Как измерить силу тока мультиметром на блоке питания

Обновлено: 17.06.2024

Считывание тока – одно из самых сложных и важных измерений в мире встраиваемой электроники. Это сложно, потому что вам нужно измерять ток последовательно. Там, где напряжение измеряется путем тыкания на VCC и GND (параллельно), для измерения тока необходимо физически прервать протекание тока и включить измеритель в линию. Чтобы продемонстрировать это, мы будем использовать ту же схему, что и в разделе измерения напряжения.

Первое, что нам понадобится, это дополнительный кусок провода. Как уже упоминалось, нам нужно будет физически разорвать цепь, чтобы измерить ток. Другими словами, вытяните провод VCC, идущий к резистору, добавьте провод к тому месту, где этот провод был подключен, а затем прощупайте от контакта питания на источнике питания к резистору. Это эффективно «разрывает» питание цепи. Затем мы вставляем мультиметр в линию, чтобы он мог измерять ток, когда он «протекает» от мультиметра к макетной плате.

Для этих изображений мы схитрили и использовали зажимы из кожи аллигатора. При измерении тока часто полезно наблюдать за тем, что делает ваша система с течением времени, в течение нескольких секунд или минут. Хотя вам, возможно, захочется постоять и поднести датчики к системе, иногда проще освободить руки. Эти зонды с зажимом типа «крокодил» могут пригодиться. Обратите внимание, что почти все мультиметры имеют разъемы одинакового размера (они называются «банановыми штекерами»), поэтому, если вам не по карману, вы можете использовать щупы своего друга.

Подключив мультиметр, мы теперь можем установить циферблат в правильное положение и измерить ток. Измерение тока работает так же, как напряжение и сопротивление — вы должны получить правильный диапазон. Установите мультиметр на 200 мА и работайте оттуда. Потребляемый ток для многих макетных плат обычно не превышает 200 мА. Убедитесь, что красный щуп подключен к порту с предохранителем 200 мА. На нашем любимом мультиметре отверстие 200 мА — это тот же порт/отверстие, что и для измерения напряжения и сопротивления (порт помечен как mAVΩ). Это означает, что вы можете держать красный щуп в том же порту для измерения тока, напряжения или сопротивления. Однако, если вы подозреваете, что ваша цепь будет использовать ток около 200 мА или более, переключите пробник на сторону 10 А, просто на всякий случай. Перегрузка по току может привести к перегоранию предохранителя, а не просто к отображению перегрузки. Подробнее об этом чуть позже.

Эта схема потребляла всего 1,8 мА во время измерения, не большой ток. Среднее значение было ближе к 2,1 мА.

Помните, что мультиметр действует как кусок провода — теперь вы замкнули цепь, и цепь включится. Это важно, потому что с течением времени светодиод, микроконтроллер, датчик или любое другое измеряемое устройство может изменить свою потребляемую мощность (например, включение светодиода может привести к увеличению на 20 мА в секунду, а затем к уменьшению на секунду, когда он переключится). выключенный). На дисплее мультиметра вы должны увидеть мгновенные показания тока. Все мультиметры снимают показания с течением времени, а затем выдают среднее значение, поэтому ожидайте, что показания будут колебаться. Как правило, более дешевые счетчики усредняют более жестко и реагируют медленнее, поэтому относитесь к каждому показанию с долей скептицизма. Представьте себе средний диапазон, например, от 7 до 8 мА при нормальных условиях 5 В (не 7,48 мА).

Как и при других измерениях, при измерении тока цвет щупов не имеет значения. Что произойдет, если мы поменяем датчики? Ничего плохого не происходит! Это просто приводит к тому, что текущее показание становится отрицательным:

Ток все еще течет через систему, вы только что изменили свою точку зрения, и теперь счетчик показывает отрицательное значение.

