Как измерить постоянный ток и напряжение

Простейшим способом измерения постоянного тока и напряжения является непосредственное включение приборов в цепь, возможное при выполнении условий:

1) максимальный предел измерения амперметра (вольтметра) не меньше максимального тока (напряжения) в цепи;

2) номинальное напряжение амперметра не менее номинального напряжения сети;

3) сопротивление амперметра Rа намного меньше, а сопротивление вольтметра намного больше сопротивления измеряемой цепи Rн, значительное сопротивление амперметра снижает ток в цепи при его включении на величину

4) соблюдение полярности включения приборов.

Для расширения пределов измерения приборов используют преобразователи в виде измерительных шунтов, добавочных сопротивлений, делителей напряжения, измерительных трансформаторов и измерительных усилителей. Шунт представляет собой сопротивление, включаемое параллельно измеритель-ному прибору в цепь измеряемого тока.

Шунты на токи до 50-100 А обычно устанавливают внутри прибора. Для больших токов применяют наружные шунты, имеющие токовые зажимы для включения в цепь измеряемого тока и потенциальные зажимы для подключения измерительного прибора. С целью унификации измерительных приборов шунты изготовляют по ГОСТ 8042-78 Класс точности шунтов 0,05-0,5.

Подключив к шунту милливольтметр с пределом измерения, соответствующим номинальному падению напряжения на шунте, получим соответствие полной шкалы прибора номинальному току шунта. Измеренный ток

Для расширения пределов измерения вольтметров последовательно с измерительным прибором включают добавочное сопротивление Rд.

Добавочные сопротивления могут быть как внутренние (помещенные в корпус прибора), так и наружные для измерения напряжений свыше 500 В.

Номинальные токи добавочных сопротивлений стандартизированы ГОСТ 8623-78 при номинальном падении напряжения на них. Основная погрешность добавочных сопротивлений ± (0,1-0,5)%. Для расширения пределов измерения приборов с высоким входным сопротивлением используют делители напряжения с фиксированным коэффициентом деления, обычно кратным 10. В установках высокого напряжения электропередач постоянного тока и в сильноточных цепях могут быть использованы кроме указанных преобразователей измерительные трансформаторы постоянного тока.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Токоизмерительные клещи постоянного и переменного тока, чем они отличаются и какие лучше всего выбрать

Назначение прибора и его преимущество

Токоизмерительные клещи или «Клещи Дитце»-это измерительный прибор, назначение которого измерять ток бесконтактным способом, без разрывы электрической цепи. Главным преимуществом перед остальными мультиметрами и амперметрами является простота измерения и безопасность использования, так как измерение возможно проводить на изолированном проводнике. С помощью данного устройство можно легко определить точные показатели электрического тока, а также рассчитать потребляемую мощность любого электрооборудования под нагрузкой.

Принцип действия и функциональность

Принцип работы прибора основан на законе электромагнитной индукции, по устройству в значительной степени схож с принципом действия обыкновенного трансформатора. Переменный ток измеряемого проводника внутри катушки трансформатора (Клещей) создает переменный магнитный поток, индуктирующий ЭДС во вторичной обмотке устройства, который замеряется амперметром или датчиком.

Схема измерения силы тока прибором с трансформаторным датчиком

В более современных устройствах применен полупроводниковый датчик Холла, основным отличием от устройства с трансформатором является то, что измеряемый проводник охватывается не замкнутой катушкой, а магнитопроводом, в разрыве которого размещен датчик Холла.

Схема измерения силы тока прибором с датчиком Холла

Современные приборы в зависимости от типа способны измерять переменный или постоянный и переменный ток (благодаря использованию датчика Холла), большинство из них обладают расширенным функционалом мультиметров и способны выводить численную информацию на дисплей. В зависимости от марки и производителя в измерителях реализовано множество дополнительных функции и конструктивных решений.

Типы приборов

Существует два типа устройств, основным различием которых являются измерительные датчики:

Токовые клещи с датчиком Холла, без замыкающегося магнитопровода

Виды исполнения

Измерители «дитца» подразделяются на аналоговые и цифровые:

Специализированные высоковольтные электроизмерительные клещи

В отдельный вид следует выделить измерители специального назначения, измерительные клещи Ц 90 (более современный вариант Ц 4502), предназначенные для измерения силы тока в мощных электроустановках до 10 000 вольт. С помощью этого инструмента можно измерить только силу переменного тока от 15 до 600А. Принцип действия измерителя аналогичен с обычными измерителями трансформаторного типа, конструкция таких клещей немного видоизменена для безопасной работы оператора. В конструкции предусмотрены изолирующая часть с изолирующими рукоятками, а также разработаны правила безопасности при проведении измерений данным способом.

