Основы работы с мультиметром

Мультиметр — это измерительный прибор, широко применяемый в электронике; он должен всегда присутствовать в FabLab любого мейкера.

Это диагностический инструмент, который позволяет нам, например:

отлаживать схемы,
отображать номинал резисторов,
измерять напряжение и ток в наших схемах,
определять проводящие и непроводящие материалы, и многое другое!

Части мультиметра 

Существует множество различных типов мультиметров — одни с большим набором функций, другие с меньшим. На следующем изображении обозначены части, которые есть у большинства мультиметров.

Дисплей отображает различные числовые значения измерений, которые мы выполняем с помощью мультиметра.
Изменяя положение переключателя режимов измерения, мы можем настраивать мультиметр для измерения различных параметров.
В зависимости от параметров, которые мы хотим измерить, подключение клемм должно выполняться соответствующим образом.

Трудно сказать точно, какими характеристиками должен обладать мультиметр, поскольку потребности разных пользователей различаются в зависимости от их опыта и целей применения. Однако можно утверждать, что независимо от уровня пользователя мультиметр должен иметь:

Измерение напряжения
Измерение тока
Измерение сопротивления — не менее чем от 10 Ом до 1 МОм
Прозвонку (с звуковой индикацией)

Затем, в зависимости от уровня пользователя, существуют функции, которые могут упростить работу с мультиметром или сделать его более сложным инструментом. Некоторые из этих функций:

Автомасштаб (Autoscale): эта функция автоматически настраивает диапазон измерений мультиметра, чтобы отображать показания в наиболее удобном для понимания виде. Однако эта функция может снижать точность показаний.
Удержание показаний (Hold): эта функция «замораживает» показание на экране, позволяя пользователю просмотреть его даже после отсоединения клемм от точек измерения.
Расширенные функции, такие как: счётчик частоты, измерение ёмкости, измерение индуктивности, коэффициент заполнения и т.д. Эти функции позволяют измерять достаточно продвинутые свойства различных компонентов и сигналов в электронных схемах; однако для интерпретации этих показаний и правильного выполнения измерений в схемах, как правило, необходимы знания в области электроники.

Как пользоваться мультиметром 

Мультиметры имеют различные режимы работы в зависимости от того, что вы хотите измерить. Начнём с того, как использовать мультиметр для измерения напряжения, сопротивления, проводимости и тока.

Измерение напряжения 

Для этого необходимо установить переключатель режимов в секцию Volts (В), подключить чёрную клемму к разъёму COM, а красную клемму — к разъёму V|Ω|mA.

При такой конфигурации выбранный диапазон следует настраивать исходя из измеряемого напряжения.

Если вы хотите измерить напряжение, близкое к напряжению батарейки 9 В, диапазон следует выставить на 20.

Диапазон ограничивает максимальное значение, которое можно измерить: например, если переключатель находится в положении 2000m, наибольшее значение, которое можно измерить в этом диапазоне — 2000 мВ = 2 В.

Чтобы понять, какой диапазон выбрать, необходимо приблизительно знать измеряемое значение и выбирать диапазон в соответствии с ним:

От 0 до 200 мВ → 200m
От 200 мВ до 2000 мВ (2 В) → 2000m
От 2 В до 20 В → 20V

Предупреждение

Если вы попытаетесь измерить значение, превышающее указанное в выбранном диапазоне, дисплей покажет «превышение диапазона» — обычно это отображается в виде цифры «1» на дисплее.

Клеммы 

После выбора диапазона пора подключать клеммы:

Чёрная клемма (Common, общая) должна подключаться к точке схемы, ближайшей к отрицательному «–» выводу батареи (земле).
Красная клемма должна подключаться к точке, в которой вы хотите узнать напряжение в схеме.

На изображении ниже показано, как измерить падение напряжения на светодиоде. Чтобы узнать напряжение, падающее на компоненте, мультиметр необходимо подключать параллельно ему.

Схема подключения для измерения напряжения

Видно, что чёрная клемма подключена к катоду светодиода, который соединён с отрицательным полюсом батареи, а красная клемма — к аноду светодиода.

Измерение сопротивления 

Для измерения сопротивления переключатель режимов должен находиться в секции Ohm (Ом).

Конфигурация для измерения сопротивления

Выбор диапазона для измерения сопротивления работает так же, как описано в разделе «Измерение напряжения».

Важно

Чтобы узнать значение резистора, необходимо помнить: измерение должно выполняться на резисторе, который не подключён ни к каким другим компонентам! Только после этого можно производить измерение.

Подключите каждую из клемм мультиметра к каждому из выводов резистора.

Прозвонка (проверка целостности цепи)

Эта функция позволяет определить, является ли материал проводящим или нет.

Для выполнения этого теста необходимо «прикоснуться» обеими клеммами мультиметра к материалу. После этого, в зависимости от модели мультиметра, вы увидите:

OL / 0 на дисплее — если материал не является проводящим
1 на дисплее и звуковой сигнал — если материал является проводящим

Измерение тока 

Измерение тока несколько сложнее, чем измерение напряжения или сопротивления. Для измерения тока с помощью мультиметра сначала необходимо подключить красную клемму к разъёму 10A (DCA) и установить переключатель в секцию A.

Мультиметр, настроенный для измерения тока

После настройки подключений, как показано выше, и правильного положения переключателя вы можете измерить ток, протекающий в схеме. Просто убедитесь, что мультиметр подключён последовательно с остальными компонентами этой же схемы.

На изображении ниже показано, как измерить ток, протекающий через схему со светодиодом и резистором. Здесь видно, как мультиметр включён последовательно с резистором и светодиодом — как если бы он был ещё одним компонентом схемы.