диапазон рекомендуется сначала выставить по максимуму (если напряжение неизвестно) или выше границы действующего потенциала. Для сети 220 В это 600 или 750 В.

Второй шаг — черный щуп подключить к гнезду СОМ, красный к разъему для определения напряжения.

Подключение щупов для измерения напряжения

Третий — непосредственно измерение. Для этого завести концы проводов в гнезда розетки или, например, к полюсам батарейки.

Замер потенциала батарейки

На экране высветится значение напряжения в вольтах. Зафиксировать число можно нажатием кнопки HOLD (при наличии). Это очень удобная функция, особенно если измерений много.

При несоблюдении полярности величина будет со знаком «минус». В цифровых мультметрах, в отличие от стрелочных, это не критично.

Сопротивление

Мультиметр позволяет определить сопротивление в элементах, участках цепи или простейших электрических приборах без подачи напряжения. Такие замеры неопасны, так как обесточенные объекты не создают угрозы.

Последовательность работы:

  1. Выставить переключателем нужный режим в максимальном диапазоне.
  2. Подключить провода к соответствующим разъемам.
  3. Проконтролировать состояние прибора. Для этого соединить концы щупов между собой. Дисплей покажет «0» или незначительное сопротивление самих проводников, которое учитывается при высокоточных расчетах.
  4. Измерить сопротивление прикосновением к выводам исследуемого объекта. Часто для этого пользуются зажимами «крокодил». Работать будет удобнее, а показания точнее.

Прибор автоматически выдает значение сопротивления в Ом. Для правильного результата достаточно 2 попыток.

Определение сопротивления элемента

Если цепь разомкнута и нет контакта, на дисплее появится единица.

Сила тока

Для того, чтобы измерить силу тока в цепи, нужно встроить прибор в цепь, то есть последовательно.

Мультиметр встраивается в разрыв цепи

Оптимально, если возможно подключить провода к разборным разъемам. В противном случае потребуется изготовить какое-либо приспособление. Удобно использовать обычный электрический провод с вилкой на одном конце и двойной розеткой на другом.

Важно правильно разнести провода: фазу на контакт одной розетки, 0 — другой, а между оставшимися контактами установить перемычку. Для определения силы тока к первой розетке подключают нагрузку, ко второй — тестер. Цепь замыкается, и на экране мультиметра появляется искомое значение.

Приспособление для замеров силы тока

Измерение тока небезопасно как для замерщика, так и прибора. При перегрузке устройство может сгореть.

Чтобы минимизировать возможный риск, нужно соблюдать определенные правила:

  • Начинать с максимального диапазона. Даже при низком напряжении сила тока может быть очень большой.
  • Если показания прибора меньше нижней границы ( 200 или 500 мА в различных моделях), переустановить красный провод в соответствующее гнездо и снять точные измерения уже в более узком диапазоне.
  • Ограничивать длительность замеров и паузы между ними. Если не соблюдать временной режим, мультиметр перегреется и выйдет из строя.

Подключение красного щупа при токе свыше 200 мА

Прозвон

Чтобы определить целостность цепи и предохранителей, производится прозвонка проводов:

  • Первый шаг — установить переключатель в режим измерения сопротивления на минимальный диапазон.
  • Второй — подключить щупы к прибору и концам участка провода или шнура.

Если участок целый, раздастся звуковой сигнал. На экране появится значение сопротивления, близкое к 0.

Прозвонка провода

Когда звука нет, а цифры «скачут» — напряжение отсутствует, а цепь разомкнута.

Прозвонка напряжения и заземления источника тока

Установить регулятор в позицию измерения переменного напряжения. Нулевую и фазную клемму вставить в гнезда розетки. На дисплее должны появиться эталонные 220 В, возможно с небольшим отклонением.

Прозвонка розетки

Затем оставить один контакт в гнезде розетки, а второй присоединить к заземлению розетки.

Если между фазой и землей есть потенциал, то все в порядке — заземление работает.

Емкость конденсатора

Перед замерами конденсатор необходимо разрядить, чтобы не повредить мультиметр. Для этого замкнуть выводы отверткой с изолированной ручкой между собой.

Порядок измерения емкости:

  1. Установить переключателем режим Fcx.
  2. В специальное гнездо вставить выводы конденсатора или приложить в ним наконечники щупов.
  3. Снять значение прибора, указанное в Фарадах.

Определение емкости

Если в конденсаторе обрыв, сопротивление будет бесконечным. При пробое оно меньше номинального кратно величине пробоя.

Температура

Если мультиметр поддерживает функцию измерения высоких температур, изготовители комплектуют прибор термопарой. Она представляет собой цепь из разнородных проводников, между контактами которых при разнице температур возникает электрический потенциал.

Как определить величину дистанционно:

  1. Установить переключатель на режим измерения температуры (обозначение шкалы TEMP °С).
  2. Подключить термопару, соблюдая полярность, к входу мультиметра.
  3. Конец термопары максимально приблизить к нагретому объекту.

Экран покажет температуру среды в градусах Цельсия или по Фаренгейту в зависимости от выбранных единиц.

Измерение температуры нагретого предмета с помощью термопары

Если полярность не соблюдена, температура будет падать.

Правила безопасности работы с мультиметром

При работе с напряжением, как постоянным, так и переменным, нужно быть очень осторожным:

  • Нельзя подключать прибор к напряжению свыше 600 В относительно заземления.
  • Не касаться щупов двумя руками. Иначе при пробое изоляции возможен сильный удар током.
  • Держать щуп только за защитными ограничителями, избегая касания открытого наконечника.
  • После отключения приборов из сети выжидать паузу. Накопленный заряд может вызвать поломку тестера или поражение электротоком.
  • При измерении силы тока в режиме I нужно встроить мультиметр последовательно в цепь. Приспособление для этого должно быть максимально надежным.
  • Проводить замеры следует быстро, чтобы избежать преждевременной разрядки батареи и возможного перегрева элементов схемы прибора.
  • Не рекомендуется работать с цепью под напряжением одному, особенно если нет достаточного опыта.

Видеообзоры популярных мультиметров

Мультиметр dt 830b как пользоваться видеоинструкция

Мультиметр dt 832 как пользоваться видеоинструкция

Мультиметр dt 838 как пользоваться видеоинструкция

Мультиметр dt9208a как пользоваться видеоинструкция

Мультиметр DT-61 как пользоваться видеоинструкция

Зная, как использовать цифровой мультиметр правильно и безопасно, можно решить различные задачи. Простейшие модели пригодятся в быту, более сложные — для профессиональных и любительских целей. Современные электронные устройства помогут измерить параметры максимально быстро и просто.

Слово мультиметр складывается из двух слов: multi – много и meter – измерения, измерительный прибор. Эти определения можно найти в англо-русском словаре multitran, и поэтому, с полной уверенностью можно сказать, что мультиметр это множество измерительных приборов «упакованных» в одну небольшую коробочку. Все эти измерительные приборы предназначены для измерений в электрических цепях, и начать рассказ об электрических измерениях, не вспомнив закон Ома, было бы непростительно.

В школьных учебниках про закон Ома для участка цепи написано так: «Ток в цепи (I) прямо пропорционален напряжению (U), и обратно пропорционален сопротивлению (R)». Все, кто занимается электричеством серьезно, знают эту фразу как Отче наш. И то сказать, не зная закон Ома – сиди дома.

