Hoe een multimeter, DC-spanningsmeting te gebruiken

Het woord multimeter bestaat uit twee woorden: multi - veel en meter - metingen, meetinstrument. Deze definities zijn te vinden in het multitran Engels-Russisch woordenboek, en daarom kunnen we vol vertrouwen zeggen dat een multimeter een veelheid aan meetinstrumenten is "verpakt" in één kleine doos. Al deze meetinstrumenten zijn ontworpen voor metingen in elektrische circuits, en het zou onvergeeflijk zijn om een ​​verhaal over elektrische metingen te beginnen zonder de wet van Ohm te onthouden.

In schoolboeken wordt de wet van Ohm voor een gedeelte van een circuit als volgt geschreven: "De stroom in het circuit (I) is direct evenredig met de spanning (U) en omgekeerd evenredig met de weerstand (R)." Iedereen die serieus bezig is met elektriciteit kent deze zin als onze Vader. En zeg dan, zonder de wet van Ohm te kennen - thuis te zitten.

Als de wet van Ohm is geschreven in de vorm van een wiskundige formule, zal het heel eenvoudig blijken: I = U / R.

Dit is de wet van Ohm voor een deel van de keten, waartoe we ons hier zullen beperken. Voor de juiste resultaten moeten de huidige waarden in ampères, spanningen in volt en weerstand in ohm in de formule worden vervangen. De eerste letters zijn hoofdletters, omdat de meeteenheden afkomstig zijn van de namen van de wetenschappers die deze wetten hebben ontdekt.

Toegegeven, het is niet verboden om bijvoorbeeld de weerstand in kilo-ohm (1 KOhm = 1000 Ohm) te vervangen, dan wordt de stroom in milliampère (1 mA = 0,001 A). Een dergelijke substitutie in laagstroomcircuits wordt vaak gebruikt.

Het eenvoudigste elektrische circuit getoond in figuur 1 bestaat uit een spanningsbron, verbindingsdraden, stroomonderbreker en belasting. Maar op het voorbeeld van dit circuit kun je alles zien wat wordt vermeld in de wet van Ohm, alles wat kan worden gemeten met behulp van instrumenten, maak kennis met de aansluiting van een ampèremeter, voltmeter en ohmmeter.

Figuur 1. Het eenvoudigste elektrische circuit

Uit te voeren huidige metingen, voltages en weerstand er zijn drie verschillende apparaten nodig: een ampèremeter, een voltmeter en een ohmmeter. Apparaten aansluiten wordt weergegeven in afbeelding 2.

Figuur 2. Meetinstrumenten aansluiten op een elektrisch circuit

Uit deze figuur blijkt dat ampèremeter het is verbonden met de stroomonderbreking in serie met de belasting, de voltmeter is parallel verbonden met de circuitsectie, de ohmmeter is ook parallel met de testsectie, maar de voedingsspanning moet worden losgekoppeld of een niet-aangesloten onderdeel wordt helemaal gecontroleerd. Natuurlijk kunt u de weerstand van de weerstanden R1, R2 meten, zonder ze uit het circuit te verdampen, vergeet niet om de stroom uit te schakelen.

Wat niet te doen of de juiste manieren om een ​​multimeter te branden

Hier kunt u meteen een paar opmerkingen maken, een paar lastige vragen stellen. Wat gebeurt er als u bijvoorbeeld een voltmeter en ampèremeter verwisselt, verwart?

De voltmeter, opgenomen in de stroomonderbreker in plaats van de ampèremeter, zal hoogstwaarschijnlijk geen speciale problemen veroorzaken: de grote interne weerstand van de voltmeter beperkt de stroom op een zodanig niveau dat het circuit gewoon stopt met werken, alsof de stroomonderbreker wordt geopend.

Het is iets heel anders als de ampèremeter bijvoorbeeld wordt ingeschakeld in plaats van een voltmeter in plaats van V1. De stroom door de ampèremeter zal het maximum bereiken dat de stroombron kan leveren, omdat de interne weerstand van de ampèremeter erg klein is (in de normale meetmodus, hoe kleiner hoe beter).

In geval van galvanische cel dit is niet bijzonder eng, omdat de stroom wordt beperkt door de interne weerstand van de batterij en de meetlimiet van de ampèremeter behoorlijk groot is (10 of meer ampères).

