Советский мультиметр как пользоваться
Прибор «цешка». Советский мультиметр Ц-20. Как пользоваться «цешкой»
Те, кто во времена Советского Союза занимался радиотехникой, имели в своем арсенале массу специальных приборов, которыми можно было измерять разные параметры электрического тока. Но был один универсальный вариант прибора, который смог заменить множество других. Таковым стал «Ампервольтомметр Ц-20», который в народе прозвали «цешка». Обустройство и принцип использования данного приспособления отличается простотой и комфортностью. И хоть в данный момент есть масса современных альтернатив, многие продолжают использовать представленную модель старого образца.
Что такое «цешка», какие измерения позволяет производить
Прибор Ц-20 — это самый известный советский мультиметр. Он был разработан для измерения следующих величин:
Прибор позволяет проводить измерение заявленных параметров электричества в следующих пределах:
Устройство имеет погрешность измерений, которая для тока и напряжения лежит в пределах 4 %, а для сопротивления — в пределах 2,5 %.
Какова специфика производства этих изделий?
Ошибочно считается, что стрелочные приборы просты в изготовлении, но на самом деле с точки зрения производства, эти приборы на порядок более сложные, чем цифровые. Каждый стрелочный прибор состоит из большого количества миниатюрных деталей, отклонение которых на сотую долю элементов является критичным.
Стрелочное сборочное производство преимущественно состоит из ручной сборки и организовано конвейерным типом, где каждый рабочий выполняет свою операцию. Для сборки одного простого стрелочного прибора необходимо совершить около 50 сложных, механических и миниатюрных операций.
Есть ряд уникальных операций и приспособлений, которыми обладает только ОАО «Электроприбор», например, только на нашем предприятии, одной из изюминок технологии производства стрелочных щитовых приборов является использование вибрационной приработки на резонансных частотах конструктивных элементов малой жесткости (таких, как пружинки, стрелки подвижные части и т.д.), взамен традиционной их температурной стабилизации. Такая технология обеспечивает более эффективное снятие релаксационных остаточных напряжений, образовавшихся во время производства деталей и узлов, и значительное сокращение цикла производства.
Подобные решения позволяют снижать себестоимость изделий без ущерба для метрологических характеристик и поддерживать самую широкую номенклатуру приборов. В номенклатуре есть уникальные чувствительные приборы с диапазоном измерения до 5 мкА, которые не выпускает никто в мире.
Особенности мультиметра Ц-20
Универсальный прибор «цешка» устроен довольно просто. Он помещен в карболитовый (для старых моделей) или пластиковый футляр. На передней панели расположен индикатор в виде стрелочной электромагнитной шкалы. Под ним есть ручки управления и группа разъемов для подключения проводов с измерительными щупами. Здесь все подписано, поэтому легко обучиться, как прозвонить мультиметром цепь.
Схемотехнику «цешки» можно разделить на основные блоки:
Каждый из них имеет свои особенности.
Блоки для измерения тока и напряжения содержат в себе набор гасящих резисторов. Каждый из них может поочередно подключаться в схему. Это зависит от предела измерений. Чем больше величина измеряемого электричества, тем сопротивление схемы больше. Далее погашенный ток поступает на стрелочный индикатор.
Выпрямительный блок преобразует переменный ток в постоянный при измерении переменного напряжения. Коммутация между режимами измерения осуществляется переключателем.
Блок измерения резисторов также включает в себя набор сопротивлений, но они служат добавочными элементами. Для функционирования ампервольтомметра Ц-20 в этом режиме в схеме предусмотрен дополнительный источник питания на химических элементах.
Как избежать покупки приборов, бывших в употреблении?
Учитывая тот факт, что щитовые аналоговые приборы при сроке службы 10–15 лет в реальности стоят на службе на десятилетия больше, и кардинальных изменений в конструкциях приборов нет — это делает рынок щитовых аналоговых средств измерений полным приборов, бывших в употреблении.
