Реферат на тему мультиметр

Обновлено: 04.07.2024

Мультиметр - это компактный электронно-измерительный прибор, который сочетает в себе несколько устройств - амперметр, вольтметр, омметр. Он позволяет легко и быстро проверять состояние электросети или источников питания, необходим при поисках пробоя или лишнего контакта в кабельной сети, определения наличия короткого замыкания и для других различных целей.

Какими бывают мультиметры

По принципу работы такие устройства делятся на две группы: стрелочные (аналоговые) и цифровые. Классические стрелочные приборы меньше подвержены влиянию электронных помех и имеют меньшую стоимость, но пользоваться ими не очень удобно. Цифровые приборы имеют гораздо больше доступных функций, например, даже такую возможность, как передача показаний на компьютер через USB-кабель. Полученные данные можно сохранять в виде таблицы или графика.

Мультиметр характеризуется такими параметрами как точность и разрядность показаний, от которой главным образом зависит цена прибора. Высокоточные приборы используют специалисты на производствах и в лабораториях, а для домашнего использования подойдут и простенькие измерительные устройства с классом точности до 1%.

Функционал и устройство мультиметров

Мультиметр позволяет с определенной точностью измерить следующие параметры электрической цепи:

Напряжение в цепи постоянного тока (VDC или V с чертой и пунктиром, в вольтах)
Напряжение в цепи переменного тока (VAC или V с волнистой линией, в вольтах)
Силу постоянного тока (ADC или А с чертой и пунктиром, в амперах)
Силу переменного тока (AAC или А с волной, в амперах)
Сопротивление цепи (Ω, в омах)
Наличие контакта (знак диода – черная стрелочка с вертикальной чертой)
Температуру (эта функция обычно есть в настольных лабораторных приборах)

На корпусе прибора есть три основные части:

экран для вывода значений (в случае аналоговых приборов это экран со стрелкой и шкалами, а для цифрового – жидкокристаллический экран с разным разрешением в зависимости от модели и функционала),
устройство выбора измеряемой величины и диапазона значений (чаще всего ручка с поворотным механизмом, реже – кнопки)
гнезда для установки измерительных щупов.

Щупы прибора имеют цветовую индикацию и бывают различного вида (стандартные; с тонкими удлиненными чувствительными элементами; с прищепками).

Как пользоваться мультиметром для измерения напряжения, силы тока и сопротивления цепи

Прежде всего, нужно знать, с какой цепью мы имеем дело: цепью переменного или постоянного тока. Для обозначения первого случая пользуются значком волны, а цепь переменного тока обычно обозначается прямой чертой с пунктиром под ней или просто чертой. В розетках 220В течет переменный ток, а например, в аккумуляторе – постоянный. В некоторых устройствах тип цепи выбирается кнопкой АС/DC, а в остальных случаях для каждого параметра есть диапазоны и в переменном и в постоянном токе.

Подключение щупов в нужные гнезда

Далее необходимо правильно разместить щупы прибора в нужное гнездо. Для подключения черного щупа всегда пользуемся гнездом СОМ, а положение противощупа зависит от измеряемого параметра. Рядом с гнездом обязательно есть надпись, свидетельствующая о том, какие измерения допустимо проводить, если подсоединить противощуп в то или иное гнездо. Обычно для замера силы тока положение щупов отличается от принятого для измерения напряжения и сопротивления, потому, что различается сам принцип измерения данных величин.

Мультиметр внутри устроен так: в цепи измерения тока используются шунты калиброванного сопротивления, а в цепи напряжения и сопротивления чаще всего используется токовая петля. Поэтому и нужно пользоваться разными гнездами для подключения красного щупа при проведении измерительных работ.

Выбор типа и диапазона значений измеряемой величины

Позиционный переключатель используется для выбора диапазона и типа измеряемого параметра.

При измерении силы тока необходимо устанавливать максимальный диапазон значений и убавлять его по необходимости, чтобы не повредить прибор.

Приступаем к измерениям

Сопротивление измеряется в любых точках, но при отключенном питании. Во всех случаях, кроме измерения сопротивления и проверки диодов, необходимо соблюдать полярность установки измерительных щупов.

Как пользоваться тестером для прозвона цепи и проверки целостности кабеля

Данный прибор позволяет прозвонить цепь на наличие разрыва или короткого замыкания.

Прозвон цепи осуществляется в обесточенной цепи.

Для проведения прозвона переведите ручку в положение, отмеченное черной стрелочкой (знаком диода). В некоторых приборах есть функция звукового оповещения при наличии контакта, это следует уточнить в инструкции к прибору.

Щупы электронно-измерительного прибора следует установить так же, как и для измерения напряжения и сопротивления. В этом положении переключателя можно прозвонить цепь, кабель и диоды.

Для проверки наличия разрыва в цепи, или контакта между точками, нужно установить один щуп в начальную точку, а другой в конечную. На экране при наличии контакта должны появиться цифры 000 или должен издаться звуковой сигнал, если это предусмотрено. Если контакт между точками измерения отсутствует, то на экране прибора вы увидите единицу. Точно также можно определить целостность кабеля.

