Авометр – ще донедавна під такою назвою мультиметр застосовували тільки фахівці та досвідчені радіоаматори. Сьогодні ж він став важливим інструментом в арсеналі домашнього майстра. При виборі зовні простого приладу є свої нюанси.
Що таке мультиметр
Мультиметри – узагальнююча назва низки електровимірювальних приладів. Вони призначені перевіряти цілісність електричних ланцюгів, вимірювати їхні параметри, визначати характеристики радіоелектронних компонентів.
Більшість мультиметрів об’єднує в одному корпусі три прилади:
- вольтметр для вимірювання напруги струму;
- амперметр для вимірювання сили струму;
- омметр для визначення опору в провідниках.
У деякі прилади інтегровано генератори електричного струму або інвертори з випрямлячем. Вони призначені для вимірювання опору діелектриків під час впливу на них високої напруги.
Існують також моделі мультиметрів із вбудованим генератором прямокутних імпульсів для перевірки каскадів підсилювачів. На лицьовій панелі цих приладів передбачено відповідне положення перемикача, позначене ламаною лінією з крапкою або написом OUT.
Сфера застосування мультиметрів широка – від простих вимірювань побутової техніки до обслуговування фахівцями електричних ліній і налаштування радіоелектронної апаратури. Для кожного випадку легко підібрати модель з тими чи іншими параметрами і характеристиками.
Тип
Мультиметр. Основний критерій виділення приладів у цей тип – максимальна сила струму, на вимірювання якої вони розраховані. Вона не перевищує 25 А. Мультиметрам також властиве обмеження за напругою змінного струму – не більше 600 В.
Ці обмеження повністю компенсуються найширшим набором вимірювань – від простого “продзвонювання” електричних ланцюгів до визначення ємнісних показників радіоелектронних компонентів.
Усі вимірювання мультиметрами здійснюються контактним способом. Для цього вони оснащуються вимірювальними щупами. Залежно від виду вимірювання щупи підключаються або паралельно до електричного кола, або в його розрив. При тестуванні радіокомпонентів – підключаються до їхніх виводів.
Струмовимірювальні кліщі призначені в основному для безконтактного вимірювання напруги і сили струму. На відміну від більшості звичайних мультиметрів усі моделі кліщів дають змогу вимірювати силу змінного струму. Досить завести провідник всередину кільцеподібної рамки і зчитати показання на LCD-дисплеї. Існують також моделі, у яких вимірювальна рамка виконана в U-подібній формі.
Істотно підвищений у струмовимірювальних кліщів верхній поріг вимірювання напруги і сили змінного і постійного струмів (до 1000 В і 1500 А відповідно).
Для здійснення окремих вимірювань електричної мережі і тестування радіокомпонентів струмовимірювальні кліщі забезпечені знімними вимірювальними щупами. З їхньою допомогою контактним способом можна проводити низку вимірювань електричної мережі і тестування радіокомпонентів.
Мегаомметр. Цей прилад застосовується для вимірювання напруги і великих опорів. Здебільшого мегаомметр служить для вимірювання опору різних діелектриків – ізоляції обмотки двигунів, дротів і кабелів, електричних роз’ємів. Вимірювання опору ізоляції здійснюється під час подавання у вимірювальний ланцюг високої напруги.
Крім того, професійними електриками прилад використовується для вимірювання опору заземлення.
Тестер. Ці повністю автоматизовані прилади призначені для визначення обмеженого числа параметрів електричного кола:
- вимірювання напруги постійного і змінного струму;
- тестування окремої фази;
- визначення порядку чергування фаз;
- “продзвонка” електричного кола.
Види вимірювань параметрів електричного кола
Вимірювати змінну і постійну напругу в електричній мережі можуть практично всі мультиметри. Для побутових цілей цілком достатньо двох діапазонів вимірювання напруги змінного струму:
- 0-200 В
- 0-600 В
Діапазон вимірюваної напруги постійного струму значно ширший:
- 0-200 mВ
- 0-2000 mВ
- 0-20 В
- 0-200 В
- 0-1000 В
Більшість мультиметрів вимірюють силу тільки постійного струму. І тільки частина з них розрахована і на вимірювання сили змінного струму.
