Multimetr. Účel, typy, vlastnosti a výběr

Měření elektrických obvodů a součástek se provádí pomocí specializovaného přístroje, který se díky své univerzálnosti nazývá multimetr.

Nejjednodušší modely jsou funkčně srovnatelné s ampérmetrem (zkratka pro ampérvoltmetr), to znamená, že mohou měřit odpor, proud a napětí.

Kromě toho mohou moderní pokročilá zařízení měřit také parametry rádiových zařízení, jako je kapacita kondenzátoru, účinnost tranzistoru, teplota a mnoho dalších věcí.

Vzhledem k tomu, že se jedná o běžný přístroj mezi kutily a opraváři elektrických a elektronických zařízení, vyrábějí výrobci stále funkčnější modely, které v jedné krabici kombinují více než 10 různých měřicích přístrojů.

Digitální multimetr

Digitální multimetry téměř vytlačily analogové multimetry díky své levnosti, pohodlí a schopnosti pracovat s více úlohami. V tomto článku si povíme něco o digitálních multimetrech a jejich funkcích.

Digitální multimetr se skládá z displeje, přepínače funkcí (já mu říkám jen kormidlo), zásuvek, do kterých se zasouvají stylusy a stylusy.

U levných multimetrů si musíte zvolit měřicí rozsah, proto se často setkáte s čísly jako 2, 20, 200 atd., která označují maximální měřicí rozsah.

Pokyny k multimetru

Na přední straně vidíme přepínač, který nám umožňuje zvolit požadované funkce. Podívejme se na symboly na multimetru. Každou funkci jsem označil číslem pro snadnou orientaci.

1) Odpor Ω. Tato ikona nám říká, že se chystáme měřit odpor vodiče nebo rezistoru.

2) Konstantní napětí =V. Nastavením přepínače na tuto ikonu můžeme měřit stejnosměrné napětí.

3) Střídavé napětí ~V. Pomocí této funkce můžeme měřit hodnotu střídavého napětí.

4) měření zesilovacího činitele tranzistorů hFe. Nepoužívám ho, protože mám speciální tranzistorový měřič. Více informací o zisku najdete v tomto článku.

5) Kapacita kondenzátorů F. Všechno je jasné. Může měřit kapacitu.

6) Měření stejnosměrného napětí =A. Můžeme měřit proud stejnosměrného napětí.

7) Měření střídavého napětí ~A proudu. Pomocí této funkce můžeme měřit proud střídavého napětí. Tato funkce je užitečná například tehdy, když potřebujeme zjistit, jaký proud teče v obvodu, když připojíme žárovku nebo jinou zátěž do obvodu 220 V.

8 ) Zkoušečka diod a spojitosti vodičů. Ukazuje odpor, pokud budete měřit spojitost vodičů. Při kontrole diod vidíme úbytek napětí na přechodu PN. Krása této funkce spočívá v tom, že pokud je zobrazený odpor menší než 100 ohmů (to se u jednotlivých modelů liší), multimetr vydá ječivý signál. Velmi užitečná funkce pro kontrolu diod a kontinuity vodičů a pojistek. Pokud si koupíte multimetr, určitě si pořiďte takový, který má diodovou sondu, jinak multimetr výrazně ztratí svou funkčnost.

Historie

Multimetr je univerzální kombinovaný přístroj, který lze použít k měření hlavních parametrů jakékoli elektrické sítě. Obsahuje ampérmetr, voltmetr a ohmmetr a další funkce. V současné době existují dva typy multimetrů: analogové a digitální. Přestože jsou analogové přístroje zastaralé, mnoho lidí je stále používá pro domácí elektroinstalační práce.

Multimetr je součástí dodávky

Co se týče historie, před vynálezem kombinovaných přístrojů existovaly přístroje na měření jednotlivých veličin. V minulém století se v Německu vyráběly voltmetry s kulatými žárovkovými hodinami. Poté se začala vyrábět zařízení se dvěma stupnicemi se dvěma rozsahy měření. Měly různobarevně označené sondy a držáky na řetízek nebo lano.

Schéma zapojení

Důležité! O několik let později se objevily voltmetry s několika režimy měření. Stisknutím tlačítka se například přístroj přepne do jiného měřicího rozsahu. Jedna ze sond je ohebná a pogumovaná. To umožnilo ještě rychlejší a pohodlnější měření.

Další vývoj spočíval v kombinaci měřicích přístrojů, aby se usnadnilo jejich používání, a ve zmenšení jejich velikosti. Již v roce 1920 se objevil tzv. ampérvoltmetr. S rozvojem elektroniky a vynálezem digitálních multimetrů se začaly objevovat přesnější a vysoce funkční přístroje.

Starověký přístroj

Jak zkontrolovat napětí pomocí multimetru

Měření stejnosměrného napětí

Jak víte, napětí je dvojího druhu: střídavé a stejnosměrné. Každý multimetr má k dispozici funkce měření stejnosměrného a střídavého napětí. Pro měření napětí se musíme dotknout vývodů hrotem

Měření stejnosměrného napětí multimetrem

Pro měření stejnosměrného napětí musíme přepínač nastavit na „=V“ nebo podobný znak. Změřme napětí na baterii, protože baterie dává konstantní napětí.

Za tímto účelem nastavte přepínač multimetru na měření stejnosměrného napětí. Pro přesnější měření jsem nastavil rozsah na 20 voltů. Dotkněte se baterie stylusem a přečtěte si hodnotu na displeji. 1,28 V, což se považuje za normální hodnotu pro nikl-manganovou baterii.

Pro měření napětí jakékoli chemické látky

Zde například měřím napětí na autobaterii.

Napětí je možné měřit také z laboratorního zdroje, který dodává stejnosměrný proud. Ukažme si, jak to všechno vypadá. Nastavím napětí zdroje na 10 V a změřím toto napětí multimetrem.

Měření stejnosměrného napětí ze zdroje

Co se ale stane, když polaritu obrátíme? To znamená, že červenou sondu multimetru připojte k mínusu a černou sondu k plusu? Digitální multimetr v tomto případě ukáže pouze znaménko minus.

V moderních multimetrech je tato ikona již kombinována s ikonou AC a vypadá takto:

Je zde kombinovaný symbol pro stejnosměrné a střídavé napětí. Zde pomocí funkční klávesy vybereme, zda chceme měřit stejnosměrný nebo střídavý proud. DC znamená stejnosměrný proud, což v doslovném překladu znamená „stejnosměrný proud“.

přepínací tlačítko funkce

V následujícím příkladu jsem změřil napětí na lithium-iontové baterii.

Měření střídavého napětí

Pro kontrolu střídavého napětí bychom měli přepínač funkcí nastavit do polohy „~V“. Myslím, že si uvědomujete, že napětí ve vaší domácnosti je střídavé. Změřme jeho hodnotu. Jak vidíte, multimetr ukázal 215 voltů, ačkoli by to mělo být něco jako 220 voltů. Toto napětí je stále v provozním rozsahu, takže je v pořádku.

U multimetru s automatickým měřením rozsahu musíme na displeji přístroje vybrat ikonu AC pomocí klávesy FUNC. AC – střídavý proud, což je v doslovném překladu z angličtiny.

Takto se měří napětí v elektrické zásuvce. 228 voltů, což je také zcela normální.

Rozmanitost podle úrovně

Dnes jsou na trhu multimetry, které lze zhruba rozdělit do několika úrovní, včetně – na cenovém parametru. Než se rozhodnete pro konkrétní model, určete, jaké parametry a s jakou přesností by měl multimetr měřit.

Důležité je také věnovat pozornost baterii přístroje – doporučujeme multimetry s bateriemi typu AA, protože korunové baterie jsou hůře dostupné a dražší.

Obecně lze zařízení rozdělit do tří úrovní z hlediska funkcí a ceny:

• Úvodní stránka. Testery s cenou pod 1000 koruna. Nejzákladnější nástroje málo známých značek. Nezřídka se setkáváme s kuriozitami, kdy se stejný model prodává pod různými výrobci;
• střední. V rozmezí 3 000 koruna. Zastoupené produkty Uni Trend, Mastech, Victor, CEM a podobnými produkty;
• profesionální. Nejdražší. Tuto úroveň mají testeři ze společností APPA, Uni Trend, Fluke, CEM.

Podívejme se blíže na funkce a možnosti multimetru.

Testování na vstupní úrovni

Základní multimetr se nejčastěji kupuje pro domácí použití. Tyto modely se nemohou pochlubit kvalitou sondy, obrazovky nebo dokonce pouzdra. U základních testerů časem dochází k praskání a lámání kabelů.

Tato zařízení se zřídkakdy prodávají s uvedením chyby, protože je v každém případě poměrně vysoká. Přesnost multimetru je však pro domácí použití dostatečná.

Pomocí těchto zařízení lze testovat schematické zapojení, kontrolovat přítomnost proudu v zásuvce, měřit napětí atd.. Vzhledem k oblastem použití jsou nároky na tato zařízení minimální.

Střední testery

Modely střední třídy jsou vyrobeny z kvalitnějších materiálů a některé se dodávají s přídavným nárazuvzdorným pouzdrem. Vodiče ke zkušebním kabelům jsou mnohem delší a silnější.
V návodu k multimetru střední třídy je často uvedeno zapojení, rozsahy a chyby měření. Tyto modely multimetrů nejsou uvedeny ve státním registru, takže nejsou vhodné pro podniky nebo držitele licencí. Mezi zákazníky patří hobbyisté, malé firmy a nadšenci do oprav.

Úroveň měření u těchto multimetrů je řádově 1000 V a až 20 A. Mezi další funkce patří automatická volba rozsahu, ochrana proti přetížení a bezdotykový indikátor napětí. Průměrná chyba se pohybuje v řádu 0,5 %.

Profesionální modely

Multimetry mají nejkvalitnější kryt, nejčastěji odolný proti nárazu, a displej je co nejvíce informativní. Měřicí vodiče jsou měkké a pohodlné a zachovávají si svou pevnost v průběhu času. V návodu jsou uvedeny všechny parametry jednotek a nejistota měření je minimální, až 0,025 %.

Tyto multimetry se používají v závodech, při výrobě elektroniky a v průmyslu. Téměř všichni jsou zapsáni ve státním rejstříku. Záruka na profesionální zařízení je 3 roky.

Další funkce: USB k PC, relativní režim, lineární stupnice, nižší spotřeba energie, až 5 číslic displeje, široký pracovní rozsah.

Jak měřit proud v multimetru

Měření stejnosměrného proudu

Abychom mohli změřit proud v obvodu, musíme připojit multimetr k jističi.

U jednoduchých digitálních multimetrů je třeba vložit červenou sondu do zdířky A nebo mA, což znamená Ampér. Nezapomeňte, že proud se měří v ampérech?

Chceme-li měřit proud ve stejnosměrném obvodu, musíme přepínač nastavit do polohy „=A“. V tomto případě tedy budeme napájet ventilátor počítače napětím ze zdroje.

Celou věc sestavíme podle našeho schématu, ale místo žárovky máme tento ventilátor.

Protože můj zdroj má již zabudovaný ampérmetr, můžete porovnat hodnoty na multimetru a na zdroji. Jak vidíte, jsou naprosto stejné. Hodnota proudu v obvodu je 0,18 ampéru.

Na chladnějším multimetru nastavíme jednu z těchto ikon.

Pokud vůbec netušíte, jaký by měl být proud ve vašem obvodu, nastavujeme přepínač vždy na nejvyšší rozsah. V tomto případě na A. Zkontrolujme spotřebu proudu 12voltové žárovky. Za tímto účelem nastavte napájecí napětí 12 V a vložte multimetr do obvodu mezery. Takže to uděláme tak, jak je to v tomto obvodu.

Jak vidíte, proud v tomto obvodu je 0,707 A. To znamená, že žárovka při napětí 12 V odebírá proud 0,707 A.

Měření stejnosměrného napětí multimetrem

Měření proudu ve střídavém obvodu

Pro měření intenzity proudu v obvodu střídavého proudu musíme přepínač nastavit do polohy „~A“. Na chladných multimetrech umístíme přepínač funkcí na jednu z těchto ikon

a poté zvolíme funkční klávesou „AC“, což znamená, že budeme měřit proud v obvodu střídavého proudu.

K demonstraci budu potřebovat laboratorní autotransformátor (LATP).

Laboratorní autotransformátor

Tento autotransformátor umožňuje získat střídavé napětí o nižší hodnotě, než má domácí zdroj 220 V. Nastavte výstup LATR na 12 V. Nezapomeňte, že těch 12 voltů je střídavých. Zapojení celé věci stejným způsobem. Mimochodem, žárovka je zde výkonnější, takže odebírá více proudu.

Tipy od odborníků

1. K měření napětí v síti nebo na svorkách autobaterie a testu spojitosti postačí nejjednodušší multimetr se základními funkcemi;
2. Pokud ji hodláte používat v dílně, průmyslu, garáži apod., doporučujeme zvážit její použití ve vlastní dílně., pro prachotěsný nebo vodotěsný osciloskop v nárazuvzdorném pouzdře, v závislosti na velikosti a rozměrech osciloskopu;
3. Radioamatér může potřebovat nejen digitální hodnoty, ale také údaje o podobě signálů. V takovém případě vám doporučujeme, abyste se poohlédli po přístroji s osciloskopem.

Podívejte se na toto video o výběru multimetru pro vaši domácnost

Jak testovat kondenzátor pomocí multimetru

Aby bylo možné zkontrolovat integritu kondenzátoru pomocí multimetru, musí být jeho kapacita 1 μF nebo větší. Tento trik funguje pouze u analogových multimetrů a digitálních multimetrů s výběrem rozsahu, jako je tento.

Jak víte, kondenzátory mohou být polární nebo nepolární. Více informací zde. Polární kondenzátory mají vysokou kapacitu, takže je snazší kontrolovat jejich integritu. Jak na to? Podívejme se na následující příklad.

Máme elektrolytický kondenzátor.

Nastavte multimetr do režimu testu spojitosti a dotkněte se sondou vývodů kondenzátoru. Pozorně sledujte čísla na displeji. Měly by se zvyšovat s tím, jak se kondenzátor nabíjí.

Jakmile jsem se dotkl vodičů, multimetr okamžitě ukázal tuto hodnotu

za půl sekundy

a pak se hodnota dostala mimo rozsah a multimetr ukázal jedničku.

Co na to říct?? Úplně vybitý kondenzátor se v prvním okamžiku chová jako vodič. Při nabíjení proudem z multimetru se jeho odpor zvyšuje, až dosáhne velmi vysoké hodnoty. Pokud se kondenzátor nabíjí, je funkční. Vše je logické.

Menší kondenzátory a nepolární kondenzátory lze zkoušet pouze na zkrat mezi jejich svorkami sondou. Proto je zde použita jiná metoda železa. Stačí změřit kapacitu kondenzátoru). Zde jsem změřil kapacitu kondenzátoru s nápisem 47 µF. Multimetr ukazuje hodnotu 48 µF. Nebo chyba kondenzátoru či multimetru. Protože multimetry Mastech jsou považovány za docela dobré, připišme to chybě kondenzátoru).

Vzhled

Vzhled multimetru se téměř neliší od přenosného ampérmetru a voltmetru. Jedná se o plochou krabičku s digitálním nebo analogovým panelem a nastavením měřidla, ke které jsou připojeny dva styly. Pouzdro takového zařízení je vyrobeno z nehořlavého plastu a pogumovaných bočních vložek. Může být dodatečně chráněn pryžovým chráničem proti nárazu. Nejčastěji je pouzdro vyrobeno ve tvaru obdélníku se zaoblenými hranami.

Stacionární zařízení jsou na druhou stranu vzhledově méně atraktivní. Jejich těla jsou vyrobena z kovu nebo pevného plastu. Samy o sobě připomínají malou krabičku nebo autorádio, se všemi ukazateli a displeji, tlačítky, přepínači v přední části.

Typický multimetr

Jak měřit odpor pomocí multimetru

Takže máme náš oblíbený multimetr

Pro měření odporu musíme přepnout přepínač funkcí do polohy „měření odporu“. To je celá naše horní řada v zelené barvě s písmenem Ω. Písmeno „K“ nám říká, že budeme měřit kiloohmy, a písmeno „M“ nám říká, že budeme měřit megaohmy. Před písmenem je uveden limit měření. Pokud se nám při měření odporu na displeji multimetru zobrazí 1, přepneme na vyšší rozsah.

Jak testovat stejnosměrný odpor

Takže máme rezistor takto.

Vidíte na něm nápis „82R“. To znamená, že jeho odpor by měl být 82 ohmů. Další informace o značení rezistorů najdete v tomto článku. Držte sondu na jednom konci rezistoru a druhou sondu na druhém konci.

Jak vidíte, multimetr odečetl hodnotu odporu tohoto rezistoru téměř přesně.

Jak testovat proměnný odpor

Změřme odpor proměnného rezistoru. Jak víte, odpor proměnného rezistoru můžeme měnit ručně. Totéž platí pro trimry – jsou jedním z druhů proměnných odporů.

Toto je pohled zespodu. Zde vidíme nápis 47 KM. Takže jeho odpor musí být 47 kiloohmů mezi dvěma krajními kolíky.

Knoflíkem můžeme otáčet ve směru nebo proti směru hodinových ručiček, čímž měníme odpor mezi prostředním kontaktem a dvěma krajními kontakty

Zde je jeho schematické znázornění:

Umístěte sondu na vnější kolíky. Změřte celkový odpor proměnného odporu.

Ano… trochu jiný odpor. Náš proměnný odpor je příliš starý, možná proto jeho odpor neodpovídá tomu, co je na něm napsáno. Chcete-li zkontrolovat, zda funguje, otočte knoflíkem proměnného rezistoru ve směru hodinových ručiček až na doraz a změřte odpor mezi levým a prostředním kontaktem rezistoru. Odpor by se měl blížit nule.

Otočte knoflíkem ve směru hodinových ručiček, ale ne až na konec. Znovu změřte odpor mezi prostředním a levým kontaktem.

Změřte odpor mezi prostředním a pravým kolíkem.

Kombinovaným výsledkem by měl být odpor obou krajních poloh vývodů. 12,2+27,6=39,8 Téměř správně. Máme tedy funkční proměnný odpor.

Pravidla pro měření odporu

• Přitiskněte sondu určitou silou na vývody rezistoru. Tím se zabrání vzniku kontaktního odporu, který by se při lehkém stlačení přičítal k naměřenému odporu.
• Neměřte odpor, pokud je pod napětím! Můžete tak poškodit multimetr nebo si způsobit úraz elektrickým proudem!
• Při měření odporu rezistorů na desce plošných spojů se opět ujistěte, že je deska bez napětí. Pak připájejte jeden konec rezistoru a změřte odpor.
• Při měření odporu rezistoru se nedotýkejte jeho svorek! Lidské tělo má průměrný odpor přibližně 1 kiloohm, což závisí na mnoha faktorech. Pokud se tedy při měření odporu dotknete vývodů rezistoru, vnášíte do měření chybu.
• Chcete-li změřit odpor rezistoru co nejpřesněji, zbruste vývody buď nožem, nebo nejlehčím smirkovým papírem. V tomto případě odstraníte vrstvu oxidu, která v některých případech způsobuje značnou chybu při měření odporu.

Přesnost a rozlišení měření

Základní charakteristiky multimetru jsou přesně dvě: přesnost měření a bitová hloubka displeje. Nejjednodušší a cenově nejdostupnější modely mají nízkou přesnost kolem 10 % a rozlišení 2,5 %.

S rostoucí třídou zařízení a cenou se výrazně zvyšuje přesnost i kapacita číslic. Hned na začátku je třeba poznamenat, že nejistota všech testerů je také silně ovlivněna typem prováděného měření a testovaným rozsahem. V nejlepším případě se chybovost pohybuje v řádu 0,01 %.

Za zmínku stojí také vstupní odpor multimetru. Zapojení testeru je takové, že samotné zařízení má určitý odpor, který se v technických dokumentech běžně uvádí v kiloohmech na volt (kOhm/V).

Dříve se používalo zařízení s 10 nebo 20 kohm/V, přičemž druhé jmenované bylo o něco přesnější. Moderní přístroje však mají stonásobně vyšší odpor, což zcela eliminuje jeho vliv na přesnost odečtu. Ve většině případů není takový parametr v příručce testeru ani zmíněn.

Jak testovat pomocí multimetru

Všechny moderní digitální multimetry mají funkci testu spojitosti. Stříhání vodičů je stejné jako funkce „měření odporu“, pouze v tomto případě multimetr pípne, pokud je odpor menší než 100 ohmů.
K čemu je tato funkce dobrá? ke kontrole neporušenosti kabelů, pojistek, žárovek, desek s plošnými spoji atd. Velmi užitečná a nenahraditelná funkce každého multimetru. Většinou je dioda připojena k symbolu diody. Vypadá to asi takto:

tester diod

Chci například otestovat žárovku a zjistit, zda je v pořádku? To provedu tak, že přepínač nastavím na příslušnou ikonu a sondou se dotknu lampy. Multimetr pípne a na displeji multimetru se zobrazí odpor vlákna. To znamená, že žárovka je živá, protože wolframové vlákno není rozbité.

multimetr

Testované multimetry

Za svou dlouholetou praxi v elektronice jsem vystřídal mnoho multimetrů. Rád bych se zaměřil na dvě značky, které mi udělaly a stále dělají velkou radost v mém těžkém případě.

Multimetr DT9205

Velký displej, praktické funkce, funkce automatického vypnutí, nízká cena. Pokud si projdete stránky mého webu, zjistíte, že jsem ve své praxi používal tyto konkrétní modely multimetrů. Jsou velmi praktické a odolné. Ano, je to velké, ale stojí to za to. Takový multimetr je v ruce velmi praktický.

Zde je odkaz na Aliexpress. Zkuste si pořídit takovou, jaká je na obrázku výše. Jeho cena se pohybuje v rozmezí 700-800 koruna.

Státní rejstřík

Některé modely multimetrů jsou uvedeny ve státním rejstříku. Gosregister je speciální seznam sestavený společností Rosstandart, který obsahuje měřicí přístroje.

Každé z těchto zařízení musí být schváleno metrologickým střediskem nebo podobnou zkušební laboratoří. Přísné ověřování se používá u přístrojů, které spadají pod zákon o jednotném měření. Pouze takové multimetry lze používat ve vojenských a zdravotnických zařízeních.

Nemusíte být důkladně obeznámeni s konstrukcí multimetru, abyste si našli tester pro sebe. Dostatečně přesně určete, jaké úkoly chcete, aby přístroj plnil, a jakou přesnost od něj požadujete.

Můžete si tak vybrat nejlepší možnost, aniž byste přepláceli za další přesnost a možnosti.