Вот пример наиболее частой просьбы: «У меня стоит в щите прибор М4200. Мне нужен такой же». Если это вопрос задается специалисту, то, безусловно, он поможет разобраться и найти замену. А если не специалисту? М4200 не выпускается уже более 50 лет и за это время претерпел 4 этапа модернизации, включающей не только конструктивные изменения, но и переименования типа. Но, к сожалению, мало кто об этом знает, а рынок неликвидной приборной продукции в нашей стране таков, что при желании вам смогут поставить этот прибор, более того — его вам выдадут за новый. И сейчас подобные вопросы задаются чаще и чаще, т.к. идет процесс модернизации наших энергетических объектов. Но до сих пор есть заказчики, которые не хотят этого понимать и ищут только М4200 или М42100.
Для исключения таких рисков, мы — как завод-производитель — рекомендуем конечным заказчикам выбирать только проверенных поставщиков, либо обращаться напрямую к производителю.
И все же, для того чтобы пользователь визуально мог отличить приборы, произведенные в 90-х от современных, мы пошли на незначительные изменения внешнего вида, проведя модернизацию конструктива и измерительного механизма. Сегодняшние приборы изготавливаются из современных материалов, которые позволили не только улучшить эксплуатационные характеристики, но и унифицировать детали и узлы, что положительно сказалось на себестоимости изделий.
Теперь разница видна даже человеку, чья профессиональная деятельность лежит не в плоскости использования данных средств измерения. С 2011 года мы выпускаем приборы только в новом конструктиве и полностью отказались от старого исполнения. Изменения связаны не только с внешним видом, новая серия приборов производится с использованием современных материалов и технологий, что позволило одновременно улучшить эксплуатационные характеристики изделий и сделать процесс производства более экологичным и экономичным. Поэтому, если у вас оказался прибор старого вида, будьте уверены — это неликвид, выпущенный от двух до тридцати лет назад!
Расположение и назначение органов управления
В советском мультиметре предусмотрено всего два органа управления, расположенных под приборной шкалой:
Первая реализована на многопозиционном переключателе, который коммутирует между собой:
В каждом конкретном режиме другие возможности коммутации отключены. Поэтому не сложно разобраться, как пользоваться «цешкой».
Ручка регулировки стрелки работает только в режиме измерения сопротивления, так как в этом случае к индикатору подключается дополнительный источник питания.
Также прибор снабжен парой щупов для подключения к измеряемой схеме. Разобраться с их подключением легко, так как на нижней панели прибора расположена группа разъемов, каждый из которых подписан по пределу допустимого значения.
Нюансы конструкции
В самом начале выпуска, приспособление представляло собой черную коробочку, которая была изготовлена из карболита. На корпусе располагалась шкала с массой обозначений. Определение той или иной величины производилось посредством движения стрелки. Из корпуса выведены 2-ва провода, на кончиках которых были специальные щупы. Внутри располагалась плата, на которой в соответствующей последовательности соединялись электрические элементы.
Современный вариант претерпел не много изменений. Коробка теперь изготавливается из обычного пластика. Обычно пластмасса окрашена в оранжевый цвет — это позволяет быстро находить прибор среди других инструментов. Улучшенной стала и «начинка». Теперь используются более современные схемы, что дало возможность уменьшить размеры коробочки на несколько сантиметров.
Конструкция корпуса
Сзади корпуса есть открываемая ячейка, в которой все обустроена для установки батареек. В самый первый аппарата помещается 9-ть пальчиковых батареек. Мощность каждой должна составлять не менее 1,5 В. В более современных вариантах, количество источников питания сокращено благодаря более совершенной плате.
Уникальная переделка приспособления
Хоть и появилась более современная версия приспособления, но многие все же отдают предпочтение старым образцам. Это вполне реально, если немного усовершенствовать базовую комплектацию.
Измерение величины напряжения
Этот процесс не сложный, но требует внимательности. При измерении величины постоянного напряжения прибором «цешка», выполняют следующий алгоритм действий:
Чтобы не спалить прибор «цешку», предел измерений выбирают в большем диапазоне, чем измеряемое напряжение. Если при замерах положение стрелки находится в начале шкалы, то предел понижают (ориентируясь, конечно, на величину полученного результата). Более точные показания прибора получаются, когда стрелка находится на второй половине шкалы.
При измерении переменного напряжения используют разъемы пределов под значком «
V». Ручку переключения режимов ставят на значок «
». Все остальные действия соответствуют далее описанным пунктам.
Внутренности
Внутренности мультиметра не блистают кучей интегральных микросхем, что не удивительно за свою цену. Мозгом мультиметра является чип ES51922. При осмотре оказалось, что флюс в некоторых местах был смыт плохо.
Внутренности
Вот чем смазывал, покупал в авто магазине.
Что вот хорошо, так это переключатель, спроектирован он так, что как-бы вы на него не давили дорожки на плате вы не прорежете контактами переключателя.
Определение силы тока
При измерении силы постоянного тока также не трудно понять, как пользоваться «цешкой». Действия должны происходить в следующей последовательности:
Важно помнить, что «цешка» рассчитана на измерение небольших постоянных токов.
История щитового приборостроения РФ
История отечественного щитового приборостроения, ориентированного на измерения электрических величин, насчитывает более 70 лет. В СССР было несколько крупных заводов, выпускающих щитовые приборы: ОАО «Электроприбор» г. Чебоксары (около 30% общего объема выпуска), ЗАО «Электроточприбор» г. Омск (свыше 20% общего объема выпуска), ОАО «Краснодарский ЗИП» г. Краснодар (около 20% общего объема выпуска), ПО «Электроизмеритель» г. Витебск (более 10% общего объема выпуска), ОАО «Амурэлектроприбор» г. Благовещенск (около 10% общего объема выпуска), ОАО «Мегомметр» (г. Умань, Украина), ОАО «Вибратор» ( г. Санкт-Петербург), АООТ «Электроточприбор» (Ереван, Армения). К концу 90-х годов прошлого столетия в СССР выпускалось около 15 млн щитовых приборов в год.
Каждое из этих предприятий специализировалось на своей определенной нише щитовых приборов. Например, Чебоксарский завод выпускал только миниатюрные и малогабаритные приборы, Краснодарский ЗИП — крупногабаритные приборы. Номенклатуру определяло государство, оно же выступало и в качестве заказчика.
Но с приходом рыночных отношений (с 1991 года), эти предприятия были выпущены в «свободное плавание», и не всем удалось полностью сохранить свой научный и производственный потенциал: «Амурэлектроприбор» прекратил выпуск этих приборов, Уманьский и сейчас выпускает в основном омметры и измерители сопротивления, Омский «Электроточприбор» обозначил своим основным производством шахтные приборы, Санкт-Петербургский «Вибратор» производит в основном приборы специального назначения. Крупнейшее приборостроительное предприятие ОАО «Краснодарский ЗИП» резко сократил объемы производства стрелочных приборов.
Чебоксарский завод пошел по пути расширения своей номенклатуры за счет освоения приборов крупного габарита, европейского габарита, приборов новых систем и конструкций. И в итоге на сегодняшний день Чебоксарское ОАО «Электроприбор» представляет на рынке самую широкую гамму щитовых электроизмерительных приборов, составляя достойную конкуренцию предприятиям Европы и Юго-Восточной Азии.
Прозвонка мультиметром цепей и замер сопротивлений
Измерение прибором величины сопротивления происходит следующим образом:
Проводя измерения непосредственно в схеме, один из выводов сопротивления необходимо отпаять. В противном случае его может зашунтировать другой элемент. Из-за этого показания будут неверными. Также можно легко вывести из строя полевые транзисторы, если таковые имеются в схеме.
Чтобы просто прозвонить мультиметром целостность какого либо проводника, щуп подсоединяют к выводу «х1», после чего смотрят на шкалу. При целом проводнике сопротивление будет стремиться к нулю. Если же есть обрыв, то сопротивление будет тяготеть к бесконечности.
За что любят стрелочные мультиметры
В век цифровых технологий стрелочный мультиметр все еще пользуется спросом. У старшего поколения радиолюбителей до сих пор сохранились «цешки», надежные советские приборы. Верой и правдой служат они своим хозяевам в течение нескольких десятилетий. А новое поколение смотрят на них как на антиквариат и не представляют, как пользоваться стрелочным мультиметром без инструкции. Однако, они обладают рядом свойств, которые позволяют им быть востребованными и в нынешнее время.
