Как правильно пользоваться цифровым мультиметром

При выполнении электромонтажных работ невозможно обойтись без знания параметров электрического тока — силы, сопротивления, напряжения. Хотя величины эти абсолютно разные, для их определения можно обойтись всего одним универсальным прибором — мультитестером. Существует немало разновидностей таких устройств, но, зная основные узлы и их назначение, достаточно просто разобраться в функционале любой модели. Из нашей статьи вы узнаете, что измеряет мультиметр, зачем нужен, из чего состоит, о типах измерителя, как он работает и главные правила применения.

Что это такое?

Мультиметр — это прибор для измерения характеристик электротока, заключенный в прорезиненный или пластиковый корпус, чаще всего овальной или прямоугольной формы. Такая оболочка не поддается горению и не проводит электричество и потому абсолютно безопасна. В любой модели все обозначения, экран вывода данных и разъемы для подключения щупов находятся на передней панели. Поэтому в устройстве мультиметра легко разобраться, зная общие принципы:

• В верхней части — область вывода результатов, которая может быть в виде шкалы со стрелкой (аналоговые приборы) или дисплея с подсветкой (цифровые).
• В центральной части — условные обозначения функций и режимов. Могут быть в виде кнопок со значками или круглого переключателя со стрелкой, которую направляют на выбранный режим или действие.
• В нижней части — область подключения щупов. Здесь находятся специальные отверстия для проводов со штекерами (красными или черными).

Подавляющее большинство тестеров работает на пальчиковых (АА) или мизинчиковых (ААА) батарейках, реже — на кроне (9V). Ниша с крышкой для элементов питания всегда располагается на обратной стороне.

Для чего нужен мультиметр

В работе электромонтера, специалиста по ТО оборудования, инженера, системного техника цифровой тестер — один из основных инструментов. Область применения такого устройства включает следующие возможности:

• Монтаж и отладка электросистем, где необходимо точно измерять постоянные и переменные значения силы тока и напряжения, сопротивление.
• Диагностика электронных плат и входящих в них компонентов (ремонт сложной электроники, бытовой техники и т. д.).
• Обслуживание сложных агрегатов и мощностей на производстве, когда нужно проверить предохранители, реле, провести замеры параметров силовых цепей и т. п.
• Поиск разрывов проводки, коротких замыканий, выявление расположения проводов в стене.
• Работа с неустойчивыми или искаженными сигналами, когда необходима функция True RMS (при настройке частотных преобразователей и др.).

Тестер пригодится при диагностике автомобильного электрооборудования, при проверке степени заряда аккумулятора, при выполнении исследовательских работ в научных лабораториях, разработке и испытаниях устройств в области робототехники. Использование его востребовано и в бытовых целях — для проверки работоспособности батареек или аккумуляторов, прозвонки электрической цепи, простейшего ремонта бытовых электроприборов.

Обозначения на мультиметре

Чтобы разобраться, что можно измерить конкретной моделью, достаточно изучить условные обозначения имеющихся в функционале режимов и возможностей. У большинства измерителей они одинаковые или очень похожи:

• V — значок напряжения. Переменное — V~ или ACV, постоянное — V— или DCV.
• A — обозначает силу тока. Переменный — A~ или ACA, постоянный — A— или DCA.
• Ω — значок сопротивления.
• μA — микроамперы.
• mV, mA — милливольты, миллиамперы.
• m (милли), μ (микро), k (кило), M (мега) — обозначение величины.
• kΩ, MΩ — килоомы, мегаомы.
• °C / °F — значок единиц температурного режима. Присутствует не во всех моделях, может использоваться термопара.
• Hz — частота сигнала. Единица измерения — герцы. Необходима для настройки источников питания, электронных приборов.
• Diode (символ диода) — проверка диодов.
• hFE — значок коэффициента усиления транзистора. Необходим для тестирования биполярных транзисторов.
• Hold — удержание результата на экране.
• Символ звуковой волны (или динамик) обозначает функцию прозвонки цепи, используемую при проверке ее целостности.
• Auto — возможность автоматической настройки диапазона.
• REL или Δ — относительное измерение, при выборе которого нулевой отметкой становится текущее значение.
• Low Battery (изображение батарейки) — сигнализирует о низком заряде.

