Измеритель внутреннего сопротивления аккумулятора

Измеритель внутреннего сопротивления аккумулятора

Мультиметр — универсальный измерительный прибор, который может измерять несколько электрических величин. Перечень измерений зависит от модели и может значительно отличаться. Базовый набор функций — определение силы тока (постоянного и переменного), напряжения, сопротивления. Такие приборы относительно недороги.

Вообще же можно найти модели, которые могут определять емкость конденсаторов, частоту тока, температуру, могут прозванивать диоды, определяя падение напряжения на P-N переходе, генерировать сигналы определенной частоты и т.д. Чем больше возможных функций, тем выше цена. Еще цена зависит от степени «раскрученности» бренда и от качества сборки.

Мультиметры бывают стрелочными и электронными

Также мультиметры бывают двух типов: со стрелочным и цифровым индикатором. Более популярны модели с цифровой индикацией — информацию считывать проще.

Как видите, функций может быть так много, что возникает вопрос: «Как пользоваться мультиметром?» Вот об этом и пойдет речь дальше.

Внутреннее сопротивление автомобильного аккумулятора

Разберем, как измерить внутреннее сопротивление стартовых кислотных аккумуляторов. Используем галогеновую автомобильную лампу мощностью 60 Вт, силой тока 5 А в качестве сопротивления с известными параметрами. При условии, что потери на внутреннее сопротивление не должны превышать 1 %, проведем замеры.

Параллельно аккумулятору нужно подключить вольтметр и лампу. Записать напряжение. Отключить лампу, записать напряжение. Сопротивление лампы в 5А должно создать потерю напряжения 0,05 В при токе в 100 А. ( 1В*5А/100А)

Если при замерах сопротивление увеличилось до 0,05 В, аккумулятор исправен. Величина больше 0,2 В показывает, в аккумуляторе велико внутреннее сопротивление, нужно искать причину.

Измерение внутреннего измерения свинцового аккумулятора мало изменяется от конструктивных элементов , отрицательных электродов и губчатого свинца. А вот активная замазка и положительный электрод оказывают сопротивление прохождению тока в 10 тысяч раз большее. С повышением степени сульфатирования, усиливается сопротивление, при постоянном напряжении падает сила тока. При получении зарядного тока кристаллы разрушаются, сопротивление уменьшается.

Важно, что прямое воздействие на внутреннее сопротивление оказывает температура электролита. При замерзании электролита он работает, как изолятор. Идеально электролитическая реакция идет при 15 0 С и плотности электролита 1,25 г/см3. Повышение температуры также негативно сказывается на проходимости заряда-разряда в аккумуляторе автомобиля. Каким должно быть внутреннее сопротивление в рассматриваемый момент зависит от температуры и степени заряда аккумулятора.

Отдельно нужно рассмотреть сопротивление сепаратора – прокладки между положительной и отрицательной пластиной. Она не является препятствием для движения диссациированной массы электролита, но создает сопротивление поляризации. На поверхности создается двойной электрический слой, являющийся препятствием к прохождению заряда.

Свойство стартерных аккумуляторов накапливать и отдавать большой ток, обусловлено низким внутренним сопротивлением этого вида аккумуляторов. Показатель также зависит от частоты питающего тока.

Норма внутреннего сопротивления нового аккумулятора составляет 0,005 Ом при температуре 15-20 0 С, но с момента эксплуатации величина неуклонно растет. Какое состояние устройства в текущий момент можно определить с помощью нагрузочной вилки.

Внешнее устройство

Мультиметры также еще называют тестерами или мультитестерами, так как они позволяют измерить несколько разных параметров и характеристик. Но говоря «тестер» обычно имеют в виду прибор со стрелочным индикатором. Пользуются им нечасто, так как приходится значения высчитывать по шкале, учитывая при этом выставленный порог измерительной шкалы.

Просто посмотреть на экран проще чем высчитывать показания по шкале

При использовании цифрового прибора с жидкокристаллическим табло этих проблем нет — результат выдается готовый. Именно поэтому, в основном, все пользуются мультиметрами. До того, как узнать как пользоваться мультиметром, разберемся в его строении. Это позволит быстрее освоить навыки работы с этим измерительным прибором.

Общее строение и назначение разъемов

Цифровой мультиметр — небольшой прибор, размером меньше половины тетрадного листа. Весит он 200-300 граммов. В верхней части находится дисплей, на котором отображаются показания измерений. В центральной части корпуса расположен переключатель, при помощи которого задается характер измерений и их пределы. В нижней части корпуса находятся разъемы (гнезда) для подключения щупов. Располагаться они могут внизу справа или вдоль нижней кромки корпуса. Также в комплекте к тестеру идут два измерительных щупа — черный и красный.

Внешний вид мультиметра

Чаще всего разъемов три. Нижний подписан обычно «COM» — общий. Сюда всегда подключается черный щуп. Два других предназначены для подсоединения красного щупа. Верхнее гнездо используется только в одном случае: при измерении постоянного тока, величина которого более 200 мА. Все остальные измерения мультиметром проводятся когда второй щуп стоит в среднем положении.

Есть модели, в которых измерительных гнезд четыре (на фото слева). В этом случае есть отдельно гнезда для измерения силы тока до 200 мА, отдельно — для тока от 200 мА до 10 А (цифры могут меняться в зависимости от модели, но смысл остается тот же). Для сопротивления и напряжения есть собственное гнездо. Все гнезда подписаны, разобраться не очень сложно.

Режимы и пределы измерений

Для того чтобы понять, как пользоваться мультиметром, надо внимательно рассмотреть переключатель режимов, рассмотреть где и какие обозначения, режимы.

Переключатель режимов работы мультиметра

Количество и положение режимов зависит от модели, но в большинстве из них присутствуют:

• Положение OFF — выключение прибора.
• ACV — для измерения переменного напряжения. В некоторых моделях может стоять буква V и волна под ней.
• DCA — для постоянного тока до 200 мА. Может обозначаться латинской A и ровной чертой под ней.
• 10 А — для постоянного тока от 200 мА до 10 А (в некоторых моделях эти цифры могут быть другими).
• HFE — для проверки коэффициента усиления транзисторов. Этот режим есть далеко не во всех моделях.
• Изображение диода или мегафона — гнездо для прозвонки проводов и проверки диодов.
• Ω — измерение сопротивлений.
• DCV — постоянного напряжения. Может стоять буква V с ровной чертой снизу.

Это все основные режимы. Как видите, в большинстве из них есть несколько положений. Эти положения определяют верхний предел измерений.

Как проводить измерения электрических параметров

До того, как начнем говорить о том, как пользоваться мультиметром, надо запомнить, что при измерении силы тока мультиметр подключается последовательно — в разрыв цепи, а при измерении напряжения — параллельно относительно участка или элемента цепи.

Измеряем напряжение

Переводим переключатель в положение измерения напряжения. Есть два положения: для постоянного и переменного напряжения. Выбираем по параметрам цепи или устройства.

Далее надо выбрать диапазон измерений. Для этого надо хотя-бы ориентировочно (а лучше — точно) знать, какие показания ожидать. Например, при измерении напряжения в сети вы знаете, что там будет 220 В или На на батарейках или аккумуляторах есть надписи, на устройствах — шильдики с указанием параметров цепи. В любом случае ставим предел — ближайший больший. Это обеспечит большую точность.

Схемы подключения мультиметра для измерения разных электрических величин

Если не знаем точно, какое напряжение может быть, ставим приблизительно — после первых показаний можно будет изменить. Если вообще не имеем представления о величине напряжения, ставим самый большой предел, в дальнейшем приближаясь к нужному положению. Такой алгоритм не позволит сжечь прибор, что может случиться, если выставить слишком низкий предел.

Определившись с пределами изменения, подключаем щупы:

• черный в общее гнездо «COM», а второй щуп — к минусу батарейки или аккумулятора;
• красный в гнездо с надписью VΩmA, а щуп от него — к плюсу элемента питания.

На дисплее высвечиваются цифры. Это и есть напряжение на измеряемом участке. В данном случае на батарейке/аккумуляторе.

Чтобы измерить напряжение, надо перевести переключатель в нужное положение

Если перепутать щупы местами и подключить красный к плюсу, а черный — к минусу, ничего страшного не произойдет. Перед показаниями просто высветиться знак минус.

Как пользоваться мультиметром для измерения тока

Чаще всего и для измерения силы тока есть есть два положения переключателя — постоянного и переменного. Но не во всех моделях. Есть приборы (M-830, DT-830), которые могут измерять только постоянный ток.

Для измерения постоянного тока мультиметром порядок действий стандартный:

• Выставляем переключатель в соответствующее положение.
• Выбираем предел измерения (ставим приблизительно ожидаемую величину тока).
• Устанавливаем измерительные щупы: черный в гнездо «COM»;
• красный в гнездо VΩmA, если ожидаемый ток будет меньше 200 мА;
• в третье гнездо, если ток будет больше 200 мА.

Как измерить мультиметром постоянный ток

Одно замечание: сборка измерительной схемы при измерении тока должна проходить при снятом напряжении. При значительных токах (выше 200 мА) работа без снятия напряжения небезопасна. Подавать питание надо только после того как мультиметр подключен.

Режим измерения сопротивления

Положение щупов мультиметра для измерения сопротивления стандартное: красный в гнезде «COM», черный — в VΩmA. Свободные концы щупов прикасаются к выводам измеряемого объекта.

Есть нюансы с выбором предела измерений. Если вы знаете, какие показания должны быть (проверяете резисторы, например), выставляете предел измерений ближайший больший. Если величина сопротивления неизвестна, переводим переключатель на максимальную шкалу. После измерения ее можно будет изменить на более подходящую.

Как измерить мультиметром сопротивление

Если при измерении сопротивления мультиметром на экране появилась цифра «1», это означает, что предел измерения превышен, надо изменить его на больший.

Прозвонка проводов мультиметром

В этой главе рассмотрим как пользоваться мультиметром для проверки целостности проводов или, как говорят, для прозвонки. Когда нужна эта операция? Да очень часто. Например, когда что-то не работает и надо определить не шнур ли в этом виноват. Это первый шаг при ремонте любой бытовой техники — проверка целостности сетевого шнура. И проверку проводят именно при помощи мультиметра (тестера) в режиме прозвонки.

Второй часто встречающийся случай — когда при подсоединении кабеля забыли подписать какой провод куда подключили. В этом случае не одном конце щуп держат на одном проводе, а на другом конце перебирают проводники до тех пор, пока не услышат характерный звук.

Прозвонка проводов мультиметром

Теперь непосредственно о само процедуре. Сначала переводим переключатель в режим прозвонки. В этом режиме прибор издает писк если сопротивление цепи менее 50 Ом. Если вы подключили прибор к обоим концам проводника и услышали писк — провод цел, если писка нет — где-то обрыв.