Полярность щупов

Если во время измерений щупы были установлены неверно, то на экране появится знак минус. Это также позволяет легко определить, например, полярность батарейки или аккумулятора, если стерлись обозначения. Просто переведите прибор на измерение напряжения и коснитесь щупами полюсов аккумулятора. Если увидите минус, то щупы касаются неверно, и значит там, где черный щуп – положительный полюс, а там где красный – наоборот.

При помощи мультиметра можно узнать заряжен аккумулятор или нет. Если вы используете аналоговый прибор, то установка щупов неверной полярностью может вывести прибор из строя.

Измерение температуры

Специальный щуп выглядит как вилка с одного конца проводника и имеет оголенную металлическую часть с другого. Следует внимательно изучить инструкцию, потому что в основном термопары таких устройств не предназначены для измерений температуры жидкости. Для этого необходим специализированный прибор.

Как пользоваться мультиметром

Основные правила пользования мультиметром

Профессиональный мультиметр – прибор, способный полностью удовлетворить потребность измерений в узкой специализированной сфере. Специалисты, читая технические характеристики, точно знают, на что им смотреть, чтобы выбрать лучший инструмент для себя, исходя из соотношения цена-качество.

Поэтому, данный обзор функциональных возможностей различных мультиметров предназначен для начинающих, чтобы они с одной стороны имели набор необходимых функций, с другой не переплачивали за ненужные возможности.

Существуют общие понятия, относительно того, как пользоваться мультиметром в процессе осуществления измерений, которые бывают:

Прямыми. Осуществляются непосредственным подключением щупов к измеряемой цепи, или к отдельному компоненту, с моментальным отображением данных на дисплее или шкале прибора в единицах измеряемой физической величины. Например, измеряя ток, видеть значение силы тока в амперах, мерить напряжение, сразу отображаемое в вольтах, или проверять резисторы, получая сопротивление в Омах.

Косвенными. Осуществляются путём нескольких последовательных измерений различных величин, с последующим вычислением искомой взаимосвязанной величины. Для примера: требуется измерить мощность потребляемой нагрузки постоянного тока. Для этого нужно измерить напряжение, потом силу тока, и умножить данные значения. Подобным образом можно узнать индуктивность катушки, имея генератор переменного тока – при увеличении частоты будет увеличиваться активное сопротивление индуктивности, соответственно, будет падать сила тока. Часто для косвенных измерений необходима работа нескольких приборов одновременно

С помощью измерительных преобразователей - шунтов, аттенюаторов, электродов, усилителей, датчиков - можно производить прямые измерения величин, напрямую не связанных с электротехникой. Например, некоторые мультиметры поддерживают подключение датчиков температуры, освещённости, давления и т.д.

При помощи специальных электродов, замеряя сопротивление, вычисляют влажность древесины, соленость растворов, кислотность почвы, пользуясь специальными таблицами.

Преобразователи, как правило, поставляются отдельно. Но некоторые специализированные мультиметры могут быть оборудованы различными датчиками и преобразователями – токоизмерительными клещами, люксметром, термометром.

Буквенное обозначение функциональности

Современные мультиметры обладают множеством различных функций.

Для облегчения поиска нужного прибора в каталогах применяют буквенные индексы, являющиеся заглавными буквами английских названий измеряемых физических параметров.

T – (temperature), измеряет температуру;

F – (frequency) частотомер (для измерений частоты);

C – (condenser capacity) емкость конденсатора;

L – обозначение индуктивности, принятое в честь физика Эмилия Ленца (Lenz);

R – (resistance), сопротивление.

Таким образом, например, CRL мультиметром, можно измерить емкость, сопротивление, индуктивность.

На корпусе типичного бюджетного мультиметра встречаются такие обозначения:

Допустим, необходимо прозвонить интернет-кабель. Сначала нужно два разъема поставить рядом. Прикасаясь щупами к клеммам, подключенным к проводам одинакового цвета, добиваются появления сигнала. Если сигнала нет – значит, где-то обрыв (нет контакта).

Цифровой дисплей при проверке кабеля показывает сопротивление.

Чтобы проверить качество электричества в розетке, нужно переключиться в режим V~ 750, вставить щупы и понаблюдать за изменяющимся напряжением некоторое время.

Также в данном режиме измерений можно определить фазу. Для этого один щуп заземляют (подключают к корпусу щитка или к заземлению), а другим проверяют провода или клеммы контактов. Появившиеся 220В (или около того) на дисплее будут указывать, что проверяемый провод – фаза.

Часто в паспорте бытовых устройств указывают номинальный ток.

Чтобы измерить ток, протекающий в цепи, мультиметр необходимо включить в ее разрыв.

Для этого выставляют переключатель мультиметра в максимальное значение диапазона А~ (переменный ток, 20 А).

Щупы необходимо подключить в соответствующие разъемы.

Для безопасного подключения оголённых проводников использована лампочка 12В с питанием от трансформатора.

Под сетевым напряжением подобным способом мерить ток нельзя из-за опасности поражения. Но можно соорудить испытательный стенд, безопасно вставляя щупы в одну розетку и подключая нагрузку к другой.

Проверять резисторы или другие радиоэлектронные нужно в режиме омметра, переключая соответствующие диапазоны таким же образом, как делалась прозвонка.

Измеряя килоомы и мегаомы, необходимо избегать касания пальцами выводов деталей – человеческое тело обладает сопротивлением, которое будет влиять на точность измерений.

