Как измерить мультиметром резистор: Измерение сопротивления цифровым мультиметром.

Базовые принципы проведения измерений мультиметром

Базовые принципы проведения измерений мультиметром

Мультиметр — комбинированный электроизмерительный прибор, объединяющий в себе несколько функций.

Мультиметр — универсальный прибор для измерений.

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

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

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

Аналоговый мультиметр

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

Цифровой мультиметр

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

Немного подробней о том, что за что отвечает..

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

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

• Постоянное (DCV) и переменное (ACV) напряжение: 10В, 50В, 250В, 1000В.
• Ток (mA): 0.5мА, 50мА, 500мА.
• Сопротивление (обозначается значком, немного похожим на наушники): X1K, X100, X10, что означает умножение на определенное значение, в цифровых мультиметрах обычно указывается стандартно: 200Ом, 2кОм, 20кОм, 200кОм, 2МОм.

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

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

Начинаем измерения

Проверка напряжения, сопротивления, тока

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

Проверка резисторов

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

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

Проверка диодов

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

Если диод пробит, его сопротивление в любую сторону будет равно нулю, если оборван, то в любую сторону сопротивление будет бесконечно большим.

Проверка конденсаторов

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

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

Проверка транзисторов

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

И еще пару советов напоследок

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

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

Ранее ЭлектроВести писали, что потребление электроэнергии в Израиле в последние дни августа достигло рекордных уровней для 2020 года из-за жары, установившейся в различных регионах страны – 14,1 тыс. МВт*ч.

По материалам: electrik.info.

Измерение сопротивления, в цепи и выходе

Измерение сопротивления, в цепи и выходе

Резистор является основным электронным компонентом. Сопротивляя потоку электронов простым и предсказуемым образом, резистор позволяет дизайнеру легко манипулировать токами и напряжениями, а токи и напряжения — вот что такое схемы.

Рекомендуемый уровень

начинающий

Перед измерением

Сопротивление или просто «значение» резистора определяет, как оно повлияет на схему, к которой он подключен. Вам нужно знать сопротивление вашего резистора — иногда приблизительное значение прекрасно, но иногда вам нужна точность. Значение резистора обычно указывается на самом компоненте, либо в старомодных цветных полосах, либо в печатных цифрах. Но это номинальные значения, а это означает, что фактическое сопротивление может быть на определенный процент выше или ниже указанного значения. Если допуск резистора составляет 10%, например, резистор «1000 Ом» может быть где угодно между 900 и 1100 Ом.

Зачем измерять «» src = «// www.allaboutcircuits.com/uploads/articles/VIR.jpg» />

Другими словами, напряжение, подаваемое в цепь, равно току, протекающему через цепь, умноженному на общее сопротивление схемы. Другим способом выражения такой же

Это означает, что ток, протекающий через цепь, равен напряжению, подаваемому в схему, разделенному на общее сопротивление цепи.

Закон Ома применяется не только к целым схемам, но и к отдельным компонентам. С резистором энергия рассеивается по мере протекания тока через резистивный материал, и эта потеря энергии проявляется в виде падения напряжения, что является разницей между напряжениями на двух выводах резистора. Таким образом, закон Ома обеспечивает существенный подход к измерению значения резистора: если вы знаете падение напряжения на резисторе и ток, протекающий через резистор, вы знаете сопротивление.

Легкий путь

Наиболее распространенным и простым способом измерения сопротивления является цифровой мультиметр или DMM. Это незаменимое устройство знает все о законе Ома и с удовольствием делает для вас работу: когда вы подключаете клеммы резистора к двум зондам, он подает известный ток, измеряет результирующее падение напряжения и вычисляет сопротивление. Проблема в том, что этот подход работает только в том случае, если вы можете вывести резистор из схемы; показание DMM не может быть доверено, если клеммы резистора подключены к другим компонентам. Поэтому, если вам нужно знать значение резистора, который нельзя изолировать от других компонентов, вам придется быть более творческим.

Непростые способы

Независимо от конкретных обстоятельств конкретного измерения сопротивления основная стратегия остается неизменной: определять ток и напряжение, а затем рассчитывать сопротивление. Таким образом, цель определения значения резистора, встроенного в схему, заключается в том, чтобы как-то измерить падение напряжения на этом резисторе и ток, протекающий через него.

Падение напряжения можно измерить простым подключением двух датчиков DMM к двум клеммам резистора (помните, что цепь должна быть включена, чтобы это работало). Однако измерительный ток не так прост. Чтобы измерить ток, DMM должен быть соединен последовательно с током, протекающим через резистор, другими словами, ток, протекающий через резистор, должен поступать в один датчик DMM через измерительную схему DMM и из другого зонда. Это означает, что вам нужно найти удобный способ разбить текущий резистор, а затем подключить два датчика DMM к двум сторонам этой разомкнутой цепи; посмотрите на разъемы, перемычки и легко съемные компоненты как возможные места, чтобы вставить DMM в текущий путь. Тесты на мини-граббер часто очень полезны в этой задаче.

Если вы не можете найти способ использовать DMM для измерения тока, протекающего через резистор, есть еще один более сложный вариант: во-первых, получить другой резистор и измерить его точное значение с помощью DMM. Затем вам нужно найти способ вставить этот резистор в схему, чтобы он был последовательно с сопротивлением, которое вы пытаетесь измерить. Поскольку два резистора последовательно, вы знаете, что тот же ток протекает через оба. Измерьте падение напряжения на новом резисторе, затем используйте закон Ома для расчета тока. Этот же ток протекает через оригинальный резистор, поэтому после измерения падения напряжения на исходном резисторе вы можете использовать закон Ома для расчета его сопротивления.

Как измерить мультиметром напряжение, ток, сопротивление, проверить диоды и транзисторы

Измерение электрических параметров

Для каждого вида измерений существует отдельный алгоритм

Важно знать, как пользоваться тестером, то есть понимать, в какое положение установить переключатель, к каким гнёздам подключить щупы, как включать прибор в электрическую цепь

Схема подключения тестера при измерении тока, напряжения и сопротивления

Определение силы тока

Значение нельзя измерить на источнике, так как она свойственна участку цепи или определённому потребителю электричества. Поэтому мультиметр включают в цепь последовательно. Грубо говоря, измерительным прибором заменяют часть проводника в замкнутой системе источник-потребитель.

При измерении силы тока мультиметр необходимо включать в цепь последовательно

Из закона Ома мы помним, что силу тока можно получить, разделив напряжение источника на сопротивление потребителя. Поэтому если по какой-то причине Вы не можете измерить один параметр, то его можно легко вычислить, зная два других.

Измерение напряжения

Напряжение измеряют либо на источнике тока, либо на потребителе. В первом случае достаточно соединить положительный щуп мультиметра с «плюсом» питания («фазой»), а отрицательный щуп – с «минусом» («нулём»). Мультиметр примет на себя роль потребителя и отобразит фактическое напряжение.

Чтобы не перепутать полярность щуп чёрного цвета подключаем к гнезду COM и минусы источника, а щуп красного цвета к разъёму VΩmA и плюсу

Во втором случае цепь не размыкают, а прибор подключают к потребителю параллельно

Для аналоговых мультиметров важно соблюдать полярность, цифровой в случае ошибки просто покажет отрицательное напряжение (например, -1,5 V). И, конечно, не забывайте, что напряжение – это произведение сопротивления и силы тока

Как измерить сопротивление мультиметром

Сопротивление проводника, потребителя или электронного компонента измеряется при отключенном питании. В противном случае велик риск поломки прибора, а результат измерения будет некорректным.

Если известно значение измеряемого сопротивления, то предел измерения выбирается больше значения, но как можно ближе к нему

Для определения величины параметра достаточно просто соединить щупы с противоположными контактами элемента — полярность не имеет значения

Обратите внимание на широкий разброс единиц измерения – используются омы, килоомы, мегаомы. Если установить переключатель в режим «2 МОм» и попробовать измерить 10-омный резистор, на шкале мультиметра отобразится «0»

Напоминаем, что сопротивление можно получить, разделив напряжение на силу тока.

Особенности проверки проводов, входящих в состав различных устройств

Сначала рассмотрим особенности работы в условиях, когда посредством прозвонки мультиметром проверяется бортовая проводка современного автомобиля.

Автомобильная проводка

Специфика этой ситуации заключается в том, что разводка в рассматриваемом случае состоит из одного линейного проводника с питающим напряжением 12 Вольт. При этом в качестве второй (общей или «земляной») жилы используется металлический корпус автомобиля, где, как правило, обрываться нечему.

Для подготовки бортовой сети к обследованию в первую очередь необходимо отключить плюсовую клемму от аккумулятора, после чего можно смело приступать к работам. Тестирование бортовой проводки организуется по уже описанной ранее схеме прозвонки линейных цепей.

При проверке «массы» автомобиля основное внимание уделяется качеству контакта подводящих клемм с корпусом

Электрический ТЭН

Ориентируясь на показания индикатора на мультиметре, удаётся сделать прозвонку такого элемента, как водонагревательный ТЭН. В процессе проверки контрольными щупами прибора прикасаются к двум контактным пластинам нагревателя и оценивают его внутреннее сопротивление по индикатору.

Если дисплей показывает порядка нескольких Омов, то без сомнения, элемент исправен. При больших значениях на экране, соответствующих обрыву проверяемой линии, сразу можно сказать, что ТЭН повреждён и должен быть заменён.

Помимо самого нагревательного элемента, при проверке бойлеров и подобных им приборов очень важно прозвонить подводящий кабель на предмет его нежелательного контакта с корпусом устройства. С этой целью один из щупов мультиметра поочерёдно подсоединяется к входным контактам; при этом второй конец постоянно держится на корпусе нагревателя

В случае, когда цифровой мультиметр при измерении показывает какое-то сопротивление – это значит, что повреждена защитная оболочка подводящего кабеля. Для предотвращения поражения пользователя электрическим током, его следует заменить новым.

Другие бытовые приборы и детали

При помощи мультиметра можно протестировать и цепь питания любого осветительного прибора путём прозвонки проводки и вспомогательных элементов (переключателей, в частности) на короткое замыкание или обрыв. Для этого, прежде всего, следует прозвонить две линейные цепочки, заканчивающиеся непосредственно на контактах электрической лампочки.

В процессе прозвонки линейных цепочек обязательно проверьте исправность стоящего в одной из них переключателя, а также надёжность подсоединения проводников с его контактами.

Также отметим, что указанным способом можно будет прозвонить обмотки линейного трансформатора или электродвигателя и убедиться в их целостности или в наличии обрыва (КЗ).

В заключение ещё раз напомним, что посредством мультиметра удаётся проверить не только отдельные провода или скрытую в толще стен проводку, но и любые другие электрические приборы и детали.

Настройка мультиметра

Для того чтобы измеритель показал правильные значения, нужно его подготовить к работе. Мультиметр может измерять большое количество электротехнических величин:

• Напряжение постоянное и переменное;
• Силу тока;
• Сопротивление;
• Частоту.

А также им можно проверять диоды, транзисторы и конденсаторы. Мультиметр можно настроить на проверку различных уровней значений, от миллиом до гигаом, необходимо только выбрать правильный предел измерения.

Цифровой прибор

Настройка измерительного прибора, имеющего цифровую шкалу, отличается от настройки стрелочного аналогового прибора. Цифровые мультиметры могут настраиваться ручкой, переключающей режимы, а могут кнопками выбора режима. Иногда измеритель сам определяет уровень сигнала и этот параметр не нуждается в настройке. Но в большинстве случаев необходимо выполнить такой порядок действий для подготовки к измерениям:

Правильно установить щупы в гнезда: красный — в отверстие, маркированное U, Ω, Hz, а черный — в гнездо с надписью COM;
Выбрать режим измерения. Выбирается ручкой на панели мультиметра или нажатием соответствующей кнопки. Обозначение должно быть Ом или Ω;
Выбрать уровень проверяемого сигнала. Производится это также ручкой либо несколькими нажатиями кнопки;
Правильно присоединить сопротивление к щупам измерителя

Важно, чтобы ничто не вносило погрешностей в проверку. Металлических концов щупов и выводов резистора касаться пальцами категорически запрещено, так как это изменит показания.

Аналоговый измеритель

Такой прибор обычно имеет сразу несколько шкал, показания на которых отображаются стрелкой. Для того чтобы определить, по какой из шкал снимать показания, нужно установить определяемую величину измерения ручкой на передней панели и выбрать её характер: постоянный, переменный ток или напряжение, или же сопротивление (в омах или килоомах) переключающимися кнопками. Каждая из шкал подписана, так что нужно просто найти соответствующую выбранному измерению надпись и по ней вести отсчет показаний.

Для измерений также нужно верно подключить щупы в правильные гнезда с надписью Ω и COM. При необходимости произвести подстройку нуля специальной ручкой. Для этого при замкнутых контактах щупов посмотреть, находится ли стрелка прибора на нуле. Если есть отклонение, то отрегулировать его вращением ручки с надписью «Подстр. нуля».

Проверка напряжения в розетке

Каждый электрик знает, что точных величин напряжений в электрической сети не бывает. Существует граница погрешностей, за пределами которой, поставляемая в дом электрическая энергия считается энергией низкого качества. Поэтому необходимость произвести измерение напряжения является частым случаем, для своевременного принятия мер по выравниванию допустимых норм.

Требуемые нормы напряжения в электрической сети 220В

Необходимость такого действия, как проверка напряжения в точках подключения бытовых устройств, появляется у потребителей из-за плохого качества электрической энергии. Не секрет, что превышение допустимого значения данного параметра приводит к неисправностям электронной техники, а его понижение к выходу со строя холодильного оборудования.

Для проведения подобных замеров потребителю не требуется иметь специальных навыков и знаний. Всего лишь нужно запомнить, что в розетке нормальное напряжение равно 220В ± 10%. Поэтому, когда возникает вопрос, как измерить напряжение в розетке, в первую очередь должен проверяться предел указанной стандартной величины. То есть, не выходит ли он за допустимую погрешность ± 10%.

Первой причиной снижения напряжения является большая нагрузка соседей, подключенных в ту же линию от трансформаторной подстанции. Особенно такие ситуации характерны в районах, состоящих из частных домов. Если, например, в такую электрическую сеть включается мощный потребитель, то проверяемый параметр снижается ниже допустимого значения.

Вторая причина резкого скачка напряжения, когда в сети 380В отгорает нуль. Как подсказывает практика, такая ситуация больше характерна для многоквартирного дома. В результате такой поломки в электрической сети одних потребителей происходит перенапряжение, а в розетках других появляется пониженное напряжение.

Инструменты тестирования напряжения в бытовых условиях

В розетке ток постоянный или переменный

Определить напряжение в розетке можно несколькими способами и измерительными устройствами. Например, мультиметром довольно просто протестировать полностью электрическую сеть в доме. Им можно проверить техническое состояние всех электрических потребителей и узнать какой ток в розетке 220В.

Мультиметры бывают двух типов:

1. Стрелочный прибор. Раньше среди электриков это было самое востребованное измерительное устройство. Оно отличается от современных приборов простой конструкцией и отсутствием элемента питания. Каждый электрик умел в совершенстве пользоваться им, когда требовалось померить напряжение в сети, или снять показания тока в розетке;
2. Электронный прибор. Такие измерители стоят намного дороже, чем стрелочные аналоги. Таким мультиметром можно более точно определить нужный параметр, а также проверить розетку или другой элемент электрической схемы. Электронный измеряющий прибор имеет функцию «прозвонки». Поэтому с его помощью довольно просто отыскать пропавший ноль в розетке, или установить причину замыкания проводки.

На сегодняшний день мало кто из электротехнических специалистов в процессе работы пользуются стрелочным тестером. Они предпочитают пользоваться электронными устройствами.

Процесс измерения напряжения в розетке

Обычно мультиметром электрики пользуются, когда требуется продиагностировать электротехническое устройство и схему проводки. Например, замерив, напряжение в розетке, можно точно говорить о качестве, поступающей к потребителям электрической энергии.

Для измерения данного параметра необходимо поступить таким образом:

• Переключатель на мультиметре поставить в сектор ACV. Это даст возможность прибору выдавать точные значения;
• В секторе ACV стрелку тумблера располагают напротив отметки 220В, так как планируется измерение в бытовой розетке. Можно указатель направлять на большие значения. На точность измерения это не повлияет;
• Необходимо вставить измерительные щупы в специальные гнезда. Цвет для измерения напряжения роли не играет;
• После настройки прибора и проверки функционирования требуется ввести оголенные части щупов в разъемы розетки, держась за изолированную часть. При этом надо следить, чтобы щупы не соприкасались между собой в местах, где нет изоляции.

Если указанный алгоритм измерения напряжения будет выполнен в точности, то на дисплее прибора высветится значение напряжения в розетке. Подобным образом можно узнать силу тока и сопротивление участка электрической схемы.

Подготовка Омметра для измерений

Ремонт электропроводки, электротехнических и радиотехнических изделий заключается в проверке целостности проводов и в поиске нарушения контакта в их соединениях.

В одних случаях сопротивление должно быть равно бесконечности, например сопротивление изоляции. А в других – равно нулю, например сопротивление проводов и их соединений. А в некоторых случаях равно определенной величине, например сопротивление нити накала лампочки или нагревательного элемента.

Внимание! Измерять сопротивление цепей, во избежание выхода из строя Омметра, допускается выполнять только при полном их обесточивании. Необходимо вынуть вилку из розетки или вынуть батарейки из отсека

Если в схеме есть электролитические конденсаторы большей емкости, то их необходимо разрядить, замкнув выводы конденсатора через сопротивление номиналом около 100 кОм на несколько секунд.

Как и при измерениях напряжения, перед измерением сопротивления, необходимо подготовить прибор. Для этого нужно установить переключатель прибора в положение, соответствующее минимальному измерению величины сопротивления.

Перед измерениями следует проверить работоспособность прибора, так как могут быть плохими элементы питания и Омметр может не работать. Для этого нужно соединить между собой концы щупов.

У тестера стрелка при этом должна установится точно на нулевую отметку, если не установилась, то можно покрутить ручку «Уст. 0». Если не получится, надо заменить батарейки.

Для прозвонки электрических цепей, например, при проверке электрической лампочки накаливания, можно пользоваться прибором, у которого сели батарейки и стрелка не устанавливается на 0, но хоть немного реагирует при соединении щупов. Судить о целостности цепи будет возможно по факту отклонения стрелки. Цифровые приборы должны тоже показывать нулевые показания, возможно отклонение в десятых долях омов, за счет сопротивления щупов и переходного сопротивления в контактах подключения их к клеммам прибора.

При разомкнутых концах щупов, стрелка тестера должна установится в точку, обозначенную на шкале ∞, а в цифровых приборах, мигать перегрузка или высвечиваться цифра 1 на индикаторе с левой стороны.

Омметр готов к работе. Если прикоснуться концами щупов к проводнику, то в случае его целостности, прибор покажет нулевое сопротивление, в противном случае, показания не изменятся.

В дорогих моделях мультиметров есть функция прозвонки цепей со звуковой индикацией, обозначенная в секторе измерения сопротивлений символом диода. Она очень удобна при прозвонке низкоомных цепей, например проводов кабеля витых пар для Интернета или бытовой электропроводки. Если провод цел, то прозвонка сопровождается звуковым сигналом, что освобождает от необходимости считывать показания с индикатора мультиметра.

Как пользоваться мультиметром.

Тестер работает с двумя щупами, оголенными наконечниками которого Мы будем касаться контактов розеток, выключателей, проводов и т. п. для получения электротехнических измерений.

После подключения щупов необходимо переключателем установить его в необходимое положение, соответствующее виду и пределу измерения. Вот и все осталось произвести измерения, учитывая разницу подключения щупов в зависимости от вида замеров.

Модель мультиметра на картинке может измерять следующие параметры (перечисление по часовой стрелке, начиная от положения OFF- выключено):

1. ACV — Функция измерения переменного напряжения (2 положения 200 и 750 Вольт). Ставим максимальный предел 750 В для домашней электросети.
2. DCA – Функция измерения величины силы постоянного тока или Амперов. В практике не используется, потому что предназначена для определения маленьких токов.
3. hFE —Измерение коэффициента передачи транзистора (для радиолюбителей).
4. Генератор прямоугольных импульсов, то же для радиотехников.
5. Прозвонка для определения целостности цепи или провода. В этом положении при замкнутых щупах пищит звуковой сигнал и показывает сопротивление в Ом , если цепь замкнута.
6. Функция измерения сопротивления в 5 максимальных пределах: 200 Ом, 2000 Ом или 2 кОм, 20 кОм, 200 кОм, 2000 кОм или 2 мОм. Чаще всего в практике используется два положения 2000 Ом и 2000 кОм.
7. DCV – измерение постоянного напряжения в рамках пяти максимальных пределов: 200 мВ, 2000 мВ или 2 В, 20 В, 200 В и 1000 В. Для замеров напряжения автомобильных аккумуляторов и разных блоков питания Я ставлю 20 или 200 Вольт.

Примечание: Если на дисплее прибора единица —  не правильно выставлен предел, если  минус – поменяйте местами клеммы , если батарейка – она села в мультиметре.

В чем особенности данного процесса

Некоторые аспекты работы влияют на корректность полученной информации:

• при тестировании впаянных деталей необходимо один вывод отсоединить от платы;
• проверить щупы на отсутствие дефектов и повреждений способом их прикладывания друг к другу;
• выполнить демонтаж многовыводных деталей для гарантии правильного определения их исправности;
• аккумуляторный источник питания в тестере при разрядке искажает данные измерений.

Все указанные в таблицах или маркированные параметры имеют определенный диапазон допусков, обычно в пределах ± 10%. Приведем пример – для элемента с номинальными характеристиками сопротивления 1 Мом хорошими будут все результаты от 990 кОм до 1,1 Мом.

Инструкция

Итак, как измерить сопротивление мультиметром? Для этого требуется всего три шага, однако вначале следует в обязательном порядке убедиться, что проверяемая сеть полностью обесточена.

Измерительный провод черного цвета вставляется в гнездо COM, после чего шнур красного цвета вставляется в VΩmA. Затем требуется включить прибор. Чаще всего это делается поворотом переключателя измерений. Для работы с самыми малыми сопротивлениями потребуется поставить переключатель на букву «омега» и установить диапазон на 200, то есть в пределах 0,1-200 Ом (измерение малых сопротивлений). Далее производится проверка на замыкание измерительной цепи, для чего щупы замыкаются между собой. Если мультиметр исправен, на экране появится показатель порядка 0,3-0,7 и, как уже говорилось, он должен быть постоянным. Данный показатель отображает сопротивление самих измерительных проводов. Если этот показатель выше или часто меняется, следует обновить провода. Если провода разомкнуты, на экране должна быть единица, что показывает очень высокое (бесконечное) сопротивление.

Для того чтобы произвести измерение, требуется одновременно прикоснуться к контактам цепи. Если система работает исправно, мультиметр измерит показания. Если производится проверка на обрыв питания, тестер отобразит новые показания. Сопротивление в таком случае должно быть достаточно низким, вплоть до 1,5 Ома. Если же требуется померить сопротивление потребителя тока, например, лампочки или обмотки трансформатора, показатель может подскочить до 150-200 Ом. Имеется достаточно характерная особенность: с ростом мощности потребителя тока проверка сопротивления прибора мультиметром показывает более низкий результат.

Если мультиметр отображает все те же значения – переходим к новому диапазону и продолжаем попытки. Имеется здесь важный момент. Если поставить переключатель на 2000к и взяться за контакты щупов голыми руками, то получится, что мы меряем сопротивление тела, что, разумеется, скажется на результатах.

Практика. Как пользоваться мультиметром

Если вы задались вопросом «Как пользоваться мультиметром? », то вы по крайней мере уже знаете, что такое электрический ток и напряжение. Если нет, то предлагаю ознакомиться с первыми главами моего учебника по электронике .

Итак, что такое мультиметр?

Мультиметр — это универсальный комбинированный измерительный прибор, который сочетает в себе функции нескольких измерительных приборов, то есть может измерять целый диапазон электрических величин.

Самый малый набор функций мультиметра — это измерение величины напряжения, тока и сопротивления. Однако современные производители на этом не останавливаются, а добавляют в набор функций, такие, как измерение емкости конденсаторов, частоты тока, прозвонка диодов (измерение падения напряжения на p-n переходе), звуковой пробник, измерение температуры, измерение некоторых параметров транзисторов, встроенный низкочастотный генератор и многое другое. При таком наборе функций современного мультиметра действительно встает вопрос как же все-таки им пользоваться?

Кроме того мультиметры бывают цифровые и аналоговые . Не будем углубляться в дебри, скажу только, что внешне отличаются они по приборам для отображения измеряемых величин. В аналоговом мультиметре он стрелочный, в цифровом в виде семисегментного индикатора. Однако мы привыкли понимать под словом мультиметр все-таки цифровой мультиметр. Поэтому в этой статье я расскажу как пользоваться именно цифровым мультиметром.

Для примера возьмем широко распространенные мультиметры серии М-830 или DT-830. В этой серии несколько модификации, их маркировка отличается последней цифрой, а также набором функций заложенных в данный прибор.

Обзор мультиметров этой линейки я планирую провести в одном из следующих выпусков журнала, поэтому не забывайте подписаться на новые выпуски журнала в конце статьи. Описывать, как работать с мультиметром я буду на примере прибора М-831 .

3 Сопротивление изоляции – как измерить показатель тестером

Померить сопротивление в обычных деталях достаточно просто, если придерживаться советов и рекомендаций, приведенных выше. Отдельного упоминания заслуживает лишь изоляция кабелей. Здесь ситуация обстоит несколько иным образом, поскольку неправильные действия могут привести к трагическим последствиям. В первую очередь необходимо предупредить начинающих электриков, что проведение подобных замеров должно выполняться исключительно в теплых и обогреваемых помещениях.

