Измеряют напряжение: Как измерить напряжение переменного и постоянного тока?

Содержание

Как измерить напряжение переменного и постоянного тока?

Способы измерения напряжения

Если в арсенале простого домашнего непрофессионального мастера есть специальные инструменты, то с задачей измерения напряжения, он справится на отлично. Это умение однозначно пригодится в домашних мастерских: при починке техники, проверке переменного тока, при работе с постоянным током, проверяя аккумулятор в автомобиле мультиметром.

Основным способом измерения служит вольтметр: самостоятельный прибор или встроенный в многофункциональное устройство. У прибора есть экран, где отображается замеряемое значение. Некоторые из них имеют в комплектации токоизмерительные клещи.

Точность измерений может быть разной, всё зависит от ситуации. Для того, чтобы пользоваться прибором дома не нужен очень точной и, следовательно, дорогой, достаточно приобрести простой мультиметр, выбор которых достаточно широк. Для лабораторных исследований или мастерских, где производятся ремонтные работы, нужны боле точные приборы – осциллографы. Выпущенные еще в советские времена модели, до сих пор являются наиболее популярными, конечно же, помимо современных, а также заграничных. В советское время не было цифровых приборов, поэтому пользовались обычными тестерами, которые имели стрелки и шкалу с делениями или мультиметрами, которые называют Цешками. Цешки замеряют напряжение до 600 В, постоянный ток до 750 мА, сопротивление до 500 кОм. Эти устройства высокоточны, поэтому люди до сих пор успешно их используют, они поистине не уступают новомодному оборудованию.

Переменный ток подразделяется на импульсный и синусоидальный. Переменное напряжение имеет полярность, значение которой со временем меняется. Например, в быту напряжение может измениться 40 раз за секунду, то есть частота составляет 40 герц. Полярность постоянного напряжения константа, а значит, для замера напряжения постоянного тока нужен один прибор, а для переменного — другой. Речь идет о вольтметрах, которые имеют разное устройство. Кроме того, есть приборы, способные производить измерения напряжения без смены режима замеров.

Измерение переменного напряжения

Как мы помним из школьной программы напряжение в обыкновенном доме равняется 220 Вольт. С учетом допустимых значений отклонения могут составлять около 10 процентов. Бывает такое, что в доме лампочки стали гореть тусклым светом, либо быстро перегорать, техника стала работать со сбоями. Это говорит о том, что нужно измерить напряжение в сети, а уже после этого выявлять и устранять причину.

Обязательно должна быть проведена подготовка прибора к проведению замеров: нужно проверить все провода на их состояние, целостность, и проверить наконечники.

Прибор необходимо переключить на переменное напряжение. Затем воткнуть провода в гнезда, имеющиеся на приборе и только потом включить его.

Поскольку приборы бывают разные, то некоторым из них нужна дополнительная регулировка: переключателями нужно определить необходимые характеристики. Итак, черный наконечник установлен в гнездо черного цвета, красный установлен в гнездо «V». Оно общее для напряжения любого вида.

При проведении измерений следует быть аккуратным и не допускать ошибок. Провода нужно вставлять именно в те гнезда, которые для этого предназначены, иначе прибор может выйти из строя. При измерении сначала одного показателя, а затем другого, не нужно забывать переключать режимы — резистор, находящийся внутри может сгореть.

При включении прибора он должен показать значение – мультиметр показывает цифру один. Если прибор молчит, значит батарея неисправна и нуждается в замене. Примерный срок службы элемента питания составляет один год, но даже если какое-то время прибор никто не использовал, то батарейка скорее всего нерабочая.

Итак, следующим этапом нужно воткнуть щупы в розетку или прикоснуться к незаизолированным проводам. После этих действий на дисплее прибора высветится некое значение, отражающее напряжение сети. Если у вас нет цифрового прибора и вы пользуетесь прибором со стрелкой, то она должна отклониться. У такого тестера есть несколько шкал, каждая из которых показывает свои характеристики: сопротивление, ток, напряжение.

Если произошло так, что в процессе замеров меняются и прыгают значения, это свидетельствует о не очень хорошем контакте в соединениях, а это ведет к тому, что электрическая сеть будет неисправна.

Измерение постоянного напряжения

Различного вида батарейки – пальчиковые, минипальчиковые, крона и прочие разновидности, сюда же можно отнести аккумуляторы и блоки питания, которые питание получают от сети – всё это является источниками постоянного напряжения, и их наибольший показатель напряжения составляет 24 Вольт. Вот почему дотрагиваться до полюсов батарейки безопасно и можно это делать, не думая о последствиях.

Чтобы понять в рабочем ли состоянии находится батарейка нужно измерить напряжение на полюсах. Полюсы находятся в торцах, плюсовой полюс имеет маркировку со знаком «+».

Замеры производятся подобно переменному напряжению. Разница лишь в том, что настройка прибора немного отличается – выбирается иной режим, соблюдаются полярности.

Итак, ставим переключатель в тот режим, который нам нужен, то есть в тот, который предназначен для замеров постоянного напряжения. У пальчиковой батарейки оно составляет полтора Вольта. В выбранном секторе выбираем предел измерения «2V», где диапазон измерения как раз подходит для нашей батарейки – от 0 до 2 Вольт.

Устанавливаем щупы: красный – плюсовой – в гнездо «VΩmA», черный – общий – в гнездо «СОМ», относительно которого будет производиться измерение.

Затем красным щупом нужно прикоснуться плюсового полюса батарейки, а черным – отрицательного. Результат покажется на дисплее.

При смене мест щупов результат покажется со знаком минуса, что означает путаницу в полярности подключения. Но иногда это даже полезно, когда нужно починить электросхему и на плате определить полярность шины.

Рассмотрим ситуацию, если мы не знаем напряжение. Возьмем все ту же батарейку, но представим, что не знаем ее напряжение. Чтобы не испортить измерительный прибор устанавливаем переключатель на самое верхнее значение, например 600V. Это значит, что диапазон составляет от 0 до 600 Вольт. После прикосновения щупами батарейки значение на дисплее будет 001, что означает, что фактическое значение напряжения настолько мало, что прибор просто не может его показать.

Поэтому нужно установить переключатель прибора на меньшее значение, например, 200 Вольт. Дисплей выдаст значение «01,5», то есть напряжение составляет полтора Вольта.

Если нужно получить более точное значение, то устанавливаем переключатель на значение, еще меньшее, например 20V и снова произвести замер. Теперь появится более точное значение, например, 1,57, это значит, что напряжение батарейки 1,57 Вольт.

Бывают случаи, когда при производстве замера в левой стороне дисплея появляется единица. Это значит, что значение выше того предела, который выбран.

Измерение напряжения мультиметром

В случаях проведения измерений вольтметром, нужно не забывать, что его подключение должно быть параллельно элементу. Мультиметр, которым измеряется напряжение, можно считать вольтметром.

Во многих видах мультиметров есть несколько разъемов для подсоединения щупов:

СОМ – стандартный, черного цвета. Щуп, который туда вставляют, также черный
VΩmA – имеет красный цвет, с его помощью измеряют сопротивление, напряжение и силу тока (малых величин)
10A (20А) – замеры силы тока (больших величин).

Итак, чтобы выполнить замер напряжения, нужно выполнить несколько операций на приборе. Сначала определиться какое напряжение нужно замерить и затем выбрать соответствующее положение переключателя: если постоянное, то знак «=» или DC; если переменное, то знак «~» или AC.

Затем выставляем предел измерений. Произвести замеры напряжения не получится, если показатель на приборе меньше, чем его фактическая величина. Поэтому сначала берут максимальное значение, и затем медленно уменьшая его. Часть приборов автоматически могут определить вид напряжения, предел, не требуя выполнения дополнительных манипуляций.

Подсоединение прибора в цепь осуществляется при помощи щупов: красный подключается к положительному, черный к отрицательному. Если их подключить осуществить в обратном порядке, то результат на приборе будет отрицательным.

Ситуаций, когда требуется определение напряжения, множество. К примеру, можно определить есть ли скачки напряжения, проведя замеры при помощи мультиметра в розетке. Скачки зачастую бывают в маленьких населенных пунктах, а к чему это может привести понимают многие – на работе всех электроприборов.

Еще таким образом можно определить фазы. Это делается путем подключения одного щупа на контакт заземления, а второго по очереди на контакты в розетке.

В автомобиле также данный навык непременно пригодится – определить неисправности в зажигании или других важных частях. Для всего этого нужна информация о напряжении, а значит, вольтметр или мультиметр придут на помощь. В основном такая нужда появляется именно в старого вида автомашинах, но иногда и зарубежный транспорт требует таких манипуляций.

На производстве измерения проводятся при помощи осциллографов — цифровых аппаратов, на которых значения получаются при излучении формы сигнала на экране. Эти приборы позволяют оценить правильность деятельности, осуществляемой оборудованием или товаров, выпускаемых заводами, а также осуществлять различного рода ремонтные работы в мастерских.

Приборы для измерения напряжения

Такие приборы бывают двух видов: те, что выдают искомое значение напрямую и те, что выдают косвенное значение, с помощью которого затем, применяя различные вычисления, можно найти нужные параметры.

Второй способ точнее и применяется для радиотехнических цепей.

Какими приборами можно измерить напряжение:

Вольтметр – работает на основе закона Ома. Замеры осуществляются с помощью электромагнитного поля. Имеется несколько классификаций.
Потенциометр – трехвыводной открытый резистор. Широко применяется в автомобильной сфере. При работе этого прибора один из выводов подсоединяется к контакту, другие два — отводные. Сами приборы могут быть линейными, логарифмическими и экспоненциальными.

Мультиметр – устройство, которое может замерит напряжение, силу тока, сопротивление. Подойдет для работы с переменным и с постоянным током. Очень эффективен, поэтому пользуется большим спросом.
Осциллограф – отражает работу даже самого маленького импульса и имеет особое значение при работе с электроприборами. Внешне похож на тепловизор. Осциллографы делятся на специализированные, скоростные, запоминающиеся, универсальные и стробоскопические.
Электрометр – модернизированная версия электроскопа, предназначен для того, чтобы измерить разность потенциалов.

Опубликовано: 2020-04-06
Обновлено: 2021-08-30

Автор: Магазин Electronoff

Как измерить напряжение мультиметром: инструкции, фото, видео

Мультиметр – современное устройство, которое может проверить разные параметры сети: сопротивление, силу тока и т.п. А как измерить напряжение мультиметром? Что это вообще такое, и какие показатели считаются нормальными? Ответим на эти вопросы в статье.

Contents

1 Напряжение: что это такое?
2 Инструкция: как измерить напряжение мультиметром
- 2.1 Выбор режима
- 2.2 Выбор предела измерений
- 2.3 Подключение щупов
3 Как измерить напряжение мультиметром в розетке
4 Как померить мультиметром вольтаж батарейки
- 4.1 Вопрос — ответ

Напряжение: что это такое?

Сначала вспомним определение. Напряжение — это давление от источника питания электроцепи, обеспечивающее движение заряженных электронов через проводящий контур, за счет чего эти частицы выполняют полезную для людей работу, к примеру, обеспечивают свечение лампы.

Говоря о напряжении, мы ведём речь о двух видах тока:

Переменный ток. Он находится в наших розетках, снабжает энергией бытовые электроприборы, с его помощью работает освещение. Образуясь на электростанциях, переменный ток состоит из постоянно перемещающихся направляющихся электронов по кабелям. Такое движение и формирует нужное напряжение. У обычных розеток частота движения приравнивается 50Гц, а вольтаж у них 220В. За секунду поток электронов 50 раз меняет направление, что приводит к изменению заряда: “+” меняется на “-”. Такой процесс и называется переменным током: от него питается всё подключенное к этой розетке.
Постоянный ток. Он присущ всем АКБ, будь то автомобиль, телефон или простая пальчиковая батарейка. Когда электрический заряд заканчивается, выполняется подключение от сети, переменный ток преобразуется в постоянный. Так АКБ вновь копит в себе запас напряжения, если речь идёт о многоразовых батареях.

Значит, процесс проверки напряжения мультиметром должен быть отдельным для каждого вида тока, то есть для каждого устройства свой метод, в частности, для розетки и аккумулятора.

Инструкция: как измерить напряжение мультиметром

Измерять напряжение достаточно легко: нужно только выбрать определенный режим, предел измерений и подключить щупы. Но на каждом этапе есть свои нюансы. Обязательно изучите руководство к вашему тестеру, где содержатся точные обозначения. А чтобы точно сделать все правильно, прочитайте статью о том, как пользоваться мультиметром.

Выбор режима

В вопросе о том, как измерить вольты мультиметром, первым делом важно определиться с режимом тестера.

Ручку переключателя необходимо перевести на режим изменения напряжения, при этом выбирать аббревиатуру следует в зависимости от того, что будет измеряться:

ACV — переменное напряжение.
DCV — постоянное.

Также есть иные обозначения, тоже указывающие на напряжение:

V — это вольтаж, V~ — это переменное напряжение.
V с горизонтальной черточкой с тремя короткими под ней — постоянное напряжение.

На некоторых моделях может стоять только V, что указывает на автоматическое определение тестером вида напряжения.

Выбор предела измерений

Если вы хотите разобраться, как проверить вольтаж мультиметром, нужно научиться определять диапазон значений.

Находить его нужно на корпусе в области переключения напряжения. У большей части моделей максимальный предел составляет 750В для переменного напряжения и 1000В для постоянного.

Если вы будете измерять напряжение в розетке, переведите ручку переключателя на значение в 750 ACV, если же будете тестировать АКБ автомобиля, можно ставить, к примеру, 200 DCV.

Помните правило: предел измерения разных параметров устанавливается выше предполагаемого значения. В противном случае велик риск того, что мультиметр сгорит.

Тестер покажет на дисплее значения напряжения в том диапазоне, который вы установили. Выставив предел в 750В, вы вполне можете увидеть на экране значение в 230В, больше или меньше. Цифры выше 750 точно не будет. Если же вы поставите предел, например, в 200В, то, если фактическая величина больше, на дисплее появится цифра 1.

Если вы измеряете напряжение в обычной розетке, не обязательно должно быть значение в 220В. Меньше или больше на 10-15В — вполне нормально.

Подключение щупов

Теперь в том, как измерить вольтаж мультиметром, нужно понять, как правильно расставить щупы, которых два — черный и красный. Для начала их нужно вставить в гнёзда на корпусе, которых часто два, но может быть три и даже четыре.

Темный провод мультиметра именуется отрицательным, его нужно присоединить к гнезду COM. Алый провод — положительный или фаза. Если отверстий на тестера два, логично, что второе для этого щупа. Если больше, прочитайте в руководстве по применению, куда присоединять красный провод для измерения напряжения. Обычно это гнездо, возле которого стоит буква V.

Для замера напряжения мультиметром другие наконечники щупов присоединяются к измерительному элементу. Здесь всё просто, потому что вольтаж проверяется параллельным подключением, то есть не нужна никакая нагрузка. Всё, что нужно сделать: вставить в розетку щупы и посмотреть на дисплей.

Тестирование трехфазки выполняется с помощью соединения двух проводов тестера с двумя шинами. Норма между ними — 380 В, между одной шиной и землей — 220 В (может быть чуть больше или меньше).

Как измерить напряжение мультиметром в розетке

Теперь поэтапно рассмотрим, как замерить вольтаж мультиметром в розетке:

Выбрать функцию измерения переменного напряжения мультиметра, выставив максимальный диапазон измерений.
Присоединить наконечники щупов к розетке, нащупав провод внутри. В случае с переменным током нам не нужно выяснять, где “+” и “-”.
Посмотреть на результат, который отображается на дисплее. Не забудьте для этого включить мультиметр.

Видео о том, как узнать напряжение мультиметром в розетке:

Как померить мультиметром вольтаж батарейки

Измерение мультиметром напряжения постоянного у батарейки осуществляется так:

Выбрать на тестере режим измерения постоянного напряжения, а также диапазон измерения выше предполагаемого. Можно начать с максимального и постепенно понижать. Для домашних батареек достаточно 20 DCV.
Наконечник темного провода измерителя соединить с минусом.
Наконечник алого провода соединить с плюсом.
Посмотреть на цифры на дисплее. Если перед ними стоит знак минус, значит, вы перепутали полярность, но само значение отображает реальное напряжение.

Полученное значение сравните с нормой, которая может быть указана на корпусе устройства.

Видео, как проверить вольты на мультиметре у пальчиковой батарейки:

Теперь вы знаете, как проверить напряжение с помощью мультиметра. Делитесь своим опытом в комментариях.

Желаем вам безопасных и точных измерений!

Вопрос — ответ

Вопрос: Как правильно померить сопротивление мультиметром

Имя: Егор

Ответ: Для этого нужно выбрать режим, который на многих моделях обозначается Ω. На некоторых моделях режим выбирается с разу с диапазоном. Затем щупы вставляются в гнёзда на мультиметре, а наконечники нужно приложить к контактам элемента.

Вопрос: Как лучше всего измерить сопротивление цифровым мультиметром

Имя: Михаил

Ответ: Цифровым мультиметром делать это очень легко, потому что такой прибор сразу показывает готовое значение. Важно всё правильно подключить, а затем смотреть, что покажет дисплей. Если показан 0, то нужно уменьшить диапазон измерений. Если вы увидели «ol» или «over» или «1», диапазон нужно увеличить. Цифра 1 может указывать, что имеется обрыв.

Вопрос: Как можно проверить омы мультиметром

Имя: Владимир

Ответ: В Омах измеряется сопротивление. На мультиметре оно обозначается как Ω. На вашем тестере могут стоять режимы 200, 2000, 200k и т.п, которые тоже относятся к сопротивлению и указывают на диапазоны, в которых можно его мерить. Если вы приблизительно знаете, какого сопротивления ожидать, выставляйте ближайшее бОльшее значение.

Вопрос: Как проверить сопротивление провода обычным мультиметром?

Имя: Артём

Ответ: Для этого нужно выбрать режим прозвонки, который помогает выявить обрыв на участке цепи. После подключения и соединения контактов должен появиться звуковой сигнал. Если его нет, значит, в данном участке обрыв.

Вопрос: Как проверить сопротивление: мультиметром или омметром?

Имя: Фёдор

Ответ: Омметр — прибор для измерения сопротивления. Если у вас есть мультиметр с функцией омметра, то вы тоже можете узнать величину Ω. Но обычным мультиметром вы не сможете замерить большие сопротивления, для этого нужен мегаомметр.

Вопрос: Как померить напряжение цифровым мультиметром?

Имя: Владимир

Ответ: Нужно выбрать определенный режим, предел измерений и подключить щупы. Если измеряете вольтаж в розетке, нужно выбрать режим переменного напряжения, а также выставить максимальный предел измерения, обычно это 750В.

Вопрос: Как замерить в розетке напряжение мультиметром?

Имя: Максим

Ответ: Выбрать функцию измерения переменного напряжения мультиметра, выставив максимальный диапазон измерений. Присоединить наконечники щупов к розетке, нащупав провод внутри. В случае с переменным током полярность значения не имеет. Осталось посмотреть на результат, который отображается на дисплее.

Вопрос: Как правильно проверить вольтаж мультиметром?

Имя: Ильдар

Ответ: Вольтаж — это напряжение. Оно зависит от вида тока: постоянный или переменный. На мультиметре ACV — переменное напряжение, DCV — постоянное. Встречаются и другие обозначения. Для розетки выбирается режим измерения переменного напряжения, для батареек, АКБ — постоянного.

Вопрос: Как измерить вольтаж батареек мультиметром?

Имя: Тимофей

Ответ: Выбрать на тестере режим измерения постоянного напряжения, а также диапазон измерения выше предполагаемого. Для домашних батареек достаточно 20 DCV. Наконечник черного провода соединить с минусом, наконечник красного — с плюсом. Если перед цифрами на дисплее стоит знак минус, значит, вы перепутали полярность, но само значение правильное.

Вопрос: Как мерить напряжение с помощью современного мультиметра?

Имя: Азат

Ответ: Общая инструкция такова: выбрать на тестере нужный режим (постоянное или переменное напряжение), предел измерений выше предполагаемого и соединить щупы с розеткой или батареей (аккумулятором). Нюансы зависят от того, что именно будет измеряться.

Как измерить напряжение мультиметром » Electronics Notes

Измерение напряжения мультиметром, цифровым (DMM) или аналоговым, несложно, но с некоторыми предосторожностями и советами это может быть точнее, проще и безопаснее.

Учебное пособие по мультиметру Включает:
Основы работы с измерительным прибором
Аналоговый мультиметр
Как работает аналоговый мультиметр
Цифровой мультиметр цифровой мультиметр
Как работает цифровой мультиметр
Точность и разрешение цифрового мультиметра
Как купить лучший цифровой мультиметр
Как пользоваться мультиметром
Измерение напряжения
Текущие измерения

Измерения сопротивления
Проверка диодов и транзисторов
Поиск неисправностей транзисторных цепей

Напряжение — одно из самых простых и распространенных измерений, выполняемых с помощью аналогового или цифрового мультиметра, цифрового мультиметра.

Измерения напряжения также имеют то преимущество, что их можно выполнять непосредственно в рассматриваемой цепи. В отличие от измерения тока нет необходимости вставлять измеритель в цепь — вместо этого измерения напряжения можно выполнять, непосредственно касаясь соответствующих точек цепи.

Измерения напряжения легко проводить как с аналоговыми, так и с цифровыми измерителями, и, по сути, способ проведения измерений одинаков — единственное отличие состоит в том, что один измеритель является аналоговым, а другой — цифровым. Нет никаких других методов, которые можно было бы использовать, как в случае измерения сопротивления.

Как произвести измерение напряжения – основы

При измерении напряжения рассматривается разность потенциалов между двумя точками. Другими словами, они смотрят на разницу электрического давления в двух точках. В большинстве случаев напряжение измеряется между определенной точкой и землей или линией нулевого напряжения в цепи. Однако это не означает, что напряжение нельзя измерить между любыми двумя точками.

Напряжения измеряются простым размещением цифрового мультиметра в двух точках, где должно быть измерено напряжение.

Как измерить напряжение с помощью цифрового мультиметра, цифровой мультиметр

Цифровые мультиметры

особенно просты в использовании для измерения напряжения, которое они могут выполнять с высокой точностью.

… очень легко измерить напряжение цифровым мультиметром, цифровым мультиметром ….

Если на цифровом мультиметре имеются разные разъемы для разных диапазонов, например, ток, сопротивление и т. д., вставьте щупы в соответствующие гнезда на измерителе. Обычно счетчик снабжен двумя проводами, одним черным, а другим красным. Черный обычно считается отрицательным. Этот подключен к отрицательному или «общему» разъему на счетчике. Красный подключен к положительному разъему.
Включите счетчик
Установите диапазон измерителя так, чтобы он соответствовал максимальному ожидаемому значению. Примечание: некоторые цифровые мультиметры будут иметь автоматический выбор диапазона, и необходимо только выбрать допустимое напряжение. Обратите внимание, что DMMS обычно может работать как с отрицательными, так и с положительными значениями на зонде или красном проводе.
Сначала проверьте точку низкого напряжения — часто это может быть заземление, и на черном или заземляющем щупе может быть даже зажим типа «крокодил» или «крокодил», который можно подключить к подходящей точке заземления. Это избавляет от попыток исследовать две точки одновременно.
Проверьте точку с более высоким напряжением с помощью щупа на красном проводе.
При необходимости отрегулируйте переключатель диапазонов, чтобы получить наилучшие показания.
Обратите внимание на показания
Либо сделайте следующее показание, либо, если закончите, снимите датчики и выключите измеритель.
Всегда лучше возвращать переключатель диапазона измерителя в самый высокий доступный диапазон напряжения, так как это может предотвратить повреждение измерителя до того, как будет установлен правильный диапазон.

Как измерить напряжение аналоговым мультиметром

Аналоговые мультиметры также очень просты в использовании, но с ними может потребоваться более осторожное обращение во избежание повреждений — они не обладают полной защитой цифровых мультиметров.

… аналоговые мультиметры также могут очень легко измерять напряжение ….

На многих аналоговых мультиметрах есть разные разъемы для напряжения/колебания и тока. Вставьте измерительный конец щупов в необходимые гнезда. Обычно счетчик снабжен двумя проводами, одним черным, а другим красным. Черный обычно считается отрицательным. Этот подключен к отрицательному или «общему» разъему на счетчике. Красный подключен к положительному разъему. Важно убедиться, что отрицательный вывод находится в отрицательном или общем соединении.
Установите диапазон измерителя так, чтобы он соответствовал максимальному ожидаемому значению, и допускайте небольшое превышение, так как повреждение может быть вызвано высоким напряжением или реверсированием напряжения.
Постарайтесь убедиться, что положительное напряжение подается на положительный провод (насколько это возможно без фактического зондирования).
Сначала проверьте точку низкого напряжения — часто это может быть заземление, а на черном или заземляющем щупе может быть даже зажим типа «крокодил» или «крокодил», который можно подключить к подходящей точке заземления. Это избавляет от попыток исследовать две точки одновременно.
Проверьте точку с более высоким напряжением с помощью щупа на красном проводе.
Убедитесь, что получено положительное отклонение счетчика. Затем отрегулируйте переключатель многопользовательского диапазона, чтобы уменьшить значение диапазона. Это делается до тех пор, пока на измерителе не будет видно наибольшее отклонение, не превышающее верхнюю часть диапазона. Таким образом получаются наиболее точные показания.
Обратите внимание на показания
Либо сделайте следующее чтение, либо, если закончите, снимите датчики.
Всегда лучше возвращать переключатель диапазона измерителя в положение самого высокого доступного диапазона напряжения, так как это может предотвратить повреждение измерителя до того, как будет установлен правильный диапазон.

Советы по измерению напряжения

Несмотря на то, что измерения напряжения выполнить несложно, несколько простых советов могут сделать измерения более легкими и более точными.

Подсоедините заземляющий провод измерителя к земле: Часто бывает трудно удерживать два щупа, стабилизировать плату и затем одновременно регулировать переключатель в измерителе. Также существует риск соскальзывания зонда. Чтобы упростить задачу, многие мультиметры имеют зажим типа «крокодил/крокодил».
Зажим типа «крокодил/крокодил» можно использовать для заземления при измерении напряжения мультиметром.
Его можно закрепить на подходящей точке заземления, а затем все измерения провести относительно земли. . то, что обычно требуется. Если требуется напряжение между двумя разными точками, то можно измерить каждую точку и определить разницу между ними.
После использования вернитесь к максимальному диапазону напряжения: На счетчиках, где диапазоны переключаются, всегда лучше вернуть переключатель в оба диапазона максимального напряжения переменного тока. Таким образом, если счетчик будет подключен до установки переключателя диапазонов, это не приведет к повреждению. Это хорошая привычка, которую нужно развивать.

Измерения напряжения очень легко выполнить с помощью цифрового мультиметра, цифрового мультиметра или аналогового мультиметра. Эти измерения, вероятно, являются наиболее распространенными измерениями, выполняемыми с помощью мультиметра.

Умение измерять напряжение с помощью мультиметра является особенно полезным навыком, который будет использоваться снова и снова.

Другие тестовые темы:
Анализатор сетей передачи данных
Цифровой мультиметр
Частотомер
Осциллограф
Генераторы сигналов
Анализатор спектра
LCR-метр
Измеритель наклона, ГДО
Логический анализатор
ВЧ измеритель мощности
Генератор радиочастотных сигналов
Логический пробник
PAT-тестирование и тестеры
Рефлектометр во временной области
Векторный анализатор цепей
PXI
ГПИБ
Граничное сканирование / JTAG
Получение данных

Вернуться в меню «Тест». . .

Измерения напряжения: Практическое руководство — Что такое напряжение?

Несмотря на то, что многие датчики выдают постоянное напряжение, которое можно измерить с помощью мультиметра или устройства сбора данных, основной целью этого технического документа является изучение общих измерений постоянного тока, не требующих установки промежуточного датчика.

Основы измерения напряжения

Чтобы понять, как измерять напряжение, важно понимать основы проведения измерений. По сути, напряжение – это разность электрических потенциалов между двумя точками интереса в электрической цепи. Однако часто возникает путаница в том, как определяется опорная точка измерения. Контрольная точка измерения – это уровень напряжения, к которому относится измерение.

Методы опорной точки

Существует два основных метода измерения напряжения: относительно земли и дифференциальный.

Измерение относительного напряжения заземления

Одним из методов является измерение напряжения относительно общей или «земляной» точки. Часто эти «земли» стабильны и неизменны и чаще всего имеют напряжение около 0 В. Исторически термин «земля» возник из-за обычного применения обеспечения потенциала напряжения на уровне 0 В путем прямого подключения сигнала к земле. Входные соединения с заземлением. особенно хороши для канала, отвечающего следующим условиям:

Входной сигнал высокого уровня (более 1 В)
Провода, соединяющие сигнал с устройством, имеют длину менее 10 футов (3 м)
Входной сигнал может иметь общую опорную точку с другими сигналами

Эталон заземления обеспечивается либо устройством, выполняющим измерение, либо измеряемым внешним сигналом. Когда земля обеспечивается устройством, эта настройка называется несимметричным режимом с опорной землей (RSE), а когда земля обеспечивается сигналом, настройка называется несимметричным режимом без опорной связи (NRSE).

Большинство приборов имеют аналогичную конфигурацию контактов для измерения аналогового входа. В следующем примере демонстрируется этот тип измерения с использованием шасси CompactDAQ и модуля аналогового ввода NI 9205 (см. рис. 1).

Рис. 1. Шасси CompactDAQ с модулем аналогового ввода NI 9205

. На рисунке 2 контакт 1 соответствует каналу «Аналоговый вход 0», а контакт 17 соответствует общему заземлению.