Если закон Ома записать в виде математической формулы, то получится совсем просто: I=U/R.

Это закон Ома для участка цепи, которым мы здесь и ограничимся. Для получения правильных результатов следует в формулу подставлять значения тока в Амперах, напряжения в Вольтах, сопротивления в Омах. Первые буквы заглавные, поскольку единицы измерения произошли от фамилий ученых, открывших эти законы.

Правда, не возбраняется подставлять, например, сопротивление в килоомах (1 КОм = 1000 Ом), тогда ток получится в миллиамперах (1 мА = 0,001 А). Такой подстановкой в слаботочных цепях пользоваться приходится достаточно часто.

Простейшая электрическая цепь, показанная на рисунке 1, состоит из источника напряжения, соединительных проводов, выключателя и нагрузки. Но на примере этой цепи можно увидеть все, что упоминается в законе Ома, все, что можно измерить с помощью приборов, ознакомиться с подключением амперметра, вольтметра и омметра.

Рисунок 1. Простейшая электрическая цепь

Для проведения измерений токов, напряжений и сопротивлений потребуются три различных прибора: амперметр, вольтметр и омметр. Подключение приборов показано на рисунке 2.

Рисунок 2. Подключение измерительных приборов к электрической цепи

Из этого рисунка понятно, что амперметр включается в разрыв электрической цепи последовательно с нагрузкой, вольтметр подключается параллельно участку цепи, омметр также параллельно исследуемому участку, но напряжение питания при этом должно быть отключено, или вовсе проверяется никуда не подключенная деталь. Конечно, можно померить сопротивления резисторов R1, R2, не выпаивая их из схемы, только не забыть отключить питание.

Что не надо делать или верные способы спалить мультиметр

Вот тут сразу можно сделать несколько замечаний, задать несколько каверзных вопросов. Что будет, если поменять местами, перепутать, например, вольтметр и амперметр?

Вольтметр, включенный в разрыв цепи вместо амперметра особых неприятностей, скорей всего, не принесет: большое внутренне сопротивление вольтметра ограничит ток на таком уровне, что схема просто перестанет работать, как будто разомкнули выключатель.

Совсем другое дело, если амперметр включить на место вольтметра, например, вместо V1. Ток через амперметр достигнет максимума, который способен выдать источник питания, поскольку внутреннее сопротивление амперметра очень маленькое (при нормальном режиме измерения, чем меньше, тем лучше).

В случае гальванического элемента это не особо и страшно, поскольку ток ограничится внутренним сопротивлением батареи, а предел измерения амперметра достаточно большой (10 или более Ампер).

Именно так можно проверить гальванический элемент размера AA или AAA с напряжением 1,5В. Если элемент исправный, то амперметр покажет ток не менее 1А, или даже больше, в то время, как ток разряженного элемента не более нескольких миллиампер или вовсе никакого тока и нет.

Но такая рекомендация абсолютно непригодна для проверки аккумуляторов этих же размеров: аккумуляторы очень не любят коротких замыканий, и даже могут взорваться! Даже если до взрыва дело не дойдет, зарядить такой аккумулятор будет проблематично.

Если же амперметр (мультиметр в режиме измерения тока) «сунуть» в розетку 220В, то взрыв прибора просто неминуем. То же самое произойдет, если попытаться померить напряжение в розетке мультиметром в режиме измерения сопротивлений. Поверьте, таких случаев было немало. Вот почему не надо, когда не надо, чисто из интереса, мерить напряжение в розетке!

Это просто надо принять как закон, взять себе за правило. Ну, какая разница, сколько в этой розетке 210 или 235В? Ведь вся современная электронная техника работает в очень широком диапазоне напряжений, чему способствуют современные импульсные блоки питания.

Много приборов для простых измерений

Показанная на рисунке 2 электрическая цепь питается от источника постоянного тока – гальванической батареи, поэтому амперметр и вольтметр должны быть предназначены для измерения в цепях постоянного тока. Если же питание даже такой простой схемы осуществляется переменным током (220В, выключатель, лампочка), то и приборы потребуются переменного тока. Получается, что понадобится целая куча приборов, даже при столь простой схеме!

Эта простая схема показана для того, чтобы освежить в памяти способы подключения приборов. Более подробно об измерении токов и напряжений можно прочитать в статье «Измерения в электрических цепях».

Избавиться от такого количества приборов очень просто: все приборы собрать в одном корпусе и с помощью переключателей к каждому из них подключать одну и ту же измерительную стрелочную головку. Такие приборы когда-то назывались комбинированными или авометрами – АмперВольтОмметр.

Еще одно название этих приборов тестер, от английского test – проверка, проба, поскольку точность измерений такими приборами невелика. Как правило, это приборы 4-го класса точности, т.е. погрешность измерений, составляет 4%, что вполне достаточно для большинства практических целей.

В настоящее время стрелочные тестеры, не то что ушли на покой, но применяются достаточно редко, хотя в некоторых случаях, без них просто не обойтись. Но многие, в основном старые специалисты, предпочитают пользоваться именно стрелочными авометрами. Ну, это кто к чему привык. Вот так, потихоньку, мы подошли к современному комбинированному прибору – мультиметру.

Современный цифровой мультиметр

В отличие от антикварных авометров – тестеров, мультиметр стал прибором цифровым, на упаковочной коробке так и написано «Цифровой мультиметр». Это не от того, что показания выводятся в виде цифр, отличие заключается в самом принципе работы. Измеряемая величина, напряжение, ток или сопротивление с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП) переводится в цифровой код, который затем показывается на цифровом жидкокристаллическом индикаторе.

Кроме, собственно, результатов измерений, на индикаторе может показываться дополнительная информация: состояние заряда батареи (когда батарею пора менять, на дисплее появляется мигающее изображение батарейки) и предупреждение об измерении высоких напряжений. Мультиметры, при небольших габаритах и незначительной цене, обладают высокой точностью измерений, что обеспечило им заслуженную популярность у пользователей.

Проще всего разобраться с устройством и работой прибора, когда он находится в руках. Но, коль скоро, такой возможности нет, то вполне подойдет и картинка с изображением прибора. Достаточно сделать фотографию и снабдить ее пояснительными надписями. Подобная фотография показана на рисунке 3 (для увеличения нажмите на рисунок) .

Рисунок 3. Внешний вид цифрового мультиметра D838

Зачем и кому нужен мультиметр

Мультиметры серии D83X, являются бюджетным вариантом – при минимальной стоимости имеется набор всех, или почти всех режимов работы, которыми пользуется большинство электриков, электронщиков и просто те, кому приходится общаться с электричеством от случая к случаю. Существуют, конечно, и более дорогие модели, имеющие дополнительные пределы измерений и различные эксплуатационные удобства.

Прежде всего, это возможность измерения емкости конденсаторов и индуктивности катушек. Некоторые мультиметры имеют даже режим измерения частоты, правда, он, как правило, ограничен частотами звукового диапазона, до 20КГц. Практически все мультиметры, включая бюджетный вариант, имеют режим измерения коэффициента усиления маломощных транзисторов, но пользуются им не особо часто.

