Род тока вольтметра: Как измерять величину напряжение вольтметром

Как измерять величину напряжение вольтметром

Вольтметр – это измерительный прибор, который предназначен для измерения напряжения постоянного или переменного тока в электрических цепях.

Вольтметр подключается параллельно к выводам источника напряжения с помощью выносных щупов. По способу отображения результатов измерений вольтметры бывают стрелочные и цифровые.

Величина напряжения измеряется в Вольтах, обозначается на приборах буквой В (в русском языке) или латинской буквой V (международное обозначение).

На электрических схемах вольтметр обозначается латинской буквой V, обведенной окружностью, как показано на фотографии.

Напряжение тока бывает постоянное и переменное. Если напряжение источника тока переменное, то перед значением ставится знак «~«, если постоянного, то знак «–«.

Например, переменное напряжение бытовой сети 220 Вольт кратко обозначается так: ~220 В или ~220 V. На батарейках и аккумуляторах при их маркировке знак «–» часто опускается, просто нанесено число. Напряжение бортовой сети автомобиля или аккумулятора обозначается так: 12 В или 12 V, а батарейки для фонарика или фотоаппарата: 1,5 В или 1,5 V. На корпусе в обязательном порядке наносится маркировка возле положительного вывода в виде знака «+«.

Полярность переменного напряжения изменяется во времени. Например, напряжение в бытовой электропроводке изменяет полярность 50 раз в секунду (частота изменения измеряется в Герцах, один Герц равен одному изменению полярности напряжения в одну секунду).

Полярность постоянного напряжения во времени не меняется. Поэтому для измерения напряжения переменного и постоянного тока требуются разные измерительные приборы.

Существуют универсальные вольтметры, с помощью которых можно измерять как переменное, так и постоянное напряжение без переключения режимов работы, например, вольтметр типа Э533.

Как измерять напряжение в электропроводке бытовой сети

Внимание! При измерении напряжения величиной выше 36 В недопустимо прикосновение к оголенным провода,так как это может привести к поражению электрическим током!

Согласно требованиям ГОСТ 13109-97 действующее значение напряжения в электрической сети должно быть 220 В ±10%, то есть может изменяться в пределах от 198 В до 242 В. Если в квартире стали тускло гореть лампочки или часто перегорать, стала нестабильно работать бытовая техника, то для принятия мер, требуется сначала измерять значение напряжения в электропроводке.

    Приступая к измерениям, необходимо подготовить прибор:

– проверить надежность изоляции проводников с наконечниками и щупов;

– установить переключатель пределов измерений в положение измерения переменного напряжения не менее 250 В;

– вставить разъемы проводников в гнезда прибора ориентируясь по надписям возле них;

– включить измерительный прибор (если необходимо).

Как видно на картинке, в тестере выбран предел измерения переменного напряжения 300 В, а в мультиметре 700 В. Во многих моделях тестеров, нужно установить в требуемое положение сразу несколько переключателей. Род тока (~ или –), вид измерений (В, А или Омы) и еще вставить концы щупов в нужные гнезда.

В мультиметре конец щупа черного цвета вставлен в гнездо COM (общее для всех измерений), а красного в V, общий для изменения постоянного и переменного напряжения, тока, сопротивления и частоты. Гнездо, обозначенное ma , используются для измерения малых токов, 10 А при измерении тока достигающего 10 А.

Внимание! Измерение напряжения, когда штекер вставлен в гнездо 10 А выведет прибор из строя. В лучшем случае перегорит вставленный внутри прибора предохранитель, в худшем придется покупать новый мультиметр. Особенно часто допускают ошибки при использовании приборов для измерения сопротивления, и, забыв переключить режим, измеряют напряжение. Встречал не один десяток таких неисправных приборов, с горелыми резисторами внутри.

После проведения всех подготовительных работ можно приступать к измерению. Если Вы включили мультиметр, а на индикаторе не появились цифры, значит, либо в прибор не установлена батарейка или она уже выработала свой ресурс. Обычно в мультиметрах применяется батарейка типа «Крона», напряжением 9 В, срок годности которой один год. Поэтому, даже если прибор не использовался долгое время, батарейка может быть неработоспособна. При эксплуатации мультиметра в стационарных условиях целесообразно вместо кроны использовать адаптер ~220 В/–9 В.

Вставляете концы щупов в розетку или прикасаетесь ними к проводам электропроводки.

Мультиметр сразу покажет напряжение в сети, а вот в стрелочном тестере показания надо еще уметь прочитать. На первый взгляд, кажется, что сложно, так как много шкал. Но если присмотреться, то становится ясно, по какой шкале считывать показания прибора. На рассматриваемом приборе типа ТЛ-4 (который безотказно мне служит более 40 лет!) есть 5 шкал.

Верхняя шкала используется для снятия показаний, когда переключатель стоит в положениях кратных 1 (0,1, 1, 10, 100, 1000). Шкала, расположенная чуть ниже, кратных 3 (0,3, 3, 30, 300). При измерениях напряжения переменного тока величиной 1 В и 3 В, нанесены еще 2 дополнительные шкалы. Для измерения сопротивления имеется отдельная шкала. Аналогичную градуировку имеют все тестеры, но кратность может быть любая.

Так как предел измерений был выставлен ~300 В, значит, отсчет нужно производить по второй шкале с пределом 3, умножив показания на 100. Цена маленького деления равна 0,1, следовательно, получается 2,3 + стрелка стоит посередине между штрихами, значит, берем значение показаний 2,35×100=235 В.

Получилось, что измеренное значение напряжения составляет 235 В, что в пределах допустимого. Если в процессе измерений наблюдается постоянное изменение значения цифр младшего разряда, а у тестера стрелка постоянно колеблется, значит, имеются плохие контакты в соединениях электропроводки и необходимо провести ее ревизию.

Как измерять напряжение батарейки

аккумулятора или блока питания

Так как напряжение источников постоянного тока обычно не превышает 24 В, то прикосновение к клеммам и оголенным проводам не опасно для человека и особых мер безопасности соблюдать не требуется.

Для того, чтобы оценить годность батарейки, аккумулятора или исправность блока питания требуется измерять напряжение на их выводах. Выводы у круглых батареек находятся по торцам цилиндрического корпуса, положительный вывод обозначен знаком «+».

Измерение напряжения постоянного тока практически мало чем отличается от измерения переменного. Нужно просто переключить прибор в соответствующий режим измерения и соблюдать полярность подключения.

Величина напряжения, которое создает батарейка обычно нанесена на ее корпусе. Но даже если результат измерений показал достаточное напряжение, это еще не говорит о том, что батарейка хорошая, так как измерена ЭДС (электро движущая сила), а не емкость батарейки, от которой зависит продолжительность работы изделия, в которое она будет установлена.

Для более точной оценки емкости батарейки нужно напряжение измерять, подсоединив к ее полюсам нагрузку. В качестве нагрузки для батарейки 1,5 В хорошо подходит лампочка накаливания для фонарика, рассчитанная на напряжение 1,5 В. Для удобства работы нужно припаять к ее цоколю проводники.

Если напряжение под нагрузкой снижается менее, чем на 15%, то батарейка или аккумулятор вполне пригодны для эксплуатации. Если нет измерительного прибора, то можно судить о годности к дальнейшей эксплуатации батарейки по яркости свечения лампочки. Но такая проверка не может гарантировать продолжительность работы батарейки в устройстве. Она лишь свидетельствует, что в настоящее время батарейка еще пригодна к эксплуатации.

Аналоговые амперметры и вольтметры DEKraft АМ, ВМ

Аналоговые амперметры и вольтметры серий АМ, BM предназначены для измерения силы постоянного или переменного тока и напряжения в электрических сетях.

Амперметры и вольтметры относятся к аналоговым стрелочным приборам непосредственного или трансформаторного включения.

Амперметры и вольтметры имеют изолированные пластиковые корпуса двух габаритных размеров – 72х72 мм и 96х96 мм.

Отличительные особенности амперметров и вольтметров DEKraft AM, BM:

•  Широкий диапазон измерений:

— амперметры: от 0 до 10 000 А;

— вольтметры: от 0 до 600 В.

• Огнестойкий материал корпуса
• Первичная поверка
• Возможность корректировки нулевого положения стрелки прибора
• Степень защиты IP51
• Межповерочный интервал 2 года

Список складских позиций:

Артикул	Номенклатура
50204DEK	Амперметр аналоговый 50/5А AC 72х72мм КТ 1,5 трансф. подкл.
50208DEK	Амперметр аналоговый 100А AC 72х72мм КТ 1,5 трансф. подкл.
50211DEK	Амперметр аналоговый 200/5А AC 72х72мм КТ 1,5 трансф. подкл.
50213DEK	Амперметр аналоговый 300/5А AC 72х72мм КТ 1,5 трансф. подкл.
50214DEK	Амперметр аналоговый 400/5А AC 72х72мм КТ 1,5 трансф. подкл.
50215DEK	Амперметр аналоговый 600/5А AC 72х72мм КТ 1,5 трансф. подкл.
50216DEK	Амперметр аналоговый 800/5А AC 72х72мм КТ 1,5 трансф. подкл.
50217DEK	Амперметр аналоговый 1000/5А AC 72х72мм КТ 1,5 трансф. подкл.
50242DEK	Вольтметр аналоговый шкала 300В AC 72х72мм КТ 1,5
50244DEK	Вольтметр аналоговый шкала 600В AC 72х72мм КТ 1,5

¹⁾ Прямое подключение — напрямую к главным шинам силовой цепи ²⁾ Трансформаторное — через трансформатор тока с номинальным током вторичной обмотки 5 А

ПрофКиП Э80В вольтметр щитовой переменного тока 0-500В

Уважаемые клиенты!

Поверка не включена в стоимость прибора. Вы можете приобрести ее отдельно.

Назначение вольтметра щитового переменного тока ПрофКиП Э80В (0 В … 500 В)

Вольтметры щитовые переменного тока ПрофКиП Э80В предназначены для напряжения переменного тока в электрических цепях. Относятся к классу электроизмерительных аналоговых, однозначных, щитовых, электромагнитной системы с неподвижной катушкой и подвижным ферромагнитным сердечником со стрелочным указателем, жестко закрепленном на оси вращения сердечника, с неравномерной шкалой и нулевой отметкой на краю диапазона измерений. Принцип действия вольтметров щитовых переменного тока ПрофКиП Э80В основан на взаимодействии магнитного поля неподвижной катушки, обтекаемой измеряемым током, с подвижным ферромагнитным сердечником. Успокоение подвижной части приборов – воздушное. Приборы имеют корректор механического нуля, расположенного на лицевой панели. Область применения вольтметров щитовых переменного тока ПрофКиП Э80В – для работы в закрытых помещениях в электроустановках промышленных предприятий, лабораторий, научно-исследовательских институтов, учебных заведений, стендах ТЭЦ, стендах ГЭС, на щитах транспортных средств МПС, в составе бортовой аппаратуры различных видов авиатранспорта, в щитах трансформаторных подстанций, в автоматизированных системах управления технологическими процессами и т. д.

Особенности и преимущества вольтметра щитового переменного тока ПрофКиП Э80В (0 В … 500 В)

Диапазон измерения: 0 В … 500 В

Точность: 1.5

Подключение: непосредственное

Система: электромагнитная

Род тока: переменный

Способ установки: на панель щита

Основные технические характеристики вольтметра щитового переменного тока ПрофКиП Э80В (0 В … 500 В)

Рабочие условия эксплуатации вольтметра щитового переменного тока ПрофКиП Э80В (0 В … 500 В)

Температура окружающего воздуха: -40°С … 70°С

Относительная влажность: 20% … 85%

Атмосферное давление: 84 кПа … 106. 7 кПа (630 мм.рт.ст. … 800 мм.рт.ст.)