Порядок проведения измерения

Перед началом проведения измерений необходимо определить место измерения, подготовить прибор к работе, перевести поворотный переключатель в нужное положение. Если сила тока неизвестна, то необходимо установить максимальное значение диапазона, далее во время измерения поэтапно снижать показатель для более точного результата. Устройства с датчиком Холла, из-за его чувствительности к магнитным полям, перед измерением необходимо обнулить, нажав соответствующую кнопку «SEL» или аналогичную «REL».

Перед тем как начать пользоваться измерителем, изучите инструкцию пользователя:

Порядок проведения измерения:

Функции и конструктивные особенности

Электроизмерительные клещи отличаются электротехническими характеристиками, диапазоном измерений, точностью измерений и дополнительным функционалом. К основным функциям приборов относятся:

В большинстве устройств реализованы дополнительные функции тестера – мультиметра, на которые следует обращать внимание при выборе устройства:

Более продвинутые версии приборов оснащены дополнительными вспомогательными элементами, помогающими проводить более точные измерения или измерять в труднодоступных местах, к таким относятся:

Устройство со съемными клещами

Стоимость цифровых измерительных клещей в зависимости от характеристик

В зависимости от цены все приборы можно разделить на эконом-сегмент в ценовом диапазоне от 4 000 до 15 000 рублей и профессиональные стоимостью от 15 000 до 60 000 рублей. Так как большинство приборов имеет расширенный функционал независимо от цены, сравнение проводилось исходя из основных характеристик приборов и их прямого назначения.

Основные характеристики устройств в зависимости от ценового сегмента

Как выбрать токовые клещи

При выборе устройства в первую очередь необходимо руководствоваться задачами, которые вы перед ним ставите. Если вам нужно проводить замеры только переменного тока, то присмотритесь к моделям с электромагнитным датчиком, они менее дорогие и отлично выполняют свою функцию с высокой точностью.

Для домашнего использования лучше подойдут недорогие универсальные токоизмерители – тестеры с датчиком Холла, такие устройства способны полноценно заменить обычный мультиметр «цешку» в быту и обязательно должны быть у каждого электрика.

Для профессионального использования необходимо рассматривать приборы в более дорогом ценовом сегменте, поверенные и зарегистрированные в Госреестре СИ. Такие приборы способны выдавать максимально точный результат, как правило они оснащены вспомогательными элементами, такими как выносные клещи или двойной датчик Холла.

Приборы профессионального назначения измеряют в более широком диапазоне, способны мерить с наименьшей погрешностью. Зачастую такие устройства способны проводить расчеты без подключения к компьютеру, имеют множество других полезных функций, а также у таких устройств в комплекте предусмотрен чехол либо сумка. Из известных производителей можно выделить: Mastech, MULTI, Uni Trend, Fluke, APPA, АКИП, МЕГЕОН.

Источник

Мультиметр

Что такое мультиметр

Мультиметр — это электротехнический прибор, который может измерять различные параметры электрического тока и радиоэлементов. Это в основном напряжение, сопротивление, сила тока, емкость конденсаторов, а также имеет в своем составе некоторые функции, типа прозвонки целостности проводников, диодов и транзисторов. Некоторые модели мультиметров могут даже измерять температуру радиоэлементов с помощью термопары.

Цифровой мультиметр

Цифровые мультиметры почти вытеснили аналоговые мультиметры в силу своей дешевизны, удобства, а также многозадачности. Поэтому, в этой статье мы будем говорить именно о цифровых мультиметрах и их функциях.

Цифровой мультиметр состоит из дисплея, переключателя выбора функций (я его просто называю крутилкой), гнёзд, куда вставляются щупы, ну и сами щупы.

У дешевых мультиметров при измерении какой-либо величины надо выбирать измеряемый диапазон, поэтому, часто можно увидеть такие числа, как 2, 20, 200 и так далее, которые указывают на максимальный диапазон измерений.

Инструкция на мультиметр

На лицевой части мы видим переключатель, с помощью которого можем выбрать нужные нам функции. Давайте разберемся с обозначениями, которые есть на мультиметре. Каждую функцию я пометил цифрой для удобства восприятия.

1) Сопротивление Ω. Этот значок говорит нам о том, что мы собираемся измерять сопротивление какого-либо проводника или резистора.

