Як перевірити резистор мультиметром: режими, вимірювання, інструкція, придатність

Зміст:

Корисні для перевірки резисторів режими мультиметра
Як виміряти власні індуктивність і ємність резистора
Як знайти мінімум напруги резонансної ланцюга
Як перевірити резистор на придатність мультиметром

Перед тим, як перевірити резистор мультиметром, прочитайте інструкцію, і все стане зрозуміло. Ця задача по простоті перевершить будь-яку іншу. Зазвичай для цього користуються режимом вимірювання опору, або ж перевірки діодів. Той і інший позначаються на лицьовій панелі, відповідно, значками грецької літери омега (?) і символом, узятих прямо з електричних схем (жирна суцільна стрілка з поперечною рискою в районі вістря). Кожен з цих режимів зручний по-своєму. Якщо брати, наприклад, мультиметри Атлантік, які нині заполонили прилавки, то в них ніяких відмінностей немає. І в режимі прозвонки (діодний), і при вимірюванні опорів на екрані з’являється саме опір.

Зміст

Корисні для перевірки резисторів режими мультиметра

Навіщо потрібно знати опір проводу при прозвонке, якщо можна перейти у відповідний режим та перевірити? Насправді питання тривіальний, і ось відповідь: це просто справа смаку або зручності в тій чи іншій ситуації. Взагалі кажучи, при прозвонке діода падіння напруги в прямому напрямку зазвичай відомо. Це той номінал, який формує сам тестер. На його контактах зазвичай є певний рівень від сотень мілівольт до одиниць вольта, за допомогою якого проводяться вимірювання. Що стосується нелінійних елементів (діодів, транзисторів тощо), то знання цих даних дозволяє на вольт-амперній характеристиці знайти відповідну точку і перевірити, чи збігаються емпіричні (виміряні) дані з теоретичними (з довідника). У свою чергу, це дозволяє судити про справність діода.

Перевірка мультиметром резистора

Що стосується резисторів, то знання таких простих фактів дозволяє оцінити, наприклад, такі параметри: (Див. також: Як перевірити конденсатор мультиметром)

Власна ємність. У будь-опір резистора не є чисто активним за малим винятком. В результаті при виборі елементів для ланцюгів з високою частотою (мегагерци, гігагерци) потрібно враховувати цю особливість. Опір реактивної частини прямо залежить від кругової частоти, яка, в свою чергу визначається за формулою ? = 2Пf (П = 3,14 – число Пі, f – частота в герцах). Як бути в цьому випадку? Зрозуміло, що одним мультиметром тут не обійдешся, тому що він формує постійна напруга для вимірювань. А в цих умовах реактивна (уявна) частина імпедансу звертається в нуль, згідно формулам Z = R + i (?L – 1/?C), де L – власна індуктивність резистора, а З – його ємність. Не складно помітити, що на якійсь частоті індуктивна і ємнісна складові зрівняють один одного, за рахунок чого імпеданс Z стане чисто активним. Це резонансна частота резистора, і краще за все він буде працювати саме на ній. Таким чином, немає правила, що чим менше ємність або індуктивність, тим і краще, а діє закон “золотої середини”. Визначити кордон не складно: ? = ?LC – відома всім формула.

Власна індуктивність. Наприклад, відомі всім резистори МЛТ, які часто і стоять в апаратурі, на високих частотах незастосовні. У них на керамічне підстава намотується високоомна жила (константан, манганін, ніхром тощо). За рахунок цього утворюється, як багато хто вже здогадалися, звичайна індуктивність. Відмінність тільки в матеріалі сердечника. Причому за типовими формулами, знаючи кількість витків, індуктивність резистора можна навіть обчислити за стандартними методиками.

Як працювати з цими величинами? На перший погляд завдання здається нездійсненним. Справа в тому, а багато хто цього не знає, що тестер не працює напряму з високими частотами. Тобто є якийсь верхня межа, вище якої мультиметр буде безбожно брехати. Щоб якось вирішити цю проблему, радіоаматори пропонують спаяти спеціальну схему з декількох пасивних елементів, через яку і ведуться вимірювання. Плата служить містком між вимірюваним змінним напругою і щупом. Роботи проводяться на відповідному діапазоні (позначається тільдою ~ і буквою U).

Схема з пасивних елементів

Як видно з малюнка, схема досить проста. Давайте коротенько обговоримо питання, які можуть виникнути у початківців:

Навіщо взагалі потрібна така приставка для мультиметра? Прилад перестане брехати на високих частотах. Тобто можна буде працювати з різною електронікою. Але в нашому випадку ми збираємося провести тести на вимірювання імпедансу резистора. А для цього знадобиться ланцюг змінного струму високої частоти.
Де взяти землю для цієї схеми? Значок горизонтальної риски на лицьовій панелі тестера дасть відповідь на це питання. Схема вимагає не тільки наявності червоного, але також і чорного щупа, просто в середовищі профі ця тема не обговорюється. Електрично з’єднайте землю з чорним щупом мультиметра.
Якщо немає діодів КД522Б, які можна поставити на їх місце? Гранична частота цих радіоелементів за деякими даними складає 100 МГц. Відповідно, потрібно підібрати аналоги, виходячи з того, що він теж повинен бути придатний для роботи в імпульсних ланцюгах подібного роду. Наприклад, це може бути 1N4148 (імпортний аналог).
Що означають косі риски на схемі, нанесені на резистори? Це максимальна потужність, що розсіюється. Дві косі риски це 0,125 Вт. Порахувати цей параметр можна дуже просто – струм резистора помножити на прикладена напруга. У нашому випадку навряд чи цей параметр відіграє велику роль, тому що вхідний опір мультиметра зазвичай не менше 1 МОм. Для порівняння опір ізоляції в ланцюзі має бути не менше 20 МОм. Тобто струм споживання буде дуже низьким, і потужність на резисторах майже не виділиться.
Як працює приставка? Перед нами простий інтегратор. Він буде брати імпульси високої частоти і переводити їх в постійну напругу. Номінали резисторів утворюють дільник і служать для узгодження з вхідним опором тестера. Швидше за все, їх потрібно буде підбирати досвідченим шляхом. Найпростіше знайти генератор високої частоти з регульованою амплітудою і на ньому все перевірити.
Резистори
В яких одиницях вказані номінали ємності і резисторів? За замовчуванням усі конденсатори маркуються в пФ. У нашому випадку це 68 пФ. Резистори на 2 МОм і 180 кОм.
Як проводити вимірювання? А ось про це читайте далі…

Як виміряти власні індуктивність і ємність резистора

Ми будемо припускати для початку, що в наявності є всі необхідні засоби для вимірювання. Тоді ось що нам потрібно зробити:

Береться генератор першої частоти. Наприклад, на 15 МГц. Паралельно з резистором включається змінна ємність (або ціла їхня батарея). При такому включенні всі номінали конденсаторів складаються. Тому загальна ємність складеться із змінної і власної резистора. Це називається паралельним коливальним контуром.

Послідовно з ним включаємо чисто активне навантаження. Будь-який інший резистор схожого номіналу. Це потрібно для того, щоб утворився дільник напруги. Надалі регуляцією ми будемо намагатися отримати резонанс, і щоб зареєструвати сам факт його присутності, потрібно обов’язково зібрати дільник.

Шляхом зміни номіналу змінної ємності потрібно домогтися, щоб система увійшла в резонанс. Для цього крутимо туди і сюди, а тестером вимірюємо напругу на коливальному контурі через описану вище приставку. При мінімальній різниці потенціалів як раз і буде резонанс.

Тепер нам потрібно запам’ятати номінал змінної ємності. Зазвичай у неї є ручка, але немає шкали, щоб подивитися свідчення. Тому потрібно вимкнути схему і, не змінюючи налаштувань, виміряти номінал. Для цього найпростіше використовувати мультиметр, де є відповідна шкала (F). В іншому випадку доведеться проводити ряд непрямих вимірів, але це вже зовсім інша історія.

Проведення перевірки

Проводимо досвід також і при іншій частоті. Щоб була помітна різниця з першою. Сама ця різниця стосується скоріше отриманих номіналів змінної ємності. Вони повинні помітно відрізнятися для забезпечення мінімальної похибки. Якщо цього досягти не вдається, то можна зробити висновок про те, що власною ємністю резистора можна знехтувати на даних частотах (тобто вона дуже мала). А індуктивність знаходимо з типовою формули резонансу ланцюга: ?2 = 1 / LC.

Далі починаємо розрахунок з наступних міркувань: квадрат кругової частоти генератора (звичайна частота, помножена на два числа Пі) обернено пропорційний добутку власної індуктивності конденсатора і сумою його ємності та змінної ємності. Якщо провести вимірювання для двох досить різних частот (наприклад, 15 і 7 МГц), то можна отримати два результату. А саме, номінали змінних ємкостей. Якщо за формулою поділити квадрати кругових частот один на інший, то вийде, що квадрат відносини звичайних частот співвідноситься тільки з приватним від ємностей, а індуктивності скоротяться.

Ось як це виглядає:

(f1/f2)2 = (C + C2) / (C + C1), де f1 і f2 — частоти, при яких проводився досвід (Гц), З – власна ємність резистора, С1 і С2 – змінні ємності, відповідно, для першої і другої частот в досвіді. Зрозуміло, що з цієї формули легко можна знайти власну ємність, а потім по загальному шляху знайти і індуктивність резистора. Зверніть увагу, що дуже важливо знайти саме мінімум напруги. А це окрема тема для розмови.

Як знайти мінімум напруги резонансної ланцюга

Якщо власні ємність і індуктивність резистора дуже малі, то резонансна частота буде дуже високою. Це означає, що в більшості випадків цими параметрами можна зовсім знехтувати. У разі успіху при варіюванні змінної ємності можна буде спостерігати, як свідчення мультиметра зменшуються або збільшуються. Справа в тому, що частотна характеристика в цьому випадку має один горб (а точніше провал). Потрібно рухатися в ту сторону, куди потенціал на контурі падає.

Оскільки мультиметр цифровий, то скоро буде ясно, що нами знайдено якийсь інтервал ємностей, де показання дисплея мінімальні. Потрібно записати обидва краї (кожен з них виміряти тестером, вилучивши конденсатор з схеми). Потім потрібне значення знаходиться як середнє арифметичне між цими двома (складаємо і ділимо навпіл).

Іноді буває зручно спаяти тестировочную схему. І перевіряти резистор мультиметром на платі. Доцільно включити туди різні тумблери, зв’язки ємностей і все в тому ж дусі. (Див. також: Як мультиметром перевірити опір)

Як перевірити резистор на придатність мультиметром

Ми так багато сказали про екзотичних параметрах, що багато хто вже не розуміють, напевно, як проводиться стандартна перевірка резистора мультиметром. Зазвичай це здійснюється наступним чином:

Оцінюється приблизний номінал резистора. Для цього використовується читання маркування. Набагато простіше виміряти опір резистора мультиметром, якщо заздалегідь можеш вибрати діапазон. Маркування зараз переважно кольорова, причому в інтернеті можна знайти онлайн калькулятори, які люб’язно переведуть низку смуг в шукане значення. Важко переплутати напрямок, тому що срібний і золотистий кольори, наприклад, можуть бути тільки з одного краю.

Потім виставляється потрібна шкала з діапазонів, позначених буквою ?, і читається показання дисплея. Полярність щупів при перевірці резистора не важлива.

Потім визначається точність резистора. Вона також задана кольоровим маркуванням. І якщо перевірка працездатності показує, що змінний резистор, наприклад, укладається в припустимий діапазон, то елемент на 100% придатний. В іншому випадку потрібно проводити додаткові дослідження на зразок тих, що були зазначені вище.

Буває, що потрібно перевірити резистор мультиметром, не выпаивая. У цьому випадку все залежить від схеми. По-перше, звичайно ж, оцінюється наявність короткого замикання, потім проводиться тест на обрив. При паралельному з’єднанні активні частини резисторів і індуктивностей складаються. А ємності є розривами в будь-якому випадку, тому що для вимірювання мультиметр використовує постійний струм.

Знаючи ці особливості і вміло застосовуючи закони Ома і Кірхгофа, можна в більшості випадків перевірити резистор мультиметром на платі, не выпаивая його.