Como usar um multímetro, medição de tensão DC

A palavra multímetro consiste em duas palavras: multi - lote e medidor - medidor, dispositivo de medição. Essas definições podem ser encontradas no dicionário inglês multitranco-russo e, portanto, com total confiança, podemos dizer que um multímetro é uma infinidade de instrumentos de medição “embalados” em uma pequena caixa. Todos esses instrumentos de medição são projetados para medições em circuitos elétricos, e seria imperdoável começar uma história sobre medições elétricas sem lembrar a lei de Ohm.

Nos livros escolares, a lei de Ohm para uma seção de um circuito é escrita da seguinte forma: "A corrente no circuito (I) é diretamente proporcional à tensão (U) e inversamente proporcional à resistência (R)". Todos os que estão seriamente engajados em eletricidade conhecem essa frase como nosso Pai. E então diga, sem conhecer a lei de Ohm - sente-se em casa.

Se a lei de Ohm for escrita na forma de uma fórmula matemática, ela resultará simplesmente: I = U / R.

Esta é a lei de Ohm para uma seção da cadeia, à qual nos limitaremos aqui. Para obter os resultados corretos, os valores de corrente em Amperes, voltagens em Volts e resistência em Ohms devem ser substituídos na fórmula. As primeiras letras são maiúsculas, uma vez que as unidades de medida vieram dos nomes dos cientistas que descobriram essas leis.

É verdade que não é proibido substituir, por exemplo, a resistência em quilo-ohms (1 KΩ = 1000 Ohms), então a corrente sairá em miliamperes (1 mA = 0,001 A). Essa substituição em circuitos de baixa corrente é frequentemente usada.

O circuito elétrico mais simples mostrado na Figura 1 consiste em uma fonte de tensão, fios de conexão, disjuntor e carga. Mas no exemplo desse circuito, você pode ver tudo o que é mencionado na lei de Ohm, tudo o que pode ser medido usando instrumentos, familiarizar-se com a conexão de um amperímetro, voltímetro e ohmímetro.

Figura 1. O circuito elétrico mais simples

Para conduzir medições de corrente, salienta e resistência serão necessários três dispositivos diferentes: um amperímetro, um voltímetro e um ohmímetro. Os dispositivos de conexão são mostrados na Figura 2.

Figura 2. Conectando instrumentos de medição a um circuito elétrico

A partir desta figura, fica claro que amperímetro ele é conectado à interrupção do circuito em série com a carga, o voltímetro é conectado em paralelo à seção do circuito, o ohmímetro também é paralelo à seção de teste, mas a tensão de alimentação deve ser desconectada ou uma parte desconectada é verificada. Claro, você pode medir a resistência dos resistores R1, R2, sem evaporar-los do circuito, lembre-se de desligar a energia.

O que não fazer ou as maneiras certas de gravar um multímetro

Aqui você pode fazer alguns comentários imediatamente, fazer algumas perguntas complicadas. O que acontecerá se você trocar, confundir, por exemplo, um voltímetro e um amperímetro?

O voltímetro, incluído no disjuntor em vez do amperímetro, provavelmente não trará problemas em particular: a grande resistência interna do voltímetro limitará a corrente a um nível tal que o circuito simplesmente pare de funcionar, como se o disjuntor fosse aberto.

Outra questão é se o amperímetro estiver ligado no lugar de um voltímetro, por exemplo, em vez de V1. A corrente através do amperímetro atingirá o máximo que a fonte de energia é capaz de fornecer, uma vez que a resistência interna do amperímetro é muito pequena (no modo de medição normal, quanto menor, melhor).

Em caso de célula galvânica isso não é particularmente assustador, pois a corrente será limitada pela resistência interna da bateria e o limite de medição do amperímetro é bastante grande (10 ou mais amperes).

É assim que se pode testar uma célula de tamanho AA ou AAA com uma voltagem de 1,5V.Se o elemento puder ser reparado, o amperímetro mostrará uma corrente de pelo menos 1A, ou até mais, enquanto a corrente do elemento descarregado não for mais do que alguns miliamperes ou nenhuma corrente.

Mas essa recomendação é absolutamente inadequada para verificar baterias do mesmo tamanho: as baterias realmente não gostam de curtos-circuitos e podem até explodir! Mesmo que não atinja a explosão, o carregamento dessa bateria será problemático.

Se o amperímetro (multímetro no modo de medição de corrente) estiver "conectado" a uma tomada de 220V, a explosão do dispositivo é simplesmente inevitável. O mesmo acontece se você tentar medir a tensão na tomada com um multímetro no modo de medição de resistência. Acredite, houve muitos desses casos. É por isso que não é necessário, quando não é necessário, por puro interesse, medir a tensão na tomada!

