Тему закінчуємо, бо вона має бути короткою. Частина 4

Посилання на сторінку сайту Магазину Gtest(R) з номенклатурою мультиметрів, а також рекомендовані прилади та статті для подальшої самоосвіти - наприкінці цієї Розділу

Вимірювання змінного струму

Використання мультиметра для вимірювання струму часто не рекомендується через складність від'єднання будь-якої деталі в ланцюгу, а потім правильного розміщення приладу в лінії, щоб не сталося пошкодження, оскільки можна легко перегоріти запобіжник, якщо лічильник розміщений не зовсім рівно. трохи негаразд. Незважаючи на проблеми, це може бути цінною функцією приладу; Однак варто підкреслити: це більший ризик, ніж при вимірі напруги чи опору.

Загалом змінний струм є важливою величиною, яку необхідно вивчити у разі промислових умов. При використанні великих пристроїв, таких як двигуни, важливо знати споживання струму під час запуску та роботи. У звичайному прибої їх було б багато, ті ж ризики, але в цьому випадку струми, швидше за все, досягатимуть десятків чи сотень амперів.

Навіть при правильному використанні мультиметри можуть вийти з ладу.

У більшості цих промислових портативних приладів один їх кінець призначений для пружного затиску або іноді стаціонарної вилки, яку можна розмістити навколо дроту для вимірювання струму, не поміщаючи користувача або приладу на шляху вимірювання струму.

Струмовимірювальні кліщі

Інноваційна концепція, що використовується для непрямого виміру змінного струму, заснована на одній із найстаріших концепцій електроніки - магнітної індукції в котушках змінного струму.

У струмовимірювальних кліщах котушка із заліза знаходиться всередині петлі, яка відкривається, щоб можна було розмістити провід усередині, а потім закривається, щоб завершити котушку, як у трансформаторі. Вторинна котушка всередині корпусу лічильника може визначати вхідний струм, зчитуючи напругу, що генерується, на невеликому фіксованому навантажувальному резисторі.

Стандартні кліщі з пружними затискачами для вимірювання великих струмів змінного струму.

Цей метод набагато швидший і безпечніший, ніж звичайні лінійні прилади. Ці прилади не знаходяться на шляху проходження електрики і, отже, не зазнає впливу струму, який міг би вивести з ладу запобіжник. Жодний струм ланцюга під напругою взагалі не проходить через прилад. Оскільки для встановлення струмових кліщів не потрібен розрив ланцюга та подальший ремонт після вимірювання, зчитування відбувається набагато швидше.

Обмежувальні особливості струмових кліщів

Хоча ці прилади можуть бути відмінним вибором для промислових умов, кліщі мають кілька обмежень, які слід враховувати.

По-перше, вони зазвичай призначені тільки для вимірювання змінного струму, так само, як трансформатори реагують тільки на входи змінного струму. У деяких кліщах постійного струму датчик Холла розташований на самому кінчику вимірювача і може також вимірювати постійний струм навіть дуже невеликі його величини. Це може бути дуже зручний інструмент у наборі інструментів, але не думайте, що всі кліщі змінного струму вимірюють постійний струм однаковим чином.

По-друге, ці вимірювачі зазвичай не підходять для вимірювання малих струмів змінного струму. Часто точність становить лише 0,1 ампер, тому спроба вимірювання меншого значення, наприклад, у сучасному ланцюзі світлодіодного освітлення, може призвести до відображення на дисплеї нульового ампера. Однак у прикладі з двигунами та контакторами така точність не потрібна. Відсутність точності також означає, що ви не можете бути повністю впевнені в точності вимірювання, оскільки він відображає лише інтервали 0,1 ампер за раз.

Крім того, слід зазначити, що ви можете придбати "кліщі для вимірювання витоків", які спеціально розроблені для вимірювання дуже малих струмів, хоча це не звичайний тип промислових кліщів.

Ще одним обмеженням вимірів є вимога наявності одного ізольованого провідника для виміру. Оскільки вимір заснований на одному чергується шляху, якщо обидві лінії L і N знаходяться в затиску разом, напрями струму компенсуватимуть один одного, і результатом буде нульовий струм.

Цей результат також застосовується до вимірювань трифазного струму.

Провідники повинні бути розділені настільки, щоб затискач можна було розмістити лише навколо одного дроту за один раз.

Максимізація потенціалу струмовимірювальних кліщів

Є кілька способів подолати деякі перешкоди, що виникають при вимірюваннях кліщами, та максимально використовувати їхній потенціал.

Почнемо з того, що якщо у вас є прилад, який не має функції кліщів, це не завжди означає, що вам потрібно його купувати новий інструмент. Існує безліч адаптерів, або технічно перетворювачів, які перетворюють змінний струм, що вимірюється кліщами, у вихідний сигнал в мілівольтах. Цей адаптер можна підключити до звичайного мультиметра, і мілівольти зчитуватимуться як ампери. Часто вони вимірюють як змінний, так і постійний струм і можуть коштувати набагато менше ніж новий окремо взятий прилад.

Щоб боротися з недостатньою точністю при невеликих показаннях струму, можна використовувати простий трюк. Як і при намотуванні трансформатора, збільшення кількості витків дроту призведе до збільшення наведеної напруги. Якщо ви трохи розслабили провід змінного струму, пропустіть його через затискач кілька разів. Покази на дисплеї лічильника повинні збільшуватися з кожним циклом.

Коли буде досягнуто необхідної точності, просто розділіть показання на кількість разів, коли дріт проходить через затискачі, щоб визначити реальний струм.

Проведення дроту через затискачі помножить показання струму, що дасть набагато краще показання. На цьому зображенні обов'язково розділіть отриманий струм /3, оскільки провід проходить через затискачі 3 рази.

Для пристроїв, які необхідно підключати до розетки, шнур може обмежити можливість поділу провідників. Якщо ви хочете акуратно зняти ізоляцію з оболонки кабелю та оголити три дроти, це може ускладнити завдання. Однак, існують розгалужувачі лінії струму, які часто виглядають як пластикова «цифра 8» і розміщуються між розеткою та вилкою кабелю, щоб забезпечити вимірювання струму за допомогою кліщів.

Загалом накладні вимірювачі струму можуть бути безпечним та швидким інструментом усунення несправностей, особливо для технічних фахівців. Вони можуть бути корисними при вимірі великих струмів змінного струму.

На жаль, для вимірювання напруги та струму – як постійного, так і змінного – необхідне підключення до активного джерела живлення. Що робити, якщо вам необхідно виявити проблеми при відключенні ланцюга або виході з ладу блоку живлення?

Напруга та струм вам не допоможуть.

Опір та безперервність

У більшості ситуацій вимірювання напруги або струму найкорисніше для виявлення несправності ланцюга управління.

Напруга вимагає лише подачі живлення; навантаження не обов'язково має бути активним. Струм вимагає, щоб у ланцюгу активно протікала електрика, хоча кліщові лічильники дозволяють провести простий вимір. Однак якщо живлення необхідно відключити від схеми, то жоден із цих двох вимірів не зможе правильно показати якусь інформацію, і необхідно використовувати альтернативу.

Одним із рішень є вимір опору. Значення опору показують скільки електрики може пройти через пристрій, якщо до нього буде подано напругу. Опір, що вимірюється в Омах, є співвідношенням між напругою і струмом. Високий опір призводить до малого струму, а низький опір призводить до високого струму.

Перевірка опору контактора показує опір котушки близько 97 Ом. Згідно з паспортом деталі, значення має становити 98 Ом, отже цей працює добре.

Значення опору, що дорівнює нулю або близьке до нуля, вважається «коротким» замиканням і може спричинити спрацьовування запобіжника або вимикача з надмірним струмом. З іншого боку, дуже високе значення опору, яке вимірювач показує, як OL, є «розімкнутим» ланцюгом, і струм буде майже нульовим.

Переваги при вимірах опору

При правильному використанні значення опору може сказати більше, ніж можуть показати тільки напруга чи струм. У ланцюзі управління напруга має тенденцію губитися або на навантажувальному пристрої, або у першій точці, у якій ланцюг «розімкнутий». Серед інших причин це може бути розімкнений перемикач або обрив дроту, але в будь-якому з цих джерел падіння напруги дорівнюватиме повній напругі джерела і не дає нам жодних вказівок на те, скільки електрики тече.

Фактично, розімкнений перемикач з повною напругою призведе до нульового струму, в той час як пристрій навантаження з повним падінням напруги матиме деякий ненульовий струм, навіть якщо виміри однакові.

Опір дозволяє техніку перевірити два окремі факти про ланцюг. По-перше, якщо подати напругу, потече струм.

Якщо в ланцюзі існує певний опір, то можна з упевненістю сказати, що при цьому протікатиме деякий струм.

Схема правильно підключена та запитана.

Другий факт, отриманий з опору, - це значення струму, який протікатиме при подачі живлення. це факт вимірювання напруги не можуть визначити, тому в деяких випадках опір може бути важливішим, ніж сама напруга.

Якщо котушка реле частково вийшла з ладу, вона все одно може втратити всю напругу джерела, як і раніше, хоча споживання струму може бути іншим. Опір може довести, що реле буде проводити деякий струм, і воно може точно показати, який струм протікатиме.

Відповідно до закону Ома, для схеми управління з одним навантаженням просто розділіть напругу джерела (24, або 120 і т. д.) на виміряний опір. Це і буде результуючий струм.

Оскільки для проведення випробувань опору необхідно вимкнути живлення, важливо розуміти функцію вимірювача, щоби проводити правильні випробування, що показують правильну інформацію.

Запобіжні заходи щодо зовнішньої напруги

Перше, що важливо зрозуміти це те, що прилад виробляє власну напругу (від батареї) для передачі електроенергії через випробувальний пристрій. Випробувальний пристрій скидає деяку напругу, а вимірювальний прилад скидає частину, що залишилася, за допомогою послідовного дільника напруги. Використовуючи співвідношення фіксованого внутрішнього опору і виміряної напруги до напруги батареї, можна легко розрахувати і відобразити опір випробувального пристрою.

Однак якщо виводи підключені до ланцюга під напругою, внутрішній виміряний опір може перевищувати напругу джерела батареї. Цей неможливий сценарій відображається на дисплеї як негативне значення.

Якщо ви бачите негативне значення на екрані, негайно від'єднайте дроти. Сподіваюся, це не зашкодило мультиметру, але висока напруга може бути небезпечною. Якщо вимірник вимірює діапазон вручну, шкали з найнижчим опором будуть ймовірно пошкоджені зовнішньою напругою.

Щоб бути абсолютно впевненим у тому, що ви можете запобігти цій проблемі із зовнішньою напругою, просто від'єднайте один із проводів, що ведуть до пристрою. Це гарантує, що пристрій не може бути частиною активного кола. Якщо можливо, просто (і обережно) повністю відключіть пристрій від ланцюга і виснажіть всю накопичену енергію, короткочасно доторкнувшись до проводів, щоб унеможливити подачу зовнішньої напруги.

Щоб гарантувати правильні показання, спробуйте видалити хоча б одне з'єднання резистора, ізолюючи компонент від решти схеми.

Тестування твердотільних пристроїв

Інше застереження, яке заслуговує на увагу при роботі з усією сучасною електронікою, — це спроба тестування твердотільних пристроїв. У суто резистивних ланцюгах фраза "лінійний" означає постійний опір для всіх напруг - підніміть напругу, і струм також збільшиться з тією ж швидкістю. Однак для твердотільних пристроїв, таких як діоди та транзистори, величина прикладеної напруги може змінити опір.

Здоровий глузд тут може ввести в оману, оскільки пристрій, що тестується, може показувати допустиме значення опору при відключенні від ланцюга, що змушує технічного фахівця вважати, що пристрій працює правильно. Однак при поверненні ланцюга і зміні напруги в ланцюгу це може радикально змінити опір. У таких випадках важливо використовувати тести напруги, коли схема перебуває під напругою, для тестування напівпровідників.

Часто резистор невеликого номіналу включають послідовно з напівпровідниковим пристроєм. Звідси ви можете виміряти напругу резистора разом із його відомим опором і розрахувати струм.

Використання функції безперервності

У багатьох випадках точне значення опору перестав бути корисною інформацією, лише ефективністю тесту. У разі перевірки проводів на урвище та вимикачів на розімкнений стан опір буде або нескінченним, або практично нульовим. Функція безперервності зареєструє звуковий сигнал, якщо опір низький.

Зазвичай граничні значення безперервності становлять близько 10–100 Ом, тому будьте обережні під час використання цієї функції тестування. Якщо ви намагаєтеся виявити коротке замикання, але зворотний опір на другому паралельному шляху становить менше 100 Ом, можливо, пролунає звуковий сигнал безперервності, навіть якщо ви не виявили коротке замикання, а лише паралельний шлях. Ця помилка призведе до неправильного аналізу. Використовуйте функцію безперервності лише в тому випадку, якщо всі інші можливі ланцюги мають досить високий опір.

Безперервність – корисна функція, якщо ви усвідомлюєте її можливі обмеження.

Щоб перевірити поріг безперервності вашого власного мультиметра, підключіть дроти +V і COM до середньої та зовнішньої клем потенціометра. Потім увімкніть функцію безперервності та повертайте диск доти, доки звуковий сигнал не ввімкнеться та не вимкнеться невеликими рухами у будь-якому напрямку. Нарешті, поверніться до стандартної опорної функції, щоб прочитати точний поріг безперервності.

Додаткові можливості вимірювання

Напруга, струм і опір становлять основу закону Ома, і основі цих трьох вимірів більшість несправностей усувається з легкістю. Однак, коли зміни в схемі можуть відбутися швидко або коли самі компоненти не поводяться передбачувано, лінійно, необхідно використовувати кілька інших варіантів вимірювання.

Ємність

Перший додатковий варіант виміру – ємність. Щоб зрозуміти ємність, важливо спочатку зрозуміти, що таке конденсатор. Конденсатор - це пристрій зберігання електричної енергії, що має деякі властивості, аналогічний батарей, але з іншим хімічним складом. Ці пристрої накопичують і розряджають заряд швидше, ніж звичайна батарея, тому вони корисні, коли напруга швидко зростає та падає.

Вимір ємності. Зверніть увагу на підключення проводів лічильника та вказаний символ, який відповідає негативному (-) символу на конденсаторі.

Конденсатори виконують безліч функцій і, отже, мають різні конструкції: електролітичні, керамічні, танталові та багато інших. Багато мультиметрів здатні вимірювати ємність цих конденсаторів, виражену в одиницях мікрофарад (мкФ).

Вимірювання конденсаторів повинні проводитися поза ланцюгом, як і резистори. Паралельні компоненти можуть змінити значення ємності, а будь-яка зовнішня напруга погіршить точність показань.

Деякі конденсатори (особливо електролітичні) поляризовані, причому один із висновків позначений як негативний (–) або позитивний (+). Висновки мультиметра повинні відповідати цій полярності. Кераміка та багато інших конструкцій неполярні, що означає, що їх можна тестувати незалежно від напрямку. Однак великі електролітичні типи можуть бути за межами діапазону вимірювання лічильника. Якщо ви збираєтеся вимірювати такі великі пристрої, зверніться до посібника.

Цей конденсатор знаходиться поза межами можливостей вимірювача. Ймовірно, ненабагато, оскільки ємність конденсатора вказана на 3900 мкФ, але вимірник може вимірювати до 4000 мкф. Допуск конденсатора, мабуть, трохи вивів його за межі діапазону вимірювання.

Майте на увазі, що конденсатори мають трохи більший допуск, ніж більшість інших пристроїв, причому багато хто з них вважає +/- 20% прийнятним значенням. Це може значно збільшити або зменшити фактичне значення ємності пристрою, навіть якщо все ще повністю функціональне.

Діоди

Інший варіант виміру - тестування діодів. Хоча тестування діодів не є широко поширеною практикою в системах управління, воно може бути корисним для аналізу ланцюгів. У такому просторі схеми випрямні діоди в джерелах живлення є простим розташуванням 4х діодів у послідовно-паралельній комбінації. Біполярні транзистори також можна протестувати для перевірки роботи напруги база-емітера.

У системі керування діоди розміщуються паралельно з індуктивними пристроями, такими як соленоїди або котушки контактора. Без цих діодів великі стрибки напруги можуть пошкодити чи вивести з ладу устаткування системи управління. Часто ці діоди монтуються в корпус котушки пристрою або можуть бути прикріплені всередині тих же клемних колодок, що і два дроти, що живлять навантажувальний пристрій.

Діоди перевіряються з дотриманням полярності, очікується напруга від 0,4 до 0,7 В залежно від граничного струму діода.

Деякі мультиметри можуть перевіряти правильну роботу світлодіодів. Однак навіть найменшим червоним і зеленим світлодіодам знадобиться напруга близько 2 вольт для свічення та пропускання струму. Багато тестів діодів за допомогою мультиметра не дають напруги, що перевищує 1 В, і цілком ймовірно, що світлодіод не демонструватиме ніякого падіння напруги або свічення при тестуванні як діод. Обов'язково використовуйте альтернативний метод перевірки світлодіодів та не думайте, що він не спрацював.

Температура

На багатьох мультиметрах є символи вимірювання температури у градусах Фаренгейта та Цельсія. Вони призначені для використання з адаптером термопар типу К з червоними і чорними роз'ємами, які вставляються замість звичайних проводів.

Асортименти датчиків типу К і адаптерів для вимірювання температури.

Термопари генерують невелику напругу при різних температурах, тому їхнє розташування висновків ідентичне випробуванню напругою. Вибір °F або °C перетворює невелику напругу, виміряну вимірювачем, в еквівалентне показання температури на дисплеї.

ВИСНОВКИ

Деякі вимірювачі забезпечують додаткові вимірювання значень посилення біполярних транзисторів, а також індукції, навантажувального тестування невеликих батарей і функцій потужних діодів для тестування світлодіодів.

Маючи відповідний інструмент і знаючи, як його використовувати, ви готові безпечно впоратися практично з будь-якою електричною несправністю, зібрати правильні дані та зробити найкращі припущення. Якщо ви зможете заощадити хоча б невелику кількість часу та замінити потрібні деталі, ваш внесок у усунення електричної несправності матиме незмірну цінність.

А тепер побудуйте щось приголомшливе.

Магазин Gtest® - авторизований постачальник мультиметрів до України: https://gtest.com.ua/izmeritelnye-pribory/multimetry