kategorier: Praktisk elektronik, Apparatreparation
Antal visninger: 57511
Kommentarer til artiklen: 5
Sådan bruges en multimeter DC-spændingsmåling
Ordet multimeter består af to ord: multi - en masse og måler - måling, måleenhed. Disse definitioner findes i multitran engelsk-russisk ordbog, og derfor kan vi med fuld tillid sige, at et multimeter er et væld af måleinstrumenter "pakket" i en lille kasse. Alle disse måleinstrumenter er designet til målinger i elektriske kredsløb, og det ville være utilgiveligt at starte en historie om elektriske målinger uden at huske Ohms lov.
I skolens lærebøger er Ohms lov for et afsnit i et kredsløb skrevet som følger: "Strømmen i kredsløbet (I) er direkte proportional med spændingen (U) og omvendt proportional med modstanden (R)." Alle, der er alvorligt engageret i elektricitet, kender denne sætning som vores Fader. Og sig så, uden at kende Ohms lov - sidder derhjemme.
Hvis Ohms lov er skrevet i form af en matematisk formel, vil det vise sig ganske enkelt: I = U / R.
Dette er Ohms lov for et afsnit af kæden, som vi vil begrænse os til her. For at få de rigtige resultater skal de aktuelle værdier i Amperes, spændinger i Volt og modstand i Ohms erstattes med formlen. De første bogstaver er store, da måleenhederne kom fra navnene på de videnskabsmænd, der opdagede disse love.
Det er sandt, at det ikke er forbudt at erstatte for eksempel modstanden i kilo-ohm (1 KOhm = 1000 ohm), så vil strømmen vise sig i milliamper (1 mA = 0,001 A). Sådan substitution i lavstrømskredsløb anvendes ofte.
Det enkleste elektriske kredsløb vist i figur 1 består af en spændingskilde, forbindelsesledninger, afbryder og belastning. Men på eksemplet med dette kredsløb kan du se alt, hvad der er nævnt i Ohms lov, alt, hvad der kan måles ved hjælp af instrumenter, blive bekendt med tilslutningen af et ammeter, voltmeter og ohmmeter.
Figur 1. Det enkleste elektriske kredsløb
At lede aktuelle målinger, spændinger og modstand der kræves tre forskellige enheder: et ammeter, et voltmeter og et ohmmeter. Tilslutning af enheder vises i figur 2.
Figur 2. Tilslutning af måleinstrumenter til et elektrisk kredsløb
Fra dette tal er det klart amperemeter det er forbundet til kredsløbsbruddet i serie med belastningen, voltmeteret er forbundet parallelt med kredsløbsafsnittet, ohmmeteret er også parallelt med testsektionen, men forsyningsspændingen skal kobles fra, eller en uforbundet del kontrolleres overhovedet. Selvfølgelig kan du måle modstanden på modstande R1, R2 uden at fordampe dem fra kredsløbet, bare husk at slukke for strømmen.
Hvad man ikke skal gøre eller de rigtige måder at brænde et multimeter på
Her kan du straks komme med et par kommentarer, stille et par vanskelige spørgsmål. Hvad sker der, hvis du for eksempel bytter, forveksler et voltmeter og ammeter?
Voltmeteret, der er inkluderet i afbryderen i stedet for ammeteret, medfører sandsynligvis ingen særlige problemer: voltmeterets store indre modstand begrænser strømmen på et sådant niveau, at kredsløbet ganske enkelt holder op med at fungere, som om afbryderen blev åbnet.
Det er en helt anden sag, hvis ammeteret tændes i stedet for et voltmeter, for eksempel i stedet for V1. Strømmen gennem ammeteret når det maksimale, som strømkilden er i stand til at levere, da amperens interne modstand er meget lille (i normal målingstilstand, jo mindre desto bedre).
I tilfælde af galvanisk celle dette er ikke særlig skræmmende, da strømmen vil være begrænset af den interne modstand i batteriet, og målegrænsen for ammeteret er ret stor (10 eller flere ampere).
