Мультиметр взорвался во время измерения ACV - что я сделал не так?

Хорошо, давайте сначала разберемся с некоторыми вещами, которые могут быть связаны с неправильным применением мультиметра...

В зависимости от типа мультиметра, который вы используете, ваш пробег может варьироваться, но вот мое предположение о том, что произошло, предполагая, что ваш мультиметр имеет отдельные входы для измерения тока и напряжения, часто помечаемые как «[мА] [А] [COM] [В, Ω]" или что-то в этом роде...

Независимо от того, как вы установите циферблат, если вы не подключите провода к входу «Вольты» (и вместо этого к любому из входов «Ампер»), вы подключите внутренний резистор измерения тока вашего мультиметра (шунт) через выход вашего трансформатора. . Это означает, что, говоря простыми словами, вы создаете почти короткое замыкание на своем трансформаторе, и любой (обычно большой!) ток, который может выдать ваш трансформатор, пройдет через ваш бедный мультиметр.

Хммм... с учетом ваших правок/пояснений... Мультиметр не должен повредиться, если вы подключите щупы к "COM" и "V-Ohm-mA" и поставите циферблат в любое из положений "Volts". С любой другой настройкой (Ом, Ампер) вы помещаете резистор измерения тока мультиметра (шунт) на выход вашего трансформатора (плохо!), или источник тока, который ваш мультиметр использует для проверки резисторов, будет пытаться управлять выходом трансформатора (и он обнаружит, что в этой фатально безнадежной ситуации нет никакой возможности победить).

Поскольку вы упомянули (в более позднем редактировании) , что вы можете в значительной степени исключить любую из этих проблем, конечно, существует (несколько редкая и отдаленная) возможность неисправности мультиметра, и мы смотрим на это сейчас. .

Расположение дорожек, а также любых проводов и компонентов внутри мультиметра, конечно же, должно быть рассчитано на то, чтобы выдерживать напряжения, которым они подвергаются во время нормальной работы, и обеспечивать некоторый запас прочности. Изображения, которые вы отредактировали в своем вопросе, выглядят так, как будто ваш мультиметр на самом деле мог содержать небольшой искровой разрядник из-за ужасных производственных навыков - каждый получает то, за что платит ...

Вот изображение искрового разрядника, который вы можете купить, если вам нужны свойства контролируемого пробоя:

(Источник: Википедия)

Вот изображение возможного искрового разрядника, который на самом деле никому не нужен ;-)

Похоже, что три провода, используемые для соединения основной платы и платы разъема типа «банан», (i) припаяны с ужасным качеством и, что более важно, (ii) должны были быть обрезаны до того, как сборка была помещена в корпус. Я предполагаю, что два верхних провода, возможно, погнулись, когда инструмент был собран, и были очень близко друг к другу. После того, как вы подали напряжение трансформатора на клеммы, вы, вероятно, вызвали искрение между проводами. Обратите внимание, что разъем [10A] соединен с разъемом [COM] шунтирующим резистором (большой штуцер, похожий на U-образный провод), поэтому средний провод может вызвать искрение на любом из двух внешних проводов. Судя по всему, у вас была искра между верхней и средней проволокой, потому что от тепла дуги остались маленькие шарики (извините, я не могу найти английское слово дляSchmelzperle , может кто отредактирует).

Итак, да, есть возможное доказательство того, что вы правильно использовали мультиметр и действительно заметили неисправность, вызванную некачественным производством.

Что делать сейчас?

Учитывая, что вы обученный электрик (отказ от ответственности, отказ от ответственности ;-) , вы можете обрезать провода, исправить плохую пайку, снова собрать мультиметр, и есть вероятность, что он все еще будет работать, может быть, даже лучше, чем когда-либо прежде ;-)

Тем не менее, может быть очень хорошей идеей ограничить использование вашего отремонтированного мультиметра (или любой аналогичной модели) безопасными низковольтными измерениями, потому что стоит подумать...

