Вольтметр что это: Высокоомный вольтметр

Высокоомный вольтметр

Радио, 1973 №8

Для измерения постоянных напряжений часто необходимо иметь вольтметр, обладающий возможно большим входным сопротивлением. Такой вольтметр можно построить, используя усилитель постоянного тока автогенераторного типа и варикапный мост или ёмкостный делитель. В журнале «Радио» № 5 за 1967 год был описан подобный вольтметр. Измеряемое им напряжение в нём управляет цепью положительной обратной связи автогенератора. Поэтому амплитуда колебаний, вырабатываемых им, зависит от величины подводимого напряжения. Эти колебания детектируются и измеряются стрелочным прибором. При измерении сумма постоянного и переменного напряжений действующих в цепи обратной связи, не должна превышать нескольких десятков милливольт. Это затрудняет налаживание вольтметра. Кроме того, необходимо иметь усилитель переменного тока с большим коэффициентом усиления. Если же действующее в цепи обратной связи напряжение составляет десятые доли вольта, то входное сопротивление вольтметра резко уменьшается.

В вольтметре, принципиальная схема которого изображена па рисунке, измеряемое напряжение изменяет ёмкость варикапов, включённых а цепь обратной связи. Чем больше напряжение на входе, тем больше ёмкость варикапов и тем больше положительная обратная связь. Такой способ включения варикапов позволяет подавать значительно большие напряжения на варикап и, следовательно, иметь больший коэффициент передачи усилителя переменного тока.

Вольтметром можно намерять напряжения от 0,3 до 300В с приделами измерений 3, 30 и 300В. Входное сопротивление его достигает нескольких гигаом на минимальном пределе измерений. На других пределах оно определяется входным делителем и составляет не менее 100 Мом.

Основным узлом вольтметра является управляемый автогенератор, собранный на транзисторе Т1. Колебательный контур его образован обмоткой II трансформатора Тр1 и конденсатором С4. Положительная обратная связь осуществляется с помощью обмотки I трансформатора через конденсаторы С2, С3 и варикапы Д1-Д3. Глубина обратной связи определяется величиной ёмкости параллельно соединённых варикапов Д1-Д3 и конденсаторов С2, С3. Напряжение смещения на варикапах (около 3В устанавливают подбором сопротивления резистора R5. Автогенератор генерирует колебания частотой 465 кГц. Они с обмотки III трансформатора Тр1 поступают на выпрямитель, выполненный на диодах Д4-Д7. Выпрямленный ток измеряется измерительным прибором ИП1. Конденсатор С6 служит для фильтрации высокочастотных колебаний. Включение трёх варикапов Д1-Д3 параллельно вызвано необходимостью увеличения начальной ёмкости и диапазона изменения ёмкости варикапов. Конденсатором С2 добиваются возникновения генерации автогенератора, и конденсатором С4 устанавливают генерируемую частоту колебаний.

В вольтметре резисторы R1-R3, R6 — БЛП ± 0.25%, а R4 и R5 — МЛТ. Вместо транзистора МП102 можно применить более высокочастотные транзисторы П307 или КТ312Б. Тогда варикапы Д1-ДЗ (Д901Б) можно заменить одним диодом Д223Б или другим с обратным током не более 1 мкА. Трансформатор Тр1 представляют собой типовой импульсный трансформатор И-56. Он намотан на двух ферритовых кольцах М1100НМИ-1-К7х4х2, склеенных вместе. Все три обмотки содержат по 33 витки провода ПЭЛШО 0,12. Диоды Д2Д (Д4-Д7) могут быть заменены диодами Д311 или Д20. В вольтметре использован измерительный прибор М24 с пределом измерения 100 мкА. Он может быть заменён прибором М265 с пределом измерении 50 или 100 мкА.

Налаживание вольтметра несложно. Сначала устанавливают режим работы автогенератора и варикапов подбором сопротивлении резистора R5 так, чтобы напряжение на варикапах было бы около 3В. При замкнутых входных гнёздах, изменяя ёмкость конденсатора С2, добиваются возникновения генерации автогенератора. Это контролируют по отклонению стрелки измерительного прибора. Затем устанавливают такую ёмкость конденсатора С2, чтобы при дальнейшем уменьшении её автогенератор не генерировал. Механическим корректором измерительного прибора устанавливают стрелку на нуль. Калибруют вольтметр при измеряемом напряжении 3В подбором сопротивления резистора R6 по отклонению стрелки прибора на всю шкалу. При подаче на вход напряжений 30 и 300В добиваются отклонения стрелки прибора на всю шкалу подбором сопротивления резисторов R2 и R3 в соответствующем положении переключателя Б1.

Кроме измерения напряжений, вольтметр можно применить для настройки радиоприёмников и налаживании усилителей ПЧ. Для этого необходимо с обмотки III трансформатора Тр1 подать сигнал через согласующий каскад (эмиттерный повторитель) на вход усилителя. Чтобы сигнал был модулированным, ко входу вольтметра необходимо подключить источник переменного напряжения (например, сеть).

Вольтметр также может быть использован как линейный усилитель. Наивысшая частота усиливаемых колебаний в этом случал в десять раз меньше частоты генерация и равна 46,5 кГц. Для этого генератор должен быть налажен так, чтобы при отсутствии входного напряжения, напряжение на выходе соответствовало середине модуляционной характеристики генератора.

BACK

Высокоомный вольтметр — Технарь

При измерении постоянных напряжений в различных участках электронного устройства важно, чтобы подключение вольтметра к ним не вызывало заметного нарушения режима работы соответствующей электрической цепи. Поэтому вольтметр должен иметь достаточно большое входное сопротивление. Данному требованию удовлетворяют вольтметры, на входе которых установлены полевые транзисторы. Объясняется это тем, что у этих полупроводниковых приборов входное сопротивление может достигать десятков и даже сотен мегом.

Принцип действия вольтметра на полевом транзисторе несложен. В цепь стока включен миллиамперметр РА1 (рис. 1). Если щупы вольтметра замкнуть накоротко, напряжение на затворе относительно истока будет равно 0, а в цепи стока потечет максимальный ток. О его величине судят по отклонению стрелки РА1. При разъединенных щупах между затвором и истоком окажется включенным резистор R1. Однако напряжение на затворе по-прежнему будет равно 0, поскольку ток затвора ничтожно мал, и стрелка прибора останется на том же месте.

Если теперь щупы подсоединить к низковольтному источнику напряжения в указанной на схеме полярности, показания прибора РА1 уменьшатся. С увеличением напряжения его стрелка будет приближаться к отметке 0. Такой вольтметр, хотя и будет работать, имеет ряд существенных недостатков — показания расположены на шкале в обратном порядке, да к тому же она еще и нелинейная.

Чтобы избавиться от этих недостатков, стрелочный прибор включают по так называемой мостовой схеме (рис. 2). Резисторы R1—R4 образуют плечи моста, к вершинам которого подсоединена батарея GS1. Стрелочный прибор РА1 включен в диагональ моста (между точками А и Б). В сущности, подобное устройство представляет собой два делителя напряжения (R1, R2 и R3, R4), подсоединенных к батарее. Чтобы по диагонали моста не протекал ток (стрелка прибора стояла на 0), напряжение между точками А и Б должно быть равно 0. Для этого мост уравновешивают (балансируют) — с помощью резисторов R1—R4 устанавливают такой режим, при котором напряжения на резисторах R2 и R4 будут равны. Условие баланса моста выражается формулой: R1 • R4 = R2 • R3, то есть баланс моста достигается при равенстве произведении сопротивлений противолежащих плечей.

На практике в одно из плечей моста вместо постоянного резистора включают переменный (на схеме R1) и вращают его движок до тех пор, пока стрелка РА1 не установится на 0.

Измерительный прибор РА1 включим теперь в диагональ моста, левые плечи которого составляют внутреннее сопротивление транзистора V1 (рис. 3) и резистор R2, а правые — участки переменного резистора R3, разделенные ползуном. Перемещая его вверх или вниз по схеме, находят такое положение, при котором напряжения в точках А и Б равны. При этом ток в диагонали моста будет отсутствовать и стрелка прибора РА1 установится на нулевой отметке. Измеряя неизвестное напряжение U_X, ток транзистора изменится, в результате равновесие моста нарушится, поскольку напряжение в точке А также изменится, и в диагонали моста потечет ток. Если в качестве индикатора РА! применить микроамперметр с 0 посредине, то мы сможем измерять напряжение любой полярности. Однако такие приборы редки, поэтому обычно используют микроамперметры с 0 в начале шкалы, следя при подключении щупов за полярностью измеряемого напряжения. А для расширения пределов измерений на входе вольтметра устанавливают делитель напряжения.

Схема вольтметра с делителем напря­жения, состоящим из пяти резисторов R1—R5, показана на рисунке 4. С по­мощью такого делителя измеряемое на­пряжение уменьшают до значения, рав­ного или меньшего 1В, и подают затем на затвор полевого транзистора V1 че­рез развязывающую цепочку R6C1, пре­граждающую путь помехам. В цепь ис­тока VI включен резистор R7 с таким сопротивлением, чтобы падение напря­жения на нем составляло около 3В. На сток полевого транзистора поступает питание от батареи GB1 на 4,5В. Сле­довательно, полупроводниковый Прибор включен по схеме е общим стоком, аналогичной эмиттерному повторителю. Такой каскад отличается очень большим входным сопротивлением, значительным усилением по току и единичным усилением по напряжению — как раз теми параметрами, которые необходимы для высокоомного вольтметра.

Внутреннее сопротивление транзистора V1 и резистор R7 составляют левые плечи моста. Его правые плечи образует переменный резистор R3 («Уст. 0»). Перемещая его движок в ту или иную сторону, мост уравновешивают (прибор РА1 показывает 0). Если на вход вольтметра подать измеряемое напряжение отрицательной полярности, не превышающее  по величине 10В (положение переключателя S1 на схеме), напряжение на затворе изменится, ток истока уменьшится. Соответственно снизится и падение напряжения на резисторе R7, в то же время напряжение на движке потенциометра R9 останется прежним. Теперь через индикатор РА1 потечет ток и стрелка отклонится на некоторый угол вправо, указав величину измеряемого напряжения.

Переменный резистор R8 («К») служит для точной калибровки вольтметра, то есть для установки стрелки прибора на крайнее правое деление шкалы при измерении предельных напряжений 1-3-10-30-100 В.

Внешний вид вольтметра показан в начале статьи. На лицевой панели размером 170X80 мм, выполненной из металла или пластмассы, расположен микроамперметр М4204 с током полного отклонения 100 мкА. В этом случае не потребуется изменять градуировку штатной шкалы, а только умножать деления соответственно на коэффициенты 1—0,3—0,1—0,03—0,01. На панели закреплен также переключатель пределов измерений. Под ним размещены гнезда « + » и «—» для подсоединения измерительных проводов со щупами. Там же находятся тумблер включения питания и регуляторы калибровки и установки 0. Корпус вольтметра размером 170Х80Х45 мм выполнен из тонкой (0,3— 0,5 мм) жести и окрашен нитрокраской.