Так нельзя!

Данные источники тока имеют свойство восстанавливать напряжение, благодаря химическим процессам, происходящим внутри, но при выполнении работы у подсевшего аккумулятора напряжение падает. Но можно сделать измерение силы тока, протекающего в подключенной к клеммам аккумулятора нагрузке, подобрав соответствующее сопротивление нагрузки, и потом перейти и переключиться в режим напряжения, таким способом вычисляя выдаваемую мощность источника питания.

Наблюдая за динамикой падения напряжения, можно судить о том, насколько аккумулятор разряжен. Чтобы объяснить, как проверить конденсатор мультиметром, нужно понимать свойство активного емкостного сопротивления, уменьшающегося по мере увеличения емкости при переменном токе.

У цифровых мультиметров есть внутренняя электронная защита, предотвращающая неправильное использование прибора, а также встроенный плавкий предохранитель.

Автоматическое выключение питания способствует экономному расходованию заряда батареи.

Краткое описание измеряемых параметров и их обозначение

Каждый прибор разделен на зоны с настройками для работы с определенным видом напряжения электрической сети:

ACV или V~ – напряжение переменного тока;
DCV или V- – напряжение постоянного тока;
DCA или A- – сила постоянного тока;
Ω – сопротивление на участке цепи или в электрическом приборе.

Назначение разъёмов для подключения щупов

В зависимости от модели мультиметра, количество гнёзд для подключения щупов может быть различным. У большинства измерительных приборов маркировка гнёзд следующая:

10А- – для замера постоянного тока не превышающего 10 А (в это гнездо подключают красный плюсовой щуп);
VΩmA или VΩ, V/Ω – в это гнездо подключают красный (плюсовой) щуп при определении напряжения, силы постоянного тока до 200 мА, для прозвонки диодов и цепей;
COMMOM (COM) – общее гнездо для черного (минусового) щупа на всех типах мультиметров;
20А – такое гнездо существует не на всех моделях (чаще всего можно встретить на дорогих профессиональных устройствах), задача этого гнезда аналогична 10А-, но с пределом до 20 А.

Некоторые модели имеют дополнительные функции по индикации и обеспечению работы с устройством: подсветку, автоотключение питания и экономичный режим для аккумулятора, фиксирование результатов (кнопка hold) и запись в память устройства, выбор пределов измерений и индикацию по перегрузке и разряду батареи.

Для безопасной работы с мультиметром важно, чтобы прибор имел определенную защиту при неправильном выборе предела измерений или режима работы. Обычно такая защита осуществляется с помощью плавких предохранителей и автоматических выключателей.

Как прозвонить провода мультиметром

Прозвонка – это проверка целостности цепи. Один щуп прикладывается к одному концу проводника, а другой щуп к другому. При этом звучит сигнал или появляется индикация светом или на дисплее. Если индикация есть – цепь не разорвана, если нет, то проводник поврежден или цепь разорвана.

Проверка диодов, конденсаторов и транзисторов (режим hFE)

Этот режим имеет не каждый прибор. Для проверки сопротивления диодов выбирается соответствующий режим и по аналогии с прозвонкой проводника выполняются нужные действия.

У транзисторов имеются три выхода: база, эмиттер и коллектор, которые подключаются к разъемам В, E, F мультиметра. При правильном подключении на дисплее отобразится величина усиления транзистора.

У конденсаторов емкость измеряется путем установки концов конденсатора в разъемы с обозначением Сх. При этом на дисплее отобразится номинальное значение ёмкости электронного компонента.

Замена аккумулятора прибора

Сущность цифровых мультиметров и их виды. Набор добавочных резисторов для измерения напряжения и набора шунтов для расчета тока. Современное понятие мультиметра измерений. Аналоговый мультиметр из стрелочного магнитоэлектрического измерительного прибора.

Рубрика	Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	10.12.2013
Размер файла	20,5 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ, МОЛОДЕЖИ И СПОРТА УКРАИНЫ

ст. группы МЗВЯПс-11-1

Белокурский Ю. П.

Содержание

1. Цифровые мультиметры

2. Аналоговые мультиметры

3. Современное понятие мультиметра

Список использованной литературы

Введение

Мультимемтр (от англ. multimeter, темстер -- от англ. Test испытание, авомметр -- от АмперВольтОмметр) -- комбинированный электроизмерительный прибор, объединяющий в себе несколько функций. В минимальном наборе это вольтметр, амперметр и омметр.

Существуют цифровые и аналоговые мультиметры.

Мультиметр может быть как лёгким переносным устройством, используемым для базовых измерений и поиска неисправностей, так и сложным стационарным прибором со множеством возможностей.

Лет двадцать назад самый сложный прибор этого типа мог измерять силу тока, напряжение и сопротивление (отсюда и старое название -- авометр). И даже несмотря на всеобщую цифровизацию мультиметров, их старшие аналоговые братья пока не сдали своих позиций -- в ряде случаев они по-прежнему незаменимы (например, для быстрой качественной оценки параметров или при измерениях в условиях радиопомех). К тому же питание им требуется только при измерении сопротивления, да и то не всегда, так как некоторые мультиметры имеют для этих целей встроенную динамо-машину.

