Какой источник питания используется в мультиметре

19

Питание цифрового мультиметра от сети 220В

Тема сетевого питания компактных цифровых мультиметров не нова, она неоднократно поднималась на страницах радиолюбительской литературы. В частности, этот вопрос подробно исследован в [1].

Источник питания мультиметра должен обеспечивать гальваническую развязку выходной цепи от питающей сети при малой (не более 20. 30 пФ) проходной ёмкости, быть простым и компактным.

Оптимальная на сегодня структура сетевого источника питания для мультиметра — стабилизированный понижающий преобразователь переменного напряжения в постоянное с трансформатором, работающим на повышенной (десятки и сотни килогерц) частоте. Среди множества подобных конструкций заслуженной популярностью у радиолюбителей пользуется, например, устройство [2].

На взгляд автора, слабое место таких источников — высокочастотный трансформатор, который приходится изготавливать самостоятельно. Вместе с тем это — наиболее ответственная часть преобразователя. Именно от его качества зависит как исправная работа мультиметра, так и безопасность работы с ним.

Зная об этом, некоторые радиолюбители, не имеющие навыков изготовления трансформаторов, просто не берутся повторять подобные устройства, чтобы не рисковать дорогостоящими приборами.

Один из путей достижения хорошей повторяемости любой конструкции — отсутствие в её составе деталей самостоятельного изготовления, а также дефицитных. Такой подход благоприятен и для ряда других качеств конструкции — надёжности, простоты изготовления, ремонтопригодности.

С учётом изложенного автор разработал и предлагает радиолюбителям свой вариант сетевого источника питания для портативного цифрового мультиметра. Устройство отличается простотой и не требует налаживания.

Основные технические характеристики

• Выходное напряжение, В — 9
• Максимальный ток нагрузки, мА — 20
• Относительная нестабильность выходного напряжения при изменении тока нагрузки от нуля до максимума, % — 0,4
• Амплитуда пульсаций выходного напряжения, мВ — 15
• Проходная ёмкость, пФ — 5
• Сопротивление изоляции выходной цепи от питающей сети, МОм, не менее — 1000
• Электрическая прочность изоляции, В — 1000

Принципиальная схема

Устройство, схема которого приведена на рис. 1, представляет собой двухступенчатый преобразователь переменного напряжения в постоянное. Необходимые для питания мультиметра параметры выходного напряжения в нём формирует линейный интегральный стабилизатор DA2.

Рис. 1. Принципиальная схема блока питания.

Первой ступенью преобразователя служит готовое устройство, которое сегодня есть практически у каждого, — зарядное устройство для сотового телефона с выходным напряжением 5 В (А1). Через разъём Х1 его напряжение поступает на вход второго, повышающего преобразователя А2 — микросборки PSD-0512ELF (DA1), работающей на частоте около 100 кГц.

Напряжение на выходе этой микросборки — 12 В, причём её выходная цепь изолирована от входной. Именно параметры этой изоляции указаны в основных технических характеристиках устройства. На самом деле они ещё выше, поскольку выходная цепь зарядного устройства тоже изолирована от сети.

Дополнительное достоинство описанной структуры — возможность питать мультиметр от любого источника постоянного напряжения 5 В, в том числе от входящего в состав проверяемого мультиметром устройства.

Резистор R2 обеспечивает начальную нагрузку зарядного устройства до тех пор, пока не начнёт работать преобразователь микросборки DA1. Резистор R1 служит минимальной нагрузкой для этой микросборки, ведь ток, потребляемый основной нагрузкой (мультиметром), невелик и зависит от режима работы мультиметра, а работа без нагрузки микросборке противопоказана.

Выходное напряжение микросборки поступает на интегральный стабилизатор (DA2), который понижает его до 9 В. С выхода стабилизатора напряжение подано на мультиметр через ФНЧ C2L1C3 с частотой среза около 50 кГц, что препятствует проникновению в мультиметр и проверяемое устройство высокочастотных помех, создаваемых микросборкой DA1. Конденсатор С2, кроме того, устраняет возможное самовозбуждение стабилизатора DA2.

Несколько слов о выборе интегрального стабилизатора DA2. Идеальным вариантом было бы применение здесь микросхемы 78L09 с выходным напряжением 9 В. Однако эти микросхемы сегодня не пользуются большим спросом, поэтому магазины зачастую их просто не заказывают, вследствие чего найти их в продаже сложно.

Поэтому использован более распространённый интегральный стабилизатор серии 78L05, напряжение стабилизации которого 5 В увеличено до 9 В включением в цепь его общего провода стабилитрона VD1.