2) Постоянное напряжение =V. Выставив переключатель на этот значок, мы можем измерять постоянное напряжение.

3) Переменное напряжение

V. С помощью этой функции мы можем измерять значение переменного напряжения.

4) Измерение коэффициента усиления транзисторов hFe. Я им не пользуюсь, потому что у меня есть специальный для этого прибор транзисторметр. Более подробно про коэффициент усиления можно прочитать в этой статье.

5) Емкость конденсаторов F. Все очевидно. Можно измерять емкость.

6) Измерение силы тока постоянного напряжения =A. Можем измерять силу тока постоянного напряжения.

7) Измерение силы тока переменного напряжения

A. С помощью этой функции мы можем измерить силу тока переменного напряжения. Например, эта функция пригодится тогда, когда нам надо узнать, какая сила тока течет в цепи, когда мы подключим лампу накаливания или какую-нибудь другую нагрузку к сети 220 Вольт.

8 ) Диодная прозвонка и прозвонка целостности проводников. Показывает сопротивление, если вы будете измерять целостность проводников. При проверке диодов показывает падение напряжения на PN-переходе. Прелесть данной функции в том, что если высвечивается сопротивление меньше, чем 100 Ом (для различных моделей оно разное), из мультиметра доносится орущий сигнал. Очень удобная функция для проверки диодов, а также целостности проводов и предохранителей. Если будете покупать мультиметр, то берите обязательно с диодной прозвонкой, иначе такой мультиметр резко потеряет свою функциональность.

Как проверить напряжение мультиметром

Измерение постоянного напряжения

Как вы знаете, напряжение бывает двух типов: переменное и постоянное. Любой мультиметр имеем в своем распоряжении функции измерения постоянного и переменного напряжения. Чтобы измерить напряжение, мы должны коснуться щупами выводы источника питания. Как вы видите, минус источника питания желательно соединять с минусом мультиметра (COM-черный щуп), а плюс — с красным щупом мультиметра.

измерение постоянного напряжения с помощью мультиметра

Для того, чтобы измерить постоянное напряжение, мы должны выставить переключатель на значок «=V» или ему подобный. Давайте замеряем напряжение на батарейке, так как батарейка выдает постоянное напряжение.

Для этого переключатель на мультиметре выставляем на измерение постоянного напряжения. Для более точного измерения я поставил диапазон до 20 Вольт. Дотрагиваемся щупами до батарейки и смотрим значение на дисплее. 1,28 Вольт, что для никель-марганцевого аккумулятора считается нормальным значением.

Для того, чтобы измерить напряжение на любом химическом источнике тока, просто выставляем нужный нам диапазон, далее смотрим, чтобы щупы стояли на своих местах (черный на COM, красный на V) и потом касаемся выводов батарейки, аккумулятора или любого другого источника тока.

Вот здесь, к примеру, я меряю напряжение на автомобильном аккумуляторе.

Можно также замерить напряжение с лабораторного блока питания, который выдает постоянный ток. Давайте продемонстрируем, как все это выглядит. Выставляю на блоке питания напряжение 10 Вольт и замеряю это напряжение мультиметром.

измерение постоянного напряжения от блока питания

Но что будет, если мы перепутаем полярность? То есть красный щуп мультиметра соединим с минусом, а черный щуп с плюсом? Цифровой мультиметр в этом случае просто покажет знак «минус».

В современных мультиметрах этот значок уже совмещен со значком переменного тока и выглядит вот так:

Здесь уже с помощью функциональной клавиши мы сами выбираем, какой ток будем мерять: постоянный или переменный. Постоянный ток обозначается DC — direct current, что в дословном переводе с английского — «прямой ток».

клавиша переключение функций

На примере ниже я измерил напряжение на литий-ионном аккумуляторе.

Измерение переменного напряжения

Для проверки переменного напряжения мы должны выставить переключатель выбора функционала на значок «

V». Думаю, вы в курсе, что напряжение в розетках вашего дома переменное. Давайте же замеряем его значение. Как вы видите, мультиметр показал 215 Вольт, хотя должно быть что-то около 220 Вольт. Это напряжение все равно укладывается в рабочий диапазон, так что все нормально.

Для мультиметра с автоматическим измерением диапазонов нам нужно выбрать с помощью клавиши FUNC значок AC на дисплее вашего прибора. АС — alternating current, что в дословном переводе на английский — переменный ток.

Вот таким образом измеряется напряжение в розетке. 228 Вольт, что тоже вполне нормально.

