Как пользоваться мультиметром?

Мультиметр – весьма нужный инструмент в руках как начинающего, так и опытного мастера, ремонтирующего бытовые устройства и приборы самого разного назначения. Он даёт возможность измерять величину электрического напряжения, силу тока, сопротивление, ёмкость конденсаторов, «прозванивать» диоды и транзисторы, определять частоту электросигнала или питающего тока и даже измерять температуру в помещениях. Этот прибор сочетает в себе функции вольт-, ампер- и килоомметра, частотомера, индикаторной отвёртки, «прозвонки» и т. д.

Если вы только что приобрели новый мультитестер, первое, что нужно сделать – проверить наличие батарейки питания, без которой цифровой интерфейс и функции омметра не будут работать. Для питания применяют батарейки на 9 вольт или аккумуляторы небольшой ёмкости на напряжение 8,6 В, относящиеся к такому же типоразмеру. Если вы используете аккумулятор, зарядите его и убедитесь, что в нём напряжение штатное.

Правильно подсоедините провода со щупами – для этого в приборе имеются специальные клеммы, в которые и вставляются коннекторы. Чёрный щуп подключается к гнезду со значком заземления, красный – в гнездо «вольты, амперы и омы». Для начала работы нужно повернуть многопозиционный переключатель в любое положение, например, для измерения постоянного напряжения. Изначально он стоит в положении «Выключено». Некоторые мультиметры включаются не с выключателя, а отдельной кнопкой. Это удобнее, чем после каждого замера возвращать переключатель в позицию «Выключено», что негативно повлияет на его срок службы.

Особых настроек цифровой мультиметр не требует. В нём уже всё откалибровано. Единственное требование – батарейка не должна быть сильно разряжена: при снижении питающего напряжения с 9 до 7 вольт переменное напряжение в розетке окажется на уровне не 220, а 270 В, что очень легко проверить. Микроконтроллеры большинства дешёвых моделей (с ценой от 200 до 700 рублей) не находят применения для работы в условиях нехватки питания. Мультиметр будет «врать», завышая показания не на 1, как указано в инструкции, а на 30%. Более дорогие модели (от 1000 рублей) лишены такого недостатка: они всё ещё работают корректно, пока цифры и значки на ЖК-дисплее не станут бледными, едва различимыми. Затем прибор отключается. Установив батарейку, можно сразу же использовать мультиметр.

Самые широко распространённые параметры для измерения в быту – напряжение, сила тока и сопротивление нагрузочных элементов цепи. Именно по ним производится диагностика электроцепей в схеме любого устройства. Остальные параметры – производные от основных. Ими оснащены приборы, цена на которые выше в 10 и более раз по сравнению с моделями низшего ценового диапазона. Так, частота сигнала, индуктивность катушки, ёмкость конденсатора, «прозвонка» диодов и транзисторов, показания температуры и ряд иных параметров для мультиметра уже величины производные, которые и считает микропрограмма в процессоре после преобразования поступившего на щупы сигнала, переводя их в приемлемые единицы измерения.

В отличие от аналоговых (стрелочных) авометров, цифровые мультиметры берут на себя всю вычислительную работу, которую иначе выполнял бы сам мастер. Они защищены от случайной переполюсовки, например, при измерении напряжения или силы тока – при «не той» полярности результат будет показан отрицательным. На погрешности и точности случайная перестановка «плюса» и «минуса» никак не отразится. Вместо нескольких шкал в цифровом тестере используется единая цифровая матрица – точные показания на неё выводит всё та же микроэлектроника. Цифровой мультиметр не страдает от угла наклона своего корпуса, а считываемые показания, в свою очередь, не пострадают от «косого» угла обзора дисплея. Погрешность у аналоговых приборов значительно превышает 1% от измеряемой величины. В быту наиболее распространены недорогие модели мультиметров – DT-8xx, ZT-1xx. Их страна-производитель – Китай.

Мультиметр, включённый в режиме миллиамперметра, соединяется последовательно с другими элементами цепи в любом её месте, где нетрудно организовать разрыв. По незнанию или забывчивости, подключившись в режиме измерения силы тока параллельно, вы тут же спалите предохранитель. Если включён режим до 10 ампер (теоретически можно замерить и все 20), также используйте последовательное, а не параллельное, соединение прибора с другими элементами цепи. Искушение измерить ток короткого замыкания при параллельном включении приведёт к тому, что низкоомный шунт, не защищённый дополнительным предохранителем, может перегореть. Это приведёт к необходимости восстановления шунта.

Мультитестер в режиме вольтметра включается параллельно замеряемому падению напряжения. Параллельное включение с источником электропитания используется при непосредственном контроле напряжения на нём самом. Пользоваться мультиметром в режиме вольтметра, включённого в цепь последовательно, не имеет смысла – сопротивление вольтметра очень велико, чтобы запитываемое устройство штатно работало, даже если сам тестер отобразит нужное напряжение.

Омметр, как и амперметр, подключается без источника питания, так как имеет свой собственный. Другими словами, вольтметр, подключённый к источнику питания последовательно с замеряемым сопротивлением, используется как килоомметр, а амперметр в этом же режиме – как омметр. Такой подход применяется при создании стрелочных омметров. Цифровым же такая доработка не нужна – в них диапазоны измерения жёстко заданы на микроконтроллерном уровне. Выбираются эти пределы среди уже готовых с помощью всё того же многопозиционного переключателя. Подключение мультитестера в режиме омметра выполняется прикладыванием щупов к выводам эквивалентного сопротивления (ТЭНа, лампы накаливания, резистора, диода или транзистора при прямом токе, выдаваемом прибором). При этом внешнее питание схемы либо электроцепи должно быть выключено.

Проверить на работоспособность прибор в режиме омметра можно, замкнув на секунду щупы. На экране должно отобразиться нулевое значение сопротивления. У слишком длинных проводов сопротивление достигает 0,1 Ом. Для определения величины сопротивления сделайте следующее.

• Переведите омметр в режим «омы», выбрав нужный из диапазонов (из перечня «До 200 Ом» – «До 2 МОм»). Если сопротивление не удаётся даже примерно прикинуть, выберите максимальный диапазон – «До 2 МОм». На более многофункциональных мультитестерах диапазон измерений выставляется автоматически для получения наиболее точного значения.
• Приложите щупы к выводам резистора или иного эквивалентного сопротивления.

Прибор выдаст менее, чем за секунду, реальное сопротивление. Найти заявленное сопротивление в полностью неработоспособном элементе невозможно – обрыв цепи покажет на дисплее прибора бесконечность ом (единица с точкой или сообщение о перегрузке). Межвитковое замыкание, например, обмотки двигателя, укажет на заметное уменьшение её сопротивления. Короткое замыкание в питающем или сигнальном кабеле равносильно сопротивлению, близкому к нулю.

Чтобы «прозвонить» линию или провод (контур) заземления, сделайте следующее:

• отключите нужную пару проводов в кабеле (если он сигнальный, многопарный) на обоих концах кабельной линии;
• замкните эти провода на одном из концов кабеля;
• включите мультитестер в режиме «прозвонки» (значок динамика или ноты рядом с нужной позицией переключателя);
• приложите щупы к концам проводов на другом конце кабеля.

Если линия исправна – раздастся сигнал. При обрыве или ненадёжном контакте сигнала не будет. В зависимости от марки модели прибора на экране высветится единица с точкой или маркер «OL» («overloaded», или «перегружено»). Если на тестере нет режима «прозвонки» – включите диапазон измерений омметра «До 200 Ом». Нормальным в кабелях протяжённостью в десятки и сотни метров считается сопротивление от единиц до десятков ом. При большем сопротивлении пара проводов в кабеле считается непригодной для выполнения ответственных задач (например, связанных с пожарной сигнализацией).

В зависимости от модели мультиметра им возможно измерение и переменного тока. В дешёвых моделях мультитестеров измеряется лишь постоянный ток. Чтобы измерить постоянный ток, сделайте следующее.

• Включите мультиметр последовательно в разрыв цепи. Сила тока (потребляемый ампераж) во всех участках цепи одинакова – не имеет значения, сколько элементов подключено в одной линии.
• Переключите тестер в режим амперметра, переставив коннектор красного щупа в гнездо «10 А» и включив соответствующий диапазон измерения.
• Включите цепь, чтобы потребитель тока заработал. В простейшем случае это лампочка или светодиодный светильник.
• Тестер покажет, сколько ампер потребляет данный прибор. Это расход по току в час. Если на экране высветилось значение менее 0,2 A, то верните красный коннектор в гнездо «вольты, миллиамперы и омы» и включите предел измерений на 200 миллиампер. Если потребитель настолько маломощный, что для его работы нужен буквально микроток – переключайтесь вплоть до предела в 200 микроампер. При токе до 200 мА на дисплее отобразится индикация о превышении предела. Однако токи больше 1 А могут пробить предохранитель, установленный на шунте в 200 мА.

Если вам достался мультитестер, в котором есть режим измерения переменного тока, то ничего делать не нужно. Так, для измерения переменного тока в бытовой осветительной сети разрыв цепи организуется при помощи удлинителя с двумя любыми розетками, переключёнными с параллельного соединения на последовательное. В гнёзда любой из розеток включаются щупы, а сам амперметр переключается на режим «10 А». Сделайте следующее:

• переделайте удлинитель под последовательное включение розеток;
• вставьте щупы мультитестера в одну из розеток и переключите его в «10-амперный» режим;
• включите в другую розетку вилку потребителя – например, лампу накаливания, холодильник, кипятильник или маломощную электроконфорку с мощностью не более киловатта;
• когда ваш бытовой электроприбор запустится, считайте показания тестера и выключите вашу технику;
• отключите и разберите схему.

Чтобы произвести замер переменного тока мультиметром, не имеющим такой режим, вам потребуется всё тот же переделанный под последовательное соединение удлинитель и мощный резистор, намотанный нихромовой проволокой на керамическом или любом другом огнеупорном, жаростойком и жаропрочном изоляторе. Его сопротивление – 1 Ом. Сделайте следующее.

• Изготовьте мощный резистор в 1 Ом.
• Включите мультитестер в режим измерения переменного напряжения (например, на 200 В).
• Подключите щупы мультитестера параллельно резистору. Вставьте эту сборку в одну из розеток «последовательного» удлинителя, изготовленного ранее.
• Включите в другую розетку потребитель энергии.
• Сняв показания, моментально выключите прибор-потребитель.

По закону Ома, падение напряжения на 1-омном резисторе как раз и составит силу тока, что проходит через данный резистор. Однокиловаттная электроконфорка, подключённая через этот же резистор, выдаст падение напряжения на 4 с лишним вольта. Вот эта величина и будет потребляемым током – 4 с лишним ампера. Чем мощнее прибор-потребитель, тем быстрее и сильнее будет накаляться ваш резистор. Поэтому мощный потребитель нельзя включать более, чем на несколько секунд. Если изолятор резистора сделан не из керамики, а из пластика, то через несколько секунд проволока раскалится настолько, что каркас самодельного резистора начнёт плавиться.

Для замеров постоянного напряжения переключите мультиметр в соответствующий режим. Подключите щупы параллельно участку цепи или источнику питания, от которого запитывается вся цепь. Если напряжение неизвестно, начинают с верхнего предела (до 1000 В), постепенно опускаясь ниже. Так, измерение напряжения на щелочном аккумуляторе выполняется в режиме «2000 мВ» или «20 В». Замерить напряжение на 9-вольтовой батарейке можно в режиме «20 В» или «200 В».