Резисторы R1—R5 делителя напряжения, транзистор V1 и элементы R6, R7, С1 припаяны непосредственно к выводам переключателя S1 (рис. 5). Над ним с помощью П-образного держателя из жести закреплена батарея 3336Л.

В вольтметре можно применить полевой транзистор КП302 или КП303 с любым буквенным индексом. Постоянные резисторы — МЛТ или ВС на 0,5 или 0,25 Вт, переменные резисторы R8 и R9 — любого типа, но удобнее применить малогабаритные, например СПЗ-46. Конденсатор С1 должен иметь минимальный ток утечки, например керамический КМ-6, КТ-1 емкостью от 0,01 до 0,068 мкФ. Переключатель S1 — галетный с одной платой на 5 или 11 положений. Лучше, если галета будет фарфоровой, поскольку она обладает лучшей изоляцией. Тумблер включения питания — любого типа, например МТ-1.

Микроамперметр допустимо заменить на любой другой чувствительностью 50, 100, 200 или 300 мкА.

Питать вольтметр можно от батареи 3336Л или от выпрямителя с напряжением 5В (см. «М-К» № 7, 1983 г., «Столовая» для транзисторов»).

Калибровка. Если резисторы R1—R5 подобраны с точностью не ниже ±5%, прибор тогда можно калибровать на любом из пределов, например 3В (рис. 6). Для этого к батарее напряжением 4,5В подключите переменный резистор любого типа сопротивлением 1—10 кОм. К движку потенциометра и к «плюсовому» выводу батареи подсоедините эталонный и калибруемый вольтметры и установите на первом напряжение 3В, а стрелку второго переведите с помощью резистора R8 («К») на крайнее правое деление 100. Затем установите переключатель S1 на пределе 50В. Стрелка должна переместиться на деление с отметкой 30, что соответствует по этой шкале напряжению 3В. Далее переходим на предел 30В — стрелка установится на отметке 10. И наконец, при переключении на предел 100 3 стрелка окажется между вторым и третьим делениями в самом начале шкалы. Поскольку она имеет 50 делений, поэтому на пределе 100В одно деление соответствует напряжению 2В, а 1,5 деления — 3В.

Измерения начинайте с наибольшего предела 100В, переходя постепенно на меньшие пределы, пока стрелка прибора не окажется в правой половине шкалы, А тогда и производите отсчет показаний вольтметра.

Перед началом измерений убедитесь, что при включенном питании стрелка находится на 0. Если она немного ушла, ее устанавливают на нулевое деление с помощью переменного резистора R9. Значительный уход стрелки от отметки 0 указывает на то, что батарея разрядилась.

Закончив измерение, выключите питание тумблером S2, а переключатель S1 установите на предел 100 В.

Персональный сайт — Электронные вольтметры

Электронные вольтметры — это приборы для измерения напряжений, содержащие преобразователи напряжения и вспомогательные узлы в виде радиоэлектронных цепей. Значение измеряемого напряжения определяется по показаниям магнитоэлектрического прибора или высвечивается в виде цифр индикатора (цифровые вольтметры).

Электронные вольтметры имеют большое входное сопротивление, высокую чувствительность, потребляют небольшую мощность, не боятся перегрузок и измеряют амплитудные, действующие и средние значения напряжений.

Электронный вольтметр для измерения напряжений высокой частоты состоит из ряда блоков. Входное устройство обычно имеет аттенюаторы и специальный усилительный каскад, обладающий высоким входным сопротивлением. В усилителе происходит усиление подводимого к его входу напряжения. Усиленное напряжение детектируется, на выходе детектора появляется постоянное напряжение, которое затем снова усиливается. Нагрузка усилителя — магнитоэлектрический прибор. По отклонению стрелки прибора судят о величине подводимого ко входу вольтметра напряжения. Почти во всех электронных вольтметрах предусматривается предварительная установка стрелки вольтметра на нуль шкалы. Для этого вход вольтметра соединяют проводниками накоротко, а ручкой «Уст. нуля» стрелку прибора устанавливают на нулевое деление. На показания вольтметра влияет длина соединительных проводов. Поэтому многие приборы имеют специальный выносной пробник, содержащий аттенюатор и каскад усиления с большим входным сопротивлением. Пробник соединяют с прибором экранированным кабелем. Подключают пробник непосредственно к участку цепи, на котором измеряют напряжение.

Электронные вольтметры разделяют на вольтметры постоянного тока (В2), переменного (ВЗ), импульсные (В4), селективные, т. е. для измерения напряжений в узкой полосе частот (Вб), универсальные и других видов.

В практике лабораторных измерений распространены электронные вольтметры постоянного тока В2-15, В2-25, переменного тока B3-38, B3-39, ВЗ-41, импульсные В4-12, В4-14, универсальные В7-15, В7-17.

это 📕 что такое ВОЛЬТМЕТР

ВОЛЬТМЕТР, электрич. прибор для
измерения эдс или напряжений в электрич. цепях. В. включается параллельно
нагрузке или источнику электрич. энергии (рис. 1).

Рис. 1. Схемы выключения вольтметра:
а — с нагрузкой; 6 — через измерительный трансформатор.

Первым в мире В. был «указатель электрической
силы» рус. физика Г. В. Рихмана (1745). Принцип действия «указателя» используется
и в совр. электростатическом В. (см. Электростатический прибор).

Наиболее просты в изготовлении, дёшевы
и надёжны в эксплуатации В. электромагнитные (см. Электромагнитный прибор).
Они
применяются гл. обр. как стационарные на распределит, щитах электростанций
и промышленных предприятий и более редко в качестве лабораторных приборов.
Недостатки таких В.- относительно большое собственное потребление энергии
(3-7 em) и большая индуктивность обмотки, приводящая к существ, зависимости
показаний В. от частоты.

Наиболее чувствительны и точны В. магнитоэлектрич.
(см. Магнитоэлектрический прибор), пригодные, однако, для измерений
только в цепях пост. тока. В комплекте с термоэлектрич., полупроводниковыми
или электронно-ламповыми преобразователями перем. тока в постоянный они
применяются для измерения напряжения в цепях перем. тока. Такие В., наз.
термоэлектрич., выпрямит, и электронными, применяются гл. обр. в лабораторной
практике. Выпрямит. В. используют для измерений в диапазоне звуковых частот,
а термоэлектрич. и электронные — на высоких частотах. Недостаток этих приборов
— существ, влияние на правильность их показаний формы кривой измеряемого
напряжения.

Электронные В. имеют сложные схемы с
применением
недостаточно стабильных элементов (электронных ламп, малогабаритных электрич.
сопротивлений и конденсаторов), что приводит к снижению их надёжности и
точности. Однако они незаменимы при измерениях в маломощных радиотехнич.
цепях, т. к. имеют большое входное сопротивление и работают в широком диапазоне
частот (от 50 гц до 100 Мгц) с погрешностями, не превышающими
3% от верх, предела измерения. Изготовляются также электронные В. для измерения
амплитуды импульсов напряжения длительностью от десятых долей мксек
при
скважности
до 2500.

Рис, 2. Вольтметр: а — переносный лабораторный;
6 — щитовой в пыле защищённом корпусе; в — переносный многопредельный ламповый
с непосредственным отсчётом.

В начале 20 в. широко применялись В. тепловой
и индукционной систем; в настоящее время пром. произ-во их прекращено из-за
присущих им недостатков — большое собств. потребление энергии и зависимость
показаний от темп-ры окружающей среды.

Схемы включения В. и внешний вид показаны
на рис. 1 и 2.

Лит.: Арутюнов В. О., Электрические
измерительные приборы и измерения, М.- Л., 1958; Ш к у р и н Г. П., Справочник
по электроизмерительным и радиоизмерительным приборам, М., 1960.

Н. Г. Вострокпутов.

Конструкция вольтметра

Добавлено 4 апреля 2021 в 13:49

Сохранить или поделиться

Как было сказано ранее, большинство измерительных механизмов являются чувствительными устройствами. Некоторые механизмы Д’Арсонваля имеют номинальный ток отклонения на полную шкалу всего 50 мкА при (внутреннем) сопротивлении провода менее 1000 Ом. Это делает возможным создание вольтметра со значением полной шкалы всего 50 милливольт (50 мкА х 1000 Ом)! Чтобы сконструировать вольтметр с практически применимыми размерами шкал (более высокими напряжениями) на основе таких чувствительных измерительных механизмов, нам нужно найти способ уменьшить измеряемую величину напряжения до уровня, с которым может работать механизм.

Измерительный механизм Д’Арсонваля

Давайте начнем наш пример с задачи с измерительным механизмом Д’Арсонваля, имеющим номинальное значение 1 мА для отклонения стрелки на полную шкалу и сопротивление катушки 500 Ом:

Рисунок 1 – Измерительный механизм Д’Арсонваля

Используя закон Ома (E = IR), мы можем определить, какое напряжение приведет к отклонению стрелки этого измерительного механизма на полную шкалу:

E = IR

E = (1 мА) (500 Ом) = 0,5 В

Если бы всё, что нам было нужно, это измерительный прибор, который мог бы измерять 1/2 вольта, то простого измерительного механизма, который у нас есть здесь, было бы достаточно. Но для измерения более высоких уровней напряжения необходимо нечто большее. Чтобы получить эффективный диапазон напряжений вольтметра, превышающий 1/2 вольта, нам необходимо разработать схему, подающую на измерительный механизм только точную долю измеряемого напряжения.

Это расширит диапазон измерительного механизма до более высоких напряжений. Соответственно, нам нужно будет перемаркировать шкалу на лицевой стороне индикатора, чтобы указать его новый диапазон измерений с подключенной схемой деления.

Но как создать необходимую схему деления? Что ж, если мы намерены позволить этому измерительному механизму измерять большее напряжение, чем сейчас, нам нужна схема делителя напряжения, чтобы пропорционально разделить общее измеряемое напряжение и подать на измерительный механизм меньшее значение. Зная, что схемы делителей напряжения строятся из последовательных сопротивлений, мы подключим резистор последовательно с измерительным механизмом (используя собственное внутреннее сопротивление механизма в качестве второго сопротивления в делителе):

Рисунок 2 – Измерительный механизм Д’Арсонваля с использованием делителя напряжения

Умножающие резисторы

Последовательный резистор называется «умножающим» резистором, потому что он умножает рабочий диапазон измерительного механизма, когда пропорционально делит измеряемое напряжение. Определение необходимого значения умножающего сопротивления будет для вас простой задачей, если вы знакомы с анализом последовательных цепей.