Несколько замечаний о безопасности

Точно так же, как между [COM] и [10A] есть прямой путь с низким сопротивлением, есть также соединение между гнездом транзистора и тремя входами в правом нижнем углу. Вы можете скачать отчет с впечатляющими фотографиями и коротким видео с веб-сайта немецкого ведомства . Текст на немецком, но картинки хорошо рассказывают историю. Поскольку это общедоступный отчет, выпущенный правительственным агентством, я позволил себе скопировать две фотографии.

Один показывает очень плохую идею — не пытайтесь попробовать это в любое время, ни дома, ни где-либо еще :

Другой показывает взрыв, вероятно, вызванный дешевым предохранителем, не способным отключать большие токи. Обратите внимание на гигантский трансформатор на заднем плане, такого впечатляющего «бум» обычно не добиться на домашней розетке. Однако, если вы подвергаете мультиметр постоянному току (например, при тестировании импульсного источника питания компьютера), дуги будут поддерживаться (поскольку ток не имеет перехода через нуль, как при переменном токе). Обратите внимание, как ваш мультиметр создал внутреннюю искру, даже если вы использовали его правильно, потому что ему не хватало надлежащего зазора и пути утечки. При постоянном токе искра может превратиться в дугу и действительно вызвать пожар, возможно, даже прямо в вашей руке, держащей счетчик.

И снова фотографии из Hessisches Ministryium für Soziales und Integration.

При измерении напряжения ваши щупы должны быть подключены к разъему с надписью «ACV» и к COM. Мультиметр также должен быть установлен на «ACV». Когда вы подключаете один из пробников к разъему 250 мА и измеряете напряжение 220 В, вы подаете напряжение 220 В непосредственно на шунтирующий резистор, используемый для измерения тока. Вот простая схема того, как мультиметр измеряет ток:

Зонды представлены «точками» вверху и внизу изображения.

Мультиметр на самом деле не может точно измерить ток. Вместо этого он измеряет напряжение на известном сопротивлении (шунтовом резисторе) и вычисляет ток по закону Ома. Как правило, измерение 250 мА имеет значение шунтирующего резистора примерно 1 Ом (хотя оно будет варьироваться в зависимости от того, какой у вас измеритель). Предположим, что это 1 Ом. Вы подключили 220 В напрямую через него, а это означает, что на основании закона Ома через него пытались пройти 220 В / 1R = 220 А. При таком токе шунт должен рассеивать 48,4 кВт ($I^2 \times R$, или же$V \times R$). Этого не происходит, и он бы растаял задолго до этого. При измерении напряжения ВСЕГДА убедитесь, что щупы подключены к разъему для измерения напряжения. Кроме того, когда вы измеряете ток, обязательно устанавливайте измеритель ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО с нагрузкой, а не параллельно ей.

^{смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab}

На рисунке 1 показано, что вы сделали. Вы подключили миллиамперметр (250 мА) в сеть. Он, вероятно, имеет сопротивление около 1 Ом, что по закону Ома должно вызвать ток$\frac {V}{R} = \frac {220}{1} = 220 A$течь очень недолго, прежде чем перегорел предохранитель. Между тем цифровая электроника, которая ожидала увидеть около 250 мВ на сопротивлении 1 Ом (шунт), увидела бы почти сетевое напряжение. Это почти наверняка повредило электронику, если только это не высококачественный измеритель с отличной защитой.

На рисунке 2 показано, что вы должны были сделать. т.е. переключите счетчик на вольты и используйте разъемы V и COM.

^{смоделируйте эту схему}

На рисунках 3 и 4 показана гипотетическая схема мультиметра. Счетчик находится в полной шкале, когда на его клеммы подается напряжение 250 мВ.

• Чтобы использовать его в качестве амперметра на 250 мА, мы используем шунтирующий резистор на 1 Ом, измеряем падение напряжения на резисторе, когда через него протекает ток, и считываем его как мА. Подключение 1 Ом к сети вызывает очень большой ток.
• Чтобы использовать его в качестве измерителя на 250 В, нам нужно разделить напряжение на 1000:1. Это мы можем сделать с парой резисторов. В данном случае я выбрал пару, дающую общее сопротивление 1 МОм — аналогично многим цифровым измерителям. При напряжении 250 В на датчиках напряжение делится до 250 мВ на измерителе.

Схема, показанная на рисунке 3, взорвет счетчик. Схема на рисунке 4 будет работать и выживет.

Если ваш измеритель относится к типу, в котором 250 мА и Вольт/Ом являются одним и тем же разъемом (вы этого не сказали, но подразумевали это в своем описании, и я, по крайней мере, знаком с такой настройкой) , это просто ненужный счетчик, который не может выдержать 220 вольт, если предположить, что вы на самом деле уже настроили его на измерение вольт переменного тока в диапазоне, подходящем для 220 В переменного тока, когда вы его подключили.

Некоторые «недорогие» счетчики являются и «дешевыми» в некачественном, не совсем подходящем для задачи смысле. Вы можете хотеть делать покупки немного более тщательно для вашего следующего метра.

Редактирование: теперь, когда вы это сказали, а также номер модели и отсутствие производителя счетчика (который Amazon продает примерно за 6,30 доллара, а ebay, вероятно, будет дешевле), кажется, подтверждает, что вы правильно подключили его для измерения напряжения, и это было действительно просто дешево (что на самом деле не дешево, если вам нужно купить то, что работает после того, как дешевая вещь умрет).

Существующие ответы хорошо объясняют, почему вы не должны пытаться измерять напряжение с помощью измерительных проводов, подключенных к гнездам тока (ампер) на счетчиках с выделенными гнездами для измерения тока - токовый шунт почти короткий, поэтому наличие предохранителя, предохраняющего от дурацких моментов (они относительно распространены).

Однако они не объясняют другую половину того, что произошло, а именно шумы и повреждения. В дешевых счетчиках (в основном все, что стоит менее 50 долларов США, но особенно в категории ниже 25 долларов США) используются обычные стеклянные предохранители 5x20 мм или 6,3x32 мм (3AG). Эти предохранители рассчитаны только на то, чтобы отключать импульсные токи до нескольких десятков или, возможно, сотен ампер при 250 В переменного тока, а сетевая розетка может подавать несколько сотен ампер или более, пока не перегорит плавкий предохранитель или не сработает выключатель. В результате элемент предохранителя с заниженным номиналом сильно взрывается вместо того, чтобы тихо плавиться, разрушая предохранитель и, возможно, позволяя также разрушить другие части счетчика.

Лучшие счетчики (обычно к северу от 75 долларов США, с подлинным списком от UL, CSA, TUV или Intertek ETL) будут иметь предохранители с керамическим корпусом, способные отключать килоампер при напряжении более 250 В переменного тока. В этих предохранителях часто используется песчаный наполнитель, который превращается в изоляционное стекло вокруг того места, где элемент первоначально ломается и образует дугу, гася дугу, прежде чем она сможет сильно поглотить весь элемент. У них также есть другие конструктивные особенности, такие как внутренние пластиковые экраны и прорези на печатной плате, которые не позволяют дуге пройти мимо предохранителя, а отказы предохранителя не повредят другие части счетчика.

Кстати: учитывая, что ваш измеритель является одним из тех дешевых устройств, которые мультиплексируют измерения напряжения и тока на один и тот же разъем, используя переключатель диапазона для выбора между множителями и мА-шунтами - могло произойти любое количество вещей, а не только взрывающийся предохранитель. (Вот почему вы не видите такой конструкции на Fluke.) Дешевые счетчики не только дешевы в предохранителях, но и не имеют других компонентов защиты входа, используемых для предотвращения повреждения чувствительных битов счетчика перенапряжениями (есть высоковольтные резисторы, - фиксирующие варисторы и диоды, а также PTC, которые нагреваются, чтобы отключить избыточный ток для защиты функций напряжения и сопротивления на надлежащем измерителе), и не обеспечивают достаточного зазора и ширины для дорожек, по которым проходят высокие напряжения и / или токи, ведущие к внутренней дуге.

