Как измерять величину напряжение вольтметром

Вольтметр – это измерительный прибор, который предназначен для измерения напряжения постоянного или переменного тока в электрических цепях.

Вольтметр подключается параллельно к выводам источника напряжения с помощью выносных щупов. По способу отображения результатов измерений вольтметры бывают стрелочные и цифровые.

Величина напряжения измеряется в Вольтах, обозначается на приборах буквой В (в русском языке) или латинской буквой V (международное обозначение).

На электрических схемах вольтметр обозначается латинской буквой V, обведенной окружностью, как показано на фотографии.

Напряжение тока бывает постоянное и переменное. Если напряжение источника тока переменное, то перед значением ставится знак «

~«, если постоянного, то знак «–«.

Например, переменное напряжение бытовой сети 220 Вольт кратко обозначается так: ~220 В или ~220 V. На батарейках и аккумуляторах при их маркировке знак «–» часто опускается, просто нанесено число. Напряжение бортовой сети автомобиля или аккумулятора обозначается так: 12 В или 12 V, а батарейки для фонарика или фотоаппарата: 1,5 В или 1,5 V. На корпусе в обязательном порядке наносится маркировка возле положительного вывода в виде знака «+«.

Полярность переменного напряжения изменяется во времени. Например, напряжение в бытовой электропроводке изменяет полярность 50 раз в секунду (частота изменения измеряется в Герцах, один Герц равен одному изменению полярности напряжения в одну секунду).

Полярность постоянного напряжения во времени не меняется. Поэтому для измерения напряжения переменного и постоянного тока требуются разные измерительные приборы.

Существуют универсальные вольтметры, с помощью которых можно измерять как переменное, так и постоянное напряжение без переключения режимов работы, например, вольтметр типа Э533.

Как измерять напряжение в электропроводке бытовой сети

Внимание! При измерении напряжения величиной выше 36 В недопустимо прикосновение к оголенным провода,так как это может привести к поражению электрическим током!

Согласно требованиям ГОСТ 13109-97 действующее значение напряжения в электрической сети должно быть 220 В ±10%, то есть может изменяться в пределах от 198 В до 242 В. Если в квартире стали тускло гореть лампочки или часто перегорать, стала нестабильно работать бытовая техника, то для принятия мер, требуется сначала измерять значение напряжения в электропроводке.

    Приступая к измерениям, необходимо подготовить прибор:

– проверить надежность изоляции проводников с наконечниками и щупов;

– установить переключатель пределов измерений в положение измерения переменного напряжения не менее 250 В;

– вставить разъемы проводников в гнезда прибора ориентируясь по надписям возле них;

– включить измерительный прибор (если необходимо).

Как видно на картинке, в тестере выбран предел измерения переменного напряжения 300 В, а в мультиметре 700 В. Во многих моделях тестеров, нужно установить в требуемое положение сразу несколько переключателей. Род тока (~ или –), вид измерений (В, А или Омы) и еще вставить концы щупов в нужные гнезда.

В мультиметре конец щупа черного цвета вставлен в гнездо COM (общее для всех измерений), а красного в V, общий для изменения постоянного и переменного напряжения, тока, сопротивления и частоты. Гнездо, обозначенное ma , используются для измерения малых токов, 10 А при измерении тока достигающего 10 А.

Внимание! Измерение напряжения, когда штекер вставлен в гнездо 10 А выведет прибор из строя. В лучшем случае перегорит вставленный внутри прибора предохранитель, в худшем придется покупать новый мультиметр. Особенно часто допускают ошибки при использовании приборов для измерения сопротивления, и, забыв переключить режим, измеряют напряжение. Встречал не один десяток таких неисправных приборов, с горелыми резисторами внутри.

После проведения всех подготовительных работ можно приступать к измерению. Если Вы включили мультиметр, а на индикаторе не появились цифры, значит, либо в прибор не установлена батарейка или она уже выработала свой ресурс. Обычно в мультиметрах применяется батарейка типа «Крона», напряжением 9 В, срок годности которой один год. Поэтому, даже если прибор не использовался долгое время, батарейка может быть неработоспособна. При эксплуатации мультиметра в стационарных условиях целесообразно вместо кроны использовать адаптер ~220 В/–9 В.

Вставляете концы щупов в розетку или прикасаетесь ними к проводам электропроводки.

Мультиметр сразу покажет напряжение в сети, а вот в стрелочном тестере показания надо еще уметь прочитать. На первый взгляд, кажется, что сложно, так как много шкал. Но если присмотреться, то становится ясно, по какой шкале считывать показания прибора. На рассматриваемом приборе типа ТЛ-4 (который безотказно мне служит более 40 лет!) есть 5 шкал.

Верхняя шкала используется для снятия показаний, когда переключатель стоит в положениях кратных 1 (0,1, 1, 10, 100, 1000). Шкала, расположенная чуть ниже, кратных 3 (0,3, 3, 30, 300). При измерениях напряжения переменного тока величиной 1 В и 3 В, нанесены еще 2 дополнительные шкалы. Для измерения сопротивления имеется отдельная шкала. Аналогичную градуировку имеют все тестеры, но кратность может быть любая.

Так как предел измерений был выставлен ~300 В, значит, отсчет нужно производить по второй шкале с пределом 3, умножив показания на 100. Цена маленького деления равна 0,1, следовательно, получается 2,3 + стрелка стоит посередине между штрихами, значит, берем значение показаний 2,35×100=235 В.

Получилось, что измеренное значение напряжения составляет 235 В, что в пределах допустимого. Если в процессе измерений наблюдается постоянное изменение значения цифр младшего разряда, а у тестера стрелка постоянно колеблется, значит, имеются плохие контакты в соединениях электропроводки и необходимо провести ее ревизию.

Как измерять напряжение батарейки
аккумулятора или блока питания

Так как напряжение источников постоянного тока обычно не превышает 24 В, то прикосновение к клеммам и оголенным проводам не опасно для человека и особых мер безопасности соблюдать не требуется.

Для того, чтобы оценить годность батарейки, аккумулятора или исправность блока питания требуется измерять напряжение на их выводах. Выводы у круглых батареек находятся по торцам цилиндрического корпуса, положительный вывод обозначен знаком «+».

Измерение напряжения постоянного тока практически мало чем отличается от измерения переменного. Нужно просто переключить прибор в соответствующий режим измерения и соблюдать полярность подключения.

Величина напряжения, которое создает батарейка обычно нанесена на ее корпусе. Но даже если результат измерений показал достаточное напряжение, это еще не говорит о том, что батарейка хорошая, так как измерена ЭДС (электро движущая сила), а не емкость батарейки, от которой зависит продолжительность работы изделия, в которое она будет установлена.

Для более точной оценки емкости батарейки нужно напряжение измерять, подсоединив к ее полюсам нагрузку. В качестве нагрузки для батарейки 1,5 В хорошо подходит лампочка накаливания для фонарика, рассчитанная на напряжение 1,5 В. Для удобства работы нужно припаять к ее цоколю проводники.

Если напряжение под нагрузкой снижается менее, чем на 15%, то батарейка или аккумулятор вполне пригодны для эксплуатации. Если нет измерительного прибора, то можно судить о годности к дальнейшей эксплуатации батарейки по яркости свечения лампочки. Но такая проверка не может гарантировать продолжительность работы батарейки в устройстве. Она лишь свидетельствует, что в настоящее время батарейка еще пригодна к эксплуатации.

Как измерить напряжение в розетке мультиметром

Главным инструментом для измерения напряжения является мультиметр или тестер. Ведь для понимания причин проблемы, важно знать точные характеристики электрического тока, никакая индикаторная отвертка или контрольная лампочка вам такой информации не даст.

Абсолютно любой мультиметр имеет функцию измерения напряжения с диапазонами, которые позволят определить стандартные бытовые 220В и 380В. Это его базовая, одна из самых важных функций. В ящике с инструментами абсолютно каждого домашнего мастера мультиметр должен быть обязательно. Тем более, что сейчас довольно просто купить качественные и недорогие модели, практически в любом уголке России.

Сама диагностика розетки, довольно проста, ниже она подробно описана.

Пошаговая инструкция: как измерить напряжение мультиметром самому

1. Подключаем измерительные щупы к мультиметру и выставляем режим определения напряжения переменного тока

В первую очередь необходимо правильно подключить щупы к мультиметру:

— Штекер красного щупа устанавливается в разъем «VΩmA»;

— Черный щуп подключается к разъему «COM»;

Затем выбирается режим работы и диапазон измерения:

В бытовых розетках наших домов и квартир протекает переменный электрический ток, стандартная его величина 220 – 230 Вольт.