Например, давайте определим необходимое значение «умножающего» резистора, чтобы значение полной шкалы этого измерительного механизма (1 мА, 500 Ом) составляло 10 вольт. Для этого нам сначала нужно нарисовать таблицу E/I/R для двух последовательных компонентов:

Рисунок 3 – Таблица анализа цепи

Мы знаем, что стрелка измерительного механизма отклоняется на полную шкалу при проходящем через него токе 1 мА, и мы хотим, чтобы это происходило при прикладывании (к всей последовательной цепи) напряжения 10 В, мы можем заполнить таблицу следующим образом:

Рисунок 4 – Таблица анализа цепи. Шаг 1. Исходные данные

Для определения значения умножающего сопротивления есть несколько способов. Один из способов – определить полное сопротивление цепи, используя закон Ома в столбце «Общее» (R=E/I), а затем вычесть из него 500 Ом измерительного механизма, чтобы получить значение умножающего сопротивления:

Рисунок 5 – Таблица анализа цепи. Шаг 2. Определение значения умножающего сопротивления

Другой способ рассчитать это же значение сопротивления – это определить падение напряжения на измерительном механизме при отклонении стрелки на полную шкалу (E =IR), а затем вычесть это падение напряжения из общего значения, чтобы получить напряжение на умножающем резисторе. И, наконец, можно снова использовать закон Ома для определения сопротивления (R=E/I) для умножающего сопротивления:

Рисунок 6 – Таблица анализа цепи. Способ 2

Оба способа дают один и тот же ответ (9,5 кОм), и один метод может использоваться в качестве проверки другого, чтобы проверить точность расчета.

Рисунок 7 – Полученная схема вольтметра для максимального напряжения 10 вольт

При подаче ровно 10 вольт между измерительными щупами измерительного прибора (от какой-либо батареи или прецизионного источника питания) через измерительный механизм будет проходить ток ровно 1 мА, который ограничивается «умножающим» резистором и собственным внутренним сопротивлением механизма. На сопротивлении проволочной катушки измерительного механизма будет падать ровно 1/2 вольта, и стрелка будет указывать точно на значение полной шкалы. Если изменить маркировку шкалы так, чтобы показания на ней были от 0 до 10 В (вместо от 0 до 1 мА), любой, кто смотрит на шкалу, интерпретирует ее показание как десять вольт.

Обратите внимание, что пользователю измерительного прибора совсем не обязательно знать, что сам механизм фактически измеряет лишь часть этих десяти вольт от внешнего источника. Всё, что имеет значение для пользователя, – это то, что схема в целом работает для точного отображения общего приложенного напряжения.

Вот как конструируются и используются реальные электроизмерительные приборы: чувствительный измерительный механизм сконструирован так, чтобы работать с минимальными напряжением и током, насколько это возможно для максимальной чувствительности, затем его «обманывают» какой-то схемой делителя, построенной из прецизионных резисторов так, чтобы он показывал значение полной шкалы, когда на схему в целом воздействует гораздо большее напряжение или ток. Здесь мы рассмотрели конструкцию простого вольтметра. Амперметры следуют тому же общему правилу, за исключением того, что параллельно включенные «шунтирующие» резисторы используются для создания схемы делителя тока, в отличие от последовательно включенных «умножающих» резисторов делителя напряжения, используемых в конструкциях вольтметров.

Как правило, для такого электромеханического измерительного прибора полезно иметь несколько диапазонов, чтобы он мог измерять широкий диапазон напряжений с помощью одного измерительного механизма. Это достигается за счет использования многопозиционного переключателя и нескольких умножающих резисторов, каждый из которых рассчитан на определенный диапазон напряжений:

Рисунок 8 – Многодиапазонный вольтметр

Пятипозиционный переключатель одновременно устанавливает контакт только с одним резистором. В нижнем (полностью по часовой стрелке) положении он вообще не контактирует ни с одним резистором, обеспечивая положение «выключено». Сопротивление каждого резистора подбирается таким образом, чтобы обеспечить для вольтметра определенный полный диапазон, всё в зависимости от конкретного номинала измерительного механизма (1 мА, 500 Ом). Конечным результатом является вольтметр с четырьмя различными диапазонами измерения. Конечно, для того, чтобы он работал правильно, шкала измерительного механизма должна быть снабжена метками, соответствующими каждому диапазону.

В такой конструкции измерительного прибора значение каждого резистора определяется одним и тем же методом с использованием известного максимального напряжения, значения измерительного механизма для отклонения стрелки на полную шкалу и сопротивления измерительного механизма. Для вольтметра с диапазонами 1 вольт, 10 вольт, 100 вольт и 1000 вольт умножающие сопротивления будут следующими:

Рисунок 9 – Пример умножающих сопротивлений

Обратите внимание на значения умножающих резисторов, используемые для этих диапазонов, и насколько они странные. Очень маловероятно, что когда-либо найдется прецизионный резистор 999,5 кОм, поэтому разработчики вольтметров часто выбирают вариант приведенной выше конструкции, который использует более распространенные значения резисторов:

Рисунок 10 – Пример умножающих сопротивлений

С каждым последовательно повышающимся диапазоном напряжений переключатель приводит в действие всё больше умножающих резисторов, в результате чего их последовательные сопротивления складываются до необходимой суммы. Например, если переключатель диапазона установлен в положение 1000 вольт, нам потребуется общее умножающее сопротивление 999,5 кОм. Благодаря этой конструкции измерительного прибора мы получим:

R_общ = R4 + R3 + R2 + R1

R_общ = 900 кОм + 90 кОм + 9 кОм + 500 Ом = 999,5 кОм

Преимущество, конечно же, состоит в том, что номиналы отдельных умножающих резисторов встречаются чаще (900 кОм, 90 кОм, 9 кОм), чем некоторые из странных значений в первой схеме (999,5 кОм, 99,5 кОм, 9,5 кОм). Однако с точки зрения пользователя измерительного прибора заметной разницы в работе не будет.

Резюме

• Расширенные диапазоны измерения напряжения в вольтметрах создаются путем добавления к чувствительному измерительному механизму последовательных «умножающих» резисторов, обеспечивающих точный коэффициент деления напряжения.

Оригинал статьи:

Теги

ВольтметрДля начинающихИзмерениеИзмерительная техникаОбучениеСхемотехникаЭлектрическое напряжение

Сохранить или поделиться

Виды и обозначения вольтметров

28. 05.2014

Виды и обозначения вольтметров

Вольтметр — измерительный прибор непосредственного отсчёта для определения напряжения или ЭДС в электрических цепях. Подключается параллельно нагрузке или источнику электрической энергии.

Идеальный вольтметр должен обладать бесконечным внутренним сопротивлением. В реальном вольтметре, чем выше внутреннее сопротивление, тем меньше влияния прибор будет оказывать на измеряемый объект и, следовательно, тем выше будет точность и разнообразнее области применения.

Классификация

• По принципу действия вольтметры разделяются на:
  • электромеханические — магнитоэлектрические, электромагнитные, электродинамические, электростатические, выпрямительные, термоэлектрические;
  • электронные — аналоговые и цифровые
• По назначению:
  • постоянного тока;
  • переменного тока;
  • импульсные;
  • фазочувствительные;
  • селективные;
  • универсальные
• По конструкции и способу применения:
  • щитовые;
  • переносные;
  • стационарные

Аналоговые электромеханические вольтметры

• Магнитоэлектрические, электромагнитные, электродинамические и электростатические вольтметры представляют собой измерительные механизмысоответствующих типов с показывающими устройствами. Для увеличения предела измерений используются добавочные сопротивления. Технические характеристики аналогового вольтметра во многом определяются чувствительностью магнитоэлектрического измерительного прибора. Чем меньше его ток полного отклонения, тем более высокоомные добавочные резисторы можно применить. А значит, входное сопротивление вольтметра будет более высоким. Тем не менее, даже при использовании микроамперметра с током полного отклонения 50 мкА (типичные значения 50..200 мкА), входное сопротивление вольтметра составляет всего 20 кОм/В (20 кОм на пределе измерения 1 В, 200 кОм на пределе 10 В). Это приводит к большим погрешностям измерения в высокоомных цепях (результаты получаются заниженными), например при измерении напряжений на выводах транзисторов и микросхем, и маломощных источников высокого напряжения.

• Выпрямительный вольтметр представляет собой сочетание измерительного прибора, чувствительного к постоянному току (обычно магнитоэлектрического), и выпрямительного устройства.
• Термоэлектрический вольтметр — прибор, использующий ЭДС одной или более термопар, нагреваемых током входного сигнала.

Аналоговые электронные вольтметры общего назначения

Аналоговые электронные вольтметры содержат, помимо магнитоэлектрического измерительного прибора и добавочных сопротивлений, измерительный усилитель (постоянного или переменного тока), который позволяет иметь более низкие пределы измерения (до десятков — единиц милливольт и ниже), существенно повысить входное сопротивление прибора, получить линейную шкалу на малых пределах измерения переменного напряжения.

Цифровые электронные вольтметры общего назначения

Принцип работы вольтметров дискретного действия состоит в преобразова­нии измеряемого постоянного или медленно меняющегося напряжения в электрический код с помощью аналого-цифрового преобразователя, который отображается на табло в цифровой форме.

Диодно-компенсационные вольтметры переменного тока

Принцип действия диодно-компенсационных вольтметров состоит в сравнении с помощью вакуумного диода пикового значения измеряемого напряжения с эталонным напряжением постоянного тока с внутреннего регулируемого источника вольтметра. Преимущество такого метода состоит в очень широком рабочем диапазоне частот (от единиц герц до сотен мегагерц), с весьма хорошей точностью измерения, недостатком является высокая критичность к отклонению формы сигнала от синусоиды.

В настоящее время разработаны новые типы вольтметров, такие как В7-83 (пробник 20 мм) и ВК3-78 (пробник 12 мм), с характеристиками аналогичными диодно-компенсационным. Последние в скором времени могут быть допущены к примирению в качестве рабочих эталонов. Из иностранных аналогов можно выделить вольтметры серии URV фирмы Rohde&Schwarz с пробниками диаметром 9 мм.

Импульсные вольтметры

Импульсные вольтметры предназначены для измерения амплитуд периодических импульсных сигналов с большой скважностью и амплитуд одиночных импульсов.

Фазочувствительные вольтметры

Фазочувствительные вольтметры (векторметры) служат для измерения квадратурных составляющих комплексных напряжений первой гармоники. Их снабжают двумя индикаторами для отсчета действительной и мнимой составляющих комплексного напряжения. Таким образом, фазочувствительный вольтметр дает возможность определить комплексное напряжение, а также его составляющие, принимая за нуль начальную фазу некоторого опорного напряжения. Фазочувствительные вольтметры очень удобны для исследования амплитудно-фазовых характеристик четырехполюсников, например усилителей.

Селективные вольтметры

Селективный вольтметр способен выделять отдельные гармонические составляющие сигнала сложной формы и определять среднеквадратичное значение их напряжения. По устройству и принципу действия этот вольтметр аналогичен супергетеродинному радиоприёмнику без системы АРУ, в качестве низкочастотных цепей которого используется электронный вольтметр постоянного тока. В комплекте с измерительными антеннами селективный вольтметр можно применять как измерительный приёмник.