Назначение
Стрелочный тестер – это аналоговый прибор, состоящий из стрелочного микроамперметра, набора резисторов и шунтов. Другое его название – авометр (ампер+вольт). Изначально мультиметры выполняли только три функции, измеряли напряжение, ток и сопротивление. Затем набор функций был расширен.
При измерении напряжения к микроамперметру последовательно подсоединяют резисторы большого номинала, для определения тока параллельно к нему подсоединяется шунт, резистор с малым сопротивлением.
При измерениях переменного тока и напряжения дополнительно подключаются диоды для выпрямления входного сигнала. Дополнительные резисторы и шунты имеют высокую точность номинала, так как от этого зависит погрешность стрелочного мультиметра.
Классический советский стрелочный тестер – это модель Ц4352. У него широкий диапазон измерения напряжения (до 1200В), тока (до 15А) и сопротивления (до 5МОм).
Причем этот мультиметр может измерять характеристики как постоянного, так и переменного тока. Сегодня выпускают его модификации, которые пользуются спросом.
Особенности конструкции
Главный элемент стрелочного мультиметра – это магнитоэлектрический измерительный механизм в микроамперметре. От его чувствительности зависят основные характеристики мультиметра.
Конструктивно он представляет собой два постоянных магнита с полюсными наконечниками. Между наконечниками с одинаковыми полюсами имеется цилиндрический зазор, в котором расположен стальной сердечник.
Фактически он плавает в магнитном поле, не касаясь ни одного магнита. В этом зазоре помещается алюминиевый каркас охватывающий сердечник по длине.
Очень тонкой проволокой наматывается обмотка на каркас. Она крепится к оси, которая соединяется растяжками или спиральными пружинками со стрелкой. Измеряемый стрелочным тестером ток подводится к катушке через них.
При прохождении тока по обмотке все витки ее будут испытывать действие электромагнитной силы. Общее воздействие всех сил создаст вращающий момент, который повернет катушку и вместе с ней стрелку. У постоянного магнита его индукция поля тоже постоянна, а число витков обмотки, ее размер и воздушный зазор для конкретного механизма известны.
Поэтому вращающий момент (сила отклонения) стрелки будет зависеть только от силы тока протекающего через катушку. Угол отклонения стрелки мультиметра будет зависеть от жесткости спиральных пружинок.
Вращающий момент должен уравновеситься встречным моментом спиральных пружинок, при этом стрелка замрет. Угол отклонения будет зависеть от силы тока. Поэтому стрелочные тестеры с магнитоэлектрическим механизмом имеют линейную шкалу.
Стабильные показания
Для того чтобы стрелка не болталась, а быстро успокоилась, предусмотрены воздушные и магнитно-индукционный демпферы. Алюминиевый каркас является таким демпфером, создавая вихревые токи при повороте катушки и, согласно правилу Ленца, возникшая сила торможения успокаивает ее таким образом. Для компенсации влияния гравитации предусмотрены противовесы с изменяемым центром масс.
Для устранения влияния температуры устанавливаются резисторы с маленьким температурным коэффициентом изменения сопротивления.
Так как от направления тока зависит направление отклонения стрелки, то при измерениях нужно учитывать полярность измеряемого сигнала. При прямом использовании магнитоэлектрического прибора переменный ток он измерять не сможет, так как суммарный вращающий момент будет равно нулю.
Чтобы все-таки измерить стрелочным мультиметром переменный ток, его сначала выпрямляют с помощью диодов.
Достоинства и недостатки
Аналоговый стрелочный прибор в режиме измерения постоянных величин имеет линейную шкалу – это плюс. А вот при замере сопротивления приходится пользоваться нелинейной шкалой – это минус мультиметра.
Так как стрелка прибора имеет определенную массу, то она инерционна. И это свойство позволяет мультиметру быть прекрасным интегратором. Для восприятия информации это очень удобно.
Мелкие частые колебания она сглаживает, что позволяет сразу оценить предоставляемую информацию. Цифровой мультиметр, при таком же входящем сигнале, выдает мелькание цифр, и восприятие показаний прибора затруднено.
Главные достоинства стрелочного мультиметра:
Инерционность стрелки позволяет мультиметру быть устойчивым к помехам. Кроме этого, им удобно следить за изменением тока на заряжающемся конденсаторе. При работе не требуется постоянно смотреть мультиметр, боковым зрением прекрасно фиксируются движения стрелки.
В то же время из-за ограниченности чувствительности магнитоэлектрического механизма прибора нет возможности использовать резисторы с очень большим номиналом.
Это вносит дополнительную погрешность при замерах напряжения. А при измерении тока тестер не может его фиксировать при очень малых номиналах шунта, когда практически весь ток будет проходить через него.
По сравнению с цифровыми тестерами стрелочные более подвержены механическим воздействиям из-за чувствительной измерительной головки, зависят от состояния источников питания, но более экономичны.
Дополнительные возможности
Стрелочным тестером можно измерять емкость конденсаторов, некоторые модели могут мерить температуру, определять исправность полупроводниковых элементов.
Встречаются мультимтеры со встроенным генератором испытательных сигналов на несколько (до десяти) частот.
У нормального производителя в комплект поставки входят:
При покупке нужно обратить внимание на соответствие стрелочного мультиметра стандарту безопасности 89/336/EEC.
Диапазон проверки напряжения 500-1000 В, тока до 10 А. Стрелочным тестером удобно заниматься прозвонкой проводов, проверять заземление. Некоторые имеют звуковую или световую сигнализацию при достижении сопротивления в 20-30 Ом и ниже, это очень удобно.
Средним стрелочным мультиметором можно провести практически все измерения, необходимые в быту обычному человеку. Их функциональные возможности рассчитаны именно на это.
Измерение напряжения и силы тока
Рассмотрим для примера стрелочный мультиметр m1015b, соответствующий всем стандартам безопасности. На лицевой стороне устройства расположен переключатель функций, настройка нуля, стрелка со шкалами, гнезда для подсоединения измерительных щупов.
Для измерения постоянного напряжения переключатель функций устанавливается в положение DCV. Измерительные щупы подключаются параллельно нагрузке, на которой будет измеряться напряжение.
Показания снимаются по черной шкале V.mA прибора. Если неизвестен диапазон сигнала, нужно выбрать самый большой, потом уже переходить на оптимальный для данного сигнала.
При замере переменного напряжения переключатель переводится в положение АCV. Все остальное делается так же, как и при замере постоянного напряжения.
Чтобы измерить ток, поворотный переключатель устанавливается в положение DCmA, в зависимости от диапазона значений силы тока. Начинают измерения с максимальной шкалы. Показания снимаются по черной шкале.
Измерение сопротивления и децибел
При измерении сопротивления исследуемое устройство или деталь необходимо отключить от электричества. Переключатель режимов переводят в положение Ω.
Специальной кнопкой регулятора нуля стрелка мультиметра совмещается с нулевым делением шкалы измерения сопротивления. Перед этим щупы необходимо закоротить.
Если выставить стрелку в ноль не удается надо заменить батарею. Для этого снимается задняя крышка и производится замена.
После этого щупы подсоединяются к измеряемому сопротивлению. Показания омметра снимаются по зеленой шкале. Коэффициент умножения зависит от выбранного диапазона.
Для измерения дБ переключатель режимов устанавливается в требуемое положение стрелочного мультиметра ACV.
Если сигнал имеет постоянную составляющую, необходимо измерения проводить через конденсатор емкостью менее 0,1 мкФ.
При соблюдении правил применения тестер никакого ухода не требует. Может работать при плюсовой температуре до 40 градусов и влажности 75%.
Когда упоминают мультиметр, обычно, имеют в виду компактный мобильный прибор с автономным питанием. Но существуют еще и стационарные стрелочные тестеры.
Набор функций у них может быть такой же, как у переносных или немного шире, а точность измерений, количество диапазонов обязательно выше.
Какой прибор выбрать, цифровой, стрелочный, стационарный или мобильный, зависит от нужд потребителя, но стрелочные мультиметры еще долго будут востребованы.