Опір. Більшість мультиметрів (включно з тестерами і струмовимірювальними кліщами) мають режим вимірювання опору провідників. Цей режим – один з найпростіших до розуміння і виконання. Досить вибрати передбачуваний діапазон вимірювання і прикласти щупи до вимірюваного провідника.
Посилення транзистора. Крім тестування транзисторів у режимі перевірки діодів окремі моделі мультиметрів можуть вимірювати їхні коефіцієнти посилення. Обмеження перевірки – невеликі розміри гнізда для перевірки, що не дають змоги тестувати великі за розмірами транзистори.
Шпаруватість – характеристика імпульсного сигналу. Визначається відношенням періоду проходження (повторення) імпульсів до тривалості самого імпульсу.
Найчастіше використовується коефіцієнт заповнення D – величина зворотна шпаруватості. В англомовній літературі він іменується як “duty cycle” і виражається у відсотках. Цей режим вмикається кнопкою вибору функції або встановленням поворотного перемикача.
Частота. За допомогою мультиметрів, що мають цей режим, можна проводити заміри частоти змінного струму. Цей режим, як правило, доступний у мультиметрах, що вимірюють шпаруватість імпульсного сигналу.
Зустрічаються також прилади, розраховані на вимірювання ємності, індуктивності, потужності та електропровідності.
Перевірка цілісності ланцюга
Режим перевірки цілісності електричного кола більш відомий як “звукове прозвонювання” або просто “прозвонювання”. Режим доступний при використанні більшості мультиметрів, тестерів і струмовимірювальних кліщів. Режим “продзвонки” трохи відрізняється від режиму вимірювання опору – на вимірювальні щупи подається більш висока напруга. У багатьох випадках цілісність ланцюга дублюється подачею звукового сигналу.
Вимірювання температури
Вимірювання температури будь-яких об’єктів, рідкого і газоподібного середовища – режим, доступний у деяких моделях. Для цієї мети вони комплектуються додатковим шнуром з термоелектричним перетворювачем (термопарою).
Як правило, результати вимірювання можуть виводитися як у шкалі Цельсія, так і в шкалі Фаренгейта.
Тип відображення
В аналогових приладах електричний струм безпосередньо подається на електромеханічну стрілочну головку. Електромагнітне поле, що виникає в голівці, взаємодіє з навколишнім постійним магнітом і змушує стрілку повернутися на певний кут.
У цифрових мультиметрах аналого-цифровий перетворювач (АЦП) порівнює вхідний сигнал з опорним (еталонним) значенням і після аналізу виводить на LCD-дисплей цифрові значення показника.
Мультиметри з аналоговим відображенням (стрілочні мультиметри) з’явилися набагато раніше за цифрові, але й досі мають попит, незважаючи на складнощі у вимірюванні:
- обов’язкове дотримання полярності підключення щупів;
- перерахунок показань для кожного діапазону вимірювань;
- підстроювання початкового положення стрілки в міру розряду джерела живлення;
- підстроювання приладу при перемиканні діапазонів вимірювання опорів.
До позитивних якостей аналогових приладів можна віднести:
- робота без джерела живлення в режимі вимірювання напруги і струму;
- наочна динаміка руху стрілки;
- візуальне відстеження динаміки сигналу за рухом стрілки під час тестування конденсаторів.
Крім зручної візуалізації результатів вимірювань, цифрові мультиметри забезпечують більш високу їх точність. У них ширший функціонал вимірювань. АЦП дає змогу вимірювати недоступні для стрілочних приладів параметри – ємність конденсатора, індуктивність котушки, частоту напруги і струму, температуру і багато інших.