Ele só precisa ser aceito como uma lei, tomada como regra. Bem, qual é a diferença, quantos são 210 ou 235V nesta tomada? De fato, todo equipamento eletrônico moderno opera em uma faixa de tensão muito ampla, facilitada pelas comutação de fontes de alimentação.

Muitos instrumentos para medições simples

O circuito elétrico mostrado na Figura 2 é alimentado por uma fonte de corrente direta - uma bateria galvânica, portanto o amperímetro e o voltímetro devem ser projetados para medição em circuitos CC. Se mesmo um circuito tão simples for alimentado por corrente alternada (220V, chave, lâmpada), os dispositivos precisarão de corrente alternada. Acontece que você precisa de vários dispositivos, mesmo com um esquema tão simples!

Este circuito simples é mostrado para atualizar as maneiras de conectar dispositivos na memória. Mais detalhes sobre a medição de correntes e tensões podem ser encontrados no artigo. "Medições em circuitos elétricos".

É muito simples se livrar de um número tão grande de dispositivos: monte todos os dispositivos em um compartimento e use os interruptores para conectar a mesma ponta de seta de medição a cada um deles. Esses dispositivos já foram chamados de combinação ou avômetros - AmpereVoltOmmeter.

Outro nome para esses dispositivos é um testador, do teste de inglês - verificação, teste, já que a precisão das medições com esses dispositivos é pequena. Como regra, esses são dispositivos da quarta classe de precisão, ou seja, o erro de medição é de 4%, o que é suficiente para fins mais práticos.

Atualmente, os testadores de flechas, não apenas aposentados, mas raramente usados, embora em alguns casos, eles simplesmente não possam prescindir. Mas muitos, principalmente especialistas antigos, preferem usar indicadores de flechas. Bem, este é quem está acostumado a quê. Então, lentamente, chegamos a um instrumento combinado moderno - um multímetro.

Multímetro digital moderno

Ao contrário dos testadores antigos, o multímetro se tornou um dispositivo digital, o “multímetro digital” está escrito na caixa da embalagem. Isso não ocorre pelo fato de as leituras serem exibidas na forma de números, a diferença está no princípio de operação. O valor medido, tensão, corrente ou resistência usando um conversor analógico-digital (ADC) é convertido em um código digital, que é exibido em um visor digital de cristal líquido.

Além dos resultados reais da medição, o indicador pode mostrar informações adicionais: o estado da carga da bateria (quando é hora de trocar a bateria, uma imagem piscante da bateria aparece no visor) e um aviso sobre a medição de altas tensões. Os multímetros, com pequenas dimensões e preços baixos, têm alta precisão de medição, o que proporcionou uma popularidade merecida entre os usuários.

A maneira mais fácil de lidar com o dispositivo e a operação do dispositivo quando ele estiver nas mãos. Mas, como não existe essa possibilidade, uma imagem com a imagem do dispositivo é bastante adequada. Basta tirar uma fotografia e fornecer-lhe inscrições explicativas. Uma fotografia semelhante é mostrada na Figura 3. (clique na imagem para ampliar).

Figura 3A aparência do multímetro digital D838

Por que e quem precisa de um multímetro

Os multímetros da série D83X são uma opção de orçamento - a um custo mínimo, há um conjunto de todos, ou quase todos, os modos de operação que a maioria dos eletricistas, engenheiros eletrônicos e apenas aqueles que precisam se comunicar com a eletricidade de tempos em tempos usam. Obviamente, existem modelos mais caros que têm limites de medição adicionais e várias comodidades operacionais.

Primeiro de tudo, é a capacidade de medir a capacitância dos capacitores e a indutância das bobinas. Alguns multímetros ainda têm um modo de medição de frequência, no entanto, geralmente é limitado às frequências da faixa de áudio de até 20KHz. Quase todos os multímetros, incluindo a opção de orçamento, têm um modo de medir o ganho de transistores de baixa potência, mas eles não são usados ​​com muita frequência.

Opções adicionais incluem a luz de fundo da balança (como mais fazer medições à noite?) E o botão para salvar o último resultado da medição. Essa memorização permite escrever o resultado em um notebook ou em uma mesa pré-impressa. Na verdade, uma propriedade muito útil.

O multímetro DT838 mostrado na Figura 3 como uma adição agradável possui um modo de medição de temperatura: se você simplesmente ligar o multímetro nesse modo, usando o sensor de temperatura interno, poderá monitorar a temperatura na sala de trabalho.

O dispositivo está completo termopar externo tipo K, que permite medir temperaturas de várias centenas de graus, por exemplo, a temperatura de um ferro de solda ou pistola de ar quente.