Dit is hoe men een AA- of AAA-cel met een spanning van 1,5 V kan testen.Als het element bruikbaar is, zal de ampèremeter een stroom van ten minste 1A of zelfs meer weergeven, terwijl de stroom van het ontladen element niet meer is dan een paar milliampère of helemaal geen stroom.

Maar een dergelijke aanbeveling is absoluut niet geschikt voor het controleren van batterijen van dezelfde grootte: batterijen houden echt niet van kortsluiting en kunnen zelfs exploderen! Zelfs als het de explosie niet bereikt, zal het opladen van een dergelijke batterij problematisch zijn.

Als de ampèremeter (multimeter in de huidige meetmodus) is "aangesloten" op een stopcontact van 220V, dan is de explosie van het apparaat gewoon onvermijdelijk. Hetzelfde gebeurt als u de spanning in het stopcontact probeert te meten met een multimeter in de weerstandsmeetmodus. Geloof me, er zijn veel van dergelijke gevallen geweest. Daarom is het niet nodig, als het niet nodig is, puur uit interesse, om de spanning aan de uitgang te meten!

Het moet gewoon als een wet worden aanvaard, als een regel worden beschouwd. Wel, wat is het verschil, hoeveel zijn 210 of 235V in deze uitlaat? Alle moderne elektronische apparatuur werkt inderdaad in een zeer breed spanningsbereik, wat wordt vergemakkelijkt door moderne schakelende voedingen.

Veel instrumenten voor eenvoudige metingen

Het elektrische circuit in figuur 2 wordt gevoed door een gelijkstroombron - een galvanische batterij, dus de ampèremeter en de voltmeter moeten zijn ontworpen voor meting in DC-circuits. Als zelfs zo'n eenvoudig circuit wordt gevoed door wisselstroom (220V, stroomonderbreker, gloeilamp), dan hebben de apparaten wisselstroom nodig. Het blijkt dat je een heleboel apparaten nodig hebt, zelfs met zo'n eenvoudig schema!

Dit eenvoudige circuit wordt getoond om de manieren te vernieuwen om apparaten in het geheugen aan te sluiten. Meer details over het meten van stromen en spanningen vindt u in het artikel. "Metingen in elektrische circuits".

Het is heel eenvoudig om van zo'n aantal apparaten af ​​te komen: monteer alle apparaten in één behuizing en gebruik de schakelaars om dezelfde meetpijlpunt op elk van hen aan te sluiten. Zulke apparaten werden ooit combinatie of avometers genoemd - AmpereVoltOmmeter.

Een andere naam voor deze apparaten is een tester, uit de Engelse test - verificatie, test, omdat de nauwkeurigheid van metingen met dergelijke apparaten klein is. In de regel zijn dit apparaten van de 4e nauwkeurigheidsklasse, d.w.z. de meetfout is 4%, wat voldoende is voor de meeste praktische doeleinden.

Momenteel zijn pijltesters niet alleen met pensioen, maar worden ze zelden gebruikt, hoewel ze in sommige gevallen gewoon niet zonder kunnen. Maar veel, meestal oude specialisten, geven de voorkeur aan pijlmeters. Welnu, dit is wie wat gewend is. Dus kwamen we langzaam tot een modern gecombineerd instrument - een multimeter.

Moderne digitale multimeter

In tegenstelling tot antieke testers is de multimeter een digitaal apparaat geworden, de 'Digitale multimeter' staat op de verpakking. Dit komt niet door het feit dat de waarden worden weergegeven in de vorm van getallen, het verschil ligt in het werkingsprincipe. De gemeten waarde, spanning, stroom of weerstand met behulp van een analoog-digitaalconvertor (ADC) wordt omgezet in een digitale code, die vervolgens wordt weergegeven op een digitaal LCD-scherm.

Naast de werkelijke meetresultaten kan de indicator aanvullende informatie weergeven: de status van de batterijlading (wanneer het tijd is om de batterij te vervangen, verschijnt een knipperend beeld van de batterij op het display) en een waarschuwing over het meten van hoge spanningen. Multimeters, met kleine afmetingen en lage prijzen, hebben een hoge meetnauwkeurigheid, die hen een welverdiende populariteit bij gebruikers opleverde.

