Как пользоваться мультиметром

Особенности диодов

Стандартный диод представляет собой компонент электросети и выступает в роли полупроводника с p-n переходом. Его строение позволяет пропускать ток по цепи только в одном направлении — от анода к катоду (разные концы детали). Для этого нужно подать на анод «+», а на катод – «-». Из-за такой особенности изделия, при подозрении на предмет поломки, его можно проверить тестером или мультиметром.

Различные виды диодов.

На сегодняшний день в радиоэлектронике существует несколько видов диодов: Виды диодов:

• светодиод. При прохождении электрического тока через такой элемент он начинает светиться в результате трансформации энергии в видимое свечение;
• защитный или обычный диод. Такие элементы в электросети выполняют роль супрессора или ограничителя напряжения. Одной из разновидностей данного элемента является диод Шоттки. Его еще называют как диод с барьером Шоттки. Такой элемент при прямом включении дает малое падение напряжения. В Шоттки вместо p-n перехода применяется переход металл-полупроводник.

Будет интересно Способы проверки транзисторов на работоспособность

Вот небольшая подборка, составленная из конкретных диодов и соответствующих им величин Vf, которые были получены при их тестировании мультиметром. Все диоды были предварительно проверены на исправность.

Таблица замеров характеристик диодов с помощью мультимера.

Если обычные детали и светодиоды используются в превалирующем большинстве электроприборов, то Шоттки – преимущественно в качественных блоках питания (например, для таких приборов, как компьютеры). Стоит отметить, что проверка обычного диода и Шоттки практически ни чем особым не отличается, так как проводится по одному и тому же принципу. Поэтому не стоит беспокоиться по данному вопросу, ведь принцип работы и Шоттки, и обычных диодов идентичен.

Диод Шоттки

Являясь компонентом электронной схемы, такие полупроводниковые элементы довольно часто выходят из строя. Самыми распространенными причинами выхода их из строя бывают:

• превышение максимально допустимого уровня прямого тока;
• превышение обратного напряжения;
• некачественная деталь;
• нарушение правил эксплуатации прибора, установленных производителем.

При этом вне зависимости от причины потери работоспособности выход из строя может быть непосредственно обусловлен либо «пробоем», либо коротким замыканием. В любом случае, если имеется предположение о выходе электросети из строя в зоне полупроводника, необходимо провести его диагностику с помощью специального прибора – мультиметра. Только для проведения таких манипуляций необходимо знать, как проверить диод с его помощью правильно.

Что такое мультиметр

Мультиметр является универсальным прибором, который выполняет ряд функций:

• измеряет напряжение;
• определяет сопротивление;
• проверяет провода на предмет наличия обрывов.

Будет интересно Как сделать регулятор мощности на симисторе своими руками

С помощью этого прибора даже можно определить пригодность батарейки.

Проверка светодиодов в лампе.

Как проверить диод

После того, как мы разобрались с полупроводниками электрической схемы и предназначением прибора, можно ответить на вопрос «как проверить диод на исправность?». Вся суть проверки диодов мультиметром заключается в их односторонней пропускной способности электрического тока. При соблюдении этого правила элемент электрической схемы считается функционирующим правильно и без сбоев. Обычные диоды и Шоттки можно спокойно проверить с помощью данного прибора. Чтобы проверить этот полупроводниковый элемент мультиметром, необходимо проделать следующие манипуляции:

• необходимо удостовериться, что на вашем мультиметре имеется функция проверки диодов;
• при наличии такой функции подключаем щупы прибора к той стороне полупроводника, с которой будет осуществляться «прозвон». Если данная функция отсутствует, тогда переводим прибор с помощью переключателя на значение 1кОМ. Также следует выбрать режим для измерения сопротивления;
• красный провод измерительного устройства необходимо подключить к анодному концу, а черный – к катодному;
• после этого нужно наблюдать за изменениями прямого сопротивления полупроводника;
• делаем выводы о имеющемся или отсутствующем напряжении

После этого прибор можно переключить, чтобы проверить на предмет утечки или высокого замыкания. Для этого необходимо поменять места вывода диода. В таком состоянии также необходимо провести оценку полученных значений прибора.

Готовим мультиметр к работе

Вынимаем прибор из чехла или футляра. Первым делом проводим визуальный осмотр. Корпус должен быть целым, крышка батарейного отсека установлена без перекосов. Визуально оцениваем целостность проводов и щупов. Отсутствие изоляции, которая может от времени просто осыпаться, восстанавливаем изолентой. Поможет и термоусадочная трубка, если она есть.

Щупы тоже стоит осмотреть, замотать сколы по необходимости. Селектор мультиметра ставив в режим измерения омов, на отметку в 200 Ом. Чёрный кабель со щупом включаем в гнездо Com. Красный — в гнездо с символами измеряемых величин, названных в честь Алессандро Вольта, Андре-Мари Ампера и Георга Ома — V, A и Омега.

На индикаторе должна быть единица. Если это не так — прибор нуждается в ремонте. Замыкаем накоротко щупы. На дисплее должна выйти цифра ноль. Если всё так и происходит — прибор исправен. Если цифры меняются, отображаются тускло, попробуйте поменять элемент питания прибора на заведомо свежий и рабочий. Не помогло — мультиметр надо ремонтировать. Для проверки лампочки ставим селектор мультиметра на символ поиска обрыва. На корпусе в этом месте схематично изображён диод.

Диагностика светодиода в фонарике

Светодиодный фонарик аккумуляторного или других типов довольно надежное устройство, но и он от поломок не застрахован. Если даже после установки новых батареек свечение остается слабым или вовсе отсутствует, необходимо проверить работоспособность светодиодов и их драйверов.

Проверка фонарика выполняется в следующей последовательности:

1. Отвинчиваем крышку или коническую часть в передней части корпуса.
2. Извлекаем светодиодный модуль.
3. На плате светодиода – две контактные площадки, к которым подводятся красный и черный провод. Красный провод соответствует положительной полярности (маркировка «+» на плате), а черный – отрицательной (маркировка «-»). В соответствии с полярностью на контакты следует кратковременно подать напряжение в 3 – 4 В (не более 4,2 В!). Если яркость свечения светодиода не изменилась, значит его необходимо заменить. В противном случае (светодиод горит надлежащим образом) замене подлежит драйвер.
4. Замена светодиода возможна только в том случае, если его плата прикреплена к капсуле светодиодного модуля посредством винтов. Если плата посажена на термоклей, замена будет нецелесообразной, в этом случае меняют весь модуль.

Вот как выглядит светодиодный модуль в фонарике Magicshine

Отвинтив плату, следует отпаять светодиод, а затем установить новый.

Наглядно проверка обособленного светодиода и простота устройства тестера демонстрируется в следующем видео от крупнейшего поставщика электрооборудования в России.

Часто при поломке того или иного электронного устройства мы без раздумий несем потерпевшего в ремонт, где нам предъявляют солидный счет. Между тем, причина аварии может заключаться всего лишь в отказе светодиода, который легко можно заменить своими силами. Таким образом, умение проверить работоспособность этих элементов, которые применяются сегодня довольно широко, позволит сэкономить средства и сократить время ремонта до минимума.

Основные типы транзисторов

Существует два основных типа транзисторов – биполярные и полевые. В первом случае выходной ток создается при участии носителей обоих знаков (дырок и электронов), а во втором случае – только одного. Определить неисправность каждого из них поможет прозвонка транзистора мультиметром.

Биполярные транзисторы по своей сути являются полупроводниковыми приборами. Они оборудованы тремя выводами и двумя р-п-переходами. Принцип действия этих устройств предполагает использование положительных и отрицательных зарядов – дырок и электронов. Управление протекающими токами выполняется с помощью специально выделенного управляющего тока. Данные устройства широко применяются в электронных и радиотехнических схемах.

Биполярные транзисторы состоят из трехслойных полупроводников двух типов – «р-п-р» и «п-р-п». Кроме того в конструкции имеется два р-п-перехода. Соединение полупроводниковых слоев с внешними выводами осуществляется через невыпрямляющие полупроводниковые контакты. Средний слой считается базой, которая подключается к соответствующему выводу. Два слоя, расположенные по краям, также подключены к выводам – эмиттеру и коллектору. На электрических схемах для обозначения эмиттера используется стрелка, показывающая направление тока, протекающего через транзистор.

В разных типах транзисторов у дырок и электронов – носителей электричества могут быть собственные функции. Более всего распространен тип п-р-п из-за лучших параметров и технических характеристик. Ведущую роль в таких устройствах играют электроны, выполняющие основные задачи по обеспечению всех электрических процессов. Они примерно в 2-3 раза более подвижные, чем дырки, поэтому и обладают повышенной активностью. Качественные улучшения приборов происходят также за счет площади перехода коллектора, которая значительно больше площади перехода эмиттера.

В каждом биполярном транзисторе имеется два р-п-перехода. Когда выполняется проверка транзистора мультиметром, это позволяет проверять работоспособность устройств, контролируя значения сопротивлений переходов при подключении к ним прямого и обратного напряжения. Для нормальной работы п-р-п-устройства на коллектор подается положительное напряжение, под действием которого открывается базовый переход. После возникновения базового тока, появляется коллекторный ток. При возникновение в базе отрицательного напряжения, транзистор закрывается и течение тока прекращается.

Базовый переход в р-п-р-устройствах открывается под действием отрицательного напряжения на коллекторе. Положительное напряжение дает толчок для закрытия транзистора. Все необходимые коллекторные характеристики на выходе можно получить, плавно изменяя значения тока и напряжения. Это позволяет эффективно проверить биполярный транзистор тестером.

Существуют электронные устройства, все процессы в которых управляются действием электрического поля, направленного перпендикулярно току. Эти приборы называются полевыми или униполярными транзисторами. Основными элементами являются три контакта – исток, сток и затвор. Конструкция полевого транзистора дополняется проводящим слоем, исполняющим роль канала, по которому течет электрический ток.

Данные устройства представлены модификациями «р» или «п»-канального типа. Каналы могут располагаться вертикально или горизонтально, а их конфигурация бывает объемной или приповерхностной. Последний вариант также разделяется на инверсионные слои, содержащие обогащенные и обедненные. Формирование всех каналов происходит под воздействием внешнего электрического поля. Устройства с приповерхностными каналами имеют структуру, в состав которой входит металл-диэлектрик-полупроводник, поэтому они называются МДП-транзисторами.

Использование батарейки

Проверка прибора батарейкой удобна и заключается в том, что результатом смены полярности щупов становится выведение мультиметром абсолютно одинаковых показателей замеров напряжения.

При использовании батарейки, механизм теста очень прост, и состоит из нескольких несложных этапов:

• выбор режима работы электроизмерительного прибора, который соответствует замерам уровня постоянного напряжения;
• установка измерительных пределов, равных 20 В.

После того, как будут приложены приборные щупы на контакты батареи, замеряются показатели напряжения и снимаются данные.

Исправная батарея показывает напряжение, равное 1,35 В. Однако, в малотребовательных приборах вполне могут использоваться элементы с уровнем заряда не менее 1,2 В. Батареи с минимальным зарядом подлежат обязательной утилизации.

Повторное тестирование позволяет проверять емкостные показатели элемента в условиях нагрузки:

• подсоединение щупа мультиметра к контактам питающего элемента;
• параллельное подключение нагрузочного элемента;
• выдерживание паузы в пределах 30-40 сек.;
• снятие полученных результатов.

Батарейки с остаточными показателями на уровне 1,1 В могут быть использованы исключительно в бытовых приборах, характеризующихся незначительной величиной энергопотребления, но при этом, качественные параметры работы аппаратуры ощутимо снижаются. Следует отметить, что обеспечение максимальной точности получаемых измерений, предполагает предварительную установку на приборе наименьшего предела замеряемого напряжения, благодаря чему легко определяется погрешность измерений.

Важно помнить, что индикация напряжения на уровне 1,6 В при использовании стандартных элементов питания «АА», как правило, не свидетельствует о низком уровне точности электроизмерительного прибора. Многие производители новых источников питания незначительно завышают уровень напряжения, что позволяет обеспечивать батарейке максимально продолжительный срок службы

Максимально точные данные удаётся получить при замерах с нагрузкой, а в качестве основного нагрузочного элемента, чаще всего используется традиционная лампочка, предназначенная для установки в карманный фонарик.

Внешний вид мультиметра

Мультиметр – это универсальный прибор для измерения электрических характеристик, который объединяет в себе множество функций (в зависимости от модели). В минимальной комплектации такой прибор состоит из амперметра, вольтметра и омметра. В самом распространенном варианте он выполняется в цифровом виде портативного исполнения. Внешне имеет прямоугольную форму с дисплеем и поворотным или кнопочным переключателем функций. Для выполнения замеров к мультиметру подключаются два щупа (красный и черный) в строгом соответствии с маркировкой на приборе.

Краткое описание измеряемых параметров и их обозначение

Для обозначения параметров на мультиметрах производители применяют стандартную маркировку на английском языке или специальные символы

Для работы с прибором важно знать основы электротехники, чтобы правильно и безопасно осуществлять необходимые измерения

Каждый прибор разделен на зоны с настройками для работы с определенным видом напряжения электрической сети:

• ACV или V~ – напряжение переменного тока;
• DCV или V- – напряжение постоянного тока;
• DCA или A- – сила постоянного тока;
• Ω — сопротивление на участке цепи или в электрическом приборе.

Назначение разъёмов для подключения щупов

В зависимости от модели мультиметра, количество гнёзд для подключения щупов, может быть различным. Подключать щупы для измерения электрических параметров сети необходимо в правильные гнёзда прибора. У большинства измерительных приборов маркировка гнёзд следующая:

• 10А- – для замера постоянного тока не превышающего 10 А (в это гнездо подключают красный плюсовой щуп);
• VΩmA или VΩ, V/Ω — в это гнездо подключают красный (плюсовой) щуп при определении напряжения, силы постоянного тока до 200 мА, для прозвонки диодов и цепей;
• COMMOM (COM) – общее гнездо для черного (минусового) щупа на всех типах мультиметров;
• 20А – такое гнездо существует не на всех моделях (чаще всего можно встретить на дорогих профессиональных устройствах), задача этого гнезда аналогична 10А-, но с пределом до 20 А.

Какие ещё могут быть кнопки

Помимо основных настроек мультиметра, он может иметь и дополнительные. Дорогие профессиональные устройства намного функциональнее бюджетных вариантов и позволяют специалисту производить следующие измерения:

• силы переменного тока (при наличии токоизмерительных клещей);
• целостность цепей (прозванивать), то есть проверять сопротивление сигнализируя о результатах с помощь звуковой или световой сигнализаций, а также показаниями на дисплее;
• тестирование работоспособности диодов (переключатель ->Ι-);
• параметров транзисторов (разъёмы и кнопки с обозначением hFE);
• ёмкости и индуктивности;
• температуры (для этого используется внешний датчик — обычно термопара).
• частоты (Hz).

Некоторые модели имеют дополнительные функции по индикации и обеспечению работы с устройством: подсветку, автоотключение питания и экономичный режим для аккумулятора, фиксирование результатов (кнопка hold) и запись в память устройства, выбор пределов измерений и индикацию по перегрузке и разряду батареи

Для безопасной работы с мультиметром важно, чтобы прибор имел определенную защиту при неправильном выборе предела измерений или режима работы. Обычно такая защита осуществляется с помощью плавких предохранителей и автоматических выключателей

Большинство качественных приборов от ответственных производителей имеет такую защиту.

Как измерить сопротивление

Можно пользоваться данным устройством для измерения сопротивления резистора или других деталей, а также участков электрической цепи. Переключатель мультиметра, в этом случае, переводится в режим обозначенный значком Ома (Ω).

В этой категории также следует выбрать подходящий вариант максимально возможного показания омметра. Резистор необходимо выпаять из схемы, чтобы другие детали не повлияли на показания.

Подавляющим большинством приборов можно пользоваться для замеров сопротивления до 2 МОм. Целостность электрической цепи, сопротивление которой не превышает 150 Ом, можно прозвонить с помощью звукового индикатора. Для этого переключатель устанавливается в соответствующий режим, а щупы устройства подключаются к цепи прозвона.

К сожалению далеко не все измерительные устройства оборудованы данной функцией. Поэтому если необходимо прозвонить электрическую цепь, которая не имеет «пищалки», выбирается режим определения сопротивления до 200 Ом.

Оставлять переключатель в режиме «Ω» не рекомендуется, поскольку при этом быстро разряжается батарея.

Проверка работоспособности диода, светодиода, стабилитрона.

• Устанавливаем прибор в режим прозвонки, если такого режима нет, то в режим измерения сопротивления 1кОм;
• Убеждаемся, что щупы прибора подключены в нужные нам гнезда мультиметра;
• Провод красного цвета подсоединяется к аноду, а провод черного цвета — к катоду;
• Производим измерение. В режиме прозвонки, при подключении диода прибор показывает падение напряжения от 200 до 400 мВ для германиевых диодов, от 500 до 700 мВ для кремниевых. При измерении сопротивления прибор будет показывать сопротивление диода. К примеру, для германиевых элементов сопротивление составляет от 100 килоом до 1 магаома, для элементов выполненных из кремния этот показатель равен 1000 мегаом. Если проверяется выпрямительный полупроводник, то значение еще более высокое. Это обязательно нужно учитывать, чтобы не допустить ошибку при определении результатов;
• Меняем местами красный и черный щуп прибора;
• Производим измерение. Если диод подключить в обратном направлении, то прибор будет показывать единицу «1», то есть величина сопротивления или напряжения утечки бесконечно большая;
• Нужно помнить, что может быть вовсе не поломка, а утечка. Этот вариант возможен в двух случаях, если прибор долго находился в эксплуатации или же сборка его была выполнена не качественно. Если имеется короткое замыкание или утечка, то прибор покажет низкое сопротивление. Причем при определении результата нужно учитывать вид полупроводника.
• Делаем выводы о работоспособности элемента.

Будет интересно Катушка тесла (Трансформатор) самостоятельная сборка собственными силами

Если все показатели соблюдены, то можно смело сказать, что он работает правильно и исправен. А вот если хотя бы один параметр не верный, то это свидетельствует о том, что элемент нужно заменить.

Проверка диода.

Проверка биполярного транзистора мультиметром

Проверку работоспособности биполярного транзистора можно выполнить с помощью цифрового мультиметра. Этим прибором проводятся измерения постоянных и переменных токов, а также напряжение и сопротивление. Перед началом измерений прибор нужно правильно настроить. Это позволит более эффективно решить проблему, как проверить биполярный транзистор мультиметром не выпаивая. Современные мультиметры могут работать в специальном режиме измерения, поэтому на корпусе изображается значок диода. Когда решается вопрос, как проверить биполярный транзистор тестером, устройство переключается в режим проверки полупроводников, а на дисплее должна отображаться единица. Выводы устройства подключаются так же, как и в режиме измерения сопротивления. Провод черного цвета соединяется с портом СОМ, а провод красного цвета — с выходом, измеряющим сопротивление, напряжение и частоту.

В мультиметрах старой конструкции функция проверки диодов и транзисторов может отсутствовать. В таких случаях все действия проводятся в режиме измерения сопротивления, установленном на максимум. До начала работы батарея мультиметра должна быть заряжена. Кроме того, нужно проверить исправность щупов. Для этого их кончики соединяются между собой. Писк устройства и нули, отображенные на дисплее, свидетельствуют об исправности щупов.

Проверка биполярного транзистора мультиметром выполняется в следующем порядке:

• Прежде всего, нужно правильно соединить выводы мультиметра и транзистора. Для этого необходимо точно определить, где находятся база, коллектор и эмиттер. Чтобы определить базу, щуп черного цвета подключается к первому электроду, который предположительно считается базовым. Другой щуп красного цвета поочередно подключается вначале ко второму, а затем к третьему электроду. Щупы меняются местами до тех пор, пока прибор не определит падение напряжения. После этого окончательно проводится проверка биполярного транзистора мультиметром и определяются пары: «база-эмиттер» или «база-коллектор». Электроды эмиттера и коллектора определяются с помощью цифрового мультиметра. В большинстве случаев падение напряжения и сопротивление у эмиттерного перехода выше, чем у коллектора.
• Определение р-п-перехода «база-коллектор»: щуп красного цвета подключен к базе, а черный — к коллектору. Такое соединение работает в режиме диода и пропускает ток лишь в одном направлении.
• Определение р-п-перехода «база-эмиттер»: красный щуп остается подключенным к базе, а щуп черного цвета нужно подключить к эмиттеру. Так же, как и в предыдущем случае, при таком соединении ток проходит только при прямом включении. Это подтверждает проверка npn транзистора мультиметром
• Определение р-п-перехода «эмиттер-коллектор»: в случае исправности данного перехода сопротивление на этом участке будет стремиться к бесконечности. На это указывает единица, отображенная на дисплее.
• Подключение мультиметра осуществляется к каждой паре контактов в двух направлениях. То есть транзисторы р-п-р типа проверяются путем обратного подключения к щупам. В этом случае к базе подключается черный щуп. После измерений полученные результаты сравниваются между собой.
• После того как проведена проверка pnp транзистора мультиметром, работоспособность биполярного транзистора подтверждается, когда при измерении одной полярности мультиметр показывает конечное сопротивление, а при замерах обратной полярности получается единица. Данная проверка не требует выпаивания детали из общей платы.

Очень многие пытаются решить вопрос, как проверить транзистор без мультиметра с помощью лампочек и других устройств. Этого делать не рекомендуется, поскольку элемент с высокой вероятностью может выйти из строя.