Sådan kan man teste en AA- eller AAA-størrelse med en spænding på 1,5V.Hvis elementet kan betjenes, vil ammeteret vise en strøm på mindst 1A eller endnu mere, medens strømmen for det udledte element ikke er mere end et par milliampe eller slet ingen strøm.
Men en sådan anbefaling er absolut uegnet til kontrol af batterier i samme størrelse: batterier kan virkelig ikke lide kortslutninger, og kan endda eksplodere! Selv hvis det ikke når eksplosionen, vil opladning af et sådant batteri være problematisk.
Hvis ammeteret (multimeter i den aktuelle målingstilstand) "tilsluttes" til et 220 V-stik, er eksplosionen af enheden simpelthen uundgåelig. Det samme sker, hvis du prøver at måle spændingen i stikkontakten med et multimeter i modstandsmålingstilstanden. Tro mig, der har været mange sådanne sager. Derfor er det ikke nødvendigt, når det ikke er nødvendigt rent af interesse at måle spændingen ved udløbet!
Det skal bare accepteres som en lov, taget som regel. Hvad er forskellen, hvor mange er 210 eller 235V i denne stikkontakt? Faktisk fungerer alt moderne elektronisk udstyr inden for et meget bredt spændingsområde, hvilket letter det af moderne skifte strømforsyning.
Mange instrumenter til enkle målinger
Det elektriske kredsløb vist i figur 2 drives af en jævnstrømskilde - et galvanisk batteri, så ammeteret og voltmeteret skal designes til måling i jævnstrømskredsløb. Hvis selv et sådant simpelt kredsløb drives af vekselstrøm (220V, effektbryder, lyspære), kræver enhederne vekselstrøm. Det viser sig, at du har brug for en hel masse enheder, selv med en så simpel ordning!
Dette enkle kredsløb er vist for at opdatere måderne til at forbinde enheder i hukommelsen. Flere detaljer om måling af strømme og spændinger findes i artiklen. "Målinger i elektriske kredsløb".
Det er meget simpelt at slippe af med et sådant antal enheder: saml alle enheder i et hus og brug kontakterne til at forbinde det samme målepilhoved til hver af dem. Sådanne enheder blev engang kaldet kombination eller avometre - AmpereVoltOmmeter.
Et andet navn på disse enheder er en tester fra den engelske test - verifikation, test, da målingernes nøjagtighed med sådanne enheder er lille. Som regel er dette enheder i 4. nøjagtighedsklasse, dvs. målefejlen er 4%, hvilket er helt nok til de fleste praktiske formål.
På nuværende tidspunkt er piletestere, ikke kun pensionerede, men sjældent brugt, skønt de i nogle tilfælde simpelthen ikke kan undvære. Men mange, for det meste gamle specialister, foretrækker at bruge pilemåler. Det er den, der er vant til hvad. Så langsomt kom vi til et moderne kombineret instrument - et multimeter.
Moderne digital multimeter
I modsætning til antikke testere er multimeteret blevet en digital enhed, og det digitale multimeter er skrevet på emballageboksen. Dette skyldes ikke, at aflæsningerne vises i form af tal, forskellen ligger i driftsprincippet. Den målte værdi, spænding, strøm eller modstand ved hjælp af en analog til digital omformer (ADC) konverteres til en digital kode, der derefter vises på en digital flydende krystalskærm.
Ud over de faktiske måleresultater kan indikatoren muligvis vise yderligere oplysninger: batteriets ladningstilstand (når det er tid til at skifte batteri, vises et blinkende billede af batteriet på displayet) og en advarsel om måling af høje spændinger. Multimetre, med små dimensioner og lave priser, har stor målenøjagtighed, hvilket gav dem en velfortjent popularitet blandt brugerne.
Den nemmeste måde at håndtere enheden på og enheden, når den er i hænderne. Men da der ikke er en sådan mulighed, er et billede med billedet af enheden ganske velegnet. Det er nok at tage et fotografi og give det forklarende inskriptioner. Et lignende fotografi er vist i figur 3. (klik på billedet for at forstørre).