К дополнительным опциям можно также отнести подсветку шкалы (а как же еще проводить измерения ночью?) и кнопку сохранения последнего результата измерений. Такое запоминание дает возможность записать результат в блокнот или в предварительно напечатанную таблицу. Собственно, весьма полезное свойство.

Показанный на рисунке 3 мультиметр DT838 в качестве приятного дополнения, имеет режим измерения температуры: если просто включить мультиметр в этот режим, то с помощью внутреннего температурного сенсора можно наблюдать за температурой в рабочем помещении.

Прибор комплектуется внешней термопарой типа K, которая позволяет измерить температуру до нескольких сотен градусов, например, температуру паяльника или термофена.

Подобные приборы других серий, например, DT832 вместо измерителя температуры имеют встроенный генератор прямоугольных импульсов с фиксированной частотой около 1 КГц, что позволяет проверять, например, усилители звуковой частоты.

Не забывайте выключить мультиметр на ночь

Еще одно из приятных свойств, присущих более дорогим мультиметрам, это автоматическое выключение питания: по истечении 15 минут прибор отключается. Дальнейшая работа возможна лишь при повторном нажатии на кнопку включения прибора.

В приборах, подобных D83x выключение производится установкой единственного переключателя в положение OFF (см. рис. 3). Если очень увлечься работой и забыть выключить прибор, оставить его на ночь (почему-то такое случается чаще всего), то батарейку на следующий день придется поменять.

Стоимость батарейки «Крона» (старое отечественное название, теперь это просто тип 6F22) среднего качества невелика, и купить ее не проблема. Но, тем не менее, даже в одном из последних журналов «Радио» за 2014 год, а именно, в номере 9, появилась статья под названием «Преобразователь для питания цифрового мультиметра».

Преобразователь работает от одной батарейки размера AA или от одного никель-кадмиевого аккумулятора. Там же приведена несложная схема, печатная плата, методика сборки и настройки. В конце статьи дан перечень еще нескольких, более ранних публикаций на эту тему: тоже журналы «Радио» с подобными схемами.

Рисунок 4. Импортная «Крона»

Такая конструкция была уместна во времена советского всеобщего дефицита, когда «достать» батарейку «Крона» было невозможно, как и многое другое. Сейчас собирать такой преобразователь можно лишь только «из любви к искусству».

Вообще, редакция журнала «Радио» в последние годы ведет себя очень странно: вместо того, чтобы публиковать хорошие, интересные материалы, повышать качество публикаций, она (редакция) гоняется по файлообменникам и изымает оттуда свои творения под маркой закона о защите авторских прав.

Пусть читатель не подумает, что это субъективное мнение автора статьи о журнале: на форумах электронщиков на этот счет можно найти предостаточно рассуждений, куда более категоричных.

Приступим к изучению мультиметра

Нередко приходится слышать такие заявления: «Вот, я знаю, как прозвонить провод от электрогитары на обрыв или короткое замыкание. А другого мне и не надо». Чтобы таких заявлений было поменьше, давайте, еще раз обратимся к рисунку 3, который поможет разобраться, что же может измерить мультиметр.

На передней панели мультиметра сразу бросаются в глаза две больших детали: сверху жидкокристаллический индикатор (дисплей), а посередине большая круглая ручка управления. В данном приборе она, собственно, единственная, других попросту нет. Именно этой ручкой и осуществляется переключение режимов работы и пределов измерений на этих режимах. Мультиметры других торговых марок выглядят примерно также.

Для указания на выбранный предел измерений на ручке имеется скос с выдавленным треугольником, что не очень удобно при работе. Если этот треугольник залить белой краской, как показано на рисунке 3, то ошибочных включений будет намного меньше.

Режимы измерений

С помощью только что упомянутой ручки можно выбрать один из режимов измерений. Рассматриваемый мультиметр обеспечивает несколько РЕЖИМОВ:

Измерение постоянных напряжений

Измерение переменных напряжений

Измерение постоянных токов

Прозвонка проводов и полупроводников

Измерение коэффициента усиления транзисторов

Каждый режим измерений, кроме измерения температуры, прозвонки полупроводников и коэффициента усиления транзисторов, разбит на несколько ПРЕДЕЛОВ, что позволяет существенно повысить точность измерений, о чем будет рассказано далее.

В практической работе наиболее часто приходится измерять постоянные напряжения и пользоваться режимом «прозвонки» для определения целостности монтажа или исправности диодов, транзисторов, иногда даже микросхем. Поэтому об этих измерениях придется рассказать достаточно подробно.

Измерение постоянных напряжений

Электронная аппаратура питается от источников постоянного напряжения. Это могут быть аккумуляторы, гальванические элементы, а при питании от сети это блоки питания различных схем и конструкций. Поэтому, при ремонте и наладке электронной аппаратуры чаще всего приходится измерять постоянные напряжения на электродах транзисторов и микросхем, проверять режимы работы по постоянному току. Как пользоваться мультиметром для измерения постоянных напряжений, рассказывается дальше.

На рисунке 3 ручка переключения рода работ установлена в режим измерения постоянных напряжений, причем, на самый высокий предел до 1000В. При этом на дисплее показывается предупреждение об опасности высокого напряжения: HV — (high voltage — высокое напряжение). Такое же предупреждение появится, и на пределе измерения переменного напряжения 750В. Таким образом, сам прибор предупреждает, что на этом диапазоне измерений могут присутствовать опасные для жизни напряжения.

Но это вовсе не обязательно, поскольку на этом пределе можно измерять и напряжения совсем не опасные, например, в автомобильной проводке, где напряжение всего 12В, или просто отдельно взятый гальванический элемент. Правда, результаты измерений будут не очень точными. Более достоверные результаты получатся при измерении на пределе 20В.

Когда цифровые приборы были редкостью, — в основном это были громадные лабораторные приборы «с двумя ручками для переноски», практически все измерения проводились стрелочными авометрами. И тогда существовало такое правило, что наиболее точный результат получится, если в процессе измерения стрелка находится не ниже первой трети шкалы, лучше, если ближе к середине. Например, напряжение 5В можно измерить на пределе 30В, но результат будет точнее, если воспользоваться пределом 10В.

Этой рекомендации следует придерживаться и при работе с цифровым мультиметром, т.е. выбирать самый подходящий предел измерений. Об этом и будет рассказано дальше.

Пределы измерения постоянных напряжений

В РЕЖИМЕ измерения постоянных напряжений имеется пять ПРЕДЕЛОВ:

На пределе 200m (здесь и далее, как написано на приборе рис.3) можно измерять напряжения, не превышающие 200 милливольт, если сказать проще, то всего 0,2В.

Предел 2000m позволяет измерять напряжение до 2В. Например, это позволяет измерить напряжение гальванического элемента или падение напряжения на резисторе в эмиттерной цепи транзистора.

Следующие три предела обозначены просто цифрами без букв: 20, 200, 1000. Это напряжения пределов измерения в Вольтах. Рассуждения о точности измерений могут подтвердить рисунки, показанные ниже. В качестве источника измеряемого напряжения был взят пальчиковый аккумулятор размера AA, просто первое, что попалось под руку, но результаты измерений получились достаточно наглядными.

Измерения на разных пределах

Первое измерение напряжения на аккумуляторе выполнено на пределе 1000, как показано на рисунке 5. Следует обратить внимание на то, что незначащие нули не гасятся на всех пределах.

