Выбор мультиметра

June 26, 2010 by admin Комментировать »

Его еще часто называют по старинке тестером. Покупать надо обязательно цифровой и не самый дешевый. На рынке полно миниатюрных китайских мультиметров стоимостью в пару долларов — их покупать не надо! Как пра­вило, они работают примерно неделю, а потом, если не разваливаются, то просто перестают показывать. Но самый главный их недостаток — даже не низкая надежность, а недостаточная точность, которая может быть довольно далека от декларируемых в описании величин.

В магазинах типа «Чип и Дип» или на радиорынках есть большой выбор при­личных мультиметров. Вас интересует ценовой диапазон примерно от $20 до $50, большая цена означает, что в приборе наличествуют не слишком акту­альные навороты: связь с компьютером, память или еще что-то в этом роде. Выбирать нужно по количеству функций и диапазонам измерений. Перечис­лим главные функции, без которых не обойтись (в скобках — желательные диапазоны):

? измерение постоянного напряжения (2 мВ — 600 В);

? измерение постоянного тока (2 мА — 10 А);

? измерение переменного напряжения (IB — 700 В);

? измерение переменного тока (20 мА — 10 А);

? измерение сопротивления (100 Ом — 10 Мом, функция «прозвонки»).

Все остальные функции, как говорят компьютерщики, опциональны, но пренебрегать ими не следует (располагаю их по степени практической нужности):

? измерение емкости;

? измерение индуктивности;

? измерение параметров транзисторов;

? измерение температуры.

Мультиметры работают, как правило, от 9-вольтовой батарейки в типоразме­ре «Крона». Батарейки хватает надолго, однако у некоторых моделей было замечено, что при снижении напряжения питания ниже допустимого мульти­метр не выключается, а начинает врать. Это может быть источником непри­ятностей и крупных недоразумений, поэтому я советую сразу после покупки разориться на щелочную (alkaline) батарейку фирмы Duracell или Energizer, гарантированный срок хранения которой составляет 6—7 лет. Это будет не­плохим вложением денег, учитывая, что батарейка в мультиметре в основном хранится. Автор этих строк сменил батарейку всего один раз за восемь лет эксплуатации, причем не потому, что она истощилась, а в профилактических целях: к тому моменту у нее два года как закончился срок хранения. Этот со­вет насчет щелочных элементов, кстати, относится не только к мультимет-рам, а вообще к любой технике, которая должна долго питаться от гальвани­ческих элементов — скажем, к пультам управления телевизорами.

clip_image002

Рис. 2.1. Типовой мультиметр с дополнительной функцией измерения емкости

Заметки на полях

При покупке мультиметра обратите внимание на наличие функции автовыклю­чения (для экземпляра, изображенного на рис. 2.1, о присутствии такой функции говорит надпись «Auto power off»). Большинство современных мультиметров ее имеют, но может быть, при некотором опыте обращения с ними вы предпочтете, чтобы ее не было: такой мультиметр имеет привычку выключаться посреди ра­боты как раз в тот момент, когда у вас заняты руки. По крайней мере, перед по­купкой стоит ознакомиться с описанием того, как реализована эта функция.

Подробности

Одновременно с мультиметром приобретите подходящие для него зажимы-крокодилы (с запасом — они легко теряются). С ними ситуация обычно такая: чаще всего стандартные отечественнью крокодилы не подходят, а «родные» импортные слишком громоздкие и очень плохо держатся на измеряемом про­воде. В этом случае рекомендуется либо, если возможно, подогнуть отечест­венные, чтобы они держались на импортном щупе, либо просто откусить им­портные наконечники от проводов и заменить их отечественными штекерами, на которых крокодил держится очень крепко. При этом вы лишаетесь фирмен­ного заостренного щупа, но его легко изготовить из крокодила, причем он бу­дет даже лучше оригинального — плотно зажмите с помощью плоскогубцев (а еще лучше пропаяйте мощным паяльником) в крокодиле толстую швейную иг­лу и натяните на нее изолирующую кембриковую трубку, оставив свободными только несколько миллиметров кончика иглы (чтобы плотно держалось, лучше использовать термоусадочный кембрик). Сам крокодил тоже нужно изолиро­вать — можно использовать более толстый термоусадочный кембрик или об­мотать липкой эластичной полихлорвиниловой лентой (но не скотчем!). Этот же щуп удобно использовать для осциллографа.

Слабым местом всех мультиметров является функция измерения тока, то есть режим амперметра. Если вы творчески изучили главу 7, то должны легко со­образить, что амперметр, включаемый всегда последовательно с нагрузкой, должен иметь очень маленькое собственное (внутреннее) сопротивление, иначе на нем будет большое падение напряжения, и это будет вносить иска­жения в измеряемую величину тока. Если вы все же не поняли предыдущую фразу, то вернитесь к рис. 1.4 и перерисуйте его на листочке бумажки так: вместо амперметра нарисуйте резистор Ra (который будет представлять упо­мянутое внутреннее сопротивление амперметра), а переменный резистор R1 исключите. Вы получите почти точно такую же картинку, как и раньше, только вместо R1 у вас теперь есть Ra и все расчеты будут совершенно ана­логичными: чем больше Ra, тем меньшее падение напряжения покажет вольтметр на R2 и тем меньше будет общий ток в цепи. Это очень плохо, так как амперметр (как и вольтметр) должен только измерять, но никак не участ­вовать в процессах, происходящих в цепи. В принципе полностью избежать влияния амперметра не удается, но получается сделать внутреннее сопротив­ление амперметра достаточно малым, чтобы пренебречь его влиянием.

