مقدمه
از آن‌جا که مولتی متر یکی از ابزارهای مهم و جدایی ناپذیر در الکترونیک و برق محسوب می‌شود در این مقاله به آشنایی و نحوه کار با این ابزار مهم میپردازیم. در این مقاله تمرکز ما بر روی اصول اولیه کار با مولتی متر و بخش های اصلی آن است. از این رو بیشتر مناسب عزیزانیست که تازه در این راه قدم گذاشته و تاکنون تجربه چندانی در کار با مولتی‌متر ندارند.
در این آموزش با دسته بندی های کلی مولتی متر آشنا می‌شویم. و ضمن آشنایی با بخش های اصلی، نحوه اندازهگیری ولتاژ، جریان، مقاومت و تست رسانایی را با هم فرا می گیریم.
آنچه در این آموزش یاد می‌گیرید
- انواع مولتی متر
- بخش‌های اصلی یک مولتی متر
- اندازهگیری ولتاژ، جریان، مقاومت و تست رسانایی با مولتی متر
- نحوه تست برخی دیودها و پل دیودی
مولتی متر چیست؟
مولتی متر ابزاریست برای اندازهگیری چند پارامتر اساسی الکتریکی. اندازهگیری ولتاژ، جریان، مقاومت و تست رسانایی، بخش‌های اصلی یک مولتی‌متر به حساب می‌آیند. مولتی‌متر‌های بسیاری نیز وجود دارند که امکانات دیگری از قبیل اندازهگیری خازن، دما، فرکانس و… را هم فراهم آورده‌اند.
شاید بتوان گفت که مولتی متر، اولین ابزار در عیب‌یابی و تست مدار‌های الکتریکی است.
برای تهیه مولتی‌متر میتوانید به اینجا مراجعه کنید.
انواع مولتی متر
انواع مختلفی از مولتی مترها در اشکال و قیمت‌های متنوع وجود دارند. تفاوت اصلی مولتیمترها در پارامتر‌های اندازهگیری و دقت اندازهگیری میباشد.
یکی از انواع دسته بندی مولتی مترها، بر اساس نوع نمایشگر آنها است. از این بابت مولتیمترها به دو دسته مولتی‌متر‌های دیجیتال و مولتی‌متر‌های آنالوگ تقسیم میشوند.
مولتی متر عقربه‌ای (آنالوگ)
در این مدل، اندازه‌گیری‌ها توسط یک عقربه متحرک در صفحه‌ای مدرج نمایش داده میشوند. تصویر زیر یک مدل از این نوع مولتی مترها را نشان می‌دهد.
مولتی متر دیجیتال
مولتی مترهای دیجیتال دارای یک نمایشگر ال‌سی‌دی می‌باشند که مقادیر اندازهگیری شده را با اعداد دیجیتال روی صفحه نمایش می‌دهند. از این رو کار با این مولتی مترها راحت‌تر است. تصویر زیر یک مدل مولتی متر دیجیتال را نشان می‌دهد.
یک مدل دسته‌بندی دیگر در مولتی مترها، اتوماتیک یا دستی (manual) بودن رنج اندازهگیری آن‌هاست.
مولتی متر دستی (Manual)
در این مولتی مترها باید مقدار حدودی پارامتر‌های اندازهگیری را مشخص کنید. به عنوان مثال، برای اندازه گیری مقدار یک مقاومت، باید ابتدا رنج مقاومت را انتخاب کنیم. برای این کار همانطور که در کادر آبی تصویر زیر می‌بینید چندین گزینه پیش فرض روی مولتیمترها قرار داده شده است. کافیست با استفاده از کلید روی مولتی‌متر، یکی از گزینه‌ها را قبل از اندازهگیری انتخاب کنیم.
مولتی متر اتورنج (Autorange)
در مولتی مترهای اتو رنج کار ساده‌تر شده و دیگر نیازی به تعیین حدودی مقدار پارامتر‌های اندازهگیری نیست. آنها به طور خودکار این رنج را تشخیص می دهند.
به عنوان مثال برای تعیین مقدار یک مقاومت، کافیست کلید انتخاب را روی حالت “Ω” قرار داده و اندازهگیری را انجام دهیم. همانطور که در تصویر زیر می‌بینید، بر خلاف تصویر قبلی، نیازی به تعیین رنج حدودی پارامتر نیست.
بخش های مختلف یک مولتی متر
نمایشگر
پنجره‌ای که مقادیر اندازهگیری شده را نمایش می‌دهد.
کلید انتخاب
کلید انتخاب یا Selection Knob یک کلید دایره‌ای است که مشخص می‌کند چه چیزی را می‌خواهید اندازه بگیرید. برای اندازهگیری پارامتر مورد نظر، مثلا ولتاژ DC، این کلید را بچرخانید و روبروی قسمتی که علامت V با خطوط صاف دارد قرار دهید.
پورت
محل اتصال پروب‌های اندازهگیری.
بیشتر مولتی مترها مجهز به سه پورت می‌باشند:
- پورت COM: پورت مشترکی که محل اتصال پروب مشکی است.
- پورت mAVΩ : جایی که پروب قرمز به آن متصل می‌شود.
- پورت 10A : پورت اختصاصی برای زمانی‌که می‌خواهید مقدار جریانی بیشتر از 200mA را اندازهگیری کنید. در این حالت پروب مشکی را به پورت “COM” و پروب قرمز را به این پورت وصل میکنیم.
در برخی مولتی مترها پورت mAVΩ به دو پورت مجزا تقسیم شده؛ یکی VΩ برای اندازهگیری ولتاژ و مقاومت، و دیگری µAmA برای اندازهگیری جریان در حد میکرو‌آمپر و میلی‌آمپر. در این مولتی مترها عموما دقت اندازهگیری جریان بیشتر است.
پروب اندازهگیری
سیم قرمز و مشکی به عنوان رابط‌های اصلی برای تست فیزیکی قطعات الکترونیکی بکار می روند. هر کدام از این سیم‌ها از یک سمت به یک فلز نوک تیز و از سمت دیگر به پلاگی به نام پلاگ موزی مجهز است. نوک فلزی را به قطعه‌ای که باید تست شود وصل میکنند، و پلاگ موزی را به یکی از پورت‌های مولتی متر.
در عمل تفاوتی بین پروب مشکی و قرمز وجود ندارد. صرفا به صورت سنتی و برای استانداردسازی یک سری اصول، مرسوم است که پروب مشکی به پورت مشترک یا COM متصل شود و در اندازهگیری ولتاژ یا جریان به عنوان پایه منفی به کار رود.
اندازهگیری ولتاژ با مولتی متر
با مولتی متر می توانید هم ولتاژ AC و هم ولتاژ DC را اندازه گیری کنید.
ولتاژ برق شهر یک نمونه ولتاژ AC (Alternative Current) محسوب می‌شود.
- V به همراه خط صاف به معنی ولتاژ DC است.
- V به همراه خط موجی شکل به معنی ولتاژ AC است.
برای اندازهگیری ولتاژ دو نقطه، دو سر پروب اندازهگیری را باید به صورت موازی به قطعه مورد نظر متصل کرد. تصویر زیر نحوه اتصال پروب‌ها برای اندازهگیری ولتاژ یک مقاومت در مدار را نشان می‌دهد.
برای اندازهگیری ولتاژ، مراحل زیر را انجام دهید:
- کلید انتخاب را روی حالت ولتاژ (V) قرار دهید (AC یا DC). اگر مولتی متر شما اتو رنج نیست محدوده آن را هم مشخص کنید.
- پروب مشکی را به پورت COM و پروب قرمز را به پورت mAVΩ متصل کنید.
- پروب قرمز را به سمت مثبت قطعه (از سمتی که جریان وارد می‌شود) و پروب مشکی را به سمت منفی قطعه متصل کنید.
- مقدار نشان داده‌شده روی نمایشگر را بخوانید.
مقدار نشان داده‌شده، ولتاژ دوسر قطعه مورد نظر است. اگر نمایشگر عددی منفی نشان داد یعنی پروب قرمز را به سر منفی و پروب مشکی را به سر مثبت قطعه متصل نموده اید.
لازم به ذکر است در اندازهگیری ولتاژ AC، مقدار موثر ولتاژ (RMS) نشان خواهد داده شد. بحث در مورد “مقدار موثر ولتاژ”
(RMS)، در مقاله ما نمی‌گنجد.
اندازهگیری ولتاژ یک باتری
اندازه گیری جریان با مولتی متر
در تصویر بالا جریان گذرنده از همه عناصر یکسان است. برای مثال، اگر جریان را مانند آب جاری در داخل یک لوله در نظر بگیریم، تا وقتی یک خط ورودی یا خروجی جدید به این خط لوله اضافه نشود، جریان در همه جای آن یکسان است.
برای اندازهگیری جریان مراحل زیر را انجام دهید:
- کلید انتخاب را روی حالت جریان با مارک ‘A’ قرار دهید. اگر مولتی متر شما اتو رنج نیست حدود جریان را هم مشخص کنید.
پروب مشکی را به پورت COM متصل کنید. اگر جریان اندازهگیری در حدود میلی آمپر یا کمتر است پروب قرمز را به پورت mAVΩ متصل کنید. اما اگر می‌دانید یا حتی شک دارید که جریان از محدوده 200-300 میلی‌آمپر بیشتر است پروب قرمز را به پورت 10A متصل کنید.
همچنین مقدار 10A ،حداکثر مقدار جریان لحظه‌ایست که مولتی متر می‌تواند تحمل کند یعنی اگر حدودا جریان 10 آمپری بیشتر از چند ثانیه از مولتی متر بگذرد احتمال دارد که مولتی متر به شدت آسیب ببیند.
برای اندازهگیری جریان های زیاد، مثل جریان مصرفی یک وسیله خانگی پر مصرف یا جریان یک خط برق صنعتی، از دستگاه کلمپ متر که مخصوص این کار است استفاده می‌شود.
- برای اندازهگیری جریان یک قطعه، به عنوان مثال مقاومت، یک نقطه قبل یا بعد از آن قطعه در مدار را انتخاب نموده، قطع کنید و دوسر پروب را به دو نقطه مورد نظر متصل کنید. در این حالت مولتی متر مانند یک تکه سیم رسانا عمل کرده که با قطع آن، جریان هم قطع می‌شود.
اندازه گیری مقاومت با مولتی متر
- کلید انتخاب را روی حالت اندازه گیری مقاوت قرار دهید (علامت Ω). اگر مولتی متر شما اتو رنج نیست بهتر است حدود مقاومت را هم مشخص کنید.
- پروب مشکی را مثل همیشه به پورت COM و پروب قرمز را به پورت mAVΩ متصل کنید.
- دو سر پروب‌ها را مانند تصویر به صورت موازی به دو سر مقاومت متصل نمایید. (مقاوت‌ها پایه مثبت یا منفی ندارند پس تفاوتی نمیکند کدام پروب را به کدام سر مقاومت متصل نمایید.)
تست اتصال با مولتی متر
تست اتصال یا رسانایی که در تعمیر و عیب یابی مدارات بسیار کاربرد دارد اتصال بین دو نقطه را چک می کند. گاهی مشکل در مدار زمانی رخ می‌دهد که یک اتصال بین دو نقطه قطع شده باشد و گاهی هم بر عکس: بین دو نقطه ای که نباید اتصال داشته باشند، اتصال رخ داده است. این حالات را با تست اتصال مولتی متر به راحتی می‌توان چک کرد.
برای تست اتصال، مراحل زیر را دنبال کنید:
- ابتدا سیستم را خاموش کنید. منبع ولتاژ را خاموش و یا از بقیه مدار جدا کنید تا ولتاژ و جریانی در مدار نباشد.
- کلید انتخاب را روی حالت تست اتصال قرار دهید. علامت تست اتصال ♬ و یا مثل تصویر زیر است.
- پروب مشکی را مثل همیشه به پورت COM و پروب قرمز را به پورت mAVΩ متصل کنید.
- برای تست مولتی متر، ابتدا دو سر پروب‌ها را به هم بزنید. یک صدای بوق هنگام برخورد دو سر فلزی باید بشنوید و در نمایشگر هم یک عدد کوچک (کمتر از بیست یا سی) نمایش داده می‌شود. این صدای بوق به معنی برقراری اتصال است.
- نوک پروب‌ها را به دو نقطه‌ی مورد نظر متصل کنید. اگر صدای بوق آمد یعنی بین دو نقطه اتصال برقرار است. عدد نشان داده شده هم نشان دهنده مقاومت بین دو نقطه است.
تست دیود با مولتی متر
دیود از قطعات پرکاربرد مدارات الکترونیکی محسوب می‌شود. روند عیب یابی دیود هم ساده است.
ابتدا کلید انتخاب را روی حالت تست دیود قرار دهید. علامت تست دیود همانند نماد الکترونیکی دیود است که در تصویر زیر با رنگ زرد آمده (اغلب در مولتی مترها گزینه‌ی تست دیود و تست رسانایی با هم آمده است).
با اتصال نوک پروب قرمز به پایه مثبت دیود و نوک پروب مشکی به پایه منفی دیود، باید یک عدد —ولتاژ آفست دیود— روی نمایشگر نشان داده شود. این عدد در اکثر دیود‌های معمولی بین 0.5 تا 0.7 است (برای اطمینان از این عدد، اگر کد دیود خود را دارید دیتاشیت آن را در اینترنت پیدا کنید تا از مشخصات دقیق آن آگاه شوید).
اگر در این حالت مولتی متر صدای بوق داد یا عدد بسیار کوچکی نمایش داده شد یعنی دیود اتصال کوتاه شده و خراب است.
با اتصال برعکس دیود —پایه مثبت دیود به پروب مشکی و پایه منفی به پروب قرمز— یا باید عددی بسیار بزرگ یا نماد .OL بر روی نمایشگر دیده شود. اگر صدای بوق آمد یعنی دیود اتصال کوتاه شده و خراب است.
اگر از پلاریته پایه‌های دیود اطلاعی ندارید، باز هم روند به همان صورت است؛ هر دو حالت را باید تست کنید (پروب‌ها را به دو پایه دیود متصل کرده و تست کنید. یک بار دیگر با عوض کردن پایه‌ها این کار را انجام دهید). دیود از یک سمت باید در نمایشگر عددی کوچک نشان دهد و از سمت دیگر هم عددی بزرگ (یا علامت .OL)
در هر حالت:
- اگر صدای بوق شنیدید یعنی دیود خراب است.
- اگر عددی بزرگ یا علامت .OL دیدید، یعنی دیود خراب است.
- اگر عدد کوچکی دیدید یعنی دیود خراب است.
در صورت سالم بودن دیود، وقتی عدد کوچکی روی نمایشگر نشان داده شود، پایۀ متصل به پروب قرمز، پایه مثبت دیود است.
تست پل دیود با مولتی متر
پل دیودی چیست
پل دیودی قطعه‌ای کاربردی است که تقریبا در تمام منابع تغذیه و درایور‌های ال‌ای‌دی دیده می‌شود و وظیفه یکسوسازی ولتاژ را بر عهده دارد. پل دیودی متشکل از چهار دیود است: دوپایه ورودی و دو پایه خروجی. با اعمال ولتاژ سینوسی به دو پایه ورودی، یک ولتاژ سینوسی کاملا مثبت در خروجی می‌بینیم (انگار از ولتاژ قدر مطلق گرفته باشند). در تصویر زیر (سمت چپ) شماتیک یک پل دیودی با پایه‌های ورودی و خروجی آن نشان داده شده است.
پل دیودی غالبا در ابتدای مدار قرار میگیرد. اگر پل دیودی روی برد نصب باشد پایه‌های ورودی و خروجی آن مشخص است. پایه‌های ورودی در سمتی هستند که جریان وارد مدار می‌شود. پایه‌های ورودی این قطعه بدون پلاریته هستند یعنی مثبت و منفی ندارند. پایه‌های خروجی هم سمت دیگر آن هستند که جریان از آن خارج شده و به بقیه مدار می‌رود. پایه‌های خروجی پل دیودی مثبت و منفی دارند. اگر نمی‌توانید پلاریته‌ها را تشخیص دهید و علامتی هم روی برد یا پل دیودی نیست به صورت زیر عمل کنید.
- ابتدا مولتی متر را در وضعیت تست دیود قرار دهید. حال باید چهار دیود را تست کنید.
- مانند تصویر زیر پروب قرمز را به یکی از پایه‌های ورودی متصل کنید. حال پروب مشکی را به یکی از پایه‌های خروجی وصل کنید. یک بار دیگر پروب مشکی را به پایه دیگر خروجی وصل کنید. باید در یکی از حالت ها علامت .OL و در حالت دیگر یک عدد کوچک نشان داده شود.
زمانی که عدد کوچکی نمایش داده شود، پایه متصل به پروب مشکی، پایه مثبت خروجی پل دیودی است.
برای تست سلامت کامل پل دیودی باید وضعیت‌های مختلف پایه‌ها نسبت به هم را تست کنید. همانطور که گفته شد باید سلامت چهار دیود تست شود. تصویر زیر این تست‌ها را نشان می‌دهد.
در تصویر بالا، مولتی متر باید برای قسمت زرد رنگ، عدد کوچکی نمایش دهد و در بقیه حالت‌ها .OL.
نماد‌های روی مولتی متر
عملکردهای ذکر شده، جزء کارکردهای اصلی یک مولتی متر محسوب میشوند. اما قابلیت مولتی مترها بسیار بیشتر است که هر کدام با یک نمادی مشخص شده‌اند. تصویر زیر شرح جزییات بیشتری از مولتی متر است.
همچنین اگر سوال دیگری در زمینه الکترونیک داشتید میتوانید در انجمن کافه ربات با ما به اشتراک بگذارید تا با هم به حل آنها بپردازیم.