Соответственно, колесо выбора режима работы необходимо перевести на:

— измерение напряжения переменного тока «AC —Alternating Current», которое маркируется как «~V»

— рабочий диапазон больший чем 230 Вольт, в нашем случае 500В

Теперь, когда подготовительные работы завершены, можно приступать непосредственно к замерам.

2. Измеряем величину напряжения в розетке

Держа щупы за изолированные, пластиковые ручки, не касаясь токопроводящих стержней-наконечников, помещаем их в гнезда розетки. Один щуп в левое, а другой в правое гнездо, как показано на изображении ниже. Порядок установки не важен, главное правило – наконечники щупов должны коснуться токопроводящих контактов розетки в гнездах.

Измерение проводится без отключения электрического тока. Для чистоты эксперимента, лучше всего тестировать в условиях, приближенных к тем, когда проявляются странности в работе электрооборудования.

3. Результаты измерения напряжения в розетке

Как только щупы коснуться контактов розетки, на экране мультиметра сразу же покажется результат измерения напряжения, количество вольт.

Если вы всё правильно сделали, на дисплее отразится три возможных вида результатов измерения:

1. Нормальное напряжение

2. Слишком низкое, высокое или меняющееся

3. Отсутствие какого-либо сигнала

Давайте коротко рассмотрим каждый из этих пунктов. Какие должны быть показатели, что может их вызывать и главное, что дальше делать в той или иной ситуации:

1. Нормальное напряжение в розетке

По современным нормам, стандартное напряжение в сети 220 – 230В. Я не зря указываю такой диапазон, а не какую-то определенную, точную величину.

Всё дело в том, что долгое время стандарт напряжения бытовой электрической сети у нас в стране был 220 Вольт, именно под него выпускалось оборудование, прокладывались сети. Позже, стандартным стало напряжение 230 Вольт и во всех современных домах его величина в розетках скорее всего будет именно таким.

Для удобства, дальше, я буду указывать именно 230В, как основной показатель напряжения в электрической сети, но вы должны знать, что 220В также не является свидетельством неисправности.

Более того, современные стандарты допускают отклонения он номинальной величины напряжения на 10% в каждую сторону. Соответственно, при измерении напряжения в розетке мультиметром, нормальным результатом будет являться любой в диапазоне от 207 до 253 Вольт.

Но я бы на вашем месте дополнительно проинспектировал все элементы электроустановки и сделал заявку в обслуживающую дом организацию, чтобы проверить, почему величина напряжения в розетках отличается от 220-230В.

2. Аварийная величина напряжения в бытовой сети

Как я уже сказал ранее, всё напряжение, что попадает в диапазон от 207 до 253 Вольт, условно считается нормальным. Соответственно, любой показатель за его пределами – это сигнал об аварийной ситуации в электросети. Опять же я говорю УСЛОВНО нормальным потому, что всё же любая величина напряжения, которая отличается от 220 или 230В, не мой взгляд уже не нормальная, где то есть потери, либо наоборот причины перенапряжения.

Причин, приводящих к слишком низкому или наоборот, чрезмерно высокому напряжению в сети довольно много. В условиях квартиры, обычно к этому приводят проблемы с контактами, особенно в местах соединения проводников, а также нередко ошибки при проектировании электросети, в частности неправильный выбор сечения проводов.

Но чаще всего, проблема с напряжением в розетках лежит вне ваших квартир и домов, она связана:

— с ветхостью наружных электросетей и оборудования;

— с неправильно подобранными характеристиками распределяющего или генерирующего электрооборудования, например, трансформатора;

— с перегрузкой электросети, при активном потреблении электроэнергии сразу многими потребителями;

В первую очередь, выявив проблемы с напряжением в вашей сети, необходимо:

— Узнать, проявляются ли они во всех помещениях или четко локализован;

— Принять меры к защите электрооборудования дома, отключив его от питающей сети;

— Приступить к диагностике;

И в первую очередь, по описанном в этой статье методике, замерьте напряжение на вводном автомате в квартиру.

Если в квартиру поступает стандартное напряжение, находящееся в условно нормальном диапазоне от 207 до 253В, то проверяйте внутреннюю электросеть:

Если вы своими силами не способны провести комплексную диагностику вашей электроустановки – обязательно обратитесь к профессионалу, например, вызовете электрика. В одной из предыдущих статей я достаточно подробно описал все возможные способы вызова специалиста, их описания и недостатки. И это не реклама конкретной компании или специалиста, а простое перечисление доступных вам вариантов.

Если же проблемы с напряжением подтвердились и на вводном кабеле в квартиру или дом, то необходимо обратится в вашу электроснабжающую, обслуживающую или управляющую компанию, для выяснения причин проблем.

До завершения проверки, выявления и устранения причин неисправности, не пользуйтесь электрооборудованием дома, либо подключайте его через стабилизатор. А что такое стабилизатор напряжения, зачем он нужен и когда используется простым и понятным языком я уже описал ЗДЕСЬ, на примере релейной и электромеханической модели.

Зная расторопность при выполнении заявок потребителей специалистами обслуживающих компаний, я рекомендую, в случае с внешними проблемами с напряжением, сразу купить стабилизатор. Тем более есть вполне недорогие, доступные модели, которые позволят вам, не теряя в комфорте, дождаться восстановления параметров сети, защитив ваше электрооборудование и в будущем.

3. Отсутствие напряжения в розетке

Если же мультиметр при измерении показал, что напряжение в розетке отсутствует, необходимо тщательно проверить всю электрическую цепь до неё. Особенно работу защитной автоматики.

Лучшим способом, найти причину неисправности и отсутствия напряжения в розетке – прозвонить её мультиметром. О том, как это сделать самому, в домашних условиях, используя возможности мультиметра – я подробно описал, в соответствующем цикле статей, доступных по ссылке.

Как видите, мультиметр незаменимый помощник любому домашнему мастеру. При этом не обязательно обладать какой-то особой квалификацией или большим опытом, чтобы эффективно работать с этим многофункциональным измерительным прибором.

Если же вы хотите замерить мультиметром еще какие-то параметры электрических приборов, оборудования, проводки и их компонентов, но не знаете, как это сделать – пишите об этом в комментариях к статье. На основе ваших запросов, мы подготовим и выпустим новую, наглядную инструкцию, со всеми необходимыми описаниями, схемами, рекомендациями, необходимыми для решения ВАШЕЙ задачи.

А для того, чтобы оперативно узнавать анонсы о выходе новых материалов, подписывайтесь на нашу группу вконтакте. Получайте первым информацию в ленту о выходе статей, без рекламы и флуда.

Измерение напряжения: 3 используемых прибора, примеры

Тусклый свет от приборов освещения или отказ стиральной машины выполнять свои функциональные обязанности свидетельствует о возможном падении питающего напряжения ниже нормы. В таких случаях необходимо произвести измерение напряжения, что позволит определить его соответствие заданному номиналу электрической сети.

Такая же процедура производится при ремонте электронных приборов, где измеряется падение напряжения на радиодеталях и отдельных участках цепи. Данная процедура выполняется довольно легко, но без понимания физики процесса и особенностей проведения замеров, человек рискует не только повредить дорогостоящее оборудование, но и получить электротравму, поэтому далее мы рассмотрим основные принципы измерения.

Используемые приборы

В каждом доме прибор учета электроэнергии находится в состоянии постоянного измерения переменного напряжения, но крайне редко эти данные где-либо отображаются. Некоторые из них подключаются напрямую, другие через измерительные трансформаторы. 

В практических целях для измерения уровня напряжения могут применяться:

• Вольтметры;
• Мультиметры
• Осциллографы.

Вольтметр представляют собой устройство для проверки разности потенциалов. На практике могут встречаться как цифровые, так и аналоговые вольтметры, на которых измеряемое напряжение отображается на дисплее или посредством отклонения стрелки на циферблате соответственно.

Важными параметрами при выборе как электронного, так и стрелочного вольтметра являются единицы измерений (мВ, В, кВ), рабочий диапазон и класс точности. Однако сфера их применения ограничена и применяется, чаще всего, для лабораторных исследований, поскольку в бытовых и производственных нуждах содержать один прибор для измерения одной электрической величины нецелесообразно.

Мультиметр или цифровой тестер является более универсальным прибором, который может работать с несколькими  параметрами: электрическим током, сопротивлением, частотой, температурой, напряжением и т.д. Для измерения напряжения мультиметр переключается в режим вольтметра, щупы подключаются к соответствующим разъемам. Конструктивно встречаются и цифровые и аналоговые модели, в некоторых из них можно переключать диапазон измерений, выбирать род тока, в других мультиметрах все эти величины могут подбираться автоматически.

