Зачем нужен мультиметр и как им пользоваться?

Можно ли представить современную жизнь без электрики? Безусловно, что нет. Однако часто случаются такие ситуации, когда нужно определить различные неисправности, связанные с электрикой. Таких проблем может быть огромное множество, и для помощи в решении подобных вопросов, используют электроизмерительные приборы. С их помощью можно легко проверить наличие напряжения в розетке, проверить целостность провода, а также использовать для поиска множества других неисправностей. В данной статье мы рассмотрим наиболее универсальный прибор, объединяющий несколько функций – мультиметр. Сразу отмечу, что здесь будут собраны общие пояснения работы прибора, позволяющие обычному пользователю понять основы использования мультиметра.

Что такое мультиметр?

Мультиметр – это прибор, позволяющий проводить измерения различных электрических величин. С его помощью можно измерить напряжение, сопротивление проводника, произвести замер тока, а также выполнить ряд других манипуляций, объем которых, зависит от функциональных возможностей прибора. К таким дополнительным опциям можно отнести: подключение термопары, возможность измерения емкости конденсатора и прочее. В нашем случае будем использовать бюджетную модель прибора, со стандартным функционалом. Его возможностей хватит для большинства видов электротехнических работ.

Виды мультиметров

На данный момент мультиметры классифицируют на два вида: цифровой, а также аналоговый (стрелочный). Основные различия между ними заключаются во внутреннем устройстве прибора, а также способе отображения показаний. Наибольшей популярностью сейчас пользуются именно цифровые мультиметры, так как они обладают более широким функционалом и просты в использовании. Однако аналоговый мультиметр не стоит недооценивать, поскольку в некоторых ситуациях стрелочный прибор просто незаменим.

Стрелочным мультиметром зачастую пользуются профессиональные электрики, поскольку он устойчив к помехам, а также позволяет наглядно отражать динамику изменяющегося сигнала.

В сравнении с аналоговыми приборами – цифровой мультиметр не нуждается в освоении сложной, для обычного пользователя, измерительной шкалы. Цифровые приборы имеют более высокую точность измерений, просты в использовании, и зачастую обладают значительно расширенными возможностями.

Заострять внимание на преимуществах и недостатках двух видов измерительных приборов мы не будем. На данную тему у каждого мастера будет своя точка зрения. В данной статье, в качестве примера, рассмотрим использование бюджетного цифрового мультиметра, который будет понятен для освоения любому человеку.

Внешний вид и режимы измерений прибора

Что собой представляет цифровой мультиметр? Данный прибор, как и множество других моделей, зачастую имеют прямоугольную форму. Корпус прибора выполнен из пластика. Иногда встречаются варианты с прорезиненными чехлами для защиты от механических повреждений.

На передней стороне располагается три основных элемента прибора:

· монохромный дисплей;

· переключатель режимов измерений;

· три функциональных разъема для подключения измерительных щупов.

Принцип работы прибора довольно прост. Сначала необходимо подключить щупы в нужные разъемы, затем с помощью переключателя выставить требуемый режим измерения.

Так что же мы можем измерить с помощью данного прибора? Давайте разберемся подробней.

· Измерение переменного напряжения: в нашем случае максимально допустимый предел измерений составляет 600 В.

· Измерение постоянного напряжения: от 200 мВ, до 600 В.

· Измерение тока: предельно допустимый ток составляет до 10 А. Однако следует отметить, что при измерении высоких величин следует внимательно соблюдать технику безопасности и подвергать такой нагрузке прибор лишь кратковременно. Безусловно лучше это делать токоизмерительными клещами.

· Проверка диодов и «прозвонка» цепи: позволяет проверить диод на пробой, а также проверить целостность проводника (допустим провода).

· Измерение сопротивления: позволяет измерить сопротивление проводника с максимальным пределом до 2 Мом.

· PNP и NPN: выставляем тип биполярного транзистора для проверки его коэффициента усиления по току.

· Разъем HFE: в данный разъем вставляет ножки транзистора, чтобы узнать его коэффициент усиления по току.

Блок разъемов на мультиметре представлен тремя выводами.

Разъем «COM» (минус, ноль) – используется всегда для любых измерений.

Разъем «V/mA/Ω» - используется для измерения постоянного и переменного напряжения, сопротивления, «прозвонки», а также для измерения тока до 200 мА.

Разъем 10 A – используется для измерения тока в пределах от 200 мА до 10 А.

В следующих пунктах более подробно пройдемся по каждому режиму измерения и приведем наглядные примеры.

Измерение переменного напряжения

Наиболее часто в быту требуется измерить напряжение в нашей электрической сети. Как известно, в ней используется переменное напряжение номиналом 230 В с частотой 50 Гц. Чтобы измерить переменное напряжение в розетке, необходимо установить щупы в разъемы «COM» и «V/mA/Ω». Затем установить переключатель в режим измерения переменного напряжения с предельным значением 600 В. После этого необходимо вставить щупы в розетку. Полярность соблюдать не требуется.