De eenvoudigste manier om met het apparaat en de bediening van het apparaat om te gaan wanneer het in handen is. Maar aangezien er geen dergelijke mogelijkheid is, is een foto met de afbeelding van het apparaat heel geschikt. Het is voldoende om een ​​foto te nemen en deze van verklarende opschriften te voorzien. Een vergelijkbare foto wordt getoond in figuur 3. (klik op de afbeelding om te vergroten).

Figuur 3Het uiterlijk van de digitale multimeter D838

Waarom en wie heeft een multimeter nodig

Multimeters van de D83X-serie zijn een budgetoptie - tegen minimale kosten is er een set van alle of bijna alle bedrijfsmodi die de meeste elektriciens, elektronische ingenieurs en alleen degenen die van tijd tot tijd met elektriciteit moeten communiceren, gebruiken. Natuurlijk zijn er duurdere modellen met extra meetlimieten en verschillende operationele voorzieningen.

Allereerst is het de mogelijkheid om de capaciteit van condensatoren en de inductie van spoelen te meten. Sommige multimeters hebben zelfs een frequentie-meetmodus, maar deze is meestal beperkt tot de frequenties van het audiobereik, tot 20 KHz. Bijna alle multimeters, inclusief de budgetoptie, hebben een modus voor het meten van de versterking van transistors met laag vermogen, maar ze worden niet vaak gebruikt.

Extra opties zijn de achtergrondverlichting van de schaal (hoe anders 's nachts metingen te verrichten?) En de knop voor het opslaan van het laatste meetresultaat. Een dergelijke opslag maakt het mogelijk om het resultaat in een notitieblok of in een voorgedrukte tabel te schrijven. Eigenlijk een zeer nuttige eigenschap.

De in figuur 3 getoonde DT838-multimeter als een aangename toevoeging heeft een temperatuurmeetmodus: als u de multimeter eenvoudig in deze modus inschakelt, kunt u met behulp van de interne temperatuursensor de temperatuur in de werkkamer bewaken.

Het apparaat is voltooid extern thermokoppel type K, waarmee u temperaturen tot enkele honderden graden kunt meten, bijvoorbeeld de temperatuur van een soldeerbout of heteluchtpistool.

Soortgelijke apparaten van andere series, bijvoorbeeld, DT832, in plaats van een temperatuurmeter, hebben een ingebouwde rechthoekige pulsgenerator met een vaste frequentie van ongeveer 1 KHz, waarmee u bijvoorbeeld audiofrequentieversterkers kunt controleren.

Vergeet niet om de multimeter 's nachts uit te schakelen

Een andere leuke eigenschap die inherent is aan duurdere multimeters, is de automatische uitschakeling: na 15 minuten wordt het apparaat uitgeschakeld. Verder werken is alleen mogelijk door nogmaals op de aan / uit-knop te drukken.

In apparaten zoals de D83x wordt het afsluiten uitgevoerd door een enkele schakelaar in de UIT-positie te zetten (zie Fig. 3). Als u zich erg laat meeslepen en vergeet het apparaat uit te schakelen, laat het een nacht staan ​​(om de een of andere reden gebeurt dit het vaakst), dan moet de batterij de volgende dag worden vervangen.

De kosten van de "Krona" -batterij (de oude binnenlandse naam, nu is het gewoon het type 6F22) zijn van gemiddelde kwaliteit zijn klein en kopen is geen probleem. Maar toch, zelfs in een van de nieuwste radiomagazines voor 2014, namelijk in nummer 9, verscheen een artikel getiteld "Converter voor het voeden van een digitale multimeter".

De converter werkt op een enkele AA-batterij of op een enkele nikkel-cadmium-batterij. Daar worden ook een eenvoudige schakeling, een printplaat en assemblage- en configuratietechnieken gegeven. Aan het einde van het artikel wordt een lijst van verschillende eerdere publicaties over dit onderwerp gegeven: ook radiomagazines met vergelijkbare schema's.

Figuur 4. Geïmporteerde "Krone"

Een dergelijk ontwerp was geschikt tijdens het Sovjet-algemene tekort, toen het onmogelijk was om de Kron-batterij te "krijgen", zoals zoveel meer. Nu kan zo'n converter alleen worden samengesteld "uit liefde voor de kunst".

Over het algemeen hebben de editors van Radio Magazine zich de afgelopen jaren heel vreemd gedragen: in plaats van goed, interessant materiaal te publiceren, de kwaliteit van publicaties te verbeteren, achtervolgen zij (de editors) diensten voor het delen van bestanden en nemen ze hun creaties onder de merknaam van de wet op de bescherming van het auteursrecht.