Если делать это на улице в холодное время года, то велик риск появления крошечных льдинок внутри кабельной оплетки. Вода является диэлетриком, то есть ее проводимость минимальна. По этой причине измерители сопротивления не смогут определить это водяные вкрапления. К тому же после помещения кабеля с холодной улицы в теплой комнате может появиться влажность внутри проводки.

Непосредственно измерение сопротивление изоляции кабелей выполняется следующим образом. Один щуп устанавливается на конце нулевого провода, который находится в распределительном щитке. Второй же щуп накладывается на конец фазного кабеля, находящегося в том же щитке. Концы при выполнении замеров рекомендуется отсоединить от клемм. Теперь остается только найти правильный предел и узнать значение сопротивления.

Полученное значение необходимо сравнить с эталонными параметрами, приведенными в Правилах устройства электроустановок. В таблицах, приведенных в ПЭУ, указаны данные в зависимости от различных факторов, включая сечение кабеля, его марку и многое другое. Если полученное значение изоляции находится в диапазонах, предусмотренных таблицами ПЭУ, значит, целостность проводки не нарушена, соответственно, никаких проблем выявлено не было.

Щупы

В бюджетных моделях тестеров щупы чаще всего особым качеством не отличаются. Не стоит в данном случае судить по внешнему виду, так как их специально делают максимально красивыми и глянцевыми

Внимание следует обратить, в первую очередь, на провод – он должен быть максимально эластичным и хорошо держаться

Для того чтобы проколоть изоляцию провода или найти выводы микросхемы с малым шагом, концы щупа сделаны в форме игл. В качестве материала для их изготовления используется бронза, которая не слишком хорошо держит заточку. В отдельных случаях некачественные щупы могут обламываться в местах заделки. Наконец, некачественные щупы могут давать ненадежный контакт в гнездах мультиметра.

В качестве решения специалисты чаще всего «доводят их до ума» собственными силами. Для этого они припаивают провода к наконечникам и подгоняют разъемы в гнезда. Наконечники в таком случае требуется обязательно залудить, иначе показатели будут разные в зависимости от нажима. Для уменьшения сопротивления, провода можно заменить кабелем более толстого сечения, комплектные обладают сопротивлением до 0,5 Ом и выше.

Как измерить напряжение мультиметром

По характеру изменения величины во времени напряжение разделяют на постоянное и переменное. Поэтому рассмотрим, как выполнять измерения обеих видов напряжения. Источниками постоянного напряжения являются батарейки, аккумуляторы, зарядные устройства, блоки питания и т.п. Чаще всего возникает необходимость изменить уровень разряда батарейки или аккумулятора. Кроме того, самый простой способ убедится в исправности блока питания – это проверить величину его выходного напряжения.

Для выполнения указанных действий, прежде всего мультиметр необходимо настроить соответствующим образом. Для этого рукоятку переключателя режимов следует перевести в сектор измерения постоянного напряжения. Но обозначается латинской (английской) буквой V, рядом с которой нанесены прямая линия и пунктир. Буква V обозначает напряжение; прямая линия – постоянное, пунктир – пульсирующее. В данном режиме можно измерить величину не только постоянного, но и пульсирующего напряжения. Последнее можно увидеть на выходе выпрямителя, например диодного моста.

Из сектором мы определились, но внутри него нанесены 5 значений: 200m, 2000m, 20, 200, 1000. Каждое значение обозначает величину в вольтах или милливольтах, если рядом с числом стоит буква m. Число показывает максимальную измеряемую величину. Например, 200m – 200 мВ или 0,2 В; 20 – 20 В и т.д. Это значит, что измеряя напряжение батарейки мультиметром следует переключатель режима перемести в сектор 2000m, что обозначает максимальное напряжение 2 В, а напряжение новой батарейки приблизительно 1,6 В. В случае когда не известна величина и даже нет предположений, тогда лучше выбрать максимально возможно значение. Затем с целью более точного отображения величины следует переводить переключатель в сторону меньшего числа.

И так, рукоятку мы установили в правильное положение. Но это еще не все

Нужно выполнить еще одно очень важное действие. По сути именно с этого действия следует и начина подготовку мультиметра к измерениям

На корпусе данного устройства находятся еще три рядом вертикально расположенные отверстия. В два из них нам нужно вставить измерительные щупы. Один щуп, как привило черного или синего цвета, хотя цвета не обязательно соблюдать, но это просто удобно, следует вставить в общий разъем. Общий разъем обозначают COM (сокращенно от common — общий) и рядом с ним наносится знак заземления. Второй щуп нужно вставить в разъем с буквой V. В данном случае два нужных нам разъема расположены рядом. Теперь устройство готово к работе.

Особенности и нюансы

У работы мультиметра есть сразу несколько важных особенностей, которые могут повлиять на результат его работы. Рассмотрим несколько важных примеров.
Достаточно часто возникает ситуация, когда требуется измерить сопротивление детали, уже впаянной в плату. В таком случае можно даже не пытаться провести измерение в сборе – результат гарантированно будет неверным. Причина проста: любой элемент на плате связан с другими, так что мультиметр в ходе испытания покажет лишь общий показатель. Если требуется протестировать только один элемент, придется извлекать его из схемы.

В случае многовыводных элементов демонтаж также является насущной необходимостью. Проверять их сопротивление можно только после этого. В противном случае на результат положиться будет нельзя.

Сопротивление изоляции кабелей следует мерить только в теплых и сухих условиях, поскольку обледенение и влажность дадут неверный результат.
Не стоит забывать и про состояние щупов мультиметра. Максимально точный результат можно получить лишь с исправными деталями. Проверить их состояние можно следующим образом: приложите оголенные концы друг к другу и подвигайте их. Если показания мультиметра будут сильно прыгать, значит, щупы надо срочно заменить. С неисправными деталями на точные данные рассчитывать не приходится.

Наконец, следует отметить исправность аккумулятор. Каждый специалист скажет, что стоит батарее начать разряжаться, как показания тестера уходят все дальше от истины. Чаще всего на экране появляется значок-индикатор разрядки. В таком случае следует или заменить батарею, или подзарядить прибор.

Сопротивление изоляции и прозвонка проводов

Обычный порядок измерений не подходит для определения сопротивления изоляции кабелей и проводов. Решая проблему, как правильно измерить сопротивление изоляции, следует учитывать правила и особенности этого процесса, несоблюдение которых может вызвать серьезные негативные последствия.

Основное требование обязательное к выполнению заключается в проведении подобных замеров лишь в теплых помещениях с устойчивой положительной температурой. Если такие работы будут проводиться на улице в условиях низких температур, то внутри оплетки провода с высокой вероятностью могут образоваться небольшие льдинки. В данном случае вода выступает в качестве диэлектрика с минимальной проводимостью. Мультиметр не в состоянии определить эти частицы воды. В дальнейшем, при повышении температуры воздуха, внутри кабеля может образоваться влага.

Измерение сопротивления мультиметром, выполняется в определенном порядке. Оба щупа устанавливаются на концах фазного и нулевого проводов, предварительно отсоединенных от клемм. Далее с помощью переключателя выставляется нужный диапазон измерений и определяется показатель сопротивления. Полученные данные сравниваются с эталонными значениями, находящимися в ПУЭ. Приведенные таблицы учитывают марку, сечение кабеля и другие факторы. Если результат замеров в целом совпадает с данными таблиц, значит проводка не нарушена и находится в исправном состоянии.

Прозвонка проводов может выполняться в звуковом и беззвучном вариантах. Во многих мультиметрах имеется звуковой сигнал, обозначенный значком в виде трех полукругов. В зависимости от модели, он может располагаться в разных местах. Когда прибор включается в режим прозвонки, то при сопротивлении провода ниже 50 Ом происходит подача звукового сигнала. В некоторых устройствах этот показатель составляет 100 Ом, поэтому перед работой нужно лишний раз заглянуть в технический паспорт.

Сама прозвонка не представляет какой-либо сложности: переключатель выставляется возле значка звука, а щупы прикасаются к измеряемому проводнику. Целостность провода будет подтверждена звуковым сигналом. Если сопротивление будет выше нормы из-за большой длины цельного провода, на экране отобразится цифра с его реальным значением.

Когда на дисплее появляется 1, значит сопротивление слишком большое и нужно переключиться на другой режим в сторону увеличения. При нарушении целостности провода любая индикация будет отсутствовать.

Читайте далее:

Как измерить силу постоянного и переменного тока мультиметром

Как мультиметром измерить силу тока

Как измерить сопротивление заземления

Как пользоваться мультиметром

Как выбрать мультиметр

Как прозвонить провода мультиметром

Методы измерения сопротивления

В зависимости от измеряемого сопротивления алгоритм действий по проверке может изменяться. Проверять можно как стандартный резистор для применения в радиоаппаратуре, так и прозванивать контакты схемы для поиска обрыва, или тестировать сопротивление изоляции.

Проверка резистора

Начинающие радиолюбители часто сразу пытаются собрать аппаратуру с использованием различных элементов. Для этого заказываются резисторы, конденсаторы, светодиоды и другие изделия. При установке резисторов в схему необходимо точно знать номинал, которым он обладает. Поэтому все элементы должны проходить проверку их номиналов мультиметром. Принципы, о которых надо помнить, чтобы знать, как померить сопротивление мультиметром у резистора:

• Измерение должно проводиться на непроводящей поверхности;
• Запрещено касаться руками концов щупов, а также выводов резистора;
• Перед проверкой нужно правильно настроить измерительный прибор.

Внутри схемы

Бывают ситуации, когда уже в готовой схеме нужно проверить сопротивление отдельно взятого резистора, например, при выявлении неисправностей или неточностей в работе изделия. При этом, если попытаться проверить его номинал непосредственно коснувшись выводов, то значение будет выдано неправильное, так как мультиметр измеряет сопротивление всей цепи, находящейся между выводами щупов параллельно измеряемому резистору.

Почему горит резистор на плате. Технология проверки резистора в домашних условиях. Как измерить сопротивление, когда номинал неизвестен

Чаще всего встречаются неисправности резисторов, связанные с выгоранием токопроводящего слоя или нарушением контакта между ним и хомутиком. Для всех случаев дефектов существует простой тест. Разберемся, как проверить резистор мультиметром.

Типы мультиметров

Прибор бывает стрелочным или цифровым. Для первого не требуется источник питания. Он работает как микроамперметр с переключением шунтов и делителей напряжения в заданные режимы измерений.

Цифровой мультиметр показывает на экране результаты сравнения разницы между эталонными и измеряемыми параметрами. Для него нужен влияющий на точность измерений по мере разрядки. С его помощью производится тестирование радиодеталей.

Виды неисправностей

Резистором называют электронный компонент с определенным или переменным значением электрического сопротивления. Перед тем как проверить резистор мультиметром, его осматривают, визуально проверяя исправность. Прежде всего определяется целостность корпуса по отсутствию на поверхности трещин и сколов. Выводы должны быть надежно закреплены.

Неисправный резистор часто имеет полностью обгоревшую поверхность или частично — в виде колечек. Если покрытие немного потемнело, это еще не характеризует наличие неисправности, а говорит лишь о его нагреве, когда выделяемая на элементе мощность в какой-то момент превысила величину допустимой.

Деталь может выглядеть как новая, даже если внутри оборвется контакт. У многих здесь возникают проблемы. Как проверить резистор мультиметром в данном случае? Необходимо наличие принципиальной схемы, по которой производятся замеры напряжения в определенных точках. Для облегчения поиска неисправностей в электрических цепях бытовой техники выделяются контрольные точки с указанием на них величины этого параметра.

Проверка резисторов производится в самую последнюю очередь, когда нет сомнений в следующем:

• полупроводниковые детали и конденсаторы исправны;
• на печатных платах нет сгоревших дорожек;
• отсутствуют обрывы в соединительных проводах;
• соединения разъемов надежны.

Все вышеперечисленные дефекты появляются со значительно большей вероятностью, чем выход из строя резистора.

Характеристики резисторов

Величины сопротивлений стандартизованы в ряды и не могут принимать любые значения. Для них задаются допустимые отклонения от номинала, зависимые от точности изготовления, температуры среды и других факторов. Чем дешевле резистор, тем больше допуск. Если при измерении величина сопротивления выходит за его пределы, элемент считается неисправным.

Еще одним важным параметром является мощность резистора. Одной из причин преждевременного выхода детали из строя является ее неправильный выбор по этому параметру. Мощность измеряется в ваттах. Ее выбирают такой, на которую он рассчитан. На схеме условного обозначения мощность резистора определяется по знакам:

• 0,125 Вт — двойная косая черта;
• 0,5 Вт — прямая продольная черта;
• римская цифра — величина мощности, Вт.

Резистор для замены выбирается по тем же параметрам, что и неисправный.

Проверка резисторов на соответствие номиналам

Для проверки необходимо найти значения сопротивлений. Их можно увидеть по порядковому номеру элемента на схеме или в спецификации.

Измерение сопротивления является самым распространенным способом проверки резистора. В данном случае определяется соответствие номиналу и допуску.

Величина сопротивления должна быть в пределах диапазона, который на мультиметре устанавливается переключателем. Щупы подключаются к гнездам COM и VΩmA. Перед тем как проверить резистор тестером, сначала определяется исправность его проводов. Их замыкают между собой, и прибор должен показать величину сопротивления, равную нулю или немного больше. При измерениях малых сопротивлений эта величина вычитается из показаний прибора.

Если энергии элементов питания недостаточно, обычно получается сопротивление, отличное от нуля. В этом случае следует заменить батарейки, поскольку точность измерений будет низкой.

Новички, не зная, как проверить резистор на работоспособность мультиметром, часто касаются руками щупов прибора. Когда измеряются величины в килоомах, это недопустимо, поскольку получаются искаженные результаты. Здесь следует знать, что тело также имеет определенное сопротивление.

При фиксации прибором величины сопротивления, равной бесконечности, это является показателем наличия обрыва (на экране горит «1»). Редко встречается наличие пробоя резистора, когда его сопротивление равно нулю.

После измерения полученное значение сравнивается с номиналом. При этом учитывается допуск. Если данные совпадают, резистор исправен.

Когда появляются сомнения в правильности показаний прибора, следует замерить величину сопротивления исправного резистора с тем же номиналом и сравнить показания.

Как измерить сопротивление, когда номинал неизвестен?

Установка максимального порога при измерении сопротивления не обязательна. В режиме омметра можно установить любой диапазон. Мультиметр из-за этого не выйдет из строя. Если прибор покажет «1», что означает бесконечность, порог следует увеличивать, пока на экране не появится результат.

Функция прозвонки

А еще как проверить резистор мультиметром на исправность? Распространенным способом является прозвонка. Положение переключателя для данного режима обозначается значком диода с сигналом. Знак сигнала может быть отдельно, верхняя граница срабатывания его не превышает 50-70 Ом. Поэтому резисторы, номиналы которых превышают порог, прозванивать не имеет смысла. Сигнал будет слабым, и его можно не услышать.

При значениях сопротивления цепи ниже граничного значения прибор издает писк через встроенный динамик. Прозвонка делается путем создания напряжения между точками схемы, выбранными с помощью щупов. Чтобы данный режим работал, нужны подходящие источники питания.

Проверка исправности резистора на плате

Сопротивление замеряют, когда элемент не подключен к остальным в схеме. Для этого нужно освободить одну из ножек. Как проверить резистор мультиметром, не выпаивая из схемы? Это делается только в особых случаях. Здесь необходимо проанализировать схему подключений на наличие шунтирующих цепей. Особенно на показания прибора влияют полупроводниковые детали.

Заключение

Решая вопрос, как проверить резистор мультиметром, необходимо разобраться, как измеряется электрическое сопротивление и какие пределы устанавливаются. Прибор предназначен для ручного применения и следует запомнить все приемы использования щупов и переключателя.

Резистор или постоянное сопротивление – это одновременно самый простой и распространённый элемент в электрических схемах, его устанавливают во всех устройствах. Но, несмотря на свою простоту, при нарушении режимов работы или тепловых условий он может сгореть. Отсюда возникает вопрос, как проверить резистор на работоспособность мультиметром. Технология проверки исправности в домашних условиях будет изложена в этой статье.

Алгоритм поиска неисправности

Визуальный осмотр

Любой ремонт начинается с внешнего осмотра платы. Нужно без приборов просмотреть все узлы и особое внимание обратить на пожелтевшие, почерневшие части и узлы со следами сажи или нагара. При внешнем осмотре вам может помочь увеличительное стекло или микроскоп, если вы работаете с плотным монтажом SMD компонентов. Разорванные детали могут указывать не только на локальную проблему, но и проблему в элементах обвязки этой детали. Например, взорвавшийся транзистор мог за собой утянуть и пару элементов в обвязке.

Не всегда пожелтевшая от температуры область на плате указывает на последствия выгорания детали. Иногда так получается в результате долгой работы прибора, при проверке все детали могут оказаться целыми.

Кроме осмотра внешних дефектов и следов гари стоит и принюхаться, чтобы проверить, нет ли неприятного запаха как от горелой резины. Если вы нашли почерневший элемент – нужно его проверить. У него может быть одна из трёх неисправностей:

1. Обрыв.
2. Несоответствие номиналу.

Иногда поломка бывает столь очевидной, что её можно определить и без мультиметра, как в примере на фото:

Проверка резистора на обрыв

Проверить исправность можно обычной прозвонкой или тестером в режиме проверки диодов со звуковой индикацией (см. фото ниже). Стоит отметить, что прозвонкой можно проверить лишь резисторы сопротивлением в единицы Ом — десятки кОм. А 100 кОм уже не каждая прозвонка осилит.

Для проверки нужно просто подключить оба щупа к выводам резистора, неважно это СМД компонент или выводной. Быструю проверку можно провести без выпаивания, после чего всё же выпаять подозрительные элементы и проверить повторно на обрыв.

Внимание! При проверке детали не выпаивая с печатной платы, будьте внимательны – вас могут ввести в заблуждение параллельно стоящие элементы. Это актуально как при проверке без приборов, так и при проверке мультиметром. Не ленитесь и лучше выпаяйте подозрительную деталь. Так можно проверить только те резисторы, где вы уверены, что параллельно им в цепи ничего не установлено.

Проверка короткого замыкания

Кроме обрыва, резистор могло пробить накоротко. Если вы используете прозвонку – она должна быть низкоомной, например на лампе накаливания. Т.к. высокоомные светодиодные прозвонки «звонят» цепи сопротивлением и в десятки кОм без существенных изменений яркости свечения. Звуковые индикаторы с этой проверкой справляются лучше чем светодиоды. По частоте пищания можно судить о целостности цепи, на первом месте по достоверности находятся сложные измерительные приборы, такие как мультиметр и омметр.

Проверка на КЗ проводится одним способом, рассмотрим инструкцию пошагово:

1. Измерить омметром, прозвонкой или другим прибором участок цепи.
2. Если его сопротивление стремится к нулю и прозвонка указывает на замыкание, выпаивают подозрительный элемент.
3. Проверить участок цепи уже без элемента, если КЗ ушло – вы нашли неисправности, если нет – выпаивают соседние, пока оно не уйдет.
4. Остальные элементы монтируют обратно, тот после которого КЗ ушло заменяют.
5. Проверить результаты работы на наличие КЗ.

Вот наглядный пример того, что сгоревший резистор оставил следы на соседних резисторах, есть вероятность, что и они повреждены:

Резистор почернел от высокой температуры, на соседних элементах видны не только следы гари, но и следы перегретой краски, её цвет изменился, часть токопроводящего резистивного слоя могла повредиться.

На видео ниже наглядно показывается, как проверить резистор мультиметром:

Определяем номинал резистора

У советских сопротивлений номинал был указан буквенно-цифровым способом. У современных выводных резисторах номинал зашифрован цветовыми полосами. Чтобы заменить сопротивление после проверки на исправность, нужно расшифровать маркировку сгоревшего.

Для определения маркировки по цветным полоскам есть масса бесплатных приложений на андроид. Раньше использовались таблицы и специальные приспособления.

Можно сделать вот такую шпаргалку для проверки:

Вырезаете цветные круги, прокалываете их по центру и соединяете, самый большой назад, маленький – спереди. Совмещая круги, вы определяете сопротивление элемента.

Кстати на современных керамических резисторах тоже используется явная маркировка с указанием сопротивления и мощности элемента.

Если вести речь об SMD элементах – здесь всё достаточно просто. Допустим маркировка «123»:

12 * 10 3 = 12000 Ом = 12 кОм

Встречаются и другие маркировки из 1, 2, 3 и 4 символов.

Если деталь сгорела так, что маркировку вообще не видно, стоит попробовать потереть её пальцем или ластиком, если это не помогло – у нас есть три варианта:

1. Искать на схеме электрической принципиальной.
2. В некоторых схемах есть несколько одинаковых цепей, в таком случае можно проверить номинал детали на соседнем каскаде. Пример: подтягивающие резисторы на кнопках у микроконтроллеров, ограничительные сопротивления индикаторов.
3. Замерить сопротивление уцелевшего участка.

О первых двух способах добавить нечего, давайте узнаем, как проверить сопротивление сгоревшего резистора.

Начнем с того, что нужно очистить покрытие детали. После этого включите на мультиметре режим измерения сопротивления, он обычно подписан «Ohm» или «Ω».

Если вам повезло, и отгорел участок непосредственно возле вывода, просто замерьте сопротивление на концах резистивного слоя.

В примере как на фото можно замерить сопротивление резистивного слоя или определить по цвету маркировочных полос, здесь они не покрыты копотью – удачное стечение обстоятельств.

Ну а если вам не повезло и часть резистивного слоя выгорела – остаётся замерить небольшой участок и умножить результат на количество таких участков по всей длине сопротивления. Т.е. на картинке вы видите, что щупы подключаются к кусочку равному 1/5 от общей длины:

Тогда полное сопротивление равно:

R измеренное *5=R номинальное

Такая проверка позволяет получить результат близкий к реальному номиналу сгоревшего элемента. Этот метод подробно описан в видео:

Как проверить переменный резистор и потенциометр

Чтобы понять, в чем заключается проверка потенциометра, давайте рассмотрим его структуру. Переменный резистор от потенциометра отличается тем, что первый регулируется отверткой, а второй рукояткой.

Потенциометр – это деталь с тремя ножками. Он состоит из ползунка и резистивного слоя. Ползунок скользит по резистивному слою. Крайние ножки – это концы резистивного слоя, а средняя соединена с ползунком.

Чтобы узнать полное сопротивление потенциометра, нужно замерить сопротивление между крайними ножками. А если проверить сопротивление между одной из крайних ножек и центральной – вы узнаете текущее сопротивление на движке относительно одного из краёв.

Но самая частая неисправность такого резистора — это не отгорание концов, а износ резистивного слоя. Из-за этого сопротивление изменяется неправильно, возможна потеря контакта в определенных участках, тогда сопротивление подскакивает до бесконечности (разрыв цепи). Когда движок занимает то положение, в котором контакт ползунка с покрытием вновь появляется – сопротивление вновь становится «правильным». Эту проблему вы могли замечать, когда регулировали громкость на старых колонках или усилителе. Проявляется проблема в том, что при вращении ручки периодически в колонках раздаются щелчки или громкие стуки.

Вообще проверку плавности хода потенциометра нагляднее проводить аналоговым мультиметром со стрелкой, т.к. на цифровом экране вы просто можете не заметить дефекта.

Потенциометры могут быть сдвоенными, иногда их называют «стерео потенциометры», тогда у них 6 выводов, логика проверки такая же.

На видео ниже наглядно показывается, как проверить потенциометр мультиметром:

Методы проверки резисторов просты, но для получения нормального результата проверки нужен мультиметр или омметр с несколькими пределами измерений. С его помощью вы сможете померить еще и напряжение, ток, емкость, частоту и другие величины в зависимости от модели вашего прибора. Это основной инструмент мастера по ремонту электроники. Сопротивления иногда выходят из строя при внешней целостности, иногда уходят от номинального значения сопротивления. Проверка нужна для определения соответствия деталей номиналам, а также чтобы убедится рабочий или нет элемент. На практике способы проверки могут отличаться от описанных, хотя принцип тот же, всё зависит от ситуации.

Полезное

Ремонт электроники, а также ее реверс-инжиниринг представляют собой хоть и интересные, но все же довольно непростые занятия. Одной из сложностей такого времяпрепровождения является попытка распознавания номиналов сгоревших компонентов. Когда под рукой нет схемы устройства, это распознавание становится чуть ли не загадкой века. Резисторы в силу их большего распространения на печатных платах и большей склонности к выгоранию являются желанными объектами в плане выяснения их номиналов при практически полностью обугленных корпусах.

Несмотря на кажущуюся невозможность определения сопротивления сгоревшего резистора, его номинал все же можно узнать. При этом существуют три метода определения сопротивления.

Первый метод. Сначала уберите внешнее покрытие, которое, скорее всего, уже находится в обугленном виде. Очистите обгоревшую секцию резистора, где какая-либо проводимость уже исчезает. Измерьте сопротивление от одного конца резистора до поврежденного участка. Затем измерьте сопротивление от поврежденного участка до другого конца резистора. Сложите эти два измеренных сопротивления. Это будет приблизительное значение сожженного резистора. Для немного более точного значения итогового сопротивления можно добавить к этой сумме небольшое значение сопротивления сожженного участка. Предположим, что значение сожженного резистора было 1 КОм, но вы получили 970 Ом. Так что просто добавьте 30 Ом, и у вас будет 1 КОм.

Второй метод. Этот метод также может быть использован для определения значения резистора, а также он может применяться на подключенных резисторах в цепи в случае, если вы не знаете о цветовом кодировании резисторов, то есть что означают полоски на резисторе. Следует отметить, что резистор должен подавать хоть какие-то признаки жизни, то есть он не должен быть полностью выгоревшим. Итак, сначала подключите резистор к мультиметру и измерьте падение напряжения на интересующем резисторе. Теперь измерьте ток, текущий через резистор. Умножьте оба значения, и вы получите мощность резистора, поделите напряжение на ток, получите сопротивление (закон Ома).

