Мультиметр

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Цифровой мультиметр с функциями измерения частоты, проверки биполярных транзисторов, измерения температуры и автоматическим выбором предела измерений.
Комбинированный прибор Ц4324
Мультиметр высокой точности Gossen Metra Hit 23S. Базовая погрешность 0,05 % измеряемой величины + 3 младших разряда
Карманный ампервольтметр 1920-х годов

Мультиметр (от англ. multimeter), те́стер (от англ. test — испытание), аво́метр (от ампервольтомметр) — комбинированный электроизмерительный прибор, объединяющий в себе несколько функций.

В минимальном наборе включает функции вольтметра, амперметра и омметра. Иногда выполняется мультиметр в виде токоизмерительных клещей. Существуют цифровые и аналоговые мультиметры.

Мультиметр может быть как лёгким переносным устройством, используемым для базовых измерений и поиска неисправностей, так и сложным стационарным прибором со множеством возможностей.

Цифровые мультиметры[править | править исходный текст]

Наиболее простые цифровые мультиметры имеют разрядность 2,5 цифровых разряда (точность обычно около 10 %). Наиболее распространены приборы с разрядностью 3,5 (точность обычно около 1,0 %). Выпускаются также чуть более дорогие приборы с разрядностью 4,5 (точность обычно около 0,1 %) и существенно более дорогие приборы с разрядностью 5 разрядов и выше. Точность последних сильно зависит от диапазона измерения и вида измеряемой величины, поэтому оговаривается отдельно для каждого поддиапазона. В общем случае точность таких приборов может превышать 0,01 %, несмотря на портативное исполнение.

Разрядность цифрового измерительного прибора, например, «3,5» означает, что дисплей прибора показывает 3 полноценных разряда, с диапазоном от 0 до 9, и 1 разряд — с ограниченным диапазоном. Так, прибор типа «3,5 разряда» может, например, давать показания в пределах от 0,000 до 1,999, при выходе измеряемой величины за эти пределы требуется переключение на другой диапазон (ручное или автоматическое).

Типичная погрешность цифровых мультиметров при измерении сопротивлений, постоянного напряжения и тока менее ±(0,2 % +1 единица младшего разряда). При измерении переменного напряжения и тока в диапазоне частот 20 Гц…5 кГц погрешность измерения ±(0,3 %+1 единица младшего разряда). В диапазоне высоких частот до 20 кГц при измерении в диапазоне от 0,1 предела измерения и выше погрешность намного возрастает, до 2,5 % от измеряемой величины, на частоте 50 кГц уже 10 %. С повышением частоты повышается погрешность измерения.

Входное сопротивление цифрового вольтметра порядка 11 МОм (не зависит от предела измерения, в отличие от аналоговых вольтметров), ёмкость — 100 пФ, падение напряжения при измерении тока не более 0,2 В. Питание портативных мультиметров обычно осуществляется от батареи напряжением 9В. Потребляемый ток не превышает 2 мА при измерении постоянных напряжений и токов, и 7 мА при измерении сопротивлений и переменных напряжений и токов. Мультиметр обычно работоспособен при разряде батареи до напряжения 7,5 В[1].

Количество разрядов не определяет точность прибора. Точность измерений зависит от точности АЦП, от точности, термо- и временной стабильности применённых радиоэлементов, от качества защиты от внешних наводок, от качества проведённой калибровки.

Типичные диапазоны измерений, например для распространённого мультиметра M832:

  • постоянное напряжение: 0..200 мВ, 2 В, 20 В, 200 В, 1000 В
  • переменное напряжение: 0..200 В, 750 В
  • постоянный ток: 0..2 мА, 20 мА, 200 мА, 10 А (обычно через отдельный вход)
  • переменный ток: нет
  • сопротивления: 0..200 Ом, 2 кОм, 20 кОм, 200 кОм, 2 МОм.

Аналоговые мультиметры[править | править исходный текст]

Устройство[править | править исходный текст]

Аналоговый мультиметр состоит из стрелочного магнитоэлектрического измерительного прибора (микроамперметра), набора добавочных резисторов для измерения напряжения и набора шунтов для измерения тока. Измерение сопротивления производится с использованием встроенного источника питания, а измерение сопротивлений более 1..10 МОм — от внешнего источника.

Особенности и недостатки[править | править исходный текст]

Технические характеристики аналогового мультиметра во многом определяются чувствительностью магнитоэлектрического измерительного прибора. Чем меньше ток полного отклонения микроамперметра, тем более высокоомные добавочные резисторы и более низкоомные шунты можно применить. А значит, входное сопротивление в режиме измерения напряжений будет более высоким, а падение напряжения в режиме измерения токов будет более низким. Тем не менее, даже при использовании микроамперметра с током полного отклонения 50 мкА (типичные значения 50..200 мкА), входное сопротивление вольтметра составляет всего 20 кОм/В (20 кОм на пределе измерения 1 В, 200 кОм на пределе 10 В). Это приводит к большим погрешностям измерения в высокоомных цепях (результаты получаются заниженными), например при измерении напряжений на выводах транзисторов и микросхем, и маломощных источников высокого напряжения.

Аналоговые мультиметры имеют нелинейную шкалу в режиме измерения сопротивлений. Кроме того, она является обратной (нулевому значению сопротивления соответствует крайнее правое положение стрелки прибора). Перед началом измерения сопротивления, необходимо выполнить установку нуля специальным регулятором на предней панели при замкнутых входных клеммах прибора, так как точность измерения сопротивления зависит от напряжения внутреннего источника питания.

Шкала на малых пределах измерения переменного напряжения и тока также может быть нелинейной.

Примеры отечественных аналоговых мультиметров, и их технические характеристики[править | править исходный текст]

ТТ-1, ТТ-2, ТТ-3, ТЛ-4, «Школьный», ТЛ-4М, Ц20, Ц52, Ц57, Ц434, Ц435, Ц4311, Ц4313, Ц4317, Ц4324, Ц4328, Ц4341, Ц43101, Ц4352, Ф4313, АВО-5, АВО-5М1, АВО-63.

Технические характеристики тестера ТТ-1:

  • Постоянное напряжение, переменное напряжение в следующих диапазонах: от 0,2В (одно деление шкалы) до 0-10; 0-50; 0-200; 0-1000 В.
  • Постоянный ток в диапазонах: от 4 мкА (одно деление шкалы) до 0-0.2; 0-1; 0-5; 0-20; 0-100 и 0-500 мА.
  • сопротивления: в пределах от 1 Ома до 2 МОм.[2]

При этом сопротивление прибора при измерении постоянного напряжения 5 кОм/вольт максимального значения выбранного диапазона, для переменного напряжения 3,3 кОм/вольт.

Отсчет производится непосредственно по шкале. Погрешность измерения составляет:

  • ±3 % от номинального значения шкал постоянного тока
  • ±5 % от максимального значения шкал переменного тока
  • ±10 % от величины измеряемого сопротивления.


Основные режимы измерений[править | править исходный текст]

  • ACV (англ. alternating current voltage — напряжение переменного тока) — измерение переменного напряжения.
  • DCV (англ. direct current voltage — напряжение постоянного тока) — измерение постоянного напряжения.
  • DCA (англ. direct current amperage — сила тока постоянного тока) — измерение постоянного тока.
  • Ω — измерение электрического сопротивления.

Дополнительные функции[править | править исходный текст]

Прибор 43104 со встроенным генератором частот 1 и 465 кГц

В некоторых мультиметрах доступны также функции:

  • Прозво́нка — измерение электрического сопротивления со звуковой (иногда и световой) сигнализацией низкого сопротивления цепи (обычно менее 50 Ом).
  • Генерация тестового сигнала простейшей формы (гармонической или импульсной) для оперативной проверки функционирования усилительных трактов и линий передачи (Ц4323 «Приз», 43104).
  • Тест диодов — проверка целостности полупроводниковых диодов и определение их полярности.
  • Тест транзисторов — проверка полупроводниковых транзисторов и, как правило, определение статического коэффициента передачи тока h21э (например, тестеры ТЛ-4М, Ц4341).
  • Измерение электрической ёмкости (Ц4341).
  • Измерение индуктивности (редко).
  • Измерение температуры, с применением внешнего датчика (как правило, термопара градуировки К (ХА)).
  • Измерение частоты напряжения.
  • Измерение большого сопротивления (обычно до сотен МОм; требуется внешний источник питания).
  • Измерение большой силы тока (с использованием подключаемых/встроенных токовых клещей).

Дополнительные возможности:

  • Защита входных цепей тестера в режиме измерения сопротивления при случайной подаче на вход внешнего напряжения
  • Защита тестера при неправильном выборе предела измерения (может вызвать повреждение измерительного механизма аналогового тестера), и при подключении к источнику напряжения в режиме измерения тока (приводит к протеканию токов короткого замыкания, и может вызвать возгорание токовых шунтов и всего мультиметра). Защита выполняется на основе плавких предохранителей и быстродействующих автоматических выключателей.
  • Автоотключение питания
  • Подсветка дисплея
  • Фиксирование результатов измерений (отображаемое значение и/или максимальное)
  • Автоматический выбор пределов измерения
  • Индикация разряда батарейки
  • Индикация перегрузки
  • Режим относительных измерений
  • Запись и хранение результатов измерений

Интересные факты[править | править исходный текст]

Ампервольтомметр Ц20 выпускался с 1958 до середины 1980-х гг.

Сленговое слово «цешка», означающее авометр или мультиметр, произошло от названия популярного советского ампервольтомметра Ц20 и последующих, индексы которых также начинались с буквы Ц.

Примечания[править | править исходный текст]

Литература[править | править исходный текст]

  • Бензарь В. К. Словарь-справочник по электротехнике, промышленной электронике и автоматике. — 2-е изд., пер. и доп. — Мн.: Вышэйшая школа, 1985. — С. 7. — 176 с.

Ссылки[править | править исходный текст]