Появление на экране символов «OL» (Over Limit), «1» или значка бесконечности — уведомление о выходе за границы заданного диапазона. Зная основные условные обозначения, можно легко разобраться с функционалом для быстрого и безопасного проведения нужных замеров.

Как работает мультиметр

При отображении показаний на цифровом экране большинство устройств использует аналого-цифровое преобразование. Для каждого из основных параметров прибор имеет свой режим, есть и возможность реализации дополнительных функций. Общий принцип работы мультиметра можно описать несколькими пунктами:

• Определение силы тока. Последовательно подключаясь к цепи, устройство работает в режиме амперметра, используя низкое сопротивление. С помощью шунтирующего резистора он создает падение напряжения, после чего для измерения и отображения результата использует аналогово-цифровой преобразователь.
• Определение напряжения. Здесь прибор параллельно подключается к тестируемой цепи или компоненту, работая в качестве вольтметра с высоким сопротивлением. Для вывода показаний на дисплей используются делитель напряжения и преобразователь.
• Определение сопротивления. В этом случае мультиметр, пропуская через компонент уже известный малый ток, замеряет величину падения на нем напряжения, после чего при вычислении сопротивления использует закон Ома.
• Тест диода. Для проверки измеритель после подачи в прямом направлении небольшого напряжения измеряет возникающий ток. Определяя направление тока и отображая прямое падение напряжения, таким образом указывает на работоспособность диода.
• Другие измерения. Продвинутые модели способны применять и другие методики при выполнении исследований разных величин, используя отличные от традиционных датчики и измерительные схемы.

Для обеспечения правильного использования устройств и получения максимально точных результатов следует строго следовать рекомендациям инструкции производителя, прилагаемой к каждой модели.

Виды мультиметров

Существует масса разновидностей контрольно-измерительных приборов, отличающихся по ряду особенностей. Ниже мы рассмотрим, какие бывают мультиметры в зависимости от основных из таких признаков.

По методу вывода данных

Показания можно считывать на шкале со стрелкой в аналоговых моделях или на дисплее в цифровых. Аналоговые имеют низкую чувствительность к радиоволновым помехам, способны работать на морозе, отображать динамику показателей, а также при низкой требовательности к точности функционировать очень быстро. Однако боятся механического воздействия, выдают неточные сведения при низковольтных измерениях, требуют установки нуля вручную и при больших габаритах обладают узким набором функций. Цифровые не боятся механического воздействия и вибраций, способны автоматически выполнять большинство операций, имеют расширенный функционал и память, компактные размеры и малый вес, очень удобны в применении. Минусы — невозможность работы при низких температурах, чувствительность к воздействию электромагнитного поля.

По величине

В зависимости от размеров различают приборы:

• Компактные — легко носить даже в кармане (не больше ручки).
• Средние — самые распространенные, помещаются в ладони, работают от батареек.
• Большие переносные — имеют локальный источник питания и более крупные размеры.
• Стационарные настольные — работают от сети, самые большие по величине, для лабораторных исследований.

На стоимость разных моделей влияет широта функционала — даже небольшие по размеру СИ могут стоить дороже габаритных устройств.

По типу исполнения

Данный признак делит все мультиметры на следующие группы:

• Ударозащищенные — с корпусом, не боящимся больших нагрузок, падений, ударов.
• Пыле- и влагозащищенные — рассчитаны на условия с повышенной влажностью, оседанием пыли (для разных сфер, в т. ч. бытовой).
• Искробезопасные — в этом случае корпус рассчитан на контакт с взрывоопасными веществами или газами (производство химической, фармацевтической продукции, работа в шахтах).
• Виброзащищенные — на результаты работы подобных моделей не влияют быстрые перемещения, вибрации, шатание и т. п.

Производители также предлагают устройства с несколькими видами защиты: от пыли, вибраций, взрывов и т. д.

По количеству функций

Функционал простейшего измерителя включает в себя возможность измерения основных характеристик электрического тока (напряжение, сопротивление, сила тока). Различные модели способны предлагать потребителю добавочные функции:

• LCR-тестер необходим при проверке телевизионных сетей, диагностики радиодеталей и может точно измерить сопротивление, емкость, индуктивность.
• Тепловизор (инфракрасный датчик) способен определить зоны перегрева при проверке электронных устройств, систем изоляции и т.д.
• Автомобильный мультиметр в дополнение к базовым функциям может выполнять диагностику электроцепей авто, что пригодится при контроле исправности свечей, катушек, аккумуляторов, сопротивления изоляции и др.
• Термопара позволяет определить температуру в опасных зонах: при наличии ядовитых веществ, открытого пламени, в труднодоступных местах.

