Детальная инструкция по работе с мультиметром

В арсенале измерительных средств как начинающих, так и опытных электриков и электронщиков одно из главных мест занимает мультиметр (тестер). Без этого прибора не обойтись при ремонте, диагностике или наладке электрооборудования. Умение пользоваться мультиметром – одна из составляющих успеха при проведении данных работ.

Назначение и работа мультиметра

Для измерения каждой электрической величины существуют отдельные приборы – напряжение измеряют вольтметром, силу тока – амперметром и т.д. Мультиметр может измерять не одну, а несколько электрических величин. Для этого его надо переключить в соответствующий режим.

Основные элементы управления

Основными элементами управления служат переключатель рода работ (селектор) и кнопки. Набор кнопок зависит от типа прибора, но практически любой имеет кнопку HOLD (хотя, например, у популярного тестера М830В она отсутствует). С помощью этой кнопки можно зафиксировать измеренное значение – оно сохранится даже после отключения щупов мультиметра. Это пригодится при замерах в труднодоступных местах, когда сложно одновременно выполнять подключение проводов для измерения и считывание показаний дисплея.

У мультиметров с автоматическим выбором предела практически всегда имеется функциональная кнопка. Она дополняет селектор, переключая род тока, режим измерения и т.п. Также у тестера могут быть дополнительные кнопки. Чтобы разобраться с их назначением, надо изучить инструкцию на прибор.

Значки режимов переключателя

Режим работы прибора выбирается переключателем – с этого начинается любая работа с мультиметром. От того, в какое положение будет установлен переключатель, зависит вид измеряемого параметра, а в некоторых случаях – как он будет (и будет ли вообще) отображаться на дисплее.

Наиболее удобны тестеры с автоматическим выбором предела измерения (но они и дороже). Достаточно лишь выбрать род измеряемой величины, и мультиметр сам определит ее размерность и в каком виде выводить результат на индикатор. На рисунке приведен пример селектора такого прибора, для выбора режима он работает в паре с функциональной кнопкой. Начиная с крайнего положения по часовой стрелке (как на фото) режимы работы тестера:

1. Выключен.
2. Измерение напряжения (с помощью функциональной кнопки можно выбрать переменное или постоянное).
3. Измерение малых напряжений в милливольтах (кнопкой также выбирается переменное или постоянное).
4. Измерение сопротивления (с помощью кнопки можно переключиться на высокоомный режим).
5. Режим звуковой прозвонки (переход в режим тестирования диодов).
6. Измерение малых токов (переменное/постоянное той же кнопкой).
7. Измерение больших токов (переменных/постоянных).
8. Измерение электрической емкости.
9. Измерение частоты (переход на замер ухода частоты).
10. Температура в градусах Цельсия (можно переключиться на Фаренгейты).

После завершения измерений селектор надо поставить в положение OFF, чтобы батарейка не разряжалась впустую.

Если мультиметр не имеет функции автоматического выбора предела, верхнюю границу надо выбрать вручную. Если она будет слишком низкой, вместо индицируемого значения на индикаторе будет символ перегрузки (OV или подобный). Если выбирается слишком большой предел, точность отображения будет сниженной.

Расшифровка показаний на дисплее

Расшифровать показания дисплея несложно – цифровой прибор выдает их сразу в виде, удобном для восприятия. У тестера с автоматическим выбором предела помимо замеренного значения на индикаторе тестера сразу дается единица измерения с множителем – килоом, милливольт и т.п. У прибора с ручным переключением уровня единицу измерения и множитель надо считать по шкале селектора.

Отличие цифрового тестера от стрелочного

Стрелочные тестеры гораздо менее удобны, поэтому цифровые приборы их практически вытеснили, за исключением областей, где надо отслеживать динамику изменения измеряемых параметров (особенно, для быстроизменяющихся процессов). Основная их проблема – меньшая точность считывания показаний. Она зависит от угла, под которым пользователь смотрит на шкалу, от его глазомера и т.д.

При этом не надо поддаваться иллюзии высокой точности цифровых приборов. Их погрешность в любом случае не меньше плюс-минус одного значения последнего разряда, а по факту еще больше. Но удобство считывания у таких приборов намного выше. К тому же цифровые измерители сразу выдают результат в готовом виде, а у стрелочных измерителей полученный итог еще надо умножить на выбранный множитель, что повышает вероятность ошибки.

Видео-инструкция по эксплуатации стрелочного (аналогово) тестера.

