Мультиметр - базовые принципы проведения измерений мультиметром

Аналоговые и цифровые мультиметры. Методы проверки электронных компонентов.

Статья посвящается всем новичкам и просто тем, для кого принципы измерения электрических характеристик различных компонентов, до сих пор остаются загадкой…

Измерение напряжения, тока, сопротивления и даже обычная проверка провода на обрыв не обходится без использования измерительных инструментов. Куда же без них. Даже пригодность батарейки не измерить, а тем более узнать хоть, что-то о состоянии какой-нибудь электронной схемы без измерений просто невозможно.

Напряжение измеряют вольтметром, амперметром меряют силу тока, омметром соответственно сопротивление, но речь в этой статье пойдет о мультиметре, который является универсальным прибором для измерений напряжений, тока и сопротивления.

В продаже можно встретить два основных типа мультиметров: аналоговый и цифровой.

Аналоговый мультиметр

В аналоговом мультиметре результаты измерений наблюдается по движению стрелки (как на часах) по измерительной шкале, на которой подписаны значения: напряжение, ток, сопротивление. На многих (особенно азиатских производителей) мультиметрах шкала реализована не совсем удобно и для того, кто первый раз взял такой прибор в руку, измерение может доставить некоторые проблемы. Популярность аналоговых мультиметров объясняется их доступностью и ценой (2-3$), а основным недостатком является некоторая погрешность в результатах измерений. Для более точной подстройки в аналоговых мультиметрах имеется специальный построечный резистор, манипулируя которым можно добиться немного большей точности. Тем не менее, в случаях когда желательны более точные измерения, лучшим будет использование цифрового мультиметра.

Цифровой мультиметр

Главный отличием от аналогового является то, что результаты измерения отображаются на специальном экране (в старых моделях на светодиодах, в новых на жидкокристаллическом дисплее). К тому же цифровые мультиметры обладают более высокой точностью и отличаются простотой использования, так как не приходится разбираться во всех тонкостях градуирования измерительной шкалы, как в стрелочных вариантах.

Немного подробней о том, что за что отвечает..

Любой мультиметр имеет два вывода, черный и красный, и от двух до четырех гнезд (на старых российских еще больше). Черный вывод является общим (масса). Красный называют потенциальным выводом и применяют для измерений. Гнездо для общего вывода помечается как com или просто (-) т.е. минус, а сам вывод на конце часто имеет так называемый "крокодильчик", для того, чтобы при измерении можно было зацепить его за массу электронной схемы. Красный вывод вставляется в гнездо помеченное символами сопротивления или вольты (ft, V или +), если гнезд больше чем два, то остальные обычно предназначаются для красного вывода при измерениях тока. Помечены как A (ампер), mA (миллиампер), 10A или 20A соответственно..

Переключатель мультиметра позволяет выбрать один нескольких пределов для измерений. Например, простейший китайский стрелочный тестер:

На цифровых мультиметрах пределов измерений обычно больше, к тому же часто добавлены дополнительные функции, такие как звуковая "прозвонка" диодов, проверка переходов транзисторов, частотометр, измерение емкости конденсаторов и датчик температуры.

Для того, чтобы мультиметр не вышел из строя при измерениях напряжения или тока, особенно если их значение неизвестно, переключатель желательно установить на максимально возможный предел измерений, и только если показание при этом слишком мало, для получения более точного результата, переключайте мультиметр на предел ниже текущего.

Начинаем измерения

Проверка напряжения, сопротивления, тока

Измерить напряжение проще некуда, если постоянное ставим dcv, если переменное acv, подключаем шупы и смотрим результат, если на экране ничего нет, нет и напряжения. С сопротивлением так же просто, прикасаемся щупами к двум концам того, чье сопротивление нужно узнать, таким же способом в режиме омметра прозваниваются провода и дорожки на обрыв. Измерение силы тока отличаются тем, что щупы мультиметра должны быть врезаны в цепь, как будто это один из компонентов этой самой цепи.

Проверка резисторов

Резистор должен быть выпаян из электрической цепи хотя бы одним концом, чтобы быть уверенным в том, что никакие другие компоненты схемы не повлияют на результат. Подключаем щупы к двум концам резистора и сравниваем показания омметра со значением которое указано на самом резисторе. Стоит учитывать и величину допуска (возможных отклонений от нормы), т.е. если по маркировке резистор на 200кОм и допуском ± 15%, его действительное сопротивление может быть в пределах 170-230кОм. При более серьезных отклонениях резистор считается неисправным.

Проверяя переменные резисторы, измеряем сперва сопротивление между крайними выводами (должно соответствовать номиналу резистора), а затем подключив щуп мультиметра к среднему выводу, поочередно с каждым из крайних. При вращении оси переменного резистора, сопротивление должно изменяться плавно, от нуля до его максимального значения, в этом случае удобней использовать аналоговый мультиметр наблюдая за движением стрелки, чем за быстро меняющимися цифрами на жидкокристалическом экране.

Проверка диодов

Если имеется функция проверки диодов, то все просто, подключаем щупы, в одну сторону диод звониться, а в другую нет. Если данной функции нет, устанавливаем переключатель на 1кОм в режиме измерения сопротивления и проверяем диод. При подключении красного вывода мультиметра к аноду диода, а черного к катоду, вы увидите его прямое сопротивление, при обратном подключении сопротивление будет настолько высоко, что на данном пределе измерения вы не увидите ничего. Если диод пробит, его сопротивление в любую сторону будет равно нулю, если оборван, то в любую сторону сопротивление будет бесконечно большим.

Проверка конденсаторов

Для проверки конденсаторов лучше всего использовать специальные приборы, но и обычный аналоговый мультиметр может помочь. Пробой конденсатора легко обнаруживается путем проверки сопротивления между его выводами, в этом случае оно будет равно нулю, сложнее с повышенной утечкой конденсатора.

При подключении в режиме омметра к выводам электролитического конденсатора соблюдая полярность (плюс к плюсы, мунус к минусу), внутренние цепи прибора заряжают конденсатор, при этом стрелка медленно ползет вверх, показывая увеличение сопротивления. Чем выше номинал конденсатора, тем медленнее движется стрелка. Когда она практически остановится, меняем полярность и наблюдаем как стрелка возвращается в нулевое положение. Если что-то не так, скорее всего есть утечка и к дальнейшему использованию конденсатор не пригоден. Стоит потренироваться, так как, лишь при определенной практике можно не ошибиться.

Проверка транзисторов

Обычный биполярный транзистор представляет собой два диода, включенных навстречу один другому. Зная, как проверяются диоды, несложно проверить и такой транзистор. Стоит учесть, что транзисторы бывают разных типов, p-n-p когда их условные диоды соединены катодами, и n-p-n когда они соединяются анодами. Для измерения прямого сопротивления транзисторных p-n-p переходов, минус мультиметра подключается к базе, а плюс поочередно к коллектору и эмиттеру. При измерении обратного сопротивления меняем полярность. Для проверки транзисторов n-p-n типа делаем все наоборот. Если еще короче, то переходы база-коллектор и база-эмиттер в одну сторону должны прозваниваться, в другую нет.

Пара советов напоследок

При использовании стрелочного мультиметра, положите его на горизонтальную поверхность, так как в других положения точность показаний может заметно ухудщится. Не забывайте откалибровать прибор, для этого просто сомкните щупы между собой и переменным резистором (потенциометром) добейтесь, чтобы стрелка смотрела точно на ноль. Не следует оставлять мультиметр включенным, даже если на аналоговом приборе на переключателе нет положения - выкл. не оставляйте его в режиме омметра, так как в этом режиме постоянно теряется заряд батареи, лучше поставить переключатель на измерение напряжения.

Вообщем пока это все, что хотелось сказать, думаю, у новичков отпадет много вопросов по этому поводу, а вообще в этом деле тонкостей настолько много, что рассказать обо всем просто невозможно. По большей части такому даже не учат. Оно приходит само собой. И только с практикой. Так, что практикуйтесь, измеряйте, тестируйте и с каждым разом ваши знания будут все сильнее, а пользу от этого вы увидите уже при следующей неполадке. Только не забывайте про технику безопасности, как никак большие токи и высокие напряжения могут доставить и неприятностей!

Знаете ли Вы, в чем ложность понятия "физический вакуум"?

Физический вакуум - понятие релятивистской квантовой физики, под ним там понимают низшее (основное) энергетическое состояние квантованного поля, обладающее нулевыми импульсом, моментом импульса и другими квантовыми числами. Физическим вакуумом релятивистские теоретики называют полностью лишённое вещества пространство, заполненное неизмеряемым, а значит, лишь воображаемым полем. Такое состояние по мнению релятивистов не является абсолютной пустотой, но пространством, заполненным некими фантомными (виртуальными) частицами. Релятивистская квантовая теория поля утверждает, что, в согласии с принципом неопределённости Гейзенберга, в физическом вакууме постоянно рождаются и исчезают виртуальные, то есть кажущиеся (кому кажущиеся?), частицы: происходят так называемые нулевые колебания полей. Виртуальные частицы физического вакуума, а следовательно, он сам, по определению не имеют системы отсчета, так как в противном случае нарушался бы принцип относительности Эйнштейна, на котором основывается теория относительности (то есть стала бы возможной абсолютная система измерения с отсчетом от частиц физического вакуума, что в свою очередь однозначно опровергло бы принцип относительности, на котором постороена СТО). Таким образом, физический вакуум и его частицы не есть элементы физического мира, но лишь элементы теории относительности, которые существуют не в реальном мире, но лишь в релятивистских формулах, нарушая при этом принцип причинности (возникают и исчезают беспричинно), принцип объективности (виртуальные частицы можно считать в зависимсоти от желания теоретика либо существующими, либо не существующими), принцип фактической измеримости (не наблюдаемы, не имеют своей ИСО).

Когда тот или иной физик использует понятие "физический вакуум", он либо не понимает абсурдности этого термина, либо лукавит, являясь скрытым или явным приверженцем релятивистской идеологии.
Понять абсурдность этого понятия легче всего обратившись к истокам его возникновения. Рождено оно было Полем Дираком в 1930-х, когда стало ясно, что отрицание эфира в чистом виде, как это делал великий математик, но посредственный физик Анри Пуанкаре, уже нельзя. Слишком много фактов противоречит этому.
Для защиты релятивизма Поль Дирак ввел афизическое и алогичное понятие отрицательной энергии, а затем и существование "моря" двух компенсирующих друг друга энергий в вакууме - положительной и отрицательной, а также "моря" компенсирующих друг друга частиц - виртуальных (то есть кажущихся) электронов и позитронов в вакууме.
Однако такая постановка является внутренне противоречивой (виртуальные частицы ненаблюдаемы и их по произволу можно считать в одном случае отсутствующими, а в другом - присутствующими) и противоречащей релятивизму (то есть отрицанию эфира, так как при наличии таких частиц в вакууме релятивизм уже просто невозможен). Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.