Здесь удалось намерить ровно 1В, поскольку разрешающая способность этого предела как раз 1В, десятые доли вольта просто не показываются, о чем говорит отсутствие запятой после младшего знака. Если измеряемое напряжение составляет, например, 135,2В, то удалось бы увидеть результат 135В.

Может кто-то скажет: «Подумаешь, две десятых вольта!». Да, во втором случае эти две десятых абсолютно никакой роли не играют, но при измерении напряжения на аккумуляторе такое округление результата измерений недопустимо.

Дело в том, что никель-кадмиевый или металлогидридный аккумулятор считается заряженным, если напряжение на нем не менее чем 1,2В. Если же напряжение всего 1В, то это говорит о том, что аккумулятор нуждается в подзарядке. А ведь именно он просто попался под руку, хотя был ни в чем не виноват.

Переключим предел измерения напряжения на 200. Тут уже появляется десятичная запятая, после которой будут показываться десятые доли вольта. Результат измерений намного ближе к истине, что и можно увидеть на рисунке 6.

Рисунок 6. Напряжение аккумулятора 1,2 В

На пределе измерений 20 результат будет точнее, до сотых долей вольта, посмотрите, на рисунок 7.

Рисунок 7. Напряжение аккумулятора 1,22 В

А на пределе 2000m результат показывается в милливольтах, т.е. с точностью до 1/1000 вольта (1 милливольт). Показано на рисунке 8.

Рисунок 8. Напряжение аккумулятора 1,222 В

Некоторые приборы имеют предел измерения 2 (2 вольта), тогда результат будет выглядеть, как 1,222В. После запятой имеются три знака, что также позволяет проводить измерения с разрешением в 1 милливольт.

Предел 200m позволяет измерить напряжения не выше 0,2В и для рассматриваемого случая (аккумулятор) он не подходит, просто маловат. Прибор, может быть, и не сгорит, но делать этого не следует. Вообще, существует такое ЗОЛОТОЕ правило: если величина измеряемого напряжения (тока) неизвестна хотя бы приблизительно, то измерения следует начинать с самого большего предела измерений!

Уже несколько десятилетий, домашние радиолюбители пользуются многофункциональным прибором – мультиметром. В радио-лабораториях применяются более продвинутые приборы. Точные вольтметры, амперметры, омметры, выполненные в отдельных корпусах.

Профессиональное оборудование достаточно дорого стоит, занимает много места и может применяться только в стационарных условиях. К тому же, вся эта техника требует стационарного источника питания 220 вольт.

Неоспоримый плюс – широчайший диапазон измерений и высокая точность. Для массового потребления такие характеристики необязательны. Необходим универсальный прибор, который можно переносить с места на место, у него должно быть автономное питание, и возможность измерять все необходимые параметры электро радио цепей.

Такой прибор именуется мультиметр (радиолюбители старой школы называют его тестером). Технически создать его не сложно. Используется единый индикатор для отображения измеряемых величин. Изначально это был стрелочный прибор, на шкале которого нанесена разметка как минимум трех основных величин – вольты, амперы и омы.

Преобразование измеряемых параметров в электрическую силу, которая вращает стрелочный механизм, осуществляется несложной схемой. Коммутация входных разъемов и управление режимами работы схемы производится многофункциональным переключателем и кнопками.

Для проверки типовых радиоэлементов (диоды, транзисторы, конденсаторы) предусмотрены отдельные разъемы.
Питание прибора осуществляется с помощью компактных элементов питания. Мультитестер малогабаритный, его можно брать с собой к месту проведения работ. Точность и диапазон измерений, безусловно, не такой, как у профессиональных стационарных приборов.

Однако для большинства задач хватает. Сама управляющая схема достаточно компактна. Минимальные габариты ограничены размерами стрелочного прибора. Если сделать его меньшего размера – снизится точность измерения. Не в смысле параметров схемы, а из-за визуального восприятия. Точную разметку шкалы невозможно будет разместить в компактном размере.

Как пользоваться тестером старого образца

Собственно такие приборы нельзя считать старыми (устаревшими). Стрелочные мультиметры с индексом Ц (цешки) выпускаются и активно применяются до сих пор. Причина в привычном восприятии значений на аналоговой шкале. К тому же, динамичное изменение параметров в реальном времени, легче воспринимается именно при покачивании стрелки.

Как подготовить к работе и пользоваться аналоговым мультиметром?

Как правильно настроить и использовать аналоговый мультиметр смотрите в этом видео.

  1. Проверяем элементы питания. Для этого у большинства приборов есть специальный режим;
  2. Производим калибровку «нуля» прибора. Если напряжение питания уменьшилось – можно выбрать разницу при помощи специального подстроечного резистора. Ручка выведена на панель управления;
  3. Второе применение подстроечного резистора – калибровка при смене диапазона измерений. В основном это касается измерения сопротивлений. При переходе от предела 10 Ом к пределу 10 МОм разброс показаний может достигать 25% длины шкалы;
  4. С помощью кнопок выбирается переменное или постоянное напряжение. При этом в схеме задействуется диодный выпрямитель. Головка прибора работает только от постоянного тока;
  5. Еще одна кнопка задействует шунт. С его помощью чувствительный стрелочный механизм может измерять сопротивление в широких диапазонах;
  6. Для выбора величин измерения, кабели подключаются к соответствующим разъемам. Важно! Коммутацию необходимо соблюдать. Каждый участок схемы рассчитан на определенную силу тока. Если в режиме измерения сопротивления подключиться к участку цепи под напряжением – прибор выйдет из строя;
  7. Подключаемся к измеряемой цепи или детали с помощью щупов или зажимов типа «крокодил» Даже если величина напряжения безопасна, рекомендуется не касаться оголенных контактов руками. Это может повлиять на результаты измерения. Сопротивление сухой кожи человека порядка 100 кОм. Если прижимать резистор пальцами, правильный результат не получить. Тоже самое относится к измерению силы тока в миллиамперах. Сопротивление тела существенно скорректирует значение.

Если вы не знаете, как пользоваться мультиметром – прочитайте инструкцию или посмотрите видео.

Однако управление приборами довольно логично, а обозначения на органах управления исключают неверное толкование. Чтобы понять, как работать с тестером без инструкции – запомните несколько простых правил:

  • Для подключения измеряемого устройства к тестеру, недостаточно выбрать переключателем нужный диапазон измерений. Кабель втыкается в соответствующие разъемы, иногда дополнительно используются кнопки;
  • Сначала устанавливается режим работ, затем производится соединение с измеряемым оборудованием. Важно! Никогда не переключайте режимы работ, если провода находятся под нагрузкой. Вы можете перепутать диапазон измерений, и тестер выйдет из строя;
  • Если вы знаете приблизительное значение измеряемого параметра – устанавливайте диапазон измерений с наименьшим запасом. Чем ближе предел измерений к истинному значению – тем точнее вы получите результат;
  • В случае, когда величина неизвестна даже приблизительно – начинайте измерение с наибольшего диапазона прибора. Получив грубое значение – переключайтесь на более точный предел измерения;
  • При работе с напряжением более 60 вольт, не держитесь за щупы обеими руками. Изоляция может быть повреждена, и вас поразит электрическим током;
  • При работе с напряжением более 380 вольт, применяйте специальные щупы для высоковольтных измерений. Они имеют более высокую степень защиты и противоскользящие упоры.
    Разъемы, которые включаются в прибор, должны иметь дополнительную изолирующую юбку;
  • Если вы не знаете, как пользоваться тестером со стрелочным индикатором (в смысле размещения: вертикально или горизонтально) посмотрите на расположение опорных ножек корпуса. Довольно часто, из-за неправильной ориентации в пространстве, стрелочный механизм искажает результат.