Третий метод. Этот метод можно использовать лучше, если вы знаете ожидаемое выходное напряжение схемы, и у вас есть набор резисторов с той же мощностью, что и сгоревший резистор. Начните с высокого значения сопротивления и временно подключите такой резистор вместо сгоревшего резистора. Измерьте ожидаемое выходное напряжение цепи. Если вы получили то же напряжение, что и ожидаемое напряжение, то вы нашли искомое сопротивление. Если же нет, то продолжайте уменьшать значение резистора, пока не удовлетворитесь работой схемы.

.
&nbsp&nbsp&nbspЕсли Вы хотите, чтобы интересные и полезные материалы выходили чаще, и было меньше рекламы,
&nbsp&nbsp&nbspВы можее поддержать наш проект, пожертвовав любую сумму на его развитие.

Как измерить высокое напряжение мультиметром

Добро пожаловать. В сегодняшнем видео я покажу вам, как сделать щуп для измерения высокого напряжения, такой как вы здесь видите.
Этот щуп рассчитан примерно на 20000 вольт и что этот щуп делает – он позволяет измерять очень высокие напряжения, используя обычный цифровой мультиметр. Большинство цифровых мультиметров позволяют измерять до 1000 вольт постоянного тока и 750 вольт переменного.
Используя щуп, вы сможете измерять напряжение до 20000 вольт или больше, в зависимости от величины резистора, который вы выбираете для создания вашего высоковольтного щупа.
Если вы возьмете резистор на 30 или 40 кВ, то вы сможете проверить напряжение 30 или 40000 вольт если пластик выдержит такое напряжение.
Лично я использовал эту ручку из полистирола. Я отрезал конец ручки. Полистирол очень прочный, но ломкий пластик. Этот пластик толщиной около 1,5 мм. Электрическая прочность полистирола значительно выше 20000 вольт на миллиметр и ручка, как вы видите здесь, толщиной около 1,5 мм.
Так что я мог бы легко перейти от 20,000 к 40,000 вольт, если нужно. Надо быть уверенным, что пластик справится с уровнем напряжения, которое вы будете использовать. Диэлектрическая прочность измеряется в кило-вольтах на миллиметр.
Шуп сделан из двух различных резисторов, один из них это высокоомный высоковольтный резистор. Это резистор 200 МОм на 8 Вт. Он около 2,5 дюймов в длину и около четверти дюйма в диаметре.
Вам также потребуется металл пленочный резистор на пол- ватта, или на один ватт, которые я предпочитаю.
Здесь на этом резисторе допуск 1% это 200K от200 МОм. Не обязательно использовать 200 МОм, вы могли бы использовать 50 МОм. Вы можете использовать два резистора 50 МОм последовательно, или вы могли бы взять последовательно два резистора 100 МОм. У меня просто случайно был резистор на200 МОм, и именно поэтому я использовал его. Посмотрите как эти резисторы выглядят отдельно, не установленными внутри щупа.
Один конец резистора напряжения припаян здесь. Очень важно найти резистор с допуском 1%, чтобы обеспечить точность ваших показаний. Я на самом деле не требователен, для меня в 3-3,5% это вполне достаточно. Если бы я хотел, я бы мог обеспечить большую точность, я могу изменить значение 200k резистора чуть больше или чуть меньшее, чтобы отрегулировать падение напряжения на резисторе, измеряемое моим цифровым мультиметром.
Как вы здесь видите, для изготовления щупа я взял конец щупа от старого цифрового мультиметра, вставил его в конец нового высоковольтного щупа. После того как я припаял его к высоковольтному резистору, приклеиваем его клеем Е6000. На другом конце вставляются, и приклеиваются провода также при помощи E6000. Этот провод будет подключаться к плюсу на цифровом мультиметре, а зелёный пойдет на минус мультиметра. Вы снимаете показания высокого напряжения с щупа, здесь он подключается к земле, если вы измеряете постоянное напряжение, то этот конец идет к минусу и этот конец идет к плюсу.
После того, как резистор высокого напряжения припаян последовательно с резистором 200K Ом, этот красный провод припаиваем на стыке между этими двумя резисторами и два черных провода подключены в конце 200 kОм резистора. Я покажу это использовав батарею 9 вольт, а также трансформатор микроволновой печи с напряжением 2500 вольт.
При измерении напряжения с помощью этого щупа . Позвольте мне включить прибор на, я выставлю его на предел 2 вольт. Вы будете считывать 1/1000-напряжения, измеренное в этой точке. То есть, если вы измеряете 1000 вольт, то вы увидите на мультиметре 1 вольт. Так что, если реальное напряжение переменного тока 1000, вы увидите, 1 вольт переменного тока. Если вы видите 5 вольт переменного тока, то вы будете знать, на кончике щупа 5000 вольт. Если вы измеряете напряжение в 12 вольт на свинцово-кислотной батарее, то вы увидите на мультиметре 012В. Позвольте мне быстро это показать, используя эту маленький 9 вольт аккумулятор. Давайте проверим напряжение. Оно около 8 вольт с четвертью. Он немного разряжен. Я возьму мультиметр и поставлю его на диапазон 2 вольта. Минус подключите его сюда. Возьмите плюс, подключим его сюда. При измерении напряжения, вы должны увидеть .008.
Хорошо, вы видите, как это работает. Теперь я покажу вам, как измерить напряжение переменного тока. Я возьму линию 120 вольт, и мы посмотрим какие будут показания.
Мой мультиметр имеет диапазон выбора напряжения от 200 милливольт и до 200 вольт, я перейду на этот диапазон 200 милливольт. Когда я подключу этот щуп к сети переменного тока, то показания будут в милливольтах, но это будет фактическое напряжение в вольтах. Давайте попробуем измерить. Сейчас около 115 вольт переменного тока. Реально эта линия под напряжением 118, значение переменного тока может отличаться на 3%. Как я уже говорил раньше, я не добиваюсь высокой точности, даже если я могу сделать его более точным. Если надо я могу подобрать значение 200k резистора. Сейчас показания 114,9, реальное напряжение119,8. Что надо делать с этим резистором, надо немного увеличить значение 200k резистора. Поищите другой резистор 200k, который может быть 202K или 205K. Установленный здесь резистор на 197K. На этом последнем испытании я измерю выход высокого напряжения на трансформаторе микроволновки. Теперь имейте в виду, это напряжение доходит до 20000 вольт
Хорошо? Так что, если вы измерили 1000 Вольт это 10000 Вольт, среднее значение напряжения. Максимальное значение будет в 1,4 раза выше, чем 10000 вольт, это 14000 вольт.
Сейчас мы подключены к высоковольтному трансформатору микроволновой печи. Прямо здесь выход вторичной обмотки высокого напряжения подключенной к конденсатору, а затем у вас есть щуп, подключенный к этому же контакту.
Этот щуп подключен к шасси, и у меня есть красный, идущий к красному щупу и есть зеленый подключенный к черному щупу. Прибор настроен на измерение напряжения переменного тока, в данном случае на диапазон 20 вольт. Какие бы не были показания, их надо умножить его на 1,000. Да, три точки щупа на месте. 2250. Итак, как вы видите, он работает очень хорошо. Это очень полезно для людей работающих с высоковольтными испытаний, таким щупом можно проверить трансформаторы и убедиться, что они работают как надо.
Если вам понравилась эта видео, нажмите на большой палец вверх, подпишитесь и ставьте ссылки на это видео на других сайтах и блогах. Большое спасибо за просмотр.
_

Shyam Sunder Tiwari

Для измерения напряжений от 10 кВ и выше обычно требуется высоковольтный вольтметр со специальным дополнительным оснащением, или цифровой мультиметр с высоковольтным делителем. Кроме того, необходимо соблюдение соответствующих мер безопасности. Предлагаемая простая альтернативная схема, основанная на недорогом КМОП таймере, позволяет выполнять непосредственное измерение высокого напряжения с не худшей точностью.

Микросхема LMC555 фирмы National Semiconductor – это КМОП версия популярного универсального таймера 555. В описываемой схеме таймер используется в схеме автоколебательного мультивибратора, частота которого зависит от тока, текущего от источника измеряемого высокого напряжения.

Схема измерения высокого напряжения (см. рисунок) использует автоколебательный мультивибратор на таймере LMC555, преобразователь измеряемого напряжения в ток на резисторе R1 сопротивлением 100 МОм с допустимым напряжением 15 кВ, прецизионный метало-пленочный резистор R2 (сопротивление 1 кОм, допуск 1%) и времязадающий конденсатор C1 емкостью 1 нФ. Конденсатор C1 заряжается током от источника измеряемого напряжения, а разряжается через резистор R2. Таким образом, R2 тоже влияет на частоту выходного сигнала.

Эта простая схема, состоящая из микросхемы КМОП таймера и нескольких пассивных компонентов, позволяет с высокой точностью измерять постоянные напряжения до 15 кВ.

Измеряемое напряжение V преобразуется в ток [V – VC(t)]/R1, заряжающий конденсатор C1, где VC(t) – напряжение на конденсаторе. Для простоты, при измерениях высоких напряжений, VC(t) можно не учитывать. Частота мультивибратора на LMC555 ограничена величиной порядка 30 кГц, что позволяет использовать для подсчета импульсов вход любого микроконтроллера. Кроме того, измерять частоту могут многие современные мультиметры.

Поскольку ток, потребляемый таймером LMC555, не превышает 5 мА, для питания измерителя можно использовать любую батарею с напряжением от 3 до 12 В, что позволит гарантировать надежную изоляцию таймера от измеряемого напряжения.

Резистор R1 является, возможно, самым важным из компонентов, окружающих LMC555. Он должен быть рассчитан на работу при высоких напряжениях, и приобретаться у надежного поставщика, с хорошей репутацией. К примеру, вполне подойдет металло-окисный резистор ROX200 фирмы Vishay с рабочим напряжением 15 кВ. Резисторы выпускаются с сопротивлением от 1 кОм до 1 ГОм, с допускаемым отклонением от номинала 1%, 2%, 5%, и 10%, и со стандартным ТКС, равным ±200 ppm/°C. Высоковольтный резистор способен эффективно рассеивать тепло.

Не меньшее значение имеет качество резистора R2 и конденсатора C1. Резистор R2 – металлопленочный, номиналом 1 кОм с допуском 1%. В качестве примера, можно назвать резисторы CCF60 производства Vishay, с рабочим напряжением 500 В и допустимой мощностью рассеивания 0.5, 0.75 и 1 Вт. ТКС резистора равен ±100 ppm/°C, а огнестойкое эпоксидное покрытие создает дополнительную защиту от высоких напряжений.

Времязадающий конденсатор C1 емкостью 1 нФ должен иметь хорошую температурную стабильность, с материалом диэлектрика NP0 или C0G.

Дополнительные элементы в цепи измерения высокого напряжения – диод D1, стабилитрон D2 и конденсатор C2. Предназначенные для изоляции и защиты диоды, в целях обеспечения высокой точности измерений, должны иметь низкие токи утечки.

Особенно сильно влияет на точность обратный ток диода D1, т.к. утечка даже в 3 пА уже может стать причиной ошибки измерения высоких напряжений. Ток утечки стабилитрона D2 не столь критичен, и не должен превышать 100 пА.

Стабилитрон D2 включен в схему для дополнительной защиты микросхемы таймера, и, в случае отсутствия повышенных требований к безопасности, может не устанавливаться.

C2 обеспечивает дополнительную изоляцию между частотомером и таймером LMC555. Это совершенно некритичный компонент, в качестве которого может использоваться любой керамический конденсатор с допустимым напряжением не меньшим максимального измеряемого напряжения. Фактически, измеритель будет работать и без этого конденсатора. Для обеспечения надежной защиты подключаемых схем, конденсатор C2 может быть заменен оптоизолятором.

Безусловно, схема измерителя, во многих отношениях, напоминает цифровой мультиметр, состоящий из источника питания, источника опорного напряжения, аналого-цифрового преобразователя и дисплея. Однако, без специального делителя напряжения, мультиметр не способен измерять напряжения выше 1000 В.

Предложенная схема простого измерителя имеет очень небольшую погрешность, благодаря всего лишь двум компонентам: высококачественному резистору R1 и точному таймеру LMC555. Различные элементы защиты надежно предохраняют схему от высокого напряжения, а также, препятствуют появлению утечек вследствие возникновения коронного разряда, чем повышают точность измерений, уровень безопасности оператора и проверяемых цепей.

Перевод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман

Принципиальная схема приставки для возможности измерения высоких напряжений (много тысяч Вольт) с помощью мультиметра. В некоторых случаях требуетсяизмерять очень большие напряжения (десятки киловольт). Для таких целей существуют специальные приборы – «киловольтметры».

Покупать специально киловольтметр имеет смысл только когда вам нужно довольно часто измерять «киловольты». В повседневной же радиолюбительской практике такие измерения проводить приходится крайне редко.

И в этом случае можно обойтись и простым мультиметром. Но верхний предел измерения напряжение у стандартного мультиметра, обычно не бывает более 2000V.

Для того, чтобы мультиметром можно было измерять значительно более высокое напряжение, его необходимо дополнить приставкой в виде высокоомного и высоковольтного делителя напряжения.

Принципиальная схема

На рисунке ниже показана схема такого делителя. Он состоит из десяти резисторов сопротивлением по 68 МОм каждый, включенных последовательно, и одного резистора на 68 кОм.

Высокоомные резисторы образуют одно плечо делителя суммарным сопротивлением 680 МОм. А второе плечо образует резистор 68 кОм. Получается делитель напряжения на 10000.

Выход делителя подключаем к гнездам «СОМ» и «VОмmA», а вход (Х1 и Х2) к измеряемой цепи.

Рис. 1. Принципиальная схема высоковольтного делителя напряжения для измерения высоких напряжений с помощью мультиметра.

Мультиметр устанавливают в положение «2000мV», в котором он будет показывать напряжения до 20КV, а в положении «20V», теоретически, до 200 КV. Хотя, следует заметить, что таким способом нельзя измерять напряжение более 50 КV, так как приставку-делитель напряжения может пробить.

Либо нужно делать другую приставку, совсем по другому отнесясь к изолированию, и с большим сопротивлением. Что же касается этой приставки, то все резисторы должны быть крупными мощностью не менее 2W, а монтаж нужно выполнить, расположив все резисторы равномерно в линейку, так, чтобы расстояние между клеммами Х1 и Х2 было не менее 200мм.

Изоляция должна выдерживать большое напряжение. Схему можно собрать объемным способом и поместить внутрь стеклянной трубки, концы которой закрыть резиновыми пробками (через них выпустить провода). Можно сделать монтаж на листе органического стекла, на котором установить клеммы.

В любом случае, монтаж должен исключать возникновение токов утечки, а диэлектрические свойства основы должны соответствовать величине измеряемого напряжения.

Предостережение

ВНИМАНИЕ ! при работе с прибором нужно соблюдать все меры предосторожности при работе с высоковольтными установками. Приставка НЕПРИГОДНА для измерения напряжений в высоковольтных линиях электропередачи и промышленных электроустановках .

Можно измерять напряжения только на выходах умножителей, импульсных источников, схем развертки телевизоров, и в других подобных схемах.

Как измерить электрическое сопротивление у резистора и катушки обычным мильтиметром, электронным тестером. 

 

 

 

Тема: как нужно правильно проводить измерения электросопротивления.

 

Для начала давайте уточним понятие электрического сопротивления, чтобы проще было понимать, что именно мы пытаемся измерить электронным тестером. Итак, сопротивление – это свойство проводника, препятствующее движению электрически заряженных частиц внутри проводника с током, которое обусловлено спецификой внутреннего строения того материала, через который и проходит ток. Чтобы лучше это понять приведу пример на воде. В трубопроводе течет вода. Если в этот трубопровод поместить допустим пористую мочалку, то в этом месте для воды уже будет возникать определенное препятствие нормальному движению воды, вызывая тем самым сопротивление водному потоку. Вот что-то подобное происходит и внутри проводов, где течет электрический ток.

 

Электрическое сопротивление имеет свою величину, выражаемую в омах. Если сопротивление выразить через ток и напряжение, то один ом будет равен один ампер умножить на один вольт. На практике величина сопротивления в один ом является очень маленькой. Для сравнения можно сказать, что сами провода мультиметра имеют внутреннее сопротивление в 0,3 ома. К примеру сопротивление нагревателя электрочайника мощностью в 1 кВт (рассчитанного на напряжение 220 вольт) будет около 50 ом. У катушки маломощного реле на 12 вольт сопротивление будет около 150 ом.

 

Итак, а как именно можно измерить неизвестное сопротивление электрического проводника (провода, кабеля, катушки, резистора и т.д.) обычным мультиметром. Делается это просто. Для начала на мультиметре нужно выставить подходящий предел. Это обычно 200 Ом, 2000 Ом, 20 кОм, 200 кОм и 2000 кОм. На более продвинутых мультиметрах еще есть и 20 мОм и 200 мОм (у это совсем огромные величины сопротивлений). Если вы не знаете какой предел выбрать, то начинайте с самого малого, а именно с 200 Ом. Если после прикосновения щупов тестера к измеряемому сопротивлению ничего на экране не показывается, переводите переключатель на следующий предел. Если дойдя уже до последнего предела все равно так ничего и не показало, значит имеется обрыв (на резисторе это редко бывает, чаще можно обрыв встретить на катушке).

 

 

 

 

Если возникла необходимость измерить очень низкое сопротивление, это десятые ома, то тут нужно учитывать следующий момент. Мультиметром можно с некоторой точностью измерить сопротивление допустим 0,1 Ом, но дело в том, что стандартные провода тестера имеют свое внутреннее сопротивление, которое равно где-то 0,3 Ом. Чтобы сделать такое измерение как можно точнее, то желательно найти или сделать другие измерительные щупы с более короткими проводами. К примеру, я на свой электронный тестер сделал щупы, у который сечение провода 2,5 кв.мм. Длина этих проводов до 30 см. И сопротивление у таких проводов крайне незначительное. По крайней мере мне удается измерять резисторы величиной 0,1 Ом. Разве что само измерение имеет некоторую задержку, то есть после подсоединения щупов нужно подождать около 3 секунд, после чего на экране будет не меняющееся значение сопротивления.

 

Другим моментом, на который следует обратить внимание, является то, что при измерении больших электрических сопротивлений (более 200 кОм) уже может влиять на показания сопротивление ваших рук, если вы имеете привычку обеими руками держаться за оголенные концы измерительных щупов при измерении. Дело в том, что даже сухие руки имеют сопротивление порядка 500 кОм и более. А как известно, параллельное подсоединение сопротивления уменьшает общее сопротивление. То есть, ваши руки, это одно сопротивление, а тот резистор, что вы измеряете, это второй резистор. В итоге вы на экране мультиметра увидите заниженное значение электрического сопротивления. Так что при при любых измерениях старайтесь не касаться своими руками, пальцами к оголенным частям элементов, схем и т.д.

 

И еще, что стоит учесть! Если есть нужда в измерении сопротивления того или иного компонента (резистор, провод, катушка и т.д.), а он стоит в общей схеме, то лучше его выпаять. Или прервать один из выводов от общей схемы. Если этого не сделать, то во время измерения сопротивления вы можете получить большую погрешность. Это связано, как и в примере с руками, с дополнительным сопротивлением, что будет исходит от самой схемы. Например на самой схеме это сопротивление стоит в параллель с другими резисторами, полупроводниковыми элементами, катушками и т.д. Естественно тут может возникнуть все та же погрешность в показаниях тестера. Так что обязательно отсоединяйтесь от схемы и только после этого измеряйте сопротивление элементов.

 

Видео по этой теме:

 

 

P.S. Кстати говоря. Проверять полупроводники по сопротивлению может не получится. Такие элементы (диоды, транзисторы, тиристоры и т.д.) следует проверять на диодном режиме измерения. Теоретически эти компоненты могли бы измеряться, но это не позволяет сделать сам мультиметр (по крайней мере простые его модели, где измерение диодов вынесено на отдельный селектор). Причина этого в подаваемом напряжении прибором на свои щупы. При измерении сопротивления на них подается 0,5 вольт, что мало для открытия полупроводника из кремния (нужно 0,6 В).

 

Как измерить сопротивление мультиметром, методика проверки резисторов. Как замерить сопротивление мультиметром – практическое применение и рекомендации

В статье рассказывается о том, как проверить мультиметром сопротивление. Кроме этого, с его помощью измеряют напряжения между двумя точками, а также прозванивают электрические цепи. В зависимости от типа устройства, с его помощью можно проверять диоды, транзисторы и многие другие радиодетали.

Какие бывают мультиметры?

Ранее применялся мультиметр стрелочный (аналоговый), но сейчас многие перешли на цифровой, как более удобный.

Стрелочный прибор до сих пор применяют профессионалы. Он лучше работает в зоне действия радиоволн и электромагнитных полей, не нуждается в автономном питании, без которого не могут работать. При этом на точность их показаний в значительной степени влияет износ элементов питания. Они могут выйти из строя от электростатического разряда, что не грозит аналоговому тестеру.

Мультиметр стрелочный работает как микроамперметр, снабженный переключателями, шунтами и делителями напряжения, позволяющими переключать его в режимы работ различных приборов. В отличие от него цифровой прибор выводит на дисплей результаты сравнения и вычисления разницы между измеряемыми параметрами и эталонами.

Основы эксплуатации приборов

На каждый мультиметр, характеристики которого отличаются от других, есть своя специфика измерений, но существуют обязательные правила для всех типов устройств.

Для перехода на определенный встроенный прибор, а также на необходимый диапазон измерения его параметров применяется один переключатель.

Замеры производятся путем прикосновения металлических щупов с изолированными ручками к проводникам.

Измеряемая величина параметра должна находиться в пределах установленного переключателем диапазона. Измерения производятся сначала на более высоких диапазонах, а затем переключателем регулируется необходимая точность.

Вольтметр подключают к двум точкам с разными потенциалами.

Для измерения силы тока создают разрыв в электрической цепи и подключают в него амперметр.

Сопротивление измеряют на элементе, отключенном от цепи, путем пропускания через него электрического тока от встроенного в прибор элемента питания.

Щуп с черным проводом подключается к гнезду COM с полюсом «-«, с красным — к гнезду VΩmA с положительным полюсом.

Выпускаются разные модели мультиметров, отличающихся особенностями работы. К каждой из них прилагается инструкция изготовителя: как производить измерения и переключать режимы работы.

Устройство цифрового мультиметра

Основа функционирования у большинства моделей одинаковая. Здесь могут немного отличаться значки, пределы измерения и дополнительные функции. Все элементы управления и контроля расположены на лицевой панели: переключатель режимов и диапазонов, ЖК-дисплей, разъемы для щупов.

Наиболее совершенные устройства автоматически выбирают пределы измерений.

Щупы предназначены для передачи сигнала от элементов электрических цепей прибору. Для них в приборе предназначены три рядом расположенных гнезда. При измерении всегда следует держаться только за изолированные ручки.

Принцип работы

Мультиметр электрический в большинстве бюджетных моделей работает на микросхеме 1CL7106.

Когда измеряется напряжение, сигнал подается с переключателя на вход 31 через резистор R17.

Чтобы измерить величину постоянного тока, в разрыв цепей подключается мультиметр. Сила тока воспринимается резисторами в зависимости от установленного диапазона, после чего с них поступает на вход 32.

На схеме изображены только основные функции. Многие модели имеют дополнительные. Какой мультиметр лучше, каждый пользователь решает в зависимости от специфики измерений.

Схема измерения сопротивлений

Какого бы типа ни был мультиметр, применение омметра есть практически в каждом. Чаще всего с его помощью проверяются трансформаторов, катушек индуктивности и исправность плавких предохранителей. Ниже приведена упрощенная схема измерения сопротивлений.

Здесь применяются опорные резисторы R1…R6 и токозадающие R101 и R103. В режиме измерения сравниваются опорное и входное напряжение, равные отношению измеряемого и опорного сопротивлений.

Прибор применяют для обнаружения обрывов в цепи, пробоя обкладок конденсаторов, проверки целостности печатных проводников на электронных платах.

Как измеряется сопротивление?

Как проверить мультиметром сопротивление, можно прочитать в инструкции, но способ общий для многих моделей. На тестере секция сопротивлений обозначена значком «Омега». У распространенных моделей типа M832, M83х, MAS83x установлено 5 пределов измерения: 200 Ом, 2 К, 20 К, 200 К, 2 М. Кроме того, 6-е положение служит для прозвонки цепей. Зуммер срабатывает при сопротивлении между щупами менее 50 Ом. При их соединении между собой прибор показывает величину сопротивления немного выше нуля. Когда измеряется величина небольшого сопротивления, это значение вычитается из показаний.

Например, при наличии которого составляет приблизительно 1,5-7 К, для измерения мультиметром М832 следует выбрать диапазон с пределом 20 К.

В отличие от других приборов, омметром можно измерять неизвестное сопротивление на любом диапазоне, это не приведет к выходу его из строя. Если установка не соответствует необходимым пределам, на экране будет зафиксирована единица или ноль. В первом случае надо увеличить верхний предел диапазона измерений, а во втором — уменьшить.

Обратите внимание! Перед тем как проверить мультиметром сопротивление, новички обычно касаются обеими руками токоведущих выводов деталей и щупов. В результате измеряется сопротивление резистора и тела, что вносит погрешность в показания прибора. Особенно она велика, когда номинал измеряется в мегаомах. Вывод детали и щуп можно придерживать только одной рукой. Это требование следует соблюдать при проверке любых радиодеталей.

