Yleismittarin käyttö, valinta ja turvallisuus

Yleismittarin valinta, käyttökohteet ja turvallisuus

Teknologia muuttaa maailmaa jatkuvasti ja se nostaa elektroniikkamittaukset entistä tärkeämpään rooliin.

Tässä artikkelissa kerromme mikä digitaalinen yleismittari on sekä mitä sillä voi tehdä, mitkä ominaisuudet kannattaa ottaa huomioon mittarin valinnassa ja kuinka turvallinen mittaus suoritetaan.

Digitaalinen yleismittari on nimensä mukaisesti yleisesti sähkötöissä käytettävä mittalaite. Sillä voidaan mitata tasavirtaa, tasajännitettä, vaihtovirtaa, resistanssia ja taajuutta sekä määrittää diodin kynnysjännite. Lisäksi uusimmilla mittareilla voidaan mitata esimerkiksi lämpötilaa, kapasitanssia tai transistorin virtavahvistusta. Jännitteen ja virran mittaaminen kytkennästä on tärkeää, koska sen avulla voidaan varmistaa, etteivät arvot ylitä sallittuja rajoja. Liian suuri virta ja jännite rikkovat komponentit ja laitteet.

Vinkkejä yleismittarin käyttöön ja valintaan

Yleismittarin valinnassa kannattaa kiinnittää huomiota mittarin ominaisuuksiin ja toimintoihin. Pelkkien teknisten perustietojen tarkastelu harvoin antaa hyvän kuvan siitä, mihin tehtävään yleismittari on sopivin.

Tarkastele seuraavia ominaisuuksia ja toimintoja kun harkitset uuden yleismittarin ostoa.

True RMS ja keskiarvo -yleismittarien erot

Yleismittaria valitessa on tärkeää ottaa huomioon laitteen käyttämä mittaustekniikka. Keskiarvoista mittaustapaa käyttävät yleismittarit ovat tarkkoja vain puhtaita siniaaltoja ja DC:tä mitattaessa. Keskiarvo-yleismittarit laskevat keskiarvon ja kertovat sen sitten kiinteällä vakiolla RMS-arvon (Root Mean Square), eli neliöllisen keskiarvon arvioimiseksi, mikä voi johtaa siihen, että mittaustulokset eivät ole tarkkoja. Kun vääristynyttä aaltomuotoa mitataan keskiarvovasteisella mittarilla, tulos voi poiketa merkittävästi todellisesta arvosta – lukema voi olla jopa 40% liian pieni tai enimmillään noin 10% liian suuri. Sen sijaan True RMS tai TRMS -yleismittarit tarjoavat jatkuvasti tarkat AC-jännite- ja AC-virtamittaukset kaikille aaltomuodoille, myös vääristyneille tai epäsäännöllisille, laskemalla neliöjuuren hetkellisten arvojen keskiarvosta.

Mistä mitataan True RMS -arvoja?

True RMS -mittarien tarve on kasvanut, sillä piireissä havaitaan entistä useammin muita kuin siniaaltosignaaleja, esimerkiksi:

• Taajuusmuuttajissa
• Sähköisissä kuristimissa
• Tietokoneissa
• LVI-laitteissa
• Puolijohdeympäristöissä

Näissä ympäristöissä virta kulkee lyhyinä pulsseina eikä tasaisena siniaaltona, kuten tavallisessa induktiomoottorissa. Virran ja jännitteen aaltomuoto voi vaikuttaa huomattavasti mittalaitteen antamaan lukemaan. Lisäksi True RMS -mittari on parempi valinta sellaisten johtimien mittauksissa, joiden AC-ominaisuuksia ei tunneta.

Tarkkuus

Mittarin tarkkuus kertoo, kuinka lähellä yleismittarin näytön lukema on mitattavan signaalin todellista arvoa. Tarkkuus ilmaistaan yleensä prosentteina lukemasta. Esimerkiksi yhden prosentin tarkkuus lukemasta tarkoittaa, että kun näytön lukema näyttää tasan 100,0 volttia on sen todellinen signaaliarvo mitä tahansa välillä 99,0-101,0 volttia. Yleismittarien perustarkkuus on tyypillisesti ± (0,7 % + 1) … ± (0,1 % + 1) lukemasta tai parempi. Mitä tarkempi yleismittari on, sen useampaan sovellukseen se käy.

Erottelukyky

Kertoo, kuinka pieniä muutoksia mittarilla on mahdollisuus mitata. Kun tiedät erottelukyvyn, pystyt sanomaan etukäteen, onko mitattavan signaalin pieni muutos nähtävissä mittaustuloksessa. Esimerkiksi jos yleismittarin erottelukyky on 1 mV 4 V:n alueella, on mahdollista nähdä 1 mV:n muutos (1/1000 volttia), kun lukemana on 1 V (1,000 V).

Ohmin laki

Digitaalinen yleismittari käyttää ohmin lakia. Se mittaa ja näyttää joko jännitteen, resistanssin tai virran. Minkä tahansa sähköisen piirin jännite, virta ja resistanssi on mahdollista laskea käyttämällä ohmin lakia, jonka mukaan jännite on virta kertaa resistanssi. Kun tiedetään mitkä tahansa kaksi kaavan arvoa on kolmas mahdollista määrittää.

Jännitteen mittaus yleismittarilla – Tasa- ja vaihtojännite (DC/AC)

Yleismittarin yksi tyypillisimmistä tehtävistä on jännitteen mittaaminen. Yleisimpiä tasajännitelähteitä ovat akut ja paristot, kuten auton akku. Vaihtojännite luodaan tavallisesti generaattorilla. Pistorasiat ovat tyypillisimpiä vaihtojännitelähteitä. Jotkut laitteet muuttavat vaihtojännitteen tasajännitteeksi. Esimerkiksi televisiot, tietokoneet ja stereot, jotka kytketään verkkopistorasiaan, on tasasuuntaajaksi kutsuttuja laitteita, jotka muuttavat vaihtojännitteen tasajännitteeksi. Tasajännite toimii laitteen elektronisen piirin käyttöjännitteenä. Syöttöjännitteen mittaaminen on yksi tavallisimmista mittauksista piirin vianhaussa.

Jännite mitataan seuraavalla tavalla:

1. Valitse V~ (AC) tai V (DC), tarpeen mukaan.
2. Joissakin digitaalisissa yleismittareissa AC-jännitteelle on myös vaihtoehto mṽ.
3. Jos piirin jännitettä ei tiedetä, aseta suurin mahdollinen jännitealue.
4. Mikäli yleismittarissa on ainoastaan manuaalinen alueenvalinta, valitse silloin suurin alue, jotta tulo ei ylikuormittuisi.
5. Kytke ensin musta mittausjohto COM-tuloliittimeen, sitten punainen mittausjohto V-tuloliittimeen.
6. Kytke mittapäiden kärjet kuormittavan piirin tai teholähteen "yli" (rinnankytkentä).
7. Katso mittarilukema ja tarkista samalla mittausyksikkö. Huom! Varmista DC-mittauksissa oikea napaisuus(±) koskettamalla punaisella mittapäällä piirin positiivista päätä ja mustalla negatiivista päätä tai piirin maata.

Mikäli laitat kytkennät ristiin, yleismittarin automaattinen napaisuuden osoitus näyttää miinusmerkkiä osoituksena negatiivisesta napaisuudesta. Moderneilla yleismittareilla DC-jännitettä mitattaessa vastakkaisista navoista tämä ei ole vaarallista, mutta jos käytössäsi on analoginen yleismittari, se vaurioituu.

Huom! Älä kytke mittajohtoja vääriin tuloliittimiin, sillä se saattaa aiheuttaa vaarallisen valokaaren – älä myöskään koske sormilla mittapäiden kärkiin tai anna kärkien koskettaa toisiaan.

Jännitteettömyyden toteaminen yleismittarilla

Keväällä 2025 päivitetyn standardin SFS 6002 mukaisesti jännitteettömyyden toteaminen ennen sähkötyöhön ryhtymistä on suoritettava määräysten mukaisin menetelmin. Standardin mukaan jännitteen olemassaolon tarkistamiseen ei saa käyttää yleismittareita, jotka perustuvat ainoastaan omiin tuotestandardeihinsa.