Поскольку этот стабилитрон имеет номинальное напряжение стабилизации 3,6 В, напряжение на выходе стабилизатора DA2 увеличивается, строго говоря, лишь до 8,6 В, однако для работы мультиметра этого вполне достаточно.

Детали источника (за исключением зарядного устройства для сотового телефона) размещены на печатной плате размерами 39×20 мм, чертёж которой изображён на рис. 2. Обратите внимание, что на чертеже отсутствует разъём Х1, оставлено лишь место для его установки.

Рис. 2. Печатная плата для блока питания.

Дело в том, что предполагается использование зарядного устройства со штатным разъёмом, подключаемым к сотовому телефону, а этот разъём для разных телефонов может быть разным.

Поэтому, приступая к изготовлению описываемого устройства, необходимо сначала определить тип нужного разъёма, найти такой же и откорректировать чертёж печатной платы для его размещения. Это даст возможность использовать зарядное устройство как по прямому назначению (для зарядки аккумулятора телефона), так и для питания мультиметра.

Питание мультиметра. Li-ion вместо кроны. Защита от разряда, таймер

Долгое время пользовался мультиметром DT9202A, в очередной раз села «крона», а покупать новую было в лом. Решил купить новый мультиметр. В качестве замены выбрал Fluke 15B+. Ну а старый мультиметр бросил в коробку с хламом. Пролежал он там пару лет, пока я в очередной раз не наткнулся на него.

Вроде бы и выкинуть жалко, и пользоваться нельзя, и на запчасти разобрать рука не поднимается, ведь мультиметр исправно служил мне в течении нескольких лет. Было решено сделать ему новую систему питания. Хотелось подойти к делу основательно, а не гнать вот такую халтуру:

Хотелось запитать мультиметр от Li-ion аккумулятора, но возник ряд проблем:

• Напряжение питания мультиметра 9 вольт, нужен повышающий преобразователь;
• Штатная система автоотключения перестанет работать, нужно городить свою;
• Необходимо защитить аккумулятор от переразряда;
• Нужно чтобы на борту был контроллер зарядки аккумулятора с индикацией.

Кроме того, хотелось собрать конструкцию из дешевых и доступных деталей, и главное — без использования микроконтроллеров. Решать такую простейшую задачу на микроконтроллере как-то скучно и не интересно. Да и радиолюбители-новички будут не против «прокачать» свои мультиметры, используя радиодетали с помойки 😉

После нескольких вечеров, проведённых с паяльником и макетной платой, родился такой вот монстр:

Основные характеристики:

• Выходное напряжение 9 В
• Напряжение питания 3,6. 4,2 В
• Напряжение срабатывания защиты от разряда 3,6 В
• Ток заряда аккумулятора 250 мА
• Таймер автоотключения 5 мин

А так выглядит устройство в сборе:

На одной стороне платы расположены SMD компоненты, а на другой стороне находится аккумулятор от старого мобильника. Изначально я хотел поставить аккумулятор Nokia BL-5C, но он оказался на 2 мм длиннее отсека и не влез по размерам.

Пришлось ставить мелкий аккумулятор Nokia BL-4B. Закрепил его при помощи двустороннего скотча.

Для внедрения новой системы питания в мультиметр, необходимо:

1. Превратить штатный выключатель в тактовую кнопку, удалив фиксирующий элемент;
2. Продолбить необходимые отверстия, разместить плату в корпусе;
3. Соединить плату питания с платой мультиметра.

1. Модификация кнопки

Так как штатная кнопка включения имеет фиксацию, пришлось немного доработать её. Для этого нужно вскрыть корпус кнопки, удалить оттуда фиксирующий элемент, и собрать всё как было 😉

Теперь кнопка не фиксируется при нажатии, и работает как обычная тактовая кнопка.

2. Сверление отверстий, размещение платы в корпусе

Плата питания содержит контроллер зарядки аккумулятора. Подзарядка осуществляется через разъём USB-B, который был весьма уютно размещён в корпусе мультиметра.

В батарейном отсеке пришлось уменьшить высоту стенок, чтобы они не мешали плате.

В верхней части корпуса были вырезаны отверстия для разъёма USB и для светодиода, отображающего процесс зарядки.

Во время зарядки светодиод горит, по окончании зарядки — гаснет.

Плата фиксируется в корпусе мультиметра без единого болта. Продавить USB гнездо мешает ступенька в корпусе. Достать гнездо наружу мешает форма платы, повторяющая внутреннюю часть корпуса. Шевелить плату влево-вправо мешают стенки батарейного отсека. Наклонить плату вверх мешает аккумулятор, наклон вниз блокирует стенка батарейного отсека. Плата сидит внутри крепко, как влитая.

3. Подключение платы питания к мультиметру

Ниже представлена штатная схема автоотключения мультиметра. Отрубает питание примерно через 10 минут работы.

При использования мультиметра совместно с моей платой питания, штатную схему нужно немного модернизировать:

Так как на моей плате для питания мультиметра использован DC-DC преобразователь, таймер автоотключения должен обесточивать питание до преобразователя. Родной таймер автоотключения стоит в самом мультиметре, то есть после преобразователя. При срабатывании автоотключения, родная схема обесточит мультиметр, а преобразователь продолжит работать, разряжая аккумулятор. Поэтому такой вариант не годится. Пришлось сделать свою систему автоотключения, а штатную обойти, подав питание непосредственно на измерительную часть схемы (цепь V+). Также необходимо демонтировать штатную колодку «кроны» и конденсатор C19.

Ставим перемычку на резистор R53.

Подключаем плату питания к мультиметру при помощи трёх проводов:

• GND
• MULTIMETER_9V
• MULTIMETER_ON

Внедрение новой системы питания прошло безболезненно. Даже не пришлось резать ни одной дорожки на плате мультиметра. Устройство не требует настройки и начинает работать сразу после сборки.

Описание работы схемы.

На операционном усилителе DA2.1 собран узел защиты от разряда аккумулятора. Напряжение отключения задаётся номиналами делителя R4R7. В качестве источника опорного напряжения используется микросхема линейного стабилизатора DA1 (LM1117). Стабилизатор нагружен резистором R3, так как не умеет работать без нагрузки.

На операционном усилителе DA2.2 собран таймер автоотключения. При включении питания заряжается конденсатор C3, затем он постепенно разряжается через резистор R10. Время срабатывания таймера задаётся номиналами C3R10. При срабатывании таймера открывается транзистор VT3, заставляя сработать схему защиты от разряда.

Операционный усилитель DA2 (LM358) работает как компаратор, поэтому может быть заменён на микросхему компаратора LM393.

На микросхеме DA4 (MC34063) собран импульсный повышающий преобразователь, который выдаёт напряжение 9 вольт для питания мультиметра.

На микросхеме DA3 (TP4056) собран узел автоматической зарядки аккумулятора. Во время зарядки светодиод HL1 светится, по окончании зарядки — гаснет.

На схеме есть кнопка отключения, но я её не использовал, т.к. хватает таймера. Питание отключается автоматически по таймеру, время задаётся номиналами C3R10. Желающие могут для отключения питания задействовать кнопку «HOLD», всёравно толку от неё никакого.

Правила эксплуатации мультиметра

Перед ознакомлением с особенностями эксплуатации мультиметра следует обратить внимание на то, что этот прибор относится к группе универсальных измерительных устройств, совмещающих в себе сразу несколько функций. При этом он может использоваться как для измерения переменных и постоянных напряжений, так и для определения силы тока в нагрузке, то есть в качестве амперметра. Кроме того, с его помощью можно померить сопротивление участка цепи и ряд других электрических параметров.

Приведение в рабочее состояние

Сразу же после приобретения цифрового устройства следует внимательно ознакомиться с правилами эксплуатации, приводимыми в инструкции для пользователя.

Если речь идет о переносной модели, то согласно правилам эксплуатации необходимо открыть отсек питания мультиметра и подключить к имеющимся там контактам «Крону» или аккумулятор на 9 Вольт. (Нужная полярность подсоединения обеспечивается при этом за счёт особенностей конструкции каждого из двух соединительных гнёзд).

При проведении операций по установке батареи питания круговой центральный переключатель мультиметра должен находиться в положении «Off» («Выключено»).

После закрытия отсека с установленным в него элементом следует проверить надёжность подключения, переведя круговой переключатель в произвольно выбранное положение. В случае если всё сделано правильно, табло мультиметра сразу же должно загореться. При этом на нём высветятся соответствующие выбранному диапазону значки.

Эксплуатационные характеристики

Характеристики и порядок работы с цифровым измерительным прибором удобнее всего рассмотреть на примере такой распространённой модели мультиметра как «DT 832». Эксплуатация этого прибора в бытовых условиях подтвердила его высокую надёжность и достаточную точность.

Помимо указаний по величине предельно допустимых значений параметров в различных режимах работы, обязательно обратите внимание на следующие моменты:

• способ индикации измеряемых показаний – цифровой;
• выбор режимов и пределов измерения – вручную;
• тип индикатора – ЖК-дисплей;
• электронная защита от перегрузок (имеется или нет);
• уровень безопасности согласно ГОСТ Р 52319 или его аналога МЭК61010-1 – КАТ II 600 B;
• изоляция корпуса мультиметра – двойная, класс «2»;
• степень защищённости по ГОСТ 14254 – IP20.

Все они указаны в инструкции по эксплуатации. Для бытовых нужд приобретают преимущественно цифровые мультиметры с жидко-кристаллическим дисплеем.

Подготовка к измерениям

Настройка мультиметра перед началом работ предполагает подготовку его измерительной схемы. Это часть правил эксплуатации. При сборке схемы входящие в комплект поставки шнуры вставляются в гнёзда мультиметра.

При этом разъёмный конец шнура чёрной расцветки втыкается в гнездо «COM», соответствующее русскому «Общий». Сразу вслед за этим соединительный конец провода в изоляции красного цвета вставляется в измерительное гнездо с маркировкой «VΩmA».

Для измерения токов значительной величины этот конец следует вставить в отдельно расположенный разъём под обозначением «10 Ампер» («10 ADC»).

По завершении сборки измерительной цепи центральный круговой переключатель устанавливается в положение, соответствующее измеряемой величине (выставляется требуемый режим работы). При этом возможно несколько вариантов измерений:

для определения действующих значений напряжения указатель переключателя устанавливается в секторах с обозначениями «DCV» (для постоянного) или «ACV» (для переменного). Выбирается диапазон, соответствующий предполагаемому напряжению или самый большой, если предполагаемая величина неизвестна;
• настроить мультиметр на измерение сопротивления можно будет, если установить круговой коммутатор в положение, обозначаемое как «Ω», что соответствует русскому «Омы»;
• при необходимости измерить ток в цепи тот же переключатель переводится в положение, при котором его «носик» располагается напротив сектора, обозначенного как «DCA»;
• и, наконец, для выбора режима работы «прозвонка», «проверка диодов», «измерение ёмкости» или «генератор» необходимо установить указатель напротив соответствующего значка.

Настройка мультиметра завершается выбором нужного предела, определяемого в соответствии со значением измеряемой величины. Так, для переменного напряжения этот выбор ограничен двумя величинами: «750» и «200».

С предельными значениями других измеряемых параметров можно ознакомиться в инструкции с правилами эксплуатации. Для рассматриваемой модели они были приведены выше.

Проведение измерений

После подготовки мультиметра к работе можно переходить непосредственно к самим измерительным операция. Порядок их проведения зависит от вида регистрируемой величины.

Согласно правилам эксплуатации электрических измерительных приборов, для определения действующего напряжения в цепи необходимо сделать следующее.

Оголёнными концами проводов (щупами) следует прикоснуться к двум точкам схемы, разность потенциалов между которыми требуется определить.

Подключение мультиметра к участку цепи при измерении силы тока осуществляется по другой схеме. В этом случае щупы фиксируются на контактах проводов в месте разрыва измеряемой цепочки.

Полярность измерения напряжения в режиме «DCV», а также тока на любом из пределов измерений соблюдать необязательно. Мультиметр автоматически определяет её нарушение, ставя значок « — » перед индицируемой величиной. Однако такое правило распространяется не на все модели, поэтому желательно изучить инструкцию по эксплуатации мультимтера.

Для определения сопротивления участка цепи или отдельного элемента следует полностью отключить их от схемы и зафиксировать щупы на оголенных и хорошо зачищенных концах.

Всё сказанное справедливо и для случаев, когда возникает необходимость подключить мультиметр в режиме «прозвонки» цепей и диодов или измерения ёмкости конденсатора (при наличии этой функции).

Для получения надёжного контакта с измеряемой цепью во всех рассмотренных выше случаях рекомендуется применять специальные захватывающие зажимы (так называемые «крокодилы»).

Для измерения параметров транзисторов на корпусе прибора имеется отдельная панелька с отверстиями под контакты полупроводникового элемента.

Питание цифрового прибора от сети

Вопрос о том можно ли заряжать элемент питания мультиметра имеет смысл лишь в тех случаях, когда в приборе используется аккумулятор стандарта 6F22 на 9 Вольт (аналог «Кроны»).

При необходимости его подзарядка осуществляется согласно инструкции по эксплуатации, прикладываемой к специально разработанному для этих целей 9-вольтовому зарядному устройству.

Относительно проблемы питания компактных цифровых мультиметров от сети необходимо отметить следующее.

Питание мультиметра от сети возможно лишь при условии, что используемая для этих целей электрическая схема сможет обеспечить гальваническую развязку первичной и вторичной цепей (при проходной ёмкости не более 20…30 пФ). Помимо этого само преобразовательное устройство должно быть достаточно простым и компактным.

Для соответствия этим условиям источник питания должен включать в свой состав импульсный трансформатор, обеспечивающий преобразование сетевого напряжения с минимальными потерями.

Помимо этого, в нём следует предусмотреть схему стабилизации пониженного до требуемого значения напряжения и поддержания её на уровне 9 Вольт.

При наличии определённого опыта работы с электронными схемами такой блок питания для мультиметра может быть изготовлен самостоятельно. Для этого следует запастись всеми необходимыми деталями и собрать устройство согласно рисунку.

Изготовленный таким образом импульсный блок питания отличается невысокой проходной ёмкостью и малыми габаритами. Благодаря этому он при желании может быть обустроен непосредственно в батарейном отсеке прибора.

Дополнительная информация: Недостатком использования сетевого блока питания является то, что эксплуатация мультиметра в этом случае возможна лишь при наличии поблизости электрической розетки.

Мультиметр. Назначение, виды, характеристики и выбор

Измерение различных параметров электрических цепей и их элементов выполняется специализированным прибором, из-за своей универсальности получившим название — мультиметр.

Простейшие модели по функционалу сравнимы с авометрами (сокращенно от ампервольтомметра), то есть способны измерять сопротивление, силу тока и напряжение.

Современные же продвинутые приборы в дополнение могут измерять параметры радиодеталей, вроде емкости конденсаторов, работоспособности транзисторов, применяться для определения температуры и многих других целей.

Учитывая, что это распространенное устройство среди домашних мастеров и специалистов, занимающихся ремонтом электрического и электронного оборудования, производители выпускают все более функциональные модели, совмещающие в одном корпусе более 10 различных измерительных приборов.

Назначение мультиметров

Мультиметр предназначен, в первую очередь, для измерения напряжения, силы тока и сопротивления в электрической цепи и на отдельных ее узлах.

То есть устройство в одном корпусе совмещает вольтметр, амперметр и омметр.

В зависимости от конструкции и количества дополнительных функций, его используют для проверки целостности цепи, контроля и определения параметров ее элементов.

Также мультиметром можно измерять величины постоянного и переменного тока.

Устройство и характеристики

В стандартном исполнении мультиметр представляет собой прямоугольный разборный корпус с панелью управления, защищающий всю начинку, включая источник питания (чаще всего батарейка типа “Крона”), от воздействий окружающей среды.

На его лицевой стороне расположена шкала или цифровой индикатор, предназначенные для отображения результатов измерений.

Обычно по центру находится переключатель режимов работы и диапазонов измерений.

Для удобства на корпусе имеются несколько отверстий гнезд (чаще 3 или 4), предназначенные для подключения двух щупов, которые идут в комплекте.

Одно из гнезд обозначается как “COM”, и к нему подключается минусовой щуп, как правило окрашенный в черный цвет.

Остальные гнезда предназначены для второго щупа, окрашенного в красный цвет.

В зависимости от конкретного диапазона измерений или типа, штекер последнего вставляется в соответствующее гнездо, каждое из которых подписано условным обозначением.

Важно!

Неверное подключение щупов приводит к поломке мультиметра прямо во время замеров.

Режимы и функции мультиметров

Мультиметр имеет следующие основные рабочие режимы:

• ACV – режим измерения напряжения переменного тока.
• DCV – режим измерения напряжения постоянного тока.
• DCA – режим измерения силы постоянного тока.
• Ω – режим измерения электрического сопротивления цепи и ее отдельных элементов.

Кроме стандартных функций, прибор может иметь один или несколько из следующих дополнительных режимов:

• Измерение: силы переменного тока, электрической емкости и частоты напряжения. Некоторые модели способны измерять большие значения силы тока (посредством специальных токовых клещей), сопротивления. В последнем случае мультиметр требует подключения внешнего источника питания и способен измерять сопротивления со значениями до нескольких сотен МОм. Если прибор поддерживает работу с внешней термопарой или другим подобным датчиком, у владельца появляется возможность замерять температуру. В редких случаях устройство способно определять индуктивность.
• Прозвонка – режим, предназначенный для измерения сопротивления, причем в случае его низкого значения (у большинства приборов порог составляет 50 Ом) срабатывает световая или чаще звуковая сигнализация. Прозвонкой проверяется целостность электрической цепи.
• Тест: транзисторов, диодов. При помощи первой функции можно определить статический коэффициент передачи тока, проверить полупроводниковый транзистор. Вторая функция позволяет определить полярность полупроводникового диода и проверить его целостность в общем.
• Генерация тестового сигнала – позволяет проверить функционирование линий передачи и усилительных трактов.

