Как работает мультиметр: устройство, режимы измерения и правила использования
Мультиметр работает следующим образом: измерительные щупы подключаются к цепи, аналоговый сигнал с входных клемм проходит через делители напряжения или шунты, преобразуется в цифровой вид и выводится на дисплей. Современный цифровой мультиметр умеет измерять постоянное и переменное напряжение, ток, сопротивление, ёмкость конденсаторов, частоту сигнала и проверять целостность цепи.
Внутреннее устройство
Основу цифрового мультиметра составляет аналого-цифровой преобразователь. Входной сигнал нормируется до уровня, который способен обработать преобразователь, преобразуется в последовательность импульсов, подсчитывается счётчиком и выводится в виде числа на жидкокристаллический дисплей. Точность большинства бытовых приборов составляет плюс-минус 0,5–1 процент при измерении постоянного напряжения.
Защита входных цепей осуществляется плавкими предохранителями. Предохранитель тока рассчитан на максимально допустимый ток измерения (обычно 10 А для стандартного режима и 200–400 мА для режима малых токов). При превышении допустимого тока предохранитель перегорает, защищая прибор, и его необходимо заменить перед дальнейшей работой.
Режим измерения напряжения
Для измерения напряжения красный щуп подключается к клемме «V», чёрный к клемме «COM». Переключатель устанавливается в позицию «V» с соответствующим диапазоном. При измерении постоянного напряжения важна полярность: если красный щуп подключён к минусовому контакту, на дисплее появится знак минус перед значением.
Автоматические мультиметры самостоятельно выбирают нужный диапазон. В приборах с ручным выбором диапазона правило такое: начинают с максимального диапазона и снижают до тех пор, пока показание не займёт большую часть шкалы. Это даёт наибольшую точность.
Режим измерения тока
Ток измеряется иначе: щупы включаются в разрыв цепи, а не параллельно ей. Внутреннее сопротивление мультиметра в режиме тока очень мало (десятки миллиом), поэтому прибор не влияет существенно на измеряемую цепь. Красный щуп переставляется в клемму «A» или «10A» в зависимости от ожидаемой величины тока.
Ошибочное подключение мультиметра в режиме тока параллельно источнику напряжения приводит к немедленному перегоранию предохранителя или повреждению прибора, поскольку создаётся короткое замыкание через малое внутреннее сопротивление. Это одна из наиболее распространённых ошибок при работе с прибором.
Прозвонка и сопротивление
Режим проверки целостности цепи (прозвонка) подаёт небольшое постоянное напряжение на щупы и издаёт звуковой сигнал при обнаружении низкого сопротивления (обычно менее 30–50 Ом). Этот режим незаменим при поиске обрывов в проводке, проверке предохранителей и диодов.
При измерении сопротивления проверяемый элемент должен быть отключён от питания. Измерение сопротивления в работающей схеме даст неверный результат из-за токов, протекающих через другие элементы цепи. Также при работе с резисторами не следует держать щупы и выводы детали пальцами: сопротивление кожи (несколько килоом) добавляется к измеряемому значению при высокоомных измерениях.
Мультиметр применяется в электромонтажных работах, ремонте бытовой техники, автомобильной электрике и в учебных лабораториях. В российских технических колледжах и на производстве цифровой мультиметр входит в обязательный набор инструментов каждого электромонтажника и техника по обслуживанию оборудования.
