Multimetry: typy, měření odporu, správné měření

Měření jakýchkoli elektrických veličin je nutností, která se občas objeví u každého moderního člověka. Jistě byste neměli volat opraváře nebo se ptát přátel pokaždé, když se v každodenním životě vyskytne jednoduchá závada? Každý motorista se neustále setkává se situacemi, kdy je nutné zkontrolovat napětí baterie nebo zkontrolovat neporušenost elektrických pojistek pod kapotou auta. Pořízení zařízení zvaného multimetr a práce s ním vám umožní přiblížit se k řešení problému.

Jak měřit odpor multimetrem

Z názvu zařízení vyplývá, že se jedná o kombinované zařízení, které kombinuje několik zařízení pro různé účely.

Účel ohmmetru, oblasti jeho použití

Zařízení používané v multimetru k měření elektrického odporu obvodu se nazývá ohmmetrV názvu první část pochází z jednotky elektrického odporu, ohmu. Používá se k měření elektrického odporu části obvodu, rezistorů. Kontroluje se provozuschopnost indukčních cívek, neporušenost vinutí výkonového transformátoru a pojistek. V nejjednodušším případě lze posoudit provozuschopnost elektrické žárovky.

Lze jej použít k odstraňování problémů s obvody vysokofrekvenčního koaxiálního televizního kabelu. Příčinou selhání televizního obrazu může být nesprávná instalace televizních zástrček: nespolehlivé pájení hlavního jádra kabelu a jeho stínicího opletení, zkrat mezi nimi. Ohmmetr dokáže tyto vady rychle identifikovat.

Radioamatéři často používají ohmmetr k posouzení integrity vodičů na deskách plošných spojů, správné funkce polovodičových diod a tranzistorů. Můžete zkontrolovat kondenzátor, zda nedošlo k průrazu mezi jeho deskami.

Metoda měření odporu

Měření je založeno na Ohmově zákoně, který je mnohým známý ze školní fyziky. Definuje proud (I) protékající elektrickým obvodem jako hodnotu úměrnou napětí (U) aplikovanému na tuto část a nepřímo úměrnou odporu ® této části. Nebo:

I = U/R

Zařízení má zdroj stejnosměrného proudu, kterým je standardní baterie nebo sada standardních baterií. Pokud připojíte naměřený odpor k sondám zařízení, pak po změření hodnoty proudu protékajícího odporem můžete určit jeho hodnotu na stupnici (digitální indikátor), která zobrazí jeho hodnotu v jednotkách odporu.

Klasifikace multimetrů

Multimetry používané k měření odporu mohou být analogové nebo digitální. U analogových zařízení lze naměřenou hodnotu odporu určit z odměrky přístroje, kde se ručička přístroje během měření zastavila. U digitálních zařízení se naměřená hodnota zobrazuje jako digitální hodnota na vlastním displeji.

Analogová zařízení

Analogové multimetry mají i jiný název – výhybkyZkušení uživatelé a profesionální elektrikáři s nimi nadále pracují. Objevily se před několika desítkami let, mnohem dříve než digitální přístroje. Jsou založeny na ručičkovém mikroampérmetru se sadou přídavných odporů a vysoce přesných bočníků.

Měření odporu multimetrem se provádí nastavením otočného přepínače umístěného na jeho předním panelu do různých bodů sektoru „Ω“. V závislosti na hodnotě měřeného odporu určují polohy přepínače meze rozsahu, ve kterých se očekává výsledek. Mohou to být značky: Ohm (Ω), kOhm (1k), desítky kOhm (x10), stovky kOhm (x100).

Hodnoty odporu větší než 1 MOhm se obvykle neměří analogovým multimetrem. To je způsobeno nelinearitou stupnice přístroje. Největší přesnost má v pravé části (přibližně první 2/3). Poté je její digitalizace komprimována. Proto je lepší levou část stupnice nepoužívat, přepnout na jiný měřicí limit.

Napětí baterie, který se podílí na měření hodnoty odporu, je omezen svou nominální hodnotou, proto je při měření velkého odporu proud, který jím protéká, velmi malý. Ukazatel přístroje se v levé části stupnice, kde má chyba měření maximální hodnotu, sotva vychýlí. V žádném případě přesnost měření nepřesahuje 2 %.

Před měřením odporu je nutné zkratovat konce sond zařízení a otáčením rukojeti proměnného rezistoru umístěné na předním panelu nastavit polohu šipky odpovídající nulové značce stupnice měření odporu. Pokud není možné nastavit šipku na „0“, je rozhodnuto o výměně baterie.

Digitální zařízení

Digitální multimetry dnes používá většina lidí, kteří potřebují měřit odpor. Výsledek měření se na indikační desce zobrazuje v číslech, která odpovídají hodnotě naměřeného odporu. K tomu je třeba otočný přepínač na předním panelu zařízení přesunout do jedné z poloh sektoru „Ω“. V závislosti na hodnotě naměřeného odporu by měla být tato poloha zvolena tak, aby mez měření byla vyšší než hodnota odporu, kterou je třeba měřit.

Nejnovější modely multimetrů mají 5 měřicích limitů, které začínají od 200 (do 200 Ohmů) a končí na 2000k (2.000.000 XNUMX XNUMX Ohmů).

Měřicí sondy multimetru musí být připojeny k extrémním bodům součástky (rezistoru). Pokud je jmenovitý odpor rezistoru větší než měřicí limit zvoleného rozsahu, digitální indikátor zařízení zobrazí „1“. Poté je nutné změnit měřicí limit směrem nahoru. Pokud je rozsah vybrán správně, čísla na indikátoru zobrazují hodnotu odporu rezistoru. Číslo „1“ na kterémkoli z vybraných rozsahů indikuje poruchu rezistoru nebo, což se stává poměrně často, nedostatek kontaktu mezi sondami zařízení a rezistorem.

Také přerušení vodičů měřicích sond nejsou neobvyklé. Pro kontrolu jejich provozuschopnosti musí být jejich konce bezpečně spojeny po předchozím nastavení spodní meze měření pomocí přepínače. V tomto případě by čísla na indikátoru měla ukazovat hodnotu blízkou nule. Po takové kontrole je třeba rozhodnout: vadný je testovaný rezistor nebo měřicí sondy. V druhém případě je nutné je důkladně opravit. Provozuschopný stav měřicí části ušetří v budoucnu spoustu času.

Mimochodem, stejný problém se může stát i při práci s analogovým multimetrem.

Porovnání různých typů multimetrů

Práce s digitálními multimetry je snazší než s analogovými. Mnoho začínajících uživatelů se domnívá, že používání analogového multimetru vyžaduje speciální školení a rozsáhlé praktické zkušenosti. To je pravda.

Údaje na šipkách je také nutné správně interpretovat v závislosti na zvolené stupnici („Ω“) a poloze násobiče otočného přepínače. Přesnost analogových multimetrů je také nízká. Záleží na třídě přesnosti použitého mikroampérmetru. Třída přesnosti je uvedena na stupnici přístroje.

Na druhou stranu jsou údaje analogových multimetrů stabilnější. Informace na ukazateli zařízení jsou zprůměrované a nemění se s okamžitými výkyvy měřené hodnoty. Tato vlastnost je vlastní magnetoelektrickému systému mikroampérmetru. Údaje digitálního multimetru se v této situaci budou chaoticky měnit. A důvodem takových prudkých výkyvů může být banální střídavý kontakt měřicích sond s testovanou součástí.

Analogové multimetry jsou méně náchylné k různým elektromagnetickým zářením. Obvody digitálních zařízení obsahují určitý počet polovodičových prvků a jsou na takové vnější vlivy velmi náchylné.

Oba typy multimetrů používají baterii. V digitálních zařízeních obvod zajišťuje přítomnost senzoru vybití zdroje napájení. Na jeho příkaz se zařízení vypne a signalizuje to. Ve stejné situaci analogový multimetr nadále pracuje s nesprávnými údaji.

Mnoho digitálních multimetrů má funkci „kontroly kontinuity“ se zvukovým signálem. To je velmi pohodlné. Pokud je odpor měřeného obvodu menší než 50 ohmů, ozve se tónový signál, který přitahuje pozornost. Nejpokročilejší modely jsou vybaveny funkcí pro ukládání naměřené hodnoty (tlačítko „HOLD“ na předním panelu přístroje). S takovými vzorky je vhodné pracovat na těžko dostupných místech. Tlačítko by se však nemělo stisknout před měřením, ale během něj. Jinak budou naměřené hodnoty nespolehlivé.

Uživatelské tipy

Následující tipy budou užitečné jak pro nezkušené uživatele multimetrů, tak pro ty, kteří s nimi již dlouho pracují:

• Při měření odporu rezistorů se nedotýkejte rukama svorek součástky. To platí i pro kovové části sond přístroje. Pokud tuto podmínku nedodržíte, naměřené hodnoty přístroje nebudou odpovídat skutečnosti. Bude provedeno měření paralelního zapojení rezistoru a oblasti lidského těla, která má vlastní odpor. Naměřené hodnoty přístroje budou podhodnocené.
• Pokud je nutné zkontrolovat odpor prvku připájeného do obvodu, je nutné nejprve obvod odpojit od napětí.

Prvek musí být odpájen z obvodu a teprve poté je nutné provést potřebná měření. V opačném případě se měří odpor nikoli konkrétního prvku, ale paralelní zapojení samotného prvku a části obvodu, ve které je instalován.

Existuje mnoho situací, kdy bude užitečné vědět, jak měřit odpor multimetrem a zda je důležité, s jakým zařízením je to lepší. I když člověk není vášnivým radioamatérem, pak je při provádění elektrických prací doma často nutné alespoň „prozvonit“ dráty – ve skutečnosti se ujistit, že odpor drátu je v povolených mezích.

Jak multimetr měří odpor?

Princip měření odporu je založen na Ohmově zákoně, který ve zjednodušené verzi říká, že odpor vodiče se rovná poměru napětí na tomto vodiči k proudu, který jím protéká. Vzorec vypadá jako R (odpor) = U (napětí) / I (proud). To znamená, že 1 Ohm odporu znamená, že vodičem protéká proud 1 ampér a napětí 1 volt.

V souladu s tím lze při průchodu dříve změřeného proudu se známým napětím vodičem vypočítat jeho odpor. V podstatě je ohmmetr (zařízení používané k měření odporu) zdrojem proudu a ampérmetrem, jehož stupnice je odstupňována v ohmech.

Který multimetr použít

Měřicí přístroje se dělí na univerzální (multimetry) a specializované, které jsou určeny k provedení jedné operace, ale provedou ji co nejrychleji a nejpřesněji. V multimetru je ohmmetr pouze součástí zařízení a stále je třeba jej zapnout v příslušném režimu. Specializované přístroje zase vyžadují určité dovednosti při používání – je třeba vědět, jak je správně zapojit a interpretovat získaná data.

Jak používat analogové a digitální multimetry – v následujícím videu:

Specializované měřicí přístroje

Z Ohmova zákona je zřejmé, že standardní multimetr nebude schopen měřit vysoké odpory, protože jako zdroj energie používá standardní prstové baterie nebo baterii Krona – zařízení jednoduše nemá dostatek energie.

Pokud je často potřeba měřit vysoký odpor, například izolaci, je třeba si zakoupit megaohmmetr.

Jako zdroj proudu používá dynamo nebo výkonnou baterii se zvyšujícím transformátorem – v závislosti na třídě zařízení dokáže generovat napětí od 300 do 3000 voltů.

Z toho vyplývá závěr, že například problém, jak měřit zemní odpor multimetrem, nemůže mít jasnou odpověď – v tomto případě je třeba použít specializované zařízení určené speciálně pro tento účel. Měření se provádějí podle určitých pravidel a používání takových zařízení je údělem odborníků – bez specializovaných znalostí je poměrně problematické dosáhnout správného výsledku. Teoreticky můžete zemní odpor zkontrolovat testerem, ale to bude vyžadovat sestavení dalšího elektrického obvodu, který bude vyžadovat alespoň výkonný transformátor, podobný tomu, který se používá ve svářečkách.

Digitální a analogové multimetry

Externě se tato zařízení od sebe snadno odlišují – digitální data se na displeji zobrazují v číslech a analogový ciferník je odstupňovaný a šipka ukazuje na požadovanou hodnotu. Digitální zařízení se tedy snáze používá, protože okamžitě zobrazuje konečnou hodnotu, a při práci s analogovým zařízením budete muset výstupní data dodatečně interpretovat.

Při práci s takovými zařízeními je navíc nutné vzít v úvahu, že digitální multimetr má senzor vybití napájení – pokud proud baterie není dostatečný, jednoduše odmítne fungovat.

V takové situaci analogový přístroj nic neřekne, ale jednoduše poskytne nesprávné výsledky.

Jinak pro domácí účely postačí jakýkoli multimetr se stupnicí, která ukazuje dostatečný limit měření odporu.

Přepnutí multimetru do režimu ohmmetru a výběr měřicích rozsahů

Multimetr se ovládá kulatým otočným knoflíkem, kolem kterého je nakreslena stupnice rozdělená do sektorů. Ty jsou od sebe odděleny čarami nebo jednoduše nápisy na nich mají různé barvy. Chcete-li multimetr přepnout do režimu ohmmetru, musíte otočit knoflík do sektorové oblasti označené symbolem „Ω“ (omega). Čísla, která budou označovat provozní režimy, lze podepsat třemi způsoby:

• Ω, kΩ – x1, x10, x100, MΩ. Taková označení se obvykle používají u analogových zařízení, kde je stále třeba to, co ukazuje šipka, převést na známé hodnoty. Pokud je stupnice odstupňována například od 1 do 10, pak je při zapnutí každého režimu nutné zobrazený výsledek vynásobit zadaným koeficientem.

• 200, 2000, 20k, 200k, 2000k. Toto označení se používá u elektronických multimetrů a ukazuje rozsah, ve kterém lze měřit odpor, když je přepínač nastaven do určité polohy. Předpona „k“ znamená předponu „kilo“, která v jednotném systému měření odpovídá číslu 1000. Pokud nastavíte multimetr na 200k a zobrazí se číslo 186, znamená to, že odpor je 186000 XNUMX Ohmů.
• Ω – Pokud je na pouzdře ohmmetru pouze tento symbol, znamená to, že multimetr je schopen automaticky určit rozsah. Číselník takového zařízení obvykle zobrazuje nejen čísla, ale i písmena, například 15 kOhm nebo 2 MΩ.

První dvě metody zobrazení stupnice mají přímý vztah mezi přesností zobrazení výsledků a jejich chybou. Pokud okamžitě zapnete maximální rozsah, pak se odpor asi 100-200 Ohmů s největší pravděpodobností zobrazí nesprávně.

Sondy zařízení musí být zasunuty do odpovídajících zdířek – černá do „COM“ a červená do té, vedle které je mimo jiné označení symbol „Ω“.

Testování vodičů – kontrola integrity části elektrického obvodu

Existují dva způsoby, jak prozvonit vodiče multimetrem, jejichž použití závisí na tom, zda má zařízení zvukový signál. Tuto funkci, pokud existuje, lze na různých zařízeních zapnout různými polohami přepínačů – proto je třeba věnovat pozornost ikonám, které jsou nakresleny na těle zařízení.

Bzučák je zobrazen jako tečka, napravo od které jsou nakresleny tři půlkruhy, každý z následujících je větší než předchozí. Takovou ikonu je třeba hledat buď samostatně, nebo nad nejmenším počtem odporů, nebo poblíž ikony diody, která je zobrazena jako šipka na čáře, jejíž ostrý konec se opírá o jinou čáru, kolmou k první.

Pokud tester zapnete v režimu kontroly kontinuity, vydá zvukový signál, pokud je odpor měřeného vodiče menší než 50 Ohmů. U některých zařízení to může být 100 Ohmů, takže pokud potřebujete přesnost, je třeba zkontrolovat cestovní pas zařízení.

Vizuální video o kontrole kabelů:

Postup zvonění je jednoduchý a intuitivní – nastavte přepínač naproti ikoně bzučáku a dotkněte se sondami konců vodiče, který je třeba „zvonit“:

• Pokud je vodič neporušený, multimetr pípne.
• Pokud je vodič neporušený, ale vzhledem k jeho délce je odpor větší než odpor, při kterém se spustí bzučák, zobrazí se na displeji číslo udávající jeho hodnotu.
• Pokud je odpor výrazně větší než rozsah, pro který je tento provozní režim navržen, zobrazí se na displeji jednička – to znamená, že je třeba přepnout přepínač do jiného režimu a měření zopakovat.
• Pokud je porušena integrita vodiče, nedojde k žádné indikaci.

Pokud se k „zvonění“ vodičů používá analogový multimetr bez zvukového signálu, je nastaven na minimální rozsah měření – pokud se při dotyku sond s vodičem šipka blíží nule, pak je vodič neporušený. Totéž platí pro digitální zařízení bez bzučáku.

Před kontrolou odporu vodičů byste měli vždy nejprve otestovat samotné zařízení – dotknout se sond k sobě. Měli byste také zkontrolovat, jak zařízení reaguje na lidské tělo – někteří lidé mají poměrně nízký odpor a pokud konce drátu přitlačíte k sondám rukama, může zařízení ukázat, že vodič je neporušený, i když tomu tak není.

Provádění měření odporu a jaké nuance mohou nastat

Sondy multimetru se připojují ke stejným zásuvkám a obecně se měření odporu provádí téměř stejným způsobem jako testování vodičů, ale protože je nutné kontrolovat nejen integritu vodiče, má tento proces určité zvláštnosti.

• Výběr měřicích limitů. Pokud je měřený odpor alespoň přibližně známý, regulátor se nastaví na nejbližší vyšší hodnotu (pokud jej multimetr neurčí automaticky). Pokud odpor není přesně znám, je vhodné začít měření od nejvyšší hodnoty a postupně přepínat multimetr na nižší.

• Pokud je potřeba přesnost, je nutné vzít v úvahu chyby. Například pokud je rezistor označen odporem 1 kOhm (1000 Ohm), pak je za prvé nutné vzít v úvahu tolerance pro jeho výrobu, které jsou 10 %. V důsledku toho se reálná čísla mohou pohybovat v rozmezí od 900 do 1100 Ohm. Za druhé, pokud vezmete stejný rezistor a nastavíte multimetr na maximální hodnotu, například 2000 kOhm, pak přístroj může ukázat jednotku, tj. 1000 Ohm. Pokud poté přepnete přepínač do polohy 2 kOhm, pak přístroj s největší pravděpodobností ukáže jiné – přesnější číslo, například 0,97 nebo 1,04.
• Pokud potřebujete zkontrolovat odpor součástky, která je připájena k desce, musí být alespoň jeden z jejích vývodů odpájen. Jinak zařízení ukáže nesprávný výsledek, protože je vysoká pravděpodobnost, že paralelně s kontrolovanou součástkou jsou v obvodu zapojeny další vodiče.

Pokud se testuje prvek s několika svorkami, musí být tato část od obvodu zcela odpájena.

• Lidské tělo vede proud a má určitý elektrický odpor. Proto je, stejně jako v případě součástek připájených do desky, nutné vyloučit možnost jejich kontaktu s cizími předměty – v tomto případě se jedná o ruce osoby provádějící měření. V extrémních případech můžete kontakt přitlačit k sondě prsty jedné ruky, ale dotyk druhé ruky druhou rukou je přísně nepřijatelný – výsledek měření bude v tomto případě zjevně nesprávný.

• V některých případech je nutné zohlednit kontaktní odpor – i čistá pájka nebo nožičky nepoužívaných rádiových součástek se mohou časem pokrýt oxidovým filmem, proto je vhodné alespoň minimálně očistit nebo poškrábat kontaktní bod koncem sondy.

Jak zkontrolovat odpor vodiče je jasně ukázáno ve videu:

Jak měřit odpor multimetrem – shrnutí

Ovládání moderních digitálních multimetrů, a většiny analogových, je pro obsluhu co nejpohodlnější a nevyžaduje hluboké znalosti. Je intuitivně srozumitelné i pro laika bez specializovaného vzdělání – často k zvládnutí a správnému používání zařízení stačí pamatovat si školní lekce fyziky o konstrukci a kontrole elektrických obvodů. Při měření je vhodné pamatovat na výše uvedené nuance, protože se při používání multimetru v každém případě „projeví“.