Рисунок 2. Несимметричный режим с заземлением

На рисунке 3 показана схема подключения для измерения напряжения NRSE с использованием cDAQ-9178 с NI 9205. На рисунке контакт 1 соответствует «аналоговому входу 0». », а контакт 35 соответствует каналу «Analog Input Sense». Этот канал, специально предназначенный для измерений NRSE, может обнаруживать напряжение земли, обеспечиваемое сигналом.

Рис. 3. Односторонний режим без ссылки

Измерение дифференциального напряжения

Другой способ измерения напряжения заключается в определении «дифференциального» напряжения между двумя отдельными точками электрической цепи. Например, чтобы измерить напряжение на одном резисторе, вы измеряете напряжение на обоих концах резистора. Разница между напряжениями – это напряжение на резисторе. Обычно измерения дифференциального напряжения полезны для определения напряжения, существующего на отдельных элементах цепи, или если источники сигнала зашумлены.

Дифференциальные входные соединения особенно хорошо подходят для канала, который соответствует любому из следующих условий:

Низкий уровень входного сигнала (менее 1 В)
Провода, соединяющие сигнал с устройством, имеют длину более 3 м (10 футов)
Для входного сигнала требуется отдельная опорная точка заземления или обратный сигнал
Сигнальные провода проходят через шумную среду

На рис. 4 показана схема подключения для измерения дифференциального напряжения с использованием cDAQ-9.178 с NI 9205. На рисунке контакт 1 соответствует каналу «Аналоговый вход 0», а контакт 19 соответствует каналу «Аналоговый вход 8».

В дифференциальном режиме отрицательный сигнал подключается к аналоговому контакту, непосредственно обращенному к аналоговому каналу, подключенному к положительному сигналу. Например, «Аналоговый вход 0» будет подключен к положительному, а «Аналоговый вход 8» будет подключен к отрицательному сигналу, «Аналоговый вход 1» — к положительному, «Аналоговый вход 9» — к отрицательному и так далее. Недостаток дифференциального режима заключается в том, что он фактически вдвое уменьшает количество аналоговых входных измерительных каналов.

. Рис. 4. Дифференциальный режим

Плавающие источники сигнала

Плавающий источник сигнала не подключен к системе заземления здания, но имеет изолированную опорную точку заземления. Некоторыми примерами плавающих источников сигнала являются выходы трансформаторов, термопар, устройств с батарейным питанием, оптических изоляторов и изолирующих усилителей. Прибор или устройство с изолированным выходом является плавающим источником сигнала. Заземление плавающего сигнала должно быть подключено к земле устройства, чтобы установить местное или бортовое задание для сигнала. В противном случае измеренный входной сигнал изменяется, поскольку источник выходит за пределы входного диапазона синфазного сигнала.

Источники сигнала, привязанные к земле

Источник сигнала, привязанный к земле, подключен к заземлению системы здания, поэтому он уже подключен к общей точке заземления по отношению к устройству, при условии, что измерительное устройство подключено к той же системе питания, что и источник. В эту категорию попадают неизолированные выходы приборов и устройств, подключаемых к системе электропитания здания. Разница в потенциале земли между двумя приборами, подключенными к одной и той же системе электропитания здания, обычно составляет от 1 до 100 мВ, но эта разница может быть намного выше, если цепи распределения питания подключены неправильно. Если заземленный источник сигнала измеряется неправильно, эта разница может появиться как ошибка измерения. Следование инструкциям по подключению заземленных источников сигнала может исключить разность потенциалов земли из измеряемого сигнала.

На рис. 5 показаны различные типы источников сигнала, а также оптимальные схемы подключения, основанные на индивидуальном методе измерения. Обратите внимание, что в зависимости от типа сигнала конкретный метод измерения напряжения может давать лучшие результаты, чем другие. Рис. 5. Распространенные типы источников сигналов и рекомендуемые конфигурации входов

Высоковольтные измерения и изоляция

При измерении более высоких напряжений необходимо учитывать множество вопросов. При определении системы сбора данных первый вопрос, который вы должны задать, — будет ли система безопасной. Выполнение высоковольтных измерений может быть опасным для вашего оборудования, тестируемого устройства и даже для вас и ваших коллег. Чтобы обеспечить безопасность вашей системы, вы должны обеспечить изолирующий барьер между пользователем и опасным напряжением с помощью изолированных измерительных устройств.

Изоляция, средство физического и электрического разделения двух частей измерительного устройства, может быть подразделена на электрическую и защитную изоляцию. Электрическая изоляция относится к устранению путей заземления между двумя электрическими системами. Обеспечив гальваническую развязку, вы можете разорвать контуры заземления, увеличить диапазон синфазных сигналов системы сбора данных и сместить опорный уровень сигнала на единую системную землю. Безопасная изоляция ссылается на стандарты, в которых есть особые требования к изоляции людей от контакта с опасным напряжением. Он также характеризует способность электрической системы предотвращать передачу высокого напряжения и переходных напряжений через ее границу на другие электрические системы, с которыми может контактировать пользователь.

Включение изоляции в систему сбора данных имеет три основные функции: предотвращение контуров заземления, подавление синфазного напряжения и обеспечение безопасности.

Узнайте больше об измерениях высокого напряжения и изоляции.

Контур заземления

Контур заземления является наиболее распространенным источником шума в приложениях сбора данных. Они возникают, когда две соединенные клеммы в цепи имеют разные потенциалы земли, что приводит к протеканию тока между двумя точками. Местное заземление вашей системы может быть на несколько вольт выше или ниже земли ближайшего здания, а удары молнии поблизости могут привести к увеличению разницы до нескольких сотен или тысяч вольт. Это дополнительное напряжение само по себе может вызвать значительную ошибку в измерении, но ток, который вызывает его, может также связывать напряжения в близлежащих проводах. Эти ошибки могут проявляться в виде переходных процессов или периодических сигналов. Например, если контур заземления образован линиями электропередач переменного тока с частотой 60 Гц, нежелательный сигнал переменного тока появляется при измерении в виде периодической ошибки напряжения.

При наличии контура заземления измеренное напряжение Vm представляет собой сумму напряжения сигнала Vs и разности потенциалов Vg между землей источника сигнала и землей измерительной системы (см. рис. 6). Этот потенциал обычно не является уровнем постоянного тока; таким образом, результатом является зашумленная измерительная система, часто показывающая в показаниях компоненты частоты сети питания (60 Гц).

Рис. 6. Заземленный источник сигнала, измеренный с помощью системы заземления
, включает контуры заземления

Во избежание контуров заземления убедитесь, что в измерительной системе имеется только один эталон заземления, или используйте изолированное измерительное оборудование. Использование изолированного оборудования устраняет путь между землей источника сигнала и измерительным устройством, тем самым предотвращая протекание тока между несколькими точками заземления.

В ранее упомянутой настройке CompactDAQ модуль аналогового ввода NI 9229 обеспечивает межканальную изоляцию 250 В.

Рис. 7. Модуль аналогового ввода NI 9229 с развязкой между каналами

Синфазное напряжение

Идеальная дифференциальная измерительная система реагирует только на разность потенциалов между двумя ее клеммами, входами (+) и (-). Дифференциальное напряжение на паре цепей является полезным сигналом, однако может существовать нежелательный сигнал, общий для обеих сторон пары дифференциальных цепей. Это напряжение известно как синфазное напряжение. Идеальная дифференциальная измерительная система полностью отбрасывает синфазное напряжение, а не измеряет его. Однако практические устройства имеют несколько ограничений, описываемых такими параметрами, как диапазон синфазного напряжения и коэффициент подавления синфазного сигнала (CMRR), которые ограничивают возможность подавления синфазного напряжения.

Диапазон синфазного напряжения определяется как максимально допустимый размах напряжения на каждом входе относительно земли измерительной системы. Нарушение этого ограничения приводит не только к ошибке измерения, но и к возможному повреждению компонентов на плате.

Коэффициент подавления синфазных сигналов описывает способность измерительной системы подавлять синфазные напряжения. Усилители с более высокими коэффициентами подавления синфазных сигналов более эффективны при подавлении синфазных напряжений.

В неизолированной дифференциальной измерительной системе в цепи между входом и выходом все еще существует электрическая цепь. Поэтому электрические характеристики усилителя ограничивают уровень синфазного сигнала, который можно подать на вход. При использовании изолирующих усилителей устраняется проводящий электрический путь, а коэффициент подавления синфазных сигналов резко увеличивается.

Топологии изоляции

При настройке измерительной системы важно понимать топологию изоляции устройства. Различные топологии имеют несколько связанных с ними соображений стоимости и скорости.

Межканальная

Наиболее надежной топологией изоляции является межканальная изоляция. В этой топологии каждый канал индивидуально изолирован друг от друга и от других неизолированных компонентов системы. Кроме того, каждый канал имеет свой изолированный источник питания.

С точки зрения скорости существует несколько архитектур на выбор. Использование развязывающего усилителя с аналого-цифровым преобразователем (АЦП) на канал обычно быстрее, поскольку вы можете получить доступ ко всем каналам параллельно. НИ 9Модули аналогового ввода 229 и NI 9239 обеспечивают межканальную изоляцию для обеспечения высочайшей точности измерений.

Более экономичная, но более медленная архитектура включает мультиплексирование каждого изолированного входного канала в один АЦП.

Другой метод обеспечения межканальной изоляции заключается в использовании общего изолированного источника питания для всех каналов. В этом случае синфазный диапазон усилителей ограничен шинами питания этого источника питания, если только вы не используете входные аттенюаторы.

Банк

Другая топология изоляции включает объединение или группировку нескольких каналов вместе для совместного использования одного изолирующего усилителя. В этой топологии разность синфазных напряжений между каналами ограничена, но синфазное напряжение между банком каналов и неизолированной частью измерительной системы может быть большим. Отдельные каналы не изолированы, но банки каналов изолированы от других берегов и от земли.

Измеряют напряжение: Как измерить напряжение переменного и постоянного тока?