Что касается дополнительных возможностей, то конструкцией некоторых моделей мультиметров могут быть предусмотрены:

• Защита от перегрузок – обеспечивает автоматическое отключение прибора и клеммы щупа от цепи при измерении напряжения, значение которого превышает допустимое. Также мультиметры оснащаются индикатором перегрузки, оповещающим о превышении значений измеряемого напряжение в определенном диапазоне.
• Защита входных цепей в случае, когда мультиметр находится в режиме замера сопротивления, но на щупы было подано напряжение.
• Защита от тока короткого замыкания при попытке измерить напряжение мультиметром с активированным режимом измерения силы тока. Как правило, такая защита реализуется посредством автоматических выключателей или плавких предохранителей.
• Индикатор разряда батареи.
• Встроенная память для записи и хранения результатов измерений.
• Автовыключение – повышает продолжительность работы встроенного источника питания. Мультиметр самостоятельно отключается по истечении определенного времени в случае, если он не использовался.
• Регистрация данных – для обнаружения эпизодических и трудноуловимых неисправностей.
• Подсветка шкалы или дисплея – для работы в условиях с недостаточным уровнем внешнего освещения.
• Фиксирование результатов – для непрерывного отображения текущего или максимального значения.
• Автоматическая установка пределов измерений. В отличие от ручного выбора пределов, где мастеру необходимо самостоятельно контролировать положение переключателя диапазонов, прибор самостоятельно подбирает наиболее подходящий предел.
• Часы реального времени – предназначены для автоматического включения мультиметра, для снятия показаний в определенное время.

Некоторые современные профессиональные цифровые мультиметры, ко всему прочему, могут похвастаться многоязычностью интерфейса.

Материал и форма корпуса

Как правило, корпус портативного мультиметра изготавливается из прочного пластика, не поддерживающего горения, часто имеющего по бокам прорезиненные вставки.

Для защиты от ударов прибор может быть помещен в резиновый чехол.

В большинстве случаев корпус имеет ярко выраженную прямоугольную форму с четкими, либо скругленными гранями.

Корпус стационарных мультиметров изготавливается из металла и пластика, его форма и внешний вид напоминают автомобильную магнитолу, особенно лицевой панелью, где расположен дисплей со всеми регулировочными ручками и кнопками управления.

Размеры и вес мультиметров

Для удобства использования портативных мультиметров, их корпус имеет в среднем размеры:

• Высота: 100 – 200 мм
• Ширина: 60 – 100 мм
• Толщина: 20 – 40 мм

Вес подобных устройств составляет порядка 110 — 700 г.

Чем качественнее исполнен прибор, чем больше имеет функций, тем больше он весит.

Питание мультиметров

Стационарные мультиметры питаются от бытовой сети 220 В.

У портативных вариантов имеется встроенный аккумулятор или батарейки, например, типа АА или “Крона”.

Также существуют модели с подключением к внешнему блоку питания.

Длительность работы мультиметра на батарейках при интенсивной его эксплуатации оставляет желать лучшего (2 – 3 месяца), а потому радиолюбители не отказываются доработать прибор, собрав самостоятельно к нему сетевой источник питания.

Некоторые модели имеют возможность запитки от электросети или от батарей, в таких случаях блок питания идет в комплекте.

Корпус некоторых моделей, особенно китайского производства, для замены батареек требуется полностью разобрать, то есть снять заднюю крышку.

Не секрет, что после подобных действий на мультиметр более не распространяется гарантия, что стоит учесть при покупке и уточнить этот момент у продавца или производителя.

Методы испытаний цифровых мультиметров, а также общие технические требования в полной мере описаны в ГОСТ 14014-91.

Каждый прибор в обязательном порядке должен иметь паспорт, который удостоверяет гарантированные изготовителем его технические характеристики и параметры.

Кроме того, зарегистрированные в Госреестре средства измерений (СИ) точно соответствуют всем стандартам, предъявляемым к ним на территории Российской Федерации, и официально допущены к применению.

Для подтверждения регистрации в реестре такие мультиметры получают соответствующий сертификат.

Метрическая система и погрешность

Цифровые мультиметры выводят результаты измерений на экран в метрической системе.

При этом для приборов существует такое понятие, как разрядность, указывающая, сколько полноценных и ограниченных разрядов может отображаться на экране.

Этот показатель тесно связан с погрешностью измерителя, а для большинства простейших моделей составляет 2,5 (погрешность около 10%).

Для разрядности 3,5 погрешность обычно – 1,0%, для 4,5 – 0,1%.

Последнее значение разрядности указывает, что дисплей отображает 4 полных разряда (цифры 0 — 9) и 1 в ограниченном диапазоне (0 — 1), а это показания в пределах 0,0000 – 1,9999.

Существуют модели с разрядностью выше 5.

Кроме простой записи, где до запятой указывается количество полных разрядов, а после – ограниченный диапазон в пределах 0 – 1, существует и другая, вида x^y/z, например, 4^5/6. Тут 4 (х) указывает на количество полных разрядов, 5 (y) – максимальное значение неполного разряда, 6 (z) количество значений, которое может принимать неполный разряд (0, 1, 2, 3, 4, 5 – это 6 цифр).

Встречаются прецизионные мультиметры, дисплей которых имеет 8,5 разрядов, однако их погрешность сильно зависима как от самого измеряемого параметра, так и от конкретного поддиапазона. В среднем же погрешность для 5 и более разрядов составляет 0,01% и ниже.

Поверка и калибровка

Мультиметры, занесенные в Госреестр, проходят обязательную первичную и периодическую поверку с интервалом в 1 год, которая включает в себя метрологический контроль каждого измерительного канала.

Первичная калибровка мультиметров выполняется еще на заводе, при этом в паспорте производитель указывает максимально допустимый диапазон отклонений.

Тем не менее, два одинаковых прибора могут быть откалиброваны с разной точностью.

Для мультиметров существует методика калибровки, которая требует установки исходного параметра образцового напряжения – VREF.

Максимально точные результаты замеров получаются при условии, что образцовое напряжение равно идеальному.

За источник образцового напряжения в домашних условиях можно взять микросхему REF5050 на 5 В, погрешность которой составляет всего 0,05%.

То есть калибровка показаний каждой величины осуществляется подключением прибора к источнику этой же величины с ее известными параметрами и небольшой погрешностью источника.

Виды мультиметров и их цена

По принципу работы и способу вывода результатов измерений мультиметр бывает:

Аналоговый

Ииспользуется преимущественно в условиях сильных радиопомех.

Это классический стрелочный авометр с градуированной шкалой.

В последнее время подобные приборы практически вытеснены с рынка из-за достаточно низкой точности измерений.

Однако такой мультиметр в работе крайне надежен и его продолжают применять для решения специфических задач, например, для отслеживания плавных изменений измеряемых величин.

Цифровой

Обладает высокой точностью измерений, оснащается компактными электронными компонентами и жидкокристаллическим экраном.

Основа прибора – аналогово-цифровой преобразователь в составе контроллера.

Микросхема имеет блок для проведения анализа напряжения.

Небольшие размеры, удобство использования и наименьшая погрешность – основные достоинства такого мультиметра, однако, его начинка крайне чувствительна к электромагнитному излучению, в частности, радиопомехам.

Комбинированный

В одном корпусе объединены оба описанных выше прибора.

Результат измерений выводится как на ЖК дисплее, так и посредством обыкновенной шкалы со стрелкой.

Электронный мультиметр для своей работы требует источник питания, а потому в свою очередь бывает:

Стационарный

С подключением к внешнему блоку питания или непосредственно к бытовой сети.

Сетевой мультиметр, предназначенный для профессиональной деятельности – это высокоточный мультифункциональный прибор, способный выполнять среднеквадратические измерения, имеет режим REL (относительные измерения).

Настольная компоновка устройства в большинстве случаев предполагает его использование также совместно с автономными источниками питания, делая такой мультиметр мобильным.

Стоимость примерно от 100 тыс. рублей.

Портативный

Эту нишу занимает абсолютное большинство мультиметров.

Компактные размеры, питание осуществляется посредством батареек или встроенного аккумулятора, что делает их мобильными.

Кстати говоря, низкий заряд источника питания приводит к возрастанию погрешности прибора.

Сюда относится и карманный мультиметр, отличающийся крайне компактными размерами (с ладошку).

Такой мини-мультиметр питается от батареек типа ААА, имеет точность в пределах 0,5% – 2,0%, в зависимости от измеряемой величины, и дисплей максимум 3^1/2 (1999).

Стоимость примерно 200 – 500 рублей.

Цена полноразмерной многофункциональной профессиональной модели может превышать 50 тыс. рублей, в зависимости от точности.

По конструктивным особенностям и возможностям портативный мультиметр бывает:

Искробезопасный

Предназначен для работы во взрывоопасных зонах, например, в фармацевтической, нефтеперерабатывающей, химической отраслях.

Это пылезащищенные и удароустойчивые модели.

Стоимость почти всегда превышает 50 тыс. рублей.

Промышленный

Высокоточный прибор для работы в тяжелых условиях, часто идет со съемным дисплеем, что повышает удобство его использования на производственных объектах.

Цена в среднем 15 – 25 тыс. рублей.

Мультиметр-детектор

Позволяет определить наличие напряжения дистанционно.