Разметка на шкале стрелочного индикатора не может менять значения при смене диапазона. Поэтому при определении истинной величины необходимо добавлять множитель. В зависимости от того, что измеряет мультиметр, вы выбираете соответствующую шкалу. Например, измерение напряжения. На шкале нанесено 30 делений с цифровой разметкой.

Значение измеряемой величины будет равно показаниям прибора лишь в случае, когда предел измерений на переключателе будет равен 30.Если вы установили диапазон 600 вольт, каждое деление будет равно 20 вольтам. Соответственно, когда стрелка покажет 15 делений, истинное измеренное значение соответствует 300 вольтам.

У начинающих пользователей, не имеющих практики, как пользоваться мультиметром – часто возникают сложности в пересчете. Измерения отнимают много времени. Особенно сложно в реальном времени переводить значения в диапазонах с приставкой милли, микро, кило и прочие степени.

Например, миллиамперы или килоомы. Для быстрого привыкания рекомендуем распечатать таблицы со значениями величин в зависимости от выбранных пределов измерения.

Безусловно, пользоваться цифровым мультиметром проще. Но при этом, вы теряете возможность наблюдать за плавным изменением величин в реальном времени.

Как пользоваться мультиметром с цифровой индикацией?

Для начала разберемся в терминах.

Цифровыми приборами ошибочно считают все тестеры с символьным табло. На самом деле, существуют цифровые мультиметры со стрелочной индикацией. Цифровым или аналоговым правильнее называть способ измерения величин.

Аналоговые приборы используют прямое преобразование измеряемой величины в механическое движение стрелки. Сила тока или напряжение заставляет рамку, на которой закреплена стрелка, сильнее проворачиваться в поле постоянного магнита. В таких тестерах электрическая часть проще в изготовлении, стоимость их ниже. Недостаток – для обеспечения точности требуется настройка механической части.

Как пользоваться тестером с электромеханическим приводом?

Так же, как и любым другим. Только в поверку такой прибор сдается чаще, и его не следует подвергать механическим нагрузкам и вибрации.

Стрелочные мультиметры хоть и считаются устаревшим прототипом новых цифровых, но по прежнему их можно увидеть на заводах или в домашнем использовании. Посмотрите видео как правильно пользоваться аналоговым (стрелочным) мультиметром.

Электронные приборы используют сложную схемотехнику, не имеющую прямой связи со стрелочным механизмом. Измеренная величина преобразуется в дозированное напряжение для стрелочного прибора. Схема в электронных приборах может быть аналоговой или цифровой.

Электронные приборы, в которых данные выводятся на символьный экран, работают только с цифровыми схемами. Считывание информации одновременно и удобно и нет. С одной стороны вы получаете моментальную величину, которую нет необходимости пересчитывать в диапазон измерений.

С другой стороны – цифра воспринимается лишь в статичном виде. Если величина в процессе измерения меняет значение – удобнее работать со стрелкой.

Для большинства начинающих радиолюбителей, навыки, как правильно пользоваться мультиметром – правильнее получать с аналоговыми приборами. На практике обычно наоборот. Новички стараются приобрести именно цифровой прибор.

Преимущества цифрового тестера

  1. Информация на экране соответствует измеряемой величине. Нет необходимости в пересчете. Важно! Главное, привыкнуть к положению запятой и помнить о диапазоне измерений. Переключатель может стоять в положении кОм, а вы будете думать, что измеряли единицы Ом;
  2. Как правило, особенно в дорогих моделях, понятия переключения предела измерений нет. Прибор сам установит диапазон, и оповестит вас об этом сообщением на экране. Есть даже экземпляры, которым не нужно устанавливать переменный/постоянный токи. Характер электрического тока определяется схемой в автоматическом режиме;
  3. Помимо базовых величин: вольты, амперы, омы – в таких тестерах может присутствовать термометр, измеритель частоты, освещенности. То есть, универсальность «цифры» безгранична;
  4. Современные модели (даже эконом класса) имеют дублирующую стрелочную шкалу в виде анимации. Это удобно при динамических измерениях.

Как пользоваться мультиметром с ЖК дисплеем? Так же, как и со стрелочной шкалой. Соблюдая все требования безопасности и придерживаясь пределов измерения. Установить тип измеряемой величины, предел измерений, и соответствующие разъемы.

  • Для вольт/ампер/омов – привычные два кабеля с защищенными щупами;
  • При замере температуры – потребуется датчик на базе терморезистора;
  • Освещенность меряется выносным люксометром.

Если понадобится иная величина – цифровые мультиметры не имеют границ собственного совершенствования.

Подробная видео инструкция использования мультиметра в быту. Примеры и рекомендации по технике замеров.

Практические видео уроки по работе с мультиметром

Начнем с азов. В этом видео расскажем как замерить напряжение в обычной розетке вашего дома.

Измеряем напряжение

Далее научимся измерять силу тока – смотрите видео.

Замер силы тока

Как замерить сопротивление

Как прозвонить провода мультиметром

В создании этой статьи участвовала наша опытная команда редакторов и исследователей, которые проверили ее на точность и полноту.

Количество источников, использованных в этой статье: 9. Вы найдете их список внизу страницы.

Команда контент-менеджеров wikiHow тщательно следит за работой редакторов, чтобы гарантировать соответствие каждой статьи нашим высоким стандартам качества.

Вольтметр — один из самых полезных приборов для выполнения проверки электросети в домашних условиях, если его использовать правильно. Перед использованием вольтметра в первый раз изучите, как правильно пользоваться прибором, и протестируйте его на цепи с низким напряжением, например, на бытовой батарее.

В этой статье описывается, как проверять напряжение. Вас также может заинтересовать использование мультиметра для проверки тока и сопротивления.

, ACV или VAC. Бытовые электросети почти всегда с переменным током.

  • Чтобы проверить напряжение в сети постоянного тока, выберите V–, V—, DCV или VDC. Батарейки и портативные электронные устройства обычно с постоянным током.
  • Электронный ламповый вольтметр, обладающие высоким входным сопротивлением, позволяют измерять напряжения практически на любых участках радиосхем без нарушения режима их работы, например, на электродах ламп, на нагрузке детектора и т. п.

    Описываемый электронный ламповый вольтметр предназначен для измерения постоянных напряжений, а также переменных напряжений низкой (10 гц— 100 кгц) и высокой (10 кгц— 50 Мгц) частот. Он имеет шесть пределов измерения (1,5, 5, 15, 50, 150 и 500 в), одинаковых как для постоянных, так и переменных напряжений. Для измерения напряжений высокой частоты предусмотрена выносная головка (пробник). Входное сопротивление низкочастотного входа на частоте 50 гц составляет примерно 7 Мом. Входная емкость выносной головки около 15 пф. Питается вольтметр от сети переменного тока напряжением 150—250 в. Потребляемая мощность 30 вт.

    Электронный ламповый вольтметр состоит из делителя напряжения, усилителя постоянного тока, двух компенсированных детекторов и стабилизатора напряжения питания. Его принципиальная схема приведена на рисунке.

    Усилитель постоянного тока собран по мостовой схеме. Два плеча моста Образованы двойным триодом Л3, а два других, противоположных плеча — сопротивлениями R16, R17 и R18. В диагональ моста через переключатели П1в и П1г подключается показывающий прибор (микроамперметр).

    Сопротивления нагрузки включены в катодные цепи триодов, что повышает линейность характеристик и уменьшает влияние сеточных токов лампы на работу усилителя. Установка нуля прибора производится изменением соотношения плеч моста при помощи переменного сопротивления R17.

    Левый по схеме триод лампы Л3 через цепь R15С4 подключен к делителю напряжения R8—R14. При подаче на вход прибора положительного напряжения внутреннее сопротивление левого триода лампы уменьшается, а правого увеличивается. В результате происходит разбалансировка моста, в его измерительной диагонали появляется ток и стрелка микроамперметра отклоняется.

    Показания электронный ламповый вольтметр пропорциональны измеряемому напряжению, т. е. шкала его равномерна, так как в выбранных пределах изменения напряжения на сетке лампы внутреннее сопротивление ее изменяется по линейному закону. При измерении положительных напряжений характеристика лампы линейна вплоть до напряжений на ее сетке порядка 40—50 в, при измерении же отрицательных напряжений линейность характеристики лампы нарушается. Для того чтобы можно было пользоваться одной и той же линейной шкалой как при измерении положительных, так и отрицательных напряжений, на сетки обоих триодов лампы Л3 подается постоянное положительное смещение порядка 10 в, получаемое при помощи делителя R19 R20 с заземленной средней точкой.

    Цепь R15 C4 служит для фильтрации переменного напряжения, возникающего на входе усилителя от наводок, создаваемых сетью переменного тока. Кроме того, сопротивление R15 несколько стабилизирует сеточный ток лампы.

    Для измерения переменных напряжений в электронный ламповый вольтметр применены два параллельных детектора с компенсацией: низкочастотный детектор на лампе Л1 и высокочастотный на лампе Л2. Оба они по устройству практически одинаковы, поэтому мы рассмотрим работу одного из них, например, низкочастотного.

    Напряжение подается на левый по схеме, детектирующий диод лампы Л1 через разделительный конденсатор С1 Образующееся на аноде этого диода постоянное напряжение отрицательной полярности через сопротивления R1 и R4 поступает на делитель R8—R14. Как известно, электроны, эмитируемые накаленным катодом лампы, обладают некоторой начальной энергией. Они попадают на анод диода даже при отсутствии ускоряющего поля и заряжают анод до отрицательного напряжения 2—3 в.

    В ламповых диодных детекторах стараются избавиться от этого напряжения, так как оно вызывает нелинейность на чувствительных шкалах, сдвиг нуля при переключении диапазонов и др. В данном приборе указанное начальное напряжение детектора компенсируется таким же напряжением, возникающим на правом, компенсирующем диоде лампы Л1 Его анод заземлен, поэтому начальное напряжение, снимаемое с компенсирующего диода, обратно по знаку начальному напряжению на детектирующем диоде. Складываясь на общем сопротивлении R4 эти напряжения взаимно компенсируются. Изменения напряжения накала, старение лампы и т. п. мало влияют на компенсацию, поскольку параметры диодов лампы меняются примерно одинаково.

    Правый диод в некоторой мере улучшает также линейность характеристики детектора. Действительно, детектор дает напряжение отрицательной полярности, и часть выпрямленного тока замыкается через компенсирующий диод. Чем выше измеряемое переменное напряжение, тем лучше оно детектируется, но одновременно тем большая часть выпрямленного тока замыкается через компенсирующий диод. Из-за влияния нагрузки и некоторого различия параметров диодов осуществить полную компенсацию нелинейности детектора все же не удается.

    Коэффициент передачи напряжения такого детектора меньше единицы. Для того чтобы пределы измерения постоянного и переменного напряжений были одинаковыми, при измерении постоянного напряжения к основному делителю R8—R14 подключают добавочное сопротивление R7; при измерении переменных напряжений — сопротивления R6 или R4.

    Схема высокочастотного детектора отличается от рассмотренной схемы только наличием блокировочного конденсатора С3. В низкочастотном детекторе для блокировки служит конденсатор С4. Высокочастотный пробник подключается к прибору при помощи четырехштырькового разъема Р.

    Для перехода с одного вида измерения на другой служит четырехсекционный переключатель П1. Секция П1а этого переключателя используется для подключения делителя R8—R14 к зажиму U для измерения постоянного напряжения или к выходу соответствующего детектора, секция П1б отключает накал лампы неработающего детектора, а секции П1в и П1г служат для переключения полярности прибора при измерении положительного или отрицательного постоянного напряжения. Добавочное сопротивление R7 смонтировано в щупе.

    Напряжение полного отклонения измерительного прибора (микроамперметра) устанавливают при помощи переменного сопротивления R21 позволяющего регулировать чувствительность вольтметра в целом. Переменные сопротивления R и R6 предназначены для калибровки чувствительности электронный ламповый вольтметр при измерении низкочастотного и высокочастотного напряжений, а также для совмещения шкал по постоянному и переменному напряжениям.

    Для того чтобы показания электронный ламповый вольтметр не менялись при изменении напряжения источника питания (сети переменного тока от 150 до 250 в), в схему введен простейший феррорезонансный стабилизатор, представляющий собой трансформатор питания Тр, сетевая обмотка I которого и конденсатор С6 образуют последовательный колебательный контур, настроенный на частоту 50 гц. Конденсатор С6 должен быть рассчитан на рабочее напряжение не менее 600 в. Сопротивление R22 предназначено для разряда этого конденсатора при выключении вольтметра.

    Детали и конструкция электронный ламповый вольтметр. Трансформатор питания Тр собран на сердечнике из пластин УШ-20, толщина пакета 20 мм. Сетевая обмотка I содержит 2 100 витков провода ПЭЛ 0,3, обмотка II— 1 350 витков ПЭЛ 0,1, накальная обмотка III — 45 витков ПЭЛ 0,7. Для уменьшения наводок, проникающих из сети переменного тока, между сетевой и остальными обмотками трансформатора проложен электростатический экран, выполненный в виде незамкнутой и заземленной на одном конце обмотки IV.

    Сначала наматывают сетевую обмотку (она должна быть тщательно изолирована). Провод этой обмотки необходимо наматывать виток к витку, а каждый ее ряд следует обертывать слоем кабельной бумаги (или тремя-четырьмя слоями парафинированной конденсаторной бумаги). Чтобы витки верхних рядов обмотки на краях каркаса не проваливались в нижние ряды, ленту прокладочной бумаги делают на 2—3 мм шире, чем длина каркаса, а чтобы такая лента укладывалась в каркасе, по краям ее через каждые 2—3 мм прорезают насечки глубиной 2—3 мм. Готовою сетевую обмотку необходимо обернуть двумя-тремя слоями лакоткани (или тремя-четырьмя слоями кабельной бумаги).