Когда производится ремонт электронной аппаратуры, часто требуется измерить сопротивление впаянного в схему резистора. Чтобы получить точные показания, надо выпаять один из выводов. Измерительная цепь должна состоять только из омметра и резистора. Если он впаян в схему, сопротивления между выводами и другими радиодеталями будут суммироваться. Если деталь имеет много выводов, для проведения измерений ее следует сначала полностью выпаять.

Пример измерения сопротивления

Требуется измерить сопротивление катушки, номинал которой неизвестен. Обычно верхний предел выбирают максимальный. При установке переключателя в положение «2М» и подсоединении к выводам катушки измерительных щупов на экране появятся одни нули. Это значит, что электрическое сопротивление витков есть, но пределы измерения выбраны неверно.

Тогда нужно установить переключатель в положение «200 К», что соответствует диапазону 0-200 К и снова подключить щупы мультиметра. На экране появится величина сопротивления, равная 00,5 кОм. Если в показаниях впереди запятой есть нули, значит, требуется уменьшить пределы измерения еще. При следующем положении переключателя прибор покажет 0,73 кОм. Это значение уже больше соответствует действительности.

Если есть необходимость получить более точный результат, надо снизить диапазон до 0-2 кОм и повторить измерение. На экране появится 0,751 кОм.

Если переключиться на пределы измерения 0-200 Ом, прибор покажет «1», что означает, что измеряемая величина выходит за верхнюю границу.

Перед тем как прозванивать мультиметром катушку на наличие в ней обрыва, надо установить переключатель в этот режим, а затем подключить щупы к ее выводам. Наличие свидетельствует о том, что цепь исправна. Если зуммер «молчит», значит, в катушке обрыв.

Щупы для мультиметра

Щупы в бюджетных тестерах не отличаются высоким качеством, несмотря на то что некоторые из них эффектно выглядят. При покупке следует выбирать такие, чтобы провод был эластичным и плотно держался в месте входа.

Токопроводящие концы сделаны в виде игл, чтобы можно было прокалывать изоляцию провода или находить выводы в микросхемах с малым шагом. В качестве материала применяется бронза, которая плохо держит заточку. Кроме того, иглы обламываются в местах заделки.

На холоде изоляция проводов становится жесткой и прибором неудобно пользоваться.

Еще один недостаток — ненадежный контакт в гнезде прибора. При прозванивании схем он часто теряется.

Щупы для мультиметра часто приходится доводить до кондиции своими руками. Для этого провода припаиваются к наконечникам, а разъемы в гнезда подбираются другие. Наконечник следует залудить, чтобы при нажатии на проверяемую точку величина сопротивления не зависела от усилия нажима.

Целесообразно заменить провода на большее сечение, чтобы уменьшить их сопротивление. Провода в комплекте имеют сопротивление 0,2-0,5 Ом, а порой и выше.

Проверка омметра перед работой

В процессе эксплуатации мультиметра токоведущие жилы измерительных щупов изнашиваются, что отрицательно сказывается на результатах измерения («скачут» показания). Перед работой их следует проверять. Для этого переключатель прибора устанавливают на самый нижний диапазон и замыкают щупы между собой накоротко. После прощупываются его изолированные проводники. При плохом контакте внутри на дисплее начнут сбиваться показания. Можно также проверить щуп в режиме прозвонки. Если звуковой сигнал зуммера будет пропадать и вновь появляться, это говорит о ненадежных контактах.

Питание прибора

В прибор вставляется элемент питания «Крона» на 9 В. Если на экране мультиметра появился значок батарейки, это сигнализирует о том, что она разрядилась и требуется замена. В противном случае показания прибора будут некорректными.

На некоторых мультитестерах есть кнопка HOLD. При ее нажатии показания прибора фиксируются для удобства считывания. Чтобы снова вернуться в рабочий режим, надо отжать кнопку.

Заключение

Каждая модель мультиметра продается с инструкцией, которую следует тщательно изучить, поскольку у каждого вида прибора есть свои особенности.

Перед тем как проверить мультиметром сопротивление, следует определить его приблизительное значение. Если величина составляет несколько ом, деталь можно не выпаивать из платы. При размерности в мегаомах резистор следует выпаивать и измерять, не касаясь выводов руками.

У многих из нас может возникнуть ситуация, когда потребуется проверить целостность электрического кабеля, провода, или наличие или отсутствие контакта. Это может быть шнур питания от любого устройства, кабель для интернета или электрическая спираль бытового прибора. Для решения этих задач, трудно обойтись без мультиметра. Конечно, для разовой акции не стоит бежать в магазин за не самым дешёвым прибором. Достаточно одолжить на время устройство у друзей или знакомых.

Необязательно быть специалистом по электронике, чтобы справиться с подобной тривиальной задачей. Каждый может выполнить простую работу, руководствуясь некоторыми правилами и инструкциями, описанными ниже.

Мультиметр представляет собой прибор для измерения сопротивления, напряжения, тока, возможно, ёмкости. С помощью него можно проверить различные электронные компоненты: резисторы, диоды, транзисторы, конденсаторы, а также измерить значения электрического тока и напряжения, установить целостность электрических проводов.

Практически любой мультиметр состоит из следующих составных частей:

Питание цифрового прибора с жидкокристаллическим экраном осуществляется от батарейки (крона) напряжением 9 В, или аккумулятора того же номинала. Следует следить за значком батарейки на экране дисплея. Если он замигал, батарейку надо менять, иначе показания прибора будут недостоверны. Принцип действия такого мультиметра основан на сравнении измеряемых величин с эталонными, и вычисления истинного значения. Для аналоговых стрелочных приборов питание не нужно, они работают по другому принципу.

Конечно, цифровые мультиметры удобнее, но у стрелочных есть одно неоспоримое преимущество, они работают в условиях сильных электромагнитных полей, где цифровые приборы бессильны.

Порядок действий при измерении сопротивления

Единицей сопротивления является Ом. При измерении нагрузки различных приборов и резисторов, показания прибора могут составлять: доли ома, омы, килоомы (кОм), мегаомы (МОм).

Прозвонка электрических проводов

Для прозвонки любых электрических проводов необходимо выполнить следующий порядок действий:

Осталось сделать вывод об исправности объекта измерения. Если на дисплее слева единица, значит, проверяемый провод, неисправен (в обрыве). При проверке, например, сетевого шнура, показания прибора должны быть в пределах 0.6–1.5 Ом. Если надо просто убедиться в исправности линии, можно повернуть переключатель на прозвонку (значок диода и громкости). Тогда о целостности провода будет сигнализировать звуковой сигнал.

Проверка сопротивления электрических спиралей

Иногда может возникнуть необходимость замерить сопротивление электрической спирали (ТЭНа), например, в электроплите, чайнике, утюге, стиральной машине и т. д.

При проверке электрической спирали, например, мощностью 1 кВт , показания мультиметра должны быть около 50 Ом, в идеале 48.4 Ом. Вспомнив закон Ома I=U/R и определение мощности электрического тока W=I*U из школьного курса физики, можно легко рассчитать сопротивление любой электрической спирали прибора, зная его мощность.

Измерение значения сопротивления резисторов

Резистором называется электронный компонент с фиксированным или изменяемым значением электрического сопротивления. Это простейший радиоэлемент , единственной функцией которого является сопротивление электрическому току. Потребность в проверке резистора может возникнуть, например, при ремонте автомобиля или бытовой техники. Зная его номинал, можно установить пригодность элемента для дальнейшего использования.

Основными неисправностями резистора бывают: нарушение контакта между корпусом резистора и выводами или выгорание токопроводящего слоя. В результате значения сопротивления могут выйти из параметров либо уйти в бесконечность (обрыв). Иногда подозрения в исправности резистора могут возникнуть по его внешнему виду – потемнение корпуса, но так бывает не всегда. Да и потемнение резистора ещё не говорит о неисправности, а сигнализирует о его, в какой-то момент времени, перегреве. В любом случае не помешает проверить резистор мультиметром.

Чтобы измерить сопротивление резистора , надо прикоснуться наконечниками щупов к противоположным выводам этого элемента, предварительно установив переключатель на нужный диапазон, и снять показания на экране. Чтобы дать заключение о его исправности, нужно сравнить эти показания с маркировкой на корпусе сопротивления. К сожалению, надписи на корпусе резистора сделаны не в явной форме и неспециалисту разобраться с ними самостоятельно не так просто, но здесь на помощь может прийти соответствующий справочник или интернет.

Величины сопротивлений резисторов регламентированы. Отличия от номинала (разброс) в процентном отношении зависит от класса точности и может составлять от 0.1% у высокоточных до 20%.

Маркировка зарубежных резисторов выполнена в виде цветных колец различной ширины, опоясывающих корпус. В интернете также можно найти таблицы, по которым её можно расшифровать либо воспользоваться калькулятором цветовой маркировки в режиме online.

Проверка сопротивления резистора неизвестного номинала

Если сопротивление резистора неизвестно, лучше поставить переключатель на верхний предел чувствительности, например, 2 МОм и, поворачивая рукоятку переключателя вправо , найти нужный диапазон. В принципе, при измерении сопротивления, порядок не так важен. Если поставить минимальную чувствительность, на экране появится единица, вращая рукоятку влево, также можно найти нужный диапазон.

И всё-таки правильнее поступать так, как сказано в первом случае. Ведь при измерении напряжения или тока порядок важен, и можно вывести прибор из строя, поступая, как сказано во втором способе. Лучше сразу привыкать к определённой, универсальной последовательности действий.

Следует быть аккуратным при измерениях, и не касаться руками неизолированных частей щупов, иначе, вместо резистора, можно измерить сопротивление собственного тела.

Измерение сопротивления мультиметром. Переменные резисторы

Переменный или подстроечный резистор имеет, по сравнению с обычным, ещё один подвижный контакт (бегунок). Распространённой неисправностью такого радиоэлемента, является плохой контакт, или отсутствие контакта бегунка с подложкой. Поэтому при проверке такого резистора, необходимо проверить не только сопротивление подложки, но и контакт бегунка с подложкой.

Сделать надо следующее:

1. Установить переключатель в сектор измерения сопротивления Ω, выбрать нужный диапазон в зависимости от номинала резистора.
2. Одним щупом встать на подложку с любой стороны, другим — на подвижный контакт. Если плавно перемещать бегунок, также плавно должны изменяться показания прибора.

Если значения сопротивления на дисплее не меняются, или изменяются скачкообразно, значит, резистор неисправен. Многим, наверное, знаком неприятный характерный треск при изменении громкости на старой видео или аудиоаппаратуре. Он как раз и указывает на плохой контакт бегунка и подложки. Конечно, на современных бытовых приборах и аппаратуре сейчас в основном применяется электронная регулировка , но можно встретить и механические регуляторы.

Заключение

В настоящее время различных видов мультиметров великое множество. Некоторые из них могут конструктивно отличаться от описанных выше. Но методика проверки сопротивления бытовых приборов и резисторов одинакова для всех устройств.

Мультиметр — универсальный прибор, предназначенный для проведения электрических замеров. С его помощью можно определить напряжение и силу тока, установить сопротивление резистора, а также прозвонить цепь и выполнить ряд других операций. Такой измерительный прибор обязан иметь не только каждый электрик, но и любой человек, самостоятельно выполняющий даже незначительные работы с электрооборудованием.

Какие бывают мультиметры?

Современные измерительные устройства представлены аналоговыми и цифровыми приборами. Результаты на аналоговом мультиметре устанавливаются по показаниям стрелки. Достоинством такого оборудования является невысокая цена (2-3$), однако существенный недостаток, высокая погрешность, не дает использовать аналоговое устройство для точных замеров.

Сегодня наиболее распространенными являются цифровые мультиметры. Результаты в данном случае отображаются на специальном экране (на светодиодах или на жидкокристаллическом дисплее). Такие приборы гораздо проще в использовании, обладают высокой точностью по сравнению с аналоговыми.

В каких случаях необходимо замерять сопротивление?

Ремонт электропроводки и любых радио- и электротехнических изделий заключается в поиске соприкосновения проводников тока между собой в тех местах, где его не должно быть. Такая ситуация возникает при коротком замыкании (сопротивление равно нулю). Не менее распространенной поломкой является нарушение контакта в проводниках. В таких случаях сопротивление, напротив, стремится к бесконечности.

Для установления сопротивления отдельных участков и элементов цепи используется измерительный прибор — омметр. Мультиметр является комбинированным устройством и при определенной настройке также способен выполнять функции омметра.

Предварительная настройка: режим омметра

Прежде чем выполнять замеры, необходимо перевести мультитестер в режим омметра. Сопротивление на приборе обозначается греческой буквой Ω «Омега». Ручной переключатель режимов работы необходимо перевести в данную секцию (в большинстве моделей возможен поворот как по часовой, так и против часовой стрелки).

Следующим шагом станет выбор пределов измерения. У большинства моделей мультиметров имеется от 4 до 7 пределов: 200 (не более 200 Ом), 2К — не более 2 000 Ом, 20К — не более 20 000 Ом и так вплоть до 200М — 200 000 000 Ом.

Например, при наличии резистора, ориентировочное сопротивление которого составляет от 1 до 10 кОм (1 000 — 10 000 Ом) следует выбрать предел 20К — его значение выше наибольшего предполагаемого (10К). В отличие от других величин неверное определение предела не опасно для прибора. В том случае, если сопротивление резистора окажется больше, на цифровом дисплее «моргнет» показание и загорится единица. При этом необходимо перевести переключатель на предел выше и повторить действия.

Ничего страшного, если вы не знаете даже ориентировочных значений сопротивления — методом подбора вы без проблем найдете подходящий интервал. Старайтесь провести замеры на как можно меньшем пределе — это влияет на точность полученных значений.

Предварительная настройка. Подключение щупов

При измерении сопротивления черный щуп необходимо вставить в гнездо com, а красный щуп — в гнездо V/Ω. Перед проведением работ следует убедиться в исправности прибора — для этого соедините токоведущие части щупов между собой. Если на дисплее высветятся нули, все в порядке. Мультиметр исправен и готов к работе.

Многие новички совершают одну и ту же ошибку: прикасаются руками к токоведущим частям щупов или выводам резистора. В этом случае оборудование будет производить замер сопротивления не только резистора, но и вашего тела, так что результаты окажутся некорректными. При проведении работ щупы следует держать за изоляцию! Непосредственно в месте соприкосновения токоведущих частей допускается придерживать щуп и один из выводов детали одной рукой. В этом случае замкнутой цепи не образуется, и показания тестера не искажаются.

Проведение работ

Когда все подготовительные работы выполнены, можно приступать непосредственно к измерениям. Ни в коем случае нельзя производить замеры у элемента, находящегося под напряжением! Также следует вынуть из цепи или выпаять элемент (хотя бы одним концом), сопротивление которого мы меряем, и только после этого использовать омметр. Такой подход гарантирует, что другие компоненты схемы не окажут влияния на результат.

Прислоните щупы к выходам или клеммам резистора или любого другого измеряемого прибора (лампочки накаливания, катушки). Подберите требуемый предел (как было указано выше) и снимите показания прибора. В зависимости от полученных данных можно выявить проблему измеряемого устройства (замыкание или, наоборот, плохой контакт). Если проблем на данном элементе не выявлено, переходите к следующему участку цепи и так до тех пор, пока неисправность не будет обнаружена.

Полезные советы

• Следует помнить, что на точность данных может влиять заряд батареи мультиметра. При низком уровне заряда прибор начинает подвирать — выдавать неверные значения. На цифровых устройствах есть индикатор батареи, который сигнализирует, когда источник питания следует заменить или зарядить.
• При работе с аналоговым устройством следует поместить его на ровную горизонтальную поверхность. В противном случае результаты могут быть сильно искажены.
• Не оставляйте устройство включенным, так как это сильно разряжает его батарею. Даже если речь идет об аналоговом мультиметре, не стоит оставлять его в режиме омметра. Лучше переключить на измерение напряжения.
• Для удобства обнаружения коротких замыканий можно использовать режим «прозвонки» (обозначается значком диода), присутствующий на большинстве современных устройств. В этом режиме мультиметр издает звуки при очень низком сопротивлении участка цепи. Таким образом, вам не придется каждый раз смотреть на экран.

Измерение сопротивления цифровым мультитестером

Также с помощью омметра можно проверить исправность большинства широко распространённых радиодеталей, таких как резисторы, диоды, катушки индуктивности, трансформаторы , плавкие предохранители.

С помощью омметра можно проверить конденсаторы на наличие электрического пробоя обкладок, обнаружить обрыв или пробой p-n переходов у транзисторов и диодов, оценить целостность электрических соединений и печатных проводников на электронной плате. Список возможных применений омметра в повседневной практике радиолюбителя очень широк.

На принципиальной схеме омметр изображается в виде кружка с двумя выводами, которые на практике являются измерительными щупами. Внутри кружка изображается греческая буква “омега ”, символизирующая то, что в данном случае прибор является измерителем электрического сопротивления.

Рассмотрим основные моменты проведения измерений сопротивления с помощью цифровых мультиметров серий DT-83x , M83x , MAS83x и им подобных.

В мультитестерах при измерении сопротивления следует выбрать секцию с обозначением значка “Омега” при помощи ручного переключателя режимов работы. Для замера сопротивления цепи необходимо ориентировочно определить сопротивление измеряемой цепи и выбрать соответствующий предел измерения. У мультиметров серий DT-83x, M83x, MAS83x обычно 5 пределов измерения: 200 (до 200 Ом), 2k или 2000 (до 2000 Ом), 20k (до 20.000 Ом), 200k (до 200.000 Ом), 2М либо 2000k (до 2.000.000 Ом).

Секция измерения сопротивлений

Например, у Вас есть резистор , сопротивление которого ориентировочно составляет от 1 килоОма (1000 Ом) до 10 килоОм (10.000 Ом). В этом случае необходимо выбрать предел измерения, который выше наибольшего предполагаемого сопротивления. Для цифрового мультиметра марки M830BZ таким пределом будет 20k (20 килоОм). Если же номинальное сопротивление резистора окажется больше, то на цифровом дисплее кратковременно “моргнёт” показание и зафиксируется единичка. При этом необходимо перевести ручной переключатель на предел выше и провести повторное измерение.

В практике радиолюбителя часто приходиться измерять сопротивление резисторов. При этом щупы прибора необходимо соединить с выводами резистора, сопротивление которого предстоит измерить. Теперь Внимание ! Не повторите ошибку многих новичков. При измерении сопротивления нельзя касаться руками токоведущих частей щупов и выводов радиодетали. Почему?

Если удерживать руками щупы и выводы резистора, то в результате будет измерено сопротивление резистора (R1 ) и сопротивления Вашего тела (R2 ). В таком случае измеренное сопротивление будет составлять общее сопротивление двух параллельно соединённых резисторов . Один резистор — это тот, сопротивление которого замеряется, а второй — это сопротивление вашего тела.

Общее сопротивление резистора (R1) и тела человека (R2)

Итоговое измеренное сопротивление будет неверно и может в некоторых случаях сильно отличаться от действительного сопротивления резистора. Всё зависит от того, какое сопротивление имеет в данный момент тело человека.

Неправильный замер сопротивления

Это простое правило стоит помнить. Придерживать щуп и вывод детали можно только одной рукой. В таком случае в измеряемой цепи будет только сам мультиметр и резистор. Данное правило необходимо соблюдать и при проверке прочих радиоэлементов.

Особенности измерения сопротивления элементов в схеме с помощью цифрового мультиметра.

При ремонте радиоаппаратуры часто возникает необходимость проверить сопротивление радиодетали, например, резистора, впаянного в электронную схему. В таком случае нужно выпаять хотя бы один вывод радиодетали, и уже затем производить измерение сопротивления.

Впаянная в электронную схему радиодеталь электрически связана с другими элементами схемы, и общее измеряемое сопротивление будет равно сопротивлению всех связанных между собой радиодеталей. Необходимо обеспечить условия, при которых измерительная цепь состоит только из измерительного прибора – омметра, и измеряемого сопротивления. На принципиальной схеме это можно изобразить как цепь из омметра (PR1) и резистора (R1).

При проверке многовыводных радиодеталей лучше их сначала полностью выпаять и проводить измерения уже выпаянной радиодетали. Это позволит избежать ошибок и неверных выводов об исправности / неисправности радиодетали.

Проверка омметра перед началом работы.

При частом использовании мультиметра в первую очередь страдают измерительные щупы. Часто происходит нарушение контакта щупа и разъёма подключения щупа в следствии механического износа токоведущих жил измерительного щупа. Бывают случаи, что на вид измерительный щуп выглядит исправным, но при проведении измерений показания “скачут”, и не соответствуют действительности. В результате показания мультиметра вводят в заблуждение оператора, проводящего измерения.

Перед проведением измерений следует проверять исправность электрических щупов.

Делается это просто. Мультиметр переводят в режим измерения наименьшего сопротивления либо режим прозвонки и замыкают щупы накоротко. При этом нужно прощупать вдоль изолированные проводники щупов. Если в медных жилах измерительного щупа есть плохой контакт, то на цифровом дисплее мультиметра показания будут сбиваться. В случае проверки щупа с помощью режима прозвонки, при обрыве в щупе или ненадёжном контакте звуковой сигнал встроенного зуммера будет то пропадать, то появляться, свидетельствуя о том, что измерительные щупы неисправны.

Данная простая проверка щупов перед началом измерений позволит избежать неверных показаний .
Не стоит забывать, что состояние батареи питания цифрового мультиметра сказывается на точности показаний прибора. При разряде батареи прибор начинает подвирать – выдавать неверные результаты измерений. Поэтому следует заменять разряженную батарею новой, если вы хотите, чтобы мультиметр показывал корректные значения измеряемых параметров. Во всех цифровых приборах при разряде батареи питания на дисплее появляется значок батарейки, сигнализирующий о том, что батарею следует заменить.

В продаже есть мультитестеры, функционал которых дополняет кнопка HOLD . Например, такая опция присутствует в мультиметрах MAS830L, MAS838, Victor VC9805A+. Предназначена кнопка HOLD для фиксации показаний на цифровом дисплее мультиметра для последующего считывания.

Кнопка HOLD

Иногда из-за спешки или при проведении измерений в затемнённых и плохо освещённых помещениях нечаянно можно нажать данную кнопку. При этом на дисплее зафиксируется значение, соответствующего моменту нажатия кнопки HOLD. В результате можно недоумевать, почему прибор не работает, возникают ложные выводы о неисправности измерительных щупов, разряде батареи питания и пр. Поэтому следует проверять, не нажата ли кнопка удержания показаний HOLD.

Чаще всего встречаются неисправности резисторов, связанные с выгоранием токопроводящего слоя или нарушением контакта между ним и хомутиком. Для всех случаев дефектов существует простой тест. Разберемся, как проверить резистор мультиметром.

Типы мультиметров

Прибор бывает стрелочным или цифровым. Для первого не требуется источник питания. Он работает как микроамперметр с переключением шунтов и делителей напряжения в заданные режимы измерений.

Цифровой мультиметр показывает на экране результаты сравнения разницы между эталонными и измеряемыми параметрами. Для него нужен влияющий на точность измерений по мере разрядки. С его помощью производится тестирование радиодеталей.

Виды неисправностей

Резистором называют электронный компонент с определенным или переменным значением электрического сопротивления. Перед тем как проверить резистор мультиметром, его осматривают, визуально проверяя исправность. Прежде всего определяется целостность корпуса по отсутствию на поверхности трещин и сколов. Выводы должны быть надежно закреплены.

Неисправный резистор часто имеет полностью обгоревшую поверхность или частично — в виде колечек. Если покрытие немного потемнело, это еще не характеризует наличие неисправности, а говорит лишь о его нагреве, когда выделяемая на элементе мощность в какой-то момент превысила величину допустимой.

Деталь может выглядеть как новая, даже если внутри оборвется контакт. У многих здесь возникают проблемы. Как проверить резистор мультиметром в данном случае? Необходимо наличие принципиальной схемы, по которой производятся замеры напряжения в определенных точках. Для облегчения поиска неисправностей в электрических цепях бытовой техники выделяются контрольные точки с указанием на них величины этого параметра.

Проверка резисторов производится в самую последнюю очередь, когда нет сомнений в следующем:

• полупроводниковые детали и конденсаторы исправны;
• на печатных платах нет сгоревших дорожек;
• отсутствуют обрывы в соединительных проводах;
• соединения разъемов надежны.

Все вышеперечисленные дефекты появляются со значительно большей вероятностью, чем выход из строя резистора.

Характеристики резисторов

Величины сопротивлений стандартизованы в ряды и не могут принимать любые значения. Для них задаются допустимые отклонения от номинала, зависимые от точности изготовления, температуры среды и других факторов. Чем дешевле резистор, тем больше допуск. Если при измерении величина сопротивления выходит за его пределы, элемент считается неисправным.

Еще одним важным параметром является мощность резистора. Одной из причин преждевременного выхода детали из строя является ее неправильный выбор по этому параметру. Мощность измеряется в ваттах. Ее выбирают такой, на которую он рассчитан. На схеме условного обозначения мощность резистора определяется по знакам:

• 0,125 Вт — двойная косая черта;
• 0,5 Вт — прямая продольная черта;
• римская цифра — величина мощности, Вт.

Резистор для замены выбирается по тем же параметрам, что и неисправный.

Проверка резисторов на соответствие номиналам

Для проверки необходимо найти значения сопротивлений. Их можно увидеть по порядковому номеру элемента на схеме или в спецификации.

Измерение сопротивления является самым распространенным способом проверки резистора. В данном случае определяется соответствие номиналу и допуску.

Величина сопротивления должна быть в пределах диапазона, который на мультиметре устанавливается переключателем. Щупы подключаются к гнездам COM и VΩmA. Перед тем как проверить резистор тестером, сначала определяется исправность его проводов. Их замыкают между собой, и прибор должен показать величину сопротивления, равную нулю или немного больше. При измерениях малых сопротивлений эта величина вычитается из показаний прибора.

