Test och jämförelse av multimeter

• De viktigaste fakta i korthet
• En multimeter är en mätutrustning för olika elektriska mätvärden.
• De flesta apparater kan mäta spänning, ström och motstånd.
• En multimeter kan användas för att kontrollera funktionen hos elektroniska apparater

Allt-i-ett-mätningsanordning

Multimetern är standardmätinstrumentet för alla elektronik- och elingenjörer. Den visar olika viktiga mätvariabler, till exempel spänning, ström och motstånd. För yrkesverksamma är en sådan enhet oumbärlig i det dagliga arbetet, men den kan också vara intressant för privat bruk, till exempel för hobbyister och gör-det-själv-entusiaster med specialkunskaper. De som är mindre erfarna kan till exempel använda en multimeter för att avgöra om felet i en icke-fungerande apparat ligger i själva apparaten eller i strömförsörjningen.

Analoga multimetrar med nåldisplay finns knappt längre. Den har nästan helt ersatts av en digital multimeter. Detta fungerar bättre och är lättare att läsa. Förutom displayen för avläsning av mätvärdet har en multimeter olika knappar för att välja funktionerna och en vridbar omkopplare för att välja den mätstorlek som ska testas. Mätningen utförs med hjälp av två testprober som är anslutna till multimeteret. De upprättar den ledande förbindelsen från enheten till testobjektet.

Det här bör du titta på när du köper

En multimeter är utan tvekan praktisk, men det är fortfarande en apparat som människor utan lämplig specialistbakgrund ofta inte har användning för. För tillfälliga kontroller räcker det med en apparat som mäter spänning, ström och motstånd. Om du inte är expert bör du definitivt uppmärksamma den automatiska intervallfunktionen, som sparar mycket arbete åt användaren.

De viktigaste mätfunktionerna

De tre grundläggande mätfunktionerna är spännings-, ström- och motståndsmätning. Många högkvalitativa multimetrar kan utföra andra mätningar, men dessa är endast användbara för hobbyister och professionella elektronikanvändare. Dessa inkluderar till exempel kapacitansmätning och diodtest.

Spänning

Formelsymbolen för spänning är U, enheten är volt (V). Spänningen beskriver ”styrkan” hos en spänningskälla och är orsaken till den ström som transporterar en elektrisk laddning. Enkelt uttryckt kan den förstås som drivningen av den elektriska strömmen. I en spänningskälla finns det ett överskott av elektroner vid den negativa polen och ett underskott av elektroner vid den positiva polen. Ju större skillnaden är, desto högre är spänningen. Spänningen mäts genom att hålla multimeterets två testprober mot de två kontaktpunkter mellan vilka spänningen ska bestämmas.

Viktigt: Skillnaden mellan lik- och växelspänning måste beaktas vid mätning, för om fel typ av spänning väljs blir resultatet inte meningsfullt. Till exempel finns det växelspänning i uttagen i lägenheterna. Bra multimetrar upptäcker DC- och AC-spänningar automatiskt och justerar sig själva.

Effekt

Elektrisk ström flyter när båda polerna i en spänningskälla är ledningsmässigt anslutna till varandra via en förbrukare. Formelsymbolen för strömmen är I och enheten är ampere (A). Strömmens storlek beror på spänningsnivån vid spänningskällan och konsumentens motstånd. De flesta multimetrar kan bara mäta strömmen om de själva är en del av kretsen. För att göra detta måste kretsen kopplas bort och multimeteret anslutas i serie.

Motstånd

Motståndsmätning är en av multimeterns grundläggande funktioner. Formelsymbolen för motståndet är R, enheten är Ohm (Ω). En motståndsmätning används för att bestämma den spänning som krävs för att låta en elektrisk ström passera genom en ledare. På så sätt kan kablar, strömbrytare och säkringar kontrolleras. Mätningen görs genom att man kontaktar de två punkter mellan vilka motståndet ska mätas.

Mätning av kapacitet

Kapacitetsmätning används för att kontrollera kondensatorers funktion. Under mätningen laddar multimeteret kondensatorn som testas med ständigt växlande polaritet. Baserat på den laddningsström som flödar under denna process kan mätanordningen bestämma kondensatorns kapacitans. Enheten för elektrisk kapacitet är Farad (F).

Mätning av diod

Diodtestet används för att kontrollera PN-övergångarna hos dioder. I fungerande dioder tillåter halvledaren ström i ena riktningen och blockerar den i den andra. En trasig diod leder inte strömmen alls eller låter den flöda i båda riktningarna. Dessutom kan tröskelspänningen för en diod bestämmas.