В результате мы сможем увидеть на дисплее текущее напряжение в сети. В нашем случае этот показатель составил 208 В.

Измерение постоянного напряжения

Источниками питания для различных электронных устройств могут выступать гальванические элементы, аккумуляторы, которые вырабатывают постоянный ток. У самой обычной пальчиковой батарейки мы как раз можем измерить величину напряжения постоянного тока. В данном случае потребуется соблюдать полярность при измерениях (если перепутаете, то на дисплее мультиметра появится знак минуса перед измеренной величиной).

Чтобы произвести замер напряжения батарейки потребуется установить переключатель в режим измерения постоянного напряжения на отметку 20 В. 

Затем щупами произведем замер значения напряжения, соблюдая полярность. В итоге мы получили результат 1.29 В.

Измерение тока

Измерение тока всегда производиться последовательно электрической цепи.

С помощью нашего прибора мы можем измерить только постоянный ток, для измерения переменного тока - необходим другой прибор.

Прежде всего нужно определиться с максимально возможным значением величины, которую мы измеряем. Если значение измеряемого тока не превышает 200 мА, то красный щуп необходимо подключить в разъем «V/mA/Ω», а если более – то в разъем 10 А.

При измерении больших величин крайне важно соблюдать правила техники безопасности и начинать работы при снятом напряжении с источника питания. Замеры тока необходимо производить кратковременно, не более нескольких секунд. Даже если вы знаете максимальные значение тока, то лучше начинать проводить измерения со вставки щупа в разъем 10 А, переключатель на приборе также необходимо передвинуть на соответствующий режим. При необходимости можно будет подстроить переключатель и переставить щуп, если это потребуется. Такие действия позволят избежать перегрева и возможной поломки мультиметра.

Проверка электронных компонентов с помощью мультиметра

В этом пункте рассмотрим проверку распространенных радиодеталей с помощью мультиметра.

Начнем с резистора, который широко используется в большинстве электронных устройств. В электрических устройствах он выступает в качестве ограничителя тока в цепи. Его часто еще называют «сопротивление». Сам компонент имеет множество разновидностей, а также вариантов исполнения.

В качестве примера я взял постоянный резистор МЛТ-1. Предлагаю с помощью мультиметра измерить его сопротивление. Для этого нам потребуется взять прибор и перевести переключатель в режим измерения сопротивлений. Подстроив нужный диапазон, на дисплее можно увидеть результат измерений – 658 Ом.

Далее проверим на работоспособность диод. На данный момент существует огромное количество различных диодов. Наиболее часто сейчас применяются полупроводниковые диоды. В электрических устройствах этот элемент зачастую применяют для защиты от включения с неправильной полярностью, для преобразования переменного тока в постоянный ток, а также для множества других задач. Если говорить простыми словами, то диод пропускает электрический ток только в одну сторону.

Для проверки диода мультиметром необходимо перевести прибор в режим проверки диодов. Затем подсоединяем плюсовой щуп (красный) к аноду, а минусовой щуп (черный) к катоду. На дисплее отобразились значения падения напряжения на измеряемом диоде. При смене полярности, на экране прибора должна отобразится единица. В нашем случае диод исправен, он приспускает ток только в одном направлении.

В некоторых случаях диод может пропускать ток в оба направления – значит элемент пробит и в полной мере не выполняет своих функций.

Теперь перейдем к проверке транзисторов. Транзистор – это радиоэлектронный компонент в электрической цепи, который способен управлять высоким выходным током с помощью небольшого входного сигнала. Внешне транзистор состоит из корпуса и трех выводов. По своей структуре они делятся на два класса: биполярные, а также полевые. В нашем случае будем рассматривать два биполярных транзистора с «n-p-n» и «p-n-p» структурой. Внутри биполярного транзистора располагаются три слоя проводника. Два из них (коллектор и эмиттер) имеют одинаковую проводимость. Через третий проводник (база) подается небольшой ток.

Проверять элементы будем в режиме проверки диодов. Сначала следует сказать, что любой биполярный транзистор можно условно представить в виде двух диодов (p-n переход). Ниже приведены схемы транзисторов с «n-p-n» и «p-n-p» структурой. Нам они понадобятся для понимания принципа проверки.

Тестировать будем два транзистора: МП116 (p-n-p), а также КТ805БМ (n-p-n).

Как определить какой тип транзистора у вас на проверке? В данном случае необходимо будет обратиться к справочникам, либо посмотреть подобную информацию в интернете. С помощью тестера можно будет путем поочередного преставления щупов определить какой у вас транзистор, а также его «цоколевку». Цоколевка – это функциональное расположение выводов у транзистора: коллектор, эмиттер и база. В нашем случае опустим этот вопрос и воспользуемся справочной информацией в интернете.

Первым проверим транзистор МП116 с «p-n-p» структурой. Расположение его выводов можно посмотреть ниже на фото.

Нам известно, что вывод базы находится в середине компонента. Переводим мультиметр в режим проверки диодов. Берем черный щуп и подключаем его к выводу базы, а красным щуп к выводу коллектора. Мультиметр нам показал текущее значение падения напряжения 886 мВ. Таким образом мы убедились в исправности p-n перехода база-коллектор.

Далее проверим p-n переход база-эмиттер. Для этого красный щуп мы подключим к выводу эмиттера, а черный останется на выводе базы. Прибор должен показать приблизительно такие же значения. В нашем случае данный p-n переход исправен.

Чтобы полностью удостовериться в исправной работе транзистора, проведем такие же самые замеры, только при обратном включении. Если транзистор полностью исправен, то мультиметр должен показывать значение равное 1. В таком случае мы убедимся, что p-n переход не пропускает ток в обратном направлении. Для этого необходимо подсоединить красный щуп (плюсовой) к базе транзистора, а черный щуп (минусовой) сначала к выводу коллектора, а затем эмиттера. В обоих случаях на мультиметре должна отобразиться 1.

Подведем итог. Наше тестирование «p-n-p» транзистора МП116 показало, что он полностью исправен и оба p-n перехода работают правильно.

В неисправных транзисторах могут быть обрывы p-n перехода. Если на одном из p-n переходов обрыв, то ток не будет проходить ни в одном направлении, а мультиметр будет в обоих случаях отображать 1.

Теперь предлагаю перейти к проверке «n-p-n» транзистора КТ805БМ. Расположение функциональных выводов элемента приведены ниже.

Проверка транзисторов с «n-p-n» структурой производится по аналогичной методике. Единственное различие заключается в том, что необходимо будет поменять полярность щупов при измерении.

Для проверки p-n перехода база-коллектор необходимо будет подключить красный щуп на вывод базы, а черный щуп на вывод коллектора. Если p-n переход исправен, то мы увидим значение падения напряжения. В нашем случае это 560 мВ.

Затем проверим p-n переход база-эмиттер. Он также оказался исправным.

В завершении проверим исправность транзистора при обратном включении. Аналогично первому примеру, сменим полярность у щупов и поочередно проверим p-n переходы база-коллектор, а также база-эмиттер. При обратном включении на мультиметре мы должны увидеть значение 1.

Оба проверяемых транзистора оказались полностью исправны. Мы рассмотрели проверку данного компонента с помощью функции проверки диодов. Однако в нашем мультиметре есть дополнительная функция проверки транзисторов на коэффициент усиления по току. Применяют её для того, чтобы подобрать одинаковую пару компонентов для ремонта, либо проектирования какой-либо техники. Данной опцией удобно пользоваться при быстрой проверке транзисторов. Для этого необходимо знать структуру транзистора, а также его цоколевку. Разъем HFE имеет несколько входов, позволяющие подсоединить выводы практически любого транзистора. Использовать данную функцию легко: при подключении проверяемого элемента, на дисплее мультиметра должны отобразиться числовые значения усиления. Если на дисплее будет отображаться 0, то скорее всего, транзистор неисправен. Крайне важно отметить, что необходимо добиться хорошего контакта выводов транзистора с разъемом HFE. Большинство китайских мультиметров не обладают высоким качеством материалов, применяемом при изготовлении прибора. Поэтому нужно убедиться, чтобы контакты сели плотно.

В качестве примера проверим наш биполярный транзистор МП116. Вставляем выводы транзистора в разъем и переводим прибор в режим «p-n-p». На экране прибора отобразились показания.

«Прозвонка»

В заключительном пункте рассмотрим одно из наиболее часто употребляемых терминов - «Прозвонка». Если говорить простыми словами, то под «прозвонкой», понимают проверку электрической цепи на целостность или наличие короткого замыкания. Как определить, целый провод или нет? Его «прозванивают». Данную процедуру можно осуществить с помощью омметра либо мультиметра. Поскольку у нас на руках есть мультиметр, предлагаю с его помощью проверить пару проводов на «обрыв».

Перед началом проверки необходимо перевести мультиметр в режим проверки диодов и замкнуть между собой щупы. Прибор должен показать нулевое сопротивление, что позволит нам определить наличие контакта. В нашем случае прибор также оснащен звуковой индикацией, и при проверке проводника, можно будет услышать характерный писк.

Для того, чтобы «прозвонить» провод нам будет необходимо щупами присоединиться к началу и концу провода. Если целостность проводника не нарушена – мы увидим на приборе нулевое сопротивление и услышим звуковой сигнал тестера.

Заключение

Мультиметр является очень полезным и востребованным помощником в квартире или частном доме. Его область применения не нуждается в объяснении для профессиональных электриков. Но и данная статья была написана не для такой группы людей. Я надеюсь, что человеку ранее не знакомому с таким многофункциональным прибором, стали понятны основы работы с ним, а также те ситуации, в которых мультиметр можно применить. Надеюсь, мои рассуждения были вам полезны. В любом случае всегда стоит помнить, что любые электротехнические работы должны проводиться со строгим соблюдением техники безопасности. В некоторых случаях лучше попросить о помощи квалифицированного электрика.