Общие данные вольтметра щитового переменного тока ПрофКиП Э80В (0 В … 500 В)

Средняя наработка на отказ в нормальных условиях: 65000 ч

Средний срок службы: 12 лет

Нормальная частота и область частот: 50 Гц … 1000 Гц

Рабочее положение: вертикальное

Габаритные размеры: 80х80х70 мм

Вес: 0.15 кг

Комплект поставки вольтметра щитового переменного тока ПрофКиП Э80В (0 В … 500 В)

Вольтметр Э47 72х72мм 500В кл. точн. 1.5 IEK IPV10-6-0500-E

Приборы управления, контроля и сигнализации проверенных производителей и брендов.

Заказывайте Вольтметр аналоговый панельный прямого включения для измерения напряжения переменного тока со шкалой до 500В 72х72 мм серия Э47 по низкой цене! Продукция компании имеет все соответствующие сертификаты Быстрая доставка вашего заказа в любую точку России

Невозможно представить себе современный мир без электрооборудования. Благодаря качественным материалам и работе дизайнеров они способны сделать нашу жизнь комфортнее и порадовать глаз. Артикул: IPV10-6-0500-E Вольтметр аналоговый панельный прямого включения для измерения напряжения переменного тока со шкалой до 500В 72х72 мм серия Э47 в каталоге со склада

Приглашаем в офис компании Электро ОМ за покупкой Приборы управления, контроля и сигнализации . Наши менеджеры помогут рассчитать нужное количество, расскажут об особенностях работы с продуктом, помогут подобрать вспомогательные инструменты.

Вольтметр аналоговый панельный прямого включения для измерения напряжения переменного тока со шкалой до 500В 72х72 мм серия Э47 арт: IPV10-6-0500-E оптом и в розницу в интернет — магазине Электро ОМ

Характеристики

Диапазон измерения по

Диапазон измерения с

Измерительная система

Вращающаяся катушка

На переднюю панель

Класс точности

Освещение шкалы приборов

Переменный ток (AC)

Сертифицированный

Трансформаторное включение

Нет отзывов о данном товаре.

Написать отзыв

Ваш отзыв:

Примечание: HTML разметка не поддерживается! Используйте обычный текст.

Отправить отзыв

Заказать товар:

Через форму заказа на сайте

По телефонам:

Отправить на заявку на электронную почту:

Мы осуществляем отправку по РФ — СДЭК, Деловые линии, КИТ, Собственным транспортом (2 и 5 тн) 

Бесплатная доставка по Екатеринбургу при сумме от 3000 руб — карта в разделе оплата и доставка

Принцип работы вольтметра и типы вольтметра

Что такое вольтметр?

Вольтметр — измеритель напряжения. Которая измеряет напряжение между двумя узлами. Мы знаем, что единица измерения разности потенциалов — вольт. Таким образом, это измерительный прибор, который измеряет разность потенциалов между двумя точками.

Принцип работы вольтметра

Основной принцип вольтметра заключается в том, что он должен быть подключен параллельно, в котором мы хотим измерить напряжение.Параллельное соединение используется, потому что вольтметр сконструирован таким образом, что он имеет очень высокое значение сопротивления. Таким образом, если это высокое сопротивление подключено последовательно, ток будет почти нулевым, что означает, что цепь стала разомкнутой.

Если он подключен параллельно, то полное сопротивление нагрузки будет параллельно высокому сопротивлению вольтметра, и, следовательно, комбинация даст почти такое же полное сопротивление, что и нагрузка. Также в параллельной цепи мы знаем, что напряжение одинаково, поэтому напряжение между вольтметром и нагрузкой почти одинаково, и, следовательно, вольтметр измеряет напряжение.
Для идеального вольтметра сопротивление должно быть бесконечным, и, следовательно, потребляемый ток должен быть равен нулю, поэтому в приборе не будет потерь мощности. Но это практически недостижимо, поскольку у нас не может быть материала с бесконечным сопротивлением.

Классификация или типы вольтметров

По принципу конструкции у нас есть различных типов вольтметров , в основном это —

1. Вольтметр с подвижной катушкой с постоянным магнитом (PMMC).
2. Вольтметр подвижного железа (MI).
3. Электродинамометрический вольтметр.
4. Вольтметр выпрямительного типа
5. Вольтметр индукционного типа.
6. Вольтметр электростатического типа.
7. Цифровой вольтметр (DVM).

В зависимости от того, какие измерения мы проводим, у нас есть-

1. Вольтметр постоянного тока.
2. Вольтметр переменного тока.

Для вольтметров постоянного тока используются приборы PMMC, прибор MI может измерять как напряжения переменного, так и постоянного тока, электродинамометр типа, тепловизор может также измерять напряжения постоянного и переменного тока. Индукционные счетчики не используются из-за их дороговизны, неточности измерения. Вольтметр выпрямительного типа, электростатический тип, а также цифровой вольтметр (DVM) могут измерять как переменное, так и постоянное напряжение.

Вольтметр PMMC

Когда токопроводящий проводник помещен в магнитное поле, на проводник действует механическая сила, если он присоединен к подвижной системе, при перемещении катушки указатель перемещается по шкале. Приборы
PMMC имеют постоянные магниты. Он подходит для измерения постоянного тока, потому что здесь отклонение пропорционально напряжению, потому что сопротивление постоянно для материала измерителя и, следовательно, если полярность напряжения меняется на противоположную, отклонение стрелки также будет обратным, поэтому он используется только для измерения постоянного тока.Этот тип инструментов называется инструментом типа Д’Арнсонваля. У него есть преимущества линейной шкалы, низкое энергопотребление, высокая точность.
Основные недостатки:
Он измеряет только количество постоянного тока, более высокую стоимость и т. Д.

Где,
B = плотность потока в Вт / м ² .
i = V / R, где V — измеряемое напряжение, а R — сопротивление нагрузки.
l = длина змеевика в м.
b = ширина бухты в м.
N = количество витков в катушке.

Расширение диапазона вольтметра PMMC

В вольтметрах PMMC мы также можем расширить диапазон измерения напряжения.Просто подключив сопротивление последовательно к измерителю, мы можем расширить диапазон измерения.

Пусть,
В — напряжение питания в вольтах.
R _v — сопротивление вольтметра в Ом.
R — внешнее сопротивление, включенное последовательно, в Ом.
В ₁ — напряжение на вольтметре.
Затем внешнее сопротивление, которое должно быть подключено последовательно, определяется вольтметром

MI

Приборы MI означают подвижный металлический прибор. Он используется для измерений как переменного, так и постоянного тока, потому что отклонение θ пропорционально квадрату напряжения, предполагая, что импеданс измерителя постоянный, поэтому независимо от полярности напряжения он показывает направленное отклонение, кроме того, они классифицируются еще двумя способами. ,

1. Тип аттракциона.
2. Тип отталкивания.

Где, I — полный ток, протекающий в цепи, в амперах. I = V / Z
Где V — измеряемое напряжение, а Z — полное сопротивление нагрузки.
L — это собственная индуктивность катушки Генри.
θ — отклонение в радианах.

Тип притяжения MI Принцип прибора

Если немагнитное мягкое железо помещается в магнитное поле, оно притягивается к катушке, если к системам прикреплен указатель, и ток проходит через катушку в результате приложенного напряжения , он создает магнитное поле, которое притягивает кусок железа и создает отклоняющий момент, в результате чего стрелка перемещается по шкале.

Тип отталкивания Принцип прибора MI

Когда две железные части намагничиваются с одинаковой полярностью, пропуская ток, который осуществляется путем приложения напряжения к вольтметру, между ними возникает отталкивание, и это отталкивание создает отклоняющий момент, из-за которого стрелка перемещается .
Преимущества заключаются в том, что он измеряет как переменный, так и постоянный ток, дешевый, низкий коэффициент трения, надежность и т. Д. Он в основном используется при измерении переменного тока, поскольку при измерении постоянного тока погрешность будет больше из-за гистерезиса.

Электродинамометр Тип Вольтметр

Инструменты электродинамометра используются, потому что они имеют одинаковую калибровку как для переменного, так и для постоянного тока, т.е. если он откалиброван постоянным током, то также без калибровки мы можем измерять переменный ток.

Электродинамометр Тип вольтметра Принцип

У нас есть две катушки, неподвижная и подвижная катушки. Если напряжение приложено к двум катушкам, в результате чего ток течет по двум катушкам, он останется в нулевом положении из-за развития равного и противоположного крутящего момента.Если направление одного крутящего момента меняется на противоположное, когда ток в катушке меняет направление, создается ненаправленный крутящий момент.
Для вольтметра соединение является параллельным, и неподвижная и подвижная катушки соединены последовательно с неиндуктивным сопротивлением.
φ = 0, где φ — фазовый угол.

Где, I — величина тока, протекающего в цепи, в Amp = V / Z.
В и Z — приложенные напряжения и импеданс катушки соответственно.
M = взаимная индуктивность катушки.
Они не имеют погрешности гистерезиса, могут использоваться как для измерения переменного, так и постоянного тока, основными недостатками являются низкое соотношение крутящий момент / вес, высокие потери на трение, дороговизна по сравнению с другими приборами и т. Д.

Выпрямительный вольтметр

Принцип выпрямительного вольтметра

Они используются для измерений переменного или постоянного тока. Для измерения постоянного тока мы должны подключить измеритель PMMC, который измеряет пульсирующее постоянное напряжение, которое измеряет выпрямленное напряжение, подключенное к мостовому выпрямителю.

Преимущества выпрямительного вольтметра

1. Может использоваться на высоких частотах.
2. Имеет единую шкалу для большинства диапазонов.

Недостатки появления ошибки из-за снижения чувствительности к температуре при работе от переменного тока.

Цифровые вольтметры (DVM)

Цифровые вольтметры (DVM) Принцип

Цифровой вольтметр — это прибор, который может давать выходное напряжение не путем отклонения, а напрямую указывая значение. Это очень хороший инструмент для измерения напряжения, так как он полностью устраняет ошибку из-за параллакса, приближения в измерениях, может быть выполнено высокоскоростное считывание, а также его можно сохранить в памяти для дальнейшего анализа.Главный принцип заключается в том, что значение измеряется той же схемой, но это значение не используется для отклонения указателя, а подается на аналого-цифровой преобразователь и отображается как цифровое значение.

Электростатические инструменты

Электростатические инструменты Принцип

Когда электрическому полю, создаваемому заряженными частицами, позволяют воздействовать на проводники, заряженные током, создается отклоняющий момент. Это можно сделать, используя:

1. Два электрода с противоположным зарядом, один из которых закреплен, а другой — подвижен.
2. Сила между двумя электродами, которая вызывает вращательное движение движущегося электрода.

Где V — напряжение, которое необходимо измерить в вольтах, C — значение емкости в фарадах, а θ — отклонение в радианах.
Преимущества электростатического счетчика, имеющего низкое энергопотребление, возможность использования как для переменного, так и для постоянного тока, отсутствие потерь на гистерезис, отсутствие погрешностей из-за рассеянного магнитного поля. Недостатки в том, что он имеет неравномерный масштаб, низкое рабочее усилие, он имеет большие размеры и размеры, а также его конструкция не является прочной.

Что такое цифровой вольтметр — как он работает, типы, применение, преимущества

Цифровой вольтметр отображает показания напряжения цепи в числовом виде. Первоначально аналоговые вольтметры использовались для снятия показаний напряжения, когда стрелка или индикатор перемещается по шкале пропорционально напряжению цепи, а позже были введены цифровые вольтметры, которые дают числовое отображение напряжения с точностью. В этой статье мы обсудим, что такое цифровой вольтметр, как он работает, включая пошаговые инструкции, его типы, применение, преимущества и недостатки.