Наименования и обозначения

Видовые наименования

• Нановольтметр — вольтметр с возможностью измерения очень малых напряжений (менее 1мкВ)
• Микровольтметр — вольтметр с возможностью измерения очень малых напряжений (менее 1мВ)
• Милливольтметр — вольтметр для измерения малых напряжений (единицы — сотни милливольт)
• Киловольтметр — вольтметр для измерения больших напряжений (более 1 кВ)
• Векторметр — фазочувствительный вольтметр

Обозначения

• Электроизмерительные вольтметры обозначаются в зависимости от их принципа действия
  • Дxx — электродинамические вольтметры
  • Мxx — магнитоэлектрические вольтметры
  • Сxx — электростатические вольтметры
  • Тxx — термоэлектрические вольтметры
  • Фxx, Щxx — электронные вольтметры
  • Цxx — вольтметры выпрямительного типа
  • Эxx — электромагнитные вольтметры
• Радиоизмерительные вольтметры обозначаются в зависимости от их функционального назначения по ГОСТ 15094
  • В2-xx — вольтметры постоянного тока
  • В3-xx — вольтметры переменного тока
  • В4-xx — вольтметры импульсного тока
  • В5-xx — вольтметры фазочувствительные
  • В6-xx — вольтметры селективные
  • В7-xx — вольтметры универсальные

Основные нормируемые характеристики

• Диапазон измерения напряжений
• Допустимая погрешность или класс точности
• Диапазон рабочих частот

Что такое электростатический вольтметр?

Электростатический вольтметр измеряет напряжение поверхности любого конкретного материала без передачи избыточного тока заряда. Другими словами, этот прибор более точно измеряет статический заряд, генерируемый поверхностью материала, не внося избыточный заряд в результаты процесса. При измерении напряжения материала ток, генерируемый между прибором и поверхностью материала, создает естественный заряд, который может искажать результаты фактического напряжения материала. Таким образом, электростатический вольтметр имеет жизненно важное значение для предотвращения неточных измерений и результатов.

Несмотря на то, что для измерения может потребоваться электростатический вольтметр, чтобы измерить, наиболее желательные электростатические вольтметры не требуют контакта между его датчиком и поверхностью материала, что обеспечивает чистые результаты. Фактически, зонд расположен на расстоянии около 0,04–0,20 дюйма (1–5 мм) от поверхности — близко, но не касаясь материала. Кроме того, многие из этих типов вольтметров оснащены возможностью обнулять электрическое поле между зондом и поверхностью. Это возможно, потому что вольтметр будет увеличивать напряжение измерительного щупа до тех пор, пока оно не будет соответствовать напряжению рассматриваемой поверхности. Когда оба напряжения равны, вольтметр может более точно измерить поверхностное напряжение, часто достигая точности в пределах 0,05-0,1 процента от полной шкалы.

Использование электростатического вольтметра имеет ряд существенных преимуществ, помимо высокой точности измерения. Такие вольтметры облегчают измерение напряжения движущейся поверхности. Обнуление электростатического поля между зондом и поверхностью допускает большую свободу в изменении расстояния между зондом и площадью измеряемой поверхности в любой момент времени.

Сбор данных с помощью электростатического вольтметра также сводит к минимуму вероятность дугового зазора между зондом и площадью поверхности. Дуговое наложение относится к результирующему заряду, созданному в результате взаимодействия между высоковольтной поверхностью и измерительным щупом. Благодаря электростатическому аннулированию исключается дуговое наложение, что обеспечивает более стабильное электричество постоянного тока. Более стабильное электричество постоянного тока, в свою очередь, приводит к заметной точности электростатического вольтметра по сравнению с его более распространенным аналогом, электростатическим полевым измерителем. Полевые измерители измеряют общее напряжение материала, а не просто поверхностное напряжение материала, что важно при определении электростатического потенциала между поверхностью материала и промышленной машиной.

Электростатические вольтметры обычно используются в промышленном секторе. Они используются для широкого спектра приложений, характерных для предприятий в этой отрасли. Использование может включать измерение поверхностного напряжения промышленных материалов, таких как каучуки, пластмассы и полимеры; оценка воздействия радиации; и анализ свойств фоторецепторов.

ДРУГИЕ ЯЗЫКИ

Что такое вольтметр? — Определение из WhatIs.com

От

Вольтметр, также известный как вольтметр, представляет собой прибор, используемый для измерения разности потенциалов или напряжения между двумя точками в электрической или электронной цепи. Некоторые вольтметры предназначены для использования в цепях постоянного тока (DC); другие предназначены для цепей переменного тока (AC). Специализированные вольтметры могут измерять радиочастотное (РЧ) напряжение.

Базовый аналоговый вольтметр состоит из чувствительного гальванометра (амперметра), включенного последовательно с большим сопротивлением.Внутреннее сопротивление вольтметра должно быть большим. В противном случае он будет потреблять значительный ток и тем самым нарушить работу тестируемой цепи. Чувствительность гальванометра и значение последовательного сопротивления определяют диапазон напряжений, которые может отображать измеритель.

Цифровой вольтметр показывает напряжение непосредственно в виде цифр. Некоторые из этих измерителей могут определять значения напряжения с точностью до нескольких значащих цифр. Практические лабораторные вольтметры имеют максимальный диапазон от 1000 до 3000 вольт (В).Большинство серийно выпускаемых вольтметров имеют несколько шкал, увеличивающихся в 10 раз; например, 0–1 В, 0–10 В, 0–100 В и 0–1000 В.

Осциллограф можно использовать для измерения низких напряжений; вертикальное смещение соответствует мгновенному напряжению. Осциллографы также отлично подходят для измерения пиковых и размахов напряжения в приложениях переменного и ВЧ-сигнала. Вольтметры для измерения больших разностей потенциалов требуют прочных щупов, проводки и изоляторов.

В компьютерной практике подходят стандартные лабораторные вольтметры, поскольку возникающие напряжения невелики, обычно между 1 В и 15 В.Мониторы с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ) работают при напряжении в несколько сотен вольт. Типичный лабораторный вольтметр может показывать эти напряжения, но устройства ЭЛТ должны обслуживаться только квалифицированными специалистами, потому что напряжения достаточно высоки, чтобы быть смертельными.

Последнее обновление было в сентябре 2005 г.

Что такое вольтметр? — Определение и использование — Видео и стенограмма урока

Обычное использование

Приведенные выше примеры являются типичными примерами того, как может быть полезно измерение напряжения на обычных повседневных устройствах. В современном мире напряжение используется во многих приложениях с разными величинами. По линиям электропередач передается электричество с разным уровнем высокого напряжения, до сотен тысяч вольт, что намного больше, чем 120 вольт в розетке. Электроника в устройстве, которое вы используете для чтения этого урока, требует точного контроля напряжения, но работает при напряжении всего в несколько вольт и может быть чувствительна к долям вольта. Как вы можете себе представить, существуют разные типы вольтметров для этих самых разных приложений.

Вольтметры, предназначенные для измерения опасно высоких напряжений, например, на линиях электропередачи, имеют большие щупы с дополнительной электрической изоляцией между контрольными точками и пользователем, чтобы предотвратить поражение пользователя электрическим током. Другие вольтметры предназначены для измерения очень низких уровней напряжения на очень маленьких объектах с высокой точностью, таких как компьютерные микросхемы. Вольтметры для этих приложений могут быть очень маленькими и специально разработаны для минимизации или устранения нежелательных шумов от разности потенциалов, которые существуют в воздухе естественным образом или из-за близлежащей электроники.

Несмотря на то, что сегодня на рынке существует множество различных типов вольтметров, наиболее часто используемый вольтметр представляет собой портативное устройство с дисплеем и двумя электрическими проводами. Провода подключаются к двум точкам цепи, а уровень напряжения отображается на дисплее. При таком подключении в счетчик поступает незначительное количество тока. Величина протекающего тока остается пренебрежимо малой за счет очень большого значения сопротивления в измерителе.Небольшое количество тока, поступающего в счетчик, проходит через проволочную петлю, расположенную рядом с магнитом. Когда ток течет по проволочной петле в магнитном поле, на петлю действует сила, заставляющая ее вращаться. Эта сила напрямую связана с величиной тока в проводе, а сама величина тока связана с напряжением между выводами на измерителе. Петля устроена так, что она может свободно вращаться, и, присоединив к петле иглу, можно визуализировать эту силу, а, следовательно, и напряжение.

В настоящее время редко можно найти специальный вольтметр, поскольку он обычно является частью мультиметра . Как следует из названия, мультиметры измеряют несколько значений: обычно напряжение, ток и сопротивление. Они также обычно имеют выбираемую или автоматическую регулировку чувствительности. Кроме того, современные мультиметры не используют традиционные петли из проволоки и магнитных полей, а вместо этого используют более совершенную электронную технологию, которая легче и дешевле в производстве. А современные мультиметры обычно отображают измерения в цифровом виде, а не с помощью стрелочного индикатора.

Наконец, вольтметры используются в устройствах, которые внешне не измеряют напряжение, но фактически используют напряжение для измерения других физических свойств. Рассмотрим игольчатые датчики, которые используются в звуковом оборудовании для контроля уровня звука. На самом деле это вольтметр, который подключен к преобразователю в микрофоне. Звуковое давление, воздействующее на микрофон, приводит в движение катушку провода, окруженную магнитом. При движении проволоки в магнитном поле на ней возникает напряжение, отклоняющее стрелку. Почти любой стрелочный датчик, с которым вы сталкиваетесь, работает по тому же принципу, включая датчики на приборной панели вашего автомобиля, которые отслеживают такие параметры, как температура двигателя, количество топлива или скорость.

Краткий обзор урока

Вольтметры используются для измерения напряжения в электрической цепи. Измерение напряжения с помощью вольтметров является основной потребностью многих инженеров, ученых и техников, и наша современная техника не может существовать без них. Существует множество вольтметров для различных применений, но простые вольтметры, доступные в местных розничных магазинах, могут пригодиться всем, кому приходится устранять проблемы с электричеством в обычных современных устройствах, автомобилях и домах.

Разница между вольтметром и мультиметром

Разность потенциалов, ток и сопротивление — это три основных параметра, связанных с любой электронной или электрической схемой. Все три параметра могут быть количественно измерены с помощью подходящих приборов. Вольтметр — это электрический прибор, используемый для измерения разности потенциалов между двумя точками в электрической или электронной цепи. Ток может быть измерен амперметром, а сопротивление может быть рассчитано математически из известных напряжения и тока или может быть измерено непосредственно с помощью диода или мультиметра.

На самом деле, мультиметр может напрямую измерять все три вышеуказанных свойства. Таким образом, мультиметр — это один из электрических приборов, который может непосредственно измерять разность потенциалов, силу тока, а также сопротивление электрической цепи. Некоторые мультиметры также могут измерять несколько других параметров, частоту канала связи, емкость, индуктивность, влажность и т. д. Сходства и различия между вольтметром и мультиметром обсуждаются в следующих разделах.