Dispositivos similares de outras séries, por exemplo, o DT832, em vez de um medidor de temperatura, possuem um gerador de pulso retangular embutido com uma frequência fixa de cerca de 1 KHz, que permite verificar, por exemplo, amplificadores de frequência de áudio.

Não se esqueça de desligar o multímetro à noite

Outro dos recursos interessantes inerentes aos multímetros mais caros é o desligamento automático: após 15 minutos, o dispositivo é desligado. Trabalhos futuros são possíveis apenas pressionando o botão liga / desliga novamente.

Em dispositivos como o D83x, o desligamento é feito colocando um único interruptor na posição OFF (veja a Fig. 3). Se você se empolgar muito e se esquecer de desligar o dispositivo, deixe-o durante a noite (por algum motivo, isso acontece com mais frequência), então a bateria terá que ser trocada no dia seguinte.

O custo da bateria “Krona” (o antigo nome doméstico, agora apenas o tipo 6F22) é de qualidade média e é pequeno, e comprá-lo não é um problema. Porém, mesmo em uma das mais recentes revistas de rádio de 2014, a saber, na edição 9, apareceu um artigo intitulado "Conversor para alimentar um multímetro digital".

O conversor funciona com uma única bateria tamanho AA ou com uma única bateria de níquel-cádmio. Um circuito simples, uma placa de circuito impresso e técnicas de montagem e configuração também são fornecidas lá. No final do artigo, é apresentada uma lista de várias publicações anteriores sobre esse tópico: também revistas de rádio com esquemas semelhantes.

Figura 4. “Krone” importado

Esse projeto foi apropriado durante a escassez geral soviética, quando era impossível "adquirir" a bateria Kron, como muito mais. Agora, esse conversor só pode ser montado "por amor à arte".

Em geral, os editores da revista Radio nos últimos anos se comportaram de maneira muito estranha: em vez de publicar materiais bons e interessantes, melhorando a qualidade das publicações, eles (os editores) estão perseguindo serviços de compartilhamento de arquivos e apreendendo suas criações a partir daí sob o nome de marca da lei de proteção de direitos autorais.

Que o leitor não pense que esta é a opinião subjetiva do autor do artigo sobre a revista: nos fóruns de eletrônica, há muitos argumentos muito mais categóricos sobre isso.

Vamos começar a estudar o multímetro

Muitas vezes, você ouve essas afirmações: “Bem, eu sei como tocar um fio de uma guitarra elétrica por um circuito aberto ou curto-circuito. E eu não preciso de outro. "Para diminuir essas declarações, voltemos à Figura 3, que ajudará a descobrir o que o multímetro pode medir.

No painel frontal do multímetro, dois grandes detalhes são evidentes imediatamente: no topo, um indicador de cristal líquido (visor) e no meio, um grande botão redondo de controle. Neste dispositivo, é, de fato, o único, simplesmente não há outros. É com essa alça que os modos de operação e os limites de medição são alterados nesses modos. Multímetros de outras marcas têm a mesma aparência.

Para indicar o limite de medição selecionado, a alça possui um chanfro com um triângulo extrudado, o que não é muito conveniente ao trabalhar. Se esse triângulo for preenchido com tinta branca, conforme mostrado na Figura 3, haverá muito menos inclusões erradas.

Modos de medição

Usando a caneta mencionada, você pode selecionar um dos modos de medição. O multímetro considerado fornece vários modos:

• Medição de tensão DC

• Medição de tensão CA

• Medição de corrente DC

• Medição de resistência

• Fiação de fios e semicondutores

• Medição de ganho de transistor

• Medição de temperatura

Cada modo de medição, além de medir a temperatura, a continuidade do semicondutor e o ganho do transistor, é dividido em vários LIMITES, o que pode aumentar significativamente a precisão das medições, que serão descritas mais adiante.

No trabalho prático, muitas vezes é necessário medir tensões constantes e usar o modo de "discagem" para determinar a integridade da instalação ou a saúde de diodos, transistores, às vezes até microcircuitos. Portanto, essas medidas deverão ser descritas em detalhes suficientes.

Medição de tensão DC

O equipamento eletrônico é alimentado por fontes de tensão constante. Podem ser baterias, células galvânicas e, quando alimentadas pela rede elétrica, são fontes de alimentação de vários circuitos e modelos. Portanto, no reparo e comissionamento de equipamentos eletrônicos, na maioria das vezes é necessário medir a tensão constante nos eletrodos de transistores e microcircuitos, para verificar os modos operacionais de corrente contínua. Como usar um multímetro para medir tensões CC é descrito mais adiante.