Осциллограф – это довольно сложный прибор для измерения разности потенциалов, так как в нем на цифровом или аналоговом дисплее выводится кривая измеряемой величины. При  этом можно растянуть или сократить диапазон частот, чтобы рассмотреть форму импульсных напряжений, длительность импульсов, нарастание и провалы в кривой функции. Поэтому осциллограф для измерения напряжения применяется в электрических цепях и приборах высокой точности, при изготовлении и проверке радиодеталей и т.д. Мало кто держит дома осциллограф из-за высокой стоимости и сложности выполнения операций.

Измерение напряжения в сети

Чтобы правильно выполнить измерение напряжения необходимо четко представлять принцип и объект исследования. Поэтому следует отметить, что напряжение представляет собой такую электрическую величину, которая показывает разность заряда между двумя электрическими точками. К примеру, если в одной точке заряд составит +35 В, а в другой +310 В, то разница между этими точками составит 310 – 35 = 275 В, это и будет напряжение. Соответственно измерение напряжения может производиться только относительно чего-то, поэтому используются сразу две точки.

Рис. 1. Схема измерения напряжения

Если говорить о падении напряжения на каком-либо объекте или участке цепи, то измерение напряжения проводиться относительно концов прибора или цепи, точек подключения и т.д. При этом важно учитывать, что цифровой вольтметр или мультиметр в режиме измерения считается бесконечным сопротивлением или разрывом в цепи.

Падение напряжения возможно только при условии протекания тока, поэтому подключение вольтметров последовательно с измеряемым объектом недопустимо, так как через него перестанет протекать ток. Аналоговый или электронный вольтметр должен подключаться только параллельно по отношению к измеряемому сигналу.

С практической точки зрения следует заметить, что аналоговые модели измерительных приборов имеют входное сопротивление равное 10 – 20 кОм, а современные мультиметры могут похвастаться 1МОм. Так как через сопротивление на входе в измерительное устройство может протекать ток утечки, этот делитель напряжения будет обуславливать снижение точности измерений. Поэтому чем ближе сопротивление на входе к бесконечности, тем более точный прибор вы используете.

Важно отметить, что замеры производятся под напряжением, из-за чего присутствует угроза поражения электротоком. Поэтому важно соблюдать элементарные меры предосторожности. Далее рассмотрим порядок выполнения измерения для постоянного и переменного напряжения.

Постоянного тока

Рис. 2. Измерение напряжения постоянного тока

Для цепи постоянного тока расмотрим порядок измерения напряжения при помощи цифрового мультиметра. Для этого:

1. Переведите переключатель мультиметра в положение для постоянного напряжения. На панели обозначается латинской буквой V со значком « = », знаками «+ и – », также может обозначаться аббревиатурой DC.
2. Выберете нужный предел измерения, который будет максимально приближен к предполагаемому номиналу, но выше измеряемого.
3. Установите щупы в соответствующие разъемы – черный к выводу COM, красный к выводу V.
4. Приложите щупы мультиметра  сразу к двум точкам – красный к плюсу, черный к минусу. Если вы заранее не знаете положение потенциалов, и показание прибора имеет отрицательное значение, нужно просто поменять полярность подключения.

На дисплее вы увидите показания вольтметра, если значение слишком малое, переключите ручку на меньший предел измерений. Прикладывая щупы, создавайте хорошее усилие, чтобы избежать большого переходного сопротивления, иначе они внесут ощутимую погрешность измерений.

Переменного тока

Рис. 3. Измерение переменного напряжения

В цепи переменного тока бытовой цепи важно учитывать ее опасность из-за номинала в 220/380 В. Поэтому при невозможности подключения мультиметра непосредственно в процессе эксплуатации, его присоединение должно выполняться при отключенном напряжении при помощи «крокодилов».

В остальном процесс измерения идентичен:

1. Переключите ручку мультиметра в положение для измерения переменного напряжения. На панели оно обозначается как  V со значком «~» или аббревиатурой AC.
2. Установите ручкой деление на нужный предел по принципу ближайшего большего потенциала относительно измеряемого номинала. 
3. Выполните подключение щупов к соответствующим выводам: черный к выводу COM, красный к выводу V.
4. Подключите измерительный прибор к нужному устройству, заметьте, что полярность щупов здесь значения не имеет.

На дисплее у вас отобразится действующее значение разности потенциалов, именно оно и является основным для всех расчетов. Но, помимо этого существует и амплитудное значение, которое больше действующего на √2 раз или 1,41 раза.

Реальные примеры измерения напряжения

Наиболее простым примером измерения напряжения в бытовых условиях является пальчиковая батарейка. В ней вам необходимо приложить черный щуп к выводу «– », а красный к выводу « + », позицию переключателя установить на 2 В постоянного напряжения.

Рис. 4. Пример измерения напряжения на батарейке

Если показания для батарейки 1,5 В будут в пределах от 1,6 до 1,2 В, то такой источник питания считается пригодным для всего оборудования, в случае снижения значений до 1 – 0,7 В, от батарейки будут запускаться импульсные устройства, к примеру, часы. Если вольтметр покажет 0,6 В и менее, разряд достиг критического значения.

При измерении разности потенциалов в бытовой сети, вам следует коснуться щупами контактов розетки. Так как изолированная часть щупа имеет ограничительное кольцо, за которым расположен длинный стержень, вы можете безопасно проникнуть в розетку, не рискуя прикоснуться к токоведущим элементам. Допустимыми считаются отклонения от номинала на 10%, то есть от 198 до 142 В.

Также можно замерить разность потенциалов на выходе автомобильного аккумулятора или на другом элементе цепи электрической проводки. Для этого черный щуп мультиметра устанавливается на «– » клемму аккумулятора, а красный на « + » клемму.

Если аккумулятор заряжен, то показания вольтметра должны находиться в пределах от 12 до 14 В, но встречаются модели и с большим разбросом. Такое измерение позволяет диагностировать различные причины неполадок.

Видео по теме

Как измерять напряжения в тысячи вольт с помощью мультиметра

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.

Андреев С. РК-08-17.

Как пользоваться мультиметром ⋆ diodov.net

Как пользоваться мультиметром любого типа, который попал под руки можно научиться довольно просто и быстро. К тому это очень полезно для начинающего радиолюбителя, электронщика или электрика. По сути, все инструкции по выполнению измерений указаны на корпусе самого прибора. Осталось только понять, как правильно их применять. Научившись один раз пользоваться самым простым мультиметром, Вы сможете уверенно применять и более сложные устройства данного типа.

Следует заметить, что мультиметр еще «по-старому» называют тестер. Одна это два разных прибора. Хотя они имеют ряд схожих функций. Но более чем в 99 % случаях и даже в 100 % случаях Вам понадобится именно мультиметр. Поскольку его можно купить на каждом шагу по низкой стоимости, чего нельзя сказать о тестере.

Мультиметр относится к разряду универсальных измерительных приборов, с помощью которого можно выполнить целый ряд физических величин. Отсюда и название: мульти – много, метр – измерять. В основном весь функционал прибора заточен под физические величины, прямым или косвенным образом связанные с электричеством. Чаще всего применяют с целью измерения разного рода тока и напряжения. В радиолюбительской практике очень ходовой является функция измерения сопротивления резисторов, а также проверка на обрыв проводника и короткого замыкания цепи путем «прозвонки».

Можно измерять температуру, определять исправность и соответствие выводов диодов; параметры и назначение пинов биполярных транзисторов. Некоторые модели имеют повышенный функционал и позволяют определить емкость конденсатора, а также индуктивность катушки и дросселя. Кроме того, некоторые экземпляры позволяют выполнить измерение частоту переменного напряжения. Также бывает встроенный генератор переменного тока.

Для наглядного примера воспользуемся приборами разных ценовых категорий, отличающихся некоторыми параметрами и способами измерения. Это поможет более основательно понять, как пользоваться мультиметром любого типа.

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.

Как измерить напряжение в розетке

Довольно часто распространенная ситуация, когда бытовые электроприборы: электрочайник, холодильник, стиральная машина и т.п. временно перестают нормально работать. Прежде чем вызвать мастера полезно убедится в том, что напряжение в розетке соответствует допустимому уровню. Поэтому рассмотрим, как пользоваться мультиметром при измерении напряжения в розетке. Сетевое напряжение является переменным и имеет опасное для жизни значение – 220 В (по-старому ГОСТу) или 230 В по-новому ГОСТу. Поэтому, прежде всего, следует придерживаться правила безопасности и ни в коем случае нельзя дотрагиваться голыми пальцами рук до оголенных не изолированных токопроводящих частей электрической цепи. В том числе щупов и контактов розетки.

Выполнять такие измерения следует осторожно. Противоположные коны щупов нужно установить в соответствующих разъемах (два нижних, аналогично, как и в предыдущем случае). Далее с помощью переключателя выбираем нужный режим. На корпус он имеет пометку в виде буквы V, рядом с которой изображена волнистая линия ~, называемой «тильда». Это знак в электротехнике символизирует переменные величины. В секторе мы видим всего два значения: 200 В и 750 В. Перемещаем переключатель к числу 750 В. Далее щупами касаемся контактов розетки. По правилам безопасности оба щупа нужно держать в одной руке.

Как измерить ток мультиметром

Недостатком простейшего мультиметра является отсутствие функции измерения переменного тока. Однако порядок и принцип измерения обеих родов тока аналогичен. Прежде всего, следует помнить, что ток образуется только в замкнутой цепи. Поэтому цепь в соответствующем месте необходимо разъединить и в разрыв ее нужно вставить измерительные щупы. Они должны быть подключены последовательно с нагрузкой или любым другим элементом.

Указатель рукоятки необходимо разместить в секторе, обозначенном буквой A, обозначающей амперы. Конкретно для данного мультиметра один из щупов, как правило, красного цвета, требуется установить в среднем разъеме. А второй, черного цвета, – в общий разъем COM. Рядом со средним разъемом помимо прочих надписей, указанной значение максимальной величины тока, равной 200 мА. Поэтому для измерения больших значений, вплоть до 10 А, вилку щупа необходимо переставить в самый верхний разъем, рядом с которым нанесено значение 10 А. Большее значение данным устройством измерить нельзя, поскольку оно выйдет из строя. Более мощный мультиметры позволяют измерять силу тока 20 А и больше.

Если так получилось, что прибор настроен на измерение максимум 200 мА, а реальное значение тока оказалось выше, то, скорее всего, перегорит предохранитель. Чтобы вернуть прибор к «жизни» необходимо его раскрутить и заменить перегоревший предохранитель.

При выполнении измерений тока и напряжения начинающие радиолюбители часто забываю переключаться из одно режима на другой. Давайте рассмотрим, какие за этим могут быть последствия.

Здесь очень важно понимать следующее. При выполнении измерений тока посредством щупов подключается шунт мультиметра. Данный шунт обладает точным и очень низким сопротивлением, что позволяет минимизировать погрешность показаний. Чем ниже сопротивление шунта, тем лучше – тем меньше оно влияет на значение реального тока в электрической цепи. В действительности прибор измеряет падение напряжения на шунте и переводит его в амперы.

При измерении напряжения подключается другой шунт мультиметра. Для внесения минимаьной погрешности этот шунт, в отличие от предыдущего, как можно более высоким сопротивлением. Из сказанного выше, можно сделать два важнейших вывода.

1. Если выполняется измерение тока, а мультиметр настроен на измерение напряжения, то последовательно в цепь подключается шунт с очень высоким сопротивлением. Это равнозначно разрыву цепи. Поэтому прибор не покажет практически никакое значение тока. Но при этом он останется в работоспособном состоянии.
2. Наихудшая ошибка, которую можно допустить при работе с мультиметром – это попытка измерить напряжение при настройках, соответствующим режиму измерения тока. В этом случае очень низкое сопротивление шунта посредством щупов подсоединяются к месту измерения напряжения. Это равносильно короткому замыканию участка цепи. В результате либо срабатывает защита устройства, либо перегорает предохранитель мультиметра. В последнем случае для восстановления работоспособности прибора достаточно заменить его предохранитель.

Как измерить сопротивление резистора

Даже у начинающего радиолюбителя часто образуются горы резисторов разного номинала, которые приходится распределять по отдельным коробочкам или ячейкам. Хотя номинал каждого элемента можно узнать по маркировке, но это далеко не самый удобный способ. Поэтому рассмотрим, как измерить сопротивление резистора мультиметром. К тому же такой функцией располагает каждый прибор.

Нам снова понадобятся два щупа. Один из ник, как всегда, устанавливается в общий разъем, а второй – в разъем с греческой буквой Омега Ω. Рукоятка переключателя переводится в сектор с аналогичным символом. Процесс измерения сопротивления резистора выполняется методом перебора. Либо от максимального значения в сторону минимального, либо наоборот, до тех пор, пока на дисплее не отобразится четкое показание. Полученные показание на начальных порах также можно дополнительно сверять с маркировкой.

При измерении высокого сопротивления можно запросто допустить ошибку и получить неверные показания. Во избежание последнего следует приучить себя простому правилу: не прикасаться одновременно пальцами обеих выводов резистора или щупов. Поскольку тело человека также обладает сопротивлением и шунтирует резистор. Чем выше сопротивление резистора, тем сильнее сопротивление человека вносит изменения в показания. В итоге измеренное сопротивление может значительно отличаться от реального сопротивления. Как определить сопротивление резистора по маркировке и способы маркировки резисторов, подробно рассмотрены в отдельной статье.

Как определить обрыв провода

Обрыв провода можно достаточно просто и быстро определить с помощью мульитметра. Для этого прибор нужно перевести в режим «прозвонки». Переключатель устанавливается напротив значка диода. Щупами прикасаются к выводам провода. Если он цел, то раздается звук. В случае обрыва проводника звук раздаваться не будет. 

Аналогично определяется и короткое замыкание электрической цепи. При коротком замыкании участка цепи раздается звук. Обрыв обмотки с невысоким сопротивлением определяется аналогично.

 

Как проверить диод мультиметром

Рассмотрим, как проверить диод мультиметром любого типа. Однако сначала вкратце посмотрим, как устроен и работает диод. В простейшем случае он представляет собой два, соединенных между собой, полупроводника противоположной проводимости: n и p-типа. К этим полупроводникам подпаяны выводы. Один вывод, соединенный с полупроводником n-типа называется катодом. А вывод, идущий от полупроводника p-типа, является анодом.

Главное свойство любого диода заключается в том, что он пропускает ток лишь в одном направлении. В противоположную сторону этот полупроводник не пропускает ток и представляет для него бесконечно высокое сопротивление.

Поэтому, если приложить положительный полюс источника питания к аноду, а отрицательный – к выводу катода, то через полупроводниковый прибор создадутся условия для протекания электрического тока. Поэтому принято считать, что диод находится в открытом состоянии, а к его выводам приложено прямое напряжение.

Если к данному полупроводниковому прибору приложить обратное напряжение – на анод подать минус источника питания, а на катод подать положительный потенциал, то диод будет заперт. Это равносильно разрыву электрической цепи или очень высокому ее сопротивлению.

Если полупроводниковый прибор хорошо пропускает ток в обоих направлениях, то это значит, что он неисправен – пробит. Поэтому его следует заменить.

Очень редко можно встретить противоположный случай, когда электронный прибор не пропускает ток о двух направлениях. Это также является неисправность диода и последний необходимо заменить.

Таким образом, зная принцип работы диода, можно очень просто определить его работоспособность, даже не прибегая к использованию специальных измерительных приборов. Для этого вполне достаточно лампочки и пары батареек. Если в такую цепь последовательно с лампочкой включить диод в прямом направлении, то лампочка будет светиться. В обратном, – она должна погаснуть.

С практической точки зрения проще проверить диод мультиметром. Для этого прибор следует перевести в режим «прозвонки», как и при определении обрыва провода. Если положительный щуп приложить к аноду, а отрицательный к катоду, то в случае исправности диода, мультиметр покажет падение напряжение в милливольтах на его pn-переходе. Для кремневых диодов падение напряжения равно в диапазоне 400…600 мВ, для германиевых – 200…400 мВ.

Если щупы поменять местами, то на дисплее мультиметра при исправном диоде отобразится единица.

Чтобы определить исправность данного полупроводникового прибора непосредственно в схеме, нужно отпаять один из его выводов. В противном случае другие элементы схемы могут шунтировать диод, и мультиметр покажет неверные показания относительно исправности диода.

Что касается проверки светодиода, то все действия выполняются аналогично. Кроме того, если светодиод индикаторного типа (маломощный), то при прямой полярности щупов он еще и засветится, сигнализируя о своей исправности.

Теперь, я надеюсь, Вы разобрались, как пользоваться мультиметром. Также рекомендую статьи: как проверить диодный мост, транзистор и трансформатор.

Еще статьи по данной теме

Как пользоваться мультиметром — инструкция для начинающих

Рубрика: Статьи обо всем, Электрические измерения Опубликовано 19.01.2020   ·   Комментарии: 0   ·   На чтение: 6 мин   ·   Просмотры:

Post Views: 1 006

Мультиметр — это универсальный измерительный прибор, который позволяет проверять радиодетали и измерить напряжения. Это полезный измерительный прибор как для радиолюбителей, так и для мастеров.

Настройка мультиметра

Для начала, нужно настроить мультиметр для работы.

Разъемы для щупов

В мультиметрах существует от 3 до 4 разъемов для щупов. В 90% измерениях понадобятся только два разъема. Это COM и VΩ.

В COM всегда подключается черный щуп мультиметра. Черный щуп по умолчанию — это минус, общий провод. Поэтому он называется COM.

Для измерения напряжения, сопротивления или прозвонки радиодеталей красный щуп подключается в разъем VΩ.

Где плюс у мильтиметра

По умолчанию плюс — это красный провод, если вы его правильно подключили. Черный щуп мультиметра — это всегда минус, и он вставляется в разъем COM в независимости от режима работы.

Проверка работы

Значек прозвонки

Убедитесь, что вы правильно подключили щупы.

Проверяем надежность подключения. Для этого переводим мультиметр в режим диодной прозвонки. В этом режиме измеряется падение напряжения на щупах.

Если замкнуть щупы, то  прибор покажет ноль.

Замыкание щупов (ноль)

Единица обозначает бесконечность, то есть разрыв цепи или предел измерения.

Предел измерения (или обрыв)

Правила использования мультиметра

Сначала нужно ознакомиться с техническим паспортом устройства, изучить его возможности и пределы измерения.

При измерениях нельзя дотрагиваться до металлического основания щупов. Если вы проверяете детали — это может сказаться на показаниях, они будут ложными. А при проверке высоких напряжений, если дотронуться до металлического основания щупов — можно получить удар током.

Измерение напряжений

Во время измерения напряжений не дотрагивайтесь до металлического основания щупов.

Измерение переменного напряжения

Для измерения переменного напряжения в розетке переводим переключатель к значку V~ на 750 В.

Мультиметр выставлен на измерение переменного напряжения

Если вы не знаете примерные значения источника напряжения, то всегда нужно ставить предел измерений прибора на максимум.

Нельзя дотрагиваться до металлического основания щупов. Это опасно. Как можно заметить, на фотографии мультиметр показывает 222 В.

Проверка сетевого напряжения мультиметром

И именно поэтому был выбран предел 750 В. Если поставить меньше — прибор покажет бесконечность, и может выйти из строя.

Измерение постоянного напряжения

Чтобы измерить постоянное напряжение, нужно переключить прибор к значку V—.

Мультиметр выставлен на измерение постоянного напряжения

Так как в приведенном примере измеряется аккумулятор 18650, то наверняка его максимальное значение не может быть выше 5 В. Поэтому, можно смело ставить 20 В, если вы уверены в источнике и в своих предположениях.

Если при измерении постоянного напряжения вы увидите знак минус перед числом(-), то это значит, что перепутана полярность источника.

Измерение напряжения аккумулятора

То есть, черный щуп, который по умолчанию это минус, подсоединен к плюсу аккумулятора. И на красном щупе, соответственно, минус источника. Благодаря этому можно узнать полярность неизвестного источника.

Правильная полярность прибора и аккумулятора

Меняем местами щупы на аккумуляторе на противоположное, и теперь точно знаем, где плюс у аккумулятора, а где минус. Это очень полезная функция цифрового мультиметра. По сравнению с аналоговым, он не повреждается, если перепутать щупы местами, и можно точно определить, где плюс и минус источника напряжения.

Проверка радиодеталей мультиметром

С помощью мультиметра можно проверить практически любую деталь.

Проверка диодов

Чтобы проверить светодиод на исправность, подключите черный щуп к катоду, а красный к аноду.

Проверка работы светодиода мультиметром

Если светодиод небольших размеров, он загорится. Напряжения кроны хватит зажечь небольшого размера детали.

Измерение SMD диода на плате

При проверке p-n перехода диодов с помощью прозвонки на экране показывается не сопротивление, а именно падение напряжения.

Измерение сопротивления деталей

Переключаем прибор на шкалу со знаком Ω. Это измерение сопротивления.

Измерение сопротивления

Точка показывает предел выбранного измерения. На фотографии выбран предел 20 кОм (не 200 кОм, как показано выше).

Проверка сопротивления резистора

Проверка конденсаторов

Например, чтобы измерить емкость, нужно сначала переключить красный щуп в другой разъем, где обозначен конденсатор.

Переключаем прибор на шкалу с фарадами.

Измерение емкости

При измерениях емкостей красный щуп должен быть на плюсе, а черный на минусе. И перед измерениями электролитических конденсаторов их сначала нужно разрядить, иначе можно повредить измерительные цепи.

Измерение емкости конденсатора мультиметром

Другие функции мультиметра

Еще можно измерять постоянный и переменный ток. На шкале переключателя обозначения такие же, как и для напряжения. Переменный ток это А~, постоянный A—.

Для этого переключите красный щуп на гнездо, где написаны mA. Если нужно измерить токи больше, то есть уже амперы, то красный щуп переключается в разъем, где указаны амперы.

Когда присутствуют такие надписи как «20 A MAX 10 SEC» это значит, что можно измерять токи не более 20 А не дольше 10 секунд. Иначе сгорит предохранитель.

Все остальные функции мультиметра зависят от его функций, стоимости и производителя. Можно измерять частоту тока, h31э транзисторов, емкости конденсаторов и т.п.

Доработка щупов мультиметра

Очень практичны иголки на концах щупов. Они позволяют измерять SMD детали. Достаточно припаять обычные иголки на концы мультимтера. Еще можно сделать пару щупов с крокодилами, чтобы можно было закрепить щупы на измеряемых проводах, или деталях.

Итог

Мультиметр это отличный измерительный прибор. На самом деле, он уступает специализированным, таким как ESR приборам, осциллографам, частотомерам и пр. Если вы начинающий радиолюбитель, то лучше всего купить самый простой и обычный мультиметр, такой, как DT 838. Его хватит на любые работы. В более продвинутых версиях есть удобные подставки и подсветка дисплея.

Конечно, можно купить и более совершенный, с измерением емкости конденсаторов, но шкала и точность по сравнению со специализированными приборами будет очень низкой. Все таки мультиметр нужен для оперативного и быстрого измерения напряжений и проверки радиодеталей. Не нужно требовать от мультиметра высокой точности и богатой функциональности.

Полезные видео

—

Post Views: 1 006

Messen von Spannungen — National Instruments

1. Überblick zu Spannungsmessungen

Spannung ist die Differenz des elektrischen Potentials zwischen zwei Punkten einer elektrischen oder elektronischen Schaltung, die in der Einheit Volt ausgedrückt wird. Mit Spannung wird die Potentielle Energie eines elektrischen Felds gemessen, mit der ein elektrischer Strom в einem elektrischen Leiter verursacht wird. Die meisten Messgeräte können Spannungswerte messen.Zwei gängige Messungen sind die Messung von Gleichspannung (DC) und Wechselspannung (AC). Spannungsmessungen sind zwar die einfachsten der unterschiedlichen Arten analoger Messungen, doch haben sie besondere Anforderungen aufgrund von Störeinflüssen (Rauschen).

Nach oben

2. Durchführung einer Gleichspannungsmessung

Obwohl viele Sensoren Gleichspannungen ausgeben, die mit einem Multimeter или einem Datenerfassungsgerät gemessen werden können, liegt der Hauptaugenmerk dieses Artikels auf allgemeinen Gleichspanchanungsmessungennges bends.

Grundlagen der Spannungsmessung

Um das Vorgehen beim Messen von Spannungen zu verstehen, muss bekannt sein, wie die Messung durchgeführt wird. Spannung ist im Prinzip die Differenz im elektrischen Potential zwischen zwei Punkten in einer elektrischen Schaltung. Es besteht jedoch Verwirrung darüber, wie ein solcher Bezugspunkt für die Messung festgelegt wird. Der Bezugspunkt der Messung ist der Spannungspegel, auf den für die Messung Bezug genommen wird.

Methoden zum Ermitteln des Bezugspunks

Es gibt zwei Methoden zum Messen von Spannungen: massebezogen und дифференциация.

Massebezogen Spannungsmessungen

Eine Methode besteht darin, die Spannung in Bezug auf einen gemeinsamen Erdungspunkt zu messen. Oft sind diese «Erdungen» стабильный унд unveränderlich und liegen gewöhnlich um 0 V. Der Begriff «Erdung» stammt ursprünglich von der üblichen Vorgehensweise, sicherzustellen, dass das Spannungspotential bei indem verde legdent.

Die massebezogenen Eingangsanschlüsse können für jeden Kanal genutzt werden, der folgende Bedingungen erfüllt:

• Das Eingangssignal ist größer als 1 V.
• Die Leitungen, die das Signal mit dem Gerät verbinden, sind länger als 3 m.
• Das Eingangssignal darf einen gemeinsamen Bezugspunkt mit anderen Signalen haben.

Die Bezugsmasse wird entweder vom Gerät bereitgestellt, das die Messung durchführt, oder von dem externen Signal, das gemessen wird.Wird der Bezug durch das Gerät bereitgestellt, heißt diese Konfiguration «Referenced Single-Ended Mode» (RSE, massebezogenes Messen), und wenn sie durch das Signal bereitgestellt wird, spricht man vom «Non Referenced Single-Ended Mode» (NRSE, nrs MESSEN).

Die meisten Messgeräte bieten ähnliche Pin-Konfigurationen für das Messen von analogen Eingangssignalen. In der folgenden Abbildung wird diese Art der Messung mit einem CompactDAQ-Chassis и einem Analogeingangsmodul des Typs NI 9205 dargestellt (vgl.Abbildung 1).

Abbildung 1. Шасси CompactDAQ с аналоговым модулем типов NI 9205

In Abbildung 2 wird der Anschlussplan für RSE-Spannungsmessungen unter Einsatz eines Chassis des Typs NI cDAQ-9178 und des Moduls NI 9205 sowie die Pinbelegung des Moduls gezeigt. Контакт 1 находится в канале «Аналоговый вход 0» и контакт 17 используется для вывода информации.

Abbildung 2.Односторонний режим с привязкой к земле (massebezogenes Messen)

In Abbildung 3 sehen Sie den Anschlussplan für NRSE-Spannungsmessungen mit Hilfe eines cDAQ-9178-Chassis mit einem Modul des Typs NI 9205. In der Abbildung entspricht Pin 1 dem Kanal Input «Analog Input 0» und Analog Pin 35 dem entspricht Смысл». Dieser Kanal stellt insbesondere für NRSE-Messungen den Bezug zur Masse der Signalquelle her.

Abbildung 3.Односторонний режим без ссылки (nicht massebezogenes Messen)

Messung дифференциал. Spannungen

Eine weitere Möglichkeit der Spannungsmessung besteht darin, die «diffelle» Spannung zwischen zwei unterschiedlichen Punkten in einer elektrischen Schaltung zu bestimmen. Zum Messen der Spannung an einem Widerstand z. B. wird die Spannung an beiden Enden des Widerstands gemessen. Die Differenz zwischen den Spannungen ist die Spannung am Widerstand.In der Regel sind Messungen дифференциатор Spannungen hilfreich beim Bestimmen der Spannung, die über einzelnen Elementen einer Schaltung «abfallen», или падает die Signalquellen verrauscht sind.

Differentielle Eingangsanschlüsse sind besonders geeignet für einen Kanal, der eine der folgenden Bedingungen erfüllt:

• Das Eingangssignal ist kleiner als 1 V.
• Die Leitungen zwischen Gerät und Signalquelle sind länger als 3 m.
• Für das Eingangssignal ist ein separater Massebezugspunkt oder ein отделяет Rücksignal erforderlich.
• Die Signalleitungen verlaufen durch verrauschte Umgebungen.

In Abbildung 4 sehen Sie den Anschlussplan für eine diffelle Spannungsmessung mit Hilfe eines cDAQ-9178-Chassis mit einem Modul des Typs NI 9205. In der Abbildung entspricht Pin 1 dem Kanal Input «Analog Input 0» und Analog Pin 19 entspricht 8“ .

Bei der Messung diffeller Spannungen ist das negative Signal mit dem analogen verbunden, das direkt dem analogen Kanal gegenüber liegt, der mit dem positiven Signal verbunden ist.Beispielsweise würde «Аналоговый вход 0» с положительным сигналом и «Аналоговый вход 8» с отрицательным сигналом sowie «Аналоговый вход 1» с положительным значением Singnalen и «Аналоговый вход 9» с отрицательным сигналом usw. verbunden werden. Der Nachteil der diffellen Spannungsmessung besteht darin, dass die Anzahl der Kanäle für die Messung analoger Eingangssignale praktisch um die Hälfte reduziert wird.

Аббилдунг 4.Messung дифференциатор Spannungen

Артен фон Сигналквеллен

Vor Konfigurierung der Eingangskanäle und Herstellung der Signalverbindungen muss festgelegt werden, ob die Signalquelle geerdet ist oder nicht.

Erdfreie Signalquellen

Eine erdfreie Signalquelle ist nicht mit dem Erdungssystem des Gebäudes verbunden, sondern besitzt einen isolierten Massebezugspunkt. Zu den erdfreien Signalquellen gehören z. B. Ausgangsspulen von Transformatoren, Thermoelemente, batteriebetriebene Geräte, Ausgänge von optischen Isolatoren und Isolationsverstärker.Ein Messgerät oder eine Vorrichtung mit isoliertem Ausgang ist eine erdfreie Signalquelle. Die Bezugsmasse eines erdfreien Signals muss mit der Erdung des Geräts verbunden sein, um einen lokalen Bezugspunkt für das Signal auf dem Gerät herzustellen. Anderenfalls schwankt das gemessene Eingangssignal, da sich die Quelle außerhalb des Gleichtakteingangsbereichs bewegt.

Geerdete Signalquellen

Eine geerdete Signalquelle ist mit der Erdungsanlage eines Gebäudes verbunden, somit ist sie bereits mit einem gemeinsamen Erdungspunkt in Bezug auf das Gerät verbunden, vorausgesetztlos, dassis das Diesel das Diesel ansense.В этой категории упали z. B. nicht isolierte Ausgänge von (Mess-) Geräten, die mit dem Stromnetz des Gebäudes verbunden sind. Die Erdpotentialdifferenz zwischen zwei Messgeräten, die an dasselbe Stromnetz eines Gebäudes angeschlossen sind, legt in der Regel zwischen 1 и 100 мВ. Венн Кабель ин-дер-Гебауде, установка nicht ordnungsgemäß angeschlossen sind, kann der Unterschied größer sein. Wenn eine geerdete Signalquelle falsch angeschlossen wird, kann sich diese Differenz als Messfehler bemerkbar machen.Folgen Sie den Anleitungen zum Anschließen geerdeter Signalquellen, um die Differenz des Massepotentials zum gemessenen Signal aufzuheben.

In Abbildung 5 sehen Sie verschiedene Arten von Signalquellen sowie die optimalen Anschlusspläne basierend auf der Individualuellen Messmethode. В Abhängigkeit der Art des Signals kann eine bestimmte Methode der Spannungsmessung zu einem besseren Ergebnis als eine andere Methode führen.

Abbildung 5. Gängige Signalquellen im Vergleich zu empfohlenen Eingangskonfigurationen

Mehr zu Учет полевой проводки и шума для аналоговых сигналов.

Messungen hoher Spannungen und Isolierung

Bei der Messung hoher Spannungen sind viele Sachverhalte zu berücksichtigen. Wenn ein Datenerfassungssystem eingerichtet wird, sollte die erste Überlegung der Sicherheit des Systems gelten. Das Durchführen von Hochspannungsmessungen kann für die Gerätschaften, den Prüfling und sogar für Sie und Ihre Kollegen gefährlich werden. Um zu gewährleisten, dass ein System sicher ist, sollte über isolierte Messgeräte eine Isolationsschicht zwischen dem Anwender und den gefährlichen Spannungen eingebaut werden.

Die Isolierung sorgt für die elektrische und Physikalische Trennung von zwei Teilen eines Messgeräts und kann in elektrische Isolierung und Sicherheitsisolierung unterteilt werden. Bei der elektrischen Isolierung werden Masseleitungen zwischen zwei elektrischen Systemen getrennt. Bei der elektrischen Isolierung werden Masseschleifen unterbrochen, der Gleichtaktbereich des Datenerfassungssystems vergrößert und die Masseleitung mit einem Erdungssystem verbunden.Der Begriff Sicherheitsisolierung bezieht sich auf bestimmte Anforderungen zum Schutz von Personen vor gefährlichen Spannungen. Gleichzeitig wird vermieden, dass hohe Spannungen und Transientenspannungen eines elektrischen Systems auf andere elektrische Systeme übertragen werden, mit denen Anwender in Berührung kommen könnten.