Настройка и подготовка к использованию

Чтобы подготовить прибор к измерению, надо правильно выбрать режим работы и верно подключить измерительные провода.

Назначение разъёмов и подключение щупов

У тестера два измерительных провода с щупами, а коннекторов для их подключения бывает несколько. Обозначение функции каждого разъема наносится прямо на корпус рядом с гнездом. Обычно у тестера имеется:

• разъем для общего провода (COM);
• отдельные гнезда для измерения тока (у приборов с токоизмерительными клещами отсутствуют);
• гнезда для замера остальных параметров (напряжения, сопротивления, электрической емкости и т.п.).

Общие принципы подключения таковы:

• один провод всегда подключается к гнезду COM — обычно это черный провод (цвет на правильность замеров не влияет, но лучше возвести это в привычку, чтобы было меньше путаницы);
• другой провод (красный) подключается к гнезду с обозначением измеряемой величины;
• селектор должен стоять в положении, соответствующем разъему, к которому подключен красный измерительный щуп.

Проверка на работоспособность и калибровка

Цифровой мультиметр в калибровке перед началом работы не нуждается. Стрелочный прибор перед измерением сопротивления требует дополнительной настройки – установки стрелки на нулевое деление (крайнее правое деление шкалы). Для этого надо замкнуть между собой щупы прибора и вращать ручку «Установка нуля» до достижения необходимого положения стрелки.

Чтобы проверить работоспособность измерительного прибора (цифрового или стрелочного), надо измерить с его помощью заведомо известную величину в соответствующем режиме. Так, для проверки исправности в режиме переменного напряжения можно измерить напряжение в розетке – результат должен быть близок к 220 вольт. В режиме постоянки можно попробовать измерить напряжение на клеммах исправного и заряженного автомобильного аккумулятора (ожидаемый результат – около 12 вольт).

Как пользоваться мультиметром для различных измерений

Основное применение мультиметра – измерение напряжения, тока и сопротивления. Об этом говорит вышедшее из употребления название прибора – авометр (Ампер-, Вольт-, Омметр). Современные универсальные измерители имеют расширенный набор функций (замер емкости, частоты, температуры и т.п.), но в подавляющем большинстве ситуаций тестером измеряют именно эти три параметра.

Проверка напряжения

Для измерения напряжения красный провод подключается к гнезду, имеющему маркировку V. Селектор устанавливается в положение, соответствующее ожидаемому пределу измерения и роду напряжения (переменное или постоянное). У автоматических мультиметров надо проконтролировать, что род напряжения выбран верно. Это можно определить по индикации на дисплее:

• если установлено переменное напряжение, должно индицироваться AC, ACV, V~ или подобные символы;
• для постоянного напряжения на дисплее должно быть DC, DCV, V= и т.п.

Если выбор не соответствует измеряемой характеристике, надо исправить ситуацию нажатием функциональной кнопки. Измерительные провода подключаются параллельно участку, на котором надо провести замер. При измерении надо следить, чтобы руки не касались неизолированных частей щупов. Если на дисплее возникнет знак перегрузки, надо выбрать больший предел.

Измерение силы тока

Чтобы измерить ток, надо:

• включить красный провод мультиметра в гнездо «A” или «мА»;
• поставить селектор в соответствующее положение;
• при необходимости переключить тестер на измерение нужного рода тока (AC или DC) с помощью функциональной кнопки.

Амперметр включается в разрыв цепи, последовательно с нагрузкой.

Это неудобно, а иногда невозможно. Лучше, если у тестера есть токоизмерительные клещи. В этом случае щупы можно не переключать (лучше совсем снять, чтобы не мешали). Клещи надо раскрыть и обхватить ими один провод, идущий к нагрузке.

Замер сопротивления

Проверка сопротивления разными типами приборов разобрана для одного и того же резистора на 22 килоома с погрешностью 5%. У тестера с автоматическим пределом выбирается режим измерения сопротивления и его щупы подключаются к выводам резистора. На дисплее значение 21,70 кОм. На этом измерение завершено.

У тестера с ручным выбором предела первое измерение производится в положении переключателя в секторе Ω на пределе до 20 кОм. Этого недостаточно, поэтому на дисплее – символ перегрузки. Если перевести переключатель в положение 200 кОм, на дисплее возникает значение 21,7 кОм.

Если измерять характеристику с помощью стрелочного прибора, то надо считать результат по шкале сопротивлений (верхняя) (около 2,3 кОм) и умножить на значение, выбранное селектором (х10). Итоговый результат – 2,3*10=23 кОм, что дает достаточное совпадение с реальностью.

Простая прозвонка на целостность цепи

Проверку цепи на целостность (отсутствие обрыва) лучше проводить цифровым тестером в режиме прозвонки со звуком (хотя и не обязательно). Для этого на приборе с ручным выбором предела установить переключатель в положение, обозначенное символом звука. На тестере с автоматическим выбором переключатель установить в положение Ω и последовательными нажатиями функциональной кнопки добиться появления на дисплее символа «Звук».

Щупы надо подключить к началу и концу проверяемой цепи. Если сопротивление близко к нулю (по крайней мере, не превышает нескольких ом), тестер сгенерирует звуковой сигнал. Это удобно – не надо отвлекаться на считывание показаний на индикаторе. Если режим звуковой прозвонки недоступен, придется смотреть на дисплей – если итог замера близок к нулю, цепь считается исправной.

Проверка радиодеталей

Мультиметром можно проверять исправность многих электронных компонентов. Так, омметром (включая режим звуковой прозвонки) можно выявлять неисправности элементов имеющих в нормальном состоянии сопротивление, близкое к нулю:

• обмотки трансформаторов;
• дроссели;
• катушки индуктивности;
• прочие элементы.

Если сопротивление близко к нулю, это говорит об исправности элемента. Если намного выше – велика вероятность выхода из строя.

Резисторы проверяются в режиме омметра – контролируется совпадение результатов замеров и нанесенной на корпус маркировки.

Более сложна проверка диодов. Сначала надо перевести тестер в режим проверки полупроводниковых переходов – его обозначает символ диода. В этом режиме сопротивление проверяется увеличенным напряжением, в обычном режиме прозвонки диод открыть не получится.

Как известно, диод проводит ток только в одну сторону. Если красный провод подключить к аноду диода, а черный провод – к катоду, то полупроводниковый элемент откроется, через него потечет ток. Омметр покажет какое-то значение, которое зависит от конструкции диода. При противоположном подключении (красный к катоду, черный к аноду) диод закроется, и тестер покажет бесконечно большое сопротивление. Если результаты замеров отличаются от приведенных, то элемент, скорее всего, неисправен.

Научившись проверять диоды, пользователю не составит труда проверять транзисторы – их можно представить в виде двух диодов и проверять в два этапа – каждый переход отдельно.

С помощью мультиметра также можно диагностировать другие типы транзисторов – полевые с управлением p-n переходом, полевые с изолированным затвором, IGBT, однопереходные и т.п. Для этого придется изучить строение этих элементов.

Конденсаторы лучше проверять с помощью стрелочного омметра. Порядок действий таков:

• разрядить конденсатор, замкнув его выводы;
• подключить выводы элемента к щупам тестера, включенного в режим омметра;
• если конденсатор исправен, стрелка должна дернуться вправо, а затем плавно вернуться к крайнему левому положению.

Чем выше емкость конденсатора, тем больше будет первоначальное отклонение стрелки. Для цифровых приборов такой метод на практике малоприменим – из-за инерционности устройства первоначальный бросок на заряд емкости будет, скорее всего, незаметен. Конденсаторы с помощью цифровика лучше проверять в режиме измерения емкости (если такой имеется), но он тоже имеет ограничения – большинство моделей не измеряют емкость до 1000 пФ.

Как проверить батарейки или аккумуляторы

С помощью мультиметра можно проверить состояние аккумулятора или батарейки. Для этого надо переключить тестер в режим измерения постоянного напряжения и определить уровень напряжения на выводах источника питания. Его надо сравнить с номинальным, по соотношению оценить остаточный запас энергии элемента и принять решение о продолжении эксплуатации, либо о необходимости подзаряда аккумулятора (отбраковки гальванического элемента).

Как проверить заземление

Состояние металлосвязи с заземлителем и собственно заземляющего контура мультиметром не проверить. Для этого нужны специализированные приборы. Но в наличии связи заземляющего контакта розетки с землей можно убедиться, использовав тот факт, что защитный проводник (PE) гальванически связан с нулевым (N). Если есть возможность отключить автоматический выключатель, защищающий розетку, то надо замерить целостность цепи PE-N.

Если такой возможности нет, то надо измерить переменное напряжение между фазным (L) и защитным (PE) проводниками. Оно должно быть равным сетевому 220 VDC.

Научившись пользоваться тестером, можно переходить к освоению более сложных приборов, повышая свою квалификацию. Но для домашнего мастера мультиметр закрывает 90+ процентов вопросов, связанных с измерением электрических характеристик.