Laat de lezer niet denken dat dit de subjectieve mening is van de auteur van het artikel over het tijdschrift: op elektronische forums vindt u veel redeneringen over dit onderwerp, veel categorischer.

Laten we de multimeter gaan bestuderen

Vaak hoor je zulke uitspraken: “Nou, ik weet hoe ik een draad van een elektrische gitaar moet laten rinkelen voor een open of kortsluiting. En ik heb geen andere nodig. "Laten we, om dergelijke uitspraken kleiner te maken, nog een keer kijken naar figuur 3, wat ons zal helpen erachter te komen wat de multimeter kan meten.

Op het voorpaneel van de multimeter zijn twee grote details meteen duidelijk: bovenaan bevindt zich een liquid crystal indicator (display) en in het midden een grote ronde bedieningsknop. In dit apparaat is het in feite de enige, er zijn gewoon geen anderen. Met deze hendel worden de bedrijfsmodi en meetlimieten in deze modi omgeschakeld. Multimeters van andere merken zien er ongeveer hetzelfde uit.

Om de geselecteerde meetlimiet aan te geven, heeft de handgreep een afschuining met een geëxtrudeerde driehoek, wat niet erg handig is tijdens het werken. Als deze driehoek is gevuld met witte verf, zoals weergegeven in figuur 3, zijn er veel minder foutieve insluitsels.

Meetmodi

Met behulp van de zojuist genoemde knop kunt u een van de meetmodi selecteren. De beschouwde multimeter biedt verschillende MODI:

• DC-spanningsmeting

• AC-spanningsmeting

• DC-stroommeting

• Weerstandsmeting

• Bedrading van draden en halfgeleiders

• Transistorversterkingsmeting

• Temperatuur meting

Elke meetmodus is, naast het meten van de temperatuur, de halfgeleidercontinuïteit en transistorversterking, onderverdeeld in verschillende LIMIETEN, die de nauwkeurigheid van de metingen aanzienlijk kunnen verhogen, die later zullen worden beschreven.

Bij praktisch werk is het meestal noodzakelijk om constante spanningen te meten en de "kiesmodus" te gebruiken om de integriteit van de installatie of de gezondheid van diodes, transistors, soms zelfs microschakelingen te bepalen. Daarom moeten deze metingen voldoende gedetailleerd worden beschreven.

DC-spanningsmeting

Elektronische apparatuur wordt aangedreven door constante spanningsbronnen. Dit kunnen batterijen, galvanische cellen zijn, en wanneer ze worden gevoed door het lichtnet, zijn dit voedingen van verschillende circuits en ontwerpen. Daarom is het bij de reparatie en inbedrijfstelling van elektronische apparatuur meestal noodzakelijk om constante spanningen aan de elektroden van transistoren en microschakelingen te meten en de bedrijfsmodi op gelijkstroom te controleren. Hoe een multimeter te gebruiken om DC-spanningen te meten, wordt verder beschreven.

In figuur 3 is de schakelaar van het soort werk ingesteld op de modus voor constante spanningsmeting en op de hoogste limiet van maximaal 1000V. Tegelijkertijd geeft het display een waarschuwing over het gevaar van hoge spanning: HV - (hoge spanning - hoge spanning). Dezelfde waarschuwing verschijnt op de limiet van 750V AC. Aldus waarschuwt het apparaat zelf dat in dit meetbereik levensbedreigende spanningen aanwezig kunnen zijn.

Maar dit is helemaal niet nodig, omdat het bij deze limiet mogelijk is om spanningen te meten die helemaal niet gevaarlijk zijn, bijvoorbeeld in autokabels, waar de spanning slechts 12V is, of slechts een enkele galvanische cel. Toegegeven, de meetresultaten zullen niet erg nauwkeurig zijn. Meer betrouwbare resultaten worden verkregen bij metingen bij een limiet van 20V.

Toen digitale instrumenten zeldzaam waren, waren het vooral enorme laboratoriuminstrumenten "met twee handvatten om te dragen", bijna alle metingen werden uitgevoerd met pijlmeters. En dan was er een dergelijke regel dat het meest nauwkeurige resultaat zou worden verkregen als tijdens het meten van de pijl niet lager is dan het eerste derde deel van de schaal, het is beter als dichter bij het midden. De spanning van 5V kan bijvoorbeeld worden gemeten bij de limiet van 30V, maar het resultaat is nauwkeuriger als u de limiet van 10V gebruikt.