Вот это-то замечательное свойство амперметров одновременно и является их самым слабым местом: достаточно перепутать и включить амперметр не по­следовательно, а параллельно источнику питания (подобно вольтметру на рис. 1.1), как через него, в полном соответствии с законом Ома, потечет ог­ромный ток, ограниченный только возможностями источника. Действитель­но: характерное сопротивление амперметра при измерении больших токов составляет порядка нескольких миллиом, что даже при 5-вольтовом источни­ке дает токи в 1000 А и более! На самом деле никакой обычный источник питания (включая даже бытовую электросеть) такого тока отдать не сможет, но того, что сможет, будет достаточно, чтобы прибор сгорел.

Однако не отчаивайтесь— обычно в хороших мультиметрах на этот случай внутри стоит плавкий предохранитель, а самых «продвинутых» — даже само­восстанавливающийся. Поэтому если ваш прибор вдруг перестал показывать ток (а вы можете и не заметить, как случайно подсоединили его в режиме из­мерения тока к выводам питания), то прежде всего откройте его и проверьте этот самый предохранитель. Кстати, именно для того, чтобы дополнительно защитить мультиметр от вышеописанных неприятностей, клемму для подклю­чения щупа в режиме измерения тока всегда делают отдельно.

Теперь немного о режиме вольтметра. От вольтметра, наоборот, требуется максимально высокое сопротивление, иначе часть тока будет проходить че­рез него, то есть мимо измеряемого участка, что эквивалентно уменьшению суммарного сопротивления этого участка (подробнее о параллельном вклю­чении резисторов мы поговорим в главе 5, а пока, чтобы понять сказанное, поглядите еще раз на рис. 1.4). То есть, чтобы вольтметр не вносил искаже­ния, его сопротивление делают максимально большим. И это хорошо — по крайней мере, нет такой опасности сжечь прибор, как в случае амперметра: если вы включите мультиметр в режиме вольтметра в цепь последовательно с источником питания, ток просто не пойдет (точнее, пойдет, но очень малень­кий). Зато вольтметр можно испортить, если включить его на предел в 1 В, а подсоединить к сети 220 В. Надо сказать, что обычно современные вольтмет­ры выдерживают такое издевательство, но лучше все же не рисковать и со­блюдать следующее правило:

Обязательно заранее устанавливайте прибор на тот диапазон, в котором вы со­бираетесь производить измерения. Если примерное значение величины заранее неизвестно, то следует установить прибор на максимальный диапазон.

Впрочем, если финансовые возможности позволяют, то можно и приобрести мультиметр с автоматическим выбором пределов измерения — в этом случае вам придется заботиться только о том, чтобы не перепутать, что именно вы собрались измерять — ток или напряжение.

Кстати, а можно ли обойтись одним вольтметром, если вдруг амперметр сго­рел необратимо? Вполне можно. Соорудить амперметр из вольтметра — пара пустяков (как, кстати, и наоборот — просто обычно этого не требуется). Для этого нужно запастись точным резистором с номинальным значением сопро­тивления, например, ровно 1 Ом (это подойдет для измерения токов в едини­цы-десятки-сотни-тысячи миллиампер, что есть обычное значение для наших схем, для токов в других диапазонах нужен больший или меньший номинал). Мощность этого резистора должна быть как можно выше — не менее 1—2 Вт, а если достанете мощностью в 10 Вт, то это будет просто прекрасно.

Заметки на полях

Надо сказать, что достать такой резистор не всегда просто, но в крайнем слу­чае можно его изготовить самостоятельно. Лучше всего использовать нихро-мовую проволоку, из которой делаются спирали для антикварных отечествен­ных утюгов и электроплиток (или можно, например, раскурочить старый паяльник). Возьмите кусок этой проволоки подлиннее (всю спираль целиком), и измерьте его сопротивление (его-то ваш мультиметр еще не потерял способ­ность измерять?). Величина эта составит порядка нескольких десятков ом. За­тем растяните и измерьте рулеткой длину. Поделив одно на другое, вы полу­чите сопротивление проволоки в Ом/м. Осталось отмерить (как можно точнее) нужный кусок, соответствующий одному ому (скорее всего получится порядка 10—30 см), свернуть его спиралькой, намотав на карандаш и затем аккуратно сняв, — и сопротивление (причем достаточно точное) готово. Чтобы оно было более долговечным, следует взять любой резистор достаточно вьюокого со­противления (более нескольких сотэн ом), намотать на него этот отрезок ни­хрома и туго обернуть его кончики вокруг имеющихся выводов. Затем их сле­дует пропаять с помощью кислотного флюса (см. главу 3).

Теперь включите этот одноомный резистор последовательно в измеряемую цепь, а параллельно ему подключите вольтметр, как показано на рис. 2.2. Ве­личина тока в цепи будет численно равна показаниям вольтметра (если вольтметр установлен на диапазон в вольтах, то, значит, ток в амперах, если в милливольтах— то в миллиамперах). Думаю, вы легко сообразите, почему это так, и сами сможете придумать, как подсчитать напряжение, если рези­стор имеет номинал, отличающийся от 1 Ом.

clip_image004

Рис. 2.2. Схема измерения величины тока с помощью вольтметра

Более подробно об особенностях проведения измерений в различных случаях мы поговорим в соответствующих главах, а сейчас продолжим обсуждать оборудование нашей лаборатории.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты