Мультиметр обеспечивает один из самых простых способов измерения переменного и постоянного тока (AC & DC). Мы предлагаем некоторые из ключевых руководящих принципов.
Часто бывает необходимо знать, как измерить ток с помощью мультиметра. Измерения тока выполнить легко, но они выполняются несколько иначе, чем измерения напряжения и другие измерения. Однако часто необходимо проводить измерения тока, чтобы выяснить, правильно ли работает цепь, или обнаружить другие факты, связанные с ее потреблением тока. Ток является одним из основных электрических/электронных параметров, поэтому часто необходимо измерить ток, протекающий в цепи, чтобы проверить ее работу.
Измерения тока можно выполнять с помощью различных контрольно-измерительных приборов, но наиболее широко используемым оборудованием для измерения тока является цифровой мультиметр. Эти элементы испытательного оборудования широко доступны и по очень разумным ценам.
Текущее измерение: основы
Измерения тока выполняются иначе, чем измерения напряжения и другие измерения. Ток состоит из потока электронов вокруг цепи, и необходимо иметь возможность отслеживать общий поток электронов. В очень простой схеме показано ниже. В нем есть батарейка, лампочка, которую можно использовать как индикатор, и резистор. Чтобы изменить уровень тока, протекающего в цепи, можно изменить сопротивление, а количество протекающего тока можно измерить по яркости лампочки.
При использовании мультиметра для измерения тока единственный способ определить уровень протекающего тока — это разомкнуть цепь, чтобы ток прошел через измеритель. Хотя иногда это может быть сложно, это лучший вариант. Типичное измерение тока можно выполнить, как показано ниже. Из этого видно, что цепь, по которой течет ток, надо разорвать и в цепь вставить мультиметр. В некоторых цепях, где часто требуется измерять ток, могут быть добавлены клеммы с закорачивающей перемычкой для облегчения измерения тока.
Чтобы мультиметр не влиял на работу цепи при измерении тока, сопротивление мультиметра должно быть как можно меньше. Для измерений около ампера сопротивление мультиметра должно быть намного меньше ома. Например, если измеритель имеет сопротивление в один ом и по нему течет ток в один ампер, то на нем возникнет напряжение в один вольт. Для большинства измерений это было бы неприемлемо высоким. Поэтому сопротивления счетчиков, используемых для измерения тока, обычно очень малы.
Как измерить ток аналоговым мультиметром
Довольно легко использовать аналоговый счетчик для измерения электрического тока. Есть несколько незначительных отличий в способах проведения текущих измерений, но используются те же основные принципы.
При использовании аналогового мультиметра можно выполнить ряд простых шагов:
- Вставьте щупы в правильные соединения — это необходимо, потому что может быть несколько разных соединений, которые можно использовать. Убедитесь, что вы выбрали правильные соединения, так как могут быть отдельные соединения для диапазонов очень низкого или очень сильного тока.
- Установите переключатель на правильный тип измерения (т. е. для измерения тока) и диапазон измерения. При выборе диапазона убедитесь, что максимум для конкретного выбранного диапазона выше ожидаемого. При необходимости диапазон мультиметра можно уменьшить позже. Однако выбор слишком большого диапазона предотвращает перегрузку измерителя и любое возможное повреждение движения самого измерителя.
- При измерении оптимизируйте диапазон для получения наилучших показаний. Если возможно, отрегулируйте его так, чтобы можно было получить максимальное отклонение расходомера. Таким образом, будет получено наиболее точное чтение.
- После того, как считывание будет завершено, разумной мерой предосторожности будет вставить щупы в гнезда для измерения напряжения и повернуть диапазон в положение максимального напряжения. Таким образом, если счетчик случайно подключен без учета используемого диапазона, вероятность повреждения счетчика мала. Это может быть неправдой, если он остался установленным для показаний тока, а счетчик случайно подключен к точке высокого напряжения!
Как измерить ток цифровым мультиметром
Для измерения тока цифровым мультиметром можно выполнить несколько простых шагов:
- Включите счетчик
- Вставьте щупы в правильные разъемы — во многих счетчиках есть несколько разных разъемов для щупов. Часто один помечен как общий, в который обычно помещается черный зонд. Другой щуп должен быть вставлен в правильное гнездо для выполнения измерения тока. Иногда имеется специальное соединение для измерения тока, а иногда отдельное соединение для измерения слабого или сильного тока. Выберите правильный вариант для текущего измерения.
- Установите главный селекторный переключатель на переключателе измерителя на правильный тип измерения (т.е. ток) и диапазон для измерения, которое должно быть выполнено. При выборе диапазона убедитесь, что максимальный диапазон превышает ожидаемое значение. При необходимости диапазон цифрового мультиметра можно уменьшить. Однако выбор слишком высокого диапазона предотвращает перегрузку измерителя.
- При измерении тока оптимизируйте диапазон для получения наилучших показаний. Если возможно, разрешите всем старшим цифрам не читать нуль, и таким образом можно будет прочитать наибольшее количество значащих цифр.
- После того, как считывание завершено, разумной мерой предосторожности является размещение щупов в гнездах для измерения напряжения и установка диапазона на максимальное напряжение. Таким образом, если счетчик случайно подключен без учета используемого диапазона, вероятность повреждения счетчика мала. Это может быть неправдой, если он остался установленным для показаний тока, а счетчик случайно подключен к точке высокого напряжения!
Следуя этим шагам, очень легко измерить ток с помощью любого цифрового мультиметра.
Альтернативные методы измерения тока
Самый очевидный способ измерить ток мультиметром — это разорвать цепь и измерить измеритель на самом деле внутри цепи. Однако это не единственный метод, который можно использовать. Есть несколько методов, которые можно реализовать, не требуя разрыва цепи и последовательного включения счетчика.
Эти методы часто используются там, где важно не разорвать цепь, и используются методы, которые так или иначе определяют ток. Точность часто может быть почти такой же хорошей, как при включении счетчика в цепь, но для этого может потребоваться, чтобы компоненты уже были на месте или использовались различные типы датчиков.
Использование последовательного резистора для измерения тока
Этот метод измерения тока может дать некоторые преимущества при определенных обстоятельствах, когда предполагается, что может потребоваться регулярное измерение тока в цепи. Этот метод измерения тока предполагает размещение в цепи небольшого резистора подходящего номинала. Обычно один конец резистора находится под потенциалом земли, чтобы избежать риска возникновения высокого напряжения или случайного замыкания на землю во время проверки.
Измерив напряжение на резисторе, можно легко рассчитать ток.
Например, резистор 10 Ом помещается в цепь, и на нем обнаруживается показание 100 мВ, тогда, используя закон Ома, можно сделать вывод, что ток равен V / R = 0,1 / 10 = 10 мА.
При использовании этого метода измерения тока номинал резистора должен быть достаточно точным для проведения измерений. Любой допуск на резистор e даст аналогичный допуск, а не измерение. К счастью, многие измерения в этой ситуации не требуют предельной точности, и поэтому даже 10% резисторов будут достаточно точными — 2% также могут быть достаточными в зависимости от необходимых допусков.
В показанном случае последовательный резистор, используемый для измерения тока, расположен близко к земле, а также он зашунтирован конденсатором, чтобы исключить любой сигнал на землю. Это особенно важно, если схема используется на радиочастотах, т.к. это поможет предотвратить излучение какого-либо сигнала вдоль проводов измерительного прибора.
Техника измерения тока с помощью датчика тока/катушки
Если никаким образом не удается взломать цепь, можно использовать датчик тока. Датчики тока обычно имеют форму датчика, который размещается вокруг проводника с током. Он способен обнаруживать ток, протекающий в проводнике, и таким образом давать показания. Эти датчики часто входят в состав полного измерителя, поэтому часто невозможно использовать стандартный мультиметр для этого типа проверки.
Существует несколько различных типов датчиков/измерителей, которые можно использовать в этом методе измерения тока.
- Трансформатор тока: одна из наиболее распространенных форм датчиков тока называется токоизмерительными клещами. Он состоит из разъемного ферритового или мягкого железного кольца, на которое намотана катушка — по одной на каждую половину. Сердечник пропускается над проводником, в котором необходимо измерить ток, и две половины сердечника зажимаются на месте. Таким образом, сборка действует как трансформатор, обмотки зажима улавливают магнитное поле от тока, протекающего в проводнике. Поскольку вся сборка фактически представляет собой трансформатор, этот метод измерения тока работает только для переменного тока. Кроме того, измерители, использующие это, обычно поставляются как отдельные «измерительные клещи».
- Датчик Холла: датчик Холла, использующий другую технологию. Он может измерять как переменный, так и постоянный ток, протекающий в проводнике. Он часто используется в сочетании с осциллографами и цифровыми мультиметрами высокого класса, хотя их использование становится все более распространенным.
Существуют и другие аналогичные методы измерения тока с использованием датчиков, но наиболее распространены токовые клещи и датчики на эффекте Холла.
Как измерить переменный ток мультиметром
Часто бывает необходимо измерить переменный ток. Хотя для измерения переменного тока используются те же основные шаги, что и для обычного измерения постоянного тока, необходимо отметить несколько дополнительных моментов.
- Требуется настройка переменного тока: Различия в измерениях возникают из-за того, что мультиметр должен выпрямлять форму переменного тока, чтобы он мог измерять переменный ток. Для цифрового мультиметра основное отличие состоит в том, что переключатель типа измерения должен быть установлен на измерение переменного тока, а не постоянного тока.
- Аналоговым мультиметрам требуется выпрямитель. Для аналогового мультиметра ситуация немного отличается. Поскольку аналоговый мультиметр не содержит какой-либо активной электроники, диодный выпрямитель, используемый для выпрямления переменного сигнала, имеет определенное напряжение включения, и это повлияет на конец низкого напряжения некоторых шкал. Некоторые измерители могут быть не в состоянии измерять переменный ток или иметь очень ограниченные диапазоны.
Хотя измерение электрического тока не так распространено, как измерение напряжения, тем не менее очень важно уметь измерять ток. Также важно знать, как измерять ток, чтобы получить максимальную отдачу от мультиметра.