Spis treści:
Pomiary podstawowych wielkości elektrycznych, możemy wykonać za pomocą elektronicznego multimetru – najbardziej podstawowego przyrządu pomiarowego przy wszelkich pracach warsztatowych związanych z elektroniką.
Niniejszy artykuł jest poradnikiem, który zwraca uwagą na najważniejsze cechy funkcjonalne, którymi należy kierować się przy zakupie multimetru – wielofunkcyjnego miernika elektrycznego.
Decydując się na zakup multimetru do warsztatu elektronicznego, należy w pierwszej kolejności zwrócić uwagę na jego podstawowe możliwości wykorzystania, tj. funkcje pomiarowe, a także zakresy wielkości wykonywanych pomiarów. Podstawowe funkcje, jakie multimetr musi posiadać, to pomiar napięcia, rezystancji i tester ciągłości obwodu, choć testując miernik, warto rozpocząć od sprawdzenia tej ostatniej funkcji.
Kolejnym istotnym parametrem, na który musimy zwrócić uwagę przeglądając specyfikację techniczną naszego ,,kandydata na urząd wielofunkcyjnego przyrządu pomiarowego do naszego warsztatu”, jest jego dokładność. Dobry miernik elektryczny do zastosowań edukacyjnych i hobbystycznych powinien charakteryzować się dokładnością na poziomie nie mniejszym niż ±2%, ale jeśli projekty elektroniczne, które chcesz zrealizować wymagają bardzo wysokiej dokładności pomiaru (np. przy parowaniu tranzystorów bipolarnych do zbudowania dyskretnego generatora VCO i filtru drabinkowego VCF do syntezatora analogowego), wówczas zdecydowanie warto wybrać miernik elektroniczny o znacznie wyższej dokładności, np. na poziomie ±0,1% – jeśli jesteś szczególnie wymagającym elektronikiem, Twoje oczekiwania na pewno zostaną spełnione!
Oprócz przełącznika wyboru funkcji pomiaru, istotnym elementem interfejsu miernika uniwersalnego do prac elektronicznych, jest jego wyświetlacz. To właśnie na wyświetlaczu możemy obserwować liczbowe wyniki pomiarów, które wykonujemy za pomocą multimetru. W zależności od stopnia zajętości powierzchni biurka warsztatowego przez inne przyrządy pomiarowe i elementy wyposażenia, a także urządzenia elektroniczne nad którymi pracujemy, miernik możemy położyć blisko lub daleko względem swojego wzroku. Szczególnie jeśli płyta czołowa miernika jest ustawiona pod kątem znacznie różnym od kąta prostego względem linii wzroku, ważne jest, aby wyświetlacz również w takim położeniu kątowym był dobrze czytelny. Słaby kontrast objawiający się nieostrymi segmentami i piktogramami wyświetlacza, może powodować znaczne problemy z odczytaniem wyniku pomiaru, co na dłuższą metę może okazać się frustrujące i niesamowicie utrudniające wykonywanie pracy. Z tego względu, zwróćmy uwagę na to, aby wyświetlacz miernika elektronicznego odznaczał się silnym kontrastem, a także zawierał funkcję podświetlenia – jest to szczególnie praktyczny dodatek, kiedy pracujemy w terenie o słabej jakości oświetlenia lub na zewnątrz zabudowań po zmroku – np. w przypadku potencjalnej awarii samochodu w trasie. Na łatwość odczytu ma wpływ także wielkość wyświetlacza. Im większy wyświetlacz, tym większe jego segmenty tworzące znaki. Przekątną wyświetlacza powinniśmy dobrać indywidualnie pod stan naszego wzroku, choć minimalna przekątna nie powinna być mniejsza niż ok. 2,5”. Pomocnym dodatkiem na wyświetlaczu, jest tzw. bargraf – wskaźnik analogowy, którego wskazanie koreluje z wynikiem pomiaru w skali nastawionego zakresu pomiarowego – im wyższe wskazanie mierzonej wielkości, tym większe wypełnienie bargrafu.
Wpływ na wygodę użytkowania miernika, ma także sposób przełączania zakresu pomiarowego. Pod tym względem, mierniki elektroniczne dzielą się na takie z ręcznym i automatycznym wybieraniem zakresu pomiarowego. Przy wyborze ręcznym, przekręcając przełącznik na wybraną funkcję pomiarową dobieramy także zakres pomiaru. Natomiast w przypadku przyrządów automatycznie dobierających zakres pomiarowy (co ma miejsce podczas wykonywania pomiaru), wystarczy jedynie przestawić przełącznik na interesującą nas funkcję pomiarową, np. pomiar rezystancji. Ręczny dobór zakresu pomiarowego może niekiedy stać się uciążliwy – kiedy chcemy np. zmierzyć wartość rezystancji rezystora, którego kod paskowy na obudowie jest nieczytelny, a zakres pomiaru jest ustawiony na 200Ω, wówczas jeśli rezystancja elementu poddawanego pomiarowi jest wyższa, na wyświetlaczu ukaże się (w zależności od miernika) cyfra “1” po prawej stronie lub komunikat “O.L” na środku, co oznacza, że zmierzona wartość przekracza nastawiony zakres pomiarowy i konieczne jest przestawienie przełącznika na wyższy zakres. Trzeba jednak pamiętać, że jeśli uzyskamy odczyt jakiejś wartości (np. 560Ω), najlepszą dokładność uzyskamy na ustawieniu miernika na najniższy zakres pomiarowy obejmujący zmierzoną wartość. Bardziej wygodny rozwiązaniem jest automatyczne dopasowanie zakresu pomiarowego. Ponownie, kiedy na mierniku elektronicznym z automatycznym doborem zakresu pomiarowego ustawimy funkcję pomiaru rezystancji i podłączymy do sond miernika wyprowadzenia rezystora, wówczas po chwili uzyskamy odczyt wartości elementu. Jednak w zależności od rzędu mierzonej wielkości, należy mieć na uwadze, że do czasu trwania cyklu pomiarowego dochodzi opóźnienie wynikające z doboru zakresu pomiarowego – jest to szczególnie widoczne w tańszych modelach mierników. Z tego względu, jeśli zależy nam na szybkim i łatwym odczycie pomiaru, wybierzmy miernik o nieco wyższej mocy obliczeniowej względem najtańszych standardowych modeli wielofunkcyjnych przyrządów pomiarowych.
Jedną z bardzo praktycznych funkcji multimetru, jest test ciągłości obwodu. Przy korzystaniu z tej funkcji, sondy pomiarowe miernika powinny być podłączone do tych samych gniazd, które są przeznaczone do pomiaru napięć i rezystancji. Gniazda sond pomiarowych są odpowiednio oznaczone i zwykle mają obwódki w kolorach korespondujących z kolorami przewodów pomiarowych, tj. czerwonym (w zależności od mierzonej wielkości podłączamy do gniazda “V” lub “A”) i czarnym (podłączamy do gniazda COM – wspólnego dla wszystkich pomiarów). Konieczne jest, aby funkcja testu ciągłości obwodu posiadała sygnalizację akustyczną – obecność sygnału dźwiękowego jest równoznaczna z bardzo niską rezystancją przejścia w obwodzie, a jej brak – z wystarczająco wysoką rezystancją lub nawet fizyczną przerwą – w większości konstrukcji cyfrowych multimetrów dostępnych na rynku, sygnał akustycznych zanika, kiedy rezystancja mierzonego fragmentu obwodu przekracza 50Ω. Jest to bardzo użyteczna funkcja szczególnie przy poszukiwaniu uszkodzeń podczas diagnostyki sprzętu elektronicznego. W wielu miernikach z automatycznym doborem zakresu pomiarowego, aby skorzystać z funkcji testu przewodzenia, należy wybrać funkcję pomiaru rezystancji i za pomocą dodatkowego przycisku wybrać dodatkową funkcję – pod tym samym przyciskiem funkcyjnym, oprócz testu przewodnictwa, możemy także wybrać test diod.
Pomiary rezystancji w układach elektronicznych umożliwiają wykonanie licznych prac związanych z prototypowaniem i naprawianiem. Typowo do większości zastosowań w elektronice, wystarczającym maksymalnym zakresem jest 10MΩ. Natomiast jeśli chcesz wykonywać pomiary rezystancji izolacji w instalacjach elektrycznych, wówczas lepiej rozejrzeć się za specjalistycznym miernikiem o znacznie większym zakresie pomiarowym.
Pomiary napięć w elektronice pozwalają nam stwierdzić przede wszystkim, czy badany układ dostaje napięcie zasilania, które jest mu niezbędne do funkcjonowania. Dzięki tej funkcji, możesz także sprawdzić, czy wartość mierzonego napięcia mieści się w wymaganym zakresie – np. przy pomiarze napięcia ładowania baterii z alternatora w samochodzie przy włączonym silniku. Funkcja pomiaru napięcia jest także bardzo istotna przy kalibracji urządzeń elektronicznych, np. zasilaczy z możliwością precyzyjnej regulacji napięcia na wyjściu pod niestandardowe aplikacje. Dobry multimetr powinien posiadać funkcję pomiaru napięcia stałego, jak i przemiennego oraz powinien mieć wbudowany przetwornik wartości skutecznej (RMS). Do bardziej zaawansowanych pomiarów, warto rozejrzeć się za miernikami wyposażonymi w przetwornik wartości szczytowej (CREST). Optymalny zakres pomiarowy napięć niezbędny do wykonywania większości prac elektronicznych, powinien być nie mniejszy niż 600V – pracując na napięciach niebezpiecznych dla zdrowia i życia (np. przy pracach elektroinstalacyjnych lub serwisowaniu wzmacniaczy lampowych), zwróć uwagę, czy miernik jest wyposażony w obudowę z podwójną izolacją (II klasa ochronności).
Obok napięcia i rezystancji, jedną z podstawowych wielkości elektrycznych, które multimetr powinien dawać możliwość zmierzyć, jest prąd. W elektronice, możemy tą funkcję zaaplikować, np. aby sprawdzić pobór prądu przez urządzenia zasilane bateryjnie lub sieciowo, a także aby ustawić punkt pracy wzmacniacza audio. Większość multimetrów bardzo często posiada co najmniej dwa obwody do pomiaru prądu, które różnią się względem siebie zakresem pomiarowym i dokładnością, np. do 400mA i do 10A. Pierwszy z zakresów dobrze się sprawdza szczególnie przy pomiarach, w których jest wymagana większa dokładność, natomiast drugi – kiedy prądy w obwodzie są duże, np. w sekcjach zasilania. Zmieniając zakres pomiaru prądu, zwykle konieczne jest także przełożenie sondy pomiarowej z czerwoną izolacją do gniazda przeznaczonego dla ustawionego zakresu pomiarowego. Każdy z obwodów pomiarowych prądu powinien posiadać bezpiecznik chroniący przed uszkodzeniem ustroju pomiarowego. W przypadku przepalenia bezpiecznika, należy go wymienić na bezpiecznik o takich samych parametrach, zgodnie z zaleceniami producenta danego miernika.
Dobry multimetr cyfrowy do warsztatu powinien cechować się możliwością pomiaru rezystancji, prądu i napięcia, posiadać funkcję testu ciągłości obwodu, odpowiednio wystarczające zakresy pomiarowe i dokładność pomiaru, solidną i bezpieczną konstrukcję, czytelny wyświetlacz umożliwiający łatwy odczyt, a także powinien być prosty w obsłudze. Oprócz tych cech, warto również zwrócić uwagę, czy interesujący nas multimetr ewentualnie posiada możliwość pomiaru innych wielkości, np. częstotliwości napięcia, pojemności kondensatorów czy też współczynnika wypełnienia dla przebiegów impulsowych i PWM. W niektórych przypadkach przydatna bywa funkcja “Hold”, która powoduje zatrzymanie pomiaru i natychmiastowe zapamiętanie odczytu. Miernik powinien być także wyposażony w funkcję automatycznego wyłączania (oszczędzanie energii), a także rozkładaną podstawkę, dzięki której odczyt będzie łatwiejszy.
Istotnym elementem wyposażenia multimetru są także sondy pomiarowe, które zwykle są dostarczane w zestawie wraz z multimetrem. Najważniejszym czynnikiem jest ich jakość wykonania, ponieważ warunkuje ona bezpieczeństwo wykonywania pomiarów. W najtańszych multimetrach w cenie rzędu kilkunastu-kilkudziesięciu złotych, sondy dołączane wraz z miernikiem są kiepskiej jakości, a jeśli planujemy wykonywać pomiary w urządzeniach pracujących na napięciach powyżej 24V, wówczas ze względów bezpieczeństwa lepiej zainwestować w sondy o znacznie lepszej jakości. Pomocnym i praktycznym dodatkiem są chwytaki i krokodylki pomiarowe – które możesz nałożyć bezpośrednio na igły pomiarowe sond. Dzięki tym elementom, możesz zaczepić sondy miernika w punkcie obwodu, w którym chcesz np. precyzyjnie ustawić napięcie lub zbadać, w którym punkcie obwodu jest uszkodzenie objawiające się niepożądanym przerywaniem przepływu prądu. Jeśli natomiast chcesz wykonywać pomiaru prądów przekraczających zakres pomiarowy miernika, wówczas należy miernik podłączać poprzez przekładnik prądowy, a jego wskazanie przeliczyć zgodnie z parametrami przekładnika. Analogicznie należy postąpić w przypadku pomiaru napięć, stosując przekładniki napięciowe. Należy jednak pamiętać, że nawet najlepszy multimetr pewnych przyrządów nie zastąpi w codziennej pracy w warsztacie elektronicznym, dlatego warto również zwrócić uwagę na wyposażenie w takie przyrządy jak oscyloskop, tester tranzystorów, analizator stanów logicznych, mostek RLC czy miernik ESR.
Pomiary podstawowych wielkości elektrycznych, możemy wykonać za pomocą elektronicznego multimetru - najbardziej podstawowego przyrządu pomiarowego przy wszelkich pracach warsztatowych związanych…
Umiejętność lutowania to niezbędnik każdego elektronika. Lutowanie pozwala samodzielnie testować i budować własne urządzenia. Lutowanie nie jest skomplikowane, warto jednak…
Stacja lutownicza pozwala na regulację temperatury zadanej na grot. Z tego powodu wyróżnia się uniwersalnym zastosowaniem. Które modele warto brać…