Struktura

Standardní multimetr v praxi

Standardní multimetr v praxi

Multimetr (nebo také multitester) je elektronický měřicí přístroj, který v sobě kombinuje několik funkcí. Nejzákladnější varianty přístroje obsahují ampérmetr, voltmetr a ohmmetr. Elektrickým měřením zjišťujeme velikosti elektrotechnických veličin, např. napětí, proudu, výkonu, odporu, indukčnosti, kapacity, kmitočtu aj. Pro měření používáme řadu speciálních přístrojů. Liší se použitím měříiích soustav, jejich použití, podstaty měření, apod. Pro praxi získaly výhodu přístroje, které v jednom pouzdře sdružují několik přístrojů. Vznikl tak přístroj AVOMET, jehož název skrývá možnosti měření. Je to Ampér Volt Ohm METr. Výraz multimetr se tehdy ještě nepoužíval. Byl to přístroj analogový, v němž se převádí měřená veličina na mechanický moment, který vychyluje otočnou část měřicího ústrojí s ručkou, která na stupnici číselníku ukáže velikost měřené veličiny.

 

AVOMET

Obr. 1: AVOMET

Chceme-li plynule sledovat nárůst nebo pokles elektrického napětí nebo proudu, což digitální multimetry se svým číselným zobrazením neumožňují, používáme stále přístroj analogový.

Digitální multimetr METEX M 3890D měří stejnosměrná a střídavá napětí a proudy, odpory, kapacity, kmitočet a zesilovací činitel tranzistorů. Po doplnění teplotní sondou měří rovněž teplotu. Má automatické přepínání měřicích rozsahů a je vybaven funkcemi HOLD, MIN, MAX a OFSET. Naměřené hodnoty jsou zobrazeny na 3 3/4 místném LCD displeji vybaveném bargrafem (sloupcový indikátor). Přístroj obsahuje paměť na deset naměřených hodnot a rozhraní USB. Propojovací kabel a software je v příslušenství. Multimetr má rovněž zabudovaný signální generátor a logickou zkoušečku, což z něho dělá mimořádně univerzální přístroj.

Digitální multimetr

Obr. 2: Multimetr digitální

Klešťový multimetr je vhodný zejména pro měření velkých proudů, buď pouze střídavých, nebo u dokonalejších modelů střídavých i stejnosměrných. Jejich název je odvozen od rozevíracích čelistí, které obepínají měřený vodič, často i silný kabel. Takto, bez galvanického spojení, lze samozřejmě měřit pouze proudy, proto prvními přístroji tohoto druhu byly analogové klešťové ampérmetry. Dnes je typický klešťák univerzální měřicí přístroj, umožňující kromě proudů měření stejnosměrných i střídavých napětí (samozřejmě běžným způsobem pomocí měřicích kabelů a hrotů), odporů, frekvence, test spojitosti obvodů, test diod a často celou řadu dalších funkcí, zaslouží si proto přesnější označení klešťový multimetr.

Klešťový multimetr

Obr. 3: Klešťový multimetr

Stejně jako u většiny ostatních měřicích přístrojů došlo u klešťových multimetrů k téměř úplnému přechodu od analogových přístrojů k digitálním. Protože je někdy zapotřebí nejen informace o velikosti proudu v ustáleném stavu, ale i jeho vývoj v čase, který digitální ampérmetr nezachytí - typickým příkladem je rozběhový proud motoru - bývají některé digitální klešťové multimetry podobně jako klasické multimetry vybaveny bargrafem, popř. speciální funkcí pro tato měření.

Měřicí sondy

Multimetr může využít široký rozsah testovacích sond k připojení k testovanému obvodu nebo zařízení. Krokosvorky, očka a bodové hroty jsou tři nejběžnější koncovky. Ty jsou napojeny na ohebné, izolované kabely, které jsou ukončené konektory vhodnými pro daný přístroj. Příruční multimetry typicky používají tzv. banánky, stolní používají banánky nebo BNC konektory. Přístroje, které měří vysoká napětí nebo proud, mohou být v tzv. bezkontaktním provedení (pro připojení nemusíme pohybovat rukou v bezprostřední blízkosti vodiče). Například klešťová měřidla obsahují cívku, která se zacvakne kolem vodiče. Z indukovaného napětí v cívce měříme proud protékající vodičem. Pro měření neelektrických veličin bývají multimetry vybaveny dalšími snímači, většinou jako volitelné příslušenství. Časté bývá použití termočlánkových sond pro měření teploty.

 Měřící sondy

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Obr. 4: Měřicí sondy

Zdroje

Obrázky:

Praktická ukázka

Jak měřit multimetrem

 Je to zařízení, které měří více či méně fyzikálních veličin se vztahem k elektřině. Jaké veličiny to jsou?

Všechny, i ty nejlevnější multimetry, umí měřit: stejnosměrné napětí (=U), jehož jednotkou je 1 volt (V); stejnosměrný proud (=I), jehož jednotkou je 1 ampér (A); odpor ( R ), jehož jednotkou je 1 ohm (Ω). Dále pak ještě střídavé napětí (~U), jehož jednotkou je opět 1 volt.

Dále pak multimetry mohou měřit střídavý proud, indukčnost cívky (L, jednotka Henry), kapacitu kondenzátoru (C, jednotka farad), impedanci (viz wiki) potom měření tranzistorů (zejména proudový zesilovací činitel). 

U multimetrů se dá říci, že kvalita přístroje je přímo úměrná ceně, kterou za něj dáme. Přístroj za 5.000 Kč bude lepší než přístroj za 1.000 Kč, který však bude mnohem lepší, než přístroj za 200 Kč.

 

Jak měřit napětí

Napětí je vlastně rozdíl potenciálů mezi dvěma místy obvodu. Z toho vyplývá, že multimetr není zapojen přímo do obvodu (sériově), ale jakoby bokem (paralelně). Takto zapojený multimetr má velký odpor, aby jím neprotékal velký proud, a nedocházelo tak k úbytku napětí mezi měřenými místy.

Multimetr připravíme k měření (zapneme a zasuneme měřicí vodiče dle návodu). Zvolíme rozsah napětí, podle toho, jaké očekáváme. Nejsme-li si jisti, vybereme to vyšší (na tužkové baterce pravděpodobně nebude 200 V). Pozor také dáme, abychom nezaměnili stejnosměrné a střídavé napětí. Přiložíme obě sondy k testovaným místům (např. k vývodům baterie) tak, abychom se rukou nedotýkali hrotů sond. Na displeji se objeví hodnota napětí. Pokud je menší než nejbližší nižší rozsah, přepneme multimetr na tento rozsah. Získáme tak údaj s větší přesností. Objeví-li se na displeji 1 úplně vlevo, multimetr odpojíme od měřeného obvodu a zvolíme větší rozsah. Pokud je před naměřenou hodnotou minus (-), má napětí opačnou polaritu. Při zapojení měřicích kabelů podle návodu je obvykle červený kabel určen pro kladný pól a černý kabel pro záporný pól. Svítí-li minus, póly jsou opačně.

Měření voltmetrem

Obr. 5: Schema zapojení

Měření napětí

Obr. 6: Měření na ploché baterii

 

Jak měříme proud

Proud je vlastně náboj, který obvodem projde za jednotku času. Abychom jej mohli změřit, musí protéci i multimetrem. Multimetr proto zapojíme přímo do obvodu (sériově). Aby multimetrem procházel tak velký proud jako obvodem, má multimetr v tomto zapojení velmi malý odpor. Obvykle jsou multimetry vybaveny tavnou pojistkou, která je chrání před přetížením. Podrobnosti o tomto zjistíme v návodu.

Máme-li tedy přístroj na 9V baterii, jehož odběr by nás zajímal, k destičce s cvočky pro připojení baterie připojíme jen jeden její pól a mezi druhý pól a druhý cvoček zapojíme multimetr. Ujistíme se, že máme zvoleno měření stejnosměrného proudu a nejvyšší možný rozsah. Následně postupujeme jako v předchozím případě.

Může nastat případ, že ani ten největší pojistkou chráněný rozsah nebude stačit. Proto jsou multimetry vybaveny dalším, pojistkou nechráněným rozsahem, který bývá často řádově větší (podívejte se na obrázek a zkuste na něj přijít). Pro použití tohoto rozsahu připojíme červený drát k určené zdířce, černý necháme tam, kde je a rozsah zvolíme na multimetru. Při obzvláště velkých proudech se mohou testovací vodiče zahřát. Proto měření omezíme na nejnižší možnou dobu (jednotky sekund).

Schéma pro měření proudu

 

 

 

 

 

Obr. 7: Měření proudu - schéma

 

 

Měření proudu

 

 

 

 

 

 

 

 

Obr. 8: Měření proudu multimetrem

Jak měřit odpor

Měření odporu nemůže multimetr poškodit, ať už máme nastaven rozsah jakýkoli. U rezistorů s velkými odpory však musíme obzvláště dbát na to, abychom rukama nepropojili měřicí hroty - držíme je tedy jen za plastová držadla. Nastavíme rozsah odporu, který očekáváme a přiložíme hroty k vývodům rezistoru. Svítí-li na displeji vlevo číslice 1, musíme zvolit vyšší rozsah. Pokud svítí 1 i na nejvyšší rozsah, je odpor součástky větší, než tento rozsah (např. dioda v závěrném směru). Je-li naopak hodnota menší, než nějaký nižší rozsah, přepneme se na tento rozsah, abychom získali hodnotu přesněji.

Měření ohmmetrem

Obr. 9: Měření odporu - schéma

Kontrola funkčnosti žárovky

Obr. 10: Kontrola funkčnosti žárovky

Měření odporu a testování zapojení

Měření elektrického odporu se dá využít, chceme-li ověřit správnost zapojení obvodu. Pro ověření propustnosti nastavíme nejmenší rozsah a sondami se dotkneme míst, která mají být vodivě spojena. Pokud získáme velmi malou hodnotu, je vše v pořádku. Pokud je nekonečný, je vlákno přepáleno nebo je chyba někde v objímce. 

Pro ověření nepropustnosti nastavíme největší rozsah a sondami se dotkneme míst, která nemají být spojena. Pokud nejsou, na displeji zůstane vlevo svítit 1. Pokud ne, máme tam někde nežádoucí spojení. Musíme obvod opět zkontrolovat.

Takto se dá měření odporu využít i při sestavování redukcí s konektory. Musíme se ujistit, že jednotlivé póly konektoru nejsou spojeny a že jeden pól na vstupu je spojen se svým ekvivalentem na výstupu - se žádným jiným. Jde takto vyrobit i dosti nestandardní redukce. Jestli pak v daném zařízení funguje, to je věc jiná. 

 

Praktické cvičení

 

Vhodné pro žáky ZŠ

Za pomoci poznatků, získaných z této lekce, změřte v tomto obvodu napětí a proud.

Jednoduchý elektrický obvod

Obr.11: Jednoduchý elektrický obvod

Logolink