1. Цифровые мультиметры

Наиболее простые цифровые мультиметры имеют разрядность 2,5 цифровых разряда (точность обычно около 10 %). Наиболее распространены приборы с разрядностью 3,5 (точность обычно около 1,0 %). Выпускаются также чуть более дорогие приборы с разрядностью 4,5 (точность обычно около 0,1 %) и существенно более дорогие приборы с разрядностью 5 и выше. Точность последних сильно зависит от диапазона измерения и вида измеряемой величины, поэтому оговаривается отдельно для каждого поддиапазона. В общем случае точность таких приборов может превышать 0,01 %, несмотря на портативное исполнение.

Количество разрядов не определяет точность прибора. Точность измерений зависит от точности АЦП, от точности, термо- и временной стабильности применённых радиоэлементов, от качества защиты от внешних наводок, от качества проведённой калибровки.

2. Аналоговые мультиметры

Аналоговый мультиметр состоит из стрелочного магнитоэлектрического измерительного прибора, набора добавочных резисторов для измерения напряжения и набора шунтов для измерения тока. Измерение сопротивления производится с использованием встроенного или от внешнего источника.

Советские аналоговые мультиметры производились под шифром, начинающимся с буквы Ц, из-за чего широко распространилось их неофициальное название "цэшка".

Основные режимы измерений:

- ACV -- измерение переменного напряжения (сокр. от англ. alternating current voltage -- досл. напряжение переменного тока).

- DCV -- измерение постоянного напряжения (сокр. от англ. direct current voltage -- досл. напряжение постоянного тока).

- DCA -- измерение постоянного тока (сокр. от англ. direct current amperage -- досл. сила тока постоянного тока).

- Щ -- измерение электрического сопротивления.

В некоторых мультиметрах доступны дополнительные функции:

- Прозвомнка -- измерение электрического сопротивления со звуковой (иногда и световой) сигнализацией низкого сопротивления цепи (обычно менее 50 Ом).

- Генерация тестового сигнала простейшей формы (гармонической или импульсной) -- как своеобразный вариант прозвонки.

- Тест транзисторов -- проверка полупроводниковых транзисторов и, как правило, нахождение их h21э (например, тестеры ТЛ-4М, Ц-4341).

- Измерение электрической ёмкости (Ц-4341).

- Измерение индуктивности (редко).

- Измерение температуры, с применением внешнего датчика (как правило, термопара К-типа).

- Измерение частоты гармонического сигнала.

- Измерение большого сопротивления (обычно до сотен МОм; требуется дополнильное устройство).

- Измерение большой силы тока (с использованием подключаемых/встроенных токовых клещей).

И служебные:

- Автоотключение питания

- Подсветка дисплея

- Фиксирование результатов измерений (отображаемое значение и/или максимальное) мультимер разрядность прибор резистор

- Автоматическое определение пределов

- Индикация разряда батарейки

- Индикация перегрузки

- Режим относительных измерений

3. Современное понятие мультиметра

Весьма полезна фиксация (удержание) показаний. Чаще всего она производится при нажатии соответствующей клавиши, но некоторые приборы позволяют автоматически фиксировать любое стабильное и отличное от нуля измерение. Иногда фиксация возможна для кратковременных замыканий или размыканий цепи (триггер) в режиме прозвонки.

Мощные цифровые процессоры позволяют вычислять истинное среднеквадратичное значение измеряемого сигнала с учетом или без учета высших гармоник. Такие приборы стоят дороже, но только они годятся для диагностики проблем в силовых сетях с нелинейными нагрузками. Дело в том, что обычные цифровые мультиметры измеряют среднее значение сигнала, но, исходя из предположения о строгой синусоидальной форме измеряемого сигнала, они откалиброваны для отображения среднеквадратичного значения. Такое допущение приводит к ошибкам в случаях, когда измеряемый сигнал имеет другую форму или является суперпозицией нескольких синусоидальных сигналов или синусоиды и постоянной составляющей. Размер ошибки зависит от формы сигнала и может быть весьма существенным (десятки процентов).

Цифровая обработка результатов измерений требуется гораздо реже: при удержании максимальных (пиковых) значений, при пересчете значений по закону Ома (например, на известном резисторе измеряется напряжение, а отображается рассчитанный ток), при относительных измерениях с вычислением дБ, а также при запоминании нескольких измерений с вычислением средней величины по нескольким отсчетам.

Для инженеров важное значение имеют такие характеристики мультиметров, как разрешение и точность. Прямой зависимости между ними нет. Разрешение зависит от разрядности АЦП и числа отображаемых на дисплее знаков (обычно 3,5; 3,75, 4,5 или 4,75 -- для носимых, и 6,5 -- для настольных). Но сколько бы ни имел знаков дисплей, точность будет определяться характеристиками АЦП мультиметра и алгоритмом вычислений. Обычно погрешность указывают в процентах от измеряемой величины. Для носимых мультиметров она находится в пределах от 0,025 до 3%, в зависимости от вида измеряемой величины и класса прибора.

