Що таке мультиметр: види та основні функції мультиметрів

Що таке мультиметр

Мультиметр — це електронний прилад, який широко використовується техніками, а також інженерами-електриками. Пристрій використовується для вимірювання 3 основних електричних характеристик: напруги, струму та опору, хоча його також можна використовувати для перевірки безперервності між 2 точками електричного кола тощо.

Цей прилад має різні функціональні можливості, оскільки його можна використовувати як амперметр, вольтметр і омметр. Мультиметр можна використовувати для перевірки акумуляторів, електропроводки, електродвигунів і джерел живлення.

Це один із основних пристроїв для будь-якого працівника в електричній сфері, оскільки, окрім помірної ціни, вони забезпечують високий ступінь достовірності під час вимірювання вже згаданих факторів в електричному ланцюзі.

Органи управління, типові для цифрового мультиметра:

1. Екран. Легко бачити і читати результати вимірювання. Більшість відображають 4 цифри, першою з яких зазвичай є нуль або одиниця. Ви також завжди можете побачити орієнтовний +/-.
2. Роз’єми для підключення. Мультиметр зазвичай має до 4 типів підключення.
   • Загальні: для всіх типів вимірювань з чорним (негативним) і червоним кабелями.
   • Вольти, Оми та частота: це з’єднання використовується для вимірювання напруги за допомогою кольорового (плюсового) та чорного проводів.
   • Ампери та міліампери: для вимірювання струму за допомогою червоного та чорного дроту.
   • Сильний струм: цей роз’єм зазвичай окремий. Слід бути обережним при його використанні, особливо коли очікується дуже висока сила струму.
3. Селектор. Поворотний регулятор для вибору типу вимірювання та діапазону.
4. Кнопки. Застосовуються для активації інших функцій пристрою.
5. Тестові дроти. Вони гнучкі, мають відповідну ізоляцію і підключаються до мультиметра. Тестові дроти служать провідником досліджуваного об'єкта.

Як використовується мультиметр?

Основні операції та функції мультиметра подібні як у цифрових, так і в аналогових. Під’єднавши чорний кабель до загального порту, а червоний — до будь-якого з інших, залежно від того, що ви хочете виміряти, поверніть ручку, щоб вибрати відповідну функцію та діапазон. Наприклад, коли це значення «20 В напруги DC», пристрій зчитує напругу DC до XЧислоX В. Щоб отримати нижчі показники напруги, вам потрібно буде вибрати діапазон мВ.

Щоб отримати вимірювання, тестові щупи повинні торкатися клеми або кабелю, які ви хочете перевірити. Таким чином на екрані з'явиться напруга. Мультиметри безпечні для використання в ланцюгах під напругою, якщо сила струму не перевищує максимальну потужність пристрою. Так само ніколи не можна торкатися тестових проводів під час роботи, оскільки це може призвести до ураження електричним струмом.

Що можна вимірювати мультиметром

Мультиметр — це пристрій, який можна використовувати для вимірювання ряду електричних величин і функцій. Електрика та електричні кола дуже важливі в нашому повсякденному житті. Для їх встановлення, обслуговування та ремонту потрібне обладнання для роботи з ними. Ось де на допомогу приходять мультиметри. Подумайте про них як про електронну рулетку для вимірювання електронних схем. Ви виконуєте такі вимірювання, коли хочете перевірити, чи є проблеми з електричним кабелем, або якщо ви хочете перевірити, чи правильно ви підключили датчик до лампи. А може, електрика — це ваше покликання або просто для вас хобі. Існують мультиметри з різними функціями, але в основному вони вимірюють напругу, потужність і опір.

Перш ніж почати вимірювання, вам потрібна деяка інформація. Ви маєте справу з джерелом постійного струму (DC) чи джерелом змінного струму (AC)? При постійному струмі напрямок напруги постійний, як у змінної батареї або акумулятора. Джерело змінного струму має змінний напрямок, як і розетки у вашому домі. Більшість приладів, які є у вас вдома, мають функцію, яка перетворює напругу змінного струму в напругу постійного струму. Це означає, що якщо ви збираєтеся проводити вимірювання у своїй лампі чи телевізорі, ви маєте справу з постійним струмом. Постійний струм часто позначається прямою або пунктирною лінією над або біля V. Ви можете розпізнати змінний струм за його хвилястою лінією.