Figur 3Utseendet til den digitale multimeter D838
Hvorfor og hvem har brug for et multimeter
Multimetre i D83X-serien er en budgetmulighed - til en minimal pris er der et sæt af alle, eller næsten alle, af de driftsformer, som de fleste elektrikere, elektroniske ingeniører og bare dem, der fra tid til anden skal kommunikere med elektricitet. Der er naturligvis dyrere modeller, der har yderligere målegrænser og forskellige driftsfaciliteter.
Først og fremmest er det evnen til at måle kondensatorers kapacitet og spolernes induktans. Nogle multimetre har endda en frekvensmålingstilstand, men det er normalt begrænset til frekvenserne i lydområdet, op til 20 KHz. Næsten alle multimetre, inklusive budgetmuligheden, har en tilstand til at måle gevinsten ved laveffekttransistorer, men de bruges ikke meget ofte.
Yderligere indstillinger inkluderer baggrundslyset på skalaen (hvordan skal man ellers foretage målinger om natten?) Og knappen til at gemme det sidste måleresultat. En sådan memorering gør det muligt at skrive resultatet i en notesbog eller i et fortrykt bord. Faktisk en meget nyttig egenskab.
DT838-multimeteret vist i figur 3 som en behagelig tilføjelse har en temperaturmålingstilstand: Hvis du blot tænder for multimeteret i denne tilstand og derefter bruger den interne temperatursensor, kan du overvåge temperaturen i arbejdsrummet.
Enheden er færdig ekstern termoelement type K, som giver dig mulighed for at måle temperaturer op til flere hundrede grader, for eksempel temperaturen på en loddejern eller varmluftspistol.
Lignende enheder i andre serier, for eksempel DT832, i stedet for en temperaturmåler, har en indbygget rektangulær pulsgenerator med en fast frekvens på ca. 1 KHz, som giver dig mulighed for at kontrollere for eksempel lydfrekvensforstærkere.
Glem ikke at slukke multimeteret om natten
En anden af de gode funktioner, der er forbundet med dyre multimetre, er den automatiske slukning: Efter 15 minutter slukker enheden. Yderligere arbejde er kun muligt ved at trykke på tænd / sluk-knappen igen.
I enheder som D83x udføres nedlukning ved at sætte en enkelt afbryder i OFF-position (se fig. 3). Hvis du bliver ført meget væk og glemmer at slukke for enheden, skal du lade den natten over (af en eller anden grund sker dette oftest), så skal batteriet udskiftes den næste dag.
Prisen på “Krona” -batteri (det gamle indenlandske navn, nu er det bare type 6F22) er af gennemsnitlig kvalitet, er lille, og det er ikke et problem at købe det. Men ikke desto mindre, selv i et af de nyeste radiomagasiner for 2014, nemlig i udgave 9, dukkede der op en artikel med titlen "Konverter til at tænde et digitalt multimeter".
Konverteren kører på et enkelt batteri i AA-størrelse eller på et enkelt nikkel-cadmium-batteri. Der gives også et simpelt kredsløb, et trykt kredsløbskort og monterings- og konfigurationsteknikker. I slutningen af artiklen gives en liste over flere tidligere publikationer om dette emne: også radiomagasiner med lignende ordninger.
Figur 4. Importeret "Krone"
Et sådant design var passende under den sovjetiske generelle mangel, da det var umuligt at "få" Kron-batteriet, ligesom så meget mere. Nu kan en sådan konverter kun samles "ud af kunstens kærlighed".
Generelt har redaktørerne af Radiomagasinet de senere år opført sig meget underligt: i stedet for at udgive gode, interessante materialer, forbedre kvaliteten af publikationer, jager de (redaktørerne) fildelingstjenester og griber derfra deres kreationer under mærkenavnet til ophavsretlig beskyttelseslovgivning.