Одна из проблем с покупкой такого счетчика заключается в том, что ... за ним нет бренда, нет надлежащего технического описания и т. Д. Это действительно плохо, потому что у вас нет никаких гарантий в отношении его безопасности и способности соответствовать его «спецификациям». На самом деле, эта «модель», кажется, появляется под полдюжиной различных торговых марок, а иногда и вовсе без торговой марки. Вы хотите знать , кто спроектировал и изготовил ваш счетчик или, по крайней мере, кто его сертифицирует.

Есть мануал на очень похожую модель. Вы заметите, что в нем говорится:

CAT I-Measurement Category I предназначена для измерений, выполняемых в цепях, не подключенных напрямую к сети. ( Примерами являются измерения в цепях, не отходящих от сети, и специально защищенных (внутренних) цепях от сети. В последнем случае переходные напряжения являются переменными; по этой причине необходимо, чтобы способность оборудования выдерживать переходные процессы. известны пользователю). Не используйте оборудование для измерений категорий измерения II, III и IV.

Этот мультиметр (который может совпадать или не совпадать с вашим, несмотря на тот же номер «модели») рассчитан только на использование без сети и не предназначен для работы с высокими переходными процессами (краткими скачками напряжения) или с источниками питания с низким импедансом. ! В зависимости от качества вашего электроснабжения и местных условий переходные процессы в киловольтном диапазоне могут происходить десятки раз в год .

На данный момент это чистое предположение, был ли ваш мультиметр взорван из-за случайного своевременного переходного процесса или из-за другой неисправности, но факт остается фактом: вы не должны использовать мультиметр за пределами того, на что они рассчитаны в любом случае.

Другие упомянули о получении лучшего мультиметра. Вероятно, вам будет полезно сначала ознакомиться с рейтингами категорий счетчиков и безопасностью — это не особенно длинный документ, и его довольно легко читать.

Обратите внимание, что отметки рейтинга не обязательно что-либо значат — любой может напечатать пару фрагментов текста. Кроме того, маркировка CE также проходит самопроверку (ха...). Если он был протестирован авторитетной группой, например, внесен в список UL, то вы обычно можете найти сертификат от органа по сертификации (не доверяйте только наклейкам / печати на счетчике), чтобы вы знали, что он протестирован должным образом.

У меня тоже есть DT-830B, но у меня другой. Он также предназначен для измерений CAT II и имеет внутри свинцовый предохранитель:

Я не вижу свинцового предохранителя в вашем DT-830b и разделяю мнение/ответ Боба.

Проблема, похоже, связана с вашим цифровым мультиметром.

В мультиметре с отдельными клеммами для амперметра и других функций клемма амперметра подключается к общей клемме через цепь с низким импедансом, а другая клемма подключается к цепи с более высоким импедансом. Судя по вашему вопросу, вы подключились к клемме с высоким импедансом, что говорит о том, что счетчик не смог справиться с входным напряжением 220 В переменного тока.

Если бы щуп был подсоединен к клемме низкоимпедансного амперметра, вероятно, на щупах возникла бы мощная искра, когда вы их подключили, и весь счетчик (а не только предохранитель!), скорее всего, загорелся бы или взорвался, потому что Импеданс всего в миллиомах, и через счетчик проходят тысячи или десятки тысяч ампер. Невозможно, чтобы небольшой предохранитель, используемый в цифровых мультиметрах, мог поглотить и отключить такой ток. Учитывая, что это было не так, счетчик, вероятно, был неисправен. Амперметр предназначен для последовательного подключения к тестируемому устройству, а не параллельно, как вольтметр. Никогда не используйте амперметр на источнике питания с низким импедансом!

В будущем было бы неплохо инвестировать в высококачественный мультиметр таких компаний, как Extech, Fluke или Keysight (ранее Agilent). твердые немного дешевле. Дешевые цифровые мультиметры могут опасным образом выйти из строя под высоким напряжением. Мне удалось отключить функцию микро/миллиамперметра на моем цифровом мультиметре Craftsman, подключив его к источнику постоянного тока 330 В (конденсатор фотовспышки), хотя измеритель был рассчитан на напряжение до 500 В над землей! (К счастью, при этом не было ни взрыва, ни пожара, ни даже шума.)

Я только что заметил ваше редактирование, и определенно похоже, что там нет держателя предохранителя, где он должен быть. На печатной плате есть большие медные площадки, на которых ничего нет и которые просто закорочены. Это совершенно очевидная угроза безопасности, и я бы не стал использовать этот тип счетчика для чего-либо выше 24 В, если даже это.

Даже в моем дешевом цифровом мультиметре Craftsman есть два предохранителя: один для малоамперных измерений вольт/омов/емкости/милли/микроамперметров, другой для амперметров на 10 А. Этот измеритель прошел несколько высоковольтных измерений и, за исключением описанного выше отказа милли/микроамперметра, безопасно работал в течение последних пяти лет. Даже за таким торговым брендом, как Craftsman, стоит крупная компания (Sears), и это обеспечивает минимальный уровень гарантии того, что счетчик соответствует определенным стандартам безопасности. Я бы не стал доверять ему для профессиональной работы, но, по крайней мере, я знаю, что он не взорвется при повседневном использовании (в основном в качестве тестера батареи). У меня также есть дешевый карманный измеритель от Craftsman, и хотя этот прибор заметно менее точен (кажется, что его показания немного завышены), у него тоже есть предохранитель. Оба счетчика имеют сертификаты безопасности на упаковке: UL для большего счетчика и ETL для меньшего счетчика; оба имеют категорию CAT II: 600 В для первого и 300 В для второго.

Сделайте себе одолжение и приобретите приличный счетчик от известного бренда. Extech был бы хорошим местом для начала — у них есть несколько хороших счетчиков, которые не слишком дороги. Дважды убедитесь, что на нем есть знаки сертификации безопасности (и обязательно проверьте, настоящие ли они), что он оснащен предохранителем, и если он имеет амперметр на 10 А или аналогичного номинала, что для него есть отдельный предохранитель большой силы тока.

Думаю, объяснение довольно простое. Хотя большинство ответов здесь охватывают (очень хорошо) все аспекты, связанные с этим видом измерения, один момент был упущен.

У такого мультиметра НЕТ шкалы 250 ACV.

Собственно, если внимательно посмотреть на картинку, то ни в одной единице нет 250-й шкалы. Эти мультиметры основаны на ICL 7101, который имеет 3- и 1/2-разрядный драйвер дисплея, поэтому максимальное число, которое он может отображать, составляет 199,9.

Если бы вы установили его на 750 ACV, был бы шанс выжить. Всегда используйте масштаб выше, чем вы ожидаете прочитать.

Дешевые счетчики никогда не должны использоваться вблизи сетевого напряжения по обсуждаемым причинам.

Даже у моего относительно дорогого измерителя (IDM65) были проблемы с напряжением, приближающимся к максимальному, возможно, из-за того, что он также указывает тип батареи. Если вы проверите другие элементы, такие как детекторы дыма, они говорят «используйте только указанную батарею» по уважительной причине. Вставьте другую батарею, и она отлично работала до +599 В постоянного тока.

Кстати, этот измеритель страдал от проблем с калибровкой, но я определил, что это было вызвано воздействием воды несколькими годами ранее, разъедающими все SMD-устройства.

Интересно, почему

Этот тип счетчика и его небольшие вариации продаются повсюду, где важна самая низкая цена. Я видел, что предохранитель подключен только к одной функции, например, к измерению тока 200 мА, и обходится в других режимах. Резистивные делители, используемые для установки диапазонов напряжения, используются совместно с функцией измерения тока, а обходных диодов нет, поэтому перегрузка функции измерения тока приведет к подгоранию резистора, а затем измерения напряжения будут слишком высокими после этого. Измерение сопротивления имеет резистор 1 кОм, а не PTC защиты 1 кОм.

Этот измеритель будет иметь резистор 1 МОм рядом с ИС, который подключается к входу измерения напряжения ИС. Другой конец этого резистора подключается непосредственно к датчику напряжения, когда измеритель настроен на диапазон 200 мВ. Это защищает счетчик до 300 вольт, при условии, что был использован правильный резистор. В вашем случае в счетчике, вероятно, произошло короткое замыкание из-за неисправного переключателя выбора функций, и напряжение переменного тока подключилось к одной из секций низковольтного источника питания счетчика и разрушило ИС.

Надлежащий измеритель будет защищен от того, что напечатано на отверстиях, в которые вы вставляете датчики, независимо от того, на какую функцию настроен счетчик. Отверстие напряжения и сопротивления обычно защищено до 300 вольт. Исключением является то, что напряжение обычно может достигать 1000 В, если счетчик настроен на диапазон 2 В или выше. Также имеется искровой разрядник для защиты от статического разряда и других слаботочных перегрузок. Функция измерения тока защищена отключающим током предохранителя, который ее защищает.

Типичные особенности:

• Искровой разрядник на входе.
• Резистор 1 МОм, защищающий микросхему до 300 В по шкале 200 мВ.
• Предохранитель PTC 1 кОм, защищающий до 300 В в диапазоне измерения сопротивления. Известно, что многие мультиметры Sears используют транзистор вместо надлежащего выпрямительного диода для питания функции измерения сопротивления. Этот неподходящий диод не выдерживает высоких напряжений и перегорает, но его можно легко починить с помощью подходящего 1N4007.
• Шунтирующие диоды, защищающие резисторы, используемые в функции измерения тока. Это предотвращает превышение напряжения на токоизмерительных резисторах выше 1,3 Вольт.
• Предохранитель, защищающий функцию измерения тока. 2 ампера обычно.
• Керамический предохранитель, защищающий все функции измерителя, включая подключение измерительного датчика тока 10А.

Я полагаю, что правки OP были опубликованы, когда я писал свой первоначальный ответ, но на будущее помните, что ваш измеритель DT-830B имеет входы и настройки, в которых конкретно указано «10ADC», а на шкале диапазона указано «DCA». Ваш измеритель может измерять только постоянный ток .

В любом случае, он не может быть мертв. Даже дешевые счетчики имеют предохранители для защиты от перегрузки по току, и это может быть все, что не так. (Прошлым летом я купил несколько настоящих дешевых вещей у уличного торговца в Сереи Саопхоан, Камбоджа, для класса, который я преподавал в Университете Бантей Минчи.)

ПОЖАЛУЙСТА, сделайте себе одолжение и прочитайте статью SparkFun о том, как пользоваться мультиметром .

Наконец, пожалуйста, прочтите мое предупреждение @Xen2050 о безопасности 220 В переменного тока.

Наконец, заметка о безопасности 220В.

В США используется 110 В, потому что это безопаснее, чем 220–240 В, которые использует остальной мир. Требуется всего 100 мА, чтобы остановить ваше сердце и убить вас, а 220 В достаточно, чтобы преодолеть сопротивление вашей сухой кожи. Если ток пройдет через ваши противоположные руки (и, таким образом, прямо через ваше сердце, вас могут убить. Вот ссылка, которую вы просили .)

Меня неожиданно ударило током 220 В, потому что я тестировал один из этих дешевых китайских счетчиков на уличном рынке в Камбодже со снятой задней крышкой. (4 доллара США, сделано в Китае, хороший большой аналоговый счетчик!)

Я не знал, что наконечники датчиков были открыты на задней стороне. Я проверил его, подключив измерительные провода к доступной розетке одной рукой, а измерительный прибор другой рукой. В июне в Камбодже жарко, в большинстве дней было выше 100F, и мои руки вспотели. Приятный и проводящий, гораздо меньше сопротивления, чем нормальная американская сухая кожа.

Несмотря на то, что я получил удар током только в одну руку (2-дюймовый продольный разрыв в мышце большого пальца, короткая мышца, отводящая большой палец), это не только напугало меня до чертиков, мой левый локоть судорожно дергался, а затем очень сильно болел около трех недель.