• И вольтметр, и мультиметр являются электрическими приборами и поэтому могут работать только при наличии электричества в цепи.
• Оба прибора могут измерять разность потенциалов между двумя точками электрической цепи в вольтах или милливольтах.
• Оба имеют аналоговую и цифровую версии.

Мультиметр

Мультиметр

Мультиметр

Мультиметры

Вольтметр	Мультиметр
Вольтметр может измерять только разность потенциалов между двумя точками электрической цепи.	— это многоцелевой прибор, который может непосредственно измерять различные параметры, такие как разность потенциалов, ток, сопротивление, частота, емкость и т. д.
Для измерения сопротивления цепи наряду с вольтметром требуется также амперметр.	может напрямую измерять сопротивление цепи. Поэтому нет необходимости использовать для этого отдельный амперметр.
Обычно не используется для проверки диодов или транзисторов.	можно использовать для проверки диодов и транзисторов.
Вольтметр не может заменить мультиметр.	Мультиметр может заменить вольтметр.
Вольтметры сравнительно дешевле.	Мультиметры дороже, так как состоят из нескольких частей для измерения различных параметров.
Область применения вольтметра узкая.	имеют широкую область применения благодаря своей способности выполнять разнообразные функции.

Как пользоваться мультиметром

Обзор мультиметра

Не знаете, что такое мультиметр и что с ним можно делать? Тогда вы находитесь в правильном месте! Ниже приведен обзор того, что такое мультиметры и для чего они полезны.Чтобы узнать, как пользоваться мультиметром, найти идеи использования мультиметра или найти помеченные фотографии различных моделей мультиметров, нажмите на другие вкладки (выше) в этом учебном пособии по мультиметру.

Этот раздел содержит ответы на следующие вопросы:

Что такое мультиметр?

Мультиметр — это удобный инструмент для измерения электричества, точно так же, как линейка для измерения расстояния, секундомер для измерения времени или весы для измерения веса. Преимущество мультиметра в том, что в отличие от линейки, часов или весов, он может измерять 90 111 разных вещей 90 112 — что-то вроде мультиинструмента.У большинства мультиметров есть ручка на передней панели, которая позволяет вам выбрать, что вы хотите измерить. Ниже приведено изображение типичного мультиметра. Существует множество различных моделей мультиметров; посетите галерею мультиметров, чтобы увидеть помеченные изображения дополнительных моделей.

Что могут измерять мультиметры?

Почти все мультиметры могут измерять напряжение , ток и сопротивление . См. следующий раздел для объяснения того, что означают эти термины, и нажмите на вкладку «Использование мультиметра» выше, чтобы получить инструкции о том, как выполнять эти измерения.

Некоторые мультиметры имеют функцию проверки непрерывности , которая издает громкий звуковой сигнал, если две вещи электрически соединены. Это полезно, если, например, вы строите схему и соединяете провода или паяете; звуковой сигнал означает, что все подключено и ничего не отсоединено. Вы также можете использовать его, чтобы убедиться, что две вещи соединены , а не , чтобы предотвратить короткое замыкание.

Некоторые мультиметры также имеют функцию проверки диодов . Диод подобен одностороннему клапану, который пропускает ток только в одном направлении.Точная функция проверки диода может варьироваться от мультиметра к мультиметру. Если вы работаете с диодом и не можете определить, в каком направлении он идет в цепи, или если вы не уверены, что диод работает правильно, функция проверки может быть очень удобной. Если ваш мультиметр имеет функцию проверки диодов, прочтите руководство, чтобы узнать, как именно она работает.

Усовершенствованные мультиметры могут иметь другие функции, такие как возможность измерения и идентификации других электрических компонентов, таких как транзисторы или конденсаторы. Поскольку не все мультиметры имеют эти функции, мы не будем рассматривать их в этом руководстве. Вы можете прочитать руководство по эксплуатации вашего мультиметра, если вам нужно использовать эти функции.

Что такое напряжение, ток и сопротивление?

Если вы раньше не слышали об этих терминах, мы дадим очень простое вводное объяснение. Вы можете прочитать больше о напряжении, токе и сопротивлении на вкладке «Ссылки» выше. Помните, что напряжение, ток и сопротивление являются измеримыми величинами, каждая из которых измеряется в единице , которая имеет символ , точно так же, как расстояние — это величина, которая может быть измерена в метрах, а символ для метров — м .

• Напряжение показывает, насколько сильно электричество «проталкивается» по цепи. Более высокое напряжение означает, что электричество выталкивается сильнее. Напряжение измеряется в вольт. Символ для вольт В .
• Ток — это количество электричества, протекающего по цепи. Более высокий ток означает, что больше электричества течет. Сила тока измеряется в амперах . Символ ампер A .
• Сопротивление показывает, насколько трудно электричеству проходить через что-либо.Более высокое сопротивление означает, что электричеству труднее течь. Сопротивление измеряется в Ом. Символ для Ом Ом (заглавная греческая буква омега).

Технические примечания

Символ, используемый для единицы , обычно отличается от символа для переменной в уравнении. Например, напряжение, ток и сопротивление связаны законом Ома (см. вкладку «Ссылки», чтобы узнать больше о законе Ома):

[Пожалуйста, включите JavaScript для просмотра уравнения]

, который обычно выражается как

[Пожалуйста, включите JavaScript для просмотра уравнения]

В этом уравнении В представляет напряжение, I представляет ток, а R представляет сопротивление. При обращении к единицам измерения вольт, ампер и ом мы используем символы В , А и Ом , как объяснялось выше. Таким образом, «V» используется как для напряжения, так и для вольт, но ток и сопротивление имеют разные символы для своих переменных и единиц. Не беспокойтесь, если это покажется запутанным; эта таблица поможет вам отслеживать:

Это очень распространено в физике. Например, во многих уравнениях «положение» и «расстояние» представлены переменными «x» или «d», но они измеряются в метрах, а символ для метров — м .

Простая аналогия для лучшего понимания напряжения, тока и сопротивления: представьте, что вода течет по трубе. Количество воды, протекающей по трубе, равносильно течению. Больше расход воды — больше ток. Величина давления, заставляющего течь воду, подобна напряжению; более высокое давление будет «толкать» воду сильнее, увеличивая поток. Сопротивление похоже на препятствие в трубе. Например, через трубу, забитую мусором или предметами, воде будет труднее течь, и она будет иметь более высокое сопротивление, чем труба, не имеющая препятствий.

Что такое постоянный ток (DC) и переменный ток (AC)?

Постоянный ток (сокращенно DC) — это ток, который всегда течет в одном направлении. Постоянный ток обеспечивается обычными батареями, такими как батареи AA и AAA, или батареей в вашем мобильном телефоне. Большинство ваших проектов Science Buddies, вероятно, будут связаны с измерением постоянного тока. Различные мультиметры имеют разные символы для измерения постоянного тока (и соответствующего напряжения), обычно «DCA» и «DCV» или «A» и «V» с прямой чертой над ними или рядом с ними.Видеть
«Что означают все символы на передней панели мультиметра?» для получения дополнительной информации об аббревиатурах и символах на мультиметрах.

Переменный ток (сокращенно AC) — это ток, который меняет направление, как правило, много раз за одну секунду. Розетки в вашем доме обеспечивают переменный ток, который меняет направление 60 раз в секунду (в США и 50 раз в секунду в других странах). ( Предупреждение: Не используйте мультиметр для измерения стенных розеток в вашем доме.Это очень опасно.) Если вам нужно измерить переменный ток в цепи, разные мультиметры имеют разные символы для его измерения (и соответствующего напряжения), обычно «ACA» и «ACV» или «A» и «V» с волнистая линия (~) рядом с ними или над ними.

Что такое последовательные и параллельные цепи?

Когда вы проводите измерения с помощью мультиметра, вам нужно будет решить, присоединять ли его к вашей схеме в серии или в параллельно , в зависимости от того, что вы хотите измерить.В последовательной цепи каждый элемент цепи имеет одинаковый ток . Итак, чтобы измерить ток в цепи, вы должны подключить мультиметр последовательно. В параллельной цепи каждое измерение цепи имеет одинаковое напряжение . Итак, чтобы измерить напряжение в цепи, вы должны подключить мультиметр параллельно. Чтобы узнать, как выполнять эти измерения, см. вкладку «Использование мультиметра».

На рис. 2 показаны основные последовательные и параллельные цепи без подключенного мультиметра. Чтобы узнать больше о напряжении, токе и сопротивлении в последовательных и параллельных цепях, перейдите на вкладку «Ссылки».

Что означают все символы на передней панели мультиметра?

Вас могут смутить все символы на передней панели мультиметра, особенно если вы нигде не видите таких слов, как «напряжение», «ток» и «сопротивление». Не волнуйтесь! Помните из статьи «Что такое напряжение, ток и сопротивление?» раздел, в котором напряжение, ток и сопротивление измеряются в вольтах, амперах и омах, которые представлены как V, A и Ω соответственно.Большинство мультиметров используют эти аббревиатуры вместо написания слов. Ваш мультиметр может иметь некоторые другие символы, которые мы обсудим ниже.

Большинство мультиметров также используют метрические префиксы . Метрические префиксы работают с единицами измерения электричества точно так же, как и с другими единицами измерения, с которыми вы, возможно, более знакомы, например, с расстоянием и массой. Например, вы наверняка знаете, что метр — это единица расстояния, километр — это одна тысяча метров, а миллиметр — это одна тысячная метра.То же самое относится к миллиграммам, граммам и килограммам массы. Вот общие метрические префиксы, которые вы найдете на большинстве мультиметров (полный список см. на вкладке «Ссылки»):

.

• µ (микро): одна миллионная
• м (милли): одна тысячная
• к (килограмм): одна тысяча
• M : (мега): один миллион

Эти метрические префиксы используются одинаково для вольт, ампер и ом.Например, 200 кОм произносится как «двести килоом» и означает двести тысяч (200 000) Ом.

Некоторые мультиметры «автоматически выбирают диапазон», в то время как другие требуют, чтобы вы вручную выбирали диапазон для измерения. Если вам нужно выбрать диапазон вручную, вы всегда должны выбирать значение 90 111, которое немного выше 90 112, чем значение, которое вы ожидаете измерить. Думайте об этом, как об использовании линейки и критерия. Если вам нужно измерить что-то длиной 18 дюймов, 12-дюймовая линейка будет слишком короткой; вам нужно использовать критерий.То же самое относится и к использованию мультиметра. Скажем, вы собираетесь измерить напряжение батареи типа АА, которое, как вы ожидаете, должно быть 1,5 В. Мультиметр слева на рис. 3 имеет варианты на 200 мВ, 2 В, 20 В, 200 В и 600 В (для постоянного тока). 200 мВ слишком мало, поэтому вы должны выбрать следующее максимальное значение, которое работает: 2 В. Все остальные параметры излишне велики и приведут к потере точности (это все равно, что использовать 50-футовую рулетку с отметками только на каждом футе и без отметок в дюймах; это не так точно, как использование рулетки). мерка с 1-дюймовой маркировкой).

