Основи цифрових мультиметрів. ЧАСТИНА 1

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

Посібник, який допоможе вам зрозуміти основні характеристики та функції цифрового мультиметра

Автор: Патрік С. Елліотт, Інженер польових продажів IDEAL Industries, Inc

Основи електрики

Щоб краще збагнути цифрові мультиметри, корисно розібратися в основах електрики. Зрештою, цифрові мультиметри завжди вимірюють певний аспект електрики.

Електрика, що проходить через провідник, схожа на воду, що тече по трубі. У кожній трубі є сила, що створює певний тиск, змушуючи воду текти. У разі електрики цією силою може бути генератор, батарея, сонячна панель або якесь інше джерело живлення.

Тиск, який створюється цим джерелом живлення, називається напругою.

Струм - це потік електрики у провіднику.

Опір – це будь-яке обмеження течії струму у провіднику.

Напруга, струм і опір — три основні компоненти електрики. Напруга вимірюється у вольтах, струм в амперах, а опір в омах.

Напруга, струм та опір

Напряжение — это давление, которое прикладывается к проводнику. Существует два распространенных типа источников питания: переменный ток (AC) и постоянный ток (DC). Переменное напряжение — это наиболее распространенная форма электричества. Это энергия, поставляемая коммунальными службами или генераторами, которая протекает через наши электрические цепи. Символ переменного напряжения —   .

Змінна напруга

Генератор виробляє електрику двох протилежних магнітних полів; коли провід повертається між цими двома полями, електрони спочатку притягуються в позитивному, а потім в негативному напрямку.

Напруга постійного струму – це постійний рівень накопиченої енергії. Воно зберігається в батареях або перетворюється зі змінної напруги за допомогою електронних випрямлячів. Електронні продукти, такі як телевізори, відеомагнітофони та комп'ютерне обладнання працюють від постійного струму. Символ постійної напруги —  .

Постійна напруга

Струм - це потік електрики через провідник. Як і у випадку з напругою, існує два типи струму: змінний та постійний. Символом струму є буква A.

Третій компонент - опір, що вимірюється в Омах. Опір у ланцюзі перешкоджає течії струму через провідник. Символом опору є грецька омега, Ω, іноді її називають підковою.

Закон Ома

Водночас напруга, струм та опір становлять закон Ома. Закон Ома – важливе рівняння для електриків. Використовуючи цифровий мультиметр, вони можуть встановити значення трьох змінних, які допомагають у діагностиці електричних проблем.

Закон Ома можна висловити у вигляді рівняння так:

Закон Ома виражається рівнянням: V=A x Ω

Технічна примітка: Напруга визначає струм; що більше напруга, то більше вписувалося струм. Якщо опір збільшується, то струм зменшується. Зменшіть опір і струм збільшується. Зв'язок цих трьох елементів закону Ома; Вольт, Ом та Ампер, має математично врівноважуватися.

Давайте розглянемо приклад; скажімо, у нас є розетка на 120 В та фен. Якщо фен встановлений на низький рівень, він споживатиме 7 амперів. Опір навантаження становить близько 17 Ом, але якщо ми змінимо налаштування на високий рівень, споживання струму збільшиться до 12 ампер, а опір навантаження зменшиться до 10 Ом.

Якщо Ом (Ω) збільшується, струм (A) зменшується, а якщо струм (A) збільшується, Ом (Ω) зменшується.

Корисні формули див. у Додатку A.

Електричні ланцюги

В електричній системі існує два способи з'єднання навантажень у ланцюг: послідовне та паралельне.

У послідовному ланцюзі кожен пристрій з'єднаний разом у лінію. Струм протікає через кожен пристрій, підключений до ланцюга. Якби ви збільшили резистор у послідовному ланцюгу, показаному нижче, світло б потьмяніло. Ви обмежили потік або доступний струм для світла.

У послідовному ланцюзі навантаження всередині ланцюга впливають на потік електроенергії до інших навантажень.

У паралельному ланцюзі до кожного пристрою прикладається однакова напруга. Струм може вільно проходити через кожен пристрій, не впливаючи на інший. З цієї причини наші будинки підключені паралельно.

У паралельному ланцюзі навантаження всередині ланцюга не впливатимуть на потік електроенергії до інших навантажень.

При виконанні вимірювань за допомогою цифрового мультиметра важливо пам'ятати, що вимірювання напруги виконуються при паралельному підключенні вимірювальних проводів, а вимірювання струму проводяться при послідовному підключенні вимірювальних проводів.

Технічна примітка: Помилка номер один під час використання сучасних мультиметрів — спроба виміряти напругу за допомогою вимірювальних проводів у гніздах струмового входу. Вхідний опір гнізд струмового входу знаходиться в діапазоні від 0,1 до приблизно 8 Ом в залежності від виробника. Цей низький імпеданс нагадує коротке замикання при вимірі напруги. Внаслідок цього низького опору та можливого короткого замикання більшість гнізд струмового входу мультиметрів оснащені запобіжниками для захисту. Добре сконструйовані вимірювачі будуть використовувати для цього захисту запобіжник високої енергії, але ви перегорите запобіжник, якщо проводитимете тестування таким чином.

Типи мультиметрів

Існує два поширені типи мультиметрів: аналогові та цифрові. Цифрові мультиметри (DMM) є найпоширенішими. Вони використовують технологію рідкокристалічного дисплея (ЖК-дисплея) для отримання більш точних показань. Інші переваги включають вищі вхідні імпеданси, які не навантажуватимуть чутливі схеми, і захист входу.

Аналогові мультиметри використовують рух стрілки та калібровану шкалу для відображення значень. Вони були популярні протягом багатьох років, але останнім часом їх кількість скоротилася. Кожен вольтметр має внутрішній опір чи імпеданс. Вхідний імпеданс аналогового лічильника виявляється у «Омах на вольт».

Вхідний опір аналогового вимірника виявляється у «Омах на вольт». У цьому прикладі опір змінного струму становить 5000 Ом на вольт. Якщо хочу виміряти 120 В змінного струму, вхідний опір буде 5000 x 120 чи 600 000 Ом.

Технічна примітка: Аналогові вимірювачі Внутрішній опір вимірювача ланцюга, що паралельно вимірюється. Ви хочете, щоб цей опір чинив якомога менший вплив на вимірювання, тому чим вищий опір, тим краще. Для більшості електричних вимірювань цей ефект мінімальний, але для чутливої ​​електроніки ефект доданого опору може бути значним. Це лише один із недоліків аналогового вимірювача. Однак є кілька корисних застосувань для аналогових вимірювачів, тому вони не зникнуть завтра.

Цифровий мультиметр (DMM) оснащений цифровим або рідкокристалічним дисплеєм (ЖКД). Покази вимірювань відображаються у вигляді цифрових значень на РК-екрані. Дисплей також попереджає вас про будь-які відповідні символи та попередження.

Технічна примітка: цифрові мультиметри та кліщі-вимірювачі використовують у собі різні методи для вимірювання змінної та постійної напруги, опору та сили струму. Перевагою цифрового мультиметра є його точність та захист входу. Його вхідний опір або імпеданс дуже високі, в діапазоні від 1000000 до 10000000 Ом, тому він незначно впливає на вимірювання. У якісних вимірниках його входи також захищені від несправностей та неправильного використання. Сучасні контрольно-вимірювальні прилади приділяють багато уваги архітектурі захисту від навантаження. Більшість цифрових вимірювачів відповідають деяким стандартам безпеки, таким як UL601010 або IEC (Міжнародна електротехнічна комісія).

ДАЛІ БУДЕ...

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