Во время ремонта любой аппаратуры как бытового класса, так и профессионального, часто выполняемой операцией является измерение сопротивления. Наиболее просто и быстро можно проверить сопротивление мультиметром. Как правило, для различных электронных приборов методика измерения похожа, но есть и особенности, связанные с их физическими свойствами.
Общие сведения о сопротивлении
В науке понятие сопротивление обозначает физическую величину характеризующую способность проводника препятствовать прохождению электрического сигнала, протекающего в нём.
Сопротивление в цепи переменного тока называется импеданс, а в электромагнитном поле — волновым. Существует и элемент электрической сети — резистор, который часто называется сопротивлением. Единицей измерения физической величины является Ом. На схемах и в литературе обозначение сопротивления выполняется латинской буквой R.
Наиболее востребованной является проверка сопротивления мультиметром именно резистора или переходов полупроводниковых приборов, в то время как для измерения волнового параметра кабеля используются специальные приборы, например, осциллограф или LC-метр.
Значение импеданса резистора указывается на его корпусе способом нанесения цифр или полосок. Фактическое сопротивление резистора, даже исправного, может отличаться от номинального на значение допускаемого отклонения. Вся проверка сводится к измерению тестером величины сопротивления и сравнения результата с заявленным.
Полупроводники. Работа полупроводниковых элементов основана на свойствах p-n перехода беспрепятственно пропускать ток в одну сторону, а в другую оказывать сопротивление его прохождению.
При проверке электрических объектов особое значение имеет измерение сопротивления изоляции проводов. Обычно показания снимаются относительно фазового проводника и поверхности его изоляции. Применяемый для этого измерительный прибор называется мегомметр.
Виды устройств для проведения замеров
Практически во всех многофункциональных приборах для замеров существует возможность измерить значение импеданса. По своему принципу работы и функциональности выпускаемые устройства могут быть цифровыми и аналоговыми. При этом важными их характеристиками являются погрешность и диапазон измерения.
Перед началом работы с тестером нужно убедиться в исправности его элементов питания. Если на цифровом типе прибора высвечивается индикация с мигающей батарейкой, это означает что батарейку необходимо заменить. Для стрелочного прибора сигналом о замене питающих элементов будет невозможность установить стрелку в нулевое положение.
Для правильного получения результата необходимо не только использовать настроенный прибор, но и проследить за окружающей температурой. Как известно из законов физики, при нагревании величина сопротивления у проводников увеличивается, а у полупроводников уменьшается. Оптимальной температурой считается 20 градусов по Цельсию.
Цифровой мультиметр
Главной особенностью цифрового мультиметра является наличие экрана, на нём наглядно отображается измеряемая величина. В основе принципа действия устройства лежит сравнение измеряемого сигнала с опорным, для этого используется аналого-цифровой преобразователь.
Для проведения измерения тестер подключается набором проводов к измеряемому элементу. На одном конце каждого из проводов находится штекер, предназначенный для установки в гнездо измерителя, а на другом контактный щуп. Порядок измерения сопротивления резистора электронным мультиметром можно представить в виде следующих действий:
- Нажтием на кнопку ON/OFF включается устройство.
- Подключаются щупы к двум концам резистора, обратные концы проводов к разъёмам Ω и СОМ.
- Переключателем устанавливается примерное сопротивление.
- В случае когда на индикаторе высвечивается единица, переключатель следует переставить на одну позицию вверх, т. е. увеличить предел измерения.
- Если при снятии показаний на экране отображаются цифры, отличные от единицы, это и будет значение сопротивления.
Таким же образом можно измерить и сопротивление p-n перехода полупроводника. Цифровым прибором удобно измерить постоянное сопротивление, но он бесполезен, когда понадобится узнать его переменную величину. Для таких измерений предпочтительно использовать стрелочный прибор.
Стрелочный прибор
Самые первые измерительные приборы снабжались стрелочным устройством. Это устройство представляло собой электромеханическую головку. Конструктивно она выполнена в виде рамки, находящейся в магнитном поле. На эту головку через различные сопротивления подаётся электрический сигнал. В зависимости от силы тока стрелка в рамке отклоняется, устанавливаясь в определённое положение. Диапазон отклонения стрелки проградуирован, согласно этим значениям и вычисляется требуемая величина.
Технические возможности аналогового тестера во многом определяются чувствительностью магнитоэлектрического измерительного прибора. Главным его достоинством является инерционность и невосприимчивость к помехам во время измерения постоянного напряжения и величины сопротивления.
Стрелочные приборы идеально подходят для отображения динамики сигнала. Тестер мгновенно показывает его изменение. Вместе с тем такой прибор обладает большой погрешностью при измерениях в высокоомных цепях, и имеется некоторая сложность в интерпретации результатов измерения.
Включение прибора осуществляется согласно инструкции, указанной на обратной стороне крышки элементов питания. Кнопкой переключения выбирается режим работы для постоянной, переменной величины или сопротивления (соответственно «—», «~», «Ω»). Для пары измерения используется двойное нажатие. Галетный переключатель диапазонов вычисления устанавливается на фиксированное значение, соответствующее предполагаемому показателю измерения.
Перед измерением величины сопротивления тестер настраивается путём вращения ручки нуля до тех пор, пока стрелка не установится на значение «∞». При выборе диапазона измерения «Ω» значения сопротивления маркируются не максимальными числами в этом диапазоне, а имеют такой вид: х1, х10, х100. Это означает, что полученное значение будет измеряться в Ом, кОм, и МОм. Измерение активного сопротивления производится от установленного в устройстве источника постоянного тока (батарейки).
Включив и подготовив тестер, нужно приложить щупы к исследуемому объекту. Согласно показаниям стрелки на измерительной шкале появится результат, который затем умножается на множитель диапазона.
Использование мегомметра
Мегомметр является специализированным устройством для измерения. Перед началом измерений необходимо строго придерживаться требований ПУЭ (правила устройства электроустановок). К основным правилам относят:
- Измерения проводятся на пределе тестера, превышающего возможное наибольшее значение сопротивления. Если такое значение неизвестно, то начинают с максимально возможного предела, который для улучшения точности результата уменьшают до минимально возможного.
- Перед тем как проверить сопротивление тестером, потребуется убедиться в обесточивании проверяемого объекта.
- Все элементы с пониженной изоляцией, конденсаторы, полупроводники закорачиваются перед началом тестирования.
На время проведения замеров испытуемый объект заземляется.- После окончания измерений, особенно для устройств с большой ёмкостью (например, провода большой протяжённости), перед отсоединением щупов устройства необходимо снять остаточный заряд путём замыкания на заземление.
- Снятие показаний сопротивления изоляции силовых и осветительных проводок происходит при выключенных выключателях, снятых предохранителях, извлечённых лампах.
- Строго запрещается измерять изоляцию вблизи линий, находящихся под высоким напряжением и во время грозы.
Мегомметр является сложным устройством, состоящим из генератора тока и измерительной головки. Также в состав входят: токоограничивающие резисторы, клеммные колодки, корпус из диэлектрика и переключатель режимов.
Прибор имеет три клеммы для внешнего подключения проводов. К одной подключается земля, к другой линия, а к третьей экран. Куда подключается какой провод — указано в инструкции к прибору.
Клеммы земли и линии задействуются при любых операциях по снятию показаний изоляции относительно контура земли, а экранный контакт нужен для уменьшения влияния токов утечки. Такие токи появляются при замерах между двумя жилами провода, расположенными параллельно друг другу. Экранный контакт подключается специальным проводом, идущим в комплекте к устройству.
После подключения всех щупов на приборах старого образца понадобится покрутить ручку, что обеспечит работу внутреннего генератора и подачу напряжения на тестируемый объект. В современных устройствах вместо ручки используется кнопка, а питание берётся от устанавливаемых аккумуляторов или гальванических батарей. Величина напряжения генератора может лежать в диапазоне от 100 вольт до 2,5 кВ. Как только напряжение подано, для стрелочного прибора снимаются показания стрелки на шкале, соответствующей выбранному диапазону, а для цифрового типа прибора снимаются показания в виде цифр на индикаторе.
Пример практического измерения
В качестве примера измерения импеданса цифровым тестером можно привести паяльник. Вначале подключаются штекеры устройства согласно инструкции, а после выставляется предел измерения на 10 кОм. Нужно дотронуться щупами до контактной вилки прибора и посмотреть на индикатор. На нём отобразится число — например, 320. Это обозначает, что паяльник имеет сопротивление, равное 320 Ом. Получив величину сопротивления можно вычислить мощность паяльника. Она рассчитывается по формуле: P = U*U/R, где:
P — мощность паяльника (Вт);- U — рабочее напряжение паяльника (В);
- R — измеренное сопротивление (Ом).
Для приведённого примера она составит 150 Вт, при включении в сеть — 220 вольт. Таким образом возможно снимать показания ламп накаливания и любых нагревательных элементов.
Используя мультиметр, можно прозвонить электролитический конденсатор, т. е. определить по изменению сопротивления его исправность. Первоначально конденсатор выпаивается с платы и разряжается путём замыкания его контактов между собой. Переключатель тестера устанавливается на самое большое положение диапазона, после чего нужно щупами прикоснуться к ножкам радиоэлемента.
Если измерения проводятся стрелочным прибором, его стрелка должна отклониться в нулевое положение, а затем медленно перейти в положение бесконечности. Скорость ее возврата зависит от ёмкости элемента. Чем она больше, тем медленнее возвращается стрелка.
Перед тем как замерить сопротивление мультиметром, необходимо извлечь хотя бы один из выводов радиоэлемента из платы. Связано это с тем, что, находясь в плате, выводы элемента могут шунтироваться другими радиодеталями, т. е. к этим выводам параллельно может быть подключён другой радиоэлемент. Это означает, что результат будет определён неправильно.
Originally posted 2018-07-04 07:16:43.