Что такое цифровой вольтметр

Цифровой вольтметр

, сокращенно DVM, — это прибор, используемый для измерения разности электрических потенциалов между двумя точками в цепи. Напряжение может быть переменным (AC) или постоянным (DC) током. Он измеряет входное напряжение после преобразования аналогового напряжения в цифровое и отображает его в числовом формате с помощью преобразователя. Использование цифрового вольтметра увеличило скорость и точность регистрации показаний.Типичный DVM показан ниже.

Рис. 1 — Цифровой вольтметр и мультиметр

Как работает цифровой вольтметр

Принцип работы цифрового вольтметра можно разделить на пять функциональных разделов. Это:

• Генератор импульсов
• Управление напряжением и стробирование
• Подсчет тактовых импульсов
• Аналого-цифровое преобразование
• Секция фиксации и отображения

Генератор импульсов

В электронике он называется «тактовым сигналом». который генерирует импульсы, обычно достигаемые с помощью микросхемы таймера 555.

Управление напряжением и стробирование

Эта секция управления и стробирования основана на интегральной схеме, называемой компаратором. Эта ИС сравнивает два напряжения и сигналы, для которых из двух напряжений больше. Одно из напряжений — это входное напряжение (V _в ), а другое — напряжение на конденсаторе.

Напряжение контролируется на конденсаторе, и сигналы генерируются, когда напряжение становится равным измеряемому напряжению ( _{В в} ) и зарядка начинается с нуля вольт.Компаратор не потребляет значительного тока, иначе он будет мешать зарядке постоянным током. Для достижения почти нулевого входного тока в качестве компаратора используется операционный усилитель.

Операционный усилитель (операционный усилитель) — это микросхема с двумя входами, обозначенными + и -, называемыми неинвертирующим и инвертирующим входами. Напряжения в этих точках называются V + и V- соответственно. У него только один выход. Как и любой другой чип, он требует подключения питания и заземления. Если напряжение на входе + операционного усилителя больше (более положительно), чем напряжение на входе — (V +> V-), то на выходе высокий уровень i.е. рядом с V _cc , иначе выход будет низким, около V _ee .

Подсчет тактовых импульсов

Подсчитывается количество тактовых импульсов, которые возникают между сигналами запуска и остановки зарядки. Он также определяется как мера прошедшего времени. Пока конденсатор заряжается, генерируемые импульсы подсчитываются с помощью ИС, которая представляет собой «микросхему подсчета деления на десять». Логические импульсы, генерируемые таймером IC, подаются в качестве входа, и импульсы от 0 (0000 двоичный) до 9 (1001 двоичный) подсчитываются многократно, выдавая двоичные биты, соответствующие количеству подсчитанных импульсов.Как только счет превысит значение «9», выходной двоичный бит снова переключается на 0000, и тот же процесс продолжается.

Вольтметр будет работать, подсчитывая импульсы с момента начала зарядки конденсатора и до момента, когда компаратор обнаруживает, что напряжение на конденсаторе превышает V _в и, следовательно, изменяет свое выходное состояние. Для этого в схеме используется простой логический элемент И-НЕ. Последовательность выходных импульсов подключена к одному входу И-НЕ, а второй вход подключен к блоку управления.

Цепь зарядки конденсатора тока, которую можно включать и выключать, а также автоматически сбрасывать до нуля с помощью сигналов запуска и остановки зарядки, является важным аспектом цифрового вольтметра. Конденсатор должен пройти цикл зарядки и разрядки.

АЦП (аналого-цифровой преобразователь)

Аналого-цифровой преобразователь или АЦП (аналого-цифровой преобразователь) преобразует аналоговый образец напряжения и возвращает двоичное число, которое описывает образец.

Секция фиксации и отображения

Количество подсчитанных импульсов отображается в числовом формате с помощью семисегментного светодиодного дисплея. Защелка используется для статического отображения окончательного результата одного цикла зарядки конденсатора, даже когда выполняется следующий цикл. Защелка имеет четыре входа и четыре выхода. Он передает логические состояния от входов к выходам.

Рис. 2 — Базовая блок-схема цифрового вольтметра

Типы цифрового вольтметра

Цифровые вольтметры

можно разделить на четыре типа. Это:

• Цифровой вольтметр линейного типа
• Интегрирующий цифровой вольтметр
• Цифровой вольтметр непрерывного баланса
• Цифровой вольтметр последовательного приближения

Применения цифрового вольтметра

• Цифровой вольтметр используется для определения фактического напряжения различных компонентов.
• DVM широко используется для проверки наличия питания в цепи, например в сетевой розетке.
• Зная напряжение в цепи, можно рассчитать ток.

Преимущества цифрового вольтметра

• Цифровой дисплей выхода исключает ошибки чтения человеком.
• Показания точные и быстрые по сравнению с аналоговыми измерителями.
• Цифровой вольтметр более стабильный и надежный.
• Меньше по размеру и экономичнее.
• Цифровой вольтметр может измерять как переменное, так и постоянное напряжение.
• Последние модели DVM построены с микроконтроллерами, которые хранят показания для дальнейшей обработки.
• DVM не содержит ошибок параллакса.
• DVM имеют автоматический выбор диапазона.
• DVM имеют высокое входное сопротивление.

Недостатки цифрового вольтметра

• Цифровые вольтметры подвержены выходу из строя при чрезмерном повышении напряжения.
• Дисплей зависит от внешнего источника питания или аккумулятора.
• При измерении напряжения цифровой вольтметр может нагреться.Это может привести к неверным показаниям.
• Когда в цепи возникают колебания, цифровой вольтметр не может считывать показания и отображает ошибку.
• Скорость работы ограничена из-за схемы оцифровки в цифровых вольтметрах.
• Очень сложно обнаружить скачки переходного напряжения.
• У аналого-цифрового преобразователя есть ограничение на длину слова, которое вызывает шум квантования, приводящий к ошибкам в измеренных значениях.

  Также читают: 
  Что такое клещи (клещевые щипцы) - типы, принцип работы и правила эксплуатации 
  Что такое технология Li-Fi - как она работает, применение и преимущества 
  Что такое суперконденсатор (ультраконденсатор) - характеристики, работа, типы и применение 
 Диод  - история, режимы работы, характеристики VI, типы и применения  

Руководство по выбору аналоговых вольтметров

: типы, характеристики, применения

Аналоговые вольтметры измеряют напряжение или падение напряжения в цепи.Они отображают показания с помощью иглы, а не цифрового дисплея. Вольтметры могут быть автономными устройствами или частью мультиметра.

Аналоговые вольтметры

используют самые разные средства для измерения напряжения, среди которых наиболее распространены гальванометры с подвижной катушкой Д’Арсонваля. В этих устройствах используется катушка из тонкой проволоки, подвешенная в магнитном поле. Катушка вращается и перемещает указатель или другой индикатор пропорционально приложенному уровню тока.

Гальванометры с подвижной катушкой обычно используются для измерения тока в амперметрах, но при наличии подходящего сопротивления могут также измерять напряжение постоянного тока в вольтметрах.Они желательны из-за их превосходной чувствительности, но не подходят для измерения переменного тока, потому что они реагируют только на средний ток. Вольтметры с подвижной катушкой могут точно измерять напряжение переменного тока, если они оснащены выпрямителем и трансформатором.

Гальванометр Д’Арсонваля описанного выше типа.

Во втором типе вольтметра используется подвеска с натянутой лентой, в которой также используется подвижная катушка. Измерители с тугим ремешком исключают механизм поворота и драгоценного камня, используемые измерителями d’Arsonval, и заменяют его вращающимся платиновым ремешком.Такая установка снижает трение, которое является причиной проблем с износом и повторяемостью в приборах с подвижной катушкой.

Показания аналогового вольтметра подвержены ошибкам, вызванным измерением на неровной поверхности (на которой сила тяжести тянет стрелку вниз) или вблизи магнитного поля. По этим причинам пользователи должны тщательно исследовать среду, в которой находится измеритель, перед калибровкой и измерением.

Сравнение с цифровыми вольтметрами

Современные измерения напряжения чаще всего выполняются с помощью цифровых вольтметров из-за их превосходной точности.Аналоговые счетчики имеют ряд преимуществ перед цифровыми типами:

• Аналоговое движение стрелки дает лучшее представление о порядке величины и тенденциях, чем цифровое считывание.

• Аналоговые счетчики не требуют источника питания помимо источника испытательного тока.

Аналоговые вольтметры также имеют ряд недостатков:

Несколько шкал может вызвать путаницу. (Более подробно весы обсуждаются ниже.)

Аналоговые счетчики не имеют технологии автоматической полярности . Неправильно подключенные измерительные провода могут привести к отклонению иглы и повреждению устройства.

Ошибка параллакса , которая возникает из-за неправильного считывания показаний аналоговых измерительных устройств. Аналоговые счетчики предназначены для считывания с глазком, перпендикулярным стрелке и шкале счетчика. Когда шкала рассматривается под неправильным углом, точность измерителя снижается на несколько градусов.Некоторые измерители имеют зеркало внутри дисплея, так что пользователь может легко определить правильный угол обзора, проверив отражение иглы. Правильный угол достигается, когда отражение иглы не видно глазу пользователя.

Ошибка параллакса на аналоговом измерителе. Отражение иглы, видимое на зеркале под шкалой, указывает на неправильный угол обзора.

Приложения

Цифровые вольтметры

обычно вытеснили аналоговые, но последние по-прежнему находят широкое применение в таких нишевых приложениях, как:

• Индикаторы батареи, особенно в морских или военно-морских судах

• Измерение импульсов или колебаний, при котором движение индикатора более важно, чем точное значение напряжения

Масштаб и диапазон

Считывание показаний вольтметра, предназначенного для измерения только одного диапазона напряжения, простое и понятное, но многие измерители конфигурируются для измерения нескольких диапазонов и, следовательно, используют более сложные шкалы.Многие аналоговые мультиметры могут измерять как переменное, так и постоянное напряжение и могут измерять десятки диапазонов напряжения.

При просмотре приведенной выше шкалы пользователь может сделать вывод, что измеритель может измерять три различных диапазона напряжения: 0-10 В, 0-50 В и 0-250 В. Как правило, измеритель с указанным выше дисплеем может измерять другие диапазоны, которые кратны трем основным диапазонам, например 0-0,5 В, 0-2,5 В и 0-1000 В.

Видео ниже предоставляет полезный обзор калибровки и считывания аналогового мультиметра (раздел, посвященный считыванию напряжения, начинается примерно в 3:45).

Видео кредит: LATTC

Селекторный переключатель мультиметра, показанный ниже, является хорошим примером; обратите внимание, что все значения постоянного напряжения слева кратны 25, 50 и 100.

Изображение предоставлено: Область электроники

Следовательно, пользователь должен знать, как использовать правильную шкалу отображения для выбранного диапазона и определять процентное значение показания от полной шкалы, чтобы найти измеренное значение. Например, показание стрелки 2 на шкале 0–10 В интерпретируется как 200 В, если измеритель настроен на измерение 0–1000 В.

При измерении неизвестного напряжения калибровка измерителя на самый высокий диапазон предотвращает его «заедание» при полном отклонении (стрелка быстро движется к верхнему пределу диапазона) и снижает риск повреждения измерителя. При измерении известного напряжения установите измеритель на наименьший диапазон, который может выдерживать напряжение. Например, батарею на 9 В следует тестировать при напряжении 0–10 В, а розетку на 120 В следует измерять при напряжении 0–250 В.

