Щупы – это неотъемлемая часть всех мультиметров, которая поставляется в комплекте с измерительным прибором независимо от его модели. Хорошие щупы на протяжении многих лет исправно выполняют свою задачу. Но бывает и так, что через несколько дней после покупки мультиметра один или даже оба контакта выходят из строя из-за обрыва провода, обламывания наконечника или растрескивания изоляции. Чтобы обезопасить себя от такой неприятности, нужно приобрести качественные и надежные щупы для мультиметра, с хорошими проводами и прочными наконечниками. Многие вообще предпочитают изготавливать их самостоятельно. В этом материале мы поговорим о разновидностях и особенностях этих элементов, а также разберемся, как сделать самодельные щупы для мультиметра.
Универсальные щупы
Эти изделия – самые простые и дешевые. Ими комплектуется большинство недорогих моделей мультиметров. Кабели этих элементов снабжены ПВХ изоляцией, а штекеры и держатели наконечников изготовлены из пластмассы. Изнутри держателя к стальному электроду прикреплен тонкий провод. Такие наконечники легко могут оторваться при недостаточно аккуратном обращении. Понятно, что о долговечности и высокой надежности здесь говорить не приходится.
Различные модели универсальных контактов имеют неодинаковую длину центрального электрода штекера и выступающей части его корпуса. Отличаются они и по посадочной глубине штекера.
Бюджетный вариант
Щупы измерительные, у которых провода имеют ПВХ изоляцию, в качестве материала для штекеров и держателей используется пластмасса, а сами наконечники изготовлены из стали, как правило, самые недорогие. Именно они входят в комплект к бюджетным моделям мультиметров, таких как DT-838 или DT-830B.
Измерительные провода подбираются разного цвета, чтобы правильно подключить прибор к измеряемой цепи. Стандартная толщина электрода у таких изделий 4мм, а длина варьируется в зависимости от модели. Форма держателей может иметь несколько вариаций, но эта незначительная конструктивная особенность не влияет на надежность.
Рисунок . Недорогие мультиметры комплектуются соответствующими щупами.
Такие изделия не являются лучшим вариантом, любое неосторожное движение может привести к отрыву наконечника. Помимо этого не следует забывать о недостатках, присущих ПВХ изоляции, они следующие:
- сохраняется форма у смотанных проводов, что приводит к неудобствам при работе;
- низкая термостойкость, изоляцию легко повредить паяльником;
- провод становится жестким на морозе и может потрескаться.
Также необходимо заметить, что наконечники для щупов с иглами диаметром 4мм подойдут не для всех работ. Например, для снятия замеров с электронных плат, где находятся SMD-компоненты, потребуются тонкие щупы для тестера. Единственное достоинство бюджетных моделей — невысокая цена. Такие изделия вполне оправдывают себя при использовании мультиметра на непрофессиональном уровне, то есть, в бытовых целях для мелкого ремонта.
Фирменные изделия
Мультиметр может иметь щуп из различных материалов. Качественные и надежные контакты можно отличить по следующим признакам:
- Провода для щупов мультиметра изготовлены из материала, обладающего высокой гибкостью.
- Ввод держателя отличается гибкостью и герметичностью. Жила в нем держится крепко и не поддается случайным рывкам.
- Поверхность изделия около основания держателя не скользит и во время измерений удобно удерживается пальцами. Оптимальный вариант – держатель с прорезиненной поверхностью.
На видео пример таких изделий:
Всеми перечисленными свойствами обладают силиконовые щупы. Этими параметрами и обусловлена высокая популярность таких изделий.
Нередко вводы держателей изготавливаются из пластика, но в этом случае на них должны быть специальные выемки, иначе элемент не будет иметь нужной гибкости. Практически на всех фирменных моделях штекеры и электроды снабжены колпачками, которые защищают элементы от загрязнений и сводят к минимуму возможность получения колотых травм.
Эти изделия разработаны с учетом опыта использования более ранних моделей, поэтому отличаются продуманностью и удобством в работе. Провод таких контактов обладает достаточно высокой прочностью и гибкостью, устойчив к случайным рывкам и не трескается при сгибании.