Tämä vaatimus perustuu turvallisuussyihin: yleismittarien käyttöön liittyy virheellisen mittaustoiminnon valinnan riski, ja mittajohdot voidaan kytkeä virheellisesti vääriin liittimiin. Näin ollen ne eivät tarjoa riittävää varmuutta käyttöjännitteen poissaolon toteamiseksi ennen jännitteettömänä työskentelyä.

Diodit, resistanssi ja jatkuvuus

Dioditestaus

Diodi toimii kuten elektroninen kytkin. Se avautuu, kun jännite on tietyn tason yli ( yleensä noin 0,6V piiridiodille). Samalla se antaa virran kulkea vain yhteen suuntaan. Tällä toiminnolla mitataan mittauspisteiden yli menevä jännitehäviö. Piirirajapinnan jännitehäviön tulisi olla alle 0,7V päästösuunnassa. Estosuunnassa piiri on avoin.

Resistanssi

Resistanssin mittayksikkönä toimii ohmi Ω. Useimmat digitaaliset yleismittarit mittaavat pieniä resistansseja 0,1 ohmiin saakka, mutta osa mittaa suuria resistansseja, jopa 300 megaohmiin (300 000 000 Ω) saakka. Resistanssimittaukset on tehtävä jännitteettömästä piiristä, sillä mittari tai piiri saattaa muutoin vaurioitua. Osa yleismittareista on varustettu resistanssialueen suojauksella, mahdollisten jännitekontaktien varalta.

Jatkuvuusmittaus

Jatkuvuusmittauksella tarkistetaan, onko piiri avoin vai suljettu. Uusimmissa mittareissa on jatkuvuussummeri. Tämän avulla voi tehdä jatkuvuustestauksia erittäin kätevästi ja nopeasti, sillä mittari ilmoittaa havaitessaan suljetun piirin, eikä sinun tarvitse tarkastella näyttöä testauksia tehdessä.

Virran mittaaminen yleismittarilla

Virtamittaus poikkeaa muista digitaalisista yleismittarin mittauksista. Pelkällä yleismittarilla tehdyllä virtamittauksella on mittari kytkettävä sarjan mitattavaan piiriin. Tämä tarkoittaa käytännössä piirin aukaisemista ja mittarin lisäämistä sen piiriin. Silloin koko piirin virta kulkee myös yleismittarin lävitse. Yleismittarilla on mahdollista mitata virtaa myös epäsuorasti, käyttämällä virtapihtiä. Avattavat pihdin leuat tulevat vaihejohtimen ympärille, joten piiriä ei tarvitse avata eikä mittaria tarvitse kytkeä sarjaan.

Virta mitataan seuraavalla tavalla:

1. Tee mitattava piiri jännitteettömäksi.
2. Katkaise piiri ( esim. irrota vastuksen toinen pää) ja luo mittapäille sopivat kytkentäpaikat.
3. Valitse A~ (AC) tai A (DC) tarpeen mukaan.
4. Kytke musta mittausjohto COM-tuloliittimeen. Seuraavaksi kytke punainen mittausjohto A- tai mA-tuloliittimeen, oletetun virta-arvon mukaan.
5. Kytke mittapään kärjet katkaistuun piiriin niin, että kaikki virta kulkee yleismittarin lävitse (sarjakytkentä).
6. Palauta piiri jännitteelliseksi.
7. Tarkasta mittarilukema ja muista varmistaa mittausyksikkö.

Huom! Jos mittausjohdot kytketään ristiin DC-mittauksella, näyttöön ilmestyy miinusmerkki (-).

Yleismittarit ja niiden suosituimmat käyttökohteet

Muistilista yleismittarin turvalliseen käyttöön

• Käytä ainoastaan mittareita, jotka täyttävät hyväksytyt turvallisuusstandardit
• Tarkista, ettei mittausjohdoissa ole ulkoisia vaurioita
• Käytä mittaria, joka on suojattu ylikuormitukselta
• Käytä sulakesuojattua mittaria
• Tarkista mittarilla mittausjohtojen jatkuvuus/eheys
• Käytä mittaria, jonka tuloliittimet on upotettu
• Älä työskentele yksin
   

Videolla Fluken asiantuntija esittelee kolme tärkeintä ominaisuutta, jotka kannattaa pitää mielessä kun valitsee sopivaa yleismittaria.