Стандарты

Опубликованные стандарты, относящиеся к вольтметрам, обычно касаются использования устройства для электрических испытаний. Примеры стандартов включают:

IEC 60051-2 — Особые требования к аналоговым амперметрам и вольтметрам и их принадлежностям

ASTM A1013 — Метод испытания высокочастотных потерь в сердечнике компонентов магнитомягкого сердечника с использованием метода вольтметр-амперметр-ваттметр

Список литературы

Радиоэлектроника — Использование аналогового мультиметра

Изображение кредита:

Weschler Instruments | Бесплатный словарь | University of Cinncinnatti — Клермон | Запчасти для радиолюбителей | Площадь электроники

Воздействие вольтметра на измеряемую цепь | Цепи измерения постоянного тока

Каждый счетчик до некоторой степени влияет на контур, который он измеряет, точно так же, как любой манометр в шинах слегка изменяет измеренное давление в шинах, поскольку для работы манометра выпускается некоторое количество воздуха. Некоторое воздействие неизбежно, но его можно свести к минимуму за счет хорошей конструкции расходомера.

Схема делителя напряжения

Поскольку вольтметры всегда подключаются параллельно тестируемому компоненту или компонентам, любой ток через вольтметр будет вносить вклад в общий ток в тестируемой цепи, потенциально влияя на измеряемое напряжение. Идеальный вольтметр имеет бесконечное сопротивление, поэтому он не потребляет ток из тестируемой цепи. Однако идеальные вольтметры существуют только на страницах учебников, а не в реальной жизни! Возьмем следующую схему делителя напряжения в качестве крайнего примера того, как реалистичный вольтметр может повлиять на схему, которую он измеряет:

При отсутствии вольтметра, подключенного к цепи, на каждом резисторе 250 МОм в последовательной цепи должно быть ровно 12 Вольт, причем два резистора равного номинала делят общее напряжение (24 В) точно пополам.Однако, если рассматриваемый вольтметр имеет сопротивление между выводами 10 МОм (обычное значение для современного цифрового вольтметра), его сопротивление создаст параллельную подсхему с нижним резистором делителя при подключении:

Это эффективно снижает нижнее сопротивление с 250 МОм до 9,615 МОм (250 МОм и 10 МОм параллельно), резко изменяя падение напряжения в цепи. На нижнем резисторе теперь будет гораздо меньше напряжения, чем на предыдущем, а на верхнем резисторе — намного больше.

Делитель измеряемого напряжения

Делитель напряжения с сопротивлением 250 МОм и 9,615 МОм разделит 24 В на части 23,1111 В и 0,8889 В соответственно. Поскольку вольтметр является частью этого сопротивления 9,615 МОм, он покажет именно это: 0,8889 вольт.

Теперь вольтметр может показывать только напряжение, подключенное к нему. Он не имеет возможности «знать», что на нижнем резисторе сопротивлением 250 МОм упало напряжение 12 В до того, как резистор был подключен к нему.Сам факт подключения вольтметра к цепи делает его частью цепи, а собственное сопротивление вольтметра изменяет соотношение сопротивлений цепи делителя напряжения, соответственно влияя на измеряемое напряжение.

Как работает вольтметр?

Представьте, что вы используете манометр в шинах, для работы которого требуется такой большой объем воздуха, что он может спустить воздух из любой шины, к которой он подключен. Количество воздуха, потребляемого манометром во время измерения, аналогично току, затрачиваемому движением вольтметра для перемещения иглы.Чем меньше воздуха требуется манометру для работы, тем меньше он будет спускать воздух из тестируемой шины. Чем меньше ток, потребляемый вольтметром для приведения в действие иглы, тем меньше нагрузка на тестируемую цепь.

Этот эффект называется загрузка , и он в той или иной степени присутствует в каждом случае использования вольтметра. Показанный здесь сценарий является наихудшим: сопротивление вольтметра существенно ниже, чем сопротивление резисторов делителя. Но всегда будет некоторая степень нагрузки, из-за которой измеритель будет показывать меньшее, чем истинное напряжение, без подключенного измерителя.Очевидно, что чем выше сопротивление вольтметра, тем меньше нагрузка на тестируемую цепь, и поэтому идеальный вольтметр имеет бесконечное внутреннее сопротивление.

Вольтметрам с электромеханическими механизмами обычно присваиваются номинальные значения в диапазоне «Ом на вольт» для обозначения силы воздействия цепи, создаваемой током, потребляемым движением. Поскольку такие измерители используют разные значения резисторов умножителя для получения разных диапазонов измерения, их сопротивление между выводами будет меняться в зависимости от того, на какой диапазон они настроены.Цифровые вольтметры, с другой стороны, часто демонстрируют постоянное сопротивление на своих измерительных выводах независимо от настройки диапазона (но не всегда!), И поэтому обычно измеряются просто в омах входного сопротивления, а не чувствительности «Ом на вольт».

«Ом на вольт» означает, сколько Ом сопротивления между выводами на каждый вольт диапазона , установленного на селекторном переключателе . Возьмем в качестве примера наш пример вольтметра из последнего раздела:

По шкале 1000 вольт полное сопротивление составляет 1 МОм (999.5 кОм + 500 Ом), что дает 1000000 Ом на 1000 вольт диапазона или 1000 Ом на вольт (1 кОм / В). Этот рейтинг «чувствительности» в омах на вольт остается постоянным для любого диапазона этого измерителя:

Проницательный наблюдатель заметит, что номинальное сопротивление любого измерителя определяется одним фактором: током полной шкалы механизма, в данном случае 1 мА. «Ом на вольт» — это математическая величина, обратная «вольт на ом», которая определяется законом Ома как ток (I = E / R). Следовательно, полномасштабный ток механизма определяет чувствительность измерителя Ω / вольт, независимо от того, какие диапазоны разработчик снабдил его через резисторы умножителя.В этом случае номинальный ток полной шкалы измерительного механизма в 1 мА дает ему чувствительность вольтметра 1000 Ом / В независимо от того, как мы измеряем его с помощью резисторов умножителя.

Чтобы свести к минимуму нагрузку вольтметра на любую схему, разработчик должен стремиться минимизировать ток, потребляемый его движением. Этого можно добиться, изменив конструкцию самого механизма для обеспечения максимальной чувствительности (для полного отклонения требуется меньший ток), но здесь обычно возникает компромисс: более чувствительный механизм имеет тенденцию быть более хрупким.

Другой подход — электронное усиление тока, подаваемого на механизм, так что от тестируемой цепи требуется очень небольшой ток. Эта специальная электронная схема известна как усилитель , а построенный таким образом вольтметр представляет собой вольтметр с усилением .

Внутренняя работа усилителя слишком сложна, чтобы обсуждать ее здесь, но достаточно сказать, что схема позволяет измеренному напряжению контролировать , сколько тока батареи передается на движение счетчика.Таким образом, потребность механизма в токе обеспечивается внутренней батареей вольтметра, а не проверяемой схемой. Усилитель все еще в некоторой степени нагружает тестируемую схему, но обычно в сотни или тысячи раз меньше, чем сам по себе счетчик.

Вольтметры вакуумные (ВТВМ)

До появления полупроводников, известных как «полевые транзисторы», вакуумные лампы использовались в качестве усилительных устройств для выполнения этого повышения. Такие ламповые вольтметры или (VTVMs) когда-то были очень популярными приборами для электронного тестирования и измерения. Вот фотография очень старого VTVM с открытой лампой!

Теперь схемы усилителя на твердотельных транзисторах решают ту же задачу при разработке цифровых измерителей. Хотя этот подход (использование усилителя для увеличения тока измеряемого сигнала) работает хорошо, он значительно усложняет конструкцию измерителя, делая почти невозможным для начинающего студента-электронщика понять его внутреннюю работу.

Последнее и оригинальное решение проблемы нагрузки вольтметра — это потенциометрический прибор или с нулевым балансом .Это не требует продвинутых (электронных) схем или чувствительных устройств, таких как транзисторы или электронные лампы, но требует большего участия и навыков технического специалиста. В потенциометрическом приборе прецизионно регулируемый источник напряжения сравнивается с измеренным напряжением, и чувствительное устройство, называемое детектором нуля , используется для индикации равенства двух напряжений.

В некоторых схемах для обеспечения регулируемого напряжения используется прецизионный потенциометр , отсюда и метка с потенциометром . Когда напряжения равны, из тестируемой цепи будет подаваться нулевой ток, и, таким образом, на измеренное напряжение не должно влиять. Легко показать, как это работает, на нашем последнем примере, схеме высоковольтного делителя напряжения:

Детектор нуля

«Детектор нуля» — это чувствительное устройство, способное указывать на наличие очень малых напряжений. Если в качестве нуль-детектора используется электромеханический измерительный механизм, он будет иметь пружинно-центрированную стрелку, которая может отклоняться в любом направлении, чтобы быть полезной для индикации напряжения любой полярности.Поскольку цель нулевого детектора состоит в том, чтобы точно указать состояние нулевого напряжения, а не указывать какую-либо конкретную (ненулевую) величину, как это делал бы обычный вольтметр, шкала используемого инструмента не имеет значения. Детекторы нуля обычно проектируются как можно более чувствительными, чтобы более точно указывать на «нулевое» состояние или «баланс» (нулевое напряжение).

Чрезвычайно простой тип нулевого детектора — это набор аудионаушников, динамики внутри которых действуют как своего рода движение измерителя.Когда к динамику изначально подается постоянное напряжение, возникающий через него ток будет перемещать диффузор динамика и производить слышимый «щелчок». Другой звук щелчка будет слышен при отключении источника постоянного тока. Основываясь на этом принципе, чувствительный нуль-детектор может быть сделан не более чем из наушников и переключателя мгновенного действия:

Если для этой цели используются наушники «8 Ом», их чувствительность можно значительно повысить, подключив их к устройству, называемому трансформатором .Трансформатор использует принципы электромагнетизма для «преобразования» уровней напряжения и тока импульсов электрической энергии. В этом случае используется понижающий трансформатор , который преобразует слаботочные импульсы (создаваемые путем замыкания и размыкания кнопочного переключателя при подключении к небольшому источнику напряжения) в импульсы более высокого тока для более эффективного вставьте диффузоры динамиков внутрь наушников.

Трансформатор «аудиовыхода» с коэффициентом импеданса 1000: 8 идеально подходит для этой цели.Трансформатор также увеличивает чувствительность детектора, накапливая энергию слаботочного сигнала в магнитном поле для внезапного выброса в динамики наушников при размыкании переключателя. Таким образом, он будет производить более громкие «щелчки» для обнаружения более слабых сигналов:

Подключенный к потенциометрической схеме в качестве детектора нуля, переключатель / трансформатор / наушники используется как таковое:

Назначение любого нуль-детектора — действовать как лабораторные весы, показывая, когда два напряжения равны (отсутствие напряжения между точками 1 и 2) и ничего более.Балансир лабораторных весов фактически ничего не весит; скорее, он просто указывает на равенство между неизвестной массой и стопкой стандартных (калиброванных) масс.

Аналогичным образом, нулевой детектор просто указывает, когда напряжение между точками 1 и 2 одинаково, что (согласно закону Кирхгофа о напряжении) будет, когда регулируемый источник напряжения (символ батареи с диагональной стрелкой, проходящей через него) точно равен напряжение к падению на R2.