Профессиональное оборудование
Приведем характерные отличительные особенности, свойственные качественному инструменту:
- провода с силиконовой изоляцией, они обладают хорошей гибкостью и термостойкостью;
- держатель и штекер должны обладать гибкими герметичными вводами, благодаря такой конструкции провода не вырвутся из них, даже если допустить случайный рывок;
- держатели имеют прорезиненное покрытие и снабжены специальными выступами для удобства захвата пальцами;
- иглы электродов (а нередко и штекеры) снабжены специальными снимающимися колпачками. Такой вид защиты несет две функции: не допускает загрязнения контактной поверхности и существенно снижает риск получить колотую травму;
- анодированные или покрытые золотом электроды;
- небольшое внутреннее сопротивление провода (в идеале около 0,04 Ом).
Таким требованиям отвечает продукция следующих брендов: Fluke, Unitrend, Mastech и т.д.
Рисунок Щупы Flucke в комплекте с «крокодилами»
Как правило, хорошие профессиональные щупы разборные, это позволяет использовать для них специальные насадки. Имеет смысл рассказать о них подробнее.
Щупы для SMD-монтажа
Во время работы с SMD-элементами периодически требуется проводить измерения, справиться с которыми можно только при помощи подключенных к тестеру тонких щупов. Эти изделия оснащаются острыми латунными или нержавеющими стальными наконечниками в форме иглы. Они в обязательном порядке защищены колпачками, которые сводят к минимуму опасность перелома электрода или случайных ранений мастера.
Для специалистов по SMD-монтажу такие элементы наиболее удобны в работе. Острыми щупами можно не только прокалывать изоляцию провода, но и соскабливать с нужного участка поверхности платы паяльную маску с дальнейшим проведением измерительных работ. Хотя толщина этой иглы совсем невелика, элемент легко выдерживает напряжение 600 В в течение длительного времени.
Для измерительных работ при монтаже SMD-компонентов предусмотрены также щупы-щипцы для мультиметра. Они позволяют измерить нужные параметры детали как на рабочем столе, так и непосредственно на плате.
На время измерения компонент зажимается щипцами, что гарантирует качество контакта. Эти изделия имеют достаточно короткий кабель, но длинный для работы с SMD и не нужен.
Если процесс измерения требует максимальной аккуратности, чтобы не допустить касания электродом других деталей, то лучше всего воспользоваться щупами, на концах которых имеются отверстия.
С их помощью можно производить измерения как на печатных платах, так и в ходе электромонтажных работ, не боясь случайно спровоцировать короткое замыкание.
Доработка крепления мультиметра
Еще одно неудобство при измерениях с мультиметром – это нехватка третьей руки. Постоянно приходится в одной руке удерживать мультиметр, а другой работать одновременно двумя щупами.
Если замеры происходят за рабочим столом, то нет проблем. Положил инструмент, освободил руки и работай.
А что делать если измеряешь напряжение в щитке или в распредкоробке под потолком?
Наконечники-«крокодилы»
Этот вариант наконечника тоже имеется на современном рынке и пользуется немалым спросом. В ряде случаев он оказывается предпочтительнее острых электродов. Размер «крокодила» может быть различным, но в любом случае он должен иметь надежную оболочку из диэлектрического материала.
В форме «крокодилов» могут выполняться присоединительные наконечники, идущие в качестве дополнительного элемента для стандартного щупа. Зачастую в состав комплекта к мультиметру входят наконечники в форме пристегивающихся «крокодилов», которые при необходимости можно как отсоединять, так и пристегивать.
Необходимо упомянуть также о комплектах, которые включают в себя несколько разных наконечников. Приступая к работе, мастер сам выбирает из них нужный и ввинчивает его как насадку. Такая возможность позволяет в ряде случаев значительно облегчить измерительный процесс. Так, к примеру, крокодил можно подключать по очереди к различным участкам тестируемой электроцепи, в то время как другой наконечник в качестве клеммы крепится на «массу».
