Измерение больших напряжений при помощи мультиметра

Фазы автомобиля

Электрические сети помогают многим объектам. Автомобиль считается относительно простым устройством. Основу снабжения составляют аккумулятор 12 вольт (реально – 14,5 В), генератор, уровень выходного напряжения которого регулируется сообразно вариациям оборотов. Напряжение после выпрямления пригодно подпитывать аккумулятор бортовой сети. Активация вала генератора ведется аккумулятором через специальное регулирующее устройство.

Трехфазная схема Ларионова

Выпрямляемые диодным мостом схемы Ларионова фазы питают авто. Популярная сегодня методика. Диодов присутствует шесть штук. Фазы сливаются механическим объединением после выпрямления единой магистралью. Обеспечивает максимальную мощность. Чувствительные компоненты авто (бортовой компьютер), дополнительно выпрямляют нестабильный ток. Чтобы продлить срок службы устройства.

Далее напряжение идет потребителям. Дворники, система индикации, освещение, зажигание. Бортовой компьютер может выдать закодированное сообщение: пора проверить датчик фаз. Элемент, работа которого использует эффект Холла, определяет положение распределительного вала двигателя. Подобными оснащают стиральные машины, оценивая скорость вращения. Авто определяет угловое положение вала. Датчик выдает импульсы, оценивая параметры которых компьютер получит нужную информацию.

Сенсорами авто напичкан. На две клеммы подается питание, третья формирует сигнал. Для проверки посмотрим схему: местонахождение узлов. Затем вплотную займемся прозвонкой. Имитируя условия формирования импульсов, пользуйтесь постоянным магнитом.

Вопрос, как определить фазу и ноль мультиметром на авто, отпадает. Опорой служит корпус автомобиля – масса. Понятное дело, генератор работает только при запущенном двигателе. Внутри квартиры ищем фазу и нуль, здесь масса задана априори. Можно вызванивать пробитую изоляцию (например, диодов выпрямительного моста). На авто проще простого измерить три фазы мультиметром. Действующее значение косвенно сказали. Порядка 20 вольт (учитывая потери неидеального моста).

Измерение напряжения в сети

Чтобы правильно выполнить измерение напряжения необходимо четко представлять принцип и объект исследования. Поэтому следует отметить, что напряжение представляет собой такую электрическую величину, которая показывает разность заряда между двумя электрическими точками. К примеру, если в одной точке заряд составит +35 В, а в другой +310 В, то разница между этими точками составит 310 – 35 = 275 В, это и будет напряжение. Соответственно измерение напряжения может производиться только относительно чего-то, поэтому используются сразу две точки.

Если говорить о падении напряжения на каком-либо объекте или участке цепи, то измерение напряжения проводиться относительно концов прибора или цепи, точек подключения и т.д

При этом важно учитывать, что цифровой вольтметр или мультиметр в режиме измерения считается бесконечным сопротивлением или разрывом в цепи

Падение напряжения возможно только при условии протекания тока, поэтому подключение вольтметров последовательно с измеряемым объектом недопустимо, так как через него перестанет протекать ток. Аналоговый или электронный вольтметр должен подключаться только параллельно по отношению к измеряемому сигналу.

С практической точки зрения следует заметить, что аналоговые модели измерительных приборов имеют входное сопротивление равное 10 – 20 кОм, а современные мультиметры могут похвастаться 1МОм. Так как через сопротивление на входе в измерительное устройство может протекать ток утечки, этот делитель напряжения будет обуславливать снижение точности измерений. Поэтому чем ближе сопротивление на входе к бесконечности, тем более точный прибор вы используете.

Важно отметить, что замеры производятся под напряжением, из-за чего присутствует угроза поражения электротоком

Поэтому важно соблюдать элементарные меры предосторожности. Далее рассмотрим порядок выполнения измерения для постоянного и переменного напряжения

Далее рассмотрим порядок выполнения измерения для постоянного и переменного напряжения.

Постоянного тока

Для цепи постоянного тока расмотрим порядок измерения напряжения при помощи цифрового мультиметра. Для этого:

  1. Переведите переключатель мультиметра в положение для постоянного напряжения. На панели обозначается латинской буквой V со значком « = », знаками «+ и – », также может обозначаться аббревиатурой DC.
  2. Выберете нужный предел измерения, который будет максимально приближен к предполагаемому номиналу, но выше измеряемого.
  3. Установите щупы в соответствующие разъемы – черный к выводу COM, красный к выводу V.
  4. Приложите щупы мультиметра сразу к двум точкам – красный к плюсу, черный к минусу. Если вы заранее не знаете положение потенциалов, и показание прибора имеет отрицательное значение, нужно просто поменять полярность подключения.

На дисплее вы увидите показания вольтметра, если значение слишком малое, переключите ручку на меньший предел измерений. Прикладывая щупы, создавайте хорошее усилие, чтобы избежать большого переходного сопротивления, иначе они внесут ощутимую погрешность измерений.

Переменного тока

В цепи переменного тока бытовой цепи важно учитывать ее опасность из-за номинала в 220/380 В. Поэтому при невозможности подключения мультиметра непосредственно в процессе эксплуатации, его присоединение должно выполняться при отключенном напряжении при помощи «крокодилов»

В остальном процесс измерения идентичен:

  1. Переключите ручку мультиметра в положение для измерения переменного напряжения. На панели оно обозначается как V со значком «

» или аббревиатурой AC.

  • Установите ручкой деление на нужный предел по принципу ближайшего большего потенциала относительно измеряемого номинала.
  • Выполните подключение щупов к соответствующим выводам: черный к выводу COM, красный к выводу V.
  • Подключите измерительный прибор к нужному устройству, заметьте, что полярность щупов здесь значения не имеет.

Измерение переменного напряжения.

Процесс измерения переменного напряжения ни чем не отличается от измерения постоянного. Отличие состоит лишь в том, что для переменного напряжения соблюдать полярность щупов не требуется.

Сектор переменного напряжения разбит на два поддиапазона 200V

и600V . На пределе «200V» можно измерять, например, выходное напряжение вторичных обмоток понижающих трансформаторов, либо любое другое находящееся в диапазоне 0…200 Вольт. На пределе «600V» можно измерять напряжения 220 В, 380 В, 440 В или любое другое находящееся в диапазоне 0…600 Вольт.

В качестве примера измерим напряжение домашней сети 220 Вольт. Переводим переключатель в положение «600V» и щупы мультиметра вставляем в розетку. На индикаторе сразу появился результат измерения 229 Вольт. Как видите, все очень просто.

И еще один момент. Перед измерением высоких напряжений ВСЕГДА лишний раз убеждайтесь в исправности изоляции щупов и проводов вольтметра или мультиметра

,а также дополнительно проверяйте выбранный предел измерения .И только после всех этих операций производите измерения . Этим Вы убережете себя и прибор от неожиданных сюрпризов.

А если что осталось не понятно, то посмотрите видеоролик, где показано измерение напряжения и силы тока с помощью мультиметра.

Используемые приборы

В каждом доме прибор учета электроэнергии находится в состоянии постоянного измерения переменного напряжения, но крайне редко эти данные где-либо отображаются. Некоторые из них подключаются напрямую, другие через измерительные трансформаторы.

В практических целях для измерения уровня напряжения могут применяться:

  • Вольтметры;
  • Мультиметры
  • Осциллографы.

Вольтметр представляют собой устройство для проверки разности потенциалов. На практике могут встречаться как цифровые, так и аналоговые вольтметры, на которых измеряемое напряжение отображается на дисплее или посредством отклонения стрелки на циферблате соответственно.

Важными параметрами при выборе как электронного, так и стрелочного вольтметра являются единицы измерений (мВ, В, кВ), рабочий диапазон и класс точности. Однако сфера их применения ограничена и применяется, чаще всего, для лабораторных исследований, поскольку в бытовых и производственных нуждах содержать один прибор для измерения одной электрической величины нецелесообразно.

Мультиметр или цифровой тестер является более универсальным прибором, который может работать с несколькими параметрами: электрическим током, сопротивлением, частотой, температурой, напряжением и т.д. Для измерения напряжения мультиметр переключается в режим вольтметра, щупы подключаются к соответствующим разъемам. Конструктивно встречаются и цифровые и аналоговые модели, в некоторых из них можно переключать диапазон измерений, выбирать род тока, в других мультиметрах все эти величины могут подбираться автоматически.

Осциллограф – это довольно сложный прибор для измерения разности потенциалов, так как в нем на цифровом или аналоговом дисплее выводится кривая измеряемой величины. При этом можно растянуть или сократить диапазон частот, чтобы рассмотреть форму импульсных напряжений, длительность импульсов, нарастание и провалы в кривой функции. Поэтому осциллограф для измерения напряжения применяется в электрических цепях и приборах высокой точности, при изготовлении и проверке радиодеталей и т.д. Мало кто держит дома осциллограф из-за высокой стоимости и сложности выполнения операций.

Идеальный источник ЭДС

Имеем источник ЭДС

Давайте вспомним, что такое ЭДС. ЭДС – это что-то такое, что создает электрический ток. Если к такому источнику напряжения подцепить любую нагрузку (хоть миллиард галогенных ламп, включенных параллельно), то он все равно будет выдавать такое же напряжение, какое-бы он выдавал, если бы мы вообще не цепляли никакую нагрузку.

Короче говоря, какая бы сила тока не проходила через цепь резистора, напряжение на концах источника ЭДС будет всегда одно и тоже. Такой источник ЭДС называют идеальным источником ЭДС.

Но как вы знаете, в нашем мире нет ничего идеального. То есть если бы в нашем аккумуляторе был идеальный источник ЭДС, тогда бы напряжение на клеммах аккумулятора никогда бы не проседало. Но оно проседает и тем больше, чем больше силы тока потребляет нагрузка. Что-то здесь не так. Но почему так происходит?

Электротравмы

Говорят, птицы сидят на оголённых проводах и не падают от разряда, сопротивление кожи их ног велико, ток идёт преимущественно по проводу. Если человек попробует взяться за линию ЛЭП на аналогичном расстоянии двумя руками, исход окажется плачевным.

Электротравмы принято делить на местные и общие. На первый тип приходится пятая часть от общего числа несчастных случаев в промышленности, на вторую – более половины. Прочие воздействия сводятся к обычным ударам (возбуждение тканей организма, непроизвольное сокращение мышц), как правило, обходятся без последствий. Местные электротравмы сопровождаются ожогами, металлизацией кожи от расплава металла, повреждениями глаз и электрическими знаками (сравнительно безвредные отметины на коже разнообразного характера). Сильный электрический удар способен остановить сердце и лёгкие.

Самыми распространёнными явлениями среди местных травм считаются ожоги. На них приходится две трети всей симптоматики. Наибольшему риску подвержены электромонтеры, занимающиеся эксплуатацией действующих установок. Электрические удары принято делить на 5 групп:

  1. Неприятная резкая потеря ориентации, мгновенная судорога.
  2. Рефлексы тела, сопровождающиеся резкой болью.
  3. Потеря сознания от удара током без иных видимых последствий.
  4. Нарушение сердечной активности с одновременной потерей сознания. Сбои в дыхании.
  5. Клиническая смерть.

Как легко догадаться, даже кратковременное прикосновение к оголённым частям электрооборудования приводят к неприятным последствиям. На электрические удары приходится пять шестых от общих случаев смертельных исходов, зарегистрированных на предприятиях.

Условные обозначения мультиметра

Фактически мультитестер состоит из нескольких стандартных частей: дисплея (в аналоговом – шкала с защитным стеклом), многопозиционного кругового переключателя, разъёмы для подключения щупов. В этой статье, в качестве мультиметрического прибора, рассматривается модель DT9205А.

Мультитестер цифровой DT9205А имеет широкие возможности, включая измерение переменного и постоянного напряжения и тока, сопротивление, ёмкость, исправность диодов. Размер – 186х86х41 мм, вес – 318 грамм

Кнопки:

  • ON/OFF – включение/выключение устройства;
  • HOLD – удержание отображаемого значения на ЖК-экране.

Сектора центрального переключателя:

  • hFE – измерение параметров транзисторов;
  • F, Ω- тестирование емкости конденсаторов и сопротивление;
  • A-, A~ – постоянный и переменный ток;
  • V-, V~ – постоянное и переменное напряжение.

Основные разъёмы:

  • 20А – гнездо для измерения силы тока до 20A, красный щуп;
  • А – гнездо для тестирования силы тока в пределах диапазонов;
  • СОМ – гнездо для всех режимов, обычно подключается черный щуп;
  • VΩ – гнездо для измерения сопротивлений и напряжений.

Разъёмы секций “pnp/npn” – тестирование полупроводников, “cx” – разъёмы для вставки проверяемого конденсатора. Обязательно необходимо соблюдать полярность иначе он “вздуется”.

Для того чтобы грамотно использовать мультитестер следует знать, какими функциями он наделен. Кнопки с обозначением функций расположены на лицевой панели (+)

Техника безопасности

Правила:

  • Обязательно стоит прочитать инструкцию к прибору.
  • Нужно избегать прикосновений пальцами к деталям. Человеческое тело обладает собственным сопротивлением, которое может испортить точность измерения.
  • Мерить нужно в непроводящих тока перчатках. Если таковых нет, подходят плотные прорезиненные модели.
  • Если в месте замера повышенная влажность, не стоит его проводить.
  • Когда ведется измерение, нельзя переключать режимы.
  • В случае механического повреждения или при деформации оплетки проводов и щупов, использовать прибор нельзя.

Мультиметр, доступный и простой прибор для бытового использования. Он позволяет точно проводить замеры параметров. Это способствует безопасной и удобной работе с электросетью, а также обеспечивает исправность бытовой техники.

Распределительный короб

Это важный элемент цепи питания. С помощью него проводится разводка проводов на выключатели, освещение и розетки. Разводка выполняется от второстепенного вводного провода до потребителей. Часто соединение подобных коробов выполняется при помощи скрутки или контакторов. Для проведения проверки необходимо:

  1. Отключить основное питание цепи.
  2. Открыть короб.
  3. Проверить места соединения.

Если обнаружено обгорание соединений или контактов, то оно устраняется путем зачистки проводов от изоляции и обновления контактов. Если повреждений нет, то нужно найти провод, идущий на поврежденную розетку и отсоединить его. Далее проводится прозвонка провода.

Выполняется процедура следующим образом:

  1. Отсоединенные провода скручиваются вместе.
  2. Тестер переводится в режим прозвонки.
  3. Измерительные щупы тестера соединяются с разъемами тестируемого элемента.

Оповещение звуковым сигналом укажет на целостность провода. Если сигнала нет, то провод считается поврежденным и требует полной замены.

Если тестируемый провод оказался целым, то далее нужно замерить напряжение, приходящее к самой распределительной коробке.

  1. Сначала проверить расположение соединений распределительного короба. Не должно быть соединений между проводами нуля и фазы.
  2. Подать питание от главного защитного автомата.
  3. Измерительный прибор перевести на режим замера переменного напряжения.
  4. Оба контрольных щупа соединить с контактами вводного провода.

На вводе должно быть напряжение величиной от 220 до 240 вольт. Если напряжения нет, то повреждение нужно искать в промежутке от главного автомата до распределительной коробки.

Данная инструкция поможет проверить напряжение в розетке мультиметром, а также провести диагностику цепи питания от распределительной коробки до оконечного устройства.

Нормы для проведения замеров

При выборе методики измерений специалисты электролаборатории опираются на следующие нормативные документы и постановления:

  1. Сроки, объемы и особенности проведения замеров для всех типов объектов регламентируются ПТЭЭП (приложение №3; пункт 28.10). Измерения могут проводиться в установках с системой TN и TT, свольтажом до 1 кВ, при этом обязательным условием является наличием системы уравнивания/выравнивания потенциалов, предотвращающих возможность поражения током.
  2. Выбор контрольных точек для замеров осуществляется с учетом требований п. 1.8.39 ПУЭ (издание 7). Для различных типов электрооборудования с вольтажом до 1 кВ, выполненного в соответствии со всеми действующими нормами на прикосновение напряжения, контрольные точки определяются во время проектирования, при присоединении естественных заземлителей.
  3. Предельно допустимые значения величин для установок с различным типом реализации нейтрали приведены в таблицах ГОСТ-а 12.1.0380-82 отдельно для различных режимов и разных токов.

При замерах напряжения сопротивление тела человека моделируется резисторами различных номиналов, с помощью металлических пластин или других моделей.

Используем прозвонку

Если присмотреться на переднюю панель тестера, то можно увидеть еще несколько дополнительных функций, о которых мы еще не рассказали. Некоторые из них используют только опытные радиотехники, поэтому домашнему электрику нет смысла о них рассказывать (все равно в бытовых условиях они вряд ли пригодятся). Но есть еще один важный режим тестера, которым, возможно, Вы будете пользоваться – прозвонка (на картинке ниже мы указали ее обозначение). К примеру, чтобы найти обрыв нулевого провода в цепи, нужно прозвонить электропроводку, и если цепь замкнута, Вы услышите звуковую индикацию. Для этого нужно всего лишь подключить щупы в нужные 2 точки схемы.

Опять-таки, очень важный нюанс – питание на участке цепи, которую Вы собрались прозванивать, должно быть обязательно отключено. К примеру, если Вы решили прозвонить проводку в доме, на время работы отключите вводной автоматический выключатель в распределительном щитке. Пользоваться мультиметром при подключенном питании крайне не рекомендуется!

Ошибка №2 – Заряд батарейки

Все современные мультиметры имеют внутри корпуса элемент питания, не важно какой именно – крону на 9V, пальчиковые батарейки или круглые “таблетки”. Важно, чтобы вы знали, что если эта самая батарейка будет сильно разряжена, то прибор начнет безбожно врать и его погрешность составит десятки процентов в меньшую или большую сторону

Важно, чтобы вы знали, что если эта самая батарейка будет сильно разряжена, то прибор начнет безбожно врать и его погрешность составит десятки процентов в меньшую или большую сторону. Поэтому, если показания на табло у вас вызывают сомнения, не нужно грешить на тестер и ругать дешевую китайскую продукцию, попробуйте просто заменить батарейку

Поэтому, если показания на табло у вас вызывают сомнения, не нужно грешить на тестер и ругать дешевую китайскую продукцию, попробуйте просто заменить батарейку.

Есть приборы, которые прямо на табло показывают уровень заряда встроенного элемента питания.

Емкость пальчиковых или мизинчиковых батареек без мультиметра можно проверить тестом на прыгучесть.

Круглые таблетки проверяются светодиодами.

А вот для кроны понадобится уже другой мультиметр.

Точность работы мультиметра

Для любого мультиметра в инструкции описаны характеристики, где сказано, насколько результат замера может отличаться от действительной величины. Имеет значение разрядность индикатора. У самых простых устройств она равна 2,5. Для прецезионных эта характеристика выше, и равна 8,5. Под разрядностью стоит понимать способность отображать результат от 0 до 9 в полном объеме.

На примере это выглядит следующим образом. Если разряд равен 3,9, тестер способен позволяет выводить данные от 0,000 до 1,999 включительно без переключения режима. В противном случае требуется дополнительная несложная настройка.

Но это что касается удобства пользования. Точность работы мультиметра зависит от разряда лишь косвенно. Однако связь очевидна. Если взять прибор с разрядностью 2,5, отклонения возможны в пределах 10% в сторону увеличения или уменьшения.

Метод измерения тока с помощью катушки Роговского

Катушка Роговского названа в честь немецкого физика Вальтера Роговского. Катушка Роговского выполнена с использованием спиральной катушки с воздушным сердечником и намотана на целевой проводник для измерения тока.

На изображении выше показана катушка Роговского с дополнительной схемой. Дополнительная схема является интегральной цепью. Катушка Роговского обеспечивает выходное напряжение в зависимости от скорости изменения тока в проводнике. Для создания выходного напряжения, пропорционального току, требуется дополнительная схема интегратора.

Преимущества:

  • Это хороший метод для обнаружения быстрого высокочастотного изменения тока
  • Безопасная работа с точки зрения обращения с вторичной обмоткой
  • Недорогое решение
  • Гибкость в использовании благодаря конструкции с разомкнутым контуром
  • Температурная компенсация не сложна

Недостатки:

  • Подходит только для переменного тока
  • Имеет более низкую чувствительность, чем трансформатор тока

Катушка Роговского имеет широкий спектр применения. Например, измерение тока в больших силовых модулях, особенно на полевых МОП-транзисторах или мощных транзисторах IGBT. Катушка Роговского обеспечивает гибкость измерения. Поскольку отклик катушки Роговского очень быстр по переходным процессам или высокочастотным синусоидальным волнам, это хороший выбор для измерения высокочастотных переходных процессов в линиях электропередачи. В приложениях распределения мощности или в интеллектуальной электросети катушка Роговского обеспечивает превосходную гибкость для измерений тока.

Требования безопасности

По действующим нормам напряжение прикосновения не должно превышать 65 В, что считается безопасным значением при длительном (свыше трёх секунд) прикосновении. Потом допустимый порог растёт с падением интервала:

  1. 0,1 сек – 740 В.
  2. 0,2 сек – 370 В.

Когда эти требования не обеспечиваются, следует применять защитную спецодежду. Особенно опасным признан случай одновременного прикосновения к токонесущей части оборудования и заземлителю. При проведении профилактических (ремонтных) работ металлические конструкции, находящиеся под потенциалом грунта, стоящие ближе 2-х метров к обслуживаемому оборудованию, закрываются щитами, изолирующими плитами и пр.

Предосторожность на работе

При длительных утечках тока напряжение прикосновения заносится на металлические конструкции, непосредственно граничащие с заземлителем: трубы, заборы, лестницы и др. Как напряжение шага, оно быстро убывает с расстоянием, но безопасную зону нельзя однозначно начертить, многое зависит от свойств опасного участка, его проводимости.

Отдельные трубопроводы находятся под катодной защитой методом образования на них отрицательного относительно почвы потенциала. В таком случае участок однозначно изолирован от заземлителя и представляет повышенную опасность. Граница раздела обычно лежит на границе территории завода или здания. Визуально возможно определить по наличию изолирующего фланца в трубопроводе. При аварии рекомендуется по возможности быстро устранить источник опасности.

Дополнительные функции

Индикаторная отвертка – как правильно пользоваться

С каждым днём на рынке радиотехники появляются новые более совершенные модели тестеров напряжения. Мультиметры наделяют дополнительными функциями, с помощью которых появилась возможность, как быстро проверить тестером транзисторы, так и определить ёмкость и индуктивность.

Тестирование транзисторов

Такая возможность прибора нужна профессионалам и любителям, занимающимся сборкой и ремонтом электронных устройств. Проверка биполярных триодов схожа с прозвонкой диодов. Наконечники щупов тестера поочерёдно подсоединяют к выводам базы-эмиттера и базы-коллектора. Если показания мультиметра отвечают целостности «р-n»-перехода, то транзистор считают исправным.

Измерение ёмкости и индуктивности

Для использования прибора в качестве тестера ёмкости переключатель устанавливают напротив диапазона «С». Для проведения замеров индуктивности рычаг прибора поворачивают в зону «L».

Как измерять постоянное напряжение

Постоянное напряжение называется напряжением постоянного тока. Это постоянная величина, которая не меняется по времени или направлению. Постоянный ток широко применяется в технике и автомобилях (питание бортовых сетей от аккумулятора), в электролизе, сварочных работах, на транспорте и в других областях.


Измерение напряжения тока — несложная процедура.

Важно! В переменном токе электроны двигаются хаотично, но в одном направлении, их график образует синусоиду. Перед покупкой измерительного прибора стоит разобраться, для чего именно он будет использоваться

Например, если необходимо изредка проверять значение напряжения в автомобильном аккумуляторе, стоит выбрать простой и небольшой тестер, если же планируются большие работы с электросетью (прозвон цепи, проверка сопротивления и тока), подойдет мультиметр

Перед покупкой измерительного прибора стоит разобраться, для чего именно он будет использоваться. Например, если необходимо изредка проверять значение напряжения в автомобильном аккумуляторе, стоит выбрать простой и небольшой тестер, если же планируются большие работы с электросетью (прозвон цепи, проверка сопротивления и тока), подойдет мультиметр.


Автомобилистам часто приходится проводить замеры

Перед началом работ необходимо внимательно прочитать инструкцию и при необходимости потренироваться на более слабых батарейках. Принцип работы измерительных приборов практически одинаков.