Как измерить силу тока мультиметром

Измерение силы тока в цепи постоянного тока

Для того, чтобы измерить силу тока в цепи, мы должны подключить мультиметр в разрыв цепи.

На простых цифровых мультиметрах надо перекинуть красный щуп в гнездо А или mA, что значит Амперы. Вы ведь не забыли, что сила тока измеряется в Амперах?

Для того, чтобы измерить силу тока в цепи постоянного тока, мы должны выставить переключатель на «=A». Итак, в нашем случае мы будем подавать напряжение с блока питания на компьютерный вентилятор.

Собираем все это дело по нашей схеме, но вместо лампы накаливания у нас будет этот вентилятор.

Так как мой блок питания уже имеет встроенный амперметр, то можно сравнить показания на мультиметре и на блоке питания. Как вы видите, они полностью совпадают. Значение силы тока в цепи равняется 0,18 Ампер.

На более крутом мультиметре мы выставляем какой-нибудь из этих значков.

Если вы вообще не знаете, какая примерно должна быть сила тока в вашей цепи, то всегда ставим переключатель на самый большой диапазон. В данном случае на A. Давайте же проверим силу тока, которую потребляет лампа накаливания на 12 Вольт. Для этого выставляем на блоке питания напряжение 12 Вольт и в разрыв цепи ставим мультиметр. То есть делаем все как есть вот по этой схеме.

Как вы видите, сила тока в цепи 0,707 Ампер. Это означает, что лампа накаливания при 12 Вольтах потребляет ток в 0,707 Ампер.

Измерение силы тока в цепи переменного тока

Для того, чтобы измерить силу тока в цепи переменного тока, нам надо выставить переключатель на значок «

A». В крутых мультиметрах мы ставим переключатель функций на какой-нибудь из этих значков

и потом уже выбираем с помощью функциональной клавиши «AC», что говорит о том, что мы собираемся измерять силу тока в цепи переменного тока.

Для того, чтобы это продемонстрировать, мне понадобится лабораторный автотрансформатор (ЛАТР).

лабораторный автотрансформатор

Это автотрансформатор позволяет получить переменное напряжение меньшего значения, чем в домашней сети 220 Вольт. Выставляю на выходе ЛАТРа напряжение 12 Вольт. Не забывайте, что эти 12 Вольт — переменное напряжение. Подключаю все это дело по такой же схеме. Кстати, лампа накаливания здесь более мощная, поэтому, она будет потреблять больше силы тока.

Как проверить конденсатор мультиметром

Для того, чтобы проверить целостность конденсатора мультиметром, его емкость должна быть от 1 мкФ и выше. Этот трюк получается только с аналоговыми мультиметрами, а также с цифровыми мультиметрами выбора диапазонов, типа таких.

Как вы знаете, конденсаторы бывают полярными и неполярными. Более подробно читайте здесь. Полярные конденсаторы обладают большой емкостью, поэтому их проще проверять на работоспособность. Как же это сделать? Давайте рассмотрим на примере ниже.

У нас имеется электролитический конденсатор.

Мультиметр ставим на режим прозвонки и дотрагиваемся щупами до выводов конденсатора. Внимательно наблюдаем за цифрами на табло. Они должны увеличиваться по мере заряда конденсатора.

Как только я дотронулся до выводов, мультиметр сразу же показал это значение

и потом значение вышло за предел диапазона, и мультиметр показала единичку.

То есть что можно сказать? В самый начальный момент времени полностью разряженный конденсатор ведет себя, как проводник. По мере того, как он заряжается током от мультиметра, его сопротивление растет, пока не станет очень большим. Раз конденсатор заряжается, значит он рабочий. Все логично.

Конденсаторы меньшей емкости и неполярные конденсаторы с помощью прозвонки можно прозвонить только на короткое замыкание между его обкладками. Поэтому, здесь используется другой железный способ. Просто замерить емкость конденсатора). Здесь я измерил емкость конденсатора, на котором было написано 47 мкФ. Мультиметр показал 48 мкФ. Или погрешность конденсатора, либо мультиметра. Так как мультиметры Mastech считаются довольно неплохими, то спишем на погрешность конденсатора).

Как измерить сопротивление мультиметром

Итак, у нас есть всеми любимый цифровой мультиметр

Для того, чтобы измерить сопротивление, нам нужно повернуть переключатель выбора функций на “измерение сопротивления”. Это весь наш верхний ряд зеленого цвета с буквой Ω. Буква “К” говорит нам о том, что мы собираемся замерять килоомы, а буковка “М” означает, что мы собираемся замерять мегаомы. До буквы показан предел измерения. Если у нас горит единичка на дисплее мультиметра при измерении сопротивления, значит переключаем на более бОльший предел.

Как проверить постоянный резистор

Итак, у нас есть вот такой резистор.

Видим на нем надпись “82R”. Она означает, что его сопротивление должно быть 82 Ома. Более подробно про маркировку резисторов можете прочитать в этой статье. Для этого прикладываем один щуп к одному концу резистора, а другой щуп – к другому концу.

Как вы видите, мультиметр почти точно показал значение сопротивления этого резистора.

Как проверить переменный резистор

Давайте замеряем сопротивление переменного резистора. Как вы знаете, у переменного резистора мы можем менять сопротивление вручную. То же самое касается и подстроечных резисторов – это одна из разновидностей переменных резисторов.

Это его вид снизу. Здесь мы видим надпись 47 КМ. Значит его сопротивление должно быть 47 КилоОм между двумя крайними контактами.

С помощью ручки мы можем крутить его по часовой стрелке, либо против часовой стрелки, тем самым меняя сопротивление между средним контактом и двумя крайними контактами

Вот и его схематическое обозначение:

Ставим щупы по крайним контактам. Замеряем полное сопротивление переменного резистора.

Мда… Чуточку другое сопротивление. Наш переменный резистор слишком уж староват, может быть поэтому его сопротивление не соответствует написанному на нем. Для того, чтобы проверить рабочий ли он, крутим ручку переменного резистора до упора против часовой стрелки и замеряем сопротивление между левым и средним контактом. Должно получиться близко к нулю.

Крутим ручку по часовой стрелке, но не до конца. Замеряем снова сопротивление между средним и левым контактом.

Замеряем сопротивление между средним и правым контактом.

В сумме должен получиться результат сопротивления двух крайних контактов. 12,2+27,6=39,8 Почти все верно. Следовательно, переменный резистор у нас исправен.

Правила при измерении сопротивления

Как прозванивать мультиметром

У всех современных цифровых мультиметров есть функция прозвонки. Прозвонка — это та же самая функция «измерение сопротивления», но только в этом случае мультиметр издает писк, если сопротивление меньше 100 Ом.

Для чего нужная эта функция? Для того, чтобы проверить целостность проводов, предохранителей, ламп накаливания, печатных проводников и так далее. Очень удобная и незаменимая функция в любом мультиметре. Чаще всего значок прозвонки совмещен с диодной прозвонкой. Выглядит все это примерно так:

Например, я хочу прозвонить лампочку и узнать, целая ли она? Для этого ставлю переключатель на соответствующий значок и дотрагиваюсь щупами до лампы. Мультиметр издает истошный «пиииип», а на дисплее мультиметра высвечивается показание сопротивления нити накала. Это означает, что лампочка жива, так как вольфрамовая нить не порвана.

прозвонка мультиметром

Проверенные мультиметры

Со своим многолетним стажем в области электроники, я поменял много мультиметров. Хочу остановиться именно на двух марках, которые меня очень сильно радовали и до сих пор радуют в моем нелегком деле.

Мультиметры DT9205

Большой дисплей, удобный функционал, функция автоматического выключения, недорогая стоимость. Если вы полистаете страницы моего сайта, то увидите, что я использовал именно эти модели мультиметров в своей практике. Они очень удобные и долговечные. Да, они имеют большие габариты, но это того стоит. Такой мультиметр очень удобно лежит в руке.

Вот ссылка на Алиэкспресс. Старайтесь брать именно такой, какой на фото выше. Его стоимость в диапазоне 700-800 рублей.

Мультиметры Mastech

Фирма Mastech, на мой субъективный взгляд, делает достойные мультиметры по цене, качеству и функционалу. Да, такие мультиметры раза в 2-3 дороже, чем экземпляр выше, но оно действительно того стоит, если вы желаете глубже погрузиться в мир электроники. Автоматический выбор диапазона, множество функций, малые габариты, удобная замена батареек и так далее. Достоинства такого мультиметра можно перечислять и перечислять.

Как вы видели, у меня есть вот такой мультиметр от этой фирмы. Не могу не нарадоваться).

Посмотреть его можете также на Алиэкспрессе по этой ссылке. Встречаются множество подделок, так что будьте бдительны.

Похожие статьи по теме «мультиметр»

Источник