Как выполнять расширенные измерения с помощью мультиметра

Ток описывает скорость потока электронов/дырок в определённой точке цепи. Единица измерения тока в системе СИ — ампер (A). Портативные устройства часто работают в диапазоне микроампер (μA) или миллиампер (mA).

Измерения тока помогают рассчитать различные параметры мощности и энергопотребления, например, как долго батарея сможет питать устройство или сколько энергии использует устройство за день.

Измерения тока проводятся на включённой цепи. При неправильном выполнении можно повредить схему и мультиметр, а также получить удар током. Соблюдайте следующие меры предосторожности при измерении тока:

Когда мультиметр находится в режиме измерения тока, он работает как короткое замыкание. Обращайте внимание на то, к чему прикасаются щупы мультиметра, чтобы случайно не вызвать короткое замыкание, которое может повредить схему или сам мультиметр.

Отключите питание схемы во время подготовки. Если проводить настройку на включённой схеме, легко случайно замкнуть щупами контакты. Это может повредить схему и мультиметр.

У многих мультиметров есть отдельные разъёмы для измерения малого и большого тока, защищённые разными предохранителями. Пределы тока обычно указаны рядом с разъёмами. Если ток превысит предел даже на короткое время, сгорит соответствующий предохранитель. Если это произойдёт с мультиметром iFixit, следуйте этому руководству, чтобы заменить предохранитель.

Следующие два шага демонстрируют, как измерять ток большой величины (600 мА–10 А).

Предохранитель разъёма большого тока (10 А) мультиметра iFixit припаян к основной плате мультиметра. Если Вы предполагаете, что ток может превысить 10 А, не используйте мультиметр для измерения. Вместо этого воспользуйтесь измерителем тока с более высоким номиналом или токоизмерительными клещами.

Измерение тока в амперах может быть опасным даже при низком напряжении (12 В)! Соблюдайте следующие меры предосторожности:

Обращайте внимание на то, к чему прикасаются щупы, и убедитесь, что они случайно не касаются токопроводящих элементов.

Будьте осторожны, не касайтесь оголённой схемы. Если существует вероятность контакта, закройте включённую схему изолирующим материалом или используйте защитное снаряжение, например диэлектрические перчатки.

Подключите чёрный щуп к разъёму COM. Подключите красный щуп к разъёму A (левый разъём на мультиметре iFixit).

Переключите поворотный переключатель в режим ампер A. Если Вы измеряете переменный ток (AC), нажмите синюю кнопку выбора, чтобы переключиться в режим AC.

Отключите питание измеряемой схемы.

Выберите точку, в которой Вы хотите измерить ток. Вам нужно разомкнуть цепь в этой точке. Это может означать, что потребуется перерезать провод, отключить разъём или убрать перемычку.

Подключите мультиметр последовательно к цепи, прикоснувшись щупами к концам разомкнутой цепи. По возможности используйте зажимы «крокодил» для фиксации щупов на концах.

Полярность подключения щупов в некоторой степени важна. Мультиметр измеряет ток, текущий в красный щуп и из чёрного щупа. Если Вы поменяете щупы местами, на дисплее появится отрицательное значение, но прибор не повредится.

Убедитесь, что щупы касаются только предназначенных для этого контактов и ничего другого.

Проверьте, что схема случайно не касается Вас или других токопроводящих предметов, которые могут вызвать замыкание.

Включите питание схемы и выполните измерение.

Следующие два шага демонстрируют, как измерять малый ток (<600 мА).

Порт малого тока мультиметра iFixit имеет ограничение в 600 мА. Если Вы предполагаете, что измеряемое значение может превысить этот предел, сначала воспользуйтесь методом измерения большого тока.

Подключите чёрный щуп к разъёму COM. Подключите красный щуп к разъёму мА (правый разъём на мультиметре iFixit).

Переключите поворотный переключатель в режим миллиампер мА. Если Вы измеряете переменный ток (AC), нажмите синюю кнопку выбора, чтобы переключиться в режим AC.

Также можно производить измерения в режиме микроампер мкА, если известно, что измеряются очень малые значения тока. Это изменит диапазон измерения и обеспечит более высокую точность в диапазоне мкА. Превышение диапазона не повредит мультиметр — главное, не превысить ограничение разъёма (600 мА).

Отключите питание измеряемой схемы.

Выберите точку, в которой Вы хотите измерить ток. Вам нужно разомкнуть цепь в этой точке. Это может означать, что потребуется перерезать провод, отключить разъём или убрать соединительную перемычку.

Подключите мультиметр последовательно к цепи, прикоснувшись щупами к концам разомкнутой цепи. По возможности используйте зажимы «крокодил» для фиксации щупов на концах.

Полярность подключения щупов в некоторой степени важна. Мультиметр измеряет ток, текущий в красный щуп и из чёрного щупа. Если Вы поменяете щупы местами, на дисплее появится отрицательное значение, но прибор не повредится.

Убедитесь, что щупы касаются только предназначенных для этого контактов и ничего другого.

Проверьте, что схема случайно не касается Вас или других токопроводящих предметов, которые могут вызвать замыкание.

Включите питание схемы и выполните измерение.

Конденсатор — это компонент, который накапливает электрическую энергию. Он похож на маломощный быстро заряжаемый аккумулятор, за исключением того, что аккумулятор хранит энергию посредством электрохимического процесса, а конденсатор — посредством электрического поля.

Конденсаторы часто используются для накопления кратковременных импульсов энергии и фильтрации/сглаживания колебаний напряжения. На большинстве печатных плат установлены крошечные планарные конденсаторы, тогда как в блоках питания — более крупные цилиндрические.

Конденсаторы размером с большой палец могут накапливать достаточное количество энергии, чтобы представлять опасность поражения электрическим током. Используйте инструмент для разрядки конденсаторов, чтобы безопасно разрядить крупные конденсаторы.

Ёмкость — это величина, характеризующая способность конденсатора накапливать заряд при заданном напряжении. Единица измерения ёмкости в системе СИ — фарад (Ф). Большинство конденсаторов имеют ёмкость в нФ (нанофарадах) или мкФ (микрофарадах).

Большие конденсаторы, такие как электролитические, являются полярными, то есть их необходимо подключать строго в определённом направлении. При длительной работе в обратной полярности они выходят из строя и часто разрушаются.

При выходе из строя конденсатор, как правило, замыкается накоротко. Диэлектрик, изолирующий слои, разрушается, слои начинают проводить ток, и конденсатор замыкается. Рабочий конденсатор никогда не должен иметь сопротивление менее нескольких килоом.

Мультиметр измеряет ёмкость, заряжая конденсатор постоянным током, фиксируя время заряда/разряда и вычисляя значение ёмкости по формуле. В зависимости от размера конденсатора мультиметр может показывать неточный результат.

Часто необходимо отключить конденсатор от схемы для его измерения. Конденсаторы обычно включены параллельно другим компонентам, что затрудняет прямое измерение. Чтобы отключить конденсатор, отпаяйте или отсоедините один из его выводов от схемы.

На этом шаге показано, как измерить небольшие керамические или плёночные конденсаторы. Обычно они имеют плоскую форму, а корпус меньше 5 мм.

Подключите чёрный щуп к гнезду COM. Подключите красный щуп к правому гнезду.

Переведите переключатель функций в режим сопротивления/ёмкости и нажмите синюю кнопку выбора, чтобы включить режим измерения ёмкости.

Отключите питание схемы, которую вы измеряете, если вы измеряете конденсатор, оставаясь подключённым к схеме.

Приложите щупы к обоим выводам конденсатора для выполнения измерения.

Если вы измеряете конденсатор на печатной плате и не получаете корректное показание, конденсатор может быть включён параллельно с другими компонентами. Перед измерением необходимо отпаять или отключить один из выводов конденсатора.

В следующих двух шагах показано, как безопасно измерить большие электролитические конденсаторы. Эти конденсаторы выглядят как маленькие цилиндры. Мультиметр iFixit способен измерять ёмкость до ~100 мФ (миллифарад).

Подключите чёрный щуп к гнезду COM. Подключите красный щуп к правому гнезду.

Отключите питание схемы, которую вы измеряете, если вы измеряете конденсатор, оставаясь подключённым к схеме.

Убедитесь, что конденсатор полностью разряжен:

Переведите переключатель функций в режим постоянного напряжения.

Осторожно приложите щупы к выводам/площадкам конденсатора, чтобы измерить напряжение. Обращайтесь с цепью как с подключённой к питанию и будьте осторожны, чтобы щупы не касались других элементов.

Убедитесь, что напряжение на конденсаторе составляет 10 В или меньше. Если это не так, подождите минуту, чтобы конденсатор саморазрядился, или используйте инструмент для разрядки конденсатора, чтобы разрядить его.

При измерении напряжения на конденсаторе мультиметр может медленно заряжать его. Не измеряйте напряжение слишком долго, чтобы избежать этого.

После того, как вы убедились в достаточной разрядке конденсатора, можно приступать к измерению его ёмкости.

Переведите переключатель функций в режим сопротивления/ёмкости и нажмите синюю кнопку выбора, чтобы включить режим измерения ёмкости.

Приложите щупы к обоим выводам конденсатора для выполнения измерения.

Несмотря на то, что электролитический конденсатор поляризован, при измерении ёмкости полярность подключения щупов не имеет значения.

Если вы измеряете конденсатор на печатной плате и не получаете корректного показания, конденсатор может быть включён параллельно с другими компонентами. Перед измерением необходимо отпаять или отключить один из выводов конденсатора.

Диод — это компонент, который позволяет току легко протекать через него в одном направлении (от анода к катоду). Диоды часто встречаются в блоках питания и преобразователях.

Светодиод (LED) — популярная разновидность диодов, которая светится при прохождении через неё тока. Светодиоды работают только при подключении в правильной ориентации.

Катод диода (или «выходной» конец) помечен белой полосой. У светодиода катод обычно имеет более короткий вывод, а пластиковый корпус — плоский срез.

Чтобы диод открылся и начал пропускать ток, напряжение на аноде (входе) должно превысить определённый порог. Это явление называется прямое смещение или пороговое напряжение в прямом направлении. Пороговое напряжение может составлять от 0,6 В до 5 В.

Если приложить напряжение к катоду (выходу), диод будет препятствовать протеканию тока до определённого предела. Это называется напряжением пробоя. При превышении напряжения пробоя диод выйдет из строя и начнёт вести себя как короткое замыкание.

При этом диод, как правило, сгорает. Однако стабилитроны (Zener-диоды) специально предназначены для многократного пробоя без повреждений.

Диоды (включая светодиоды) могут выходить из строя либо как разрыв цепи, либо как короткое замыкание. Если через диод проходит слишком большой ток в «прямом» направлении, он перегорает, как предохранитель, образуя разрыв цепи. Если диод случайно установлен в обратной полярности, он может замкнуться накоротко.

Следующие два шага показывают, как использовать мультиметр для проверки диодов и светодиодов.

Подключите чёрный щуп к порту COM. Подключите красный щуп к правому порту.

Установите переключатель функций в режим проверки диодов или целостности цепи.

Мультиметр iFixit автоматически переключается в режим проверки диодов при подключении щупов к диоду.

Прикоснитесь красным щупом к аноду, «входу» или неотмеченному концу диода. При проверке светодиода касайтесь щупом более длинного вывода.

Прикоснитесь чёрным щупом к катоду, «выходу» или отмеченному концу диода. При проверке светодиода касайтесь щупом более короткого вывода (или вывода рядом с плоской стороной светодиода).

Мультиметр должен показать ненулевое напряжение — это прямое падение напряжения.

Если мультиметр показывает 0L или 0 В, диод сгорел или замкнут накоротко соответственно.

Поменяйте щупы местами, чтобы они касались противоположных концов диода.

Мультиметр должен показать 0L, что означает разомкнутую цепь.

Если мультиметр показывает что-либо, кроме разомкнутой цепи, и диод не подключён к схеме, значит, диод неисправен.

Следующие два шага объясняют, как измерять частоту с помощью мультиметра.

Функция измерения частоты определяет доминирующую частоту в цепи переменного тока. Если в цепи присутствуют сложные или зашумлённые сигналы переменного тока, мультиметр может измерять частоту с ошибкой.

Подключите чёрный щуп к порту COM. Подключите красный щуп к правому порту.

Переключите мультиметр в режим измерения переменного тока в герцах (AC Hz):

Установите переключатель функций в режим вольт.

Нажмите синюю кнопку Select, чтобы переключиться на измерение переменного напряжения.

Нажмите кнопку Hz, чтобы включить режим измерения частоты.

Вы будете работать с подключённой к питанию схемой. Будьте предельно осторожны и не касайтесь оголённых участков схемы. Если есть вероятность контакта, закройте подключённую схему изолирующим материалом или используйте защитное снаряжение, например, изолирующие перчатки.

Будьте внимательны при установке щупов, чтобы они случайно не замкнули элементы схемы. Если возможно, отключите питание схемы во время подготовки.

Приложите щупы к источнику переменного тока и выполните измерение.

Если вы измеряете сигнал из зашумлённой электрической среды (например, от компрессора), можно включить функцию контроллера переменной частоты (VFC) для фильтрации высокочастотных помех. Это снизит точность измерения.

Чтобы включить или выключить режим VCF во время измерения частоты переменного тока, удерживайте синюю кнопку Select/VFC в течение двух секунд.

Функция бесконтактного определения напряжения (NCV) позволяет обнаружить переменный ток в цепи или проводе, не подключаясь к нему электрически.

Датчик NCV расположен внутри пластикового выступа в верхней части мультиметра iFixit. Металлическая полоска внутри служит «антенной», которая улавливает электромагнитное поле, создаваемое источником переменного тока. Интенсивность поля возрастает при приближении к источнику.

Функция NCV не обнаруживает постоянный ток в цепи или проводе.

Функция NCV может не обнаружить подключённую к питанию цепь или провод. Из соображений безопасности никогда не полагайтесь исключительно на NCV при работе с напряжением выше 20 В переменного тока.

Функция NCV мультиметра iFixit обнаруживает переменный ток при напряжении около 45 В и выше.

Чтобы использовать функцию NCV, установите переключатель функций в режим NCV.

Подведите датчик NCV близко к проводу или цепи. Если в цепи есть переменный ток, мультиметр начнёт издавать звуковые сигналы, и загорятся индикаторные светодиоды в верхней части.

Если NCV обнаруживает напряжение ~45–100 В, загорится один зелёный светодиод, а на экране отобразится «L».

Если NCV обнаруживает напряжение выше 100 В, загорятся два красных светодиода, а на экране отобразится «H».

В большинстве случаев вы можете определить, какой из проводов в силовом кабеле находится под напряжением, прикладывая датчик NCV к каждому краю кабеля.

Функция определения фазного провода определяет, какой из проводов в группе находится под напряжением, с помощью прямого подключения. Вы можете использовать её, чтобы проверить правильность подключения розетки.

Эта функция работает аналогично функции бесконтактного определения напряжения (NCV), поскольку также определяет наличие электромагнитного поля, указывающего на подключённый к питанию провод. Различие в том, что функция определения фазного провода использует щуп, смещая процесс тестирования внутрь мультиметра. Это позволяет однозначно определить, какой именно провод в группе находится под напряжением.

Не используйте функцию определения фазного провода как детектор NCV — она недостаточно чувствительна, чтобы надёжно определять наличие переменного напряжения. Используйте функцию для проверки правильности подключения, а не для определения наличия переменного тока.

Подключите щуп к крайнему правому порту мультиметра.

Установите переключатель функций в режим Live.

Прикоснитесь щупом к проводу, который требуется проверить.

Если провод находится под напряжением, мультиметр издаст звуковой сигнал и отобразит «LIVE».

Если функция определения фазного провода не обнаруживает подключённые провода там, где они должны быть, попробуйте удерживать мультиметр свободной рукой. Это улучшает ёмкостную связь, необходимую для работы функции.