Помните! Когда вы закончите пользоваться измерителем, всегда возвращайте его в режим считывания напряжения (возвратите щупы в порт напряжения, при необходимости установите измеритель в режим считывания диапазона напряжения постоянного тока). Обычно берут мультиметр и начинают быстро измерять напряжение между двумя контактами. Если вы оставили свой измеритель в «текущем» режиме, вы не увидите напряжение на дисплее. Вместо этого вы увидите «0,000», указывающее на отсутствие тока между VCC и GND. В течение этой доли секунды вы соедините VCC с GND через ваш счетчик, и предохранитель на 200 мА перегорит = нехорошо. Поэтому, прежде чем положить глюкометр на ночь, не забудьте оставить его в безопасном состоянии.

Первые несколько раз измерить силу тока может быть сложно. Не переживайте, если перегорите предохранитель — мы делали это десятки раз! В следующем разделе мы покажем вам, как заменить предохранитель.

Одним из наиболее распространенных применений мультиметра является измерение тока в электрической цепи. И каждый начинающий электрик должен знать, как это сделать.

Независимо от того, хотите ли вы измерить силу переменного тока или проверить силу тока в системе, важно уметь это делать с помощью мультиметра.

как измерять ток с помощью мультиметра, и вы также узнаете несколько полезных советов по пути.

Что актуально?

Ток — это направленный поток электроэнергии от источника питания к нагрузке. Измерение означает, что вы измеряете количество электроэнергии, подаваемой на нагрузку.

Существует два типа тока — постоянный ток (DC) и переменный ток (AC) — и главное различие между ними заключается в циклическом процессе.

Мультиметр измеряет ток с помощью АЦП и набора регистров, которые преобразуют аналоговый сигнал в цифровое значение.

При использовании аналогового тестера преобразования не происходит, и вы можете напрямую определять ток, а также наблюдать за колебаниями шкалы. Однако для облегчения процесса мы будем использовать цифровой мультиметр.

В нашей повседневной жизни постоянный ток — это то, что вы найдете в аккумуляторах и используете для зарядки смартфонов. С другой стороны, переменный ток — это то, что вы получаете от домашней электросети.

Электрик должен знать эти основы и разумно использовать эти знания при измерении силы тока.

Как измерить ток мультиметром?

Для этого руководства вам потребуется цифровой мультиметр и образец схемы. Мы собрали простую схему из белого светодиода, резистора и 9-вольтовой батарейки.

Вы можете наблюдать за макетной платой, чтобы воссоздать схему на своем конце. Мы будем измерять ток, который течет от батареи (источника питания) к нагрузке (светодиодной лампе).

Поскольку источником питания здесь является батарея, мы будем измерять ампер постоянного тока. Если бы мы тестировали электрическую цепь, в которой питание подается от настенной розетки, нам понадобился бы мультиметр, предназначенный для измерения переменного тока.

Ниже приведены шаги, связанные с измерением тока с помощью цифрового мультиметра:

Шаг 1

Достаньте цифровой мультиметр и макетную плату и положите их на стол

Шаг 2

Включите мультиметр и выберите текущую функцию. В мультиметре на первом изображении выше функция постоянного тока находится с правой стороны циферблата. Выберите самый низкий диапазон (2000 мкА для этого мультиметра)

Шаг 3

Используйте тестовые щупы и осторожно подключите их следующим образом. Поскольку мы измеряем ток, важно учитывать полярность

Направьте красный щуп на анод светодиода. Вы можете определить анод светодиода, наблюдая за его выводами; более короткий - анод, а более длинный - катод.
Направьте черный щуп на клемму резистора.

Мультиметр должен отображать соответствующий ток, протекающий через цепь.

Если это не так (а вместо этого показывает 100% сопротивление), то вы должны изменить текущий диапазон. Обратите внимание, что диапазон в настоящее время установлен на 2000µ

Шаг 5

Мы изменили диапазон силы тока на 20 м, а затем протестировали схему. В чтении изменений нет. Это также показывает, что значение тока выше диапазона (например, 20 мА)

Шаг 6

Мы снова изменили диапазон силы тока с 20 м на 200 м, а затем протестировали. Обратите внимание, как показание показывает 25,0 миллиампер

Шаг 7

Вы также можете заметить, что ток никогда не остается постоянным, поскольку он показывает движение электронов по цепи. Поскольку сила тока меньше 200 мА, на дисплее отображалось значение.

Если вы тестируете более высокие токи, вы должны изменить диапазон, как описано ниже. К сожалению, диапазон этого мультиметра всего до 200 миллиампер

Это основной процесс измерения тока с помощью мультиметра. Идея состоит в том, чтобы держать тестовые щупы между двумя выводами нагрузки. В нашем случае нагрузкой была светодиодная лампа, поэтому мы направили один щуп на анод, а другой — на противоположную сторону.

Поскольку это было измерение слабого постоянного тока, мы тестировали его голыми руками.Тем не менее, настоятельно рекомендуется надевать соответствующие изолирующие перчатки при тестировании цепей с высоким номинальным током. Все, что превышает 500 мА, вызывает беспокойство.

Как узнать, какой текущий диапазон выбрать?

При измерении тока с помощью мультиметра часто возникает путаница в выборе диапазона. Чтобы избежать путаницы, вы можете следовать этим простым советам:

Всегда начинайте с наименьшего диапазона
Измените диапазон при измерении количества. Таким образом, вы можете установить правильный диапазон в соответствии со значением измеряемого тока.
Прочитайте значение по сравнению с выбранной единицей измерения. Если вы выбрали диапазон 2000 мкА, отображаемое значение должно быть дополнено «мк» (мю или микроампер). Если это диапазон 20 м, то это «м» (миллиампер)

Ключ для выбора диапазона в предположении об измеряемом токе.

Примечание об измерении больших токов

Вы всегда должны использовать изолированные перчатки при измерении высоких значений силы тока.

Еще один момент, на который следует обратить внимание при измерении тока, — это подключение датчика. Для измерения тока до 200 мА постоянного тока вы можете подключить датчики следующим образом:

Заключение

Мы надеемся, что это краткое руководство помогло вам понять или освежить в памяти процесс измерения тока с помощью мультиметра. Если у вас есть какие-либо сомнения, не стесняйтесь упоминать их в комментариях ниже.

Перегрузка

Что произойдет, если вы выберете значение напряжения, слишком низкое для измеряемого напряжения? Ничего плохого. Измеритель просто отобразит 1. Это измеритель пытается сообщить вам, что он перегружен или находится вне диапазона. Что бы вы ни пытались прочитать, это слишком много для этой конкретной настройки. Попробуйте изменить ручку мультиметра на следующее максимальное значение.

Рычаг выбора

Почему ручка счетчика показывает 20 В, а не 10 В? Если вы хотите измерить напряжение менее 20 В, выберите настройку 20 В. Это позволит вам читать с 2:00 до 19:99.

Первая цифра на многих мультиметрах может отображать только «1», поэтому диапазоны ограничены 19,99 вместо 99,99. Отсюда максимальный диапазон 20 В вместо максимального диапазона 99 В.

Внимание! В общем, придерживайтесь цепей постоянного тока (настройки мультиметра с прямыми, а не кривыми линиями). Большинство мультиметров могут измерять системы переменного тока (переменного тока), но цепи переменного тока могут быть опасны. Настенная розетка с переменным током или «сетевым напряжением» — это то, что может вас довольно сильно ударить. ОЧЕНЬ внимательно относитесь к AC. Если вам нужно проверить, включена ли розетка, используйте тестер переменного тока. На самом деле единственный раз, когда нам нужно было измерить переменный ток, это когда у нас есть розетка, которая ведет себя странно (она действительно на 110 В?), или если мы пытаемся управлять нагревателем (например, плитой). Не торопитесь и перепроверьте все, прежде чем тестировать цепь переменного тока.

Мультиметр обеспечивает один из самых простых способов измерения переменного и постоянного тока (AC & DC). Мы предлагаем некоторые из ключевых руководящих принципов. . .

Часто необходимо уметь измерять 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.

. как цифровые, так и аналоговые мультиметры могут очень легко измерять ток.