Если энергии элементов питания недостаточно, обычно получается сопротивление, отличное от нуля. В этом случае следует заменить батарейки, поскольку точность измерений будет низкой.

Новички, не зная, как проверить резистор на работоспособность мультиметром, часто касаются руками щупов прибора. Когда измеряются величины в килоомах, это недопустимо, поскольку получаются искаженные результаты. Здесь следует знать, что тело также имеет определенное сопротивление.

При фиксации прибором величины сопротивления, равной бесконечности, это является показателем наличия обрыва (на экране горит «1»). Редко встречается наличие пробоя резистора, когда его сопротивление равно нулю.

После измерения полученное значение сравнивается с номиналом. При этом учитывается допуск. Если данные совпадают, резистор исправен.

Когда появляются сомнения в правильности показаний прибора, следует замерить величину сопротивления исправного резистора с тем же номиналом и сравнить показания.

Как измерить сопротивление, когда номинал неизвестен?

Установка максимального порога при измерении сопротивления не обязательна. В режиме омметра можно установить любой диапазон. Мультиметр из-за этого не выйдет из строя. Если прибор покажет «1», что означает бесконечность, порог следует увеличивать, пока на экране не появится результат.

Функция прозвонки

А еще как проверить резистор мультиметром на исправность? Распространенным способом является прозвонка. Положение переключателя для данного режима обозначается значком диода с сигналом. Знак сигнала может быть отдельно, верхняя граница срабатывания его не превышает 50-70 Ом. Поэтому резисторы, номиналы которых превышают порог, прозванивать не имеет смысла. Сигнал будет слабым, и его можно не услышать.

При значениях сопротивления цепи ниже граничного значения прибор издает писк через встроенный динамик. Прозвонка делается путем создания напряжения между точками схемы, выбранными с помощью щупов. Чтобы данный режим работал, нужны подходящие источники питания.

Проверка исправности резистора на плате

Сопротивление замеряют, когда элемент не подключен к остальным в схеме. Для этого нужно освободить одну из ножек. Как проверить резистор мультиметром, не выпаивая из схемы? Это делается только в особых случаях. Здесь необходимо проанализировать схему подключений на наличие шунтирующих цепей. Особенно на показания прибора влияют полупроводниковые детали.

Заключение

Решая вопрос, как проверить резистор мультиметром, необходимо разобраться, как измеряется электрическое сопротивление и какие пределы устанавливаются. Прибор предназначен для ручного применения и следует запомнить все приемы использования щупов и переключателя.

Измерение гигаомов простым мультиметром

Измерение гигаомов простым мультиметром

---

---

Введение

Цифровой мультиметр (или цифровой мультиметр) — очень удобный инструмент в лаборатории и ваш верный друг для большинства простых электрических измерений. Он может измерять напряжение, ток, сопротивление и многое другое. Он может точно обрабатывать значения, которые вы хотите измерить, почти всегда: просто подключите провода, выберите желаемую функцию, соответствующий диапазон (при необходимости), и вы готовы к работе.

Но бывают случаи, когда вы хотите, чтобы он мог сделать немного больше. Например, однажды я хотел измерить сопротивление изоляции некоторых материалы. Здесь мы говорим о ГОм (гига-Ом, 10 ⁹ Ом) и возможно ТОм (тераом, 10 ¹² Ом). Вы не можете измерить это с помощью цифрового мультиметра … или можете?

Что ж, подходящий прибор для этого — электрометр. Он точен, может измерять до нескольких ПОм (пета-Ом, 10 ¹⁵ Ом), но он стоит столько же, сколько новый автомобиль… и самое печальное, У меня его нет. Лучший мультиметр, который у меня есть, может считывать значения сопротивления до 50 МОм. (мегаом, 10 ⁶ Ом), средние (дешевые) цифровые мультиметры считывают до 10 или 20 МОм … я бы хотел прочитать значения около 1000 раз или даже на 10’000 выше. Надеюсь, есть очень простой прием, позволяющий расширить диапазон; это далеко не так точен, как электрометр, но это намного лучше, чем ничего. И все, что вам нужно, это ваш цифровой мультиметр и батарейки.Давайте посмотрим.

---

Как это работает

Когда вы выбираете функцию сопротивления вашего цифрового мультиметра, он подает небольшой Напряжение постоянного тока на его выводах, так что ток может течь через неизвестное резистор, он отрегулирует этот ток до некоторого удобного значения и, считывая напряжение, ток и, используя закон Ома, он будет отображать соответствующее сопротивление. Если резистор слишком большой, небольшое напряжение не сможет пройти достаточно ток, и цифровой мультиметр отобразит сообщение о выходе за пределы диапазона.Итак, первая часть уловки — помочь цифровому мультиметру, подключив внешний напряжение, превышающее то, что он обычно может обеспечить, и измерять ток в неизвестный резистор.

Обычно, когда вы хотите измерить ток, вы просто выбираете текущий функция вашего цифрового мультиметра: дисплей показывает прямо в амперах, а входное Импеданс очень мал, поэтому вы не слишком сильно нарушаете схему. Но вы можете читать только до 1 мА, может быть, 100 мкА или даже немного меньше, в зависимости от вашего цифрового мультиметра, но ток протекает с большим значением резистор намного ниже, скажем, 1 нА (наноампер, 10 ⁻⁹ A) или менее.«Текущая» функция вашего мультиметра здесь вам не поможет.

Но решение очень простое: просто используйте вместо этого функцию напряжения: вы просто измеряете напряжение на его большом входном импедансе, скажем 10 МОм или около того. Если вы прочитаете 10 мВ, более 10 МОм, это 1 нА. Если вы прочитаете 1 мВ, это 100 пА (пикоампер, 10 ⁻¹² А). В нормальной ситуации шунтирующий резистор 10 МОм был бы необоснованным. высокий, чтобы пропустить через него любой практический ток, но здесь сопротивления мы которые пытаются измерить, настолько велики, что 10 МОм — очень удобный значение.

Итак, настройка будет выглядеть примерно так: вам нужен внешний источник испытательного напряжения U ₀ , опционально защитный резистор R _S , ваш верный мультиметр (с входным сопротивлением R _M ) и, конечно же, резистор большого номинала для измерения R _X . Ну, может, тебе еще понадобится карманный калькулятор или калькулятор встроен в эту веб-страницу.

Принципиальная схема измерительной установки.

Принципиальная схема представлена ​​на рисунке выше и также очень просто: все просто последовательно соединено. Вам действительно не нужно подключать отрицательную клемму аккумулятора к земля (даже если это неплохая идея): символ земли просто напоминает где эталон 0 В для измерений.

Уравнение для расчета R _X — это просто «напряжение divider «формула делителя изменена для включения R _S :

Возьмем пример: предположим, что ваше испытательное напряжение U ₀ равно 50 В, ваш мультиметр имеет сопротивление R _M 10 МОм, а ваш резистор безопасности R _S составляет 1 МОм.Если ваш цифровой мультиметр измеряет 500 мВ, ваш тестируемый резистор R _X исправен. 989 МОм; это так просто.

Выполняя эти измерения, убедитесь, что у вас достаточно времени, чтобы емкости для зарядки и достижения устойчивого состояния. Помните, что 10 пФ и 100 ГОм имеют постоянную времени, равную единице. второй … если вы видите, что значения все еще меняются, подождите несколько секунд пока показания не станут стабильными.

Прежде чем взглянуть на все эти элементы один за другим, чтобы обсудить, как выберите их, их плюсы и минусы, вот простой калькулятор, который определить сопротивление всего за один клик.

---

Мы уже видели, что формула для определения сопротивления довольно проста, но вычислять вручную на карманном калькуляторе может быть утомительно, поэтому я создал это простой инструмент для автоматизации операций. Просто введите значения для U ₀ , R _M , R _S и U _M и нажмите кнопку «вычислить», чтобы найти R _X . Если вам известна погрешность измеренного напряжения, введите ΔU _M , а также минимум и максимум пределы расчетного сопротивления.Если вам все равно, просто используйте 0 или игнорируйте эти значения.

---

Используйте самый лучший и самый точный мультиметр, который у вас есть. Вы будете слишком далеко выходить за рамки, каждая маленькая ошибка ухудшит ваш результаты: используйте лучшее, что есть под рукой. Вам также необходимо знать его входное сопротивление как можно точнее для (всех) его диапазоны постоянного напряжения. Обычно это около 10 МОм, и, возможно, это написано в его техническом описании, но также зависит от диапазона напряжения, который вы используете, и, скорее всего, от тот самый инструмент, который у вас в руках.Итак, я предлагаю измерить это. Попробуйте использовать другой цифровой мультиметр, если у вас есть запасной.

Использование другого мультиметра для измерения импеданса прибора. (нажмите, чтобы увеличить).

Мой Fluke 179, например, имеет очень расплывчатую таблицу данных, в которой указано только «входной импеданс:> 10 МОм» … недостаточно для любого расчет. Я измерил его с помощью другого Fluke 177 и смог определить следующее: импедансы:

Диапазон	Входное сопротивление R M
600 мВ	10.00 МОм
6 В	11,12 МОм
60 В	10,11 МОм
600 В	10,02 МОм
1000 В	10,01 МОм

Входное сопротивление зависит от используемого диапазона. Убедитесь, что вы знаете, какой диапазон выбран, и используете правильное значение, особенно если ваш цифровой мультиметр имеет автоматический выбор диапазона.

При проведении этого измерения убедитесь, что напряжение, подаваемое цифровым мультиметром, измерение сопротивления не выходит за пределы диапазона измерения мультиметра. измеряется. Например, если вы пытаетесь измерить входное сопротивление В диапазоне 600 мВ при испытательном напряжении 2,5 В вы, вероятно, получите неправильное значение, потому что защита цифрового мультиметра от перенапряжения может изменить сопротивление.

Если у вас только один цифровой мультиметр или он не справляется с этой задачей, вы все равно можете Определите входной импеданс, измерив известный резистор высокого номинала с метод, описанный на этой странице, и отрегулируйте импеданс в соответствии с рассчитанное значение к действительному значению резистора.Я использую резистор 10 МОм, потому что его тоже можно измерить напрямую. с цифровым мультиметром, и это значение по-прежнему легко найти (большие значения редко). Вы также можете использовать несколько резисторов 10 МОм, которые можно измерить. индивидуально, а затем соединены последовательно, чтобы сформировать резистор большего размера из известных значение.

Измерение резистора 10 МОм для проверки входного импеданса прибора. (нажмите, чтобы увеличить).

---

Для проведения измерений нам нужен внешний источник напряжения.Чем выше напряжение, тем выше точность. Но давайте будем разумными: будьте осторожны, оставайтесь ниже 50 В. Например, используйте последовательно пять батарей 6LR61 9 В: вы получите 45 В, возможно, даже немного больше с новыми батареями и все безопасно на ощупь. Поскольку в тестируемом резисторе почти нет тока (это почти изолятор), просадка напряжения из-за подключения нагрузки сильно Не ошибка.

До 50 В все безопасно прикасаться, ничего страшного не случится.Использование более высокого напряжения сделает измерение более точным или позволит измерение более высоких значений резисторов, но это рискованное дело. Я делаю это, но настоятельно рекомендую не делать этого. Если да, то вы действительно должны знать, что делаете. Делайте это на свой страх и риск.

Для этого необходимо использовать напряжение постоянного тока. Причина, по которой вы не можете использовать переменный ток, заключается в том, что любая паразитная емкость важную роль и испортят ваши измерения: при 50 Гц даже крошечный пФ ваш тестируемый резистор представит параллельное реактивное сопротивление 3 ГОм: на первый взгляд кажется большим, но слишком маленьким, чтобы быть пренебрегали.

---

Резистор безопасности R _S строго не нужен, но хороший идея. Обычно я использую 1 МОм, но это значение не критично. Его роль — ограничить ток, если вы случайно сделаете короткое замыкание. или трогать то, чего не следует.

Короткое замыкание на массу источника 500 В через 1 МОм резистор даст ток всего 500 мкА: я не тестировал (это было бы глупо), но он не должен кусать палец, если вы случайно прикоснуться к нему и, вероятно, также должен предотвратить срабатывание вашего красивого цифрового мультиметра, если вы Тестируемый резистор больше похож на короткое замыкание, чем на изолятор.Это дешевая страховка: чудес не сотворит, но может помочь.

1 МОм достаточно мал, чтобы им можно было пренебречь, но его также очень легко вычтите его из конечного результата. В калькуляторе на этой странице я включил его как хорошо. Если вы его не используете, или если вы измеряете U ₀ после предохранительного резистора, просто введите «0» в качестве значения для R _S .

---

Помехи

Из-за очень высокого импеданса, задействованного в этой установке, измерения могут быть подвержены ошибкам из-за помех.Мы уже говорили, что использование постоянного тока очень важно для предотвращения случайных эффектов. емкости, но близлежащие электрические и магнитные поля также могут вносить ошибки. Не все мультиметры экранированы должным образом, не все из них нечувствительны к компонентам переменного тока, связанным с крошечным напряжением постоянного тока, поскольку они должно быть. Перед выполнением любых измерений подготовьте настройку и убедитесь, что вы прочитали ноль вольт, когда напряжение питания не запитано (или не подключено).Если вы этого не сделаете, переместите все в металлический ящик, чтобы защитить вашу установку от помехи.

Вы также заметите, что простое движение руками или телом меняет чтений немного. Если все обнулится, когда вы перестанете двигаться, все в порядке, если вы слишком сильно влияя на измерения, переместите всю вашу установку в металлическую контейнер.

---

Точность

Прежде чем мы рассмотрим вопрос точности, мы должны помнить, что сопротивление, которое мы измеряем, изменяется как 1 / U _M : чем меньше напряжение тем больше резистор.Но это также означает, что крошечная ошибка на крошечном напряжении приводит к большой неуверенность в сопротивлении. Кроме того, U _M прямо пропорционален U ₀ : a более высокое испытательное напряжение приводит к более высокому измеренному напряжению: если погрешность на измеряемом напряжении одинаковое, это увеличивает точность измерения результат. В следующей таблице показаны напряжения, которые можно измерить в течение пяти разные резисторы и четыре разных испытательных напряжения.

Ожидаемое напряжение U M		Испытательное напряжение
		U 0 = 15 В	U 0 = 50 В	U 0 = 150 В	U 0 = 500 В
Резистор для измерения R M	100 МОм	1’363.6 мВ	4’545,4 мВ	13’636,4 мВ	45’454,6 мВ
	1 ГОм	148,5 мВ	495,1 мВ	1’485,2 мВ	4’950,5 мВ
	10 ГОм	15,0 мВ	50,0 мВ	149,9 мВ	499,5 мВ
	100 ГОм	1.5 мВ	5,0 мВ	15,0 мВ	50,0 мВ
	1 ТОм	0,2 мВ	0,5 мВ	1,5 мВ	5,0 мВ

Не все цифры на дисплее вашего цифрового мультиметра точны, и нужно знать, как точное измерение — следует обратиться к техническому описанию прибора или, даже лучше, к его сертификату калибровки.Представим, что мы измеряем эти напряжения с точностью до ± 2 мВ: в следующей таблице показана ошибка рассчитанного значение сопротивления.

Измерено R M Точность с погрешностью ± 2 мВ на U M		Испытательное напряжение
		U 0 = 15 В	U 0 = 50 В	U 0 = 150 В	U 0 = 500 В
Резистор для измерения R M	100 МОм	+0.16 МОм −0,16 МОм	+0,048 МОм -0,048 МОм	+0,016 МОм -0,016 МОм	+0,0048 МОм -0,0048 МОм
	1 ГОм	+0,014 ГОм -0,013 ГОм	+0,0041 ГОм -0,0041 ГОм	+0,0014 ГОм -0,0014 ГОм	+0,00041 ГОм -0,00041 ГОм
	10 ГОм	+1.5 ГОм -1,2 ГОм	+0,42 ГОм -0,39 ГОм	+0,14 ГОм -0,13 ГОм	+0,040 ГОм -0,040 ГОм
	100 ГОм	+ ∞ ГОм −57 ГОм	+67 ГОм −29 ГОм	+15 ГОм −12 ГОм	+4,2 ГОм −3,8 ГОм
	1 ТОм	+ ∞ ТОм -0,93 ТОм	+ ∞ ТОм −0.80 ТОм	+ ∞ ТОм -0,57 ТОм	+0,6667 ТОм -0,2857 ТОм

Возьмем пример: если вы измеряете резистор 10 ГОм с Испытательное напряжение 50 В, мы уже видели, что ваш мультиметр должен показать 50 мВ. Если у вас есть ошибка ± 2 мВ для этого значения, вы ожидаете реального напряжение должно быть в пределах от 52 мВ до 48 мВ, что соответствует 9,61 ГОм и 10,42 ГОм. В таблице указано, что это значение находится в пределах -0.39 ГОм и +0,42 ГОм от 10 ГОм, что тоже самое.

Как видно, неопределенность сопротивления быстро становится очень большой для большое сопротивление: легко достаточно точно измерить 10 ГОм всего 50 В; для измерения 100 ГОм более высокое напряжение будет лучше, если вы думаете, что справитесь с риском. А для измерения 1 ТОм … ну не только высокое напряжение нужно, но и также очень точный цифровой мультиметр: если вы можете прочитать 5 мВ ± 0,2 мВ (это то, на что способен мой Fluke 179), при испытательном напряжении 500 В вы может считывать 1 ТОм в пределах −0.038 ТОм и +0,042 ТОм. С лучшим цифровым мультиметром вы, безусловно, могли бы добиться большего. Но остерегайтесь высокого напряжения: я вас предупреждал, делайте это на свой страх и риск.

В любом случае, даже если этот метод станет менее точным для больших сопротивлений и вы не можете определить точное значение, измеряя только несколько милливольт, тем не менее, это измерение может быть полезно и намного лучше, чем ничего. Например, при сравнении двух изоляторов это крошечное небольшое напряжение может быть достаточно, чтобы показать утечку и помочь вам выбрать лучший материал, даже если он не позволит вам точно определить его сопротивление.

Погрешность мультиметра часто выражается двумя терминами: процент на показания и абсолютная погрешность при подсчете. Например, для моего Fluke 179 указано ± 0,09% и ± 2 единицы счета в диапазон 600 мВ, где «count» — это одна единица крайнего правого цифра. Это означает, что если я прочту, скажем, 315,7 мВ, первый член представит ± 0,3 мВ погрешности и второй ± 0,2 мВ для общей ± 0,5 мВ: фактическое напряжение где-то между 315.2 и 316,2 мВ. С другой стороны, если я прочитал 12,5 мВ, первый член теперь дает вклад в всего ± 0,011 мВ, но второй все равно ± 0,2 мВ а фактическое напряжение составляет от 12,3 до 12,7 мВ.

---

Простой высоковольтный источник постоянного тока

Я знаю, что это опасно, но когда мне нужна дополнительная точность, я использую высокий источник напряжения. Но я знаю, что делаю (надеюсь), и принимаю все необходимые меры предосторожности.Например, всегда отключать все дважды (выключать и отключать) прежде чем прикасаться к какой-либо части — хорошая привычка. Кроме того, замкните провод высокого напряжения на землю с помощью изолированного щупа. прежде чем прикасаться к нему — еще одна хорошая привычка. И всегда держать подключенным дополнительный вольтметр, чтобы убедиться, что напряжение действительно ушел в ноль тоже хорошая идея. Но это зависит от вас: я рекомендую вам не делать этого, но если вы играете с опасные напряжения (более 50 В) вы уже должны знать все это прочее и многое другое.Так что делайте это на свой страх и риск.

При этом мне часто нужно высокое напряжение (пара сотен вольт или около того). для многих приложений это только одно. Другие предназначены для питания электронных или газоразрядных трубок. Обычно я использую вариак, чтобы отрегулировать сетевое напряжение в диапазоне от 0 до 280 В, _{, АС,} , просто потому, что на это способен мой вариак. Затем я исправляю и подаю это напряжение, чтобы получить регулируемое напряжение постоянного тока между 0 и 400 В _DC .Чтобы упростить настройку, я построил коробочку с выпрямителем, фильтром. конденсатор, выключатель нагрузки, резистор утечки и контрольная лампа. Поскольку я считаю, что это удобное устройство, когда вам нужно высокое напряжение постоянного тока, вот принципиальная схема:

Принципиальная схема моего выпрямительно-фильтрующего блока.

Это позволяет использовать двухполупериодный мостовой выпрямитель или полуволновой (простой диод). выпрямитель, в зависимости от того, нужно ли заземление.Имейте в виду, что нейтральный провод вашей сети, скорее всего, заземлен где-нибудь в вашей распределительной коробке. Мой вариак — настоящий трансформатор с изолированной вторичной обмоткой, но большинство вариаки — это простые автотрансформаторы без изоляции от сети линия; в этом случае рекомендуется установить дополнительный изолирующий трансформатор. Опять же, убедитесь, что вы знаете, что делаете здесь.

Изображение внутренней части блока фильтра выпрямителя.(нажмите, чтобы увеличить).

Изображение передней панели блока выпрямителя-фильтра. (нажмите, чтобы увеличить).

---

Некоторые примеры

Давайте теперь посмотрим на несколько примеров, давайте измерим несколько больших сопротивлений. После настройки источника напряжения и приборов первым делом необходимо сделать — это проверить его вообще без резистора: через несколько секунд стабилизации цифровой мультиметр установится на 0.0 мВ: хорошие новости, нет проблемы с помехами. Затем давайте попробуем резистор 10 МОм: он проверяется на 10,28 МОм при прямом считывании с цифрового мультиметра и при 10,30 МОм с настройкой: у нас все хорошо. Давайте попробуем подключить последовательно пять резисторов по 10 МОм: я измерил их все. один за другим, и они в сумме составляют 50,57 МОм; эта установка гласит 50,58 МОм. Отлично: все ок, замерим что-нибудь побольше.

Давайте попробуем, например, дерево: когда я был ребенком, мне говорили, что дерево — это электрический изолятор.В этом утверждении есть доля правды. Действительно, он использовался в качестве изолятора более века назад … и очень быстро заменены другими материалами, доступными в то время, такими как стекло или фарфор. На самом деле дерево — очень плохой изолятор, и его, безусловно, следует избегать. электрическая изоляция по двум причинам: она впитывает воду и действительно горит без труда.

Измерение сопротивления зубочисткой. (нажмите, чтобы увеличить).

Но это интересный материал для тестирования: давайте узнаем, как его утеплить. является. Зубочистка удобной формы сделана из дерева. Сначала я взял новую сухую зубочистку из новой коробки и подключил свой тест. настроил и измерил более 300 ГОм: не лучший изолятор в мире мир, но все же респектабельный … но подождите, давайте проведем еще один тест: давайте отсоедините зубочистку, подержите в руке 30 секунд и измерьте И снова: на этот раз его сопротивление упало до 112 ГОм… гул, а не как хорошо как раньше. А еще есть удивительный феномен: если дышать или дуть на зубочисткой во время измерения ее сопротивление значительно падает. Вероятно, это связано с влажностью вдыхаемого воздуха. впитывается зубочисткой. Я мог наблюдать значения 2 ГОм или меньше, которые быстро восстанавливаются после перестань это делать. Это в 100 раз больше проводимости! Может быть, вы сможете сделать из него гигрометр, но дерево отстойно как изолятор.Для финального теста я окунул (отсоединенную) зубочистку в водопроводную воду, высушил его тканью, подождал 10 минут, чтобы убедиться, что он больше не выглядит мокрым и снова измерил: 1,45 МОм, примерно в 200000 раз больше проводящий. Это определенно больше не изолятор: не использовать дерево в качестве электричества. изолятор — мудрый выбор.

Измерение сопротивления изоляции небольшого отрезка изолированного провода. (нажмите, чтобы увеличить).

А теперь замерим «настоящие» изоляторы: взял пять маленьких проводов. вырезы от нового трехфазного кабеля. На изоляцию нанесено клеймо «ПВХ». Сначала я удалил медь изнутри и попытался измерить только изоляцию. материала, но его сопротивление было слишком высоким, и цифровой мультиметр показал 0,0 мВ. У него определенно есть сопротивление, но это недостижимо для этого простого метода. Поэтому мне пришлось измерить изоляцию с медным проводом в ней: путь ток в изоляции короче и идет снаружи провод внутрь, отодвигается на несколько сантиметров в сторону и возвращается наружу снова, как показано на рисунке ниже.Я также измерил сопротивление снаружи внутрь провода шумоизоляция, найдя примерно половину стоимости. Алюминиевая фольга, оборачивающая провода, имеет длину около 1 см и 1 см. отдельно.

Изображение измерения изоляции снаружи на внутри и назад к внешней стороне изолированного провода ПВХ (изображение слева) и от снаружи внутрь того же провода (изображение справа). (нажмите, чтобы увеличить).

Все провода измерены в диапазоне 6 ТОм, кроме черного. что было всего около 2 ТОм. Похоже, это нормально, потому что черный пигмент, использованный для окрашивания пластиковый материал, если он часто основан на углеродных частицах, которые слегка проводящий. У меня нет возможности проверить эту гипотезу, но мои измерения наверняка показывают что черная изоляция более проводящая, чем другие цвета. Обычно это не проблема, но, возможно, стоит подумать, если вы конструировать электрометр…

У меня также был проложен провод с изоляцией из ПВХ, который я использовал в качестве антенны в своем сад около года, прежде чем я заменил его на голый медный провод. Я измерил сопротивление изоляции и нашел удивительно низкое значение: около 500 ГОм. Это в 10 раз меньше того, что я только что измерил на новых проводах. Я думаю, что низкое сопротивление связано с повреждениями, вызванными погодными условиями (большинство вероятно УФ-излучением). К сожалению, у меня нет отрезка того же провода, который бы не подвергался воздействию элементы для сравнения, поэтому я не могу быть уверен.Тем не менее, это интересное измерение.

Наконец, я попытался измерить некоторые другие изоляторы: кусок платы FR-4 PCB. (примерно такие же размеры, как зубочистка), предметное стекло микроскопа и кусок трубки из ПТФЭ (тефлона). FR-4 показал себя на отметке около 4 ТОм, но я не уверен, что это было действительно его сопротивление или просто грязь на поверхности. Я не смог очистить его лучше. Кстати, хорошая практика — всегда тщательно очищать все поверхности: грязь, пыль, отпечатки пальцев, влага и другие загрязнения могут существенно влияют на измерения высокого сопротивления.Стекло и ПТФЭ были слишком высокими, чтобы их можно было измерить.

В следующей таблице приведены мои измерения. Это не исчерпывающий список или источник достоверных данных: это просто сбор случайных измерений, чтобы проиллюстрировать, что может (или не может) быть измеряется этим методом. Я знаю, что им не хватает научной строгости, но они дают представление.

Образец	Испытательное напряжение U 0	Измеренное напряжение U M	Импеданс цифрового мультиметра R M	Тестируемый резистор R X
Ничего — обрыв	395.3 В	0,0 мВ ± 0,20 мВ	10,00 МОм	> 20 ТОм
Резистор 10 МОм	394,1 В	194,3 В ± 0,37 В	10,02 МОм	10,30 МОм ± 0,04 МОм
Строка из 5 резисторов по 10 МОм	390,6 В	64,58 В ± 0,078 В	10,02 МОм	50,58 МОм ± 0,07 МОм
Зубочистка сухая из коробки	391.8 В	11,9 мВ ± 0,20 мВ	10,00 МОм	329,2 ГОм ± 5,7 ГОм
Зубочистка после удержания в пальцах 30 секунд	391,5 В	34,8 мВ ± 0,23 мВ	10,00 МОм	112,6 ГОм ± 0,8 ГОм
Зубочистка при дыхании на нее	391,1 В	1,620 В ± 1,7 мВ	11.12 МОм	2,673 ГОм ± 0,003 ГОм
Зубочистка, смоченная в воде и просушенная в течение 10 минут	392,3 В	342,6 В ± 0,5 В	10,02 МОм	1,454 МОм ± 0,017 МОм
Изолированный черный провод из ПВХ	390,4 В	1,8 мВ ± 0,20 мВ	10,00 МОм	2,169 ТОм [1,952 … 2,440] ТОм
Жёлто-зелёный провод с изоляцией из ПВХ	390.3 В	0,6 мВ ± 0,20 мВ	10,00 МОм	6,505 ТОм [4,879 … 9,757] ТОм
Синий провод изолированный ПВХ	390,5 В	0,6 мВ ± 0,20 мВ	10,00 МОм	6,508 ТОм [4,881 … 9,762] ТОм
Коричневый провод изолированный PCV	390,4 В	0,6 мВ ± 0,20 мВ	10,00 МОм	6.507 ТОм [4,880 … 9,760] ТОм
Серый провод изолированный ПВХ	390,4 В	0,7 мВ ± 0,20 мВ	10,00 МОм	5,577 ТОм [4,338 … 7,808] ТОм
Серый провод с изоляцией из ПВХ, снаружи и изнутри	390,6 В	1,7 мВ ± 0,20 мВ	10,00 МОм	2,298 ТОм [2,056 … 2,604] ТОм
Синий провод с изоляцией из ПВХ через год за пределами помещения	394.4 В	7,1 мВ ± 0,20 мВ	10,00 МОм	555 ГОм ± 17 ГОм
Кусок доски FR-4 размером примерно с зубочистку	395,1 В	1,0 мВ ± 0,20 мВ	10,00 МОм	3,95 ТОм [3,3 … 4,9] ТОм
Предметное стекло для микроскопа	393,8 В	0,0 мВ ± 0,20 мВ	10,00 МОм	> 20 ТОм
Тефлоновая трубка	394.2 В	0,0 мВ ± 0,20 мВ	10,00 МОм	> 20 ТОм

Для увеличения контактной поверхности я обмотал изолятор двумя небольшими кусочками. алюминиевой фольги на расстоянии 1 см друг от друга. Это также предотвращает врезание зажимов типа «крокодил» в изоляцию. Оказывается, довольно сложно равномерно обернуть крошечные фольги. чтобы убедиться, что поверхность и расстояние между электродами всегда тоже самое.Я не особо беспокоился о том, что делал, но определенно что-то одно следует следить за действительно точными измерениями.

Мой источник тестового напряжения просто выпрямляет сетевое напряжение. Поскольку напряжение в сети не регулируется, оно все время меняется. Не сильно, но немного. Поэтому выпрямленное напряжение также немного меняется, и во избежание внесения дополнительные ошибки, я отслеживаю их с помощью второго цифрового мультиметра, чтобы прочитать оба U ₀ и U _M одновременно.Если вы используете аккумулятор (или регулируемый источник питания), вам не нужно беспокоиться: Достаточно один раз измерить U ₀ .

---

Ток утечки диода

У этого метода есть небольшой «бонус»: вы также можете измерять ток утечки диода. Этот ток обычно очень низкий, и его сложно измерить. С помощью этого метода вы сможете легко измерить до 1 нА, может быть, даже ниже. Этого достаточно для большинства обычных диодов, но я признаю, что эти специальные диоды с утечками в диапазоне pA вне досягаемости простого цифрового мультиметра.Тем не менее, попробовать стоит. Принципиальная схема установки практически такая же, только компонент под тест другой:

Принципиальная схема установки измерения утечки диодов.

Сначала несколько слов о токе утечки диодов: все диоды должен пропускать ток при прямой поляризации и полностью блокировать ток при другой поляризации (обратная поляризация).Пока все хорошо, вот что делают диоды. Но настоящие диоды на самом деле не полностью блокируют ток при обратной поляризации; всегда есть крошечный ток, который проходит через заблокированный диод то есть обратный ток утечки или просто утечка текущий . Не все диоды одинаковы: некоторые специально предназначены для утечка очень низкая. Но очень часто утечка не является проблемой для наиболее распространенных приложений, поэтому производители мало что делают для его контроля, оптимизируя другие характеристики диода вместо этого.

Ток утечки сильно увеличивается с увеличением температуры, слегка увеличивается с увеличением температуры. напряжение, а также зависит от того самого диода, который вы тестируете: все они разные, даже если все они одной модели из одной партии того же производителя. Держа диод в руках, он немного нагреется, но этого достаточно, чтобы измените его ток утечки на 30% или более, и вам придется подождать несколько минут, пока снова не стабилизируется.

Ни один диод не может удерживать обратный ток, если напряжение выше его обратного напряжение пробоя: испытательное напряжение U ₀ должно быть выбрано с умом. Обычно вас интересует обратное напряжение, которое будет испытывать диод. в вашей цепи, и это тестовое напряжение, которое вы должны использовать. Я произвольно использовал 30 В для большинства следующих измерений, потому что Я просто хотел представить здесь кучу разных диодов. Но для германиевого диода OA90 я выбираю 20 В, потому что он обратный напряжение ровно 30 В и хотелось иметь некоторый запас.Если диод выйдет из строя, ничего страшного не произойдет, потому что сопротивление Цифровой мультиметр имеет очень высокий уровень, ограничивая ток до очень безопасного значения, но вы не будете измерение тока утечки больше.

Измерение тока утечки диода 1N4148. (нажмите, чтобы увеличить).

На практике начните с выбора подходящего напряжения источника (испытательного напряжения) как объяснил и измерить ток утечки, используя внутренний импеданс Цифровой мультиметр как высокоэффективный шунт.Это почти то же самое, что мы делали раньше для измерения изоляторов: просто замените изолятор на диод. Убедитесь, что вы подключаете диод с обратной полярностью. Как только у вас будет измеренное напряжение UM, просто используйте закон Ома для расчета ток ( I _утечка = U _M / R _M ). Я не предоставил для этого калькулятор; Я думаю эта формула проста достаточно. Если напряжение, которое вы используете, низкое (ниже 50 В), вы можете не использовать меры безопасности. резистор RS и используйте вместо него источник питания с ограничением тока.

Вот несколько диодов, которые я тестировал прямо из мусорной коробки:

Модель диода	Тип соединения	Испытательное напряжение U 0	DMM Импеданс R M	Измеренное напряжение U M	Ток утечки
1N4148	Кремний PN	30 В	10.00 МОм	59,8 мВ	5,98 нА
1N4007	Кремний PN	30 В	10,00 МОм	82,1 мВ	8,21 нА
BY550-600	Кремний PN	30 В	10,00 МОм	75,2 мВ	7,52 нА
BAT43	Шоттки	30 В	11.12 МОм	2.456 В	220,9 нА
MUR120	Шоттки	30 В	10,00 МОм	4,9 мВ	490 pA
1N5822	Шоттки	30 В	* 922,5 кОм	4,339 В	4,703 мкА
OA90	Концевой контакт из германия	20 В	* 922.5 кОм	4,384 В	4,752 мкА
AA117	Концевой контакт из германия	30 В	* 922,5 кОм	2,835 В	3,073 мкА
2N2222	Транзистор биполярный C-E	30 В	10,00 МОм	<0,1 мВ	<10 па
BC547	Транзистор биполярный C-E	30 В	10.00 МОм	<0,1 мВ	<10 па
*: резистор 1,006 МОм был подключен в параллельно цифровому мультиметру, чтобы снизить его импеданс.

Некоторые диоды оказались на удивление негерметичными; так много, что почти полный запас на цифровом мультиметре появилось напряжение, что заставило меня подумать, что диоды закорочены или установлен в обратном направлении. Это те, которые отмечены знаком «*». Я проверил их с помощью функции проверки диодов цифрового мультиметра, и они были «хорошо» и действительно были смонтированы правильно, они просто очень-очень дырявый.Итак, я подключил резистор 1 МОм параллельно цифровому мультиметру, чтобы понизить свой импеданс и до сих пор измеряют ток утечки, который оказался в диапазоне нескольких микроампер. Я знал, что германий и некоторые диоды Шоттки дают утечку, но не ожидал, что много. В любом случае, если вас интересует утечка диодов, это, вероятно, потому, что вы хотите с малой утечкой … Между прочим, я не могу придумать ни одного приложения, в котором утечка была бы желательна. Очень часто это приемлемо, но нежелательно.Таким образом, вам, вероятно, не придется беспокоиться о подключении дополнительный резистор … вы уже знаете, что этот конкретный диод протекает как сито: просто используйте другое.

Как правило, диоды Шоттки имеют большие токи утечки, но не все из них: некоторые из них специально разработаны для малой утечки и очень хороши. Часто сильноточные диоды также имеют большие утечки и высоковольтные диоды. имеют меньшие утечки при использовании при низком напряжении.

Кстати, то, что диод протекает, не означает, что он плохой: он будет вероятно, нормально работает для большинства распространенных приложений. Будет отличным выпрямителем в вашем блоке питания, хорошим реверсом защита от полярности для вашего любимого усилителя с батарейным питанием, надежный зажим для этого релейного дросселя, всегда готовый стрелять высоким напряжением повсюду место, … применения, требующие диодов с малой утечкой, встречаются редко и часто требуют точности и высокого сопротивления.Они могут понадобиться вам для интегратора, выборки и хранения, входа АЦП или где-нибудь еще малый ток имеет значение.

И, наконец, небольшой «бонусный трюк»: соединение база-коллектор нормального биполярного транзистора обычно является диод с очень низкой утечкой. Итак, если у вас нет диода с малой утечкой, когда он вам нужен, попробуйте подключить коллектор и база транзистора с подходящим напряжением и током (и оставьте эмиттер открытым): это может спасти вам день (и уберечь вас от потери три недели в ожидании того особого дорогого диода, идущего через Атлантический).Не так хорошо, как настоящий диод с низкой утечкой, но определенно хороший трюк.

Диодные эквиваленты биполярного транзистора.

Кстати, для полноты картины переход база-эмиттер биполярный транзистор ведет себя как стабилитрон с обратным напряжением обычно около 6 В.

---

Заключение

Уловка для расширения диапазона измерения сопротивления обычного цифрового представлен мультиметр.Это действительно простая уловка, почти тривиальная, никакой ракетостроения здесь нет. Но если вы думали, что ваш цифровой мультиметр может измерять только 50 МОм, вам следует подумайте еще раз: вы действительно можете измерить 500 000 МОм, может быть, даже больше. Да, это на четыре порядка больше. Его можно резюмировать одним предложением: «переключите цифровой мультиметр на напряжение для измерения тока с внешним источником питания ». Я уверен, что однажды это может пригодиться, поэтому я решил поделиться им.

---

---

Как точно измерить ток и потребление энергии

У универсального испытательного оборудования могут возникнуть проблемы с измерением малых токов, особенно если они случаются ненадолго. Новые специализированные инструменты имеют большое значение для решения этой проблемы.

Мэтт Либерти | Jetperch LLC
Прямое измерение тока затруднено. Обычно нецелесообразно подсчитывать отдельные электроны, поэтому два основных метода измерения тока фактически измеряют «побочные эффекты» тока.В первом методе используется тот факт, что движущиеся заряженные частицы создают магнитное поле (закон Ампера). Второй метод использует тот факт, что заряженные частицы, движущиеся через сопротивление, создают напряжение (закон Ома). Оба эти метода можно вывести из уравнений Максвелла.

Тот факт, что ток создает магнитное поле, был впервые обнаружен Эрстедом в 1820 году с помощью компаса. Позже этот метод был переработан в современный гальванометр. Большинство современных гальванометров имеют постоянный магнит и вращающуюся катушку с проволокой.В типичном гальванометре типа Д’Арсонваля / Вестона ток, протекающий через катушку, толкает к постоянному магниту или от него. Магнитному полю катушки противодействует постоянный магнит, который заставляет катушку вращаться, перемещая указатель. Если вы когда-нибудь видели аналоговые мультиметры или старинное стереооборудование, вы, вероятно, видели гальванометр.

Магнитное поле, вызванное протеканием тока, также можно измерить с помощью датчиков Холла. При изменении магнитных полей, вызванных переменным током, можно использовать индуктивность сенсорной катушки, которая будет измерять скорость изменения тока катушки, которая затем может быть обработана для получения значения для потока переменного тока.

Следует отметить, что при использовании всех этих методов становится труднее измерить магнитное поле с достаточной точностью, поскольку ток становится меньше (менее 1 мА).

Это подводит нас к шунтирующим резисторам. Резистор, помещенный на пути тока, создает напряжение в соответствии с законом Ома: В = I × R или I = В / R , когда вычислено для тока. Если сопротивление известно и мы измеряем напряжение на резисторе, мы можем вычислить ток.Резисторы, используемые для измерения тока, называются шунтирующими резисторами. В большинстве современных амперметров и цифровых мультиметров для измерения тока используются шунтирующие резисторы. Лучшее в этом подходе — то, что мы можем выбрать номинал шунтирующего резистора, который дает нам подходящий диапазон напряжений!

Шунтирующий резистор также называют «резистором считывания тока» или просто «резистором считывания». По своей конструкции шунтирующие резисторы вызывают падение напряжения, также называемое нагрузочным напряжением или вносимыми потерями. Если это напряжение слишком велико, это влияет на нагрузку.Дополнительное сопротивление также изменяет импеданс источника, видимый нагрузкой, что может привести к тому, что некоторые цепи нагрузки будут вести себя иначе. В идеале сопротивление шунта должно быть настолько маленьким, чтобы оно не влияло на целевую цепь. На практике сопротивление шунта должно создавать измеримое напряжение.

Трудно измерить большой диапазон тока с помощью одного шунтирующего резистора. Вольтметр имеет фиксированный диапазон. Чтобы расширить диапазон, в большинстве амперметров используется несколько шунтирующих резисторов, каждый с разным сопротивлением.Однако, если ток изменяется со временем, слишком большой шунтирующий резистор может вызвать чрезмерное падение напряжения, которое влияет на поведение целевой цепи. Если шунтирующий резистор слишком мал, он не может точно измерить ток.

Мультиметры

обычно измеряют ток с помощью амперметра, включенного в их функции. В наиболее распространенной реализации амперметра токовый шунтирующий резистор устанавливается последовательно с нагрузкой. Мультиметры хорошо подходят для измерения постоянных токов, будь то постоянный ток или «постоянный» среднеквадратичный переменный ток.Мультиметры не могут легко измерить токи, которые быстро меняются или резко меняются с течением времени.

Большинство амперметров, включая мультиметры, имеют значительные ограничения, в том числе:

Напряжение нагрузки : Падение напряжения (также называемое вносимыми потерями) на амперметре, которое приводит к более низкому напряжению, подаваемому на тестируемое устройство.
Ток утечки : Величина тока, проходящего через амперметр и не подводимого к тестируемому устройству.
Полоса пропускания : Отклик измерения при наличии изменяющегося во времени сигнала. Для целевых устройств, которые используют положительный источник постоянного тока, полоса пропускания связана с изменением нагрузки, представленной целевым устройством.
Динамический диапазон : Разница между минимальным и максимальным токами, используемыми тестируемым устройством.
Обратите внимание на характеристики хорошо известного качественного портативного мультиметра Fluke 87. В спецификации ничего не говорится о токе утечки.Полоса пропускания постоянного тока составляет порядка 1 Гц. Полоса пропускания переменного тока имеет гораздо худшие характеристики (± 1%), а полоса пропускания составляет от 45 Гц до 2 кГц.

Теперь предположим, что мы подключили мультиметр для оценки энергии, потребляемой целевым устройством. Далее предположим, что целевое устройство периодически снимает измерения датчика и сообщает о них по RF. Целевое устройство должно снять измерение с датчика, отправить измерение по радиочастоте, а затем вернуться в спящий режим, что является типичной последовательностью для устройств IoT. В нашем простом примере целевое устройство находится в трех состояниях: радио, активное и спящее.

Для оценки общего энергопотребления энергия отзыва представляет собой интеграл мощности во времени ( P = I × V , E = ∫ P dt). Для постоянной мощности интеграл может быть упрощен до просто члена для мощности, умноженной на продолжительность времени, E = P × t . Классический способ оценки энергии — сначала измерить продолжительность каждого состояния, часто либо с помощью осциллографа, проверяющего напряжение на фиксированном шунтирующем резисторе, либо с помощью логического анализатора, проверяющего биты, установленные микроконтроллером.Затем вы можете принудительно перевести систему в каждое состояние и напрямую измерить ток с помощью мультиметра.

Предположим, что устройство использует источник питания 3,3 В, и мы обнаружили, что устройство потребляет 200 мА во время своего радиосигнала 50 мс, 50 ​​мА в активном состоянии 100 мс и 1 мкА в состоянии сна, в котором оно проводит остальное время. Мы можем оценить энергию, потребляемую целевым устройством на одно измерение датчика, как:

Энергия = (3,3 В × 200 мА × 0,050 сек) + (3,3 В × 50 мА × 0,100 сек) + (3.3 В × 1 мкА × (интервал измерения — 0,15) с)

Если устройство выполняет одно измерение датчика в час, то общая энергия на одно измерение датчика составляет E = 0,033 Дж + 0,165 Дж + 0,0119 Дж

Итак, насколько точна эта оценка? Начнем с первой оценки энергии радиоактивного состояния. Fluke 87 утверждает, что напряжение нагрузки составляет 1,8 мВ / мА в диапазоне 400 мА. Для нашего измерения у нас

1,8 мВ / мА × 200 мА = падение на 360 мВ

Из-за падения напряжения на мультиметре цель получает только 2.94 В, а не 3,3 В. Это пониженное напряжение могло вызвать неожиданное поведение, такое как отключение электричества, на цели во время измерения. Если цель содержит преобразователь постоянного тока в постоянный, измеренный ток будет выше, чем в конечном продукте. Мы бы снизили нагрузочное напряжение, установив мультиметр на больший диапазон за счет разрешения.

К счастью, в активном состоянии используется диапазон тока с той же спецификацией напряжения нагрузки, что и для состояния радиосвязи. Если бы в активном состоянии было только 6 мА, а мультиметр был в диапазоне 6 мА, нагрузочное напряжение было бы 0.6 В! Поскольку мультиметр переключает резисторы токового шунта в соответствии с настройкой диапазона тока, уменьшение тока НЕ ​​обязательно снижает нагрузочное напряжение.

Этот мультиметр также не может точно измерить ток в состоянии сна, который составляет 19,4% от общей энергии! При настройке 0,6 мА точность составляет:

± (0,2% × 1 мкА + 4 × 0,1 мкА) = 0,402 мкА

Это составляет 40% ошибки на 19,4% от общего бюджета или 7,7% общей ошибки!

Настольные мультиметры

обычно обеспечивают дополнительное разрешение и точность.Однако характеристики напряжения нагрузки аналогичны и часто находятся в диапазоне 0,7 В для натурных измерений. Вы можете пожертвовать дополнительным разрешением, чтобы обеспечить разумное напряжение нагрузки.

Мультиметр — жизненно важный инструмент, но оператор должен постоянно знать напряжение нагрузки и разрешение. Разработчики должны регулярно выполнять эту утомительную задачу. На практике разработчики, использующие мультиметры для измерения мощности, редко проводят тестирование. Нечастое тестирование позволяет продукту собирать «сюрпризы», которые обнаруживаются только в конце цикла проектирования.

Осциллографы

Осциллографы

измеряют напряжения через равные промежутки времени, часто более миллиона раз в секунду, чтобы построить форму волны напряжения. Затем осциллографы отображают график, показывающий изменения напряжения во времени. Измеряя напряжение на внешнем шунтирующем резисторе, осциллографы могут эффективно отображать изменения тока во времени.

Однако текущие измерения с помощью осциллографа связаны с двумя основными проблемами. Во-первых, метод измерения шунтирующего резистора имеет проблемы динамического диапазона, связанные с шунтирующими резисторами.Осциллографы обычно предлагают компромисс между скоростью и ограниченным динамическим диапазоном и обычно имеют всего 10 или 12 бит динамического диапазона.

Во-вторых, осциллографы обычно привязаны к заземлению. Осциллограф измеряет разность напряжений между землей и сигналом. Однако нам нужно дифференциальное измерение на шунтирующем резисторе. Добавление шунтирующего сопротивления в путь заземления часто вызывает проблемы с целостностью сигнала. Нам часто нужны шунтирующие резисторы на стороне высокого напряжения для положительного источника питания.Однако, если тестовая цепь также связана с заземлением, мы не сможем использовать стандартный пробник осциллографа для измерения разности напряжений на шунтирующих резисторах. Мы можем либо использовать два пробника осциллографа и использовать функцию математического вычитания, которая вносит дополнительную ошибку измерения, либо мы можем использовать пробники дифференциального осциллографа, которые часто довольно дороги. В любом случае, у нас все еще остается проблема динамического диапазона.

Производители осциллографов

также предоставляют пробники тока, которые обычно представляют собой просто комбинированный шунтирующий резистор и дифференциальный пробник.Эти пробники также позволяют осциллографу получать правильные единицы измерения, поэтому вам не нужно выполнять вычисления по закону Ома каждый раз, когда вы измеряете ток. Однако динамический диапазон по-прежнему ограничен. Осциллографы также имеют токовые клещи, разрешение которых ограничено примерно 1 мА.

Специализированное оборудование

Разнообразное другое оборудование может измерять ток, иногда при подаче или отведении тока. Оборудование этого типа включает электрометры, пикоамперметры и блоки измерения источников (SMU).Эти продукты специально разработаны для устранения некоторых недостатков стандартных мультиметров, и многие из них имеют более низкое напряжение нагрузки и более низкие входные токи смещения. Однако главный недостаток — это стоимость. Эти устройства часто используют несколько более сложных методов измерения амперметра с активной обратной связью.

Недавно выпущенный Joulescope разработан для автоматической обработки широких диапазонов тока и быстрых изменений энергопотребления, позволяя при этом целевому устройству работать нормально. Этот прибор отображает данные через подключение к ПК и точно измеряет электрический ток более девяти порядков величины от ампер до наноампер.Этот широкий диапазон позволяет проводить точное и точное измерение тока для современных устройств, в которых режимы сна часто составляют всего наноампер (нА) или микроампер (мкА). Joulescope также имеет полное падение напряжения 25 мВ при 1 А., что позволяет целевому устройству работать правильно. Некоторое оборудование для измерения тока автоматически и мгновенно выбирает шунтирующий резистор, чтобы поддерживать напряжение в допустимом диапазоне. Такой подход позволяет поддерживать максимальное напряжение нагрузки, а также точно измерять ток. До недавнего времени этот тип оборудования с динамическим переключением был либо слишком медленным (вводилось слишком большое динамическое напряжение нагрузки), либо был дорогим.

Расширенное отображение формы волны тока Arduino при включении, вверху, раскрывающее детали последовательности включения. Нижний дисплей отображает представление о потребляемом токе Arduino, которое включает в себя максимальный и минимальный измеренный ток (красные линии) и средний ток (желтая линия). Оба дисплея были созданы с помощью Joulescope, в котором для точного измерения тока используются переключаемые токовые резисторы. У этого подхода есть два недостатка, но их можно устранить. Первый недостаток — время переключения шунтирующего резистора, особенно когда ток превышает диапазон значений токового шунтирующего резистора.Если значение резистора не переключается достаточно быстро, напряжение нагрузки становится чрезмерным и влияет на целевое устройство.

Требуемое время переключения можно рассчитать. Упрощенное уравнение, подходящее для многих практических приложений:

т = C × Δ V / Δ I

где t = время переключения резистора, сек; C = емкость системы, Ф; Δ В = величина допустимого изменения напряжения, В; и Δ I = изменение тока через резистор.Например, предположим, что целевая система потребляет 3,3 В и может выдерживать временное падение напряжения на 3% при изменении тока на 1 А. Если система имеет емкость 10 мкФ, необходимое время переключения шунтирующего резистора составляет:

10 мкФ × 3,3 В × 0,03 / 1 A = 1 мкс

Второй недостаток заключается в том, что этот подход обеспечивает переменное сопротивление целевой цепи. Некоторые схемы могут проявлять необычное поведение при изменении полного сопротивления источника питания. Однако мы можем уменьшить эту восприимчивость, добавив развязывающие конденсаторы, которые эффективно снижают входной импеданс на более высоких частотах, представляющих интерес.Для большинства современной электроники уже требуются байпасные конденсаторы, поэтому этот недостаток часто не вызывает беспокойства при измерении тока на целевых устройствах.

Такое специализированное оборудование для измерения тока должно также учитывать шум Джонсона-Найквиста, шум, который генерирует любой резистор. Этот шум, точность измерения напряжения и полоса пропускания являются критическими факторами проектирования.

Примером специализированного оборудования для измерения тока, использующего этот подход, является Joulescope. Он переключает шунтирующие резисторы примерно за 1 мкс при выходе за пределы диапазона, чтобы целевое устройство работало правильно.Он поддерживает максимальное нагрузочное напряжение 20 мВ на шунтирующем резисторе для любого тока до 2 А. Joulescope электрически изолирован, чтобы избежать проблем с заземлением и контуром заземления.

Помимо амперметра, Joulescope одновременно измеряет напряжение, поэтому он может вычислять мощность ( P = I × В ) и энергию
( E = ∫ P dt).

Основные методы точного измерения сопротивления

Уменьшите ошибки измерения в вашем приложении

В CAS DataLoggers мы часто получаем звонки от пользователей, работающих в приложениях для измерения сопротивления, например, использующих струны для измерения смещения, измерения термисторов или RTD для измерения температуры, измерения сопротивления на тестовых образцах и многих других приложений.Некоторые из наших абонентов с удивлением узнают, что существует множество различных методов, которые можно использовать для получения точных измерений сопротивления, и что выбор метода зависит от ожидаемого значения. Мы также разговариваем с абонентами, которые сообщают о странных показаниях, например: «С помощью регистратора, который я использую, я вижу числа, которые не имеют смысла». Обычно это решается осознанием того, что измерения сопротивления охватывают множество различных диапазонов, что требует использования различных методов измерения.

В этом техническом документе мы рассмотрим несколько простых способов уменьшить погрешность и повысить точность в диапазонах низкого, среднего и высокого сопротивления.

Используйте правильную технику измерения для вашего диапазона

Измерения сопротивления представлены в единицах Ом (Ом). 1 Ом представляет собой сопротивление между двумя точками проводника, когда постоянная разность потенциалов в 1 вольт, приложенная к этим точкам, создает в проводнике ток в 1 ампер, при условии, что проводник не создает электродвижущей силы (напряжения) на своем проводе. собственный.

Сопротивление — одно из немногих значений в электронике, которое в обычных приложениях может варьироваться в таком большом диапазоне (более 12 порядков величины), и многие пользователи не принимают это во внимание при сборе данных. Для большинства приложений значения менее 100 Ом можно рассматривать как измерение сопротивления в низком диапазоне, а от 100 Ом до миллиона Ом (мегом) — как промежуточный диапазон. Диапазоны высокого сопротивления выходят за пределы мегомного диапазона, и у нас было несколько звонков от пользователей, измеряющих больше в гигаомном диапазоне (1 миллиард Ом).Когда звонящие спрашивают нас: «Мне нужно измерить сопротивление — какой регистратор вы порекомендуете?» наши специалисты по приложениям помогают им сузить круг вопросов, задавая вопрос: «Какое значение ожидаемого сопротивления вы пытаетесь измерить?»

Перед тем, как приступить к работе с приложением, важно учесть, что каждый из этих диапазонов требует использования различных методов измерения. На самом деле не существует единой техники для измерения всех значений сопротивления, и вы можете легко получить неточные результаты, используя неправильную технику для вашего диапазона.Например, без согласования вашей техники с вашим диапазоном ваши данные могут быть только в пределах 5% от фактического значения.

В некоторых приложениях это не представляет серьезной проблемы, но в других случаях, например при измерении температуры с помощью термистора, ваши измерения должны быть намного более точными. Например, при измерении на уровне миллиомов или при измерении значений в гига-омах качество соединений и кабелей может иметь большое значение для того, насколько точными будут ваши показания. Из этих трех измерений измерение среднего диапазона является наиболее простым, в то время как измерения очень низкого и высокого диапазона создают проблемы, которые вы увидите в виде ошибок измерения и снижения точности.

Закон Ома

Основа измерения сопротивления, Закон Ома гласит, что отношение разности потенциалов (V) на концах проводника сопротивления (R) к току (I), протекающему в этом проводнике, будет постоянным, при условии, что температура также остается постоянный. Для большинства приложений вы можете использовать основное уравнение закона Ома: I = V / R, где I — ток через проводник (выраженный в амперах), V — разность потенциалов, измеренная на проводнике (выраженная в вольтах), а R — сопротивление проводника (здесь R — постоянная величина, выраженная в омах).

По закону Ома легко найти любое из этих значений. Например, также верно, что сопротивление равно напряжению, разделенному на ток (R = V / I), и что напряжение = ток, умноженный на сопротивление (V = I * R). Таким образом, вы можете получить любую отсутствующую переменную, если вам известны две другие.

Измерение низкого сопротивления

Во-первых, давайте рассмотрим кабели, которые соединяют измеряемое устройство с прибором: если вы измеряете сопротивление рядом с источником, вы получите другие показания, чем при измерении с датчика, расположенного на расстоянии 200 футов. .В качестве примера предположим, что у нас есть медный RTD на 10 Ом, который мы хотим измерить; мы должны как-то подключиться к нему, поэтому мы подключаем пару проводов к RTD. Но и этот провод не идеальный — в нем тоже есть сопротивление, как и в любом другом куске провода. Если это сопротивление составляет 1 Ом на 100 футов (типично для провода калибра 20), и у нас есть 200 футов кабеля, идущего к устройству и возвращающегося (всего 400 футов), мы можем ожидать увидеть значение сопротивления 10. Ом, но мы увидим значение 14 Ом.

При измерении малых сопротивлений распространенным методом является создание известного тока с последующим измерением напряжения на тестируемом устройстве (DUT– см. Рисунок 1 ниже ). Это соответствует закону Ома, поскольку вы используете ток и напряжение для определения сопротивления. Предположим, у вас есть прецизионный источник тока (например, 2 миллиампер или 200 микроампер), и у вас есть высокоточный вольтметр.

Рис. 1. Принудительное определение тока

Вы проводите 2 провода по одному с каждой стороны резистора, а затем пропускаете ток через оба набора проводов.Однако это создает ошибку в ваших измерениях, потому что напряжение, измеренное на концах проводов, не совпадает с напряжением на резисторе, так как оно также включает падение напряжения на проводах между измерителем и тестируемым устройством, вызванное током. протекает по этим проводам. Следовательно, в этом случае вы можете уменьшить ошибку, выполнив 4-проводное измерение, при котором вы используете один набор проводов для передачи тока источника и второй набор проводов для измерения напряжения, которое вы видите на резисторе.Этот метод обеспечивает гораздо более точный результат за счет устранения дополнительного падения напряжения, вызванного током, протекающим по проводам, при измерении напряжения на ИУ. В этом случае предполагается, что вольтметр потребляет незначительный ток, что обычно имеет место в большинстве регистраторов данных.

Для измерения низкого сопротивления можно использовать альтернативу 4-проводному измерению, исключив один из проводников и выполнив 3-проводное измерение. В этом методе вы измеряете два напряжения: напряжение на резисторе, а также напряжение на проводнике, по которому проходит испытательный ток.После этих измерений вы можете определить ошибку из-за падения напряжения в одном из проводов. Когда вы определили ошибку, просто удвойте ее и вычтите из результатов измерений, чтобы получить более точные показания. Многие регистраторы данных могут выполнять трехпроводные измерения, включая регистраторы данных DataTaker и серию Grant Squirrel, упомянутую ранее. При трехпроводном измерении вы экономите кусок провода, но эта настройка предполагает, что падение напряжения на двух выводах одинаково — если это не всегда так и падение напряжения неравномерно, вы столкнетесь с ошибками при использовании 3-х проводная техника.

Измерение высокого сопротивления

В то время как наиболее распространенные измерения сопротивления находятся в диапазоне от 0 до 100 000 Ом, специализированные устройства, такие как датчики проводимости или падающие образцы материалов, могут иметь очень высокое сопротивление, поэтому вам, возможно, придется использовать другой метод при высоких сопротивлениях. Для этих измерений вы можете использовать надежный метод, обратный описанному выше для измерения при низких сопротивлениях — здесь мы выставляем напряжение и измеряем ток для расчета сопротивления (опять же в соответствии с законом Ома).Есть несколько способов сделать это.

Первый метод требует высокоточного прибора, предназначенного для измерения очень малых токов. Если у вас есть источник напряжения и измеритель тока с незначительным сопротивлением, вы можете просто пропустить 5 вольт через измеритель, подключенный последовательно с тестируемым устройством, и измерить ток. Например, если значение сопротивления составляет миллион Ом (1 МОм), ток здесь достаточно мал и составляет 5 мкА. Альтернативный метод измерения больших сопротивлений заключается в использовании источника напряжения, подключенного последовательно с известным испытательным сопротивлением, для возбуждения неизвестного сопротивления, а затем для измерения напряжения на испытательном сопротивлении (см. Рисунок 2 ниже ).Знание значения источника испытательного напряжения, известного сопротивления и напряжения на этом сопротивлении — плюс закон Ома и небольшая алгебра — позволяет вычислить значение неизвестного сопротивления:

Рисунок 2. Источник напряжения через известный резистор

Для того, чтобы этот метод работал хорошо, значение тестового сопротивления должно быть аналогично значению неизвестного сопротивления (в пределах от 1 до 2 порядков). Здесь опять же, ваш вольтметр должен иметь хорошую точность, иначе он внесет ошибку в ваши измерения.Кроме того, вольтметр, используемый для измерения Vtest, не должен нагружать цепь, то есть его входное сопротивление должно быть в 100-1000 раз больше, чем Rtest.

Одна из проблем при измерении диапазонов высокого сопротивления заключается в том, что даже с изолированными кабелями нет идеальной изоляции — всегда есть ток утечки. Например, между центром провода и всем, к чему он прикасается, включая другой кабель, на самом деле может быть сопротивление 10 мегаом (10 миллионов Ом), поэтому утечка из кабелей может отрицательно повлиять на ваши измерения, добавляя пути паразитного тока.

Чтобы облегчить это, вы можете использовать технику, называемую защитой, с использованием экранированного кабеля вместе с отдельным источником напряжения, идущим к экранам и вокруг кабелей. Вы будете использовать отдельный источник напряжения, чтобы подать такое же напряжение на экран. Таким образом, даже несмотря на то, что между центральным проводником и экраном существует сопротивление, потому что они поддерживаются при одинаковом напряжении, нет тока утечки, потребляемого из измерительной цепи, потому что вы использовали отдельный источник напряжения для его «защиты».Этот метод работает хорошо, но для его работы требуется измеритель, обеспечивающий защитное напряжение или второй источник напряжения.

Также имейте в виду, что измерения высокого сопротивления могут потребовать добавления задержек установления, чтобы получить точные и воспроизводимые результаты. Это связано с тем, что задействованные токи могут быть небольшими, и любая емкость, связанная с кабелями или тестируемым устройством, может вызвать динамическое поведение постоянной времени RC. По сути, напряжение на ИУ не может измениться мгновенно, а будет изменяться в зависимости от произведения сопротивления устройства и емкости кабеля и устройства.Для 100-мегомного устройства с 1 нанофарадой связанной емкости постоянная времени будет 108 x 10-9 = 10-1 или 0,1 секунды. Чтобы результат измерения достиг 99,5% от его окончательного значения, требуются 5-кратные постоянные времени или 0,5 секунды!

Опять же, защита может помочь, поскольку устраняет влияние емкости в кабеле, но все же необходимо учитывать стабилизацию, связанную с емкостью устройства. Обычно появляются ошибки настройки и значения сопротивления меньше ожидаемых или меняются во время повторных измерений.Для устранения этих проблем мы обычно вводим задержки между приложением напряжения источника и измерением, а затем увеличиваем задержки до тех пор, пока показания не останутся неизменными, поскольку добавляется дополнительная задержка.

Измерения промежуточного сопротивления

Промежуточное измерение сопротивления обычно находится в диапазоне от нескольких сотен Ом, когда сопротивление соединений и кабелей больше не является проблемой, до 100000 Ом. В пределах этих диапазонов методика, которую вы будете использовать, во многом зависит от того, какое измерительное устройство вы используете — нет одного метода, который обязательно лучше, чем другой.К счастью, в этом диапазоне ошибки встречаются реже, и измерения более прямые. В более дешевых регистраторах может использоваться источник напряжения с последовательным резистором, потому что оборудование проще, в то время как более дорогие устройства могут использовать источник тока и вольтметр.

Сводка

При сопротивлении менее 10 000 Ом вы можете использовать описанные выше методы для диапазонов низкого сопротивления — когда вы доберетесь до 100 Ом и ниже, оно вам обязательно понадобится для получения точных показаний. Аналогичным образом, выше 100 000 Ом лучше использовать метод силового напряжения, описанный выше для диапазонов высокого сопротивления.По сути, при измерении сопротивления вам необходимо распознавать, когда вы попадаете в высокие и низкие диапазоны, и применять соответствующие методы, и это устранит существенные ошибки и даст вам гораздо более высокую точность измеренных значений.

Для получения дополнительной информации об измерениях сопротивления или регистраторах данных сопротивления или для поиска идеального решения для конкретных задач, свяжитесь со специалистом по приложениям регистратора данных CAS по телефону (800) 956-4437 или запросите дополнительную информацию.

методов внутрисхемного тестирования | Журнал Nuts & Volts

---

Часто невозможно напрямую измерить сопротивление резисторов из-за наличия параллельных путей тока. Посмотрим, что мы можем с этим поделать!

В схеме моста резисторов в схеме , рис. 1 , вы можете видеть, что центральный резистор 4,7 кОм показывает всего 1 кОм из-за параллельных путей тока.

РИСУНОК 1.

---

Обычно технический специалист поднимает одну ногу резистора, чтобы получить точное измерение сопротивления.Сегодня это может быть сложно, поскольку часто используются компоненты для поверхностного монтажа. Существует методика, взятая из автоматического испытательного оборудования, называемая охраной, которая использует контролируемый источник напряжения, амперметр и стратегически размещенные заземления для измерения тока, протекающего через отдельный компонент. Зная напряжение источника и значение тока, можно рассчитать точное значение отдельного резистора.

На рисунке 2 показано, как можно определить сопротивление центрального резистора с помощью источника 1 В и амперметра.

РИСУНОК 2.

---

Сначала поместите источник напряжения с одной стороны резистора, а амперметр, идущий на землю, с другой стороны. Теперь трудность заключается в параллельных путях вокруг резистора. Чтобы исключить эти параллельные пути из измерения, поместите землю в центре каждого пути. При заземлении на обеих сторонах резистора нет падения напряжения на резисторе, приводящего к эффективному открытию. Точное значение резистора рассчитывается делением напряжения источника на ток.В этом случае 1 В, разделенное на 0,213 мА, равняется 4,7 кОм.

Положение источника, амперметра и заземления можно изменить для измерения любого из резисторов без необходимости разрывать цепь.

На рисунке 3 показано, как можно изменить конфигурацию схемы для измерения нижнего левого резистора.

РИСУНОК 3.

---

Важно помнить, что то, что параллельные пути исключаются из измерения, не означает, что параллельные пути тока устраняются.Необходимо соблюдать осторожность, чтобы не повредить параллельные компоненты. Рекомендуется использовать как можно более низкое напряжение.

Вызов

Теперь пришло время показать, как YOU соединит цепь в Рис. 4 для точного измерения трех других резисторов.

Найдите ответы ниже.

РИСУНОК 4.

---

ответы

Ответ 1 (верхний левый резистор)
Чтобы определить номинал верхнего левого резистора, поместите источник напряжения на верхнюю часть резистора, а амперметр на землю внизу.Это обеспечит падение напряжения на резисторе на один вольт. Теперь поместите ограждение между верхним правым резистором и нижним правым резистором; это предотвратит протекание тока через центральный резистор и откроет единственный параллельный путь вокруг тестового резистора. Номинал резистора можно определить, разделив напряжение на измеренный ток.

1 В / 1 мА = 1000 Ом

---

Ответ 2 (верхний правый резистор)
Чтобы определить номинал верхнего правого резистора, поместите источник напряжения на верхнюю часть резистора, а амперметр на землю внизу.Теперь поместите ограждение между верхним левым резистором и нижним левым резистором; это откроет единственный параллельный путь вокруг тестового резистора. Номинал резистора можно определить, разделив напряжение на измеренный ток.

1 В / 1,471 мА = 680 Ом

---

Ответ 3 (нижний правый резистор)
Чтобы определить номинал нижнего правого резистора, поместите источник напряжения на верхнюю часть резистора, а амперметр на землю внизу.Теперь поместите ограждение между верхним левым резистором и нижним левым резистором; это откроет единственный параллельный путь вокруг тестового резистора. Номинал резистора можно определить, разделив напряжение на измеренный ток.

1 В / 1,47 мА = 680 Ом

---

Итак, вы прошли? NV

Использование мультиметра — измерение базовой схемы

Я хотел бы предоставить несколько дополнительных наглядных указаний о том, как и где именно вы можете подключить мультиметр для выполнения основных измерений схемы с различными частями светодиодной схемы.Это может быть немного сложно, даже с таким небольшим количеством компонентов, чтобы знать, где разместить зонды, чтобы получить что-то полезное обратно. Когда вы научитесь этому, это действительно начинает открывать ваше понимание того, что происходит в той или иной конкретной цепи. (Я пишу это, полагая, что вы, читатель, имеете некоторые практические знания о том, как настроить мультиметр в первую очередь, с точки зрения подключения измерительных проводов к правильным гнездам и настройки его для считывания напряжения, сопротивления или тока. )

Как я уже сказал на странице базовой схемы светодиодов, если я не измерял это, я этого не понимаю — если я не могу что-то изменить и уметь предсказать результат этого изменения, тогда Я действительно не понимаю, что происходит.

Давайте снова возьмем эту базовую схему и посмотрим на нее …

Базовая схема светодиодов

Я вижу три места, где мы хотели бы попробовать измерить напряжение:

1. Слева от резистора. Это скажет вам, на каком уровне находится ваш источник напряжения.
2. Между резистором и светодиодом. Это покажет вам, какое напряжение пытается протолкнуть светодиод, что по совпадению называется «прямым напряжением» светодиода.
3. После светодиода.На самом деле просто для подтверждения того, что ваш мультиметр показывает «0V». Почему? Потому что меряю все .

Мы также можем измерить фактическое сопротивление «R» и ток, потребляемый в цепи, но для этого нам потребуется разобрать его части.

Давайте посмотрим на части, с которыми мы будем играть…

Компоненты для измерения цепи светодиодов

У нас есть Arduino Uno, который будет подавать 5 В и опорный сигнал заземления, простой красный светодиод 5 мм, четыре разных значения резисторов и один из моих мультиметров.

Первое, что мы собираемся измерить, — это значения сопротивления этих четырех маленьких чуваков. Цветовая полоса на них (уверяю вас, что я никогда не запомню) имеет их на 220 Ом, 470 Ом, 2200 Ом и 10000 Ом (я собираюсь прекратить использовать это полное обозначение и начать использовать общепринятые сокращения 220, 470, 2K2. и 10К). Все они имеют допуск 5%, так что я полностью ожидаю некоторого отклонения. Теперь достаточно легко держать эти штуки в руке и прижимать к ним наконечники щупов, чтобы получить реальное значение, но, делая это, у вас не остается рук, которыми можно было бы писать.Следовательно, мне нравится делать это на своей макетной плате. Чтобы упростить задачу, у меня есть несколько специальных советов по тестированию, которые я купил на RadioShack. Обычно вы вставляете провода мультиметра в один конец, чтобы превратить их в штырь, который подходит для стандартных положений макета. Пожалуй, единственная самая полезная вещь, которую я купил, кроме приличного паяльника. Записав показания мультиметра, вы можете просто поменять резисторы один на другой, а затем вернуться и делать заметки. Когда вы смотрите на значения на этих фотографиях, обратите внимание, что этот мультиметр автоматически выбирает диапазон, поэтому вам нужно внимательно посмотреть, соответствуют ли они значениям.2148, 214,8 или 2,148К.

Если вы правильно спроектируете контрольные точки на печатных платах, этот метод также будет работать. Подсоедините измерительные провода к контрольным точкам, и вы сможете без помощи рук оценивать выходной сигнал цепи без необходимости удерживать щуп-мультиметр-палочку для еды, пока вы возитесь с регулятором.

Теперь, когда мы получили значение наших резисторов, мы можем приступить к измерению напряжения в цепи. У нас есть три контрольных точки и четыре различных номинала резистора, что позволяет нам провести двенадцать измерений.В посте Basic LED Circuit есть подробности об этих измерениях, я просто покажу вам, как я позиционирую все, используя первый резистор.

Черный провод можно подключить либо к катоду светодиода, либо прямо к шине заземления на боковой стороне макета. Красный провод помещается в разные точки, которые вы хотите измерить. Итак, в первом случае мы измеряем на стороне резистора, ближайшей к шине питания, это измеряет наш источник напряжения, затем мы измеряем в узле, который соединяет светодиод и резистор, это наше прямое напряжение ( опять же, не забудьте внимательно найти эту десятичную точку).

Последнее, что нужно измерить, это ток, протекающий через нашу цепь. При наличии только двух компонентов, соединенных последовательно, ток, протекающий по цепи, будет везде одинаковым (спасибо Закону Кирхгофа по току). Однако, чтобы измерить его, мы должны подключить наши измерительные провода мультиметра последовательно со схемой.

[info_box color = ”red” width = ”100%” float = ”left” text_align = ”left”] Будьте добры к своему мультиметру! Выключите его и отсоедините от всего, что вы измеряете, прежде чем пытаться измерить ток.Скорее всего, у вашего мультиметра есть определенные места, к которым вам нужно подключить выводы, чтобы он мог измерять ток, поэтому сделайте это, затем подключите его к цепи и измерьте. Когда вы закончите измерения, немедленно переместите измерительные провода обратно в их обычные места измерения напряжения и поверните шкалу в положение «ВЫКЛ», или измерьте сопротивление или вольт или что-то в этом роде. [/ Info_box]

Up, когда мы измеряли напряжение, мы размещали мультиметр параллельно с частями цепи, что упрощает исследование.Чтобы измерить силу тока, мы должны в какой-то момент изолировать поток электричества через наше измерительное оборудование, прежде чем направить его на остальную часть цепи. Как я уже сказал выше, нам нужно будет частично разобрать и перестроить нашу схему, чтобы приспособиться к этому. Что я собираюсь сделать, так это снять перемычку, которая питает резистор с шины питания, и последовательно подключить мультиметр.

Теперь, честно говоря, я должен заявить, что держу чрезмерное количество предохранителей под рукой, потому что я забываю правильно расположить измерительные провода и получаю измерения того, с чем мультиметр не может справиться при этой настройке, поэтому, пожалуйста, будьте осторожны при этом.Например, у моего Extech есть порт, который можно использовать до 200 мА, а другой — до 10 А. Мой коммерческий электрический цифровой мультиметр имеет порт на 400 мА и порт на 10 А. Если я попытаюсь измерить 250 мА на цифровом мультиметре через порт 200 мА, предохранитель мгновенно сработает. Я часто так делаю, потому что моя математика не всегда точна.

SparkFun Education — Руководства — Как использовать мультиметр

Введение

Итак… как пользоваться мультиметром? Из этого туториала Вы узнаете, как использовать цифровой мультиметр (DMM), незаменимый инструмент, который можно использовать для диагностики цепей, изучения электронных устройств других людей и даже тестирования батареи. Отсюда и название «мульти» — «метр» (множественное измерение).

Основные параметры, которые мы измеряем, — это напряжение и ток. Мультиметр также отлично подходит для некоторых базовых проверок работоспособности и устранения неполадок. Ваша схема не работает? Переключатель работает? Поставь на него счетчик! Мультиметр — ваша первая защита при поиске и устранении неисправностей в системе.В этом руководстве мы рассмотрим измерение напряжения, тока, сопротивления и целостности цепи.

---

Рекомендуемая литература

Эти концепции могут быть полезны в этом руководстве:

На протяжении всего руководства мы будем использовать SparkFun VC830L, но эти методы должны применяться к большинству мультиметров.

Детали мультиметра

Мультиметр состоит из трех частей:

• Дисплей
• Ручка выбора
• Порты

Дисплей обычно состоит из четырех цифр и может отображать отрицательный знак.Некоторые мультиметры имеют дисплеи с подсветкой для лучшего обзора в условиях низкой освещенности.

Ручка выбора позволяет пользователю настроить мультиметр на считывание различных значений, таких как ток в миллиамперах (мА), напряжение (В) и сопротивление (Ом).

Два датчика вставляются в два порта на передней панели устройства. COM означает «общий» и почти всегда подключается к заземлению или «-» цепи.Зонд COM обычно черный, но между красным и черным зондом нет никакой разницы, кроме цвета. 10A — специальный порт, используемый при измерении больших токов (более 200 мА). мАВΩ — это порт, к которому обычно подключается красный зонд. Этот порт позволяет измерять ток (до 200 мА), напряжение (В) и сопротивление (Ом). Щупы имеют разъем типа «банан » на конце, который подключается к мультиметру.С этим измерителем будет работать любой зонд с банановой пробкой. Это позволяет использовать различные типы датчиков.

Использование мультиметра для проверки напряжения LiPo батареи.

---

Типы датчиков

Для мультиметров доступно множество различных типов щупов.Вот несколько наших любимых:

• Зажимы типа «банан» для «аллигатора»: это отличные кабели для подключения к большим проводам или контактам на макетной плате. Подходит для проведения долгосрочных тестов, когда вам не нужно удерживать зонды на месте, пока вы манипулируете цепью.
• Banana to IC Hook: крючки IC хорошо работают с меньшими ИС и ножками ИС.
• Banana to Tweezers: Пинцет удобен, если вам нужно протестировать компоненты SMD.
• Банан для проверки зондов: если вы когда-нибудь сломаете зонд, их будет дешево заменить!

---

Измерение напряжения

Для начала измеряем напряжение на батарее AA: подключите черный щуп к COM , а красный щуп к мАВΩ . Установите мультиметр на «2V» в диапазоне постоянного тока.Практически вся портативная электроника использует постоянный ток), а не переменный ток. Подключите черный щуп к заземлению батареи или к «-», а красный щуп к питанию или к «+». Слегка прижмите щупы к положительной и отрицательной клеммам батареи AA. Если у вас новая батарея, вы должны увидеть на дисплее около 1,5 В (эта батарея совершенно новая, поэтому ее напряжение немного выше 1,5 В).

Если вы измеряете напряжение постоянного тока (например, аккумулятор или датчик, подключенный к Arduino), вы хотите установить ручку там, где V имеет прямую линию.Напряжение переменного тока (например, выходящее из стены) может быть опасным, поэтому нам редко нужно использовать настройку напряжения переменного тока (V с волнистой линией рядом с ним). Если вы возитесь с AC, мы рекомендуем вам приобрести бесконтактный тестер, а не использовать цифровой мультиметр.

Используйте V с прямой линией для измерения напряжения постоянного тока

Используйте V с волнистой линией для измерения напряжения переменного тока

Что произойдет, если поменять местами красный и черный щупы? Показания мультиметра просто отрицательные.Ничего страшного не происходит! Мультиметр измеряет напряжение относительно общего щупа. Какое напряжение на «+» батареи по сравнению с общим или отрицательным контактом? 1,5 В. Если мы переключаем датчики, мы определяем «+» как общую или нулевую точку. Какое напряжение на «-» батареи по сравнению с нашим новым нулем? -1,5 В!

Теперь давайте построим простую схему, чтобы продемонстрировать, как измерять напряжение в реальных условиях.Схема представляет собой просто 1 кОм и синий сверхяркий светодиод, питаемый от модуля питания SparkFun Breadboard. Для начала давайте удостоверимся, что схема, с которой вы работаете, правильно запитана. Если ваш проект должен быть на 5 В, но меньше 4,5 В или больше 5,5 В, это быстро даст вам указание на то, что что-то не так, и вам может потребоваться проверить ваши силовые соединения или проводку вашей цепи.

Измерение напряжения на стержне источника питания.

Установите ручку в положение «20V» в диапазоне постоянного тока (рядом с диапазоном напряжения постоянного тока отображается буква V с прямой линией). Мультиметры обычно не поддерживают автоматический выбор диапазона. Вы должны установить мультиметр на диапазон, который он может измерять. Например, 2V измеряет напряжения до 2 вольт , а 20V измеряет напряжения до 20 вольт . Поэтому, если вы измеряете аккумулятор на 12 В, используйте настройку 20 В. Система 5В? Используйте настройку 20 В.Если вы установите его неправильно, вы, вероятно, увидите, как экран глюкометра изменится, а затем будет отображаться «1».

С некоторой силой (представьте, что воткнули вилку в кусок жареного мяса) надавите зондами на два открытых куска металла. Один зонд должен контактировать с GND-соединением. Один зонд для подключения VCC или 5 В.

Мы также можем протестировать различные части схемы.Эта практика называется узловым анализом и является основным строительным блоком в анализе цепей. Измеряя напряжение в цепи, мы можем увидеть, сколько напряжения требуется каждому компоненту. Давайте сначала измерим всю схему. Измеряя, откуда напряжение поступает на резистор, а затем на землю светодиода, мы должны увидеть полное напряжение цепи, которое, как ожидается, будет около 5 В.

Затем мы можем увидеть, какое напряжение потребляет светодиод.Это то, что называется падением напряжения на светодиодах. Если сейчас в этом нет смысла, не бойтесь. Это позволит вам больше исследовать мир электроники. Важно отметить, что можно измерять различные части схемы для анализа схемы в целом.

Для свечения этого светодиода используется 2,66 В имеющегося источника питания 5 В. Это ниже, чем прямое напряжение, указанное в таблице данных, из-за того, что схема имеет только небольшой ток, проходящий через нее, но об этом чуть позже.

Перегрузка

Что произойдет, если вы выберете значение напряжения, слишком низкое для напряжения, которое вы пытаетесь измерить? Ничего плохого. Счетчик просто отобразит 1. Это счетчик пытается сказать вам, что он перегружен или находится вне диапазона. Все, что вы пытаетесь прочитать, слишком много для этой конкретной обстановки. Попробуйте установить ручку мультиметра на более высокое значение.

Показание 5 В в этой цепи слишком велико для настройки 2 В на мультиметре.

Ручка выбора

Почему ручка счетчика показывает 20 В, а не 10 В? Если вы хотите измерить напряжение ниже 20 В, выберите настройку 20 В. Это позволит вам читать от 2,00 до 19,99 .

Первая цифра на многих мультиметрах может отображать только «1», поэтому диапазоны ограничены 1 9.99 вместо 9 9.99. Следовательно, максимальный диапазон 20 В вместо максимального диапазона 99 В.

Предупреждение! В общем, придерживайтесь цепей постоянного тока (настройки мультиметра с прямыми линиями, а не кривыми линиями). Большинство мультиметров могут измерять системы переменного тока (переменного тока), но цепи переменного тока могут быть опасными. Настенная розетка с переменным током или «сетевым напряжением» — это то, что может вас неплохо устроить. ОЧЕНЬ бережно относитесь к AC. Если вам нужно проверить, включена ли розетка, используйте тестер переменного тока.На самом деле нам нужно измерить переменный ток только тогда, когда у нас есть розетка, которая работает странно (действительно ли она на 110 В?), Или если мы пытаемся управлять нагревателем (например, горячей плитой). Не торопитесь и дважды проверьте все, прежде чем проверять цепь переменного тока.

---

Измерение сопротивления

Нормальные резисторы имеют цветовую маркировку. Если вы не понимаете, что они означают, ничего страшного! Существует множество простых в использовании онлайн-калькуляторов.Однако, если вы когда-нибудь окажетесь без доступа в Интернет, мультиметр очень удобен для измерения сопротивления.

Выберите случайный резистор и установите на мультиметре значение 20 кОм. Затем прижмите щупы к ножкам резистора с таким же усилием, как при нажатии клавиши на клавиатуре.

Счетчик покажет одно из трех значений: 0.00 , 1 или фактическое значение резистора .

• В этом случае измеритель показывает 0,97, что означает, что этот резистор имеет значение 0,97 кОм, или около 1 кОм, или 1000 Ом (помните, что вы находитесь в режиме 20 кОм или 20000 Ом, поэтому вам нужно переместить десятичную запятую на три разряда вправо или 9 900 Ом).

• Если мультиметр показывает 1 или отображает OL , значит, он перегружен.Вам нужно будет попробовать более высокий режим, такой как режим 200 кОм или режим 2 МОм (мегаом). В этом нет ничего страшного, это просто означает, что необходимо отрегулировать ручку диапазона.

• Если мультиметр показывает 0,00 или почти ноль, то вам нужно понизить режим до 2 кОм или 200 Ом .

Помните, что многие резисторы имеют допуск 5%.Это означает, что цветовой код может указывать на 10 000 Ом (10 кОм), но из-за несоответствий в производственном процессе резистор 10 кОм может быть от 9,5 кОм или до 10,5 кОм. Не волнуйтесь, он отлично подойдет как подтягивающий или общий резистор.

Давайте снизим значение измерителя до следующего минимального значения, 2 кОм. Что происходит?

Не так много изменилось.Поскольку этот резистор (1 кОм) меньше 2 кОм, он все равно отображается на дисплее. Однако вы заметите, что после десятичной точки стоит еще одна цифра, что дает нам немного более высокое разрешение при чтении. А как насчет следующего минимального значения?

Теперь, поскольку 1 кОм больше 200 Ом, мы исчерпали значение измерителя, и он сообщает вам, что он перегружен и вам нужно попробовать установить более высокое значение.

Как показывает опыт, резистор менее 1 Ом можно встретить редко. Помните, что измерение сопротивления не идеально. Температура может сильно повлиять на показания. Кроме того, измерение сопротивления устройства, когда оно физически установлено в цепи, может быть очень сложной задачей. Окружающие компоненты на печатной плате могут сильно повлиять на показания.

---

Измерение тока

Ток считывания — одно из самых сложных и информативных показаний в мире встроенной электроники.Это сложно, потому что вам нужно последовательно измерять ток. Если напряжение измеряется путем подключения VCC и GND (параллельно), для измерения тока необходимо физически прервать прохождение тока и подключить измеритель к сети. Чтобы продемонстрировать это, мы будем использовать ту же схему, что и в секции измерения напряжения.

Первое, что нам понадобится, это лишний кусок провода. Как уже упоминалось, нам нужно физически прервать цепь, чтобы измерить ток.Другими словами, вытащите провод VCC, идущий к резистору, добавьте провод к тому месту, где этот провод был подключен, а затем проверьте от вывода питания на блоке питания до резистора. Это эффективно «обрывает» питание схемы. Затем мы вставляем мультиметр в линию, чтобы он мог измерять ток, когда он «течет» через мультиметр в макетную плату.

Для этих картинок мы обманули и использовали зажимы из крокодиловой кожи. При измерении тока часто полезно в течение нескольких секунд или минут наблюдать за тем, что ваша система делает с течением времени.Хотя вам, возможно, захочется встать и поднести датчики к системе, иногда легче освободить руки. Эти щупы с зажимом типа «крокодил» могут пригодиться. Обратите внимание, что почти все мультиметры имеют разъемы одинакового размера (их называют «банановые вилки»), поэтому, если вы в затруднительном положении, вы можете использовать щупы друга.

Теперь, когда мультиметр подключен, мы можем установить шкалу в правильное положение и измерить ток.Измерение тока работает так же, как напряжение и сопротивление — вы должны получить правильный диапазон. Установите мультиметр на 200 мА и работайте оттуда. Потребление тока для многих макетных проектов обычно составляет менее 200 мА. Убедитесь, что красный зонд вставлен в порт с предохранителем на 200 мА. На нашем любимом мультиметре отверстие 200 мА — это тот же порт / отверстие, что и показания напряжения и сопротивления (порт обозначен как мАВΩ ). Это означает, что вы можете держать красный зонд в том же порту для измерения тока, напряжения или сопротивления.Однако, если вы подозреваете, что ваша схема будет использовать около 200 мА или более, переключите зонд на сторону 10 А. на всякий случай. Перегрузка по току может привести к сгоранию предохранителя, а не просто к отображению перегрузки. Подробнее об этом чуть позже.

Эта схема потребляла только 1,8 мА во время измерения, а не большой ток. Среднее значение было ближе к 2,1 мА.

Поймите, что мультиметр действует как кусок провода — теперь вы замкнули цепь, и она включится.Это важно, потому что с течением времени светодиод, микроконтроллер, датчик или любое другое измеряемое устройство может изменить свое энергопотребление (например, включение светодиода может привести к увеличению на 20 мА на секунду, а затем к снижению на секунду при включении. выключенный). На дисплее мультиметра вы должны увидеть мгновенное значение тока. Все мультиметры снимают показания с течением времени, а затем выдают среднее значение , поэтому ожидайте, что показания будут колебаться. В целом, более дешевые счетчики будут в среднем более жестко и медленнее реагировать, поэтому относитесь к каждому показанию с долей скептицизма.Мысленно возьмите средний диапазон, например, от 7 до 8 мА при нормальных условиях 5 В (а не 7,48 мА).

Как и при других измерениях, при измерении тока цвет щупов не имеет значения. Что произойдет, если мы поменяем зонды? Ничего страшного не происходит! Это просто приводит к тому, что текущее показание становится отрицательным:

.

Ток все еще течет через систему, вы только что изменили точку зрения, и теперь счетчик показывает отрицательное значение.

Помните! Когда вы закончите использовать измеритель, всегда возвращайте измеритель для считывания напряжения (верните щупы в порт напряжения, настройте измеритель на считывание диапазона постоянного напряжения, если необходимо). Обычно берут измеритель и начинают быстро измерять напряжение между двумя контактами. Если вы оставили свой счетчик в режиме «тока», вы не увидите напряжение на дисплее. Вместо этого вы увидите «0,000», указывающее на отсутствие тока между VCC и GND.В течение этой доли секунды вы подключите VCC к GND через ваш измеритель, и предохранитель 200 мА перегорит = плохо. Поэтому, прежде чем положить глюкометр на ночь, не забудьте оставить глюкометр в хорошем состоянии.

Первые несколько раз измерить ток может быть непросто. Не волнуйтесь, если вы перегорите предохранитель — мы делали это десятки раз! В следующем разделе мы покажем вам, как заменить предохранитель.

---

Непрерывность

Тестирование непрерывности — это проверка сопротивления между двумя точками.Если сопротивление очень низкое (менее нескольких Ом), две точки соединяются электрически, и издается звуковой сигнал. Если сопротивление превышает несколько Ом, значит, цепь разомкнута и звуковой сигнал не раздается. Этот тест помогает убедиться, что соединения выполнены правильно между двумя точками. Этот тест также помогает нам определить, подключены ли две точки, которых не должно быть.

Непрерывность — возможно, самая важная функция для гуру встраиваемого оборудования.Эта функция позволяет нам проверять проводимость материалов и отслеживать, где были выполнены или не выполнены электрические соединения.

Установите мультиметр в режим «Непрерывность». Он может отличаться в зависимости от цифрового мультиметра, но ищите символ диода с распространяющимися волнами вокруг него (например, звук, исходящий из динамика).

Мультиметр установлен в режим проверки целостности цепи.

Теперь соедините щупы вместе.Мультиметр должен издать звуковой сигнал (Примечание: не все мультиметры имеют настройку непрерывности, но большинство должно). Это показывает, что очень небольшое количество тока может течь без сопротивления (или, по крайней мере, с очень маленьким сопротивлением) между датчиками.

Внимание! В общем, выключите систему перед проверкой целостности цепи.

На макетной плате, на которой не запитан, используйте щупы, чтобы проткнуть два отдельных контакта заземления.Вы должны услышать тональный сигнал, указывающий, что они подключены. Подключите пробники от контакта VCC на микроконтроллере к VCC на источнике питания. Он должен издать звуковой сигнал, указывающий, что питание свободно течет от вывода VCC к микроконтроллеру. Если он не издает тонального сигнала, вы можете начать следовать по маршруту, по которому проходит медный провод, и определять, есть ли обрывы в линии, проводе, макете или печатной плате.

Continuity — отличный способ проверить, соприкасаются ли два контакта SMD.Если ваши глаза не видят этого, мультиметр обычно является отличным второстепенным ресурсом для тестирования.

Когда система не работает, непрерывность — еще одна вещь, которая помогает устранить неполадки в системе. Вот шаги, которые необходимо предпринять:

1. Если система включена, внимательно проверьте VCC и GND с настройкой напряжения, чтобы убедиться, что напряжение соответствует уровню. Если система 5 В работает при 4,2 В, внимательно проверьте регулятор, он может быть очень горячим, что указывает на то, что система потребляет слишком большой ток.
2. Выключите систему и проверьте целостность цепи между VCC и GND. Если есть непрерывность (если вы слышите звуковой сигнал), значит, у вас где-то короткое замыкание.
3. Выключите систему. Убедитесь, что VCC и GND правильно подключены к контактам микроконтроллера и других устройств. Система может включаться, но отдельные ИС могут быть подключены неправильно.
4. Предположим, вы можете запустить микроконтроллер, отложить мультиметр в сторону и перейти к последовательной отладке или использовать логический анализатор для проверки цифровых сигналов.

Обрыв цепи и большие конденсаторы: При обычном поиске неисправностей. вы будете проверять целостность цепи между землей и шиной VCC. Это хорошая проверка работоспособности перед включением прототипа, чтобы убедиться, что в системе питания нет короткого замыкания. Но не удивляйтесь, если при зондировании вы услышите короткий звуковой сигнал. Это связано с тем, что в системе питания часто присутствует значительная емкость. Мультиметр ищет очень низкое сопротивление, чтобы увидеть, подключены ли две точки.Конденсаторы будут действовать как короткое замыкание в течение доли секунды, пока не заполнятся энергией, а затем будут действовать как открытое соединение. Поэтому вы услышите короткий звуковой сигнал, а затем ничего. Ничего страшного, это просто зарядка крышек.

---

Замена предохранителя

Одна из наиболее распространенных ошибок нового мультиметра — это измерение тока на макетной плате путем измерения от VCC до GND (плохо!).Это немедленно приведет к короткому замыканию на землю через мультиметр, что приведет к потере питания макетной платы. Когда ток проходит через мультиметр, внутренний предохранитель нагревается, а затем перегорает, когда через него протекает ток 200 мА. Это произойдет за доли секунды и без каких-либо реальных звуковых или физических признаков того, что что-то не так.

Вау, это было здорово. Что теперь? Во-первых, помните, что измерение тока выполняется последовательно (прервите линию VCC на макетную плату или микроконтроллер, чтобы измерить ток).Если вы попытаетесь измерить ток с помощью перегоревшего предохранителя, вы, вероятно, заметите, что измеритель показывает «0,00» и что система не включается, как должна, когда вы присоединяете мультиметр. Это связано с тем, что внутренний предохранитель сломан и действует как обрыв провода или разрыв. Не волнуйтесь, это происходит постоянно, и его устранение стоит около 1 доллара.

Чтобы заменить предохранитель, возьмите удобную мини-отвертку и начните выкручивать винты. Цифровой мультиметр SparkFun довольно легко разобрать.Начните со снятия пластины аккумулятора и аккумулятора.

Затем удалите два винта, которые прячутся за пластиной аккумулятора.

Слегка приподнимите переднюю часть мультиметра.

Теперь обратите внимание на крючки на нижнем крае лица.Вам нужно будет сдвинуть лицо в сторону с небольшим усилием, чтобы освободить эти крючки.

После того, как лицевая часть отцеплена, она должна легко выйти. Теперь вы можете заглянуть внутрь мультиметра!

Осторожно поднимите предохранитель, и он выскочит.

Убедитесь, что заменил правильный предохранитель на правильный тип .Другими словами, замените предохранитель на 200 мА на предохранитель на 200 мА.

Внимание! ЗАПРЕЩАЕТСЯ класть предохранитель на 10 А туда, где должен находиться предохранитель на 200 мА. Размещение предохранителей может не совпадать с размещением портов зонда. Прочтите металлический колпачок на обоих концах предохранителя, чтобы дважды проверить, какой из них какой.

Компоненты и дорожки на печатной плате внутри мультиметра рассчитаны на разные величины тока.Вы повредите и, возможно, испортите свой мультиметр, если случайно пропустите 5А через порт 200 мА.

Бывают случаи, когда вам нужно измерить сильноточные устройства, такие как двигатель или нагревательный элемент. Вы видите два места для размещения красного щупа на передней панели мультиметра? 10A слева и мАВΩ справа? Если вы попытаетесь измерить ток более 200 мА на порте мАВΩ , вы рискуете перегореть предохранитель.Но если вы используете порт 10A для измерения тока, вы значительно снизите риск перегорания предохранителя. Компромисс — чувствительность. Как мы уже говорили выше, используя порт 10A и настройку ручки, вы сможете читать только до 0,01A или 10 мА. Большинство моих систем используют более 10 мА, поэтому настройка и порт 10 А работают достаточно хорошо. Если вы пытаетесь измерить очень малую мощность (микро- или наноампер), порт 200 мА с портами 2 мА, 200 мкА или 20 мкА может быть тем, что вам нужно.

Помните: Если ваша система может использовать более 100 мА, вам следует начать с красного щупа, подключенного к порту 10A , и установки ручки 10A .

С цифровыми мультиметрами стоимостью менее 50 долларов измерения, которые вы, вероятно, сделаете, являются просто результатами поиска неисправностей, а не результатами научных экспериментов. Если вам действительно нужно увидеть, как ИС использует ток или напряжение с течением времени, используйте стенд Agilent или другой высококачественный стенд. Эти устройства имеют более высокую точность и предлагают широкий спектр необычных функций (некоторые из них включают Тетрис!). Банни Хуанг, разработчик оборудования Chumby, использует высокоточные показания тока для устранения неисправностей плат во время заключительных процедур тестирования Chumby.Посмотрев на потребление тока разными платами, которые вышли из строя (например, данная неисправная плата потребляет 210 мА больше обычного), он мог определить, что не так с платой (когда ОЗУ выходит из строя, она обычно использует 210 мА больше обычного). Выявление возможных неисправностей значительно упрощает переделку и ремонт плат.

---

Что делает хороший мультиметр?

У каждого свои предпочтения, но в целом предпочтительны мультиметры с непрерывностью измерения.Все остальные функции — это просто вишенка на торте.

Существуют причудливые мультиметры, которые автоматически выбирают диапазон , что означает, что они автоматически изменяют свой внутренний диапазон, чтобы попытаться найти правильное напряжение, сопротивление или ток предмета, в который вы ткнете. Автоматический выбор диапазона может быть очень полезным, если вы знаете, как его использовать. Вообще говоря, мультиметры с автоподстройкой диапазона более качественные и, как правило, имеют больше функций.Так что если вам дадут мультиметр с автодиапазоном, используйте его! Просто знайте, как перевести его в ручной режим. Напряжение или ток в цепи могут колебаться довольно быстро. В некоторых системах ток или напряжение настолько непостоянны, что автоматический выбор диапазона не выдерживает должного уровня.

ЖК-дисплей с задней подсветкой. — это красиво, но когда вы в последний раз измеряли свою схему в темноте? Обычно мы избегаем страшных лесов и ситуаций, которые требуют от нас тестирования оборудования посреди ночи, но некоторые люди могут захотеть или нуждаться в мультиметре, удобном для темноты.

Хорошее нажатие на селекторе диапазонов на самом деле является большим плюсом в нашей книге. Мягкая ручка обычно указывает на некачественный счетчик.

Хорошие щупы плюс. Со временем провода будут ломаться в точке изгиба. Мы видели, как провода полностью выходят из зондов — и именно в тот момент, когда зонды должны работать! Если вы сломаете зонд, его будет достаточно дешево заменить.

Автоотключение — отличная функция, которая редко встречается на более дешевых мультиметрах. Это функция, которая может быть полезна как новичкам, так и опытным пользователям, поскольку легко забыть выключить глюкометр в 2 часа ночи. Цифровой мультиметр SparkFun не имеет этой функции, но, к счастью, он очень маломощный. Мы оставили мультиметр на два дня подряд, прежде чем батарея на 9 В начала разряжаться. Тем не менее, не забудьте выключить глюкометр!

Теперь вы готовы использовать цифровой мультиметр для измерения окружающего мира.Не стесняйтесь использовать его, чтобы ответить на многие вопросы. Я считаю, что мой светодиод выдает 20 мА, правда? Какое напряжение у лимона? Стакан из воды токопроводящий? Можно ли заменить эти провода алюминиевой фольгой? Цифровой мультиметр ответит на эти и многие другие вопросы об электронике.

---

Ресурсы и движение вперед

Теперь, когда вы знаете основы использования цифрового мультиметра, ознакомьтесь с этими руководствами, чтобы использовать свой новый навык:

Как сделать измеритель сопротивления Arduino

ПОДКЛЮЧЕНИЕ ОМОМЕРА

Схема очень проста.Все, что вам нужно, это Arduino, резистор, который вы хотите измерить, и еще один резистор с известным значением. Мы установим делитель напряжения с известными и неизвестными резисторами и измерим напряжение между ними с помощью Arduino. Затем запустим программу, которая рассчитает сопротивление по закону Ома.

Сначала подключите схему следующим образом:

Введите значение вашего известного резистора (в Ом) в строке 5 приведенного выше кода. В моем случае я использую известный резистор номиналом 1 кОм (1000 Ом).Следовательно, моя строка 5 должна выглядеть так: float R1 = 1000; .

Программа устанавливает аналоговый вывод A0 для считывания напряжения между известным резистором и неизвестным резистором. Вы можете использовать любой другой аналоговый вывод, просто измените номер вывода в строке , строка 1, и подключите схему соответствующим образом.

Когда вы откроете монитор последовательного порта, вы увидите, что значения сопротивления печатаются один раз в секунду. Будет два значения: R2 и Vout.

• R2 : сопротивление неизвестного резистора в Ом.
• Vout : падение напряжения на неизвестном резисторе.

ВЫВОД ЧТЕНИЯ НА ЖК-дисплей

Один из читателей отметил, что они хотели бы отображать измерения сопротивления на ЖК-дисплее. Это легко сделать. Сначала вы захотите прочитать наше руководство по настройке ЖК-дисплея на Arduino. Это покажет вам, как все соединить.

НАСКОЛЬКО ЭТО ТОЧНО?

Это показания, которые я получил с «неизвестным» резистором на 200 Ом:

Значения довольно точные, это всего лишь ошибка 1.6%.

Однако вот показания, которые я получил при измерении «неизвестного» резистора 220 кОм:

Ошибка здесь больше 100%.

Это потому, что я все еще использовал резистор сопротивлением 1 кОм. Точность омметра будет плохой, если номинал известного резистора намного меньше или больше, чем сопротивление неизвестного резистора.

Проблема легко решается с помощью известного резистора, который по номиналу ближе к неизвестному резистору. После того, как я заменил известный резистор 1 кОм на резистор 100 кОм, точность измерений значительно улучшилась.