Водночас цифровий мультиметр поступається аналоговому під час вимірювання частих коливань сигналу. Інерційність стрілки дає змогу згладити свої коливання. На LCD-дисплеї в такому разі ми побачимо миготіння цифр, що ускладнює зчитування показань.
У струмовимірювальних кліщах інформація виводиться аналогічно цифровим мультиметрам – на LCD-дисплей.
Тестери компактніші і в основному мають світлодіодну індикацію (напруги, тестування окремої фази, порядку чергування фаз та ін.). На окремих моделях ця інформація дублюється на LCD-дисплеї.
Вибір діапазонів вимірювань
Одна з переваг цифрових мультиметрів – наявність у багатьох моделей автоматичного визначення діапазону вимірювань. Користувачеві достатньо вибрати режим вимірювання, а прилад залежно від рівня виміряного сигналу автоматично встановить діапазон.
У приладах з ручним вибором користувач встановлює діапазон вимірювань до початку тестування самостійно.
Досі не вщухають суперечки між прихильниками того чи іншого способу. Прихильники ручного вибору вважають, що визначення аналого-цифровим перетворювачем діапазону вимірювань знижує час відгуку – швидкість вимірювання показника і виведення його значення на LCD-дисплей.
Головний аргумент прихильників автоматичного вибору – на підбір потрібного діапазону йде набагато більше часу. Крім того, вони вважають, що в разі неправильно обраного діапазону високий рівень сигналу може вивести прилад з ладу.
Перевірка діодів
Перевірка діодів – режим, що дає змогу тестувати діоди. Цей режим також дає змогу перевірити справність біполярних транзисторів типу p-n-p-p і типу n-p-n.
У цьому ж режимі перевіряється справність каналу Стік – Витік польового транзистора і його відкриття під час подавання напруги на Затвор.
Тип акумулятора/батарейок
Від обраного типу акумулятора (батарейки) насамперед залежить тривалість автономної роботи приладу. Чим більша ємність елемента живлення, тим більшу кількість вимірювань можна провести без його заміни. Найчастіше застосовуються батарейки типу АА і ААА і батарейки типу “Крона”.
Із застосовуваних джерел живлення слід виділити батарейки типу “Крона” з напругою в 9 В. Мультиметрами з такою батарейкою можна тестувати світлодіоди (LED) з більш високою робочою напругою, ніж звичайні діоди.
Базова похибка
Базова похибка – важлива характеристика приладу, що визначає точність його вимірювань. Для більшості приладів вона становить 0,5-1,0 %%. Але базова похибка дає тільки приблизне уявлення про точність приладу. На неї слід орієнтуватися в першому наближенні під час вибору необхідного приладу.
Більш точну картину похибки за кожним видом вимірювань дають інструкції до мультиметра.
Як приклад визначимо максимальну похибку мультиметра під час вимірювання опору в діапазоні 0-40 мОм.
Дискретність показників (роздільна здатність) виробником уже вказана – 10 мОм. Але її можна визначити і самостійно, розділивши максимальне значення діапазону на Одиницю рахунку – кількість проміжків, на які ділиться вимірюваний діапазон. Більшість мультиметрів мають від 1000 до 5000 одиниць рахунку.
У розглянутому прикладі це:
40 мОм / 4000 = 10 кОм.
Максимальна похибка показань дорівнює:
- на початку діапазону 4010 кОм * 2% + 10кОм * 3 = 80,2 + 30 = 110,2 кОм
- наприкінці діапазону 40000 кОм * 2% + 10кОм * 4 = 800 + 40 = 840 кОм
У відсотках ця похибка становить 2,7% і 2,1% відповідно, тоді як базова похибка заявлена виробником у 0,5%.
Максимальний постійний струм (А)
Більшість мультиметрів розраховані на максимальний постійний струм до 10 А. Але можна підібрати як більш потужні моделі з верхньою межею в 20 А, так і менш потужні з верхньою межею вимірювання в 200-400 мА.
Для вимірювання сили постійного і змінного струму понад 600 А призначені безконтактні струмовимірювальні кліщі.