Na Figura 3, o interruptor do tipo de trabalho é definido no modo de medição de tensão constante e, até o limite mais alto, até 1000V. Ao mesmo tempo, o visor mostra um aviso sobre o perigo de alta tensão: HV - (alta tensão - alta tensão). O mesmo aviso aparecerá no limite de 750V CA. Portanto, o próprio dispositivo avisa que tensões com risco de vida podem estar presentes nessa faixa de medição.

Mas isso não é necessário, pois nesse limite é possível medir tensões que não são de todo perigosas, por exemplo, na fiação automotiva, onde a tensão é de apenas 12V ou apenas uma única célula galvânica. É verdade que os resultados da medição não serão muito precisos. Resultados mais confiáveis ​​serão obtidos ao medir em um limite de 20V.

Quando os instrumentos digitais eram raros, eram principalmente enormes instrumentos de laboratório “com duas alças para transporte”, quase todas as medições foram realizadas com medidores de flechas. E então havia tal regra que o resultado mais preciso seria obtido se no processo de medir a flecha não fosse menor que o primeiro terço da escala, seria melhor se mais próximo do meio. Por exemplo, a tensão de 5V pode ser medida no limite de 30V, mas o resultado será mais preciso se você usar o limite de 10V.

Esta recomendação deve ser seguida ao trabalhar com um multímetro digital, ou seja, escolha o limite de medição mais adequado. Isso será discutido mais tarde.

Limites de medição de tensão CC

Existem cinco LIMITES no MODO de medição de tensão CC:

• 200m

• 2000m

• 20,

• 200,

• 1000.

Em um limite de 200m (daqui em diante, como está escrito no dispositivo na Fig. 3), é possível medir tensões que não excedam 200 milivolts, para simplificar, apenas 0,2V.

O limite de 2000m permite medir tensão de até 2V. Por exemplo, isso permite medir a tensão de uma célula galvânica ou a queda de tensão através de um resistor no circuito emissor de um transistor.

Os três limites a seguir são simplesmente indicados por números sem letras: 20, 200, 1000. Essas são tensões dos limites de medição em Volts. O raciocínio sobre a precisão das medições pode confirmar as figuras mostradas abaixo. A bateria tipo dedo do tamanho AA foi tomada como a fonte da tensão medida, apenas a primeira coisa que veio à mão, mas os resultados da medição ficaram bastante claros.

Medições em limites diferentes

A primeira medição da tensão da bateria foi realizada no limite de 1000, conforme mostrado na Figura 5. Deve-se notar que zeros insignificantes não são cancelados em todos os limites.

Figura 5

Aqui foi possível medir exatamente 1B, já que a resolução desse limite é de apenas 1B, décimos de volt simplesmente não são mostrados, o que é indicado pela ausência de vírgula após o sinal menos significativo. Se a tensão medida for, por exemplo, 135,2V, poderemos ver o resultado de 135V.

Talvez alguém diga: "Pense, dois décimos de volt!". Sim, no segundo caso, esses dois décimos não desempenham nenhum papel, mas ao medir a tensão na bateria, esse arredondamento do resultado da medição é inaceitável.

O fato é que uma bateria de níquel-cádmio ou hidreto de metal é considerada carregada se a tensão não for inferior a 1,2V. Se a tensão for de apenas 1V, isso indica que a bateria precisa ser recarregada. Mas foi ele quem simplesmente caiu embaixo do braço, embora não fosse culpado de nada.

Mude o limite de medição de tensão para 200. Um ponto decimal já aparece, após o qual os décimos de volt serão exibidos. O resultado da medição está muito mais próximo da verdade, que pode ser vista na Figura 6.

Figura 6. Tensão da bateria 1,2 V

No limite de medição de 20, o resultado será mais preciso, até centésimos de volt, veja a Figura 7.

Figura 7. Tensão da bateria 1,22 V

E no limite de 2000m, o resultado é mostrado em milivolts, ou seja, preciso para 1/1000 volts (1 milivolt). Mostrado na Figura 8.

Figura 8. Tensão da bateria 1,222 V

Alguns dispositivos têm um limite de medição de 2 (2 volts), e o resultado será 1,22V. Existem três dígitos após o ponto decimal, o que também permite medições com uma resolução de 1 milivolt.

O limite de 200m permite medir tensões não superiores a 0,2V e, para o caso em questão (bateria), ele não se encaixa, é muito pequeno. O dispositivo pode não queimar, mas isso não deve ser feito. Em geral, existe uma regra GOLDEN: se a magnitude da tensão medida (corrente) for desconhecida pelo menos aproximadamente, as medições deverão começar a partir do maior limite de medição!

Continuação do artigo:Como medir tensão, corrente, resistência com um multímetro, diodos de verificação e transistores

Boris Aladyshkin