    Затем наматывают экранирующую обмотку IV, представляющую собой слой изолированного провода диаметром 0,16—0,2 мм. Выводом этой обмотки служит один из концов провода (другой конец нужно изолировать). Поверх экранирующей обмотки прокладывают два-три слоя кабельной бумаги и наматывают накальную обмотку III. Обернув ее затем кабельной бумагой (один-два слоя), наматывают обмотку II.

    Готовую катушку нужно обернуть тремя-четырьмя слоями бумаги. Чтобы трансформатор не гудел, пластины его сердечника перед сборкой рекомендуется смазать машинным маслом. Делитель R7— R14 может быть составлен из резисторов (сопротивлений) МЛТ-1, МЛТ-0,5 или ВС-0,5. Точность подбора их, определяющая точность всего прибора, не должна быть ниже 1—2%. Резистор R19 нужно взять типа МЛТ-1. Все остальные примененные резисторы могут быть типов МЛТ-0,5 или ВС-0,5 с допусками ±10%. Переменные резисторы R4, R6, R17 и R21 взяты типа СП-2. Ручка резистора R17 для установки нуля выводится на лицевую панель вольтметра. Остальные переменные резисторы размещаются внутри прибора и используются только при его налаживании.

    Переключатель П1 состоит из двух плат на пять положений, а переключатель П2 содержит одну плату (желательно керамическую) на одиннадцать положений. В вольтметре применен микроамперметр типа М24 чувствительностью 100 мка.

    Все детали электронный ламповый вольтметр крепятся на передней его панели, изготовленной из гетинакса. Ящик может быть металлический, но можно изготовить его и из фанеры толщиной 8—10 мм. Надписи и шкалу можно выполнить фотоспособом. Высокочастотный детектор должен быть заключен в латунный или алюминиевый экран, соединенный кабелем с монтажной панелью вольтметра.

    Налаживание электронный ламповый вольтметр. Сначала нужно проверить монтаж, затем подобрать лампы и, наконец, откалибровать прибор.

    При налаживании следует учесть, что стабильность нуля и величина тока сетки в большой степени зависят от типа и экземпляра лампы. В усилителе постоянного тока лучше всего использовать лампу типа 6Н2П, которая имеет малую величину и достаточную стабильность тока сетки. Следует отобрать такой экземпляр лампы, у которой наиболее идентичны ее триодные части и вместе с тем мал ток сетки. Последнее требование объясняется тем, что на шкале 1,5в в цепи сетки включена сумма сопротивлений R9—R15, составляющая 25 Мом. На таком большом сопротивлении ток сетки может создать заметное падение напряжения, которое нарушит работу вольтметра.

    Лампу с малым током сетки можно подобрать на готовом вольтметре. Для этого при прогретом вольтметре устанавливают шкалу 1,5в и замечают показания прибора (его стрелка может находиться на любом делении шкалы — это безразлично). Затем замыкают на шасси сетку левого триода лампы. Оставляют тот экземпляр лампы, при котором изменение положения стрелки прибора при замыкании сетки наименьшее

    Несколько менее точный, но более простой способ подбора лампы заключается в том, что наблюдают за изменением положения стрелки микроамперметра при переключении со шкалы 1,5 б на шкалу 5 б. Изменения положения стрелки могут соответствовать и повышению напряжения на сетке лампы, и понижению его. В первом случае это свидетельствует о протекании в цепи сетки электронного, а во втором — ионного тока. Соотношение между этими токами в лампе определяется ее режимом, т. е. напряжениями накала и анода. Можно так подобрать напряжение анода (правда, не у всех ламп), что электронная и ионная составляющие тока сетки лампы взаимно скомпенсируются и ток во внешней цепи сетки будет равен нулю. Хотя вольтметр будет работать с любой исправной лампой, однако для получения высокой стабильности необходимо подобрать лучшую лампу, (в среднем удается выбрать одну лампу из трех-четырех). Наиболее стабильно работают лампы, предварительно проработавшие 100—200 ч.

    Для проверки идентичности параметров обоих триодов лампы Л3 переключатель П1 ставят в положение +U, а переключатель П2 в положение 500 в. Затем включают вольтметр в электросеть и наблюдают за положением стрелки микроамперметра. При близких параметрах обоих триодов положение нуля довольно стабильно, а при большом разбросе их параметров по мере разогрева прибора положение нуля сильно уходит в одну сторону.

    Для лучшей стабильности работы электронный ламповый вольтметр желательно подобрать лампы Л1 и Л2 также с одинаковыми параметрами. В этом случае при переводе переключателя П2 из одного положения в другое положение стрелки микроамперметра не должно изменяться. Если подобрать эти лампы по каким-либо причинам затруднительно, то полную компенсацию начальных напряжений диодов можно произвести подбором сопротивлений R3 и R5.

    Калибровку электронный ламповый вольтметр следует начинать с подгонки чувствительности усилителя постоянного тока. Для этого к входному зажиму U нужно подключить источник постоянного напряжения и образцовый вольтметр. Изменением сопротивления R21 следует добиться одинаковых показаний обоих вольтметров. При отсутствии образцового вольтметра подгонку чувствительности можно грубо произвести при помощи свежего гальванического элемента типа ФБС, имеющего э. д. с. около 1,6 в. Калибровка вольтметра по переменным напряжениям производится регулировкой сопротивлений R4 и R6. Для такой калибровки нужен образцовый вольтметр (например, типа ВЗ-2А). Калибровку чувствительности низкочастотного входа производят на частоте 50 гц, а высокочастотного — на частоте 1 Мгц.

    Ламповый вольтомметр предназначен для измерения напряжений переменного и постоянного тока и сопротивлений. Ничтожно малые токи, потребляемые от измеряемых цепей, делают ламповые вольтомметра очень удобными для измерения напряжений в любых точках приемных и усилительных схем, в том числе на управляющих сетках ламп, при наличии в их цепях очень больших сопротивлений.

    С помощью лампового, вольтомметра можно измерять:

    1. Напряжение постоянного тока в пределах от 0,1 до 1 ООО в. Этот предел измерений разбит на пять поддиапазонов: 5, 20, 50, 200, 1 000 в.

    Входное сопротивление вольтомметра на всех поддиапазонах 10 мегом

    2. Переменное напряжение низкой частоты в тех же пределах.

    3. Переменное напряжение высокой частоты до 100 в.

    4. Сопротивления в пределах от 0,2 ол

    Принципиальная схема вольтомметра приведена на рис. 1.

    Основной частью рибора является катодный вольтметр, собранный по мостовой схеме на лампе Л3 типа 6Н1П.

    Мост образован двумя триодами (лампН Ла) и двумя сопротивлениями Ri6, Rw Миллиамперметр ма включен между катодами ламп, т. е. в одну из диагоналей моста. Показания такого вольтметра очень мало зависят от питающего напряжения. В нем можно применить достаточно грубый стрелочный индикатор чувствительностью 3—6 ма на всю шкалу, который вследствие большого потребления тока нельзя использовать непосредственно для радиотехнических измерений.

    Измеряемое постоянное или переменное напряжение подводится к гнездам /—2. К этим же гнездам присоединяется измеряемое сопротивление. На входе прибора установлен переключатель рода работ П{.