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 контролировать 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 величину протекающего тока можно измерить по яркости лампочки.

Простая схема для измерения тока

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 измерение тока, могут быть добавлены клеммы с перемычкой для облегчения измерения тока.

Как измерить ток с помощью мультиметра

Чтобы мультиметр не влиял на работу цепи, когда он используется для измерения тока, сопротивление мультиметра должно быть как можно меньше. Для измерений около ампера сопротивление мультиметра должно быть намного меньше ома. Например, если счетчик 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 сопротивление счетчиков, используемых для измерения тока, обычно очень низкое.

Как измерить ток аналоговым мультиметром

Достаточно просто использовать аналоговый счетчик для измерения электрического тока. Есть несколько незначительных различий в том, как выполняются текущие измерения, но используются те же основные принципы.

. аналоговые мультиметры также могут легко и точно измерять ток.

При использовании аналогового мультиметра можно выполнить ряд простых шагов:

Вставьте датчики в правильные соединения — это необходимо, поскольку может быть несколько различных 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 в положение правильного типа измерения (т. е. для измерения тока) и диапазона 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 счетчика и любое возможное повреждение движения самого счетчика.
При измерении оптимизируйте диапазон для получения наилучших показаний. Если возможно, отрегулируйте его так, чтобы можно было получить максимальное отклонение расходомера. Таким образом будут получены наиболее точные показания.
После завершения считывания рекомендуется поместить 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 не так, если он остался установленным для показаний тока, а счетчик случайно подключен к точке высокого напряжения!

Как измерить ток цифровым мультиметром

Для измерения тока с помощью цифрового мультиметра 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 счетчика.
При измерении тока оптимизируйте диапазон для получения наилучших показаний. Если возможно, разрешите всем начальным цифрам не читать ноль, и таким образом можно будет прочитать наибольшее количество значащих цифр.
После завершения считывания рекомендуется поместить щупы в разъемы для измерения напряжения и установить диапазон на максимальное напряжение. Таким образом, если счетчик случайно подключен без учета используемого диапазона, вероятность повреждения счетчика мала. Это может быть не так, если он остался установленным для показаний тока, а счетчик случайно подключен к точке высокого напряжения!

Следуя этим шагам, можно очень легко измерить ток с помощью любого цифрового мультиметра.

Альтернативные методы измерения силы тока

Самый очевидный способ измерения тока с помощью мультиметра – это разорвать цепь и запустить измеритель в самой цепи. Однако это не единственный метод, который можно использовать.

Есть несколько методов, которые не требуют 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 датчики разных типов.

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.

Метод измерения тока с включением последовательного резистора в цепь.

Измеряя напряжение на резисторе, можно легко рассчитать ток.

Например, резистор 10 Ом помещается в цепь, и на нем регистрируется напряжение 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, поэтому даже 10% резисторов будут достаточно точными — 2% также может быть достаточно в зависимости от требуемых 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. е. РЧ, так как это поможет предотвратить излучение какого-либо сигнала вдоль проводов измерительного прибора.

Техника измерения тока с использованием датчика тока/катушки

Если никаким образом взломать цепь невозможно, можно использовать датчик тока.

Токовые датчики обычно имеют форму датчика, который размещается вокруг проводника с током. Он способен определять ток, протекающий в проводнике, и таким образом давать показания.

Эти датчики часто входят в комплект измерительного прибора, поэтому часто невозможно использовать стандартный мультиметр для этого типа проверки.

Существует несколько различных типов датчиков/измерителей, которые можно использовать для этой текущей методики измерения.

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. Также 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 вместе 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 переменный сигнал, 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.
Для аналоговых мультиметров требуется выпрямитель: Для аналоговых мультиметров ситуация немного иная. 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 не измерять переменный ток или иметь очень ограниченный диапазон.

Хотя измерение электрического тока не так распространено, как измерение напряжения, тем не менее, важно иметь возможность измерять ток. Также важно знать, как измерять ток, чтобы получить максимальную отдачу от мультиметра.

Читайте также: