Come usare un multimetro?

L'elettricità e l'elettronica sono scienze costruite sulla misurazione accurata di tutti i parametri del circuito, sulla ricerca della relazione tra loro e sul grado di influenza reciproca. Pertanto, è così importante poter utilizzare strumenti di misura universali - multimetri. Combinano dispositivi specializzati più semplici: amperometro, voltmetro, ohmmetro e altri. Con nomi abbreviati, sono talvolta chiamati avometri, sebbene la parola "tester" sia più comune in occidente. Scopriamo come utilizzare un multimetro ea cosa serve?

contenuto

• 1 Scopo e funzioni
• 2 Dispositivo multimetro
• 3 Misura di parametri elettrici
  • 3.1 Determinazione della forza attuale
  • 3.2 Misurazione della tensione
  • 3.3 Come misurare la resistenza con un multimetro
• 4 Controllo degli elementi dei circuiti elettrici
  • 4.1 Capire Diodi e LED
  • 4.2 Controllo del transistor bipolare
  • 4.3 Come testare un transistor ad effetto di campo con un tester
  • 4.4 Come testare un condensatore con un multimetro
• 5 Continuità del filo
• 6 Come utilizzare un multimetro in un'auto

Scopo e funzioni

Il multimetro è progettato per misurare i tre parametri principali di un circuito elettrico: tensione, corrente e resistenza. A questo set di funzioni di base si aggiungono solitamente le modalità per il controllo dell'integrità del conduttore e dello stato di salute dei dispositivi a semiconduttore. Dispositivi più complessi e costosi sono in grado di determinare la capacità dei condensatori, l'induttanza delle bobine, la frequenza del segnale e persino la temperatura del componente elettronico in studio. Secondo il principio di funzionamento, i multimetri sono divisi in due gruppi:

1. Analogico: un tipo obsoleto basato su un amperometro magnetoelettrico, integrato con resistori e shunt per misurare la tensione e la resistenza. I tester analogici sono relativamente economici, ma tendono ad essere imprecisi a causa della bassa impedenza di ingresso. Altri svantaggi del sistema analogico includono la sensibilità alla polarità e una scala non lineare.
   

   Vista generale del dispositivo analogico

2. Digitale: dispositivi più accurati e moderni. Nei modelli domestici del segmento di prezzo medio, l'errore consentito non supera l'1%, per i modelli professionali una possibile deviazione rientra nello 0,1%. Il "cuore" di un multimetro digitale è un'unità elettronica con chip logici, un contatore di segnali, un decoder e un driver del display. Le informazioni vengono visualizzate su uno schermo volatile a cristalli liquidi.

L'errore dei tester digitali domestici non supera l'1%

A seconda dello scopo e delle specifiche di utilizzo, i multimetri possono essere realizzati in vari fattori di forma e utilizzare diverse sorgenti di corrente. I più diffusi sono:

1. I multimetri portatili con sonde sono i più diffusi sia nella vita di tutti i giorni che nelle attività professionali. Sono costituiti da un'unità principale dotata di batterie o di un accumulatore, a cui sono collegati conduttori-sonde flessibili. Per misurare un particolare indicatore elettrico, le sonde sono collegate a un componente elettronico oa una sezione del circuito e il risultato viene letto dal display del dispositivo.
   

   I multimetri portatili sono utilizzati nella vita di tutti i giorni e nell'industria: elettronica, automazione e durante la messa in servizio

2. Pinze amperometriche: in un tale dispositivo, i cuscinetti di contatto delle sonde sono bloccati su ganasce caricate a molla. L'utente li separa premendo un tasto speciale, quindi scatta in posizione sulla sezione della catena che deve essere misurata. Spesso le pinze amperometriche consentono il collegamento delle classiche sonde flessibili.
   

   Le pinze amperometriche consentono di misurare la corrente elettrica senza interrompere il circuito

3. I multimetri fissi sono alimentati da una fonte di corrente alternata domestica, si distinguono per l'elevata precisione e l'ampia funzionalità, possono funzionare con componenti radioelettronici complessi. Il principale campo di applicazione sono le misurazioni nello sviluppo, prototipazione, riparazione e manutenzione di dispositivi elettronici.
   

   I multimetri stazionari o da banco sono più spesso utilizzati nei laboratori elettrici

4. Oscilloscopi-multimetri o scopimetri - combinano due strumenti di misura contemporaneamente. Possono essere sia portatili che fissi. Il prezzo di tali dispositivi è molto alto, il che li rende uno strumento di ingegneria puramente professionale.
   

   Gli scopimetri sono l'attrezzatura più professionale e sono progettati per la risoluzione dei problemi negli azionamenti di motori elettrici, linee elettriche e trasformatori.

Come puoi vedere, le funzioni di un multimetro possono variare all'interno di un range abbastanza ampio e dipendono dal tipo, dal form factor e dalla categoria di prezzo del dispositivo. Quindi, un multimetro per uso domestico dovrebbe fornire:

• Determinazione dell'integrità del conduttore;
• Ricercare "zero" e "fase" nella rete elettrica domestica;
• Misura della tensione in corrente alternata in una rete elettrica domestica;
• Misura della tensione di sorgenti CC a bassa potenza (batterie, accumulatori);
• Determinazione degli indicatori di base della salute dei dispositivi elettronici: forza attuale, resistenza.

L'uso domestico di un multimetro di solito si riduce al test dei cavi, al controllo dello stato di salute delle lampade a incandescenza e alla determinazione della tensione residua nelle batterie.

Nella vita di tutti i giorni, i multimetri vengono utilizzati per testare fili, controllare batterie e circuiti elettrici.

Allo stesso tempo, i requisiti per i modelli professionali sono molto più severi. Sono determinati separatamente per ogni caso particolare. Tra le caratteristiche principali dei tester avanzati, vale la pena notare:

• Possibilità di test completi di diodi, transistor e altri dispositivi a semiconduttore;
• Determinazione della capacità e della resistenza interna dei condensatori;
• Determinazione della capacità delle batterie;
• Misura di caratteristiche specifiche - induttanza, frequenza del segnale, temperatura;
• Capacità di lavorare con alta tensione e corrente;
• Elevata precisione di misurazione;
• Affidabilità e durata del dispositivo.

È importante ricordare che un multimetro è un dispositivo elettrico abbastanza complesso, che dovrebbe essere maneggiato con competenza e attenzione.

Dispositivo multimetro

La maggior parte dei multimetri moderni è dotata di istruzioni dettagliate che descrivono la sequenza di azioni per lavorare con il dispositivo. Se hai un documento del genere, non ignorarlo, conosci tutte le sfumature del modello del dispositivo. Parleremo degli aspetti principali dell'utilizzo di qualsiasi multimetro.

L'interruttore standard include: misure di resistenza, corrente e tensione e test di continuità

Per selezionare la modalità di funzionamento si utilizza un interruttore, solitamente abbinato ad un interruttore (posizione “Off”). Per gli elettrodomestici permette di impostare i seguenti limiti massimi di misura:

• Tensione CC: 0,2 V; 2V; 20 V; 200 V; 1000 V;
• Tensione CA: 0,2 V; 2V; 20 V; 200 V; 750 V;
• Corrente continua: 200 uA; 2mA; 20 mA; 200 mA; 2 A (facoltativo); 10 A (posizione separata);
• Corrente alternata (questa modalità non è disponibile in tutti i multimetri): 200 μA; 2mA; 20 mA; 200 mA;
• Resistenza: 20 ohm; 200 ohm; 2 kOhm; 20 kOhm; 200 kOhm; 2 MΩ; 20 o 200 MΩ (opzionale).

Una disposizione separata serve per testare le prestazioni dei diodi e determinare l'integrità del conduttore. Inoltre, sul lato dell'interruttore rigido è presente una presa per testare i transistor.

Disposizione generale dell'interruttore di un multimetro economico 

L'uso del dispositivo inizia con l'impostazione dell'interruttore nella posizione desiderata. Quindi le sonde sono collegate. Esistono due posizioni comuni dello stilo: verticale e orizzontale.

Il connettore contrassegnato da un'icona di terra e la scritta COM è negativo o collegato a terra: ad esso è collegato un filo nero; il connettore, designato come VΩmA, è predisposto per la misura di resistenza, tensione e corrente, non superiori a 500 mA; il connettore etichettato 10 A è progettato per misurare la corrente nell'intervallo da 500 mA al valore specificato

Con una disposizione verticale, come nella figura sopra, le sonde sono collegate come segue:

• Nel connettore superiore - una sonda "positiva" nella modalità di misurazione dell'elevata intensità di corrente (fino a 10 A);
• Nel connettore centrale - una sonda "positiva" in tutte le altre modalità;
• Nel connettore inferiore - la sonda "negativa".

In questo caso, l'intensità della corrente quando si utilizza la seconda presa non deve superare i 200 mA

Se i connettori sono posizionati orizzontalmente, seguire attentamente i simboli stampati sulla custodia del multimetro. Al dispositivo mostrato in figura, le sonde sono collegate come segue:

• Nel connettore più a sinistra - la sonda "positiva" nella modalità di misurazione ad alta corrente (fino a 10 A);
• Nel secondo connettore a sinistra - una sonda "positiva" nella modalità di misurazione standard (fino a 1 A);
• Il terzo connettore a sinistra è la sonda “positiva” in tutte le altre modalità;
• Nel connettore all'estrema destra c'è la sonda "negativa".

La cosa principale qui è imparare a leggere i simboli e seguirli. Ricorda che se la polarità non viene rispettata o la modalità di misurazione è selezionata in modo errato, non solo puoi ottenere un risultato errato, ma anche danneggiare l'elettronica del tester.

Misura di parametri elettrici

Esiste un algoritmo separato per ogni tipo di misurazione. È importante sapere come utilizzare il tester, ovvero capire in quale posizione posizionare l'interruttore, a quali prese collegare le sonde, come accendere il dispositivo in un circuito elettrico.

Schema di collegamento del tester per la misura di corrente, tensione e resistenza

Determinazione della forza attuale

Il valore non può essere misurato alla fonte, poiché è caratteristico di una sezione del circuito o di un determinato consumatore di energia elettrica. Pertanto, il multimetro è collegato in serie nel circuito. In parole povere, un dispositivo di misurazione sostituisce una parte del conduttore in un sistema chiuso-source-consumatore.

Quando si misura la corrente, il multimetro deve essere collegato in serie nel circuito

Dalla legge di Ohm, ricordiamo che l'intensità della corrente può essere ottenuta dividendo la tensione della sorgente per la resistenza del consumatore. Pertanto, se per qualche motivo non è possibile misurare un parametro, è possibile calcolarlo facilmente conoscendo gli altri due.

Misurazione della tensione

La tensione viene misurata alla sorgente di corrente o al consumatore. Nel primo caso è sufficiente collegare la sonda positiva del multimetro al "più" della potenza ("fase") e la sonda negativa al "meno" ("zero"). Il multimetro assumerà il ruolo di consumatore e visualizzerà la tensione effettiva.

Per non confondere la polarità, colleghiamo la sonda nera al jack COM e gli aspetti negativi della sorgente, e la sonda rossa al connettore VΩmA e il più

Nel secondo caso, il circuito non viene aperto e il dispositivo è collegato al consumatore in parallelo. Per i multimetri analogici, è importante osservare la polarità, il digitale in caso di errore mostrerà semplicemente una tensione negativa (ad esempio, -1,5 V). E, naturalmente, non dimenticare che la tensione è il prodotto di resistenza e corrente.

Come misurare la resistenza con un multimetro

La resistenza di un conduttore, di un dissipatore o di un componente elettronico viene misurata con l'alimentazione spenta. In caso contrario, vi è un elevato rischio di danni al dispositivo e il risultato della misurazione non sarà corretto.

Se il valore della resistenza misurata è noto, il limite di misura viene scelto maggiore del valore, ma il più vicino possibile ad esso

Per determinare il valore del parametro è sufficiente collegare le sonde ai contatti opposti dell'elemento: la polarità non ha importanza. Presta attenzione all'ampia gamma di unità di misura: vengono utilizzati ohm, kiloohm, megaohm. Se si imposta l'interruttore su "2 MΩ" e si tenta di misurare una resistenza da 10 ohm, sulla scala del multimetro verrà visualizzato "0". Ricordiamo che la resistenza si ottiene dividendo la tensione per la corrente.

Controllo degli elementi dei circuiti elettrici

Qualsiasi dispositivo elettronico più o meno complesso è costituito da un insieme di componenti, che sono spesso posizionati su un circuito stampato. La maggior parte dei guasti è causata proprio dal guasto di questi componenti, ad esempio la distruzione termica dei resistori, il "guasto" delle giunzioni dei semiconduttori, l'essiccazione dell'elettrolita nei condensatori. In questo caso, la riparazione si riduce alla ricerca del guasto e alla sostituzione della parte. È qui che il multimetro torna utile.

Capire Diodi e LED

Diodi e LED sono uno degli elementi radio più semplici basati su una giunzione a semiconduttore. La differenza costruttiva tra loro è dovuta solo al fatto che il cristallo semiconduttore del LED è in grado di emettere luce. Il corpo del LED è trasparente o traslucido, costituito da un composto incolore o colorato. I diodi ordinari sono racchiusi in contenitori di metallo, plastica o vetro, solitamente verniciati con vernice opaca.

I dispositivi a semiconduttore includono varicap, diodi, diodi zener, tiristori, transistor, termistori e sensori Hall

Una caratteristica di qualsiasi diodo è la capacità di far passare la corrente in una sola direzione. L'elettrodo positivo della parte è chiamato anodo, quello negativo è chiamato catodo. Determinare la polarità dei cavi del LED è semplice: la gamba dell'anodo è più lunga e l'interno è più grande di quello del catodo. La polarità di un diodo convenzionale dovrà essere ricercata sul Web. Negli schemi elettrici, l'anodo è indicato da un triangolo, il catodo da una striscia.

Immagine di un diodo su uno schema elettrico

Per controllare un diodo o un LED con un multimetro, è sufficiente impostare l'interruttore in modalità "continuità", collegare l'anodo dell'elemento alla sonda positiva del dispositivo e il catodo a quella negativa. Una corrente scorrerà attraverso il diodo, che verrà visualizzato sul display del multimetro. Quindi dovresti cambiare la polarità e assicurarti che la corrente non scorra nella direzione opposta, cioè il diodo non è "rotto".

Controllo del transistor bipolare

Un transistor bipolare è spesso rappresentato come due diodi collegati. Dispone di tre uscite: emettitore (E), collettore (K) e base (B). A seconda del tipo di conduzione tra di loro, ci sono transistor con struttura "pnp" e "npn". Naturalmente, è necessario controllarli in diversi modi.

Immagine delle regioni di emettitore, base e collettore su transistor bipolari

La sequenza per il controllo di un transistor con una struttura npn:

1. La sonda positiva del multimetro è collegata alla base del transistor, l'interruttore è impostato sulla modalità "suoneria".
2. La sonda negativa tocca in serie l'emettitore e il collettore: in entrambi i casi, il dispositivo deve rilevare il passaggio di corrente.
3. La sonda positiva è collegata al collettore e la sonda negativa all'emettitore. Se il transistor è buono, il display del multimetro rimarrà uno, in caso contrario il numero cambierà e/o verrà emesso un segnale acustico.

I transistor con una struttura pnp vengono verificati in modo simile:

1. La sonda negativa del multimetro è collegata alla base del transistor, l'interruttore è impostato sulla modalità "suoneria".
2. La sonda positiva tocca in serie l'emettitore e il collettore: in entrambi i casi, il dispositivo deve registrare il passaggio della corrente.
3. La sonda negativa è collegata al collettore e la sonda positiva all'emettitore. Controllare l'assenza di corrente in questo circuito.