Das Einbeziehen von Isolierung in ein Datenerfassungssystem hat drei primäre Funktionen: Verhinderung von Masseschleifen, Unterdrückung von Gleichtaktspannungen und Gewährleistung der Sicherheit.

Mehr zu Типы изоляции и соображения при проведении измерений.

Masseschleifen

Masseschleifen sind die häufigste Ursache für Rauschen bei Datenerfassungsanwendungen. Sie treten auf, wenn zwei verbundene Anschlüsse in einer Schaltung unterschiedliche Massepotentiale haben, was dazu führt, dass Strom zwischen den beiden Punkten fließt. Die lokale Erdung eines Systems kann mehrere Volt über oder unter der Erdung des nächsten Gebäudes liegen und Blitzeinschläge in der Nähe können den Unterschied auf mehrere hundert oder tausend Volt ansteigen lassen.Diese zusätzliche Spannung selbst kann zu erheblichen Fehlern bei der Messung führen, doch der Strom, der sie verursacht, kann zudem Spannungen in nahegelegene Leitungen einkoppeln. Diese Fehler können als Transienten oder periodische Signale в Erscheinung treten. Wenn beispielsweise eine Masseschleife mit Wechselstromleitungen mit 60 Hz gebildet wird, erscheint das unerwünschte Wechselstromsignal als ein periodischer Spannungsfehler in der Messung.

Beim Vorhandensein von Masseschleifen gleicht die gemessene Spannung, U _m , der Summe der Signalspannung, U _s , und der Potentiellen Differenz, U _g , die zwisdelem der sischen der. VGL.Abbildung 6). Dieses Potential ist im Allgemeinen keine Gleichspannung. Aus diesem Grund erhält man ein verrauschtes Messsystem, in dessen Messungen häufig Netzfrequenzkomponenten (60 Hz) auftauchen.

Abbildung 6. Eine geerdete Signalquelle, gemessen mit einem
massebezogenen System, führt zu Masseschleifen

Um Masseschleifen zu vermeiden, sollte sichergestellt werden, dass nur eine Bezugsmasse im Messsystem vorhanden ist. Альтернативное решение для изолированного программного обеспечения Verwendet Werden.Der Einsatz изолятор Аппаратные средства Махт ден Pfad zwischen der Masse der Signalquelle und dem Messgerät überflüssig, sodass dann kein Strom zwischen mehreren Erdungspunkten fließt.

Bei der bereits genannten NI-CompactDAQ-Konfiguration bietet das Analogseingangsmodul NI 9229 eine Kanal-zu-Kanal-Isolierung von 250 V.

Abbildung 7. Analogeingangsmodul NI 9229 mit Kanal-zu-Kanal-Isolierung

Gleichtaktspannung

Bei einer idealen дифференциация Messung spielt nur der Potentialunterschied zwischen dem positiven (+) and dem negativen (-) Eingang eine Rolle.Die Differenceelle Spannung ist das gewünschte Signal. Es kann jedoch ein unerwünschtes Signal vorhanden sein, das beiden Seiten eines diffellen Schaltkreispaares gemeinsam ist. Diese Spannung wird als Gleichtaktspannung bezeichnet. Ein ideales diffelles Messsystem unterdrückt Gleichtaktspannungen, anstatt sie zu messen. Bei realen Geräten gibt es verschiedene Einschränkungen, wie Gleichtaktspannungsbereich und -verhältnis, durch welche die Unterdrückbarkeit von Gleichtaktspannungen beginzt ist.

Der Gleichtaktspannungsbereich ist Definiert als die maximal zulässige eingangsseitige Spannungsschwankung gegenüber der Masse des Messsystems. Bei Überschreitung dieses Bereichs kommt es nicht nur zu Messfehlern, sondern das Gerät kann auch Schaden nehmen.

Mit der Gleichtaktunterdrückungsrate wird die Möglichkeit eines Messsystems bezeichnet, Gleichtaktspannungen zu unterdrücken. Verstärker mit höheren Gleichtaktunterdrückungsraten unterdrücken Gleichtaktspannungenffektiver.

In einem nicht изолирующий дифференцированный Messsystem обеспечивает лучшее погружение в электрическую сеть в Schaltung zwischen dem Ein- und dem Ausgang. Итак, können die elektrischen Eigenschaften des Verstärkers den Pegel der Gleichtaktsignale beginzen, die am Eingang eingespeist werden. Mit Hilfe von Trennverstärkern wird der leitende elektrische Pfad beseitigt und die Gleichtaktunterdrückungsrate stark erhöht.

Isolierungstopologien

Kenntnisse der Isolierungsarchitektur eines Geräts sind bei der Konfiguration eines Messsystems von entscheidender Bedeutung.Die Kosten und Geschwindigkeiten varieren je nach Architektur.

Канал-зу-Канал

Die robusteste Isolalierungsarchitektur ist die Isolierung jedes einzelnen Kanals. Bei dieser Architektur sind all Kanäle untereinander und von anderen nicht isolierten Systemkomponenten getrennt. Jeder Kanal verfügt zudem über eine eigene isolierte Stromversorgung.

Hinsichtlich der Geschwindigkeit stehen verschiedene Architekturen zur Auswahl. Die schnellere Lösung приносит дер Einsatz eines Trennverstärkers mit einem A / D-Wandler pro Kanal, weil auf all Kanäle parallel zugegriffen werden kann.Bei den Analogeingangsmodulen NI 9229 und NI 9239 ist jeder Kanal einzeln isoliert, um höchste Messgenauigkeit zu gewährleisten.

Für eine kostengünstigere Architektur, die jedoch auch langsamer ist, wird jeder isolierte Eingangskanal in einen einzigen A / D-Wandler gemultiplext.

Eine weitere Methode zur Bereitstellung einer kanalweisen Isolierung ist der Einsatz einer gemeinsamen isolierten Stromversorgung für all Kanäle. In diesem Fall ist der Gleichtaktbereich der Verstärker auf die Versorgungsleiste dieser Stromversorgung beschränkt, sofern keine Front-End-Spannungsteiler verwendet werden.

Каналбанк

Eine weitere Isolierungsarchitektur ist die Anordnung der Kanäle в Kanalbänken. Dabei werden mehrere Kanäle zu Gruppen mit einem gemeinsamen Trennverstärker zusammengefasst. In Dieser Isolierungsarchitektur ist die Abweichung der Gleichtaktspannung zwischen den einzelnen Kanälen auf einen bestimmten Wert festgelegt. Jedoch werden zwischen den Kanalbänken und den nicht isolierten Komponenten des Messsystems starke Änderungen der Gleichtaktspannung толерант.Einzelne Kanäle sind nicht изолирт, wohingegen Kanalbänke gegen andere Bänke und gegen Masse изолирт синд. Bei dieser Anordnung handelt es sich um eine kostengünstigere Variante, da hierbei mehrere Kanäle von einem Trennverstärker profitieren und von einer Stromversorgung gespeist werden.

Die meisten Analogeingangsmodule der C-Serie von NI, wie beispielsweise die Module NI 9201 und NI 9221, sind bankweise isoliert und ermöglichen genaue Analogmessungen bei geringeren Kosten.

Дарстеллен фон Мессунген в NI LabVIEW

Ist der Sensor an das Messgerät angeschlossen, können Daten mit der grafischen Programmiersoftware LabVIEW wie gewünscht dargestellt und analysiert werden (vgl.Abbildung 8).

Abbildung 8. Spannungsmessung mit LabVIEW

Nach oben

3. Nächste Schritte

Sehen Sie sich den Интернет-конференция «Изучение сбора данных» an. Лернзиле:

• Die Hauptkategorien von Datenerfassungsgeräten und die Auswahl eines geeigneten Geräts für Ihre Anwendung
• Erfassen, Analysieren und Darstellen von Daten mit NI LabVIEW

,

Как использовать цифровой мультиметр

Так же, как стетоскоп для врачей, переполнение стека для программистов, гаечные ключи для механика и Джарвиса для Тони Старка. Мультиметр является очень важным инструментом для инженеров, которые заинтересованы в работе с электроникой. Возможно, это будет первый инструмент, с которым мы познакомимся, когда начнем изучать вещи, связанные с электроникой.

В этой статье мы узнаем , как использовать цифровой мультиметр и как это поможет нам в нашем путешествии с электроникой. Это будет очень простая статья, которая познакомит вас с различными операциями мультиметра, а также иллюстративные изображения и видео. ,В конце этой статьи вы узнаете, как измерить напряжение мультиметром, измерить постоянный ток, проверить целостность цепи, измерить сопротивление, а также проверить, находятся ли некоторые компоненты, такие как светодиоды и диоды, в рабочем состоянии. Фуу … звучит как большой список, не так ли! Но поверьте мне, они будут очень полезны, когда вы попробуете что-то самостоятельно. Поэтому расслабьтесь и прочитайте, а я постараюсь сделать эту статью как можно более интересной.

Как измерить напряжение с помощью мультиметра:

Обычно мультиметром можно измерить два разных напряжения.Один — это напряжение постоянного тока, а другой — напряжение переменного тока. Почти все электронные устройства работают с постоянным напряжением (обычный переменный ток будет преобразован в постоянный), и поэтому постоянное напряжение является наиболее измеряемым параметром.

Наш мультиметр может измерять как переменное, так и постоянное напряжение. Начнем с постоянного напряжения.

Как измерить напряжение постоянного тока с помощью мультиметра:

Перед выполнением любых измерений необходимо проверить на мультиметре две вещи. Это Позиция испытателей (a.k.a тестовые щупы) и выбор режима / диапазона. По умолчанию черный измерительный провод должен находиться в разъеме COM , а красный измерительный провод должен находиться в разъеме В . Это положение изменится, только если мы измеряем ток.

Итак, для измерения напряжения черный измерительный провод должен быть в разъеме COM, а красный провод — в разъеме V. Теперь нам нужно выбрать режим, используя регулятор, похожий на ручку в центре мультиметра. Мы должны найти символ напряжения постоянного тока (показанный на рисунке ниже) и выбрать диапазон под ним.По умолчанию диапазон будет таким: 200 мВ, 2 В, 20 В, 200 В и 600 В. В зависимости от уровня напряжения, которое вы планируете измерить, вы можете выбрать диапазон. И не волнуйтесь, он не взорвется, если вы выберете меньшую дистанцию, по которой всегда сможете ударить и попробовать. Например, если вы измеряете 35 В, и если вы поместите его в диапазон 20 В, то ваш счетчик будет просто читать 1, это означает, что вы должны выбрать диапазон высокого напряжения в этом случае 200 В. На картинке ниже я установил измеритель так, чтобы он считывал напряжение постоянного тока, которое находится в диапазоне 20 В.

После того, как мы настроили измеритель, мы можем просто поместить щупы на клеммы, на которых мы должны измерять напряжение. Поместите красный провод на положительную клемму, а черный провод на отрицательную клемму, и вы получите значение напряжения. Если вы измените полярность кабеля, вы все равно получите значение, но оно будет с отрицательным знаком, всегда используйте щупы с правильной полярностью, чтобы избежать ошибок. Вы можете измерить напряжение аккумулятора, адаптера постоянного тока, зарядного устройства телефона и даже падение напряжения на каждом компоненте в цепи во время отладки приложений.В видео ниже показано, как измерить напряжение постоянного тока с помощью мультиметра .

Как измерить напряжение переменного тока с помощью мультиметра:

Хотя напряжение переменного тока редко измеряется с помощью цифрового мультиметра, оно по-прежнему важно в местах, где присутствует сеть переменного тока. Чтобы измерить напряжение переменного тока, поместите красный провод в гнездо V, а черный — в гнездо COM, как показано на рисунке ниже. Теперь установите режим с помощью ручки, мы должны поместить ее на символ переменного напряжения (показано на рисунке ниже).Обычно у нас есть два диапазона для напряжений переменного тока: 200 В и 600 В. Для измерения напряжения переменного тока в Индии, которое составляет 220 В, мы должны перевести его в режим 600 В, как показано на рисунке ниже.

Процесс измерения в точности аналогичен измерению постоянного напряжения, но здесь нет полярности, поскольку мы имеем дело с переменным током. В следующем видео показано , как измерить напряжение сети переменного тока с помощью мультиметра .

Как измерить постоянный ток с помощью мультиметра:

Большинство обычных мультиметров не имеют возможности измерения переменного тока, поэтому мы обсудим только измерение постоянного тока, однако, если вы ищете инструмент для измерения тока, клещи.Не пытайтесь измерить переменный ток мультиметром постоянного тока, это может привести к необратимому повреждению измерителя.

Для измерения постоянного тока черный датчик следует поместить в разъем COM, а красный датчик — в разъем A, как показано на рисунке ниже. Это сделано потому, что ток всегда следует измерять последовательно. Также обратите внимание, что некоторые измерители могут иметь два слота A в зависимости от диапазона, поэтому обязательно прочтите символ перед подключением. Затем мы можем выбрать режим, повернув ручку на символ постоянного тока (как показано на рисунке).Опять же, у нас есть диапазоны от 200 мкА до 10А, мы можем выбрать требуемый диапазон. На изображении ниже измеритель настроен на считывание постоянного тока на уровне 2 мА, поэтому я использую тот же слот V. Но если ток 10А, то надо было поменять слот.

Как было сказано ранее, ток можно измерить только последовательно с нагрузкой. Поэтому, если вы хотите измерить ток, протекающий по любому проводу, вы должны отсоединить провод и подключить этот измеритель последовательно, поместив один зонд на одном конце, а другой — на другом.На видео ниже показано , как измерить ток, протекающий через провод, питающий светодиод.

Как проверить целостность с помощью мультиметра:

Еще одна важная и полезная функция мультиметра — проверка целостности цепи. Это спасательный инструмент, который помогает отлаживать электронику, будь то ваша новая печатная плата или простое соединение на макетной плате, вы можете использовать инструмент непрерывности, чтобы проверить, есть ли соединение между двумя терминалами.Это также можно использовать для обнаружения обрыва провода .

Устройство проверяет целостность любого провода или цепи. , поместите черный датчик в разъем COM, а красный датчик в разъем V, затем поверните ручку к символу целостности (показано на рисунке ниже). Чтобы проверить целостность цепи между клеммами, например, клеммой A и клеммой B, поместите один датчик (любой датчик) на клемму A, а другой — на клемму B. звуковой сигнал.Если соединение отсутствует, вы не услышите звуковой сигнал.

На видео ниже будет показано, как проверить целостность цепей и как обнаружить обрыв соединения .

Как измерить сопротивление с помощью мультиметра:

Один из наиболее часто используемых и неизбежных компонентов электроники — это резисторы. Доступен широкий диапазон резисторов в зависимости от их номинальной мощности и значения сопротивления, значение каждого резистора будет указано с помощью цветовой кодировки.Важно научиться считывать значение резисторов с помощью цветового кода, но в некоторых случаях бывает трудно прочитать цвет. В таких случаях мы можем использовать мультиметр, чтобы легко прочитать значение сопротивления резистора.

От

до измерьте сопротивление мультиметром. убедитесь, что черный щуп находится в гнезде COM, а красный — в гнезде V. Теперь поверните ручку к символу сопротивления. Опять же, у нас есть диапазоны от 200 Ом до 2 МОм, выберите тот, который вам нужен, здесь, на рисунке ниже, я помещаю его на значение 20 кОм.Вы всегда можете попробовать разные диапазоны, чтобы получить правильный диапазон, подходящий для вашего резистора.

На видео ниже показано, как можно измерить значение сопротивления с помощью мультиметра . Измеренное значение не будет точным; это можно использовать просто как приближение. Кроме того, если резистор находится внутри цепи, мы не должны измерять сопротивление с помощью мультиметра, поскольку он покажет неправильные значения.

Как проверить компоненты в диодном режиме:

Еще один интересный режим мультиметра — это режим Diode.Вы когда-нибудь задумывались, находится ли светодиод / диод в вашей цепи в рабочем состоянии или какого цвета ваш светодиод может светиться при включении! Больше не думайте, переводите мультиметр в диодный режим и сразу же проверяйте. Вы проверяете полярность своего светодиода и даже заставляете его светиться, чтобы проверить его работу.

Чтобы использовать диодный режим, убедитесь, что черный датчик находится в разъеме COM, а красный датчик — в разъеме V. Теперь установите ручку регулятора на символ диода, как показано на рисунке ниже. Режим диода и режим сопротивления 2K используют одно и то же место, так что не беспокойтесь об этом.Теперь поместите красный зонд на анод и черный зонд на катод светодиода, и он должен светиться. Это работает, потому что светодиод также является формой диода, если вы измените полярность, светодиод не будет светиться, то же самое можно использовать для проверки работы диода.

На видео ниже показано , как мы можем использовать режим Diode для проверки состояния светодиодов и диодов . Опять же, этот метод не рекомендуется использовать, когда компоненты находятся в цепи, потому что существующие соединения могут привести к плохому / неправильному результату.

,