Что означают другие символы на мультиметре?

Возможно, вы заметили некоторые другие символы, помимо V, A, Ω и метрических префиксов на передней панели мультиметра. Мы объясним некоторые из этих символов здесь, но помните, что все мультиметры разные, поэтому мы не можем охватить все возможные варианты в этом руководстве. Обратитесь к руководству по мультиметру, если вы все еще не можете понять, что означает один из символов. Вы также можете просмотреть нашу галерею мультиметров, чтобы увидеть помеченные изображения различных мультиметров.

Что такое красный и черный провода (щупы)? Куда мне их подключить?

Ваш мультиметр, вероятно, поставляется с красным и черным проводами, которые выглядят примерно так, как показано на рис. 4. Эти провода называются зондами или выводами (произносится как «лидс»). Один конец провода называется банановым гнездом ; этот конец подключается к мультиметру ( Примечание: некоторые мультиметры имеют -контактные разъемы , которые меньше, чем разъемы типа «банан».Другой конец называется наконечником зонда ; это конец, который вы используете для проверки вашей схемы. Согласно стандартному соглашению об электронике, красный щуп используется для положительного, а черный щуп — для отрицательного.

Хотя они поставляются с двумя щупами, многие мультиметры имеют больше , чем два места для подключения щупов, что может вызвать некоторую путаницу. То, куда именно вы подключаете щупы, будет зависеть от того, что вы хотите измерить (напряжение, ток, сопротивление, проверка непрерывности или проверка диодов) и типа вашего мультиметра.Мы предоставили один пример на изображениях ниже, и вы можете найти в нашей галерее мультиметр, похожий на ваш, но, поскольку все мультиметры немного отличаются, вам может потребоваться обратиться к руководству для вашего мультиметра.

Большинство мультиметров (кроме очень недорогих) имеют предохранители для защиты от слишком большого тока. Предохранители «перегорают», если через них протекает слишком большой ток; это останавливает подачу электричества и предотвращает повреждение остальной части мультиметра. Некоторые мультиметры имеют различных предохранителей , в зависимости от того, будете ли вы измерять большой или малый ток, который определяет, куда вы подключаете щупы.Например, мультиметр, показанный на рис. 5, имеет один предохранитель на 10 ампер (10 А) и один предохранитель на 200 миллиампер (200 мА).

Использование мультиметра

У вас есть мультиметр, но вы не знаете, как им пользоваться, или получаете неожиданные показания? Если это так, разделы ниже помогут вам разобраться, что делать. Если есть слова или понятия, которые вы не понимаете, или символы на мультиметре, которые вас озадачивают, вернитесь на вкладку «Обзор мультиметра».Если вы ищете идеи использования мультиметра или помеченные фотографии различных моделей мультиметров, посетите другие вкладки в этом руководстве по мультиметру.

Этот раздел содержит ответы на следующие вопросы:

Как измерить напряжение?

Чтобы измерить напряжение, выполните следующие действия:

1. Вставьте черный и красный щупы в соответствующие разъемы (также называемые «портами») на мультиметре. Для большинства мультиметров черный щуп должен быть подключен к разъему с маркировкой «COM», а красный щуп к разъему с маркировкой «V» (на нем также могут быть другие символы).Не забудьте проверить нашу галерею изображений, вкладку «Обзор мультиметра» или руководство по мультиметру, если у вас возникли проблемы с определением правильного разъема.
2. Выберите соответствующую настройку напряжения на циферблате мультиметра. Помните, что большинство цепей с батарейным питанием будут иметь постоянный ток, но выбранная вами настройка будет зависеть от научного проекта, которым вы занимаетесь. Если вы работаете с мультиметром с ручным диапазоном, вы можете оценить необходимый вам диапазон на основе батареи (или батарей), питающей вашу схему.Например, если ваша схема питается от одной 9-вольтовой батареи, вероятно, не имеет смысла выбирать настройку на 200 В, а 2 В будет слишком мало. Если доступно, вы хотели бы выбрать 20V.
3. Прикоснитесь кончиками щупа к вашей цепи в , параллельной , с элементом, на котором вы хотите измерить напряжение (см. вкладку «Обзор мультиметра» для объяснения последовательных и параллельных цепей). Например, на рисунке 6 показано, как измерить падение напряжения на лампочке, питаемой от батареи.Обязательно используйте красный щуп со стороны, подключенной к положительной клемме аккумулятора, и черный щуп со стороны, подключенной к отрицательной клемме аккумулятора (ничего не повредится, если вы перевернете его, но показания напряжения будут отрицательными).

4. Если ваш мультиметр не поддерживает автоматический выбор диапазона, вам может потребоваться настроить диапазон. Если на экране вашего мультиметра просто отображается «0», возможно, выбранный вами диапазон слишком высок. Если на экране отображается «OVER», «OL» или «1» (это разные способы сказать «перегрузка»), то выбранный вами диапазон слишком мал.В этом случае увеличьте или уменьшите диапазон по мере необходимости. Помните, что вам может понадобиться обратиться к руководству вашего мультиметра, чтобы узнать подробности о вашей модели.

Как измерить ток?

Чтобы измерить ток, выполните следующие действия:

1. Вставьте красный и черный щупы в соответствующие разъемы (также называемые «портами») на мультиметре. Для большинства мультиметров черный щуп должен быть подключен к разъему с надписью «COM». Может быть несколько розеток для измерения тока с такими метками, как «10А» и «мА». Примечание: Всегда безопаснее начинать с розетки, которая может измерять больший ток. Вставьте красную розетку в сильноточный порт.
2. Выберите соответствующую настройку тока на мультиметре. Не забудьте проверить, является ли ваша цепь постоянным или переменным током, и что почти все цепи с батарейным питанием будут постоянным током. Если ваш измеритель не поддерживает автоматический выбор диапазона, вам может потребоваться угадать шкалу для использования (вы можете изменить это позже, если не получите хороших показаний).
3. Подключите щупы мультиметра серии к току, который вы хотите измерить (см. вкладку «Обзор мультиметра» для объяснения последовательных и параллельных цепей). Например, на рисунке 7 показано, как измерить ток через лампочку, которая питается от батареи. Обязательно используйте красный щуп к положительной стороне батареи, иначе ваши текущие показания будут отрицательными.

4. Если ваш мультиметр не поддерживает автоматический выбор диапазона, вам может потребоваться настроить диапазон.Если на экране вашего мультиметра просто отображается «0», возможно, выбранный вами диапазон слишком высок. Если на экране отображается «OVER», «OL» или «1» (это разные способы сказать «перегрузка»), то выбранный вами диапазон слишком мал. В этом случае увеличьте или уменьшите диапазон по мере необходимости. Помните, что вам может понадобиться обратиться к руководству вашего мультиметра, чтобы узнать подробности о вашей модели.

Как измерить сопротивление?

Чтобы измерить сопротивление, выполните следующие действия:

1. Вставьте красный и черный щупы в соответствующие гнезда на мультиметре. Для большинства мультиметров черный щуп должен быть подключен к разъему, помеченному «COM», а красный щуп должен быть подключен к разъему, помеченному символом «Ω».
2. Выберите соответствующую настройку измерения сопротивления на циферблате мультиметра. Если у вас есть оценка сопротивления, которое вы будете измерять (например, если вы измеряете резистор с известным значением), это поможет вам выбрать диапазон.
3. Важно : Перед измерением сопротивления отключите питание цепи.Если в вашей схеме есть выключатель питания, вы можете сделать это, выключив его. Если нет переключателя, вы можете удалить батареи. Если вы этого не сделаете, ваше чтение может быть неверным. Если ваша схема состоит из нескольких компонентов, вам может потребоваться удалить компонент, который вы хотите измерить, чтобы точно определить его сопротивление. Например, если в вашей схеме есть два резистора, включенных параллельно, вам придется удалить один резистор, чтобы измерить их сопротивления по отдельности.

   Подсоедините один из щупов мультиметра к каждой стороне объекта, сопротивление которого вы хотите измерить.Сопротивление всегда положительное и одинаковое в обоих направлениях, поэтому не имеет значения, поменяете ли вы черный и красный щупы в этом случае (если только вы не имеете дело с диодом, который действует как односторонний клапан для электричества, поэтому он имеет высокое сопротивление в одном направлении и низкое сопротивление в другом направлении). На рис. 8 показано, как измерить сопротивление лампочки.

4. Если ваш мультиметр не поддерживает автоматический выбор диапазона, вам может потребоваться настроить диапазон.Если на экране вашего мультиметра просто отображается «0», возможно, выбранный вами диапазон слишком высок. Если на экране отображается «OVER», «OL» или «1» (это разные способы сказать «перегрузка»), то выбранный вами диапазон слишком мал. В этом случае увеличьте или уменьшите диапазон по мере необходимости. Помните, что вам может понадобиться обратиться к руководству вашего мультиметра, чтобы узнать подробности о вашей модели.

Как выполнить проверку непрерывности?

Чтобы выполнить проверку непрерывности (которая гарантирует наличие проводящего пути между двумя точками в вашей цепи), выполните следующие действия:

1. Установите мультиметр на символ проверки непрерывности.Помните, что этот символ может выглядеть по-разному на всех мультиметрах (а на некоторых мультиметрах его вообще нет), поэтому посмотрите примеры на вкладке «Обзор мультиметра» или в нашей галерее изображений мультиметров.
2. Вставьте зонды в соответствующие разъемы. На большинстве мультиметров черный щуп должен вставляться в гнездо с маркировкой «COM», а красный щуп должен вставляться в то же гнездо, которое вы используете для измерения напряжения или сопротивления (, а не тока), помеченное буквой V и/или буквой Ом.
3. Важно : Перед проверкой целостности цепи отключите питание. Если в вашей схеме есть выключатель питания, вы можете сделать это, выключив его. Если нет переключателя, вы можете удалить батареи.

   Прикоснитесь щупами к двум частям цепи. Если две части цепи электрически соединены с очень небольшим сопротивлением между ними, мультиметр должен издать звуковой сигнал. Если они не подключены, он не будет издавать шума и может отображать на экране что-то вроде «OL», «OVER» или «1», что означает «перегрузка».» Самый простой способ проверить эту функцию с помощью мультиметра — это проверить ее с помощью одного куска проводящего материала (большинство металлов) и куска непроводящего материала, например дерева или пластика. Пример см. на рис. 9.

Как проверить диод?

Функция проверки диода полезна для определения направления прохождения электричества через диод. Точная работа функции «проверки диодов» будет различаться для разных мультиметров, а некоторые мультиметры вообще не имеют функции проверки диодов. Из-за такого разнообразия и из-за того, что эта функция не требуется для большинства проектов Science Buddies, мы не включили здесь указания. Если вам нужно проверить диод, обратитесь к руководству по мультиметру.