Обычно режим прозвонки на мультиметрах изображается графически: наносится пиктограмма в виде рупора с исходящими звуковыми волнами. Переключатель ставим в это положение, щупы устанавливаем в стандартное положение — красный в гнезде «COM», черный — в VΩmA. Свободными концами щупов прикасаемся к концам проверяемого провода. При прозвонке кабеля эту процедуру повторяют с каждой жилой.

Проверка аккумулятора нагрузочной вилкой

Нагрузочная вилка является диагностическим прибором, который можно купить практически в любом автомобильном магазине. Ее следует использовать для проверки уровня заряда аккумулятора только в том случае, если батарея не работала в течение последних 7 часов. Данный показатель является важным, и при его несоблюдении диагност рискует получить неверные значения во время измерений.

Проверка напряжения на аккумуляторе при помощи нагрузочной вилки проводится следующим образом:

1. Необходимо убедиться, что клеммы сняты с аккумулятора;
2. Далее положительный вывод нагрузочной вилки (красный кабель или единственный некоторых моделях) подключается к положительному выводу аккумулятора;
3. Следом отрицательный вывод подключается к отрицательному выводу аккумулятора. Здесь следует обратить внимание, что некоторые нагрузочные вилки не имеют отрицательного (черного) вывода в виде клеммы, а вместо него на обратной стороне прибора расположен специальный штырь. В таком случае прислоняться к минусовому выводу следует штырем.

Измеренные результаты напряжения сравниваются с таблицей, приведенной выше, после чего можно сделать выводы о состоянии аккумуляторной батареи.

Проверку уровня заряда аккумулятора на автомобиле рекомендуется проводить раз в два месяца. В случае если заряд низкий, нужно скорее исправить ситуацию и зарядить батарею, к тому же, сделать это можно не снимая клеммы.

Измерение малых сопротивлений.

Диапазон измеряемых на практике сопротивлений условно делят на три части: малые сопротивления (менее 10 Ом), средние — (от 10 Ом до 1 МОм) и большие — (более 1 МОм). Эти границы достаточно приблизительны и могут различаться для различных приборов. Наиболее распространенные аналоговые и цифровые тестеры и мультиметры предназначены, в основном, для измерения средних сопротивлений. Однако необходимость измерения малых сопротивлений (менее 10 Ом, а иногда и менее 1 Ом) возникает достаточно часто, например, при проверке обмоток трансформаторов, контактов реле, шунтов и пр.

Измерение сопротивлений основано на преобразовании их величины в ток или напряжение, поэтому при малом сопротивлении получается небольшое падение напряжения либо ток мало отличается от режима короткого замыкания. Если увеличить измерительный ток, на измеряемом резисторе может рассеиваться недопустимо большая мощность, в результате чего «сгорит» резистор или измерительная головка. Кроме того, за счет нагрева резистора меняется его сопротивление, что приводит к дополнительной погрешности измерения (температурная погрешность).
При малой величине измеряемое сопротивление Rx может оказаться соизмеримым с собственным сопротивлением соединительных проводов Rпp и переходным сопротивлением контактов Rк. Значение Rпp зависит от материала провода, его длины и сечения, значение Rк — от площади соприкасающихся частей, их чистоты и силы сжатия. Таким образом, числовые значения Rпp и Rк зависят от многих причин, и определить их заранее трудно.
Для исключения влияния этих сопротивлений на результат измерений применяется 4-проводная схема подключения . В обычной 2-проводной схеме ( рис.1 а ) фактически измеряется напряжение на клеммах 1 и 2 омметра, равное сумме падений напряжений на измеряемом Rx и на Rпp при протекании в цепи тестового тока Iт. В 4-проводной схем ( рис.1б ) токовые и потенциальные цепи разделены.
Измеряемое Rx включается в цепь с тестовым током Iт (к токовым клеммам омметра 2 и 3), а сам измеритель (вольтметр PV) подключается отдельными проводами от потенциальных клемм 1 и 4 непосредственно к Rx. За счет большого входного сопротивления вольтметра, Rпp и Rк в этой цепи не оказывают влияния. Иногда при подключении щупов к контролируемой цепи необходимо учитывать возможность появления термо- ЭДС, которая образуется в местах соединения двух разнородных проводников. Она зависит от материала проводников и температуры места их соединения. В ряде случаев термо-ЭДС может достигать сотен микровольт. Чтобы термо-ЭДС не влияла на измерения, температуры щупов и мест их подключений выравниваются, либо измерения проводятся при прямом и обратном направлениях тока через Rx, и результаты усредняются.

Наиболее просто измерить малое сопротивление в радиолюбительских условиях косвенным методом ( рис.2 ).
По показаниям вольтметра PV1 и амперметра РА1 искомое Rx рассчитывается в соответствии с законом Ома:
Rx= Ux/Iт.
Таким образом удобно контролировать переходное сопротивление контактов реле, особенно взятых со старой радиоаппаратуры. Понадобится регулируемый источник постоянного напряжения U, способный выдать необходимый ток, и резистор мощностью не менее 5Вт ( рис.3 ).
Контакты реле К1.1 включаются в измерительную цепь. Если изменением U установить тестовый ток Iт = 1 А (для сильноточных реле), измерения упростятся. Вольтметром (мультиметром) определяется падение напряжения на контактах, и оно численно равно их сопротивлению. Например, при Uк = 25мВ — Rк = 25мОм (миллиОм). Аналогичным образом можно измерить активное сопротивление катушки дросселя или трансформатора, подобрав соответствующий тестовый ток.
Другим простейшим методом является метод отношений . Здесь сравниваются показания вольтметра, который поочередно подключается к образцовому (Rо) и измеряемому (Rх) резисторам ( рис.4 ).
В этом случае необходим только один измерительный прибор (вольтметр), а искомое Rx рассчитывается по формуле: Rx=Ro·Ux/Uo. Погрешность в этом случае определяется погрешностями вольтметра и Ro. С увеличением Iт точность измерений возрастает, но увеличивается рассеиваемая на Rо и на Rx мощность.

Одним из самых точных методов измерения является мостовой метод .
Наиболее простая «четырехплечная» мостовая схема ( рис.5 ) состоит из четырех резисторов R1. R4 и имеет две диагонали. В одну диагональ включают источник питания моста (U), а в другую — измеритель (И).
Мост может питается постоянным или переменным напряжением. Мостовые схемы обладают одним важным свойством: при определенном соотношении плеч моста напряжение и ток в диагонали измерителя полностью отсутствуют при любом питании. Такое состояние моста называют балансом, и оно обеспечивается при выполнении условия баланса: R1·R3 = R2·R4.
На этом свойстве основано измерение методом уравновешенного (балансного) моста .
В одно из плеч моста ( рис.6 ) включают неизвестное Rx, а в другое — потенциометр Ro, движок которого имеет шкалу, проградуированную в значениях сопротивления. Регулировкой Ro добиваются баланса моста (нулевых показаний измерителя), и со шкалы Ro считывают результат.
Тогда:
Rx=Ro·R2/R1.
Ступенчатым изменением R2/R1 обеспечивается переключение диапазона измерений в 10,100. раз. Погрешность определяется погрешностью градуировки Ro, погрешностями R1 и R2, а также точностью установки баланса моста. Для повышения чувствительности моста необходим более чувствительный измеритель, однако при большом разбалансе через него протекает значительный ток, и для его ограничения последовательно с измерителем включается дополнительный резистор или используется специальная схема защиты. Чувствительность моста также повышается при увеличении питания U, но при этом увеличивается ток через плечи моста, и на них рассеивается большая мощность.
При измерении малых сопротивлений часто используются мосты переменного тока. Это позволяет применить высокочувствительный селективный усилитель, обеспечивающий чувствительность менее 1мкВ и защиту от помех. В результате можно очень точно сбалансировать мост. Кроме того, исключается влияние термо-ЭДС контактов.

Для измерения можно изготовить специальную приставку, подключаемую к имеющемуся мультиметру.
Взглянув на панель, можно сказать, «самого массового» из мультиметров «М830», увидим, что минимальный предел измерения сопротивлений — 200 Ом (с разрешающей способностью 0,1 Ом). Любой цифровой прибор имеет погрешность ±1 МЗР (младший значащий разряд). Получается, что производить измерения точнее, чем ±0,1 Ом, мультиметр не способен. К тому же, сопротивление щупов (Rщ) и внутренних цепей (Rвц) мультиметра сопоставимо с измеряемым Rx, а то и превышает его. Обычно эта величина, определенная при замкнутых накоротко щупах мультиметра, вычитается из полученного результата. Точность измерения этого сопротивления также ±0,1 Ом. Суммарная погрешность двух измерений окажется больше.
При изготовлении приставки можно воспользоваться преобразователем «сопротивление — напряжение». Неплохо сразу предусмотреть в схеме коррекцию результата, автоматически вычитая из него значение Rщ. Структурная схема приставки показана на рис.7 .
Источник тока I1 создает стабильный ток I, протекающий через измеряемый Rх. Резистор Rпр представляет собой эквивалентное Rщ и соединительных цепей.
Падение напряжения на измерительной цепи U1 можно определить как:
U1 = I(Rx+Rпр). (1)
Согласно второму закону Кирхгофа, распишем формулу (1) в виде:
U1 = Uх+Uпр. (2)
Понятно, что Uпр = const. Ведь Uпр = I·Rпр, а Rпр для данной измерительной системы — величина постоянная. Следовательно, если мы вычтем из U1 некоторое U2 = Uпр, результирующее напряжение будет численно равным измеряемому сопротивлению. Для этой цели вполне подходит схема дифференциального усилителя, который реализован на ОУ DA1 и резисторах R1. R4. В случае, когда R1 = R2,R3 = R4, справедливо выражение:
Uвых = R4·(U2-U1)/R3. (3)
Отношение K = R4/R1 — коэффициент усиления DA1, поэтому запишем:
Uвых = K[Uпр — (Uх+Uпр)] = K(Uпр — Uх — Uпр) = -KUх. (4)
Если выполнить источник ЭДС Е1 регулируемым, то компенсация Rщ ничем не будет отличаться от установки «на ноль» старых стрелочных омметров (речь идет, конечно же, о внешней стороне процесса).
Схема приставки к мультиметру показана на рис.8 .
На микросхеме DA1 собран источник тока. Резистор R5 позволяет в некоторых пределах регулировать ток источника, a R4 ограничивает максимальный ток (в крайнем левом положении движка R5) на уровне 200мА. Падение напряжения на Rx и щупах подается на один из входов дифференциального усилителя на ОУ DA2. Его коэффициент усиления определяется отношением сопротивлений R9 и R6 и равен 10. Это позволило получить коэффициент преобразования 1 Ом — 1В, т.е. одному вольту на индикаторе мультиметра соответствует 1 Ом измеряемого сопротивления. Приставка позволяет измерять начиная с 10 мОм до 1. 2 Ом с точностью, достаточной для радиолюбительской практики.
На второй вход дифференциального усилителя подается образцовое напряжение с движка потенциометра R3. Стабильность этого напряжения обеспечивает параметрический стабилизатор R1-VD1. К выходу ОУ подключается цифровой мультиметр. Следует отметить, что попытка использовать здесь стрелочную головку обернется ее выходом из строя, т.к. при отсутствии Rx напряжение на выходе ОУ близко к «-Uп». Это на порядок больше, чем в режиме измерений. Для цифровых мультиметров такой перепад никакой опасности не представляет. Микросхема DA1 может быть любого типа на 5, 6 или 9 В.
Величину R4 и R5, возможно, придется пересчитать с учетом следующей формулы:
Uвых=Uст/(R4+R5),
где Uст — напряжение стабилизации DA1.
Операционный усилитель может быть любым, кроме очень старых (К140УД1 и т.п.).
Резистор R3 следует взять многооборотным, например, от блоков СВП телевизоров УСЦТ.
К остальным элементам особых требований нет.
Налаживание устройства следует производить в собранном виде, с теми щупами, с которыми будут производиться измерения. Вначале следует включить вместо Rx миллиамперметр и, вращая движок R5, установить ток через него равным 100мА. Затем, замкнув между собой щупы, вращением R3 добиться нулевых показаний милливольтметра. Если это сделать не удается, необходимо увеличить напряжение на R3, уменьшив величину R2. Если настройка слишком «остра», нужно, наоборот, увеличить R2.
Теперь, подключив к щупам резистор известного сопротивления (можно соединить параллельно несколько низкоомных резисторов), резистором R5 производится окончательная калибровка прибора, после чего его движок желательно законтрить краской.
Другой вариант приставки к мультиметру представлен на рис.9.
Измеряемое Rx подключается к клеммам Х1 и Х2, которые, для уменьшения погрешности, должны быть в виде винтовых зажимов и рассчитаны на амперные токи.
На Rx через ключ на транзисторе VT1 подаются импульсы тока, формируемые мультивибратором на таймере DA1. Амплитуда импульсов — 1 А, длительность — 100 мкс, частота следования — 100 Гц.
В результате, на Rx возникает падение напряжения из расчета 1В на 1 Ом. Микросхема DA2 выполняет роль пикового детектора. Точность измерений зависит от точности установки нуля (порядка 1% для сопротивлений менее 5 Ом). Разрешение при использовании цифрового милливольтметра с разрядностью 3,5 составляет 0,0001 Ом.
Подстроечный R5 выполнен в виде отрезка луженой (или нихромовой) проволоки длиной около 60 мм. Провод от вывода 3 DA2.2 подключен к зажиму, который перемещается по проволоке.
Для калибровки схемы замыкают клеммы Х1 и Х2 массивной перемычкой и нажимают кнопку S1 «Тест». Перемещая зажим (изменяя R5), добиваются минимального значения выходного напряжения, например, 1мВ. При измерениях его необходимо вычитать из полученных отсчетов. Затем к клеммам подсоединяются параллельно два прецизионных резистора по 10 Ом (1%) и подстройкой потенциометра R3 устанавливается требуемый выходной сигнал (5 В).
Третий вариант приставки к мультиметру приведен на рис.10.
По сути, это — компаратор, который увеличивает значение измеряемого Rx.
Устройство содержит два операционных усилителя. DA1.1, включенный повторителем, вырабатывает опорное напряжение, которое сравнивается с выходным на DA1.2. На неинвертирующий вход DA1.1 подается смещение, равное половине питания. Следовательно, его выходное напряжение имеет то же значение.
Светодиоды VD1 и VD2 индицируют разность выходных напряжений DA1.1 и DA1.2. При измерениях эта разность приводится к минимуму. Когда выходное напряжение DA1 2 равно половине питающего, это означает, что напряжения на инвертирующем и неинвертирующем входах равны, т.е. мост R6-R7-Rx-R8 сбалансирован.
Баланс устанавливают с помощью потенциометра R8, контролируя процесс по светодиодам VD1 и VD2. Движок R8 вращают до тех пор, пока оба светодиода не погаснут или не будут попеременно включаться при «покачивании» движка резистора в обе стороны возле некоторого порогового значения. В этом случае величина Rx «преобразована» в сопротивление R8, которое теперь нужно измерить обычным омметром РА1 (мультиметром).

При измерениях очень малых Rx сопротивления соединительных проводников, подключенных к Rx, должны быть исключены из окончательного отсчета. Их величина находится путем закорачивания соединительных проводов и установкой R8 в положение, соответствующее порогу компаратора. Измерение R8 омметром даст поправочную величину, которую нужно вычитать при измерении Rx.
При изготовлении приставки R1, R2, R6, R7 нужно взять с допуском ±1% или выбрать из партии с помощью омметра. Чтобы использовать прибор для измерения более 10 или 100 Ом, надо изменить номинал резистора R6 соответственно на 10 или 100 Ом. Для этого можно использовать переключатель и получить многопредельный прибор. Если такой прибор с переключателем используется для измерения менее 10 Ом, необходимо установить на его передней панели винтовые зажимы для подключения R6, поскольку Rк контактов обычного переключателя непостоянно и имеет величину одного порядка с R6.

Как правильно измерить напряжение, сопротивление, силу тока мультиметром

Практически каждый человек дома сталкивается с проблемой измерения напряжения, сопротивления, а также других параметров проводки и электроприборов. Бытовых ситуаций масса: торчащие из стены провода, узнать силу тока зарядного устройства, проверить лампочку и т. д. Всю эту работу можно выполнить специальным измерительным прибором – мультиметром. Большой сложности в работе с тестером нет, главное, надо знать, как и что мерить.

Правила измерения сопротивления

Прежде чем мерить сопротивление любой детали, необходимо ознакомиться с ее паспортными данными. Надо иметь точное представление о величине этого показателя у работоспособной детали, иначе полученный результат замера сопротивления не даст никакой пользы. Все обмотки трансформатора или электродвигателя имеют определенное сопротивление. Чтобы проверка мультиметром прошла правильно, необходимо сравнить эталонный показатель с полученным результатом.

Когда происходит монтаж электрической цепи, часто для ограничения тока применяется установка дополнительного резистора. Чтобы получить требуемое выходное напряжение, надо точно знать его сопротивление. Обычно оно написано на корпусе цифрами. Однако бывает маркировка в виде цветных полос, которая расшифровывается по справочнику. Если такой книги под рукой нет, сопротивление резистора придется мерить мультиметром.

Выполнить измерение можно в следующем порядке:

1. На тестере переключатель устанавливают в режим замера сопротивления. Прибор имеет несколько диапазонов, так вот надо выбрать самый меньший. У большинства моделей мультиметров он составляет 200 Ом.
2. Вначале надо проверить сам прибор. Щупы мультиметра замыкают между собой. На экране должно засветиться значение не больше 0,7. В противном случае провода щупов придется заменить.
3. Если с мультиметром все в порядке, начинают измерение. Для удобства работы, особенно если мерить приходится мелкие детали, на щупы надевают зубчатые зажимы – крокодильчики. Щупами касаются двух выходящих концов детали и смотрят результат на дисплее мультиметра. Если на дисплее тестера с левой стороны шкалы указана единица, значит, неверно выбран диапазон. Переключатель надо перевести на шаг вперед и выполнить новое измерение.

Чтобы проверка мультиметром сопротивления показала точный результат, деталь необходимо положить на сухую диэлектрическую поверхность. Выводы надо зачистить до металлического блеска. Налеты из краски, лака или просто окисленная пленка имеют собственное большое сопротивление, мешающее получить правильный результат.

Если мерить мультиметром приходится в диапазоне от 20 кОм, нельзя руками касаться металлических концовок щупов и выводов измеряемого резистора. Тело человека обладает большим сопротивлением, что повлияет на получение правильного результата.

Как разобраться со шкалой мультиметра?

Взяв первый раз в руки тестер, чтобы измерить сопротивление резистора, человек может растеряться в переключении диапазонов. Стандартная шкала большинства бытовых мультиметров имеет 5 диапазонов со значениями от 200 Ом до 2000 кОм. Проверка резистора в Омах на дисплее высветится значением этой же величины. Устанавливая переключатель в диапазон 200 Ом, получится замерить сопротивление резистора не больше такого значения. Установленный переключатель в позицию 2000 Ом позволяет мерить резисторы сопротивлением до 2 кОм. Надо знать, что каждый резистор имеет допуск ±10%. Например, деталь с маркировкой на корпусе 1К5 при измерении может показать значение от 1350 до 1650 Ом.

Что касается следующих диапазонов, выраженных в кОмах, то здесь все то же самое, только большие величины. Например, позиция 2000 кОм позволяет измерить сопротивление резистора до 2 мОм, а результат на дисплее, естественно, высветится в кОмах. Учитывая тот же допуск ±10%, замер резистора с маркировкой 1мОм выдаст на дисплее тестера результат от 995 до 1000 Ом.

А что же будет, если в позиции 2000 кОм проверить резистор с маркировкой 5K6? Вот здесь дисплей покажет только значение 5 кОм, а дробное число после запятой не отобразится. Узнать более точный результат, можно провернув переключатель мультиметра на меньшую позицию. Так, в диапазоне 20 кОм сопротивление резистора 5K6 высветится на дисплее точным числом 5,61.

При измерении сопротивления мультиметром существует одно правило. Когда измеряют силу тока, например, в розетке, на тестере выставляют больший диапазон, чтобы не сгорел прибор, и постепенно двигаются вниз до получения результата. Замер сопротивления происходит в обратном порядке с меньшего диапазона в сторону большей позиции. Это связано с тем, что ток в резисторе отсутствует и мультиметр сгореть не может, зато такие шаги позволяют получить точный результат с дробными числами.

Измеряем мультиметром сопротивление домашнего заземления

По правилам техники безопасности все электроприборы не должны использоваться без заземления. Новые многоквартирные дома оборудуются контуром, а вот для частных строений прокладка шины ложится на плечи хозяина. Но в любом случае будь то готовый или изготавливаемый контур, периодически необходима проверка сопротивления заземления.

Бытовые электроприборы при поломке имеют свойство давать на корпус пробой. Попадающий на шину заземления ток вызывает срабатывание защитного автомата УЗО. Когда сопротивление одного из участков заземления будет выше нормы, ток не будет протекать по шине и УЗО не сработает. Это уже грозит поражением током человека.

Вначале сопротивление заземления замеряют мультиметром на участке от корпуса каждого электроприбора до шины. Значение не должно быть более 1 Ом. Растекание тока по земле замеряют на участках, длина которых больше глубины заземления в пять раз. Данное сопротивление должно быть не больше 5 Ом.

Замер сопротивления заземления в своем доме не требует особо точных данных. Это позволяет использовать для работы любой недорогой мультиметр.

Если говорить о производстве, то замер заземления тестером проводят очень редко. Это связано с низкой точностью прибора. Кроме того, результаты испытаний мультиметром нельзя официально оформлять. Дело в том, что сведения не считаются точными, так как тестер не проходит госповерку. Даже технически невозможно выполнить правильные измерения заземления, ведь к тестеру не получится подключить 4 контакта от стержневых электродов.

Учимся измерять тестером силу тока

При необходимости узнать силу тока надо взять тот же мультиметр и запомнить одно важное правило: ампераж измеряется щупами, соединенными последовательно с нагрузкой, а во всех остальных измерениях щупы подключают параллельно исследуемому объекту.

Чтобы научиться дома измерять силу тока мультиметром, можно провести маленький опыт. Надо создать цепь из источника питания, нагрузки и тестера. Для таких испытаний оптимально применение зарядного устройства с дисплеем индикации. Оно дает постоянный ток, поэтому ручку тестера ставят в соответствующую позицию. На зарядном устройстве выставляют напряжение 12 вольт. К нему последовательно подключают мультиметр, электромоторчик от детской игрушки и смотрят показания на обоих дисплеях. Например, тестер показывает значение 0,18. Такие же амперы высвечиваются на табло зарядного устройства.

Если по сети протекает переменный ток, измерение ампеража происходит точно так. Единственное отличие в позиции мультиметра. Переключатель прибора надо установить на диапазон измерения переменного тока.

Иногда у людей возникает вопрос, какой ампераж в розетке или аккумуляторе? С технической точки зрения, вопрос неправильный. В источнике питания можно измерить напряжение, но никак не силу тока. Как уже выяснили, для определения ампеража надо создать цепь. Хотя для справки, в розетку больше 16 А не может поступать. На такую силу тока она и рассчитана.

Измеряем постоянное напряжение

Чтобы измерить тестером постоянный ток, необходимо соблюдать полярность. Хотя, если перепутать щупы, ничего страшного не случится. Прибор просто покажет значение со знаком минус, что укажет на необходимость перемены местами щупов.

Попробовать измерить постоянное напряжение можно на обычной батарейке. На мультиметре выставляют переключателем самый меньший диапазон постоянного напряжения. Подключают красный щуп к плюсу, а синий к минусу. Дисплей высветит значение 1,8. Но почему, ведь на батарейке написано ее напряжение 1,5 вольта? Все правильно, новый источник питания должен выдавать немного больше указанного. Аналогично можно замерить напряжение у зарядного устройства или любого другого источника постоянного тока, главное, начинать замеры с большего диапазона на тестере, чтобы не сжечь прибор.

Измеряем переменное напряжение

Чтобы замерить напряжение в розетке или у выступающих из стены оголенных концов провода, на тестере выставляют диапазон переменного тока. Домашняя сеть выдает 220 вольт и выставленного диапазона на приборе 750 вольт будет достаточно. Так как переменный ток не имеет плюса и минуса, а только фазу и ноль, щупы можно вставить в розетку как угодно. На дисплее высветится показание, например, 210 или 225 вольт. Это нормально, так как напряжению допускаются небольшие погрешности.

Как измерить частоту мультиметром?

Измерение частоты в домашних условиях практически не требуется. И так известно, что в розетке она равна 50 Гц. Однако продаются мультиметры с функцией измерения частоты. Взять, например, тестер с частотомером диапазоном до 30 мГц. Он обладает низкой чувствительностью и служит просто индикатором частоты. Замерить, например, прибором частоту выходов колонок автомобильного магнитофона не удастся из-за малого напряжения. А если щупами подключиться к вторичной обмотке трансформатора, покажет те же 50 Гц, что и в розетке.

Радиолюбители практикуют измерение частоты через разделительную емкость. Для этого последовательно собирают цепь из мультиметра, конденсатора емкостью 0,1 мкФ и измеряемого объекта. Однако такие опыты непосвященным людям не нужны и опасны.

Все что требуется уметь дома измерять мультиметром – это напряжение, сила тока и сопротивление. Чаще всего просто требуется сделать прозвон провода или ТЭНа на целостность. Все остальные параметры лучше оставить специалистам.

Как мультиметром проверить сопротивление

Во многих ситуациях вам пригодятся знания, как измерить сопротивление мультиметром. И без учета профессиональной деятельности, любитель в быту иногда “прозванивает” провода. Он смотрит сопротивление на мультиметре для проводки, а после оценивает, в допустимых ли пределах получаются значения.

Вообще, электрическое сопротивление являет собой физическую величину, которая отображает свойство проводки препятствовать прохождению электротока. Сопротивление выражается отношением напряжения на концах провода к силе тока, протекающего по проводнику. В литературе величина пишется латинской R, единица измерения сопротивления в системе СИ — Ом, формула R-ния следующая:

где U — разность потенциалов участка провода, V;

I — это сила тока, проходящего между концами провода под напряжением, A.

Многие интересуются, как измерить сопротивление своими руками. Есть комбинированное электроизмерительное устройство, именуемое мультиметром. Его еще называют тестером или авометром, можно услышать название “цешка” — так говорят об отечественных устройствах. Цифровые и аналоговые модели объединяют функции омметра, вольтметра и амперметра, как минимум. И сейчас мы расскажем о том, как проверить мультиметром сопротивление.

Принцип замеров

Формула R-ния, которую вы видели выше, выходит из Закона Ома. Если говорить упрощенно, то 1 Ом сопротивления свидетельствует о протекании тока NOM 1А на участке проводки с напряжением 1V. Таки образом, когда вы пускаете известный ток с известным U-нием по проводу, сопротивление высчитать довольно просто. Для проверки сопротивления мультиметром устройство переключается в режим омметра, то есть токовый источник и амперметр с проградуированной шкалой в Ом.

