По выполнению практической работы

Стр 1 из 3Следующая ⇒

Методические указания

По выполнению практической работы

Тема работы: «Мультиметр. Измерения мультиметром».

Цель работы:

Выработать практические навыки измерений мультиметром.

Задания, выполняемые в процессе практической работы:

· Прозвонка цепи;

· Прозвонка диода;

· Прозвонка светодиода;

· Определение цоколевки транзистора и проверка работоспособности;

· Замер номиналов резисторов;

· Замер емкости конденсаторов.

· Измерение постоянного тока в цепи;

· Определение напряжения в цепи постоянного тока.

· Замер температуры (с помощью щупа-термопары);

· Замер индуктивности катушек.

Предупреждение!

Если при измерении тока, мультиметр будет включен в режим измерения напряжения, то большое внутреннее сопротивление вольтметра ограничит ток на таком уровне, что схема просто перестанет работать, как будто разомкнули выключатель.

Если при измерении напряжения, мультиметр будет включен в режим измерения тока, то ток через амперметр достигнет максимума, который способен выдать источник питания, поскольку внутреннее сопротивление амперметра очень маленькое (при нормальном режиме измерения, чем меньше, тем лучше).

Если щупы мультиметра в режиме измерения тока вставить в розетку 220В, то взрыв прибора просто неминуем.

То же самое произойдет, если попытаться померить напряжение в розетке мультиметром в режиме измерения сопротивлений.

Если измеряемые значения напряжения (Вольты) или силы тока (Амперы) заранее неизвестны, то для предотвращения выхода мультитестера из строя устанавливайте его переключатель на максимально возможный предел измерений. И только после этого (если показания слишком малы или - не точны) переключайте прибор на предел, ниже текущего.

Необходимо запомнить наизусть следующие сокращения:

DCV = DC Voltage - (Direct Current Voltage) - постоянное напряжение;

ACV = AC Voltage - (Alternating Current Voltage) – переменное напряжение;

DCA - (Direct Current Amperage) - сила тока постоянного напряжения (в амперах);

ACA - (Alternating Current Amperage) - сила тока переменного напряжения (в амперах).

Если мультиметр не имеет автовыбора диапазона, необходимо подобрать шкалу. Если мультиметр показывает " 0", то это значит, что диапазон выбран неверно в большую сторону.

Если же на экране видны символы " OVER", " OL", или " 1" (это разные способы для обозначения переполнения шкалы), то выбран слишком малый диапазон для измерения. Если так произошло, подстройте выбор диапазона вниз или вверх по необходимости.

Основные обозначения, применяемые в мультиметрах:

Более совершенные образцы мультиметров показывают емкость элементов - «F» (она измеряется в Фарадах) и индуктивность - «L» (вычисляется в Генри - " Гн" ).

Задание 1

Прозвонка цепи

Режим прозвонки может быть обозначен разными символами на разных моделях мультиметров, некоторые мультиметры вообще не имеют такого режима.

Если вы прозваниваете цепь в работающей схеме, то перед началом использования прозвонки выключите источник питания в Вашей схеме..

Обратите внимание, что ручка режима установлена напротив символа прозвонки, и красный щуп подключен в гнездо VΩ (это гнездо не всегда помечено символом прозвонки).

Если на мультиметре нет режима прозвонки, то прозваниваем цепи в режиме сопротивления 200Ω.

Звуковой сигнал укажет, что щупы подключены к замкнутой цепи, а отсутствие сигнала - что цепь разорвана.

Проверить проводники печатных плат на разрыв и короткое замыкание.

Указать в отчете какие сигналы вы получаете в том и другом случае.

Задание 2

Прозвонка диода:

Во время измерения нельзя держать выводы диода и щупов мультиметра двумя руками. В таком случае мы измеряем не только параметры диода, но и сопротивление своего тела. Держать щупы и выводы диода можно только одной рукой! В таком случае в измерительную цепь включен только сам измерительный прибор и проверяемый диод. Данная рекомендация справедлива и при измерении сопротивления резисторов, а также при проверке конденсаторов.

Для проверки диодов мультиметром, устанавливаем переключатель на значок проверки диодов.

Если у мультиметра имеется данная функция то при подключении щупов, в одну сторону диод звонится, а в другую нет.

На индикаторе появляются цифры, показывающие прямое напряжение на P-N переходе в милливольтах.

Рисунок 1.

Для кремниевых диодов эта величина порядка (0, 4-0, 8)В для кремниевых диодов, а для германиевых порядка (0, 2 – 0, 4)В. Таким образом, по показаниям прибора можно определить полупроводниковый материал, из которого сделан диод.

Если после этой проверки щупы мультиметра подключить в обратной полярности, то на индикаторе прибора покажется единица в старшем разряде. Такие результаты будут в том случае, если диод оказался исправным. В прямом направлении сопротивление незначительно, а в обратном практически бесконечно.

Если данной функции нет, устанавливаем переключатель на 1кОм в режиме измерения сопротивления и проверяем диод. При прямом подключении, вы увидите его прямое сопротивление, при обратном подключении сопротивление будет настолько высоко, что на данном пределе измерения вы не увидите ничего.

Если же диод «пробит», то онпревращается в обычный проводник и свободно пропускает ток хоть в прямом направлении, хоть в обратном. При этом, как правило, мультиметр издает звуковой сигнал, а на дисплее показывается величина сопротивления диода. Это сопротивление очень мало и составляет несколько ом.

При обрыве, диод не пропускает ток ни в прямом, ни в обратном включении. В любом случае на дисплее прибора – « 1 ». При таком дефекте диод представляет собой изолятор, при изменении полярности подключения щупов, на индикаторе, так и будет светиться единица.

Для корректной проверки диода он должен быть отключен от других цепей, которые могут проводить электрический ток, и на проверяемой схеме должно быть отключено питание.

Записать полученные данные в отчете, для всех типов диодов, выданных для измерения. По величине напряжения на переходе диода определить материал диода.

Задание 3

Прозвонка светодиода

Для проверки светодиодов мультиметром, устанавливаем переключатель на значок проверки диодов.

Если у мультиметра имеется данная функция то при подключении щупов, в одну сторону светодиод светится, а в другую нет.

На индикаторе появляются цифры, показывающие прямое напряжение на P-N переходе в милливольтах.

Мультиметр показывает падение напряжения порядка (1, 5-2, 5)В. Оно может изменяться, в зависимости от " модели" светодиода.

Если светодиод не впаян его можно проверить мультиметром, установив его в режим проверки транзисторов hFE. Анодный вывод светодиода в разъём E (эмиттер), а другую контактную ножку в разъём С (коллектор). Если светодиод будет исправным - он засветится.

Проверить выданные светодиоды, зафиксировать результаты.

Задание 4

Определение цоколевки транзистора;

Для того чтобы определить выводы транзистора, то есть базу, коллектор и эмиттер мультиметром, переключаем мультиметр в режим измерения сопротивления на предел 2000Ом, можно в режим «прозвонки».

Для определения вывода базы, плюсовым (красным) щупом мультиметра касаемся левого вывода транзистора, а минусовым (черным) касаемся остальных выводов.

При этом смотрим и записываем, какую величину сопротивления показывает мультиметр.

Между левым и средним выводами величина сопротивления составила «1», а между левым и правым мультиметр показал 816 Ом. На данном этапе это нам ничего не говорит.

Плюсовым щупом касаемся среднего вывода, а минусовым левого и правого.

Здесь результат измерения получился почти таким же, как и на рисунке выше. Между средним и левым величина сопротивления составила «1», а между средним и правым получилось 807 Ом. Тут опять ничего не ясно, поэтому идем дальше.

Теперь касаемся плюсовым щупом правого вывода, а минусовым среднего и левого выводов транзистора.

Величина сопротивления между правым-средним и правым-левым выводами одинаковая и составила бесконечность. То есть получается, что мы нашли и измерили обратное сопротивление обоих p-n переходов транзистора. Значит можно утверждать, что вывод базы найден. Он оказался правым.

Далее надо определить, где у транзистора коллектор и эмиттер. Для этого измеряем прямое сопротивление переходов. Минусовым щупом садимся на вывод базы, а плюсовым касаемся среднего и левого выводов.

Величина сопротивления на левой ножке транзистора составила 816 Ом – это эмиттер, а на средней 807 Ом – это коллектор.

Запомните! Величина сопротивления коллекторного перехода всегда будет меньше по отношению к эмиттерному. Т.е. вывод коллектора будет там, где сопротивление p-n перехода меньше, а эмиттера, где сопротивление p-n перехода больше.

Проведя необходимые измерения сделать выводы по цоколевке транзисторов.

Исходя из полученных данных определить структуру транзисторов ─ p-n-p (прямой) или n-p-n (обратный).

Проверить по справочнику (по типу транзистора), правильность определения структуры. Данные занести в отчет.

Задание 5

Проверка работоспособности транзистора;

Транзистор можно рассматривать, как два диода включенных встречно - последовательно, как показано на рисунке 6. Поэтому проверка транзисторов сводится к «прозвонке» переходов база – коллектор и база – эмиттер в прямом и обратном направлении.

Мультиметр переводим в режим измерения сопротивлений на предел 2000Ом, можно в режим «прозвонки».

Рисунок 6.

Если переходы целы, то их прямое сопротивление будет находиться в пределах 500 – 1200 Ом.

Теперь проверяем обратное сопротивление коллекторного и эмиттерного переходов.

На этот раз мультиметр должен показать большое сопротивление на обоих p-n переходах.

На индикаторе высветилась «1», означающая, что для предела измерения 2000Ом величина сопротивления велика, и составляет более 2000 Ом. А это говорит о том, что коллекторный и эмиттерный переходы целы, а значит, наш транзистор исправен.

Если прямое и обратное сопротивление одного из p-n переходов бесконечно велико, т.е. на пределе измерения 2000Ом и выше мультиметр показывает «1», значит, этот переход находится в обрыве, и транзистор однозначно неисправен.

Вторая распространенная неисправность транзистора – это когда прямое и обратное сопротивления одного из p-n переходов равны нулю или около того. Это говорит о том, что переход пробит, и транзистор не годен.

Иногда бывает, что переход коллектор – эмиттер пробит, о чем свидетельствует звуковой сигнал мультиметра, хотя переходы база – эмиттер и база - коллектор «звонятся».

Определить работоспособность представленных образцов. Результаты отразить в отчете.

Задание 7

Задание 8

Замер номиналов резисторов;

При измерении сопротивлений мультиметром следует переключатель установить напротив секции с обозначением значка “Омега”. После этого необходимо ориентировочно определить сопротивление измеряемой цепи или компонента и выбрать соответствующий предел измерения:

200Ω
2000Ω
20k
200k
2000k

Первые два предела содержат символ Ω, что говорит о том, что цифры на дисплее покажут величину сопротивления в Омах. На пределе 200Ω можно измерить сопротивление резисторов величиной до 200Ω, предел 2000Ω предназначен для измерения сопротивлений до 2КОм.

Остальные три предела содержат букву k, и результат измерений получится в килоомах. Предел 2000k позволяет измерить сопротивления до 2MΩ, результат измерения показывается в килоомах.

При измерении резистора с номиналом 1MΩ на дисплее можно увидеть результат 995…1000, опять же сказывается допуск. Резистор с номиналом 560K покажет 560.

Если же на этом пределе измерять резистор 5K6, то на индикаторе будет только 5, - дробная часть числа просто отбрасывается. Более точных результатов в этом случае можно достичь, если проводить измерения на пределе 20K: на дисплее индицируется 5, 61. Поэтому всегда надо выбирать предел, обеспечивающий более точный результат.

Например, если сопротивление, резистора ориентировочно находится в пределах от (1до10)k, то этом случае необходимо выбрать предел измерения, который выше наибольшего предполагаемого сопротивления, а именно, 20 k. Если же номинальное сопротивление резистора окажется больше, то на цифровом дисплее зафиксируется единичка или другие значки, свидетельствующие о переполнении диапазона. При этом необходимо перевести ручной переключатель на предел выше и провести повторное измерение.

Подключаем щупы к двум концам резистора и сравниваем показания омметра со значением которое указано на самом резисторе. Стоит учитывать и величину допуска (возможных отклонений от нормы), т.е. если по маркировке резистор на 200кОм и допуском ± 15%, его действительное сопротивление может быть в пределах (170-230)кОм. При более серьезных отклонениях резистор считается неисправным.

Проверяя переменные резисторы, измеряем сперва сопротивление между крайними выводами (должно соответствовать номиналу резистора), а затем подключив щуп мультиметра к среднему выводу, поочередно с каждым из крайних. При вращении оси переменного резистора, сопротивление должно изменяться плавно, от нуля до его максимального значения, в этом случае удобней использовать аналоговый мультиметр наблюдая за движением стрелки, чем за быстро меняющимися цифрами на жидкокристалическом экране.

При измерении сопротивления нельзя касаться руками токоведущих частей щупов и выводов радиодетали.

Правильный замер сопротивления резистора

При ремонте радиоаппаратуры часто возникает необходимость проверить сопротивление резистора, впаянного в электронную схему. В таком случае нужно выпаять хотя бы один вывод и затем производить измерение сопротивления.

Если при измерении токов и напряжений измерения рекомендуется начинать с максимального предела из опасений сжечь прибор, то при измерении сопротивлений следует действовать как раз наоборот, начиная измерения с самого меньшего предела.

Замерить сопротивления представленных образцов с наибольшей точностью, выбрав соответствующие диапазоны.

Результаты отразить в отчете.

Задание 9

Замер емкости конденсаторов

Замеряя сопротивление конденсатора, мы только проверяем его исправность. Если в мультиметре присутствует необходимая функция измерения ёмкости, его следует подключить к конденсатору и переключателем выбрать самый точный предел измерения ёмкости. Если на индикаторе отобразится сообщение о перегрузке, нужно переключить инструмент на менее точный предел.

Определяя емкость конденсатора устанавливаем соответствующий режим работы прибора с помощью регулятора. Задаем предел измерения. Он должен соответствовать номиналу проверяемого конденсатора. Если на корпусе мультиметра предусмотрены гнезда для установки конденсатора, то вставляем его в эти гнезда. Если нет, вставляем в гнезда концы щупа и касаемся ножек конденсатора. При проверке электролитического конденсатора соблюдаем полярность. При проверке переменного конденсатора замеряем максимальную и минимальную величины емкости.

Задание 10

Измерение постоянного тока в цепи;

Задание 11

Задание 12

Замер температуры (с помощью щупа-термопары);

Для измерения температуры необходимо использовать термопару, которая представляет собой спай двух различных металлов. Измерение температуры происходит следующим образом – при помещении термопары в температурную среду происходит ее нагревание, в результате чего возникает разность потенциалов. В зависимости от интенсивности нагрева величина разности потенциалов изменяется в ту или иную сторону, что позволяет судить о температуре среды.

Для того, чтобы измерить температуру с помощью мультиметра, необходимо подключить термопару вместо щупов для измерения показателей тока. При этом переключатель мультиметра необходимо перевести в положение, которое соответствует измерению температуры. Чаще всего это обозначение имеет букву «Т». В зону нагрева необходимо помещать не всю термопару, а только ее кончик. При помещении в зону нагрева всей термопары показания могут колебаться. В результате на дисплее мультиметра высветится значение температуры. Если перевести переключатель мультиметра в положение, соответствующее измерению температуры, но не подключить термопару, то на дисплее будет высвечиваться температура корпуса мультиметра.

Задание 13

Замер индуктивности катушек

При измерении индуктивности мультиметрами с данной функцией прибор переключается на самый точный предел, обычно обозначенный как " 2 mH". К выводам катушки подключаются зажимы типа крокодил и на экране наблюдаются показания.

Если индуктивность катушки меньше двух миллигенри, то она будет определена и показана на индикаторе, после чего измерение можно считать законченным. Если же она больше этой величины, прибор покажет перегрузку - в старшем разряде появится единица, а в остальных - пробелы.

В случае если мультиметр показал перегрузку, переключите прибор на следующий, более грубый предел - " 20 mH". Обратите внимание на то, что десятичная точка на индикаторе переместилась - изменился масштаб. Если измерение и в этот раз не увенчалось успехом, продолжайте переключать пределы в сторону более грубых до тех пор, пока перегрузка не исчезнет. После этого прочитайте результат. Посмотрев затем на переключатель, вы узнаете, в каких единицах этот результат выражен: в генри или в миллигенри.

Если прибор показывает нуль даже на самом точном пределе, то катушка либо имеет очень малую индуктивность, либо содержит короткозамкнутые витки. Если же даже на самом грубом пределе индицируется перегрузка, катушка либо оборвана, либо имеет слишком большую индуктивность, на измерение которой прибор не рассчитан.

Необходимо учитывать, что соединительные провода вносят дополнительную погрешность при измерении индуктивности.