Как узнать, какую шкалу выбрать для напряжения, силы тока или сопротивления, и как читать числа на разных шкалах?

Если ваш мультиметр не поддерживает автоматический выбор диапазона, может быть сложно определить, какую шкалу выбрать, особенно если вы не очень хорошо знакомы с метрическими префиксами.Вот два эмпирических правила, которым вы можете следовать при измерении напряжения, силы тока и сопротивления:

• Напряжение : Многие мультиметры с ручным диапазоном имеют настройки для 200 мВ, 2 В и 20 В. Очень маловероятно, что цепи с батарейным питанием превысят 20 В (например, две последовательно соединенные батареи 9 В дадут максимум 18 В). Одна батарея AA или AAA обеспечивает 1,5 В. Две батареи AA или AAA, объединенные в аккумуляторный блок, обеспечат 3 В, четыре — 6 В, а восемь — 12 В. Итак, если вы знаете, какой тип батарей (и сколько) питает вашу схему, вы можете выбрать начальный диапазон для измерения напряжения. Помните, что вы хотите выбрать , следующую по величине настройку напряжения (точно так же, как и при измерении расстояния; вам понадобится критерий, а не 12-дюймовая линейка, чтобы измерить что-то длиной 18 дюймов). Таким образом, для схемы, питаемой от одной батарейки АА (1,5 В), вы должны выбрать настройку 2 В. Для схемы, питаемой от батареи 9 В, вы должны выбрать 20 В.
• Ток : При измерении тока всегда рекомендуется начинать с максимально возможной установки тока (и соответствующего сильноточного разъема, если ваш мультиметр имеет несколько разъемов для измерения тока), чтобы избежать перегорание предохранителя.Если измеряемый ток достаточно низок, чтобы безопасно использовать слаботочные настройки и розетку, вы можете сделать новое показание, чтобы получить более точное измерение. Например, предположим, что в вашем мультиметре есть розетка с предохранителем на 10 А и одна с предохранителем на 200 мА. Используя розетку на 10 А, вы измеряете ток 150 мА. Тогда можно было бы безопасно провести повторные измерения с розеткой на 200 мА (и более низким значением на ручке).
• Сопротивление : Если вы измеряете объект с известным сопротивлением, вы можете использовать это значение для выбора соответствующей настройки сопротивления.Как и в случае с током и напряжением, вам нужно выбрать следующее наибольшее значение сопротивления на вашей шкале. Например, чтобы измерить резистор 4,7 кОм, вы должны выбрать 20 кОм. Если вы измеряете объект с неизвестным сопротивлением, вам придется просто угадать, но повредить мультиметр или объект, который вы тестируете, при измерении сопротивления сложно, так что это не является большой проблемой.

Одно и то же значение может отображаться по-разному при измерении с использованием другой шкалы, выбранной на циферблате мультиметра.В качестве примера давайте воспользуемся измерением напряжения постоянного тока от батареи типа АА, которое, как мы ожидаем, будет 1,5 В, с помощью мультиметра с настройками на 200 мВ, 2 В, 20 В, 200 В и 600 В. При измерении батареи с каждой настройкой получаем такие показания:

«1  .» это способ мультиметра сказать, что он «перегружен» — значение 1,6 В выходит за пределы выбранного диапазона 200 мВ. Другие мультиметры могут отображать «OVER» или «OL», когда это происходит. Обратите внимание, что по мере увеличения диапазона точность уменьшается .При настройке 2 В показания отображаются с 3 знаками после запятой. При настройке 200 В показания отображают только один десятичный знак.

Вам также может понадобиться учитывать метрические префиксы при считывании числа с экрана мультиметра. Например, предположим, что ваш экран показывает «6.1», когда вы измеряете ток с настройкой «10А». Это означает, что ваше текущее измерение составляет 6,1 ампер. Однако, если на экране отображается «6.1», когда вы установили шкалу тока на 20 мА, это означает, что вы измеряете 6.1 милли ампер.

Мой мультиметр не работает! Что случилось?

Не паникуйте! Есть несколько распространенных ошибок, которые можно легко исправить.

• Убедитесь, что в мультиметре установлены новые батарейки.
• Некоторые мультиметры имеют функцию автоматического энергосбережения и отключаются после определенного периода бездействия. Если это произойдет, поверните циферблат мультиметра в положение «выключено», а затем снова включите его.
• Убедитесь, что пробники подключены к нужным портам для того, что вы хотите измерить (см…» разделы выше).
• Убедитесь, что вы правильно подключаете пробники к цепи (последовательно или параллельно) для того, что вы хотите измерить (см. раздел «Как мне измерить…» выше).
• Убедитесь, что на шкале мультиметра выбрана правильная настройка для того, что вы хотите измерить; например, если вам нужно измерить напряжение постоянного тока, убедитесь, что на циферблате не выбран ток, сопротивление или напряжение переменного тока.
• Если ваш мультиметр не поддерживает автоматический выбор диапазона, вам может потребоваться настроить диапазон вручную. Если на экране вашего мультиметра всегда отображается «0», это может означать, что выбранный вами диапазон слишком велик. Если он читает «OL», «OVER» или «1», возможно, выбранный вами диапазон слишком мал. Все мультиметры разные, поэтому вам может понадобиться прочитать руководство по мультиметру, чтобы узнать, что означает дисплей на экране. Затем вы можете соответствующим образом настроить диапазон.
  • Например, если вы пытаетесь измерить напряжение 9-вольтовой батареи, но ваш мультиметр настроен на 2 DCV, этот диапазон слишком мал, и вам придется увеличить его до более высокого значения, например 20 DCV.

Все еще не работает? Возможно, у вас перегорел предохранитель в мультиметре. См. предложения в следующем разделе.

Как узнать, нужно ли заменить предохранитель?

Некоторые мультиметры имеют предохранитель (или несколько предохранителей), которые «сгорают», когда через них проходит слишком большой ток, что предотвращает протекание большего количества электричества и, как мы надеемся, спасает остальную часть мультиметра от повреждения. В некоторых мультиметрах эти предохранители можно заменить, если они перегорели, но инструкции по их замене (и выяснению необходимости их замены вообще) будут различаться для разных моделей мультиметров.

Возможно, вам потребуется открыть мультиметр, чтобы получить доступ к предохранителям ( Важно : Перед этим всегда отключайте щупы). У некоторых мультиметров есть крышки, которые могут выскакивать или соскальзывать, а у некоторых есть винты, которые необходимо сначала удалить. Предохранители обычно выглядят как маленькие стеклянные цилиндры с металлическими колпачками на концах и тонким проводом, идущим посередине:

.

Если предохранитель перегорел, он может быть заметно почерневшим или обугленным. Провод внутри мог полностью сгореть, и его больше не было видно.

Как заменить предохранитель?

Важно : Всегда отсоединяйте провода от мультиметра, прежде чем открывать крышку для замены предохранителя.

Инструкции по замене предохранителя различаются в зависимости от модели мультиметра, поэтому для получения инструкций необходимо обратиться к руководству по мультиметру. В этом руководстве от SparkFun приведены инструкции по замене предохранителя на мультиметре их марки, но помните, что эти инструкции могут не относиться к вашей модели. Обратите внимание, что в некоторых мультиметрах, особенно в недорогих, вы не сможете заменить предохранитель.

Мультиметр Fun

В этом руководстве по мультиметру мы уже рассмотрели, что такое мультиметр и как его использовать. В этом разделе представлены некоторые практические и интересные советы по работе с мультиметром.

Этот раздел отвечает на вопросы:

Что можно делать с мультиметром по дому?

Помните, что основное назначение мультиметра — проверка цепей и электрических компонентов в эксперименте или научном проекте, связанном с электроникой. Что делать, если у вас нет схемы для тестирования? Вот несколько советов для быстрых экспериментов, которые вы можете провести дома с мультиметром.

• Проверка аккумуляторов! Вы когда-нибудь задумывались, перестало ли устройство или игрушка работать из-за того, что сели батарейки? С помощью мультиметра вы можете убедиться, что батареи действительно разряжены, прежде чем перерабатывать их, проверив их напряжение. Помните, что свежие батарейки типа AA и AAA должны обеспечивать напряжение около 1,5 В (свежий щелочной элемент будет измерять около 1,6 В, если к нему больше ничего не подключено).Тем не менее, батареи будут фактически «разряжены» задолго до того, как они достигнут 0 В. Например, если батарея обеспечивает 0,7 В, этого, вероятно, недостаточно для питания большинства бытовых устройств, которые ожидают 1,5 В от батареи.
• У вас есть аккумуляторы? Вы можете проверить их напряжение с течением времени по мере их перезарядки, а затем построить график зависимости напряжения от заряда. Через какое время напряжение перестанет расти? Является ли график прямой линией?
• У вас есть что-нибудь, что можно разобрать с печатной платой внутри, например, старая игрушка или пульт от телевизора? Используйте проверку непрерывности на мультиметре (если он есть), чтобы проверить, какие части цепи напрямую связаны друг с другом.( Предупреждение: Старые печатные платы изготавливаются с использованием припоя на основе свинца, который является токсичным. Всегда тщательно мойте руки после работы с припоем и ознакомьтесь с местными правилами утилизации отходов, чтобы узнать, существуют ли специальные правила по утилизации свинца как опасного вещества. отходы.)
• Настройте мультиметр на измерение сопротивления, и пусть все в вашем доме по очереди берутся за металлические наконечники щупов (по одному в каждой руке). У кого самое высокое сопротивление? Нижайший?
• Используйте проверку непрерывности или измерение сопротивления для проверки различных материалов в вашем доме. Какие из них являются проводниками, а какие изоляторами?
• Подсоедините провода мультиметра к динамику с помощью провода динамика и настройте мультиметр на измерение силы переменного тока (или напряжения переменного тока, если силы переменного тока недоступны). Кто может заставить мультиметр показывать наибольшее число, крича в динамик? (В этом случае динамик работает как микрофон, генерируя ток при обнаружении звука.)

Что

не должен  я делать с моим мультиметром?

• Используйте мультиметр для , а не для проверки электричества в стенных розетках в вашем доме.Электричество из стенных розеток очень опасно и может привести к летальному исходу.
• Не подключайте пробники , а не напрямую к батарее или другому источнику питания, если выбрана «текущая» настройка измерения. Это вызовет «короткое замыкание» на клеммах аккумулятора, и через мультиметр будет протекать очень большой ток. Это, вероятно, приведет к перегоранию предохранителя или, возможно, повреждению мультиметра.

Для каких проектов Science Buddies требуется мультиметр?