Значительные сопротивления с помощью обычного мультиметра измерить не получится.

Ваша задача — точное измерение сопротивления мультиметром, поэтому надо различать цифровые и аналоговые модели. Когда нужная нам информация выводится в числовом формате на экран, это гораздо удобнее, чем проградуированный циферблат аналогового устройства. Мы сразу получаем готовое значение, минуя этап считывания и интерпретации данных с циферблата-аналога. Плюс на “цифре” предусмотрен датчик разрядки питающего источника: когда силы тока в батарейке не хватает, сопротивление на мультиметре не выводится. Аналоговый мультиметр в такой ситуации просто покажет ложное значение.

Рабочие режимы мультиметра-омметра

Предлагаем краткую последовательность, как померить сопротивление мультиметром. Переключение режимов и измерительных пределов осуществляется поворотной круглой ручкой. Необходимо смотреть на шкалу вокруг переключателя, которая поделена секторами. У различных секторов разная цветовая индикация или разделение черточками.

Омметр-режим на мультиметре показан знаком Омега — Ω. Рабочие режимы бывают следующими:

1. Ω, kΩ – x1, x10, x100, MΩ. Более распространенные значки для аналоговых измерительных приборов, полученные показания дополнительно придется переводить, к примеру, пользуясь коэффициентами.
2. 200, 2000, 20k, 200k, 2000k. Эта шкала с электронного устройства демонстрирует диапазон измерений сопротивления. “k” значит “кило”, то есть 1000. Пример: сопротивление на мультиметре показывает 186 и выставлен режим “200k”, это значит, что реальное сопротивление равно 186 000 Ом.
3. Ω на корпусе говорит об автоматическом определении сопротивления мультиметром. На дисплей, как правило, выводится сразу числовое и буквенное отображение, например, 1 МОм или 14 кОм.

Для первой и второй шкалы в списке точность отображения результатов и погрешность взаимозависимы. То есть на максимальном диапазоне сопротивление 100Ом с большой вероятностью будет замерено с ошибкой.

Обратите внимание на соответствие щупов и гнезд мультиметра. Черный втыкается в “СОМ”, а красный — к значку Омеги.

Прозвонка проводки

Перед тем, как проверить сопротивление тестером, следует протестировать сам прибор. Для этого одним щупом прикасаются к другому и наблюдают мгновенное срабатывание звукового пробника. Последовательность прозвонки довольно проста:

• подвести ручку-переключатель к значку зуммера (см. фото);
• коснуться щупами концов проводника;
• участок электроцепи является целостным, если мультиметр выдает звуковое оповещение;
• зуммер может не сработать при условии чрезмерной длины провода, в таком случае его целостность подтвердиться выводом цифры с измеренным сопротивлением на экране прибора;
• когда дисплей показывает единицу, это значит, что сопротивление участка цепи превышает рабочий диапазон прибора, — просто выберите другой режим и повторно замерьте сопротивление на мультиметре;
• индикации не будет вообще в том случае, когда целостность проводки на измеряемом участке нарушена.

Как замерить сопротивление мультиметром без зуммера или аналоговым тестером? Для прозвонки поставьте минимальный диапазон измерений и прикоснитесь щупами к проводке. Целый провод — это когда стрелка стремится к нулю.

Измерение сопротивления

Еще раз обобщим и выделим определенные нюансы, чтобы разобраться, как мерить мультиметром сопротивление.

1. Необходимо правильно выбрать границы измерений. Если тестер не определяет значение автоматически, то надо ориентироваться на примерное сопротивления, включать режим с ближайшим большим значением. Если вы даже примерно не знаете, какое может быть в участке цепи сопротивление, начинайте замерять с максимального показателя, постепенно снижаясь.
2. Без учета погрешности вы не получите нормальной точности измерений. К примеру, если на резисторе сопротивление 1 кОм, то с учетом допусков ±10% настоящее сопротивление может составлять 0,9 — 1,1 кОм. На том же резисторе можно провести эксперимент: тестер выставляют на максимальное значение (2000 кОм), то измерение может показать единицу (1 кОм). В другом режиме (2 кОм) цифра на дисплее будет более точной — 1,03 или 0,98, например.
3. Если наш объект измерений — впаянная в плату деталь, то хотя бы один из ее выводов придется выпаять. Эта рекомендация актуальна, если вы стремитесь получить точные результаты. Ошибочное значение получится в том случае, если на схеме имеются другие проводники, параллельно тестируемому элементу. Если же деталь обладает несколькими выводами, выпаивать из схемы ее придется полностью.
4. Как замерить сопротивление, если рука замерщика прикасается к объекту измерения? Как известно, тело человека проводит ток и обладает электросопротивлением. Хотя сопротивление тела нелинейно и непостоянно, зависит от индивидуальных особенностей, пола, возраста, состояния кожных покровов, а также внешних факторов (температура, влажность, давление, стресс), все же значение для расчетов принимают на уровне 1 кОм. Чтобы получить правильные результаты, рука замеряющего не должна касаться к щупу, в крайнем случае допустимо прижать одной рукой щуп к контакту.
5. Переходное сопротивление контактов очень важно при измерении сопротивления мультиметром. Припой, оксидная пленка на покрытии деталей исказят результаты замеров. Даже незначительная зачистка или процарапывание кончиком щупа немного усилят контакт.

Видео о том, как измерить сопротивление мультиметром

Смотрите в видеоролике, как просто проверить мультиметром сопротивление.