Некоторые модели имеют одновременно стрелочный и цифровой индикаторы. Очень удобен индикатор с двумя цифровыми шкалами для отображения второй одновременно измеряемой или вычисляемой в ходе измерения величины. Но еще полезней индикатор, где вместе с цифровой имеется аналоговая (столбиковая) шкала. Обычно в цифровых мультиметрах используются сравнительно медленные, но точные и устойчивые к помехам АЦП, где реализован метод двойного интегрирования. Поэтому информация на цифровом дисплее обновляется достаточно медленно (не чаще 4 раз в секунду). Столбиковая диаграмма удобна для быстрой качественной оценки измеряемой величины -- измерение производится с невысокой точностью, но чаще (до 20 раз в секунду).

Новые мультиметры с графическим дисплеем предусматривают возможность отображения формы сигнала, так что с небольшой натяжкой их можно отнести к простейшим осциллографам. Таким образом, мультиметр как бы вбирает в себя свойства все большего числа приборов. Более того, некоторые мультиметры могут работать под управлением компьютера и передавать на него результаты измерений для дальнейшей обработки (носимые разновидности -- обычно через интерфейс RS-232, а настольные -- по GPIB). мультимер разрядность прибор резистор

С точки зрения конструктивного исполнения мультиметры достаточно консервативны. За исключением особой, выпускаемой в виде щупа разновидности, основные отличия состоят в размере дисплея, виде органов управления (клавиши, переключатель, дисковый переключатель), типе элементов питания. Главное, чтобы выбранный прибор соответствовал предполагаемым условиям эксплуатации, а его корпус обеспечивал достаточную защиту (влагобрызгозащита, ударопрочный пластик, футляр).

Еще большее значение имеет защита входов мультиметра и его электробезопасность (защита от поражения электротоком при попадании на входы высокого напряжения). Информация об электробезопасности обычно четко указывается в инструкции и на корпусе прибора. Согласно международному стандарту IEC1010-10, с точки зрения электробезопасности мультиметры делятся на четыре класса: CAT I -- для работы с низковольтными цепями электронных узлов, CAT II -- для локальных цепей питания, CAT III -- для распределительных цепей питания в зданиях, и CAT IV -- для работы на аналогичных цепях вне зданий. Защита входов имеет не меньшую важность (хотя предоставляемые сведения о ней не столь подробны) -- чаще всего мультиметры выходят из строя при превышении разрешенной силы тока, при кратковременных выбросах напряжения и при подключении включенного в режиме измерения сопротивления прибора к цепям под напряжением. Для того чтобы предотвратить это, входы мультиметров могут защищаться самыми различными способами: электронным или электромеханическим (термозащита), с помощью обычного предохранителя или комбинированным. Электронная защита же более эффективна, так как она характеризуется широким диапазоном, универсальностью, быстротой срабатывания и восстановления.

Выбирая мультиметр, не стоит забывать и про аксессуары к нему. Провода должны быть максимально гибкими, а заделка в щупы и вилки выполнена с использованием защитных резиновых втулок. В случаях, когда требуется измерение тока или температуры, вам понадобятся токовые клещи или температурные пробники. Если мультиметр будет применяться в промышленных условиях, то имеет смысл приобрести защитный резиновый башмак или поясную сумку. Нужно поинтересоваться и тем, на какое время работы рассчитаны батареи, а также задуматься, не стоит ли выбрать прибор с питанием от аккумуляторов.

Выводы

Существуют также мультиметры для измерения температуры объекта и модели мультиметров, имеющих возможность запоминания результатов или удержания текущего показания. Большинство приборов имеют индикацию разрядки батарейки и индикацию перегрузки.

Список использованной литературы

1. Бензарь В. К. Словарь-справочник по электротехнике, промышленной электронике и автоматике -- 2-е изд., пер. и доп. -- Мн.: Высшая школа, 1985. -- С. 7. -- 176 с.

2. Садченков Д.А. Современные цифровые мультиметры: СОЛОН - Р, 2002. - 112с.

3. Сазонов Д. Как пользоватся мультиметром; "Железо" 2004. - №8

Подобные документы

Рассмотрение сервисных функций мультиметра: измерение емкости и индуктивности, температуры, частоты; прозвонка; проверка полупроводниковых приборов и генерация простого тестового сигнала. Функциональная схема цифрового мультиметра АЦП серии 7106.

реферат [1,3 M], добавлен 08.05.2013

Анализ существующих технических решений. Особенности взаимодействия устройства с компьютером. Разработка структурной схемы мультиметра. Рассмотрение логической структуры программного комплекса, методики проверки схемы преобразователя входного напряжения.

дипломная работа [2,6 M], добавлен 13.09.2017

Измерение постоянного тока, расчет сопротивления шунта, определение погрешности измерения. Теоретические сведения. Параметры магнитоэлектрического прибора. Конcтруирование магнитоэлектрического прибора. Проверка миллиамперметра.

лабораторная работа [9,0 K], добавлен 10.06.2007

Обозначение приставок и множителей. Горячие клавиши и их интерпретация. Среда Multisim, ее компоненты. Виртуальные приборы: мультиметр, генератор сигналов, осцилограф, построитель частотных характеристик, анализатор спектров. Требования к топологии схем.

курсовая работа [1,5 M], добавлен 11.09.2015

Расчет измерительного моста постоянного тока. Составление схемы одинарного моста. Формулы для расчета параметров элементов. Условия обеспечения погрешности косвенного измерения при максимальной чувствительности прибора. Определение потребляемого тока.