Для работы с этим прибором техник вручную настраивал выходной сигнал прецизионного источника напряжения до тех пор, пока нуль-детектор не показывал точно ноль (при использовании аудионаушников в качестве нуль-детектора, техник несколько раз нажимал и отпускал кнопочный переключатель, прислушиваясь к тишине. указывает, что схема была «сбалансированной»), а затем отметьте напряжение источника, указанное вольтметром, подключенным к прецизионному источнику напряжения, это показание представляет напряжение на нижнем резисторе 250 МОм:

Вольтметр, используемый для прямого измерения прецизионного источника, не обязательно должен иметь чрезвычайно высокую чувствительность Ω / V, потому что источник будет обеспечивать весь ток, необходимый для работы.Пока на нуль-детекторе есть нулевое напряжение, между точками 1 и 2 будет нулевой ток, что означает отсутствие нагрузки на тестируемую схему делителя.

Стоит повторить тот факт, что этот метод при правильном выполнении прикладывает почти нулевую нагрузку на измеряемую цепь. В идеале он абсолютно не нагружает тестируемую схему, но для достижения этой идеальной цели нуль-детектор должен иметь абсолютно нулевое напряжение на нем , что потребует бесконечно чувствительного нуль-метра и идеального баланса напряжения от регулируемого источник напряжения.

Однако, несмотря на практическую неспособность достичь абсолютного нуля нагрузки, потенциометрическая схема по-прежнему является отличным методом для измерения напряжения в цепях с высоким сопротивлением. И в отличие от электронного усилителя, который решает проблему с помощью передовых технологий, потенциометрический метод обеспечивает гипотетически идеальное решение, используя фундаментальный закон электричества (KVL).

ОБЗОР:

• Идеальный вольтметр имеет бесконечное сопротивление.
• Слишком низкое внутреннее сопротивление в вольтметре отрицательно повлияет на измеряемую цепь.
• Вольтметры с вакуумной трубкой (VTVM), транзисторные вольтметры и потенциометрические схемы — все это средства минимизации нагрузки на измеряемую цепь. Из этих методов потенциометрический («нулевой баланс») метод — единственный, способный поставить нулевую нагрузку на схему.
• Нулевой извещатель — это устройство, созданное для максимальной чувствительности к небольшим напряжениям или токам.Он используется в цепях потенциометрического вольтметра для индикации отсутствия напряжения между двумя точками, что указывает на состояние баланса между регулируемым источником напряжения и измеряемым напряжением.

СВЯЗАННЫЕ РАБОЧИЕ ЛИСТЫ:

Руководство покупателя мультиметра

— выбор мультиметра, соответствующего вашим требованиям

Выбор мультиметра в соответствии с вашими требованиями

Мультиметры — это электронные устройства, которые измеряют напряжение, ток и сопротивление.Хотя существует множество разных типов мультиметров с разными функциями и преимуществами. Будь то небольшое электронное соединение или большая сложная схема, каждый компонент, от простого диода до сложного усилителя мощности, должен быть проверен на электрические свойства.

Мультиметр — это основной инструмент контроля качества разработчика электроники. Чтобы убедиться, что у вас есть подходящий счетчик по разумной цене, может потребоваться некоторое планирование. Некоторые мультиметры включают дополнительные специализированные функции или расширенные параметры.У некоторых технических специалистов есть особые требования, и им может потребоваться модель, соответствующая их потребностям.

Аналоговые мультиметры

Аналоговые мультиметры, как вы могли догадаться, используют классические аналоговые шкалы для измерения напряжения, тока и сопротивления. Они, безусловно, более примитивны и редко используются в наши дни, однако некоторые утверждают, что аналоговые измерители более чувствительны, чем их цифровые аналоги, и многие по-прежнему предпочитают их. После малейшего изменения напряжения постоянного тока стрелка аналогового мультиметра может отклониться, что влияет на точность показаний измерения и может не быть тем, что вы видите на цифровом измерителе. Если вы имеете дело со схемами с высокочувствительными измерениями, вам может подойти аналоговый мультиметр.

Цифровые мультиметры

Цифровые мультиметры (DMM) состоят из ЖК-дисплея, ручки для выбора диапазонов, аналого-цифрового преобразователя и внутренней схемы для преобразования сигнала. Он гораздо чаще используется в современном мире и в основном используется для проверки одного из трех факторов закона Ома, тока напряжения и сопротивления.

Ниже приведено простое уравнение, используемое во время диагностического тестирования:

В = I x R
В = напряжение
I = ток
R = сопротивление

Цифровые мультиметры также используются для проверки состояния цепи или системы в целях безопасности и чтобы убедиться, что с устройством безопасно работать.Существуют сотни моделей на выбор, поэтому вам нужно отфильтровать свои варианты и рассмотреть различные факторы при выборе правильного цифрового мультиметра. Вот некоторые вещи, о которых следует помнить:

Аналоговый набор

Цифровой мультиметр ЖК-дисплей

Цены на мультиметр

Цифровые мультиметры доступны в широком диапазоне цен от 10 до 1500 долларов. Это зависит от бренда и включенных функций. Счетчики с более высокой ценой, как правило, более надежны и точны, чем модели с более низкой ценой.Мультиметры Workbench , как правило, дороже по сравнению с портативным цифровым мультиметром .

В общем, мы рекомендуем посмотреть, как часто вы будете использовать устройство, и какие функции вам нужны. Если это случайный инструмент, возможно, подойдет и более дешевое устройство. Но чем больше вы планируете использовать счетчик, тем больше вам понадобится прочная конструкция и более дорогой счетчик.

Счетчики на дисплее мультиметра

Разрешение счетчика или счетчиков на дисплее — это наименьшая часть шкалы, которая может отображаться и зависит от шкалы.Это относится к тому, насколько велико число, которое может отображать счетчик, или общее количество отображаемых цифр. Чем больше количество дисплеев, тем лучше.

Универсальность в измерениях и функциональность

Базовые мультиметры имеют стандартные функции, такие как измерение постоянного и переменного тока, напряжения, сопротивления и емкости. Другие измерители предлагают различные тесты (проверка диодов, проверка батарей, проверка целостности, проверка транзисторов) и специальные функции (автоматический выбор диапазона, аналоговая гистограмма, интерфейс RS-232 для ПК, истинное среднеквадратичное значение), что делает их более полезными, чем стандартный мультиметр.Ознакомьтесь с руководством пользователя устройства, чтобы ознакомиться с предлагаемыми функциями и соответствующим образом выбрать глюкометр.

Безопасность мультиметра

При работе с высоким напряжением очень важно знать, какой измеритель вам следует использовать. В зависимости от силы тока, протекающего по проводнику, вы можете выбрать устройство, представляющее собой нечто среднее между мультиметром и токоизмерительными клещами .

Токоизмерительные клещи

Токоизмерительные клещи, созданные как одноцелевой тестовый инструмент для электриков, представляют собой электрический тестер, в котором вольтметр сочетается с токоизмерительными клещами. Токоизмерительные клещи имеют встроенный трансформатор с единственной целью измерения тока, который они могут измерять с точностью до десятых долей единицы.

В отличие от мультиметра, токоизмерительные клещи не нужно подключать к цепи для измерения тока. Все, что вам нужно сделать, это поместить зажим вокруг провода под напряжением, чтобы измерить ток, не прерывая работу цепи. Токоизмерительные клещи идеально подходят для электромонтажных работ, поскольку они могут измерять большие токи переменного тока.

Посмотрите в руководстве производителя, какие модели подходят для каких категорий (CAT).Чем ниже номер CAT, тем меньше защита.

Токоизмерительные клещи Fluke

• CAT I для измерения напряжений в специально защищенных вторичных цепях.
• CAT II относится к распределению электроэнергии на местном уровне, например, от стандартной настенной розетки или подключенной нагрузки.
• CAT III относится к измерениям на проводном оборудовании в стационарных установках, распределительных щитах и ​​автоматических выключателях. Токоизмерительные клещи Fluke True-RMS соответствуют категории безопасности CAT III.
• CAT IV относится к источнику измерений уровня установки или электросети на первичных устройствах защиты от перегрузки по току и на блоках управления пульсациями. Токоизмерительные клещи Fluke 324 соответствуют категории безопасности CAT IV 300 В.

По-прежнему нужна помощь в выборе мультиметра? Напишите нам по адресу [адрес электронной почты защищен]

Как пользоваться мультиметром

Добавлено в избранное

Любимый

61

Введение

Итак… как пользоваться мультиметром? Из этого туториала Вы узнаете, как использовать цифровой мультиметр (DMM), незаменимый инструмент, который можно использовать для диагностики цепей, изучения электронных устройств других людей и даже тестирования батареи. Отсюда и название «мульти» — «метр» (множественное измерение).

Основные параметры, которые мы измеряем, — это напряжение и ток. Мультиметр также отлично подходит для некоторых базовых проверок работоспособности и устранения неполадок. Ваша схема не работает? Переключатель работает? Поставь на него счетчик! Мультиметр — ваша первая защита при поиске и устранении неисправностей в системе.В этом руководстве мы рассмотрим измерение напряжения, тока, сопротивления и целостности цепи.

Рекомендуемая литература

Эти концепции могут быть полезны в этом руководстве:

Мы будем использовать SparkFun VC830L на протяжении всего руководства, но эти методы должны применяться к большинству мультиметров.

Цифровой мультиметр — базовый

В наличии

TOL-12966

Цифровой мультиметр (DMM) — незаменимый инструмент в арсенале каждого энтузиаста электроники. Цифровой мультиметр SparkFun, h…

21 год

Видео

Ищете мультиметр, который подходит именно вам?

Мы вас прикрыли!

Цифровой мультиметр — базовый

В наличии

TOL-12966

Цифровой мультиметр (DMM) — незаменимый инструмент в арсенале каждого энтузиаста электроники.Цифровой мультиметр SparkFun, h…

21 год

Умный тестер SMD

В наличии

TOL-10829

Этот интеллектуальный тестер SMD представляет собой по сути пару мультиметрового пинцета. Это позволяет устранять неисправности в цепях с малым SMD p…

.

1

Детали мультиметра

Мультиметр состоит из трех частей:

• Дисплей
• Ручка выбора
• Порты

Дисплей обычно имеет четыре цифры и может отображать отрицательный знак.Несколько мультиметров имеют дисплеи с подсветкой для лучшего обзора в условиях низкой освещенности.

Ручка выбора позволяет пользователю настроить мультиметр на считывание различных значений, таких как ток в миллиамперах (мА), напряжение (В) и сопротивление (& Ом;).

Два датчика подключаются к двум из портов на передней панели устройства. COM означает «общий» и почти всегда подключается к заземлению или «-» цепи. Зонд COM обычно черный, но нет никакой разницы между красным и черным зондом, кроме цвета. 10A — специальный порт, используемый для измерения больших токов (более 200 мА). мАВΩ — это порт, к которому обычно подключается красный зонд. Этот порт позволяет измерять ток (до 200 мА), напряжение (В) и сопротивление (& Ом;). Щупы имеют разъем типа банан на конце, который подключается к мультиметру. С этим измерителем подойдет любой зонд с банановой заглушкой. Это позволяет использовать различные типы датчиков.

Использование мультиметра для проверки напряжения LiPo батареи.

Типы датчиков

Для мультиметров доступно множество различных типов щупов. Вот несколько наших любимых:

• Зажимы типа «банан» для «аллигатора»: это отличные кабели для подключения к большим проводам или контактам на макетной плате. Подходит для выполнения более длительных тестов, когда вам не нужно удерживать зонды на месте, пока вы манипулируете схемой.
• Banana to IC Hook: крючки IC хорошо работают с меньшими ИС и ножками ИС.
• Banana to Tweezers: Пинцет удобен, если вам нужно протестировать компоненты SMD.
• Банан для проверки зондов: если вы когда-нибудь сломаете зонд, их будет дешево заменить!

Кабели с крючками от банана к микросхеме

В наличии

CAB-00506

Это различные кабели с выводами для подключения к мультиметрам, источникам питания, осциллографам, генераторам функций и т. Д.Кабели…

7

Кабель от банана к аллигатору

В наличии

CAB-00509

Это различные кабели с выводами для подключения к мультиметрам, источникам питания, осциллографам, генераторам функций и т. Д.Кабели…

2

Измерение напряжения

Для начала измеряем напряжение на батарее AA: Подключите черный щуп к COM , а красный щуп к мАВΩ . Установите мультиметр на «2V» в диапазоне постоянного тока. Практически вся портативная электроника использует постоянный ток), а не переменный ток.Подключите черный щуп к заземлению аккумулятора или к «-», а красный щуп к питанию или к «+». Слегка прижмите щупы к положительной и отрицательной клеммам батареи AA. Если у вас новая батарея, вы должны увидеть на дисплее около 1,5 В (эта батарея совершенно новая, поэтому ее напряжение немного выше 1,5 В).

Если вы измеряете напряжение постоянного тока (например, аккумулятор или датчик, подключенный к Arduino), вы хотите установить ручку там, где V имеет прямую линию.Напряжение переменного тока (например, выходящее из стены) может быть опасным, поэтому нам редко нужно использовать настройку напряжения переменного тока (V с волнистой линией рядом с ним). Если вы возитесь с переменным током, мы рекомендуем вам приобрести бесконтактный тестер, а не использовать цифровой мультиметр.

Используйте V с прямой линией для измерения напряжения постоянного тока

Используйте V с волнистой линией для измерения напряжения переменного тока

Что произойдет, если поменять местами красный и черный щупы? Показания мультиметра просто отрицательные.Ничего страшного не происходит! Мультиметр измеряет напряжение относительно общего щупа. Какое напряжение на «+» батареи по сравнению с общим или отрицательным контактом? 1,5 В. Если мы переключаем датчики, мы определяем «+» как общую или нулевую точку. Какое напряжение на «-» батареи по сравнению с нашим новым нулем? -1,5 В!

Теперь давайте построим простую схему, чтобы продемонстрировать, как измерять напряжение в реальных условиях. Схема представляет собой просто 1 кОм; и синий сверхяркий светодиод с питанием от модуля питания SparkFun Breadboard.Для начала давайте удостоверимся, что схема, с которой вы работаете, правильно запитана. Если ваш проект должен быть на 5 В, но меньше 4,5 В или больше 5,5 В, это быстро даст вам указание на то, что что-то не так, и вам может потребоваться проверить ваши силовые соединения или проводку вашей цепи.

Измерение напряжения на стержне источника питания.

Установите ручку в положение «20V» в диапазоне постоянного тока (рядом с диапазоном напряжения постоянного тока отображается буква V с прямой линией).Мультиметры обычно не поддерживают автоматический выбор диапазона. Вы должны установить мультиметр на диапазон, который он может измерять. Например, 2V измеряет напряжения от до 2 вольт , а 20V измеряет напряжения от до 20 вольт . Поэтому, если вы измеряете аккумулятор на 12 В, используйте настройку 20 В. Система 5В? Используйте настройку 20 В. Если вы установите его неправильно, вы, вероятно, увидите, что экран счетчика изменился, а затем прочитал «1».

С некоторой силой (представьте, что воткнули вилку в кусок жареного мяса) надавите зондами на два открытых куска металла. Один зонд должен контактировать с GND-соединением. Один зонд для подключения VCC или 5 В.

Мы также можем протестировать различные части схемы. Этот метод называется узловым анализом и является основным строительным блоком в анализе схем. Измеряя напряжение в цепи, мы можем увидеть, сколько напряжения требуется каждому компоненту. Давайте сначала измерим всю схему. Измеряя, откуда напряжение поступает на резистор, а затем на землю светодиода, мы должны увидеть полное напряжение цепи, которое, как ожидается, будет около 5 В.

Затем мы можем увидеть, какое напряжение потребляет светодиод. Это то, что называется падением напряжения на светодиодах. Если сейчас это не имеет смысла, не бойтесь. Это позволит вам больше исследовать мир электроники. Важно отметить, что можно измерять различные части схемы для анализа схемы в целом.

Для свечения этого светодиода используется 2,66 В от имеющегося источника питания 5 В. Это ниже, чем прямое напряжение, указанное в таблице данных, из-за того, что схема имеет только небольшой ток, проходящий через нее, но об этом чуть позже.

Перегрузка

Что произойдет, если вы выберете настройку напряжения, слишком низкую для напряжения, которое вы пытаетесь измерить? Ничего плохого. Счетчик просто отобразит 1. Это счетчик пытается сказать вам, что он перегружен или находится вне диапазона. Все, что вы пытаетесь прочитать, слишком много для этой конкретной обстановки. Попробуйте установить ручку мультиметра на более высокое значение.

Показание 5 В в этой цепи слишком много для настройки 2 В на мультиметре.

Ручка выбора

Почему ручка счетчика показывает 20 В, а не 10 В? Если вы хотите измерить напряжение менее 20 В, выберите настройку 20 В. Это позволит вам читать от 2,00 до 19,99 .

Первая цифра на многих мультиметрах может отображать только «1», поэтому диапазоны ограничены 1 9,99 вместо 9 9,99. Следовательно, максимальный диапазон 20 В вместо максимального диапазона 99 В.

Предупреждение! В общем, придерживайтесь цепей постоянного тока (настройки на мультиметре с прямыми линиями, а не кривыми линиями).Большинство мультиметров могут измерять системы переменного тока (переменного тока), но цепи переменного тока могут быть опасными. Настенная розетка с переменным током или «сетевым напряжением» — это то, что может вас неплохо устроить. ОЧЕНЬ бережно относитесь к AC. Если вам нужно проверить, включена ли розетка, используйте тестер переменного тока. На самом деле, нам нужно измерить переменный ток только тогда, когда у нас есть розетка, которая ведет себя странно (действительно ли она на 110 В?), Или если мы пытаемся управлять нагревателем (например, горячей плитой). Не торопитесь и дважды проверьте все, прежде чем проверять цепь переменного тока.

Измерение сопротивления

Нормальные резисторы имеют цветовую маркировку. Если вы не знаете, что они означают, ничего страшного! Существует множество простых в использовании онлайн-калькуляторов. Однако, если вы когда-нибудь окажетесь без доступа в Интернет, мультиметр очень удобен для измерения сопротивления.

Выберите случайный резистор и установите на мультиметре значение 20 кОм. Затем прижмите щупы к ножкам резистора с таким же усилием, как при нажатии клавиши на клавиатуре.

Измеритель покажет одно из трех значений: 0,00 , 1 или фактическое значение резистора .

• В этом случае измеритель показывает 0,97, что означает, что этот резистор имеет значение 970 Ом или около 1 кОм (помните, что вы находитесь в режиме 20 кОм или 20000 Ом, поэтому вам нужно переместить десятичный знак на три разряда вправо или 970 Ом. ).

• Если мультиметр показывает 1 или отображает OL , значит, он перегружен. Вам нужно будет попробовать более высокий режим, такой как режим 200 кОм или режим 2 МОм (мегаом).В этом нет ничего страшного, это просто означает, что необходимо отрегулировать ручку диапазона.

• Если мультиметр показывает 0,00 или почти ноль, то вам необходимо понизить режим до 2 кОм или 200 Ом .

Помните, что многие резисторы имеют допуск 5%. Это означает, что цветовой код может указывать на 10 000 Ом (10 кОм), но из-за несоответствий в производственном процессе резистор 10 кОм может быть от 9,5 кОм или до 10.5кОм. Не волнуйтесь, он отлично подойдет как подтягивающий или общий резистор.

Давайте опустим измеритель до следующего минимального значения, 2 кОм. Что случается?

Не так много изменилось. Поскольку этот резистор (1 кОм) меньше 2 кОм, он все равно отображается на дисплее. Однако вы заметите, что после десятичной точки есть еще одна цифра, что дает нам немного более высокое разрешение при чтении. А как насчет следующего минимального значения?

Теперь, так как 1k & ohm; больше 200 Ом, мы достигли максимального значения счетчика, и он сообщает вам, что он перегружен и вам нужно попробовать установить более высокое значение.

Как показывает практика, резистор менее 1 Ом можно встретить редко. Помните, что измерение сопротивления не идеально. Температура может сильно повлиять на показания. Кроме того, измерение сопротивления устройства, когда оно физически установлено в цепи, может быть очень сложной задачей. Окружающие компоненты на печатной плате могут сильно повлиять на показания.

Измерение тока

Ток считывания — одно из самых сложных и информативных показаний в мире встроенной электроники.Это сложно, потому что вам нужно последовательно измерять ток. Если напряжение измеряется путем подключения VCC и GND (параллельно), для измерения тока необходимо физически прервать прохождение тока и подключить счетчик к сети. Чтобы продемонстрировать это, мы будем использовать ту же схему, что и в секции измерения напряжения.

Первое, что нам понадобится, это лишний кусок провода. Как уже упоминалось, нам нужно физически прервать цепь, чтобы измерить ток. Другими словами, вытащите провод VCC, идущий к резистору, добавьте провод к тому месту, где этот провод был подключен, а затем проверьте от вывода питания на блоке питания до резистора.Это эффективно «обрывает» питание схемы. Затем мы вставляем мультиметр в линию, чтобы он мог измерять ток, когда он «течет» через мультиметр в макетную плату.

Для этих картинок мы обманули и использовали зажимы из крокодиловой кожи. При измерении тока часто полезно наблюдать за тем, что ваша система делает с течением времени, в течение нескольких секунд или минут. Хотя вам, возможно, захочется встать и поднести датчики к системе, иногда легче освободить руки. Эти щупы с зажимом типа «крокодил» могут пригодиться.Обратите внимание, что почти все мультиметры имеют разъемы одинакового размера (они называются «банановыми вилками»), поэтому, если вы в затруднительном положении, вы можете использовать щупы своего друга.

Теперь, когда мультиметр подключен, мы можем установить шкалу в правильное положение и измерить ток. Измерение тока работает так же, как напряжение и сопротивление — вы должны получить правильный диапазон. Установите мультиметр на 200 мА и работайте оттуда. Потребление тока для многих макетных проектов обычно составляет менее 200 мА. Убедитесь, что красный зонд вставлен в порт с предохранителем на 200 мА.На нашем любимом мультиметре отверстие 200 мА — это тот же порт / отверстие, что и показания напряжения и сопротивления (порт обозначен как мАВΩ ). Это означает, что вы можете держать красный зонд в том же порту для измерения тока, напряжения или сопротивления. Однако, если вы подозреваете, что ваша схема будет использовать около 200 мА или более, переключите зонд на сторону 10 А. на всякий случай. Перегрузка по току может привести к сгоранию предохранителя, а не просто к отображению перегрузки. Подробнее об этом чуть позже.

Эта цепь потребляла только 1.8 мА во время измерения, небольшой ток. Среднее значение было ближе к 2,1 мА.

Поймите, что мультиметр действует как кусок провода — вы замкнули цепь, и она включится. Это важно, потому что с течением времени светодиод, микроконтроллер, датчик или любое другое измеряемое устройство может изменить свое энергопотребление (например, включение светодиода может привести к увеличению на 20 мА на секунду, а затем к уменьшению на секунду при включении. выключенный).На дисплее мультиметра вы должны увидеть мгновенное значение тока. Все мультиметры снимают показания с течением времени, а затем выдают среднее значение , поэтому ожидайте, что показания будут колебаться. В целом, более дешевые счетчики будут в среднем более жестко и медленнее реагировать, поэтому относитесь к каждому показанию с недоверием. Мысленно возьмите средний диапазон, например, от 7 до 8 мА при нормальных условиях 5 В (а не 7,48 мА).