Lad læseren ikke tænke, at dette er den subjektive opfattelse af forfatteren af artiklen om tidsskriftet: I elektronikfora er der masser af argumenter, der er meget mere kategoriske om dette.
Lad os begynde at studere multimeteret
Ofte hører du sådanne udsagn: ”Nå, jeg ved, hvordan man ringer en tråd fra en elektrisk guitar til en åben eller kortslutning. Og jeg har ikke brug for en anden. ”For at gøre sådanne udsagn mindre, lad os endnu en gang vende os til figur 3, som vil hjælpe med at finde ud af, hvad multimeteret kan måle.
På frontpanelet på multimeteret er to store detaljer øjeblikkeligt tydelige: øverst er en flydende krystalindikator (display), og i midten er en stor rund kontrolknap. I denne enhed er det faktisk den eneste, der er simpelthen ingen andre. Det er med dette håndtag, at driftstilstande og målegrænser skiftes i disse tilstande. Multimetre af andre mærker ser omtrent det samme ud.
For at indikere den valgte målegrænse har håndtaget en skråkant med en ekstruderet trekant, hvilket ikke er meget praktisk, når du arbejder. Hvis denne trekant er fyldt med hvid maling, som vist i figur 3, vil der være meget mindre fejlagtige indeslutninger.
Målingstilstande
Ved hjælp af den netop nævnte knap kan du vælge en af målingerne. Det betragtede multimeter giver flere MODES:
-
DC spændingsmåling
-
AC spændingsmåling
-
DC strømmåling
-
Modstandsmåling
-
Kabelføring af ledninger og halvledere
-
Måling af transistor gevinst
-
Temperaturmåling
Hver målingstilstand ud over måling af temperatur, halvlederkontinuitet og transistorforstærkning er opdelt i flere BEGRÆNSNINGER, hvilket kan øge nøjagtigheden af målingerne, som vil blive beskrevet senere.
I praktisk arbejde er det oftest nødvendigt at måle konstante spændinger og bruge "opkald" -tilstand til at bestemme installationens integritet eller sundheden for dioder, transistorer, undertiden endda mikrokredsløb. Derfor må disse målinger beskrives i tilstrækkelig detaljer.
DC spændingsmåling
Elektronisk udstyr drives af konstante spændingskilder. Disse kan være batterier, galvaniske celler, og når de er drevet fra lysnettet, er disse strømforsyninger til forskellige kredsløb og design. Derfor er det ofte ved reparation og idriftsættelse af elektronisk udstyr nødvendigt at måle konstant spænding på elektroderne i transistorer og mikrokredsløb for at kontrollere driftsformerne for jævnstrøm. Hvordan man bruger et multimeter til måling af jævnspændinger er beskrevet nærmere.
I figur 3 er kontakten til typen af arbejde indstillet til konstant spændingsmålingstilstand og til den højeste grænse op til 1000V. Samtidig viser displayet en advarsel om faren for høj spænding: HV - (høj spænding - høj spænding). Den samme advarsel vises på 750V vekselstrømsgrænsen. Således advarer selve anordningen om, at livstruende spændinger kan være til stede i dette måleområde.
Men dette er overhovedet ikke nødvendigt, da det ved denne grænse er muligt at måle spændinger, der overhovedet ikke er farlige, f.eks. Ved kabelføring, hvor spændingen kun er 12V, eller bare en enkelt galvanisk celle. Sandt nok, måleresultaterne vil ikke være særlig nøjagtige. Mere pålidelige resultater opnås ved måling med en grænse på 20V.
Når digitale instrumenter var sjældne, var de hovedsageligt kæmpe laboratorieinstrumenter “med to håndtag til at bære”, næsten alle målinger blev udført med pilemeter. Og så var der en sådan regel, at det mest nøjagtige resultat ville blive opnået, hvis pilen ikke er lavere end den første tredjedel af skalaen, når det er tættere på midten. For eksempel kan spændingen på 5V måles ved grænsen på 30V, men resultatet vil være mere nøjagtigt, hvis du bruger grænsen på 10V.