Цифровые мультиметры - комбинированный электроизмерительный прибор, объединяющий в себе несколько функций. В минимальном наборе это вольтметр, амперметр и омметр.
Мультиметр может быть как лёгким переносным устройством, используемым для базовых измерений и поиска неисправностей, так и сложным стационарным прибором со множеством возможностей.

Содержимое работы - 1 файл

Цифровые мультиметры.docx

Цифровые мультиметры - комбинированный электроизмерительный прибор, объединяющий в себе несколько функций. В минимальном наборе это вольтметр, амперметр и омметр.

Мультиметр может быть как лёгким переносным устройством, используемым для базовых измерений и поиска неисправностей, так и сложным стационарным прибором со множеством возможностей.

Типичная погрешность цифровых мультиметров при измерении сопротивлений, постоянного напряжения и тока менее ±(0,2 % +1 единица младшего разряда). При измерении переменного напряжения и тока в диапазоне частот 20 Гц…5 кГц погрешность измерения ±(0,3 %+1 единица младшего разряда). В диапазоне высоких частот до 20 кГц при измерении в диапазоне от 0,1 предела измерения и выше погрешность намного возрастает, до 2,5 % от измеряемой величины, на частоте 50 кГц уже 10 %. С повышением частоты повышается погрешность измерения.

Типичные диапазоны измерений:

постоянное напряжение: 0..200 мВ, 2 В, 20 В, 200 В, 1000 В

переменное напряжение: 0..200 В, 750 В

постоянный ток: 0..2 мА, 20 мА, 200 мА, 10 А (обычно через отдельный вход)

переменный ток: нет

сопротивления: 0..200 Ом, 2 кОм, 20 кОм, 200 кОм, 2 МОм.

Принцип работы мультиметра основан на сравнивании входного сигнала с опорным. В основе цифрового мультиметра – АЦП двойного интегрирования. Изменение предела измерений реализуется на резисторных делителях; если в мультиметре есть милливольтовое деление, возможна реализация оборудования на встроенном усилителе с возможностью изменения коэффициента усиления. Напряжение измеряется путем прямого подключения к цепи. Измерение тока основано на падении напряжения на встроенных резисторах (разный резистор для разного предела измерения). Сопротивление измеряется при подаче фиксированного тока на резистор, с которого считывается значение (включение резистора реализовано на обратной связи инвертирующего усилителя).

Функциональная схема цифрового мультиметра

коммутатор К измеряемых сигналов
операционный усилитель ОУ
аналого-цифровой преобразователь АЦП
цифровой индикатор ЦИ

Ко входам коммутатора подключены различные измерительные преобразователи. Для простоты на рисунке показано три преобразователя.

1. Аттенюатор А служит для преобразования постоянного напряжения высокого уровня в постоянное напряжение более низкого уровня.

2. Прецизионный выпрямитель ПВ служит для преобразования переменного напряжения (тока) в напряжение постоянного тока.

3. Преобразователь ПR преобразует сопротивление в напряжение постоянного тока. Чаще всего это просто прецизионный источник постоянного тока, который задается через измеряемое сопротивление и создает на нем падение напряжения U = IR.

Таким образом, мультиметр может измерять напряжение (и токи) постоянного и переменного тока, а также сопротивление.

Измерительные приборы с электронной начинкой и ручным управлением, применяемые в электронике и электротехнике для измерения свойств цепи электрического тока называются мультиметры. Приборы могут измерять различные параметры, включая напряжение, ток, сопротивление, емкость, определять полярность выводов, а также цоколевку транзисторов и многие другие параметры.

Устройство

Мультиметры состоят из пластмассового корпуса, в котором располагается электронная начинка, блока питания, экрана, или стрелочной шкалы, регулятора, которым можно выбирать вид и интервал измерений.

Чтобы было удобно измерять параметры цепи, устройство снабжено специальными щупами, которые выполнены в виде заостренных металлических стержней с изолированными ручками. Эти щупы присоединяются к мультиметру штекерами через гибкие проводники.

Классификация и особенности

Все мультиметры, или как их еще называют, тестеры, делятся на два класса:

Аналоговые мультиметры

Тестеры классического типа, которые используются давно, имеющие стрелочную шкалу показаний, относятся к аналоговому классу приборов. Они уже практически вытеснены цифровыми приборами.

В корпусе имеется встроенный экран с градуированной шкалой и стрелкой. Измерения осуществляются с применением электронных блоков.

Такие приборы не обладают высокой точностью замеров, но достаточно надежны в работе. С помощью них можно измерить параметры при сильных помехах от радиоволн, в отличие от современных цифровых устройств.

Цифровые мультиметры

Цифровые тестеры относятся к приборам высокой точности. Они оснащены электронными компонентами компактных размеров, удобным цифровым жидкокристаллическим дисплеем.

В основе конструкции цифрового прибора имеется контроллер с аналого-цифровым преобразователем. В микросхеме находится блок, который производит анализ напряжения.

С помощью таких устройств можно измерить параметры с наименьшей погрешностью, они удобны в эксплуатации и имеют небольшие размеры. Основным их недостатком является повышенная чувствительность к радиопомехам и другим электромагнитным излучениям.

Классификация по точности

Мультиметры имеют различную точность измерений в зависимости от исполнения прибора. Наиболее простыми являются тестеры с разрядностью 2,5. Это эквивалентно точности измерений 10%. Наиболее применяемыми моделями стали мультитестеры с точностью 1%. Также такие приборы могут иметь более низкую точность. Их стоимость зависит от точности. Чем выше точность измерений, тем прибор дороже.

Сфера применения

Эти универсальные приборы позволяют измерять несколько параметров постоянного и переменного тока: напряжение, ток, сопротивление, в то время как специализированные приборы, такие как омметры, амперметры и вольтметры, могут измерить только один определенный параметр цепи.

Мультиметры широко используются в промышленной сфере, электротехнике, электронике, в инженерных расчетах, при проведении ремонтных и эксплуатационных работ. Вместе с контрольными лампами мультитестеры применяют при отделочных работах, во время монтажа и подключения электрической сети. Использование мультиметров дает возможность обеспечения качественной установки электрооборудования.

Подготовка прибора к работе

Для начала необходимо прочитать инструкцию к прибору и убедиться в том, что он может функционировать в той цепи напряжения, которую вы хотите измерять.

Перед началом измерений прибор нужно подготовить к работе, собрать все элементы, подсоединить к клеммам корпуса гибкие проводники со щупами. Чаще всего при осуществлении многих измерений, например, при контроле внутренних электрических систем здания, примеряется определенный алгоритм подключения мультитестера:

Проверка цепи цифровым мультиметром

Тестирование параметров цепи осуществляется для контроля состояния изоляции проводов, их целостности, качества соединений. Прозвонка цепи производится двумя методами.

Метод замера сопротивления цепи

Установите регулятор в режим замера сопротивлений на любое значение показаний.

Если же на дисплее отобразилось некоторое значение, то по цепи протекает ток. Это говорит о том, что имеется замыкание проводов, либо свидетельствует о хорошей сборке. В этом случае, чем ниже значение сопротивления на дисплее, тем качественнее сборка.

Порядок прозвона 3-жильного кабеля на наличие замыкания проводов.

Метод измерения проводимости

Установите регулятор в режим проверки цепи (есть не во всех приборах).

Далее проводите измерения по алгоритму, описанному выше.

Определение напряжения и прозвон заземления

Для измерения напряжения и контроля контура заземления, при помощи ручки переключения установите режим для напряжения переменного вида, на значение интервала, превышающего измеряемое напряжение.

1. Определение напряжения

Вставьте наконечники щупов в гнезда розетки сети.

На экране появится величина напряжения. Полярность щупов для подключения не важна, так как при подключении щупов с обратной полярностью на экране также будет отображаться измеряемая величина, только со знаком минуса.

Величина напряжения в сети постоянно изменяется, и чаще всего отличается от 220 вольт, но это не является поломкой или неисправностью.

2. Прозвон заземления

Для проверки заземляющего контура один щуп прикладывают к заземлению, другой к фазе. Показания прибора будут равны или немого выше выше чем при измерении напряжения между нулем и фазой. Если прибор показывает ноль то это значит, заземление в розетке отсутствует.

При прозвонке заземления, часто возникают трудности. Цепь (заземление – фаза и нейтраль – фаза) прозваниваются практически с равными значениями напряжения. Поэтому их трудно отличить. Если самостоятельно не было установки электрической проводки, то скорее всего провод заземления окажется нулевым проводом.

Наиболее сложным является определить контуры заземления в старых домах с отсутствующим заземлением. Если заземление было соединено с нулевым проводом, то возникнут проблемы с измерительными приборами и безопасностью бытовых устройств.

Для предотвращения особых сложностей, перед монтажными работами нужно убедиться, есть ли заземление на входе в здание в распределительном щите, а потом осуществлять соединения по цветовой маркировке проводов.

Если нужно выяснить, есть ли заземляющий контур в проводке, то следуйте некоторым советам:

Во вновь построенных домах значение напряжения в цепи фаза-заземление больше, чем в цепи фаза-нейтраль.
Между нулевым проводом и заземлением возможно появление напряжения, вследствие наличия слабого потенциала на проводе ноля.

Проверка транзисторов

Измерение емкости

Ножки конденсатора вставляются в специальные гнезда, подается импульс напряжения, делается оценка времени разряда. Разность потенциалов на конденсаторе уменьшается по экспоненциальному закону, по которому дается оценка этого параметра. Этот метод применяется в технике для различных целей.

Измерение температуры

Дополнительной функцией некоторых цифровых устройств является измерение температуры, которое основано на действии термопары. Современная электронная техника может определить температуру по изменению сопротивления термопары. Напряжение также определяется аналого-цифровым преобразователем и выдается на дисплей.

Для измерения температуры контроллер имеет дело с напряжением. На корпусе мультиметра имеется специальное гнездо для подключения проводов термопары.

Чтобы измерить температуру выполняют следующие шаги:

Вставляют провода термопары в соответствующее гнездо.
Размещают термопару в измеряемую среду.
На дисплее выдается величина температуры.

Работа аналогового мультиметра

Этот прибор работает с током, в отличие от цифрового устройства, который в работе использует напряжение. В индуктивной катушке поле витков усиливается и отклоняет стрелку в сторону. Такой прибор служит для:

Измерения сопротивлений и емкостей.
Измерения напряжения.
Определение силы тока.