Как и при других измерениях, при измерении тока цвет щупов не имеет значения.Что произойдет, если мы поменяем зонды? Ничего страшного не происходит! Это просто приводит к тому, что текущее показание становится отрицательным:

Ток все еще протекает через систему, вы только что изменили свою точку зрения, и теперь счетчик показывает отрицательное значение.

Помните! Когда вы закончите использовать измеритель, всегда возвращайте его для считывания напряжения (верните щупы в порт напряжения, настройте измеритель на считывание диапазона постоянного напряжения, если необходимо). Обычно берут измеритель и начинают быстро измерять напряжение между двумя контактами.Если вы оставили свой счетчик в режиме «тока», вы не увидите напряжение на дисплее. Вместо этого вы увидите «0,000», указывающее на отсутствие тока между VCC и GND. В течение этой доли секунды вы подключите VCC к GND через ваш измеритель, и предохранитель на 200 мА перегорит = нехорошо. Поэтому, прежде чем положить глюкометр на ночь, не забудьте оставить глюкометр в хорошем состоянии.

Первые несколько раз измерить ток может быть непросто. Не волнуйтесь, если вы взорвете предохранитель — мы делали это десятки раз! В следующем разделе мы покажем вам, как заменить предохранитель.

Непрерывность

Тестирование непрерывности — это проверка сопротивления между двумя точками. Если сопротивление очень низкое (менее нескольких Ом), две точки соединяются электрически, и издается звуковой сигнал. Если сопротивление превышает несколько Ом, значит, цепь разомкнута, и звуковой сигнал не издается. Этот тест помогает убедиться, что соединения выполнены правильно между двумя точками. Этот тест также помогает нам определить, подключены ли две точки, которых не должно быть.

Непрерывность, возможно, самая важная функция для гуру встраиваемого оборудования. Эта функция позволяет нам проверять проводимость материалов и отслеживать, где были выполнены или не выполнены электрические соединения.

Установите мультиметр в режим «Непрерывность». Он может отличаться в зависимости от цифрового мультиметра, но ищите символ диода, вокруг которого распространяются волны (например, звук, исходящий из динамика).

Мультиметр установлен в режим проверки целостности цепи.

Теперь соедините щупы вместе.Мультиметр должен издать звуковой сигнал (Примечание: не все мультиметры имеют настройку непрерывности, но большинство должно). Это показывает, что очень небольшое количество тока может течь без сопротивления (или, по крайней мере, с очень маленьким сопротивлением) между датчиками.

Предупреждение! В общем, выключите систему перед проверкой целостности цепи.

На макетной плате, на которой не запитан, используйте щупы, чтобы проткнуть два отдельных контакта заземления. Вы должны услышать тональный сигнал, указывающий, что они подключены.Подключите пробники от контакта VCC на микроконтроллере к VCC на источнике питания. Он должен издать звуковой сигнал, указывающий, что питание свободно течет от вывода VCC к микроконтроллеру. Если он не издает тонального сигнала, вы можете начать следовать по маршруту, по которому проходит медный провод, и определять, есть ли обрывы в линии, проводе, макете или печатной плате.

Continuity — отличный способ проверить, соприкасаются ли два контакта SMD. Если ваши глаза не видят этого, мультиметр обычно является отличным вторым средством тестирования.

Когда система не работает, непрерывность — еще одна вещь, которая помогает устранить неполадки в системе.Вот шаги, которые необходимо предпринять:

1. Если система включена, внимательно проверьте VCC и GND с настройкой напряжения, чтобы убедиться, что напряжение соответствует уровню. Если система 5 В работает при 4,2 В, внимательно проверьте регулятор, он может быть очень горячим, что указывает на то, что система потребляет слишком большой ток.
2. Выключите систему и проверьте целостность цепи между VCC и GND. Если есть непрерывность (если вы слышите звуковой сигнал), значит, у вас где-то короткое замыкание.
3. Выключите систему.Убедитесь, что VCC и GND правильно подключены к контактам микроконтроллера и других устройств. Система может быть включена, но отдельные микросхемы могут быть подключены неправильно.
4. Предположим, вы можете запустить микроконтроллер, отложить мультиметр в сторону и перейти к последовательной отладке или использовать логический анализатор для проверки цифровых сигналов.

Обрыв цепи и большие конденсаторы: При обычном поиске неисправностей. вы будете проверять целостность цепи между землей и шиной VCC.Это хорошая проверка работоспособности перед включением прототипа, чтобы убедиться, что в системе питания нет короткого замыкания. Но не удивляйтесь, если вы услышите короткий звуковой сигнал! при зондировании. Это связано с тем, что в системе питания часто присутствует значительная емкость. Мультиметр ищет очень низкое сопротивление, чтобы увидеть, соединены ли две точки. Конденсаторы будут действовать как короткое замыкание в течение доли секунды, пока не заполнятся энергией, а затем будут действовать как открытое соединение. Поэтому вы услышите короткий звуковой сигнал, а затем ничего.Ничего страшного, просто шапки заряжаются.

Замена предохранителя

Одна из наиболее распространенных ошибок нового мультиметра — это измерение тока на макетной плате путем измерения от VCC к GND (плохо!). Это немедленно приведет к короткому замыканию на землю через мультиметр, что приведет к потере питания макетной платы. Когда ток проходит через мультиметр, внутренний предохранитель нагревается, а затем сгорает, когда через него проходит 200 мА. Это произойдет за доли секунды и без каких-либо реальных звуковых или физических признаков того, что что-то не так.

Вау, это было здорово. Что теперь? Во-первых, помните, что измерение тока выполняется последовательно (прервите линию VCC на макетную плату или микроконтроллер, чтобы измерить ток). Если вы попытаетесь измерить ток с помощью перегоревшего предохранителя, вы, вероятно, заметите, что измеритель показывает «0,00» и что система не включается, как должна, когда вы присоединяете мультиметр. Это связано с тем, что внутренний предохранитель сломан и действует как обрыв провода или обрыв. Не волнуйтесь, это происходит постоянно, и его устранение стоит около 1 доллара.

Чтобы заменить предохранитель, возьмите удобную мини-отвертку и начните выкручивать винты. Цифровой мультиметр SparkFun довольно легко разобрать. Начните со снятия пластины аккумулятора и аккумулятора.

Затем удалите два винта, которые прячутся за пластиной аккумулятора.

Слегка приподнимите переднюю часть мультиметра.

Теперь обратите внимание на крючки на нижнем крае лица. Вам нужно будет сдвинуть лицо в сторону с небольшим усилием, чтобы освободить эти крючки.

После того, как забой будет отцеплен, он должен легко выйти. Теперь вы можете заглянуть внутрь мультиметра!

Осторожно поднимите предохранитель, и он выскочит.

Убедитесь, что заменил правильный предохранитель на правильный тип . Другими словами, замените предохранитель на 200 мА на предохранитель на 200 мА.

Предупреждение! ЗАПРЕЩАЕТСЯ класть предохранитель на 10 А туда, где должен быть предохранитель на 200 мА. Расположение предохранителей может не совпадать с размещением портов зонда.Прочтите металлические колпачки на обоих концах предохранителя, чтобы дважды проверить, какой из них какой.

Компоненты и дорожки на печатной плате внутри мультиметра рассчитаны на разные величины тока. Вы повредите и, возможно, испортите свой мультиметр, если случайно пропустите 5 А через порт 200 мА.

Бывают случаи, когда вам нужно измерить сильноточные устройства, такие как двигатель или нагревательный элемент. Вы видите два места для размещения красного щупа на передней панели мультиметра? 10A слева и мАВΩ справа? Если вы попытаетесь измерить ток более 200 мА на порте мАВΩ , вы рискуете перегореть предохранитель.Но если вы используете порт 10A для измерения тока, вы значительно снизите риск перегорания предохранителя. Компромисс — чувствительность. Как мы уже говорили выше, используя порт 10A и настройку ручки, вы сможете читать только до 0,01A или 10 мА. Большинство моих систем используют более 10 мА, поэтому настройка и порт 10 А работают достаточно хорошо. Если вы пытаетесь измерить очень низкую мощность (микро- или наноампер), порт 200 мА с 2 мА, 200 мкА или 20 мкА может быть тем, что вам нужно.

Помните: Если ваша система может использовать более 100 мА, вам следует начать с красного датчика, подключенного к порту 10A , и установки ручки 10A .

С цифровыми мультиметрами стоимостью менее 50 долларов измерения, которые вы, вероятно, будете проводить, являются просто показаниями для устранения неполадок, а не результатами научных экспериментов. Если вам действительно нужно увидеть, как ИС использует ток или напряжение с течением времени, используйте стенд Agilent или другой высококачественный стенд. Эти устройства имеют более высокую точность и предлагают широкий спектр необычных функций (в том числе и Тетрис!). Банни Хуанг, разработчик оборудования Chumby, использует высокоточные показания тока для устранения неисправностей плат во время заключительных процедур тестирования Chumby.Посмотрев на потребление тока разными платами, которые вышли из строя (например, данная неисправная плата потребляет 210 мА больше обычного), он мог определить, что не так с платой (когда ОЗУ выходит из строя, она обычно использует 210 мА больше обычного). Выявление возможных неисправностей значительно упрощает переделку и ремонт плат.

Что делает хороший мультиметр?

У каждого свои предпочтения, но в целом предпочтительны мультиметры с непрерывностью измерения.Все остальные функции — это просто вишенка на торте.

Существуют причудливые мультиметры, которые автоматически выбирают диапазон , что означает, что они автоматически изменяют свой внутренний диапазон, пытаясь найти правильное напряжение, сопротивление или ток предмета, в который вы ткнете. Автоматический выбор диапазона может быть очень полезным, если вы знаете, как его использовать. Вообще говоря, мультиметры с автоподстройкой диапазона более качественные и, как правило, имеют больше функций. Так что если вам дадут мультиметр с автодиапазоном, воспользуйтесь им! Просто знайте, как перевести его в ручной режим.Напряжение или ток в цепи могут колебаться довольно быстро. В некоторых системах ток или напряжение настолько непостоянны, что автоматический выбор диапазона не может быть разумным.

ЖК-дисплей с задней подсветкой — это красиво, но когда вы в последний раз измеряли свою схему в темноте? Обычно мы избегаем страшных лесов и ситуаций, которые требуют от нас тестирования оборудования посреди ночи, но некоторым людям может понадобиться или понадобится мультиметр, совместимый с темнотой.

хороший щелчок на селекторе диапазона на самом деле является большим плюсом в нашей книге.Мягкая ручка обычно указывает на некачественный счетчик.

Пробники неплохие — плюс. Со временем провода будут ломаться в точке изгиба. Мы видели, как провода полностью выходят из зондов — и это всегда в тот момент, когда зонды должны работать! Если вы сломаете зонд, его будет достаточно дешево заменить.

Автоотключение — отличная функция, которая редко встречается на более дешевых мультиметрах. Это функция, которая может принести пользу как новичкам, так и опытным пользователям, так как легко забыть выключить глюкометр в 2 часа ночи. Цифровой мультиметр SparkFun не имеет этой функции, но, к счастью, он очень маломощный. Мы оставили мультиметр на два дня, прежде чем батарея на 9 В начала разряжаться. Тем не менее, не забудьте выключить глюкометр!

Теперь вы готовы использовать цифровой мультиметр для измерения окружающего мира. Не стесняйтесь использовать его, чтобы ответить на многие вопросы. Я считаю, что мой светодиод выдает 20 мА, правда? Какое напряжение у лимона? Стакан из воды токопроводящий? Можно ли заменить эти провода алюминиевой фольгой? Цифровой мультиметр ответит на эти и многие другие вопросы об электронике.

Покупка мультиметра

Цифровой мультиметр — незаменимый инструмент в арсенале каждого энтузиаста электроники. Вот несколько мультиметров и наборов с мультиметрами, которые подойдут как для начинающих, так и для опытных любителей.

Наши рекомендации:

Цифровой мультиметр — базовый

В наличии

TOL-12966

Цифровой мультиметр (DMM) — незаменимый инструмент в арсенале каждого энтузиаста электроники. Цифровой мультиметр SparkFun, h…

21 год

Мошиметр

Ушедший на пенсию

ТОЛ-13843

Mooshimeter — это мультиметр для тестирования многоканальных цепей, который использует ваш смартфон или планшет через Bluetooth 4.0, как…

14

На пенсии

Нажмите, чтобы просмотреть дополнительные параметры мультиметра

Ресурсы и дальнейшее развитие

Теперь, когда вы знаете основы использования цифрового мультиметра, ознакомьтесь с этими руководствами, чтобы использовать свой новый навык:

Или ознакомьтесь с некоторыми из этих связанных сообщений в блогах.

Мультиметр

Цифровой мультиметр

Мультиметр или мультитестер , также известный как вольт / омметр или VOM , представляет собой электронный измерительный прибор, который объединяет несколько функций измерения в одном устройстве. Типичный мультиметр может включать такие функции, как возможность измерения напряжения, тока и сопротивления. Мультиметры могут использовать аналоговые или цифровые схемы — аналоговые мультиметры и цифровые мультиметры (часто сокращенно DMM или DVOM .) Аналоговые приборы обычно основаны на микроамперметре, указатель которого перемещается по шкале калибровки для всех возможных измерений; цифровые приборы обычно отображают цифры, но могут отображать полосу длины, пропорциональной измеряемой величине.

Мультиметр может быть портативным устройством, используемым для базового поиска неисправностей и работы в полевых условиях, или настольным прибором, который может выполнять измерения с очень высокой степенью точности. Их можно использовать для поиска и устранения электрических проблем в широком спектре промышленных и бытовых устройств, таких как электронное оборудование, средства управления двигателем, бытовые приборы, источники питания и системы электропроводки.

Измеряемые величины

Современные мультиметры могут измерять множество величин. Наиболее распространенными являются:

Кроме того, некоторые мультиметры измеряют:

Цифровые мультиметры могут также включать в себя схемы для:

• непрерывности; пищит, когда цепь проводит.
• Диоды (измерение прямого падения диодных переходов, т. Е. Диодов и переходов транзисторов) и транзисторов (измерение усиления по току и других параметров).
• Проверка аккумуляторов для простых аккумуляторов на 1,5 и 9 В. Это шкала напряжения, нагруженного током. Проверка батареи (игнорирование внутреннего сопротивления, которое увеличивается по мере разряда батареи) менее точна при использовании шкалы напряжения постоянного тока.

Разрешение

Цифровое

Разрешение мультиметра часто указывается в «разрядах» разрешения. Например, термин 5½ цифр относится к количеству цифр, отображаемых на дисплее мультиметра.

По соглашению, половина цифры может отображать либо ноль, либо единицу, тогда как цифра в три четверти может отображать цифру больше единицы, но не девять. Обычно цифра в три четверти соответствует максимальному значению 3 или 5. Дробная цифра всегда является самой старшей цифрой в отображаемом значении. Мультиметр на 5½ разряда будет иметь пять полных цифр, отображающих значения от 0 до 9, и одну половину цифры, которая может отображать только 0 или 1. ^[3] Такой измеритель может отображать положительные или отрицательные значения от 0 до 199 999.Трехзначный счетчик может отображать количество от 0 до 3 999 или 5 999, в зависимости от производителя.

В то время как цифровой дисплей может быть легко увеличен в точности, дополнительные цифры не имеют значения, если они не сопровождаются тщательной разработкой и калибровкой аналоговых частей мультиметра. Значимые измерения с высоким разрешением требуют хорошего понимания технических характеристик прибора, хорошего контроля условий измерения и прослеживаемости калибровки прибора.

Указание «счетчиков дисплея» — еще один способ указать разрешение. Счетчики на дисплее дают наибольшее число или наибольшее число плюс один (чтобы число счёта выглядело лучше), которое может отображать дисплей мультиметра, игнорируя десятичный разделитель. Например, мультиметр с 5 ½ разряда может быть указан как мультиметр с отображением 199999 или 200000 единиц. Часто счетчик на дисплее в спецификациях мультиметра называется просто счетчиком.

Аналоговый

Разрешение аналоговых мультиметров ограничено шириной указателя шкалы, вибрацией указателя, точностью печати шкал, калибровкой нуля, количеством диапазонов и ошибками из-за негоризонтального использования механического дисплея .Точность получаемых показаний также часто снижается из-за неправильного подсчета разметки деления, ошибок в мысленной арифметике, ошибок наблюдения параллакса и несовершенного зрения. Для улучшения разрешения используются зеркальные шкалы и более крупные измерительные приборы; Эквивалентное разрешение от двух с половиной до трех цифр является обычным (и обычно достаточно для ограниченной точности, необходимой для большинства измерений).

Измерения сопротивления, в частности, имеют низкую точность из-за типичной схемы измерения сопротивления, которая сильно сжимает шкалу при более высоких значениях сопротивления.Недорогие аналоговые измерители могут иметь только одну шкалу сопротивления, что серьезно ограничивает диапазон точных измерений. Обычно аналоговый измеритель имеет панель регулировки для установки калибровки измерителя при нулевом сопротивлении, чтобы компенсировать изменяющееся напряжение батареи измерителя.

Точность

Цифровые мультиметры обычно выполняют измерения с точностью, превосходящей их аналоговые аналоги. Стандартные аналоговые мультиметры обычно производят измерения с точностью до трех процентов, ^[4] , хотя бывают и более точные приборы. Стандартные портативные цифровые мультиметры обычно имеют точность 0,5% в диапазонах постоянного напряжения. Стандартные настольные мультиметры доступны с указанной точностью лучше ± 0,01%. Приборы лабораторного класса могут иметь точность до нескольких миллионных долей. ^[5]

Значения точности следует интерпретировать с осторожностью. Точность аналогового прибора обычно относится к полномасштабному отклонению; при измерении 10 В по шкале 100 В 3% счетчика возможна погрешность в 3 В, 30% от показания.Цифровые измерители обычно указывают точность в процентах от показаний плюс процент от полного значения, иногда выраженный в единицах, а не в процентах.

Заявленная точность определяется как нижняя граница диапазона милливольт (мВ) постоянного тока и известна как «базовая точность измерения постоянного напряжения». Более высокие диапазоны постоянного напряжения, тока, сопротивления, переменного тока и других диапазонов обычно имеют меньшую точность, чем базовые значения постоянного напряжения. Измерения переменного тока соответствуют указанной точности только в указанном диапазоне частот.

Производители могут предоставлять услуги по калибровке, так что новые счетчики могут быть приобретены с сертификатом калибровки, указывающим, что счетчик был настроен на стандарты, отслеживаемые, например, Национальным институтом стандартов и технологий США (NIST) или другой национальной лабораторией стандартов. .

Испытательное оборудование имеет тенденцию выходить из строя со временем, и на указанную точность нельзя полагаться бесконечно. Для более дорогого оборудования производители и третьи стороны предоставляют услуги по калибровке, чтобы старое оборудование могло быть откалибровано и повторно сертифицировано.Стоимость таких услуг непропорциональна недорогому оборудованию; однако предельная точность не требуется для большинства рутинных испытаний. Мультиметры, используемые для критических измерений, могут быть частью метрологической программы для обеспечения калибровки.

Чувствительность и входное сопротивление

При использовании для измерения напряжения входное сопротивление мультиметра должно быть очень высоким по сравнению с импедансом измеряемой цепи; в противном случае работа схемы может измениться, и показания также будут неточными.

Измерители с электронными усилителями (все цифровые мультиметры и некоторые аналоговые измерители) имеют фиксированный входной импеданс, который достаточно высок, чтобы не мешать работе большинства цепей. Часто это один или десять МОм; Стандартизация входного сопротивления позволяет использовать внешние высокоомные пробники, которые образуют делитель напряжения с входным сопротивлением, чтобы расширить диапазон напряжений до десятков тысяч вольт.

Большинство аналоговых мультиметров с подвижной стрелкой не имеют буферизации и потребляют ток от тестируемой цепи, чтобы отклонить указатель измерителя.Импеданс измерителя варьируется в зависимости от базовой чувствительности движения измерителя и выбранного диапазона. Например, измеритель с типичной чувствительностью 20 000 Ом / В будет иметь входное сопротивление 2 миллиона Ом в диапазоне 100 В (100 В * 20 000 Ом / В = 2 000 000 Ом). В каждом диапазоне при полном напряжении диапазона полный ток, необходимый для отклонения движения измерителя, берется из тестируемой цепи. Движение измерителя с меньшей чувствительностью приемлемо для тестирования в цепях, где полное сопротивление источника низкое по сравнению с импедансом измерителя, например, в силовых цепях; эти счетчики более прочны с механической точки зрения.Некоторые измерения в сигнальных цепях требуют движений с более высокой чувствительностью, чтобы не нагружать тестируемую цепь импедансом измерителя. ^[6]

Иногда чувствительность путают с разрешением измерителя, которое определяется как наименьшее изменение напряжения, тока или сопротивления, которое может изменить наблюдаемые показания.

Для цифровых мультиметров общего назначения самый низкий диапазон напряжения обычно составляет несколько сотен милливольт переменного или постоянного тока, но самый низкий диапазон тока может составлять несколько сотен миллиампер, хотя доступны инструменты с большей чувствительностью по току. Для измерения низкого сопротивления необходимо вычесть сопротивление выводов (измеренное путем соприкосновения измерительных щупов) для обеспечения максимальной точности.

Верхний предел диапазонов измерения мультиметра значительно варьируется; Для измерения напряжений более 600 вольт, 10 ампер или 100 МОм может потребоваться специальный измерительный прибор.

Напряжение нагрузки

Любой амперметр, в том числе и мультиметр в диапазоне токов, имеет определенное сопротивление. Большинство мультиметров по своей сути измеряют напряжение и пропускают измеряемый ток через шунтирующее сопротивление, измеряя напряжение, возникающее на нем.Падение напряжения называется нагрузочным напряжением и выражается в вольтах на ампер. Значение может меняться в зависимости от диапазона, который выбирает измеритель, поскольку в разных диапазонах обычно используются разные шунтирующие резисторы. ^{[7] [8]}

Напряжение нагрузки может быть значительным в цепях низкого напряжения. Чтобы проверить его влияние на точность и работу внешней цепи, счетчик может быть переключен на различные диапазоны; текущее показание должно быть таким же, и работа схемы не должна нарушаться, если напряжение нагрузки не является проблемой.Если это напряжение является значительным, его можно уменьшить (также уменьшая присущую точность и точность измерения), используя более высокий диапазон тока.

Измерение переменного тока

Поскольку базовая индикаторная система в аналоговом или цифровом измерителе реагирует только на постоянный ток, мультиметр включает в себя схему преобразования переменного тока в постоянный для выполнения измерений переменного тока. В базовых измерителях используется схема выпрямителя для измерения среднего или пикового абсолютного значения напряжения, но они откалиброваны для отображения вычисленного среднеквадратичного значения (RMS) для синусоидальной формы волны; это даст правильные показания переменного тока, используемого при распределении энергии.