Denne anbefaling skal følges, når man arbejder med et digitalt multimeter, dvs. vælg den mest passende målegrænse. Dette vil blive diskuteret senere.
DC spændingsmålingsgrænser
Der er fem BEGRÆNSNINGER i DC-spændingsmåling MODE:
-
200m,
-
2000m,
-
20,
-
200,
-
1000.
Ved en grænse på 200 m (i det følgende, som det er skrevet på enheden i fig. 3), er det muligt at måle spændinger, der ikke overstiger 200 millivolt, for at gøre det mere enkelt, kun 0,2V.
Grænsen på 2000 m giver dig mulighed for at måle spænding op til 2V. For eksempel giver dette dig mulighed for at måle spændingen i en galvanisk celle eller spændingsfaldet over en modstand i emitterkredsløbet for en transistor.
De følgende tre grænser er simpelthen angivet med tal uden bogstaver: 20, 200, 1000. Dette er spændinger for målegrænserne i volt. At resonere over nøjagtigheden af målingerne kan bekræfte nedenstående figurer. Batteriet i AA-størrelse af fingertypen blev taget som kilden til den målte spænding, bare den første ting, der kom til hånden, men måleresultaterne viste sig at være ganske klare.
Målinger ved forskellige grænser
Den første måling af batterispændingen blev udført ved grænsen 1000, som vist i figur 5. Det skal bemærkes, at ubetydelige nuller ikke annullerer ved alle grænser.
Figur 5
Her var det muligt at måle nøjagtigt 1B, da opløsningen af denne grænse kun er 1B, tiendedele af en volt vises simpelthen ikke, hvilket er indikeret ved fraværet af et komma efter det mindst markante tegn. Hvis den målte spænding for eksempel er 135,2V, kunne vi se resultatet af 135V.
Måske vil nogen sige: ”Tænk, to tiendedele af en volt!”. Ja, i det andet tilfælde spiller disse to tiendedele overhovedet ingen rolle, men når man måler spændingen på batteriet, er en sådan afrunding af måleresultatet uacceptabelt.
Faktum er, at et nikkel-cadmium- eller metalhydridbatteri betragtes som opladet, hvis spændingen på det ikke er mindre end 1,2 V. Hvis spændingen kun er 1V, betyder det, at batteriet skal oplades. Men det var han, der lige faldt under armen, skønt han ikke var skyld i noget.
Skift spændingsmålsgrænsen til 200. Der vises allerede et decimalpunkt, hvorefter tiendedele af en volt vises. Måleresultatet er meget tættere på sandheden, som kan ses i figur 6.
Figur 6. Batterispænding 1,2 V
Ved målegrænsen på 20 vil resultatet være mere nøjagtigt, op til hundrededele af en volt, se figur 7.
Figur 7. Batterispænding 1,22 V
Og ved grænsen på 2000 m er resultatet vist i millivolt, dvs. nøjagtigt til 1/1000 volt (1 millivolt). Vist i figur 8.
Figur 8. Batterispænding 1.222 V
Nogle enheder har en målegrænse på 2 (2 volt), så vil resultatet se ud som 1.222V. Der er tre cifre efter decimalpunktet, som også tillader målinger med en opløsning på 1 millivolt.
Grænsen på 200 m giver dig mulighed for at måle spændinger, der ikke er højere end 0,2 V, og for det pågældende tilfælde (batteri) er det ikke egnet, det er bare for lille. Enheden brænder muligvis ikke ud, men dette bør ikke gøres. Generelt er der en sådan GULDEN-regel: Hvis størrelsen på den målte spænding (strøm) i det mindste er ukendt, skal målingerne starte fra den største målegrænse!
Fortsættelse af artiklen:Sådan måles spænding, strøm, modstand med et multimeter, kontroller dioder og transistorer
Boris Aladyshkin
Se også på elektrohomepro.com
: