В век цифровых технологий стрелочный мультиметр все еще пользуется спросом. У старшего поколения радиолюбителей до сих пор сохранились «цешки», надежные советские приборы. Верой и правдой служат они своим хозяевам в течение нескольких десятилетий. А новое поколение смотрят на них как на антиквариат и не представляют, как пользоваться стрелочным мультиметром без инструкции. Однако, они обладают рядом свойств, которые позволяют им быть востребованными и в нынешнее время.
Назначение
Стрелочный тестер – это аналоговый прибор, состоящий из стрелочного микроамперметра, набора резисторов и шунтов. Другое его название – авометр (ампер+вольт). Изначально мультиметры выполняли только три функции, измеряли напряжение, ток и сопротивление. Затем набор функций был расширен.
При измерении напряжения к микроамперметру последовательно подсоединяют резисторы большого номинала, для определения тока параллельно к нему подсоединяется шунт, резистор с малым сопротивлением.
При измерениях переменного тока и напряжения дополнительно подключаются диоды для выпрямления входного сигнала. Дополнительные резисторы и шунты имеют высокую точность номинала, так как от этого зависит погрешность стрелочного мультиметра.
Классический советский стрелочный тестер – это модель Ц4352. У него широкий диапазон измерения напряжения (до 1200В), тока (до 15А) и сопротивления (до 5МОм).
Причем этот мультиметр может измерять характеристики как постоянного, так и переменного тока. Сегодня выпускают его модификации, которые пользуются спросом.
Особенности конструкции
Главный элемент стрелочного мультиметра – это магнитоэлектрический измерительный механизм в микроамперметре. От его чувствительности зависят основные характеристики мультиметра.
Конструктивно он представляет собой два постоянных магнита с полюсными наконечниками. Между наконечниками с одинаковыми полюсами имеется цилиндрический зазор, в котором расположен стальной сердечник.
Фактически он плавает в магнитном поле, не касаясь ни одного магнита. В этом зазоре помещается алюминиевый каркас охватывающий сердечник по длине.
Очень тонкой проволокой наматывается обмотка на каркас. Она крепится к оси, которая соединяется растяжками или спиральными пружинками со стрелкой. Измеряемый стрелочным тестером ток подводится к катушке через них.
При прохождении тока по обмотке все витки ее будут испытывать действие электромагнитной силы. Общее воздействие всех сил создаст вращающий момент, который повернет катушку и вместе с ней стрелку. У постоянного магнита его индукция поля тоже постоянна, а число витков обмотки, ее размер и воздушный зазор для конкретного механизма известны.
Поэтому вращающий момент (сила отклонения) стрелки будет зависеть только от силы тока протекающего через катушку. Угол отклонения стрелки мультиметра будет зависеть от жесткости спиральных пружинок.
Вращающий момент должен уравновеситься встречным моментом спиральных пружинок, при этом стрелка замрет. Угол отклонения будет зависеть от силы тока. Поэтому стрелочные тестеры с магнитоэлектрическим механизмом имеют линейную шкалу.
Стабильные показания
Для того чтобы стрелка не болталась, а быстро успокоилась, предусмотрены воздушные и магнитно-индукционный демпферы. Алюминиевый каркас является таким демпфером, создавая вихревые токи при повороте катушки и, согласно правилу Ленца, возникшая сила торможения успокаивает ее таким образом. Для компенсации влияния гравитации предусмотрены противовесы с изменяемым центром масс.
Для устранения влияния температуры устанавливаются резисторы с маленьким температурным коэффициентом изменения сопротивления.
Так как от направления тока зависит направление отклонения стрелки, то при измерениях нужно учитывать полярность измеряемого сигнала. При прямом использовании магнитоэлектрического прибора переменный ток он измерять не сможет, так как суммарный вращающий момент будет равно нулю.
Чтобы все-таки измерить стрелочным мультиметром переменный ток, его сначала выпрямляют с помощью диодов.
Достоинства и недостатки
Аналоговый стрелочный прибор в режиме измерения постоянных величин имеет линейную шкалу – это плюс. А вот при замере сопротивления приходится пользоваться нелинейной шкалой – это минус мультиметра.
Так как стрелка прибора имеет определенную массу, то она инерционна. И это свойство позволяет мультиметру быть прекрасным интегратором. Для восприятия информации это очень удобно.
Мелкие частые колебания она сглаживает, что позволяет сразу оценить предоставляемую информацию. Цифровой мультиметр, при таком же входящем сигнале, выдает мелькание цифр, и восприятие показаний прибора затруднено.
Главные достоинства стрелочного мультиметра:
- наглядность;
- качественное восприятие;
- возможность в целом оценить измеряемый сигнал.
Инерционность стрелки позволяет мультиметру быть устойчивым к помехам. Кроме этого, им удобно следить за изменением тока на заряжающемся конденсаторе. При работе не требуется постоянно смотреть мультиметр, боковым зрением прекрасно фиксируются движения стрелки.
В то же время из-за ограниченности чувствительности магнитоэлектрического механизма прибора нет возможности использовать резисторы с очень большим номиналом.
Это вносит дополнительную погрешность при замерах напряжения. А при измерении тока тестер не может его фиксировать при очень малых номиналах шунта, когда практически весь ток будет проходить через него.
По сравнению с цифровыми тестерами стрелочные более подвержены механическим воздействиям из-за чувствительной измерительной головки, зависят от состояния источников питания, но более экономичны.
Дополнительные возможности
Стрелочным тестером можно измерять емкость конденсаторов, некоторые модели могут мерить температуру, определять исправность полупроводниковых элементов.
Встречаются мультимтеры со встроенным генератором испытательных сигналов на несколько (до десяти) частот.
У нормального производителя в комплект поставки входят:
прибор;- батарея на 1.5 В или 4,5 В;
- пара измерительных щупов;
- инструкция по эксплуатации.
При покупке нужно обратить внимание на соответствие стрелочного мультиметра стандарту безопасности 89/336/EEC.
Диапазон проверки напряжения 500-1000 В, тока до 10 А. Стрелочным тестером удобно заниматься прозвонкой проводов, проверять заземление. Некоторые имеют звуковую или световую сигнализацию при достижении сопротивления в 20-30 Ом и ниже, это очень удобно.
Средним стрелочным мультиметором можно провести практически все измерения, необходимые в быту обычному человеку. Их функциональные возможности рассчитаны именно на это.
Измерение напряжения и силы тока
Рассмотрим для примера стрелочный мультиметр m1015b, соответствующий всем стандартам безопасности. На лицевой стороне устройства расположен переключатель функций, настройка нуля, стрелка со шкалами, гнезда для подсоединения измерительных щупов.
Для измерения постоянного напряжения переключатель функций устанавливается в положение DCV. Измерительные щупы подключаются параллельно нагрузке, на которой будет измеряться напряжение.
Показания снимаются по черной шкале V.mA прибора. Если неизвестен диапазон сигнала, нужно выбрать самый большой, потом уже переходить на оптимальный для данного сигнала.
При замере переменного напряжения переключатель переводится в положение АCV. Все остальное делается так же, как и при замере постоянного напряжения.
Чтобы измерить ток, поворотный переключатель устанавливается в положение DCmA, в зависимости от диапазона значений силы тока. Начинают измерения с максимальной шкалы. Показания снимаются по черной шкале.
Измерение сопротивления и децибел
При измерении сопротивления исследуемое устройство или деталь необходимо отключить от электричества. Переключатель режимов переводят в положение Ω.
Специальной кнопкой регулятора нуля стрелка мультиметра совмещается с нулевым делением шкалы измерения сопротивления. Перед этим щупы необходимо закоротить.
Если выставить стрелку в ноль не удается надо заменить батарею. Для этого снимается задняя крышка и производится замена.
После этого щупы подсоединяются к измеряемому сопротивлению. Показания омметра снимаются по зеленой шкале. Коэффициент умножения зависит от выбранного диапазона.
Для измерения дБ переключатель режимов устанавливается в требуемое положение стрелочного мультиметра ACV.
Для диапазона 10 В переменного тока снимают показания на красной шкале dB, для диапазона 50 В нужно ввести поправку +14 в диапазоне -20…22 dB, для 250 В поправка +28 для диапазона 8…50 dB.
Если сигнал имеет постоянную составляющую, необходимо измерения проводить через конденсатор емкостью менее 0,1 мкФ.
При соблюдении правил применения тестер никакого ухода не требует. Может работать при плюсовой температуре до 40 градусов и влажности 75%.
Когда упоминают мультиметр, обычно, имеют в виду компактный мобильный прибор с автономным питанием. Но существуют еще и стационарные стрелочные тестеры.
Набор функций у них может быть такой же, как у переносных или немного шире, а точность измерений, количество диапазонов обязательно выше.
Какой прибор выбрать, цифровой, стрелочный, стационарный или мобильный, зависит от нужд потребителя, но стрелочные мультиметры еще долго будут востребованы.