Для лота проектов Science Buddies требуется мультиметр; это действительно удобный инструмент! На самом деле их слишком много, чтобы перечислять, но вот некоторые из них, которые охватывают самые разные темы:

• Испытание электролитом: апельсиновый сок против.Спортивный напиток. Этот проект сравнивает количество электролитов в спортивном напитке с количеством электролитов в обычном апельсиновом соке. Соответствуют ли спортивные напитки своему обещанию? Используйте мультиметр, чтобы узнать, насколько хорошо эти разные жидкости проводят электричество.
• Как превратить картошку в батарейку. Знаете ли вы, что из обычных фруктов и овощей можно сделать батарейку и даже зажечь светодиоды? Используйте мультиметр, чтобы проверить силу тока и напряжение, которое может обеспечить ваш полдник.
• Вода в топливо в воду: топливный цикл будущего.Помогите спасти планету с помощью этого проекта зеленой энергии! Используйте топливные элементы для хранения энергии, вырабатываемой солнечными панелями, для использования в темное время суток, и используйте удобный мультиметр, чтобы отслеживать выработку электроэнергии.
• Насколько яркая ваша светящаяся палочка? Измерьте это!. Используя датчик освещенности, простую схему и мультиметр, вы можете измерить количество света, излучаемого объектами, светящимися в темноте.
• Приправьте мощность микробного топливного элемента щепоткой соли. Производство электроэнергии из грязи звучит безумно? Хотите верьте, хотите нет, но с помощью некоторых дружественных бактерий вы можете превратить ежедневную ложку грязи в батарейку.Используйте мультиметр, чтобы спроектировать этот экологически чистый топливный элемент.
• Коварные волны: постройте колеблющийся водяной столб, чтобы извлекать энергию из океанских волн. Использование энергии океана — еще одна технология экологически чистой энергии, которая может помочь уменьшить нашу зависимость от ископаемого топлива. Используйте мультиметр для измерения электрической мощности, генерируемой колеблющимся столбом воды.
• Батарейка, которая приносит центы. Вы когда-нибудь думали, что сможете сделать аккумулятор из мелочи? В этом проекте вы сделаете батарею из пенни и пятицентовика и будете использовать мультиметр для измерения силы тока и напряжения, которые она может производить.

Галерея мультиметра

Хотя большинство мультиметров могут выполнять одни и те же основные функции, различные модели, изготовленные разными производителями, могут отличаться друг от друга. В галерее ниже мы предоставили серию изображений разных мультиметров с разными настройками измерения и гнездами для помеченных щупов. Обратите внимание, что большинство мультиметров имеют общие основные функции, включая настройки для измерения напряжения, тока и сопротивления.Все они имеют один «земляной» разъем для черного щупа. Большинство из них имеют отдельные розетки для измерения сильного и слабого тока. Слаботочная розетка также используется для измерения напряжения и сопротивления. Однако некоторые мультиметры имеют всего два разъема или только один разъем для измерения тока. У некоторых также есть дополнительные функции, которые мы не обозначили.

Помните, эта галерея предназначена для общего руководства; Если вы не видите здесь свою модель мультиметра, лучше всего обратиться к руководству по эксплуатации вашего конкретного мультиметра. Если вам нужна помощь в ознакомлении с мультиметрами в целом, обратитесь к разделу «Обзор мультиметров». Если вам нужно знать, как проводить измерения определенного типа, обратитесь к разделу «Использование мультиметра».

• Этот мультиметр представляет собой комбинацию автоматического и ручного выбора диапазона. Например, он имеет только одну настройку для измерения постоянного напряжения и три настройки для измерения постоянного тока. Он также имеет одно гнездо для измерения напряжения и сопротивления и другое гнездо для измерения как сильного, так и слабого тока.Он также имеет функцию тестирования «Логика» для измерения цифровых цепей (не рассматривается в этом руководстве).

• Этот мультиметр с ручным диапазоном имеет дополнительные функции, позволяющие измерять конденсаторы и транзисторы (не рассматриваются в этом руководстве). Он имеет три отдельных измерительных разъема: один для напряжения и сопротивления, один для слабого тока и один для сильного тока.

• Этот мультиметр использует автоматический диапазон напряжения и сопротивления, но имеет три различных настройки измерения тока.Он имеет одно гнездо для измерения напряжения, сопротивления и малых токов, а другое гнездо — для измерения сильного тока.

• Этот прибор с автоматическим выбором диапазона имеет специальную функцию для проверки батарей. Он имеет одно гнездо для измерения напряжения, сопротивления и слабого тока, а другое гнездо для измерения сильного тока.

• Этот мультиметр с ручным диапазоном имеет специальную функцию для проверки транзисторов (не рассматривается в этом руководстве).Он имеет одно гнездо для измерения напряжения, сопротивления и слабого тока и отдельное гнездо для измерения сильного тока.

• Этот мультиметр с автоматическим выбором диапазона необычен тем, что щупы подключаются к задней стороне. Он может измерять только небольшие токи, до 200 мА.

• Это типичный мультиметр с ручным диапазоном. Он имеет одно гнездо для измерения напряжения, сопротивления и слабого тока и одно гнездо для измерения сильного тока.

• Это старая модель мультиметра с ручным диапазоном. Обратите внимание, что у него всего два разъема и есть переключатель для переключения между измерениями переменного и постоянного тока (что необычно).

• Этот мультиметр с ручным диапазоном имеет дополнительную функцию для проверки транзисторов (не рассматривается в этом руководстве). Он имеет одно гнездо для измерения напряжения, сопротивления и слабого тока, а другое гнездо для измерения сильного тока.

• Это мультиметр с ручным диапазоном и типичными настройками постоянного напряжения, тока и сопротивления. Он также может измерять переменное напряжение и имеет проверку непрерывности. Он имеет отдельные розетки для сильного и слабого тока.

Каталожные номера

Если вы прочитали это руководство по работе с мультиметром и у вас остались вопросы без ответа, приведенные ниже ссылки могут оказаться полезными.

Дополнительные ссылки по использованию мультиметра:

Дополнительные ссылки по электричеству и цепям:

Полный список метрических префиксов:

Ознакомьтесь с нашими научными видеороликами

Изготовление термометра — задание STEM

Эксперименты с пламенем прыгающей свечи – деятельность STEM

Создание модели легкого — задание STEM

Вольтметры | Инструменты PCE

Вольтметр или мультиметр: что лучше для ваших нужд?

Не можете решить, какой из них подойдет вам больше всего — вольтметр или мультиметр? Если вы читаете эту статью, то должны иметь представление об основных различиях между ними; однако никогда не помешает перепроверить то, что вы знаете. И, если вы понятия не имеете, вам следует прочитать дальше, чтобы понять, что вам нужно.

Сначала поговорим о вольтметре

Вольт — это единица измерения разности потенциалов между двумя узлами. Вольтметр измеряет эту разницу и предоставляет результаты в вольтах. Некоторые вольтметры сконструированы таким образом, что они могут хорошо работать и с переменным током, и с постоянным током, а другие способны измерять и то, и другое.

Внутри вольтметра находится токопроводящая катушка из тонкой проволоки.Катушка подвешивается вокруг внешнего магнитного поля, после чего вы подключаете зажимы или провода на устройстве к источнику питания, который хотите измерить. На следующем этапе ток течет через вольтметр. Затем ток реагирует с магнитным полем вокруг катушки, которая в ответ начинает вращаться.

Вращение приводит к тому, что стрелка аналогового вольтметра движется, и таким образом вы узнаете (прочитаете), что такое напряжение. Однако цифровой вольтметр версии работает несколько иначе, он более устойчив к внешним магнитным помехам и не подвержен риску повреждения.

Затем идет мультиметр

Так же, как вольтметр, вы можете регистрировать напряжение с помощью мультиметра, и он имеет возможность измерять омы и амперы, единицы сопротивления и силы тока соответственно. Высококачественные устройства также способны измерять другие параметры, такие как температура, индуктивность, емкость, частота, относительная влажность и кислотность.

Диапазон измерения мультиметра варьируется от 200 мВ до 2000 вольт, что означает, что вы можете использовать его в различных цепях с высокой степенью точности.Кроме того, аналоговые мультиметры называются «VOM», что означает «напряжение-Ом-Ампер». Более новые цифровые модели часто обозначаются аббревиатурой «DMM», что, как вы уже догадались, означает цифровой мультиметр.

Это связано с тем, что для различных измерений требуются разные внутренние резисторы для получения точных измерений, вы даже можете найти разные внешние порты, к которым вы должны подключить тестовые провода, так как это помогает получать точные показания.

Однако мультиметр может стоить вам немного дороже, и цена увеличивается в зависимости от количества вещей, которые он может измерять, и других важных факторов, таких как ток и напряжение, с которыми он может работать.Также цифровая модель может быть дороже аналоговой, но для основных бытовых задач она вам не понадобится.

В заключение мы хотели бы сказать, что разница между ними довольно очевидна. Если вам нужно измерить напряжение, вам достаточно вольтметра, но если вы хотите измерить напряжение и другие параметры, такие как сопротивление и ток, вам придется использовать мультиметр. Наиболее существенная разница в обоих устройствах будет заключаться в том, покупаете ли вы цифровую или аналоговую версию.

Связанный продукт : Монитор мощности

Вольтметр в виде ячейки

Напряжение/разность потенциалов

Электричество и магнетизм

Вольтметр в виде ячейки

Практическая деятельность

за
14-16

Классный эксперимент

Вольтметр, измеряющий напряжение на нескольких 1. 5 V ячеек последовательно, может подсчитать ячейку.

Аппаратура и материалы

Для каждой студенческой группы:

• Элементы, 1,5 В, 3 шт.
• Лампа с патронами, 3 шт. (например, 1,25 В, 0,5 А)
• Выводы, 4 мм, 9 шт.
• Вольтметр, от 0 до 5 В, постоянный ток
• Амперметр, от 0 до 1 А, постоянный ток

Здоровье и безопасность и технические примечания

Ознакомьтесь с нашим стандартным руководством по охране труда и технике безопасности

Процедура

1. Соберите цепь из трех последовательно соединенных элементов и трех ламп, как показано на схеме.
2. Включите лампы.
3. Подсоедините к вольтметру два длинных гибких провода.
4. Подсоедините провода вольтметра к одному элементу, затем к двум элементам, затем к трем. Каждый раз записывайте показания вольтметра.
6. Сколько ячеек нужно, чтобы полностью зажечь одну лампу?
7. Сколько клеток нужно, чтобы полностью зажечь две лампы? Три лампы полностью?
8. Что показывает вольтметр? Что это значит?
9. Вольтметр подключен последовательно с лампами или параллельно?
10. Что считает амперметр?
12. Подсоедините провода вольтметра к одной лампе, двум лампам, а затем к трем лампам.

Учебные заметки

• Учащиеся подключают вольтметр к каждой ячейке и таким образом измеряют энергию на кулон, передаваемую каждой ячейкой в ​​цепь.
• Затем они подключают вольтметр ко всем трем ячейкам и показывают, что общая разность потенциалов на трех ячейках в три раза больше, чем на одной ячейке. Разности потенциалов складываются, как и энергия, передаваемая на кулон. Вольтметр — это счетчик ячеек.
• В части 10 учащиеся подключают вольтметр поочередно к каждой из ламп, а затем ко всем трем лампам.