Переменное напряжение (например, в розетке) замеряется только на пределе «750 В». Но при замерах, например, на выводах вторичных обмоток трансформатора, можно воспользоваться пределами «20 В» или «200 В». Частота переменного тока, напряжение которого замеряется, не должна превышать 150 Гц. Для замеров переменного напряжения в цепях с частотой, например, 400 Гц и более используют режим замеров постоянного напряжения через более высокочастотные диоды (вариконды) и мосты на их основе, пограничная частота которых имеет необходимый запас.

К прочим режимам относят измерение температуры, частоты тока, ёмкости конденсатора, индуктивности катушек, температуры воздуха. Вы можете выбрать соответствующий режим. Кроме температурного режима, остальные представляют ценность уже для специалистов, выполняющих более мелкий ремонт изделий. Величина ёмкости одного или нескольких электролитических конденсаторов, подозреваемых в поломке конкретного характера, замеряется следующим образом. Для этого включается режим замера ёмкости (в микро- или миллифарадах), а один из выводов конденсатора (или оба вывода) временно отсоединяется от места пайки. К выводам конденсатора и прикладываются щупы. Мелкие неполярные конденсаторы, чаще всего применяемые в радиоцепях схемы, потребуют выбора диапазона замера в нано- или пикофарадах.

Для проверки транзисторов существует специальное 4-выводное гнездо с пометками «эмиттер-база-коллектор-эмиттер». Вывод эмиттера продублирован, так как распиловка транзисторов следующая – «база-коллектор-эмиттер» или «коллектор-база-эмиттер». У разных транзисторов первые два электрода, отсчитываемые слева – база и коллектор, могут чередоваться. Вставив транзистор в это гнездо, переключите мультитестер в режим «hFe». Данный маркер означает величину h21 или коэффициент усиления по току. Отобразится значение коэффициента от 10 до сотен единиц.

Для проверки диода переключите мультиметр в режим «Диод». Для замера используйте щупы. Отобразится значение падения напряжения – от долей вольта до нескольких вольт. Катод на диоде должен подключаться к чёрному щупу, а анод – к красному. Если перевернуть диод – показаний не будет: диоды, как и переходы транзисторов, проводят ток лишь в одну сторону. «Пробитый» диод превращается в обычный проводник. Мультиметр здесь покажет нулевое значение.

Теоретически режим вольтметра ограничен максимумом в 2 кВ – дисплей показал бы значение в 750-1999 В. Но на практике предел по постоянному току ограничен в 1 кВ. По переменному же току этот максимум составляет 750 В. Провода мультиметра, особенно дешёвого, вряд ли выдержат тысячу и более вольт: ток «просочится» наружу через ослабленную изоляцию. Ни в коем случае не превышайте значения по напряжению, указанные на тестере.

Некоторые новички могут додуматься «измерить ток в сетевой розетке». Использование мультиметра, переведённого в режим «10 А» и подключаемого параллельно, недопустимо. Он сразу же сгорит – шунт не содержит предохранителя, который защитил бы входные цепи от повреждения. Весь заряд придётся на них, они легко повреждаются током более 20 А. Сгоревшая плата мультиметра восстановлению не подлежит. Человек же получит ожоги рук при расплавлении проводов на щупах. Сеть в частном доме или квартире отключится на автомате защиты, установленном в электрощитке. Не повторяйте этот эксперимент.

Нельзя работать с токами в мощных цепях (например, в автомобиле) с мультиметром. Для токов в десятки и сотни ампер воспользуйтесь более мощным замерителем. В таких цепях этот же мультиметр применяется лишь в режиме вольтметра, подключённого параллельно уже знакомому низкоомному резистору или мощному шунту с токовыми клещами. При работе в сетях с напряжением 110, 127, 220 и 380 вольт не забывайте о диэлектрических перчатках, инструментах с изолированными ручками, защитных очках и спецодежде. Особенно это актуально при работе в электроцепях, где отключить подачу напряжения сейчас невозможно. Категорически запрещено работать с мультиметром в отсеках трансформаторных подстанций и машинных отделений с напряжением более 1 кВ – это гарантированно сожжёт прибор, а мастер, возможно, получит ожог.

О том, как пользоваться мультиметром, смотрите в следующем видео.