Deze aanbeveling moet worden gevolgd bij het werken met een digitale multimeter, d.w.z. kies de meest geschikte meetlimiet. Dit zal later worden besproken.

DC-spanningsmetingslimieten

Er zijn vijf limieten in de DC-spanningsmeting MODE:

• 200m,

• 2000m,

• 20,

• 200,

• 1000.

Op een limiet van 200 m (hierna, zoals geschreven op het apparaat in Fig. 3), is het mogelijk om spanningen te meten die niet groter zijn dan 200 millivolt, om het eenvoudiger te zeggen, slechts 0,2V.

Met de limiet van 2000 m kunt u een spanning meten tot 2V. Hiermee kunt u bijvoorbeeld de spanning van een galvanische cel of de spanningsval over een weerstand in het emittercircuit van een transistor meten.

De volgende drie limieten worden eenvoudig aangegeven door cijfers zonder letters: 20, 200, 1000. Dit zijn spanningen van de meetlimieten in Volt. Redeneren over de nauwkeurigheid van metingen kan de hieronder getoonde cijfers bevestigen. De AA-type vingerbatterij werd als de bron van de gemeten spanning genomen, alleen het eerste dat bij de hand kwam, maar de meetresultaten bleken vrij duidelijk.

Metingen bij verschillende limieten

De eerste meting van de batterijspanning werd uitgevoerd bij de limiet van 1000, zoals weergegeven in figuur 5. Opgemerkt moet worden dat onbeduidende nullen niet bij alle limieten worden opgeheven.

Figuur 5

Hier was het mogelijk om precies 1B te meten, omdat de resolutie van deze limiet slechts 1B is, worden tienden van een volt eenvoudig niet weergegeven, wat wordt aangegeven door de afwezigheid van een komma na het minst significante teken. Als de gemeten spanning bijvoorbeeld 135,2 V is, kunnen we het resultaat van 135 V zien.

Misschien zal iemand zeggen: "Denk na, twee tienden van een volt!". Ja, in het tweede geval spelen deze twee tienden helemaal geen rol, maar bij het meten van de spanning op de batterij is een dergelijke afronding van het meetresultaat onaanvaardbaar.

Het feit is dat een nikkel-cadmium- of metaalhydridebatterij als opgeladen wordt beschouwd als de spanning erop minimaal 1,2V is. Als de spanning slechts 1 V is, geeft dit aan dat de batterij moet worden opgeladen. Maar hij was het die gewoon onder de arm viel, hoewel hij zich aan niets schuldig maakte.

Zet de spanningsmeetlimiet op 200. Er verschijnt al een decimaalpunt, waarna tienden van een volt worden weergegeven. Het meetresultaat komt veel dichter bij de waarheid, zoals te zien in figuur 6.

Afbeelding 6. Batterijspanning 1,2 V

Bij de meetlimiet van 20 zal het resultaat nauwkeuriger zijn, tot honderdsten van een volt, zie figuur 7.

Afbeelding 7. Batterijspanning 1,22 V

En op de limiet van 2000 m wordt het resultaat weergegeven in millivolt, d.w.z. nauwkeurig tot 1/1000 volt (1 millivolt). Afgebeeld in figuur 8.

Afbeelding 8. Batterijspanning 1.222 V

Sommige apparaten hebben een meetlimiet van 2 (2 volt), dan ziet het resultaat eruit als 1,222V. Er staan ​​drie cijfers achter de komma, waarmee ook metingen met een resolutie van 1 millivolt kunnen worden uitgevoerd.

Met de limiet van 200 m kunt u spanningen meten die niet hoger zijn dan 0,2 V en voor het betreffende geval (batterij) past het niet, het is gewoon te klein. Het apparaat kan niet doorbranden, maar dit moet niet worden gedaan. Over het algemeen is er zo'n GOUDEN regel: als de grootte van de gemeten spanning (stroom) ten minste ongeveer onbekend is, moeten metingen beginnen vanaf de grootste meetlimiet!

Vervolg van het artikel:Hoe spanning, stroom, weerstand met een multimeter te meten, diodes en transistors te controleren

Boris Aladyshkin