Mätning av kontinuitet

Kontinuitetstestet kan användas för att avgöra om två mätpunkter är elektriskt anslutna till varandra. I princip räcker en motståndsmätning för detta, men vissa apparater har en funktion som är särskilt utformad för detta ändamål.

Grundläggande noggrannhet

Den grundläggande noggrannheten är en specifikation av felgränser. Det är den största tillåtna avvikelsen som kan uppstå under en mätning. Det är mer eller mindre viktigt beroende på användningsområde. På växelströmsledningar kan spänningen variera med upp till 5 procent. Det är lämpligt att alltid ha denna felmarginal i åtanke.

De flesta tillverkare av multimetrar anger instrumentets grundläggande noggrannhet, men detta är vanligtvis bara det lägsta möjliga felet. Dessutom tas ofta ingen hänsyn till yttre påverkan, t.ex. temperatur, vid fastställandet. Det finns inte heller några bindande specifikationer om grundläggande noggrannhet. Det är därför ett kvalitetsmärke som bör tas med viss försiktighet.

Viktiga komponenter och tillbehör

Multimetrar har en central vridbar omkopplare med vilken den önskade mätenheten väljs. Här kan en repetitionskurs i fysik vara nödvändig om inte alla enheter är bekanta. Själva mätningen utförs med hjälp av de två mätspetsarna som hålls mot mätobjektet.

Testledningar

Testledningarna med testspetsarna gör det möjligt att använda multimeteret. De upprättar anslutningen mellan multimeteret och det objekt som ska mätas. I regel ingår en svart och en röd kabel i leveransen. Den svarta kabeln ska anslutas till anslutningen med minustecken eller märkningen ”COM”. För att undvika förvirring är denna anslutning ofta svart. Den röda testkabeln hör hemma i den positiva terminalen, som ibland också bär ett V för volt eller Ω för ohm. I korthet: Röd är för den positiva polen, svart för den negativa polen. Detta är viktigt att veta om kretsen som testas inte är märkt på motsvarande sätt.

De två linjerna är i sina ändar försedda med en mätspets som hålls mot mätpunkterna. Multimeteruppsättningar innehåller ofta ytterligare ledningar, som till exempel är utrustade med så kallade krokodilklämmor. De gör det lättare att mäta på ledningar eftersom de lätt kan klämmas fast. Bra multimetrar har också en temperatursensor som mäter temperaturen. I vissa högkvalitativa enheter finns en så kallad sond. Den kan också användas för att göra mätningar på fin elektronik för vilken nålar och klämmor skulle vara för grova.

Kontrollpanel med valbrytare

I mitten av varje digital multimeter finns den roterande väljarknappen. Här kan du välja olika typer och intervall av mätningar. Dessutom finns det kontrollknappar för andra funktioner som ibland är tillgängliga, till exempel för bakgrundsbelysningen.

Särskilt när det gäller billiga enheter verkar det vid första anblicken finnas många inställningsalternativ. Detta beror på att varje mätområde måste definieras av användaren och att det krävs ständig justering. Med högkvalitativa multimetrar är inställningsalternativen snyggare, men de har inte färre funktioner. Istället har de ett så kallat auto-range, som automatiskt väljer det lämpliga mätområdet – dvs. decimalerna i displayen. Detta eliminerar behovet av tidskrävande finjustering. Den automatiska intervallfunktionen är särskilt praktisk när mätområdet inte är känt och befriar lekmän från den tråkiga inställningen. Vid behov är det vanligtvis fortfarande möjligt att göra manuella justeringar.

Innan mätningen påbörjas måste valbrytaren ställas in på lämplig enhet. Att mäta spänning, ström och motstånd är en del av varje multimeters grundläggande repertoar. I regel kan man dock göra ytterligare några mätningar. Följande enheter finns vanligtvis på en multimeterkontrollpanel:

• V för volt: den fysiska enheten för elektrisk spänning
• A för ampere: enheten för elektrisk ström; samma sak gäller för mikroampere (µA), men nedskalad med en faktor 1 000
• Ω för Ohm: enheten för elektrisk resistans
• Hz för Hertz: enheten som anger frekvensen, dvs. antalet upprepade processer i en periodisk signal
• µF för mikrofarad: enheten farad, reducerad med en faktor 1 000, som står för kondensatorers elektriska kapacitans
• °C för temperatur: enheten enligt Celsiusskalan

Anslutningsuttag

På en multimeter finns anslutningsuttagen i det nedre området på framsidan. Antalet uttag är mellan två och fyra. Följande två anslutningar krävs i alla fall för mätning med en multimeter:

Minus pol eller jord: Svart uttag märkt med COM eller GRN

Positiv pol: Rött uttag märkt INPUT eller IN

Högkvalitativa multimetrar har tre uttag. Två av dem används för att mäta strömstyrkan, en för strömmar i milliampereområdet och den andra för höga strömmar i 10 A-området. I enheter med fyra uttag är ingångarna för strömnivåer helt separerade från ingångarna för andra mätvariabler, vilket minskar risken för felaktig drift.

Mätningskategori

Mätningskategorierna ger information om de tillämpningsområden där en mätutrustning kan användas utan risk. I standarden IEC 61010-2-030 definieras fyra kategorier för detta. Detta för att förhindra att användarna utsätts för fara vid felaktig användning, t.ex. genom kortslutningar, brännskador eller gnistor. Om tillverkaren inte har angett någon mätningskategori gäller klassificeringen CAT I.

Mätningskategori	Tillämpningsområde
CAT I	Mätningar på kretsar som inte har någon direkt anslutning till elnätet, dvs. är batteridrivna, t.ex. skyddsklass 3-anordningar och 12/24-volts bilelektriker.
CAT II	Mätningar på kretsar med direkt anslutning till lågspänningsnätet, t.ex. hushållsapparater
CAT III	Mätningar inom byggnadsinstallationen, t.ex. stationära förbrukare med icke-stickbar anslutning, fördelningsanslutning, fast installerade enheter med fördelare.
KAT IV	Mätningar vid källan till lågspänningsinstallationen, t.ex. mätare, lågspänningsledning, husets kopplingsdosa.

Förutom mätkategorin kan även en maximal spänning anges. Enheten märks då till exempel med CAT III 600 V. I hushållet har man dock sällan att göra med så höga spänningsområden. De flesta hushållsapparater har en spänning på upp till 230 volt. En anordning som är märkt CAT III 600 V är därför tillräcklig för allt gör-det-själv-arbete. Arbete som kräver en CAT-IV-anordning får ändå endast utföras av utbildade elektriker. Även mätningar inom byggnadsinstallationen, för vilka CAT III-apparater är lämpliga, bör helst inte utföras av personer utan specialkunskaper.

Säker hantering av multimeteret

Arbete med elektriska installationer innebär alltid risker, så gör det aldrig oförberett. Lekmän kan använda en multimeter för att kontrollera spänningen på en hushållsapparat, testa kablarna i en taklampa eller kontrollera ett uttag. Allt arbete utöver detta bör överlåtas till en specialist.

Innan du använder multimeteret, kontrollera att det inte finns några skador på själva enheten eller på testledningarna och spetsarna. Dessutom bör du se till att alla stickproppar sitter ordentligt i uttagen. Efter den visuella inspektionen säkerställs det att multimeteret fungerar korrekt. För att göra detta ska du mäta vid en känd spänningskälla eller helst vid en testenhet. Den senare är en batteridriven spänningskälla i fickformat. Multimeteretern kan testas säkert på den.

Elektrochock inträffar när människokroppen blir en del av en elektrisk krets. Spänningar så låga som 30 volt kan vara farliga. Ett vanligt eluttag har en spänning på 230 volt. Om du gör en mätning på ett strömförande elektriskt system ska du bära speciella skyddshandskar och stå på eller lägga en isolerande matta under dig.

Tillämpningsexempel: Mätning av spänning

Det kanske vanligaste användningsområdet för en multimeter är vid renovering. Här är det ofta oundvikligt att lampor eller uttag måste demonteras. Efter att ha tagit bort motsvarande säkring är det viktigt att kontrollera anslutningarna med avseende på restspänning eller läckström.

För att bestämma spänningen ställer du först in rätt spänningstyp (AC eller DC) och lämpligt mätområde på multimeteret. Om värdena inte kan uppskattas exakt är det bättre att ställa in ett så högt mätområde som möjligt och koppla ned under mätningen för att få mer exakta resultat. En multimeter med automatisk intervallfunktion underlättar denna justering avsevärt. Här behöver du bara ställa in Volt för spänning.

Anslut nu mätsladdarna och applicera mätspetsarna. Den svarta testkabeln för den negativa polen ansluts till COM-uttaget och den röda testkabeln för den positiva polen till INPUT-uttaget. Spänningen kontrolleras sedan genom att applicera mätspetsarna på föremålet. Topparna måste alltid vara parallella med belastningen eller matningen. Displayen visar nu spänningen i volt.