Вимірювання електричної напруги. Якщо у вас є несправність у вашому ланцюзі, ви зазвичай спочатку використовуєте мультиметр, щоб перевірити напругу. Завжди підключайте чорний вимірювальний щуп до входу COM, а червоний – до входу V, на якому також часто позначається «Ω» або «mA». Виберіть максимально можливий діапазон, щоб не перевантажувати мультиметр. Торкніться ланцюга вимірювальними щупами так, щоб між вимірювальними щупами був прилад. Іншими словами, розташуйте мультиметр паралельно об'єкту вимірювання. Подивіться на виміряне значення, уважно враховуючи одиниці вимірювання. Якщо необхідно, змініть діапазон вимірювання, доки не побачите правильне значення.

Вимірювання електричної потужності. Для вимірювання потужності необхідно підключити мультиметр послідовно до ланцюга живлення. Це означає, що вам потрібно розімкнути ланцюг і помістити вимірювач між ними. Спочатку вимкніть живлення схеми. Потім підключіть чорний тестовий провід до входу COM, а червоний — до входу ампер. Ретельно перевірте виміряне значення, яке зазвичай виражається в амперах або міліамперах і функцію вимірювання (постійний або змінний струм). Знову замкнувши ланцюг, увімкніть джерело живлення. Іноді у вас немає можливості розімкнути ланцюг. У цьому випадку ви можете включити провідник за допомогою затискачів-алігаторів і не потрібно розмикати ланцюг.

Вимірювання електричного опору. Виміряти опір можна при знеструмленому ланцюзі. Перше, що вам потрібно зробити, це вимкнути джерело живлення. Потім ви можете встановити мультиметр на вимірювання опору (Ω). Підключіть чорний вимірювальний провід до входу COM, а червоний — до входу Ω. Тепер торкніться щупами до об’єкта, опір якого потрібно виміряти. Перегляньте результат вимірювання та переконайтеся, що ви вибрали правильну одиницю вимірювання (Ом, кОм або МОм).

Інші функції. Можливо, ви хочете виміряти інші параметри, крім напруги, потужності та опору. У мультиметрі є ще кілька функцій, наприклад визначення рівня заряду акумуляторів або перевірка замкнутого вимірювального ланцюга. Або, можливо, ви хочете виміряти температуру об’єкта. Оскільки жодна з цих функцій не є стандартною для мультиметра, ви можете вибрати найкращий мультиметр керуючись власними застосуваннями.

Основні характеристики мультиметрів

Мультиметр є важливим інструментом для будь-кого, хто працює в електротехніці, підрядництві, електроніці чи будь-якій іншій галузі, яка потребує електричних вимірювань.

Мультиметр може вимірювати ряд електричних величин, включаючи напругу, струм і опір, що робить його незамінним пристроєм для діагностики електричних проблем.

Тестові функції мультиметра — це основні тестові функції, доступні на сучасних мультиметрах. Більшість сучасних мультиметрів можуть виконувати принаймні деякі з цих завдань, залежно від моделі, з більшою кількістю функцій, доступних у міру просування в лінійці продуктів.