Дополнительная функция мегаомметра используется при необходимости исследования больших значений сопротивления (трансформаторы, электродвигатели, изоляция кабелей и т. д.).

По условиям функционирования

Данный признак делит все приборы на 2 большие группы. Бытовые модели имеют небольшие размеры, чаще всего локальный источник питания и предназначены для решения элементарных задач (например, прозвонка цепи, измерение напряжения и т. д.). Они удобны, поскольку могут использоваться вдали от стационарной сети. Промышленные отличаются более крупными габаритами, высокой точностью измерений и всегда имеют широкий функционал, способны не просто измерять показатели, но и выполнять отдельные вычисления (коэффициент заполнения, проводимость и пр.). Питание получают от электросети и используются для наладки и диагностики промышленного оборудования.

По виду измерения

Для выполнения исследований могут быть использованы разные методики. Для приборов-детекторов не требуется физический контакт с объектом — нужные значения определяются на расстоянии (удобно при тестировании проводки). Если измеритель снабжен выносными щупами, то их нужно подсоединять штекерами к тестеру, вставляя в нужные гнезда, а металлическими наконечниками входить в контакт с исследуемым участком. Есть и измерители в форме клещей, которые применяются для измерений силы тока в кабеле или проводе без размыкания цепи, без нарушения изоляции.

По точности показаний

Самая высокая точность — у профессиональных мультиметров, погрешность которых не выходит за пределы диапазона 0,5-1%. Для сравнения: бытовые тестеры снимают показания с погрешностью 2-10%.

Также о степени точности свидетельствует число видимых на экране цифр (разрядность модели). Бытовые модели выпускаются с разрядностью 2,5 (2 знака после запятой), некоторые профессиональные выдают точность до тысячных долей (3,5 или 3 знака), с погрешностью 1%. Есть и такие, у которых погрешность равна 0,1%, а разрядность — 4,5.

Как пользоваться мультиметром (для чайников)?

Занимаясь измерениями параметров электротока, не имеющим постоянной практики пользователям или новичкам следует точно выполнять пошаговый алгоритм руководства по применению. Это не только обеспечит выполнение операций в соответствии с назначением мультиметра, но и гарантирует им безопасность и точность:

• Подготовительный этап. Следует убедиться в исправности прибора и заряда батареек. Подсоединить измерительные щупы: черный — только в разъем COM (общий), красный — в гнездо с символом требуемой задачи (чаще всего это VωmA). Для тестирования высоких токов (более 200 мA) это 10А или 20А.
• Установка режима. Для этого надо повернуть переключатель со стрелкой, установив против нужного символа, или нажать определенную кнопку.
• Выполнение исследования. Необходимо подсоединить щупы к исследуемому участку системы, не касаясь его руками. Дождаться стабильного отображения на дисплее или нажать Hold, чтобы зафиксировать результат.
• Окончание операции. Отключив от цепи щупы, следует поставить переключатель, если это предусмотрено, в положение OFF. Затем надо вынуть щупы из гнезд и сложить в упаковку вместе с измерителем.

Внимательно подключайте щупы к устройству: если будет ошибочное подключение, в нем перегорит предохранитель. Проверьте целостность изоляции проводов. Начинайте измерения с большего диапазона, постепенно его уменьшая — это поможет получить самый точный результат. Устанавливайте настройки только в тот режим, в котором будут выполняться исследования.

Заключение

Мы рассказали, зачем нужен мультиметр, какие бывают типы устройств, о принципе его работы, значении символов, порядке использования. Имея общие знания, можно без труда понять правила функционирования любой модели — достаточно изучить все нюансы инструкции по применению и строго ее выполнять. Используйте только исправные приборы, работайте и храните их при тех условиях t и влажности, которые указаны в руководстве. Интерфейс большинства современных моделей рассчитан на рядового пользователя, поэтому в нем несложно разобраться, а при внимательном отношении ошибки практически исключены.