Il compito sarà notevolmente semplificato se il multimetro ha una sonda per transistor. È vero, va tenuto presente che i potenti transistor non possono essere controllati in una sonda: le loro conclusioni semplicemente non si adatteranno alle prese.

Per testare i transistor bipolari sui multimetri, viene spesso fornita una sonda

La sonda è divisa in due parti, ognuna delle quali funziona con transistor di una certa struttura. Installare il transistor nella parte desiderata, rispettando la polarità (base - nella presa "B", emettitore - "E", collettore - "C"). Impostare l'interruttore in posizione hFE - misurazione del guadagno. Se il display rimane uno, il transistor è difettoso. Se la cifra cambia, la parte è normale e il suo guadagno corrisponde al valore specificato.

Come testare un transistor ad effetto di campo con un tester

I transistor ad effetto di campo sono più complicati dei transistor bipolari, poiché in essi il segnale è controllato da un campo elettrico. Tali transistor sono divisi in canale n e canale p e le loro conclusioni hanno ricevuto i seguenti nomi:

• Carcere (Z) – cancelli (G);
• Est (I) – sorgente (S);
• Scarico (C) - scarico (D).

Non sarà possibile utilizzare la sonda incorporata nel multimetro per testare il transistor ad effetto di campo. Dovremo usare un metodo più complesso.

Un esempio di controllo dei contatti di un transistor ad effetto di campo con un tester

Iniziamo con il transistor a canale n. Prima di tutto, rimuovono l'elettricità statica da esso toccando alternativamente i terminali con un resistore collegato a terra. Quindi il multimetro viene impostato sulla modalità "squillo" e viene eseguita la seguente sequenza di azioni:

1. Collegare la sonda positiva alla sorgente, la sonda negativa allo scarico. Per la maggior parte dei transistor ad effetto di campo, la tensione a questa giunzione è 0,5-0,7 V.
2. Collegare la sonda positiva al gate, la sonda negativa allo scarico. Uno dovrebbe rimanere sul display.
3. Ripetere i passaggi indicati al paragrafo 1. È necessario correggere la variazione di tensione (è possibile sia diminuire che aumentare).
4. Collegare la sonda positiva alla sorgente, la sonda negativa al gate. Uno dovrebbe rimanere sul display.
5. Ripetere i passaggi del paragrafo 1. La tensione dovrebbe tornare al valore originale (0,5-0,7 V).

Qualsiasi deviazione dai valori standard indica un malfunzionamento del transistor ad effetto di campo. Le parti con una transizione del canale p vengono controllate nella stessa sequenza, cambiando la polarità in modo opposto a ogni passaggio.

Come testare un condensatore con un multimetro

Prima di tutto, dovresti determinare quale condensatore testerai: polare o non polare. Tutti i condensatori elettrolitici e alcuni allo stato solido sono polari e quelli non polari, di norma, a film o ceramici, hanno una capacità molte volte inferiore (nano e picofarad).

Un condensatore è un dispositivo a due terminali con un valore costante o variabile di capacità e bassa conduttività e viene utilizzato per accumulare la carica di un campo elettrico.

Se il condensatore è già stato utilizzato (ad esempio saldato da un dispositivo elettronico), deve essere scaricato. Non collegare i contatti direttamente con un filo o un cacciavite: ciò comporterà nella migliore delle ipotesi la rottura della parte e, nel peggiore dei casi, una scossa elettrica. Utilizzare una lampadina a incandescenza o un potente resistore.

Il test del condensatore può essere suddiviso in due tipi: il test delle prestazioni effettive e la misurazione della capacità. Qualsiasi multimetro farà fronte al primo compito, solo i modelli domestici professionali e "avanzati" faranno fronte al secondo.

Maggiore è il valore del condensatore, più lentamente cambia il valore sul display.

Per verificare lo stato di salute del pezzo, posizionare l'interruttore del multimetro in modalità “squillo” e collegare le sonde ai contatti del condensatore (rispettando la polarità se necessario). Vedrai un numero sul display, che inizierà immediatamente a crescere: questa è la batteria del multimetro che carica il condensatore.