• Вимірювання напруги. Найбільш популярною і важливою особливістю мультиметра є його здатність вимірювати напругу. Напруга — це різниця електричних потенціалів між двома точками кола, що вимірюється у вольтах (В). Багато мультиметрів можуть вимірювати як змінну, так і постійну напругу, що робить їх універсальними для широкого спектру електричних застосувань.
• Вимірювання струму. Ще однією важливою особливістю мультиметра є його здатність вимірювати струм. Струм — це потік електричного заряду через ланцюг і вимірюється в амперах (А). Мультиметр може вимірювати як змінний, так і постійний струм, що робить його корисним для тестування електричних пристроїв і ланцюгів.
• Вимірювання опору. Мультиметр також може вимірювати опір, який є протидією матеріалу потоку електричного струму. Опір вимірюється в Омах (Ω). Мультиметр може вимірювати опір компонента, ланцюга або дроту, що робить його необхідним для діагностики несправностей електричних пристроїв.
• Тестування безперервності. Ще одна популярна функція мультиметра — це перевірка цілісності. Тестування безперервності використовується, щоб перевірити, чи ланцюг повний і чи немає розривів або несправностей у ланцюзі. Мультиметр видає звуковий або світловий сигнал, коли ланцюг цілий, вказуючи на відсутність розривів або несправностей.
• Тестування діодів. Мультиметр також може перевіряти діоди, які є електронними компонентами, які пропускають електричний струм лише в одному напрямку. Діоди зазвичай використовуються у випрямлячах і регуляторах напруги. Мультиметр може перевірити, чи правильно працює діод, перевіривши напругу прямого та зворотного зміщення.
• Вимірювання температури. Деякі мультиметри також можуть вимірювати температуру, що важливо для перевірки електронних компонентів, на які можуть впливати зміни температури. Температура вимірюється в градусах Цельсія (°C) або градусах Фаренгейта (°F), а мультиметр може вимірювати температуру за допомогою термопари або датчика температури.

Інші характеристики, які полегшують та покращують роботу з мультиметром:

1. Максимальне відображуване значення. Значення на дисплеї означає кількість цифр, які відображаються на мультиметрі. Це число варіюється від моделі до моделі, і чим більше цифр у мультиметрі, тим точніше будуть показання. Наприклад, 3½-розрядний мультиметр може відображати числа від 0 до 1999, тоді як 4½-розрядний мультиметр може відображати числа від 0 до 19999. 5½-розрядний мультиметр може відображати числа від 0 до 199999. Загалом, чим більше цифр має мультиметр, тим точнішими будуть вимірювання.
2. Автоматичне визначення діапазону вимірювання. Автоматичне визначення діапазону — це функція, яка дозволяє мультиметру автоматично вибирати відповідний діапазон для вимірюваної електричної величини. Ця функція зручна, оскільки економить час і позбавляє користувача від необхідності вручну вибирати діапазон.
3. Дисплей з підсвічуванням. Дисплей з підсвічуванням є корисною функцією мультиметра, яка дозволяє користувачеві зчитувати дані на дисплеї в умовах слабкого освітлення. Мультиметр із дисплеєм із підсвічуванням особливо корисний під час роботи в слабо освітлених місцях.
4. Реєстрація даних. Деякі мультиметри можуть реєструвати дані, що корисно для запису вимірювань у часі. Ця функція особливо корисна для діагностики періодичних несправностей в електричних пристроях.
5. Підключення до ПК — це функція, яка дозволяє підключати мультиметр до комп’ютера для передачі та аналізу даних. Це корисно для зберігання даних, створення звітів і аналізу тенденцій. Деякі мультиметри постачаються з програмним забезпеченням, яке дає змогу користувачеві створювати графіки даних і аналізувати тенденції, що може бути корисним для діагностики електричних проблем.
6. Визначення True RMS. Справжнє середньоквадратичне значення (True RMS) — це функція, яка є в більш просунутих мультиметрах і дозволяє приладу точно вимірювати напругу змінного струму та струм. Форма сигналу напруги змінного струму та струму зазвичай не є ідеальною синусоїдою, і звичайні мультиметри можуть неточно виміряти справжнє значення напруги чи струму. У мультиметрах True RMS використовується складніший метод вимірювання форми сигналу напруги або струму, що дозволяє їм точно вимірювати справжнє значення.
7. Характеристики безпеки є важливим моментом при виборі мультиметра. Мультиметр повинен мати захист від перевантаження, щоб запобігти пошкодженню мультиметра або пристрою, що перевіряється. Мультиметр також повинен мати міцну конструкцію і бути здатним протистояти випадковим падінням і ударам.
8. Захист від перевантаження. Захист від перевантаження є важливою особливістю мультиметра, оскільки він захищає прилад і користувача від пошкодження. Якщо мультиметр піддається дії напруги або рівня струму, які перевищують максимальний діапазон, спрацює функція захисту від перевантаження, яка запобігає пошкодженню мультиметра. Це важлива функція безпеки, яка захищає користувача та продовжує термін служби приладу.

Підсумовуючи, мультиметр є необхідним інструментом для будь-кого, хто працює з електричними пристроями або схемами. Вибираючи мультиметр, слід враховувати характеристики, які найбільше відповідають вашим потребам, а потім вибрати точний, надійний і безпечний у використанні мультиметр.

Які є види мультиметрів

Мультиметр можна визначити як прилад, який використовується для вимірювання електричних властивостей електричного пристрою. Він здатний вимірювати напругу, опір, а також силу струму електронних пристроїв. Він також відомий як вольт-ом-міліамперметр, оскільки він здатний вимірювати напругу, опір, а також електричний струм електричного пристрою. У деяких випадках він також здатний вимірювати ємність і температуру. Залежно від використання мультиметри бувають двох типів — цифрові та аналогові.

Аналоговий мультиметр

Це різновид мультиметра, який працює за допомогою переміщення котушок для визначення необхідної електричної властивості. В середині нього присутній мікроамперметр разом із стрілкою, яка здатна обчислювати електричні властивості, які необхідно виміряти. На дисплеї стрілка рухається до значення, яке вказує на виміряне показання. Цей прилад в основному здатний вимірювати різні типи електричних властивостей, вносячи в нього невеликі зміни. Прилад також надає точні значення, але їх дуже важко прочитати, і через це легко отримати помилки під час його використання.

Переваги аналогового мультиметра:

• Аналогові мультиметри відрізняються простотою конструкції та експлуатації.
• Вони забезпечують негайне та безперервне зчитування.
• Як правило, вони міцніші та менш чутливі до пошкоджень через стрибки напруги або випадкове неправильне поводження.
• Вони, як правило, доступніші в порівнянні з цифровими мультиметрами.
• Мають широкий діапазон вимірювань.

Недоліки аналогового мультиметра:

• Менша точність вимірювання.
• Обмежена роздільна здатність.
• Відсутність додаткових функцій.
• Робота без батареї.

Цифровий мультиметр

Це тип мультиметра, який в основному використовується для перевірки різних типів електричного обладнання. Він в основному використовується в різних галузях промисловості завдяки широкому використанню. Зазвичай вони мають екран, на якому відображається значення параметра, яке потрібно виміряти. Він відображає значення зазвичай у десятковій формі. Пристрій забезпечує більш точне значення необхідних електричних властивостей. Деякі моделі оснащені функцією автоматичного вибору діапазону вимірювання.

Розрізняють три типи цифрових мультиметрів:

• Мультиметр з затискачем. Це різновид цифрового мультиметра, в якому можна вимірювати лише потік електроенергії. Він має функцію затиску, як випливає з назви. Цей затискач здатний вимірювати потік струму, коли два провідники підключаються до напруги.
• Мультиметр Fluke. Це тип цифрового мультиметра, який використовується для кількох цілей, складається з великого дисплея та зазвичай використовується для обчислення напруги, а також опору. Іноді розширена версія також використовується для розрахунку робочого циклу, температури, вологості, частоти, тиску та багатьох інших електричних параметрів. Додаткові функції також допомагають регулювати різні типи електричних параметрів. Пристрій захищений перехідною напругою.
• Мультиметр з автоматичним налаштуванням діапазону. Це тип цифрового мультиметра, який досить простий і дорогий порівняно з будь-яким іншим типом цифрового мультиметра. В основному він використовується для розрахунку всіх параметрів і властивостей електронного пристрою. Він складається з ручки посередині, яка використовується для вибору параметрів. Зазвичай його використовують непрофесіонали або електрики. Вимірювач здатний обчислювати одну електричну властивість або параметр за раз.

Переваги цифрових мультиметрів:

• Висока точність показання.
• Легко зчитувати результати вимірювання.
• Швидший час відповіді.
• Більша роздільна здатність.
• Можливість автоматичного визначення діапазону.
• Розширена функціональність.

Недоліки цифрових мультиметрів:

• Висока вартість.
• Для роботи цифрових мультиметрів потрібні батареї або джерело живлення.
• Чутливість до електричних перешкод.

Основні параметри вибору мультиметра

Цифрові мультиметри є одними з найбільш поширених і надійних електронних вимірювальних приладів. Завдяки великій різноманітності роздрібних продавців і широкому асортименту передових продуктів на вибір, покупка цифрового мультиметра може бути непростою справою. Отже, щоб полегшити процес купівлі, враховуйте наступні фактори, які допоможуть вам вибрати найкращий мультиметр для вашого застосування.

1. Цифрові мультиметри проти Аналогових мультиметрів. Незважаючи на те, що мультиметр може бути цифровим або аналоговим, цифровий мультиметр є найсучаснішою моделлю, яка широко використовується.

Цифрові мультиметри точніші за аналогові, але раніше вони не були ідеальними для вимірювань, які швидко змінюються. Це пояснюється тим, що цифрові мультиметри повинні спочатку приймати аналогові дані, а потім перетворювати їх у цифрові, що призводить до невеликої затримки показань.

Незважаючи на цей недолік, і особливо завдяки покращеній швидкості оновлення, загалом цифрові мультиметри є набагато кращим продуктом у сучасному світі. Вони пропонують кращу точність, набагато легшу інтерпретацію показань і додаткові функції порівняно з аналоговими. Швидкість оновлення сучасних цифрових мультиметрів тепер значно покращена, а такі функції, як режим аналогової гістограми, дозволяють емулювати аналоговий лічильник навіть на сигналах, що швидко змінюються.

Через високий попит на тестове обладнання та цифрові мультиметри на ринку є десятки марок цифрових мультиметрів, що ускладнює вибір найкращого пристрою для ваших потреб. Навіть якщо вам не потрібні найновіші розширені функції, гарною ідеєю буде придбати потужний цифровий мультиметр від відомого виробника, щоб гарантувати, що ваш прилад прослужить багато років.

2. Автоматичний діапазон вимірювання проти Ручного діапазону. Порівнюючи мультиметри з автоматичним і ручним діапазоном вимірювання, мультиметр з автоматичним діапазону вимірюванням набагато зручніший у використанні. Але якщо ви новачок або маєте обмежений бюджет, вам підійде ручний вимірювач діапазону.

Користувач обирає необхідний параметр, який потрібно виміряти, а автоматичний діапазон вибере потрібний діапазон вимірювання самостійно, без необхідності ручного налаштування.

Для вимірювача з ручним діапазоном потрібно щоразу повертати ручку, що незручно при роботі з кількома компонентами та кількостями для проекту. Використання цього ручного вимірювача під час роботи з декількома компонентами та значеннями для проекту є непродуктивним. Таким чином, автоматичний діапазон є ідеальним варіантом для більшості видів діяльності.

3. Точність і портативний мультиметр проти стаціонарного. При знятті показань мультиметра точність визначається як максимально допустима похибка. Хоча більшість мультиметрів, особливо цифрових мультиметрів, запропонують точні показники, їх необхідно ретельно вивчити перед використанням пристрою в проекті.

Наприклад, точність 0,5 % вольт постійного струму з 4000–6000 відліками є прийнятною для багатьох застосувань, але все, що менше, ніж це означає, що цифровий мультиметр ненадійний для професійних зчитувань.

Якщо потрібна висока точність і використання у польових умовах не потрібна, можна розглянути настільний цифровий мультиметр. Як і загалом, основною перевагою настільного цифрового мультиметру порівняно з портативним є краща точність, вища роздільна здатність, краща стабільність і такі функції, як підключення до ПК і можливість вимірювання опору з 4 дротами для вимірювання низького опору, які неможливі на портативному 2-провідному вимірювальному цифровому мультиметрі.

4. Визначення True RMS. True RMS є важливою функцією для точного вимірювання змінної напруги та струму в «реальному світі» з несинусоїдальними формами сигналів. Реальний світ сповнений пристроїв із живленням від змінного струму, які генерують несинусоїдальні сигнали, наприклад електроприводи зі змінною швидкістю, електронні баласти, комп’ютери, системи опалення, вентиляції та кондиціонування тощо. Мультиметри із середнім показником не працюватиме для цих типових застосувань. Емпіричне правило: якщо в специфікації цифрового мультиметра чітко не вказано TRMS, цього параметра не буде – це буде середній показник вимірювання.
5. Обмеження діапазону. Ми не знаємо, які технічні характеристики вам знадобляться для ваших проектів, але перш ніж придбати цифровий мультиметр, ви повинні знати про обмеження діапазону пристрою. Наприклад, якщо мультиметр не може виміряти струм у міліамперах, пристрій не може виявити певні рівні струму датчика. Здійснюючи покупку, ви повинні переконатися, що ви придбали цифровий мультиметр із діапазонами, які відповідатимуть потребам як поточних, так і майбутніх проектів.
6. Роздільна здатність або кількість відображення. Роздільна здатність цифрового мультиметра, також відома як підрахунок відображення, відноситься до загальної кількості цифр, що відображаються, від найменшого до найбільшого. Найкращий цифровий мультиметр має більшу кількість цифр.

Роздільна здатність також може відображатися як «підрахунки», наприклад, 4000 або 40000 відліків. Це просто означає, що максимальна перша цифра дорівнює 4, а всі інші можуть переходити до 9, тому пристрій на 4000 відліків може вимірювати до 4999. Загалом бажано використовувати велику кількість, але це дорожче і може не знадобитися залежно від програми.

7. Особливості техніки безпеки. Будь-хто, хто працює з електронним обладнанням, повинен завжди дбати про свою безпеку. Під час пошуку професійного цифрового мультиметра для вимірювання вищої напруги постійного або змінного струму необхідно врахувати засоби безпеки, зокрема заходи безпеки CAT.

Тут діє емпіричне правило: чим вищий рейтинг CAT, тим краща ізоляція пристрою та проводів, і безпечніше, якщо пристрій вимірює вищі напруги або струми, де є більше потужності — наприклад, для роботи повітряних ліній електропередач зазвичай потрібна CAT IV. Для роботи з електронними схемами може знадобитися лише CAT I або CAT II. Крім того, із зазначеним номінальним значенням CAT поруч із ним буде вказано напругу, наприклад, CATIII 600 В або CAT III 300 В. Вибір пристрою на основі рейтингу CAT насправді залежить від того, що вимірюється та де проводяться вимірювання.

8. Введіть опір. Вхідний опір цифрового мультиметра — це опір, який він надає підключеному пристрою через зонди. Під час вимірювання напруги цифровий мультиметр працюватиме краще, якщо він має більший вхідний опір, оскільки це дозволяє вимірювати сигнали з мінімальним навантаженням на тестову схему. Загалом, 1 МОм або вище вказано на всіх цифрових мультиметрах для оптимального значення вхідного опору цифрового мультиметра.
9. Час роботи батареї. При щоденному використанні цифрового мультиметра для досягнення найкращих результатів бажано, щоб час автономної роботи становив близько 1000 годин.
10. Універсальність. Вибираючи мультиметр, ви також захочете вибрати модель з додатковими вимірювальними можливостями для ваших власних вимірювальних програм. Можливість вимірювання таких речей, як перевірка батареї, перевірка діодів, вимірювання температури, перевірка транзисторів і провідності, а також такі функції, як аналогова гістограма, автоматичний діапазон, визначення True RMS, інтерфейс ПК із програмним забезпеченням для реєстрації, можуть зробити його набагато кориснішим, ніж мультиметр без цих функцій.
11. Ціна. Цифрові мультиметри доступні в широкому ціновому діапазоні, залежно від діапазонів і пропонованих функцій. Крім того, цифровий мультиметр дорожчої ціни матиме більш надійні та точні результати, ніж цифровий мультиметр нижчої ціни, а стаціонарний пристрій буде дорожчим, ніж портативний.

Перевірте, як часто ви будете використовувати цифровий мультиметр, щоб дізнатися, які функції вам знадобляться. Якщо ви збираєтеся використовувати цифровий мультиметр час від часу, виберіть дешевший варіант. Якщо ви плануєте використовувати цифровий мультиметр частіше, виберіть дорожчу та міцнішу конструкцію.