Специалисты, работающие с компонентами выводов, предпочитают наконечники, выполненные в форме зажимов и крючков. С помощью таких элементов удобно производить измерительные работы на печатных платах, а также удерживать на месте во время измерений компоненты выводов. Эти наконечники так же, как иглы и крокодилы, могут входить в комплект поставки.
Обзор различных насадок
Многие производители предусматривают подключение к измерительным проводам разные типы насадок, что делает щупы универсальными и существенно расширяет сферу их применения (см. рисунок 5).
Рисунок 5. Измерительные провода и набор насадок
Благодаря такому набору можно выбрать длинные или короткие иглы, в зависимости от необходимости, изменить толщину жала, например, когда требуется сделать деликатное измерение и т.д.
Для проверки SMD компонентов удобно использовать специальную насадку-щипцы, тестирование с ее помощью показано на рисунке 6.
Рисунок 6. Проверка SMD резистора
Не менее полезен зажим «крокодил» (см. рисунок 4), с его помощью можно подключиться к устройству для проведения замеров, при этом, в процессе тестирования освобождаются руки, что позволяет делать другие измерения.
Используя насадку, у которой имеется подпружиненный крючок (рисунок 7) можно подключиться к большинству навесных элементов на печатных платах.
Рисунок 7. Насадка с подпружиненным крючком
Насадка с клеммным переходником позволит легко подключиться к лабораторному блоку питания для контроля напряжения и силы тока.
Рисунок 8. Насадка-переходник под клеммы
Завершая тему профессиональных измерительных проводов, следует обратить внимание на один существенный недостаток таких изделий – относительно высокую цену. Например, оригинальные щупы Flucke с набором насадок стоят порядка $60.
Как изготовить самодельные щупы?
Как мы говорили выше, многие предпочитают при поломке заводских щупов не покупать новые, а сделать их самостоятельно. Рассмотрим два популярных варианта изготовления самоделок.
Стандартные самодельные щупы
Для их изготовления понадобятся разборные авторучки (без стержней) и наконечники от дротиков для дартса.
Порядок работы таков:
- Разобрать авторучки и примерить к ним наконечники дротиков.
- Подобрав подходящие по размеру компоненты, вставить наконечники дротиков в ручки вместо стержней, предварительно нагрев их с помощью газовой горелки.
- Положить внутрь ручки кусочек припоя, предварительно смочив его паяльной кислотой и разогрев.
- Опустить туда кабель.
- Дождаться остывания припоя и фиксации элементов щупа.
Для дополнительной фиксации наконечник дротика можно приклеить.
Наглядно все устройство на видео:
Тонкие самодельные щупы для прокалывания изоляции
Теперь разберемся, как можно сделать тонкие щупы для мультиметра своими руками. Для этого нам понадобятся цанговые карандаши, использующие сменные грифели, и швейные иглы, подходящие по толщине.
Изготовление тонких щупов производится следующим образом:
- Припаять кабели к иголкам.
- Вставить иглы внутрь карандашей до попадания в центральную часть цанги. Чтобы при надавливании они не ушли внутрь, их в цангу следует вклеить.
- Припаять к кабелям штекеры.
На полученные изделия желательно натянуть цветную термоусадку. При работе с феном нужно быть осторожным, так как поток горячего воздуха может вызвать деформацию пластика.
В качестве защитных элементов можно использовать колпачки от ручек и карандашей.
На видео пример изготовления игольчатых щупов для проверки мелких деталей:
Подсветка мультиметра
Функция которой не хватает мультиметру в плохо освещенных местах – подсветка дисплея. Решить эту проблему не сложно, достаточно применить:
- 2 светодиода последовательно припаянных друг к другу
- отражатель – обыкновенная золотинка от жвачки
- микровыключатель любого типа
Проделываете в корпусе сбоку отверстие для выключателя. Приклеиваете отражатель под дисплеем индикации и припаиваете два проводка к контактам кроны.
От них подается питание на выключатель и далее на светодиоды. Конструкция готова.
В конечном результате самодельная доработка подсветки мультиметра будет выглядеть вот так:
Батарейка с подсветкой будет расходоваться значительно быстрее, поэтому не забывайте отключать выключатель когда естественного освещения будет вполне достаточно.
Тестирование
По отзывам многих пользователей в интернете, представленные выше самодельные щупы — устройства, которые по эксплуатации и характеристике ничем не хуже бытовых моделей. Ими можно проверить напряжение в любом электроприборе. Первое тестирование советуют проводить, используя средства личной безопасности и на незначительном приборе. Впоследствии уже можно использовать самодельные изделия для других нужд.
В целом, щупы — незаменимые устройства мультиметра, выпускаемые на рынке в большом объеме, несмотря на то, что во многих случаях они идут в комплекте к измерительному прибору. Бывают разных видов, отличаются друг от друга, в основном, качеством и долговечностью. Сделать их можно своими руками, соблюдая все предписанные рекомендации пользователями.
Определение точного напряжения батарейки
Для того чтобы самому выяснить действительное напряжение батарейки потребуется хотя бы один точный резистор номиналом 2 или 2,2 кОм с погрешностью 0,5%. Этот номинал резистора выбран из-за того, что при последовательном подключении с ним микроамперметра, общее сопротивление цепи составит 5000 Ом. Следовательно, проходящий через тестер ток будет около 300 мкА, и стрелка отклонится на полную шкалу.
I=U/R=1,5/(3000+2000)=0,0003 А.
Если тестер покажет, к примеру, 290 мкА, значит, напряжение батареи равно
U=I*R=0,00029(3000+2000)=1,45 В.
Теперь зная точное напряжение на батарейках, имея одно точное сопротивление и микроамперметр можно подобрать необходимые номиналы сопротивления шунтов и добавочных резисторов.
Сбор блока питания
Блок питания для мультиметра собирается из двух последовательно соединенных батареек по 1,5 В. После этого к нему подключается последовательно микроамперметр и предварительно отобранный по номиналу резистор в 7 кОм. Тестер должен показать значение близкое к предельному току. Если прибор зашкалит, то последовательно к первому резистору необходимо подсоединить второй, маленького номинала.
Если показания меньше 300 мкА, то параллельно к этим двум резисторам, подключают сопротивление большого номинала. Это уменьшит общее сопротивление добавочного резистора. Такие операции продолжаются до тех пор, пока стрелка не установится на пределе шкалы в 300 мкА, что сигнализирует о точной подгонке.
Для подбора точного резистора на 97 кОм, выбираем ближайший, подходящий по номиналу, и проделываем те же процедуры, что и с первым на 7 кОм. Но так как здесь необходим источник питания 30 В, то потребуется переделка питания мультиметра из батарей на 1,5 В.
Собирается блок с выходным напряжением 15-30 В, на сколько хватит. К примеру, получилось 15 В, тогда всю подгонку делают из расчета, что стрелка должна стремится к показанию 150 мкА, то есть к половине шкалы. Это допустимо, так как шкала тестера при измерении тока и напряжения линейная, но желательно работать с полным напряжением.
Для регулировки добавочного резистора в 997 кОм для диапазона 300 В понадобятся генераторы постоянного тока или напряжения. Их можно использовать и как приставки к мультиметру при измерении сопротивлений.
Номиналы резисторов: R1=3 Ом, R2=30,3 Ом, R3=333 Ом, R4 переменный на 4,7 кОм, R5=7 кОм, R6=97 кОм, R7=997 кОм. Подбираются подгонкой. Питание 3 В. Монтаж можно сделать навеской элементов прямо на плате.
Разъем можно установить на боковой стенке коробки, в которую врезается микроамперметр. Щупы изготавливаются из одножильного медного провода, а шнуры к ним из многожильного. Подключение шунтов осуществляется перемычкой. В результате из микроамперметра получается тестер, которым можно мерить все три основных параметра электрического тока.