Показания всех параметров выдается на стрелочный экран с градуированной шкалой. Для переключения интервалов измерения имеется ручка управления. Так же, как и в цифровом приборе, есть специальные гнезда для подключения проводов щупов.

Стрелочные аналоговые мультиметры в настоящее время потеряли свою актуальность из-за популярности цифровых приборов.

Цифровой мультиметр это основной инструмент специалиста по КИП, ведь с его помощью можно проверить поступает ли напряжение питания на датчик, измерить выходной ток прибора, найти обрыв в кабеле и многое другое. Цифровые мультиметры получили широкое распространение благодаря малым габаритам и весу, широким пределам измерения, приемлемой точности и низкой цене.

К сожалению, большинство мультиметров комплектуются лишь краткой инструкцией с перечислением основных функций из-за чего у начинающих специалистов часто возникают вопросы по применению этих мультиметров. Поэтому в данной работе рассмотрим не только основные функции цифрового мультиметра, но и то, как этими функциями пользоваться на примере широко распространенного мультиметра DT 830B.

Устройство мультиметра и правила работы с ним

Простые цифровые мультиметры типа DT 830 и аналогичные им имеют на лицевой панели 3,5 разрядный семисегментный ЖК индикатор, поворотный переключатель пределов измерения и три гнезда для подключения щупов. Питание мультиметра осуществляется от батарейки типа "Крона" напряжением 9В. Для замены батарейки необходимо снять заднюю крышку прибора, при этом также открывается доступ к печатной плате мультиметра, на которой расположен, в том числе, предохранитель номиналом 200 мА.

Одно из гнезд для подключения щупов, а именно гнездо СОМ, задействовано всегда, при любом роде выполняемых измерений. Обычно к гнезду СОМ присоединяется щуп черного цвета, а к гнезду VΩmA подключается щуп красного цвета при измерении постоянного и переменного напряжения, сопротивления и постоянного тока величиной до 200 мА. Для измерения постоянного тока величиной более 200 мА красный щуп из гнезда VΩmA необходимо вынуть и подключить его в гнездо 10А.

На лицевой панели мультиметра кроме того расположен восьми контактный разъем (сокетт) подключения транзисторов для измерения коэффициента усиления по току h21э (или hFE). Причем измерить коэффициент усиления по току удается только у биполярных низкочастотных транзисторов малой и средней мощности. Так как в процессе обслуживания и ремонта оборудования КИП нет необходимости измерять коэффициент усиления транзисторов, то данный режим работы мультиметра рассматриваться не будем. Отметим лишь только, что к контакту Е разъема подключается эмиттер транзистора, к контакту В - база, к контакту С - коллектор, но перед этим необходимо, например, по справочнику определить структуру транзистора: p-n-p или n-p-n и выбрать соответствующую сторону разъема.

В режиме проверки целостности полупроводниковых диодов мультиметр генерирует небольшое испытательное напряжение и ток, которое и прикладывается к проверяемому диоду. Если диод исправен, то при подключении красного щупа (плюса) мультиметра к аноду, а черного щупа к катоду на дисплее высветиться значение падения напряжения на p-n переходе диода. Для кремниевых диодов это напряжение находиться в пределах 0,6. 0,9 В. При обратной полярности подключения (красный щуп - катод, черный щуп - анод) на дисплее высветится единица, так как диод проводит ток только в одном направлении. При проверке диодов без выпаивания их из схемы ремонтируемого устройства имейте ввиду, что соединенные с диодом другие радиодетали могут исказить результат измерения. Поэтому желательно хотя бы один вывод диода отсоединять от схемы.

Отключение мультиметра по окончанию проведения измерений осуществляется путем установки поворотного переключателя в положение OFF.

При работе с мультиметром не прикасайтесь к оголенной части щупов, так как, во-первых, это может привести к поражению электрическим током (при измерении тока и напряжения) и, во-вторых, из-за относительно низкого электрического сопротивления тела человека может возрасти погрешность измерения, особенно при измерении больших сопротивлений.

Недорогие мультиметры DT 830B и им подобные можно применять только для измерений, производимых при наладке оборудования и поиске неисправностей. Их нельзя использовать при калибровке и уж тем более при поверке датчиков и другого оборудования КИП, так как точность измерения данных мультиметров недостаточна для этих целей. При поверке и калибровке оборудования следует использовать более точные мультиметры, например, отечественные приборы серии В7 или импортные мультиметры APPA, Fluke и аналогичные.

Всегда следите за степенью разряда батареи мультиметра, так как в случае сильного разряда батареи погрешность измерения прибора резко возрастает. При покупке мультиметра отдавайте предпочтение тем моделям, у которых есть индикатор разряда батареи. И меняйте батарею сразу же, как только загорится индикатор разряда батареи.

Если значение измеряемой величины вам не известно даже ориентировочно, то всегда начинайте измерения, установив максимально возможный предел измерения для данного рода измерений. Мультиметр, особенно недорогие модели, является не ремонтопригодным устройством, поэтому при выполнении измерений будьте внимательны и следите за тем, в какие гнезда вставлены щупы и в каком положении находиться поворотный переключатель.

Читайте также: