Измерительная аппаратура и методы электрических измерений

7.1Проведение измерений электронных компонентов с помощью мультиметра

Аналоговый мультиметр. В аналоговом мультиметре результаты измерений наблюдается по движению стрелки (как на часах) по измерительной шкале, на которой подписаны значения: напряжение, ток, сопротивление. На многих (особенно азиатских производителей) мультиметрах шкала реализована не совсем удобно и для того, кто первый раз взял такой прибор в руку, измерение может доставить некоторые проблемы. Популярность аналоговых мультиметров объясняется их доступностью и ценой (2-3$), а основным недостатком является некоторая погрешность в результатах измерений. Для более точной подстройки в аналоговых мультиметрах имеется специальный построечный резистор, манипулируя которым можно добиться немного большей точности. Тем не менее, в случаях когда желательны более точные измерения, лучшим будет использование цифрового мультиметра.

Цифровой мультиметр может быть использован для измерения уровня электрического параметра в цепях или компонентах цепи в большинстве случаев таким же образом, как и вольтомметр, ламповый вольтомметр и вольтомметр на полевых транзисторах.

(Меры предосторожности от высокого напряжения также необходимо принять при использовании цифровых мультиметров.)

1) Включите измеритель нажатием кнопки ON/OFF

2) Выберите нужный тип измерения нажатием соответствующей кнопки

3) Выберите нужный диапазон измерений нажатием соответствующей кнопки переключения диапазонов

4) Подсоедините измерительные провода в соответствующие гнезда на панели.

5) Прижмите концы измерительных проводов к испытуемым точкам (или прикрепите провода к компоненту). Для измерения сопротивления нет необходимости выставления нуля, как это нужно было делать в вольтомметре ламповом вольтомметре и вольтомметре на полевых транзисторах.

6) Снимите показания с дисплея.

Цифровой мультиметр может быть использован для общей оценки состояния диодов и транзисторов.

Некоторые цифровые мультиметры (или другие измерители, которые могут быть использованы для подобных проверок) могут быть запитаны достаточно большим током, способным повредить диод или соединение транзистора. Обычно, измерители, снабженные внутренними батареями с большим током, не могут быть использованы для проведения испытаний, описанных в этом разделе. Большинство старых вольтомметров и ламповых электронных вольтомметров следует использовать с соблюдением мер предосторожности.

Сначала нужно отсоединить диод от электрической цепи. Затем необходимо подсоединить измерительные провода к соответствующим гнездам на передней панели и нажать соответствующие кнопки вида и диапазона измерения. Выбор кнопок вида и диапазона измерения, для проверки диода или транзистора, зависит от применяемого измерителя. Наряду с тем, что необходимо выбирать высокий диапазон измерения сопротивления для защиты диода от большого тока, выбранный диапазон должен быть достаточно низким для снятия показаний.

Проверка напряжения, сопротивления, тока. Измерить напряжение проще некуда, если постоянное ставим dcv, если переменное acv, подключаем шунты и смотрим результат, если на экране ничего нет, нет и напряжения. С сопротивлением так же просто, прикасаемся щупами к двум концам того, чье сопротивление нужно узнать, таким же способом в режиме омметра прозваниваются провода и дорожки на обрыв. Измерение силы тока отличаются тем, что щупы мультиметра должны быть врезаны в цепь, как будто это один из компонентов этой самой цепи.

Проверка резисторов. Резистор должен быть выпаян из электрической цепи хотя бы одним концом, чтобы быть уверенным в том, что никакие другие компоненты схемы не повлияют на результат. 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 170-230кОм. 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 жидкокристаллическом экране.

Проверка диодов. Если имеется функция проверки диодов, то все просто, подключаем щупы, в одну сторону диод звониться, а в другую нет. Если данной функции нет, устанавливаем переключатель на 1кОм в режиме измерения сопротивления и проверяем диод. При подключении красного вывода мультиметра к аноду диода, а черного к катоду, вы увидите его прямое сопротивление, при обратном подключении сопротивление будет настолько высоко, что на данном пределе измерения вы не увидите ничего. Если диод пробит, его сопротивление в любую сторону будет равно нулю, если оборван, то в любую сторону сопротивление будет бесконечно большим.

Проверка конденсаторов. Простейший способ проверки исправности конденсатора - внешний осмотр, при котором обнаруживаются механические повреждения, например деформация корпуса при перегреве вызванного большим током утечки. Если при внешнем осмотре дефекты не замечены, проводят электрическую проверку.

Омметром легко определить один вид неисправности – внутреннее короткое замыкание (пробой). Сложнее дело обстоит с другими видами неисправности конденсаторов: внутренним обрывом, большим током утечки и частичной потерей емкости. Причиной последнего вида неисправности у электролитических конденсаторов бывает высыхание электролита. Многие цифровые тестеры обеспечивают возможность измерения емкости конденсаторов в диапазоне от 2000 пФ до 2000 мкФ. В большинстве случаев этого достаточно. При отсутствии измерителя емкости конденсатор можно проверить другими способами.

Конденсаторы большой емкости (1 мкФ и выше) проверяют омметром. При этом от конденсатора отпаивают детали, если он в схеме и разряжают его. Прибор устанавливают для измерения больших сопротивлений. Электролитические конденсаторы подключают к щупам с соблюдением полярности.

Если емкость конденсатора больше 1 мкФ и он исправен, то после присоединения омметра конденсатор заряжается, и стрелка прибора быстро отклоняется в сторону нуля (причем отклонение зависит от емкости конденсатора, типа прибора и напряжения источника питания), потом стрелка медленно возвращается в положение «бесконечность».

При наличии утечки омметр показывает малое сопротивление - сотни и тысячи ом, — величина которого зависит от емкости и типа конденсатора. При пробое конденсатора его сопротивление будет около нуля. При проверке исправных конденсаторов емкостью меньше 1 мкФ стрелка прибора не отклоняется, потому что ток и время заряда конденсатора незначительны.

При проверке омметром нельзя установить пробой конденсатора, если он происходит при рабочем напряжении. В таком случае можно проверить конденсатор мегаомметром при напряжении прибора, не превышающем рабочее напряжение конденсатора.

Конденсаторы средней емкости (от 500 пФ до 1 мкФ) можно проверить с помощью последовательно подключенных к выводам конденсатора наушников и источника тока. Если конденсатор исправен, в момент замыкания цепи в головных телефонах слышен щелчок.

Конденсаторы малой емкости (до 500 пФ) проверяют в цепи тока высокой частоты. Конденсатор включают между антенной и приемником. Если громкость не уменьшится, значит, обрывов выводов нет.

Проверка транзисторов. Обычный биполярный транзистор представляет собой два диода, включенных навстречу один другому. Зная, как проверяются диоды, несложно проверить и такой транзистор. Стоит учесть, что транзисторы бывают разных типов, p-n-p когда их условные диоды соединены катодами, и n-p-n когда они соединяются анодами. Для измерения прямого сопротивления транзисторных p-n-p переходов, минус мультиметра подключается к базе, а плюс поочередно к коллектору и эмиттеру. При измерении обратного сопротивления меняем полярность. Для проверки транзисторов n-p-n типа делаем все наоборот. Если еще короче, то переходы база-коллектор и база-эмиттер в одну сторону должны прозваниваться, в другую нет.