Per controllare la capacità del condensatore, viene utilizzata una sonda speciale.

Inoltre, non è difficile misurare la capacità con un multimetro "avanzato". Ispeziona attentamente la custodia del condensatore e trova la designazione della capacità in micro, nano o picofarad. Se al posto delle unità di capacità viene applicato un codice a tre cifre (ad esempio 222, 103, 154), utilizzare un'apposita tabella per decifrarlo. Dopo aver determinato la capacità nominale, posizionare l'interruttore nella posizione appropriata e inserire il condensatore negli slot sulla custodia del multimetro. Verificare se la capacità effettiva corrisponde alla capacità nominale.

Continuità del filo

Nonostante tutto il multitasking dei multimetri, il loro principale utilizzo domestico è la continuità dei fili, ovvero la determinazione della loro integrità. Sembrerebbe che potrebbe essere più semplice: ho collegato le due estremità del cavo con le sonde in modalità "tweeter", e il gioco è fatto. Ma questo metodo indicherà solo la presenza del contatto, ma non lo stato del conduttore. Se c'è uno strappo all'interno, che porta a scintille e bruciature sotto carico, l'elemento piezoelettrico del multimetro emetterà comunque un suono. È meglio usare l'ohmmetro integrato.

Un segnale acustico, altrimenti denominato "cicalino", accelera notevolmente il processo di composizione

Impostare l'interruttore del multimetro sulla posizione "un ohm" e collegare le sonde alle estremità opposte del conduttore. La normale resistenza di un filo intrecciato lungo diversi metri è di 2-5 ohm. Un aumento della resistenza a 10-20 ohm indicherà un'usura parziale del conduttore e valori di 20-100 ohm indicano gravi rotture del filo.

A volte, quando si controlla un filo posato in un muro, l'uso di un multimetro è difficile. In questi casi è consigliabile utilizzare tester senza contatto, ma il prezzo di questi dispositivi è piuttosto alto.

Come utilizzare un multimetro in un'auto

L'equipaggiamento elettrico è una delle parti più vulnerabili dell'auto, che è molto sensibile alle condizioni operative, alla diagnostica tempestiva e alla manutenzione. Pertanto, il multimetro dovrebbe diventare parte integrante del kit di strumenti: aiuterà a identificare il malfunzionamento, determinare le cause del suo verificarsi e possibili metodi di riparazione.

Un multimetro è un dispositivo indispensabile per la diagnosi dell'impianto elettrico di un veicolo

Per gli automobilisti esperti vengono prodotti multimetri automobilistici specializzati, ma nella maggior parte dei casi sarà sufficiente un modello domestico. Tra i compiti principali che deve risolvere:

• Monitoraggio della tensione sulla batteria, particolarmente importante dopo un lungo periodo di inattività dell'auto o in caso di funzionamento errato del generatore;
• Determinazione della corrente di dispersione, ricerca di cortocircuiti;
• Controllo dell'integrità degli avvolgimenti della bobina di accensione, motorino di avviamento, generatore;
• Controllo del ponte a diodi del generatore, componenti del sistema di accensione elettronica;
• Monitoraggio dello stato di salute di sensori e sonde;
• Determinazione dell'integrità dei fusibili;
• Controllo di lampade a incandescenza, interruttori a levetta e pulsanti.

Il problema che molti automobilisti devono affrontare è la scarica della batteria del multimetro nel momento più inopportuno. Per evitare ciò, è sufficiente spegnere il dispositivo subito dopo l'uso e portare con sé una batteria di riserva.

Un multimetro è un dispositivo comodo e versatile, indispensabile sia nella vita di tutti i giorni che nelle attività umane professionali. Anche con un livello di base di conoscenze e competenze, può semplificare notevolmente la diagnosi e la riparazione degli elettrodomestici. In mani abili, il tester aiuterà a risolvere i compiti più complessi, dal controllo della frequenza del segnale al test del circuito integrato.

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