Термопара для мультиметра 838

Изготовление термопары для мультиметра своими руками

Большинство предметов для обогрева и измерения, которые мы применяем в быту, требуют использования особых элементов контроля. Такие контроллеры (термопары) предохраняют приборы от перегрева и поломок. Термопару можно использовать и для небольших домашних измерений, и для лабораторных опытов. Для этого не нужно специально искать ее в магазинах. Можно разобраться в ее устройстве и сделать термопару для мультиметра своими руками.

Как измерить температуру мультиметром

Мультиметры – универсальные приборы для измерения различных показателей электрооборудования. Чаще всего они применяются для работы электриками, однако иногда с их помощью проводят измерение температуры. Это возможно, если прибор имеет соответствующие функции, или есть возможность приладить к нему микросхему.

Обзор возможностей, ремонт мультиметра М838

Знание характеристик цепи прохождения тока — основа работы каждого электротехника. Здесь мало разбираться в проектируемой схеме, нужно выявлять напряжение, силу проходящего тока, сопротивление на уже готовых деталях аппаратуры. Для исследования значений характеристик, используются или раздельные омметры, вольтметры, амперметры, или приборы, объединяющие в своем составе все названые измерители. Один из таких аппаратов — мультиметр М838. О нем и пойдет речь дальше.

Тестер доступен по цене, надежен и обеспечивает все базовые функции для домашней, или профессиональной, мастерской-лаборатории электронщика. Особой широты возможностей от мультиметра М838 ждать не стоит, но в мере существующих, он дает хорошую точность измерений.

Аппарат классифицируется как цифровое устройство. Основа его схемы — классический тестер DT838. Отличий модели, представленные на рынке ни во внешнем виде, ни по функциональности практически не имеют, за редким исключением. Производители привлекают покупателей конкретно к своим устройствам иными методами. К примеру, мультиметр цифровой Universal M838 IEK, позиционируется как полностью соответствующий государственным (ГОСТ Р), международным стандартам (IEK) и регламентам ЕАЭС. Кроме того, с ним в комплекте поставляются не только обычные щупы, но и термопара.

Классификация

Приборы классифицируются на 2 группы — аналоговые и цифровые. Различаются они набором функций, точностью измерений, устойчивостью к помехам, удобством применения.

С помощью тестера можно найти:

• силу и напряжение тока;
• сопротивление участков цепи и отдельных элементов;
• емкость конденсаторов;
• индуктивность катушек;
• температуру.

Для ремонта электронной или цифровой техники мультиметры просто незаменимы. Приборы помогают быстро обнаружить поломку и исправить ее.

Аналоговые

Представляют собой стрелочные тестеры, состоящие из чувствительного магнитоэлектрического измерителя, добавочных резисторов и шунтов. Информация передается на градуированную шкалу при помощи подвижной стрелки.

Преимущества аналоговых устройств:

• устойчивость к помехам;
• чувствительность к изменениям в электрической цепи;
• доступная цена.

• большая погрешность измерений;
• нелинейная шкала, для которой требуется предварительное выведение нуля специальным регулятором;
• низкое внутреннее сопротивление;
• нет автоматического определения полярности;
• невозможно измерить переменный ток или напряжение.

Тем не менее некоторые инженеры предпочитают именно аналоговый вариант для тех случаев, когда при испытаниях электрических компонентов нужно точно определить направление и тенденцию изменения величины.

Цифровые

Инструменты последнего поколения очень популярны в среде электронщиков благодаря возможности быстро и точно измерить нужные параметры. Электронные мультиметры более приспособлены для повседневной работы, поэтому их можно с уверенностью рекомендовать новичкам.

Форма и размеры прибора могут быть различными, но алгоритмы измерения основных величин одинаковы практически у всех моделей.

Плюсы цифровых тестеров:

• информация выводится на дисплей в виде числа с одним/двумя знаками после запятой в нужных единицах, что позволяет не затрачивать время на расшифровку;
• при замене полярности значения отображаются со знаком минус;
• высокое внутреннее сопротивление, что сокращает погрешности до минимума;
• продуманный интерфейс и простое управление помогает быстро освоить принципы измерения и приступить к работе.

• чувствительность к помехам;
• тусклый дисплей и искажение значений при разрядке батареи питания.

Цифровые мультиметры имеют выход для подключения компьютера, с помощью которого производится запись и дальнейшая обработка результатов.

Описание и характеристики

Термопара — это прибор, состоящий из двух различных проводников, которые соединяются в одной или нескольких точках компенсационными проводами. Когда на одном конце провода происходит измерение температуры, на другом создается напряжение определенного значения и силы. Это устройство используется для контроля температуры, а также для преобразования температуры в электрический ток.

Стоит термодатчик совсем недорого. Этот прибор вполне стандартный и измеряет большой диапазон температур. Единственным минусом в работе элемента является неточность, которая может составлять до 1 °C, а это немало для таких значений.

Сделать термопару в домашних условиях не составит труда. Необходимо только помнить, что эти устройства создаются из специальных сплавов, поэтому прослеживается предсказуемая и стойкая зависимость между напряжением и температурой.

Датчики бывают разных типов. Они классифицируются по типу используемых металлов для сплава:

1. хромель — алюмелевые;
2. платинородий — платиновые.

От состава зависит и среда применения, ведь такие контроллеры используют как в науке и промышленности, так и в домашних условиях — для котлов, колонок, духовых шкафов.

Универсальные щупы

Чаще всего в комплекте с мультиметром идут универсальные щупы. Ими можно касаться контактных точек электрических схем, плат, приборов. Контакты таких щупов сделаны в виде заточенных игл. Такие щупы имеют самое широкое применение при использовании мультиметра.

Как всякие универсальные устройства, они имеют недостатки:

• Относительно высокие сопротивления проводников;
• Невозможность закрепления на необходимых контактных точках устройств и схем;
• Не всегда возможно подключиться к компонентам микромонтажа;
• Слабая термоустойчивость материала изоляции проводов при случайном касании жала паяльника.

Такие комплекты щупов мультиметров, при всех своих недостатках, недороги, поэтому популярны. Они вполне подходят для проведения простых работ, измерения напряжения, тока, «прозвонки» цепей, в местах, где имеется легкий доступ к электрическим или электронным компонентам и системам.

Основные моменты

Мультитметр используют в качестве термометра, если надо провести измерения температуры в сложных условиях – открытое пламя, ядовитые вещества, трудный доступ к объекту, слишком горячий объект.

Многие мультиметры обладают встроенной функцией измерения температуры. В этом случае пользоваться прибором несложно, так как не придется вносить никаких изменений в его конструкцию, достаточно только разобраться, какой режим выбрать.

Обычно этот режим промаркирован буквами «temp», а в комплекте с мультиметром идет термопара, представляющая собой провод с датчиком. Для подключения термопары на корпусе предусмотрено два гнезда.

Большинство тестеров способно работать с температурой от -40 до 1000 градусов по Цельсию. Если вы приобрели недорогой мультиметр, стоит обратить внимание на то, какая термопара идет в комплекте.

Дело в том, что большинство мультиметров имеют достаточно тонкие провода, которые могут оплавиться при воздействии на них температур свыше 250 °C. Надо также обращать внимание на то, возможно ли измерение температуры жидкостей или только газов.

Если вы собираетесь работать с высокими температурами, то штатную термопару лучше сменить на специальную, конструкция которой рассчитана на измерения в более сложных условиях.

Для некоторых приборов потребуется использовать специальный переходник, так как мультиметры имеют одинарные входы, а профессиональная термопара – миниатюрную вилку. После подключения термопары необходимо выбрать режим измерения температуры: он может быть в градусах по Цельсию или Фаренгейту.

Для того чтобы узнать, какая температура, необходимо коснуться кончиком термопары интересующего объекта. Данные сразу же появятся на электронном дисплее.

Длительность контакта с объектом составляет всего 2-3 секунды, для точности измерений контакт должен быть плотным. Проверить правильность работы мультиметра можно, сравнив его показания с показаниями термометра. Важно также следить за полярностью подключения термопары.

Характеристики и возможности

Возможности прибора рассмотрим на примере мультиметра Mastech M838, как представителя всех прочих аппаратов серии DT838:

Характеристика	Описание
Критичный предел силы тока AC/DC	10 A
Предел напряжения AC	750 В
Максимальный определяемый вольтаж DC	1000 В
Минимальный DC	0.1 В
Наименьший выявляемый вольтаж переменного тока	100 мВ
Минимальное сопротивление	0.1 Ом
Максимальное сопротивление	2 МОм
Звуковой сигнал	Есть
Диапазон проверки диодов	2.8 В / 1 мА
Проба усиления транзисторов hFE	0…1000
Подключение термопары	Есть, сенсор поставляется в комплекте
Пределы измеряемой температуры	−20… +1370 °С
Изоляция корпуса мультиметра	Двойная, класс II
Габариты (мм)	126×70
Вес (кг)	0.15
Питание	Элемент «крона» 9 В

Большая часть моделей М838 идет с инструкцией по применению, напечатанной на задней стенке упаковки. Последняя отлична от классической коробки и выполнена картонным основанием, закрытым прозрачным фигурным пластиком, выпуклости которого и придерживают от выпадения мультиметр, вместе с щупами и термопарой в комплекте. Некоторые производители, в целях экономии не поставляют сенсор температуры, его придется приобретать отдельно.

Конструкция

Мультиметрами чаще всего называют именно цифровые тестеры. Они могут быть как переносными, так и стационарными для профессионального использования.

Самые удобные для домашнего применения — компактные мобильные модели, которые можно держать в руке. Внешне они представляют собой небольшие приборы в виде плоской коробочки. Питание предусмотрено от батареек. На передней поверхности расположены дисплей, дисковый переключатель для установки режима и смены диапазона, 3-4 разъема для щупов и 1 для транзисторов.

На дисплее высвечивается значение измеряемой характеристики. С помощью ручки управления задается режим (измерение силы тока, напряжения, сопротивления и т.д.). По кругу нанесены обозначения показателей и их диапазон. При установке переключателя метка или стрелка должны быть обращены в нужный сектор.

Разъемы служат для подключения щупов. Черный провод по принятым в электротехнике правилам всегда «минус». «Плюсом» может быть любой цвет, в мультиметрах он, как правило, красный. Для измерения температуры в комплект включается термопара.

Гнезда имеют обозначения:

• СОМ — «земля», нулевая клемма, предназначено для черного щупа;
• VΩmA — для измерения напряжения, сопротивления и для тока до 200 mA, красный щуп;
• 10ADC — для тока силой до 10 А.

Два последних используются как контакты для термопары. Отдельно расположен разъем для проверки транзисторов.

Приборы могут выпускаться в ударо-пыле-защищенном исполнении. От механических повреждений электронную начинку подстраховывает прорезиненный кожух, а герметичный корпус изготовлен из негорючего пластика.

Фирменные изделия

Высококачественные наборы щупов имеют в комплекте различные насадки, позволяющие произвести более точные измерения в сложных, труднодоступных местах электронных плат, приборов, схем с микромонтажем.

В таких наборах могут быть:

• Переходники – клеммы для стационарного присоединения проводов, например, к блокам питания;
• Тонкие игольчатые насадки для доступа к малоразмерным контактным площадкам печатных плат;
• Зажимы «крокодил», подключаемые к клеммам или контактным штырькам приборов;
• Специальные насадки зажимы для присоединения к элементам поверхностного монтажа – электронным компонентам SMD;
• Пружинные зажимы для установки на ножки микросхем или навесных элементов монтажных плат.

Такие наборы расширяют спектр использования мультиметров, улучшают условия работы измерителя. При этом комплекты имеют серьезный недостаток – высокую цену, которая иногда доходит до нескольких тысяч рублей, что сопоставимо с ценой самого мультиметра.

Без специального режима

Существует ли возможность измерить температуру мультиметром, не имеющим для этого специального режима? Оказывается, это действительно можно сделать, но потребуется немного модернизировать прибор.

Нужно приобрести микросхему ЛМ-35, с ее помощью показатели температуры будут превращены в напряжение, и прибор сможет распознать данные, но укажет их в Вольтах. Например, 0,30 Вольт нужно будет понимать как 30 градусов Цельсия.

Использование микросхемы не требует сложного вмешательства в конструкцию прибора и позволяет использовать любой мультиметр для измерения температуры.

Для того чтобы микросхема работала, вам потребуется:

• три провода, которые можно будет подключить к 10-омному выходу прибора;
• отдельный источник питания не менее 4 Вольт, то есть 2 плоских батарейки.

Если надо измерить не только положительную, но и отрицательную температуру, потребуется также подключение источника опорного напряжения.

Сама микросхема подключается просто. Она имеет три разъема для проводов плюсового, минусового значения и выходной датчик. Такой подход позволит преобразовать любой мультиметр, сделав его более функциональным, при этом конструкция обойдется недорого.

Разрядность, разрешение, погрешность

Разрядность мультиметра — это величина, определяющая число разрядов для записи измеряемой характеристики. Она задает не точность прибора, а вид (длину) числа. Так например, разрядность 4 1/2 означает, что дисплей отображает 4 полных разряда и 1 половинчатый, то есть до 19999 отсчетов. Если величина выходит за эти пределы, необходимо переключиться в другой диапазон.

Разрешение обозначает степень точности прибора, то есть на каком интервале возможно обнаружение изменения характеристики. Если разрешение мультиметра составляет 1 мВ в диапазоне 4 В, то при измерении напряжения в пределах 1 В разница между соседними значениями будет не менее 1 мВ.

Погрешность цифрового мультиметра — это наибольшая ошибка, которую допускается прибором при измерении величин в конкретных рабочих условиях. Чем она меньше, тем ближе полученный результат к фактическому значению.

Чаще всего погрешность выражается в процентах. Например, если она составляет 1%, то при отображении напряжения в 200 В истинное значение распределяется в пределах от 198 до 202 В.

Изготовление термодатчика

Для изготовления термопары своими руками необходимо приобрести проволоку из подходящих материалов. Здесь важное значение имеет диаметр, так как от него зависит погрешность при измерении температуры. Рекомендуется брать проволоку меньшего диаметра, особенно если исследоваться будут объекты небольших размеров.

Материал зависит от диапазона температур, с которым предполагается работа. Наиболее распространенные варианты: хромель-алюмель, медь-константан. Само изготовление заключается в создании соединения, сплава двух проволок. Зачастую для этого используется какой-то источник напряжения (к примеру, автомобильный аккумулятор или трансформатор).

Дальнейшие этапы работы таковы:

1. свободные концы скрученной проволоки подключают к одному из полюсов источника напряжения;
2. вывод подсоединяется к другому из полюсов, который дополнительно соединен еще и с графитным карандашом.

При возникновении электрической дуги возникает соединение проволок термопары. При этом напряжение для соединения проводов подбирается путем эксперимента. Как правило, оптимальное значение 40−50 В, но оно может быть меньше, так как зависит от материалов и длины изделия.

Еще один главный момент — соблюдение техники безопасности. Очень важно не использовать слишком высокое напряжение и не касаться оголенных проводов. Лучше заизолировать их специальной лентой или закрыть керамической трубкой.

Это самый простой и доступный способ изготовления термопары для мультиметра своими руками. Иногда проволоки для термопар спаивают с помощью паяльника. Но тогда придется дополнительно приобрести специальный припой и придерживаться определенных температур в работе.

Проверка датчика температуры тестером

Вопрос, как проверить датчик температуры тестером, достаточно актуален для автомобилистов. Для того чтобы провести необходимые измерения, можно использовать любой мультиметр, кроме этого, потребуется снять сам датчик и приготовить чайник с водой.

Датчик нужно будет погрузить в кипящую воду (температура жидкости всегда составляет 100 °C). Провода, отходящие от датчика, удобнее всего закрепить крокодилами и подключить к измерительному прибору.

После этого мультиметр нужно установить в режим измерения сопротивление тока.

Если показания сопротивления датчика при воздействии на него температуры в 100° не превышают 210 Ом, то датчик можно смело менять, так как его показания некорректны. При таком сопротивлении датчика вы столкнетесь с тем, что ваше авто будет регулярно закипать.

Использовав мультиметр, вы избавитесь от необходимости разбирать головку цилиндра и проводить сложные ремонтные действия, быстро выявив причину неисправности в домашних условиях. Вы также сможете выбрать тот датчик, который будет корректно отображать данные.

Принципиальная схема

Конструктивно все мультиметры серии M83x похожи. Их принципиальная схема:

Отличительная черта аналогичных тестеров — кольцевой селектор включения и выбора режимов работы. Его контактные области хорошо видно на схеме подобного мультиметра — М830B:

Как выставить нужный режим

Если неправильно установить переключатель, то прибор может выйти из строя, потребуется ремонт. Первое действие, которое нужно сделать перед измерением, — определить, какой ток протекает по проводам. Постоянный ток в батарейках, аккумуляторах или блоках питания, переменный — в бытовой электросети.

Если характер тока изначально неизвестен, можно воспользоваться индикаторной отверткой:

• если индикатор не горит ни на каком контакте, — ток постоянный;
• при переменном токе свечение в отвертке появляется на фазе, на нуле отсутствует.

Второе — нужно выбрать часть сектора для искомой характеристики. Стандартные обозначения:

Следующий шаг — выставить диапазон измерений. Когда сила тока неизвестна, переключатель фиксируется на максимальном значении. Если ток окажется больше ожидаемого, это поможет избежать поломки. Так для стандартного напряжения переменного тока 220 В устанавливается предел 600 или 750 В.

Наконечники-«крокодилы»

Для удобного подключения к выводам электронных устройств, к контактным штырям плат и приборов применяются самозажимные устройства, насадки-«крокодилы».

Существует много вариантов исполнения «крокодилов». Они могут отличаться размерами, быть «голыми» либо изолированными. Крокодилы для мультиметра производятся как из стали, так и из латуни, могут быть «позолоченными» – с покрытием из нитрида титана.

Распространенные неисправности модели и их ремонт

Как и у любого электронного оборудования, мультиметр M838 имеет свои слабые места. В которых неисправности, зачастую, возникают из-за некорректных действий человека, или износа от времени и частоты использования аппарата. Ремонт подобных повреждений относительно несложен, и вполне по силам владельцу.

Неисправность	Причина	Решение
Аппарат работает, но не реагирует на касания щупов, или изменение температуры термопары.	Перегорел предохранитель 200 мА	Заменить деталь
Тестер показывает завышенные результаты	Села батарея питания	Заменить на аналогичную «крону» 9 В
Не все сегменты индикатора активны, или некоторые работают тускло.	Плохой контакт между ним, токопроводящей резиной, или площадками на плате мультиметра	Размонтировать прибор, обезжирить контакты и резину спиртом. Собрать обратно, подложив при этом, между верхней физически прижимающей кромкой корпуса и лицевой частью экрана тонкую полоску изоленты.
Замеры напряжения завышены, или мультиметр зашкаливает	Проверить резисторы R6 100 Ом и R5 90 Ом идущие от кольцевого селектора	При неисправности — заменить
Определяя сопротивления в диапазоне 200 Ом–2k Oм аппарат медленно уменьшает значения на индикаторе	Неисправность C3 0.1 mF	Заменить деталь
Сильно занижен замер напряжений близких к 750 В AC и 1000 В AC	Пробой C6 0.1 mf	-//-
При определении сопротивлений в диапазоне 200 Ом–2 kOм аппарат медленно увеличивает значения на индикаторе	Неисправность C5 0.1 mF	-//-
Плывут показания до 40 ед. при замере вольтажа переменного тока	Потеря емкости C3 0.1 mF	-//-
Проба сопротивления дает «0» на индикаторе, или непонятные показания	Вышел из строя транзистор q1 (9014)	-//-
Замера тока зашкаливает	Проблема в резисторах R7 9 Ом и R8 1 Ом	-//-
Переключение полярности щупов выдает разные значения на индикаторе на неизменной линии	Проблемы с обвязкой, или самой микросхемой 7106. Первоначально проверить конденсатор на выходе 27 чипа и связующий 33 с 34.	-//-
При накоротко замкнутых щупах, в режиме пробы напряжения, показания отличаются от «0», в нескольких разрядах	«умер» конденсатор между ножками 33 и 34 микросхемы 7106	-//-
Любое измерение выдает единицу на индикаторе	Возможен выход из строя микросхемы АЦП. Проверяется напряжение между ножками 1 и 32. У нормального чипа ток там должен быть равен 3 В.	Замена АЦП

Заключение

Как пользоваться мультиметром — актуальный вопрос для тех, кто начинает пошагово осваивать азы электротехники. Устройство поможет определить параметры электрических цепей с большой точностью и скоростью. Некоторые модели выполняют функции влагомера, люксметра и шумомера, что значительно расширяет возможности этих удобных приборов.