Например, мультиметр с бесконтактным обнаружением напряжения подходит для проверки наличия тока в каком-либо проводе, поиска места прокладки проводки в стене квартиры.

Цена – от 1900 рублей.

Тестер-мультиметр

Сочетает в себе функции обыкновенного мультиметра и кабельного тестера.

Последний подключается к прибору через специальный разъем, служит для дистанционной прозвонки без удаления изоляции кабельных жил и телефонных линий.

Цена составляет примерно 5 тыс. рублей.

Клещи-мультиметр

Другое название токоизмерительные клещи.

Предназначен для измерения величин электрического тока бесконтактным способом без разрыва и нарушения работоспособности цепи.

В верхней части прибора находятся клещи-магнитопровод, которые, замыкаясь вокруг кабеля, работают по принципу одновиткового трансформатора.

Цена – от 600 рублей.

C тепловизором

Предназначен для поиска неисправностей электрооборудования, в частности, для обнаружения нагретых зон и элементов, свидетельствующих о некорректной работе последних.

Стоимость мультиметра-тепловизора — около 30 тыс. рублей и выше.

С функцией LCR-метра

Приборы, позволяющие измерять сопротивление, емкость, индуктивность, добротность, коэффициент затухания, эквивалентное параллельное и последовательное сопротивления, тангенс угла диэлектрических потерь.

Стоимость – от 8 тыс. рублей.

Автомобильный

Кроме стандартных функций, способен измерять угол замкнутого состояния контактов прерывателя трамблера и количество оборотов коленчатого вала.

Цена в среднем составляет 2,5 тыс. рублей.

С функцией измерения истинного СКЗ

Приборы с функцией среднеквадратического значения (СКЗ), позволяют определять независимо от импульсных искажений реальные эффективные значения переменного тока, и имеют маркировку «True RMS» .

Стоимость – от 1,5 тыс. рублей.

Автоматический

При работе самостоятельно определяет измеряемую величину и диапазон измерений.

Стоимость – 5 тыс. рублей и выше.

Мультиметр-мегаомметр

Способен измерять сопротивления с большими значениями, вплоть до ГОм.

Цена за качественные модели – от 50 тыс. рублей, зависит от верхнего предела измерений сопротивления изоляции.

Трехфазный

Как правило это прибор, предназначенный для установки в распределительные щиты, измеряет различные величины трехфазной сети переменного тока.

Цена — от 3 тыс. рублей.

Некоторые портативные и почти все стационарные мультиметры идут с USB интерфейсом.

Это приборы с подключением к ПК, которые вместе с программой, поставляющейся в комплекте, выводят на экран компьютера в режиме реального времени результаты измерений для регистрации, обработки, анализа и распечатки.

Какой мультиметр выбрать?

Выбирая мультиметр для дома, нет необходимости обращать внимание на модели, внесенные в Госреестр, так как это сказывается на их стоимости.

С бытовыми нуждами справится простой прибор с функциями авометра стоимостью 300 – 500 рублей.

Главное, чтобы его корпус был защищен от попадания пыли и влаги (IP67), а точность не была ниже 1%.

Некоторые модели не оснащаются звуковой прозвонкой, а именно эта функция используется домашними мастерами чаще всего, что следует учитывать.

Такой мультиметр подойдет и для ремонта автомобиля, а специалистам, занимающимся профессионально электросетями транспортных средств, лучше приобрести именно специальный автомобильный вариант.

Для профессиональной деятельности необходимо выбирать мультиметр с минимальными погрешностями измерений.

Обратить внимание важно на наличие именно требуемых функций и не переплачивать, например, за встроенный осцилограф.

Каждая дополнительная функция – значительное удорожание аппарата.

Что нужно знать о мультиметрах?

При работе мультиметром, до начала каждого измерения предварительно устанавливается измеряемая величина (вид измерения) и диапазон.

В случае, когда величина значения измерения неизвестна, прибор устанавливается на максимальный диапазон, который корректируется (понижается) после первого замера.

Корректировка выполняется таким образом, чтобы для полученного значения диапазон был минимальным.

Производители мультиметров

Среди производителей мультиметров внимание заслуживают:

• Зарубежные – Elitech, TESTBOY, Fluke, Testo, HAUPA, Top Tools, JTC, TOPEX, Mastech, TRISCO, NEO, Sturm, Ridgid, ProsKit, Extech.
• Отечественные – КВТ, ТЕК, МЕГЕОН, СЕМ, Актаком, РЕСАНТА, Фaza.

Заключение

Мультиметр — это универсальное устройство для работы с электрооборудованием, электропроводкой, электроприборами.