    В первом положении переключателя /7| осуществляется измерение постоянного напряжения, которое через делитель напряжения Ri—Re в отрицательной полярности подается на сетку лампы Л2а усилителя постоянного тока. С выхода этого усилителя с делителя /?м, RIS напряжение подводится к сетке лампы Л3 измерительного моста. Напряжение» на сетку лампы Л2б подается с сопротивлений Rl7 и Ris- С выхода второго усилителя через делитель R2l, R2о, Rig напряжение поступает на сетку правого г’риода Л3. Таким образом, измеряемое напряжение через усилители постоянного тока воздействует одновременно на обе управляющие сетки лампы Л3 моста, причем легко проследить, что полярность этого напряжения на сетках противоположна.

    Вследствие глубокой отрицательной обратной связи, охватывающей лампы усилителя и моста, удается получить, линейную шкалу вольтметра и высокую стабильность «нуля» вольтметра при изменении питающего напряжения.

    Напряжение разбаланса, образующееся на сопротивлениях Rw и Rn, фиксируется миллиамперметром ма.

    Для установления правильного режима работы вольтметра в цепях управляющих сеток лампы Л3 применены делители напряжения Rn, RS и R2t, R20, Ris. Потенциометр Rto служит для установки «нуля» прибора.

    Измеряемые постоянные напряжения до 5 в подаются на сетку лампы Л2а через сопротивление Ri2. При измерении больших напряжений приходится пользоваться делителем Ri—Re- Во всех случаях напряжение на сетке лампы Л2а не превышает 5 в.

    При измерении переменного напряжения низкой частоты (до 50 кгц) переключатель рода работ IJt устанавливается в положение 2. В этом случае . измеряемое напряжение через разделительный конденсатор Сi поступает на диодный детектор, в качестве которого используется половина лампы 6Х2П (Л1а ). Нагрузкой детектора по постоянному току является делитель Ri—Re, который присоединяется к аноду диода алатой Пи . Выпрямленное напряжение подается на сетку лампы Л2а так же, как при кзмерении постоянных напряжений.

    Дополнительное сопротивление R подобрано таким образом, что на вход делителя

    Rr-Re подается постоянная составляющая, равная по величине эффективному значению измеряемого переменного напряжения (при синусоидальной его форме).

    Для измерения переменных напряжений высокой частоты необходимо сделать отдельный выносной пробник по схеме (рис. 2).

    В этом пробнике сопротивление R25 играет ту же роль, что и сопротивление Ri и диодном выпрямителе. Предел измерений выносного пробника устанавливается переключателем П2. Учитывая, что рабочее напряжение диода ДГ-Ц7 всего 127 в, пробни ком можно измерять переменные напряжения до 100 в. Пробник монтируется в корпусе от авторучки.

    Для измерения сопротивлений переключатель рода работ Я1Н устанавливается в положение «?Ь. В этом положении катодный вольтметр измеряет ту часть напряжения, получаемого от батареи, которая падает на измеряемом сопротивлении Rx- включенном последовательно с одним из эталонных сопротивлений &—Rii цепи ом метра. Изменение пределов сопротивлений осуществляется с помощью переключателя П2. Измеряемое сопротивление Rx подключается к гнездам 1—2.

    Перед измерением сопротивлений щупы, подключенные к гнездам 1—2, закорачи ваются и вращением ручки потенциометра R20 стрелка миллиамперметра устанавливается на нуль шкалы. При разомкнутых щупах, что соответствует бесконечно большому значению измеряемого сопротивления, установка стрелки миллиамперметра на век- шкалу, что соответствует отметке бесконечность » оо»>, производится переменным сопротивлением R24.

    Отсчет измеряемого сопротивления на первом поддиапазоне производится по шкале омметра непосредственно в омах. В положениях переключателя Х10, Х100, X1000, X10000 показания по шкале омов следует умножить на соответствующий множитель.

    Ламповый вольтомметр монтируется на угловом дюралевом шасси размером 200х X120X60 мм, к которому прикреплена лицевая панель размером 210X180 мм. Сверху шасси устанавливаются силовой трансформатор Три лампы и электролитический кон денсатор Сз, который должен быть изолирован от шасси. На лицевой пвнели укрепляются выключатель сети Вк, переключатели ПП2, миллиамперметр ПМ-70 чувствительностью 5 ма, потенциометры R2о, R24 и гнезда /—2 (V— ?2). Готовый прибор вставляется в кожух. Вид на прибор со стороны передней панели изображен на рис. 3.

    Большинство сопротивлений, входящих в схему, могут иметь допуск +20%; Сопро тиеления Ru, R15 и R2, следует подобрать такими, чтобы при вынутой лампе Л3 и среднем положении движка потенциометра /?2о напряжения на штырьках 2 и,7 ламповой панели (соответствующих выводам управляющих сеток) были между собой равны.

    В процессе налаживания прибора первоначально подгоняют шкалу постоянных напряжений 5 в, а затем уже делитель напряжения, начиная с и кончая Налаживание вольтметра переменного напряжения сводится к подбору, сопротивлений R и R25 только на одном из пределов измерений. Сопротивление R2S служит для устарзвки чувствительности миллиамперметра при градуировке шкалы постоянного напряжении 0—5 е.

    Шкала сопротивлений градуируется обычным способом с помощью эталонных сопротивлений. Начинают градуировку с предела XI. Значения сопротивлений йа—Рп не должны отличаться от указанных иа схеме (рис. 1) более чем на 1—1,5%.

    Недостатком схемы прибора является изменение нулевого положения стрелка при бора при переключении пределов измерения на переменном токе. Этот недостаток w • ваи стремлением упростить схему коммутации н может быть легко устранен.

    Неизвестно

    Радиолампы, использованные в статье:

    1. 6Н1П
    2. 6Н2П
    3. 6Х2П

    Вас может заинтересовать:

    1. Звуковой LC генератор. В.Шилов
    2. Измеритель малых емкостей. В.Шилов
    3. ЛАМПОВЫЙ ВОЛЬТОММЕТР
    4. Генератор шума-пробник-ГСС
    5. Коаксиальный эквивалент нагрузки

    Комментарии к статье:

    Добавил: Игорь

    Почему это автор неизвестен? Эта статья из книги «Радиосхемы», автор -С. Л. Матлин, 1961 год.. Эта книга есть в сети.


    Дата: 2015-04-18

    Добавил: Сергей Е.

    В том то и дело, что «подороже которые». А этот можно собрать практически из хлама и надёжность его поболе будет (сам спалил уже пару штук «подороже которые». Да и есть просто «ламповые души»… Именно для них и схема… Да и лет этой схеме уже немеряно…


    Дата: 2013-09-07

    Добавил: Входное сопротивление вольтомметра на всех поддиапазонах 10 мегом

    Входное сопротивление вольтомметра на всех поддиапазонах 10 мегом———у всех приличных тестеров подороже которые, входное тоже 10мо. Если только для винтажа спаять ,или понты перед клиентами колотить,типа мол смотри ламповик ламповым тестером мерю ,какой я молодец .


    Дата: 2013-08-22

    Добавил: alex

    спасибо! ламповым вольтметром я теперь всё проверю т.к.точность измерений довольно высокая,как у осциллографа!


    Дата: 2012-06-30

    admin

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

    Наверх