Цифровой мультиметр — инструмент первой необходимости

Ремонт любого электронного устройства начинается с диагностики. Это первый и важнейший этап на пути возвращения неисправного аппарата к жизни. Одними лишь мозгами и голыми руками данную процедуру не выполнить, поэтому, у опытного мастера / инженера имеется в наличии целый арсенал приборов для ремонта электроники: материнских плат ноутбуков и компьютеров, блоков питания, etc. Но как бы ни был разнообразен арсенал измерительной техники главное место в нём всегда будет занимать комбинированный прибор он же тестер или мультиметр.

В этой статье речь пойдёт о выборе первого тестера, так же материал будет полезен начинающим мастерам только собирающимся открыть своё дело и задающихся вопросом: какой инструмент для ремонта электроники купить в первую очередь?

 

Цифровой мультиметр — инструмент первой необходимости

В далёкие 90-е я пользовался советской классикой — стрелочным измерительным прибором Ц43101. Это был увесистый аналоговый измеритель напряжения, тока и сопротивления. Он был более-менее точным и не убиваемым (благодаря встроенной защите), однако читать показания с аналоговой шкалы было не удобно*. К тому же из-за большого веса и не менее больших габаритов носить с собой такой прибор было проблематично.

*Как-то мне выдали гору резисторов с кодовой маркировкой и попросили все измерить и рассортировать по коробочкам с надписями, чтобы кладовщице было удобнее и быстрее выдавать.  Помню как долго чертыхался высчитывая значения сопротивлений по аналоговой шкале.

Когда в нашу лабораторию (я в то время работал связистом при ГУ МВД) принесли новенький измерительный прибор Ц43309 моей радости не было предела! Советский цифровой мультиметр имел высокую точность, меньшие размеры, широкий диапазон измерений и режим прозвонки диодов. Да и выглядел он на то время очень модерново.

Читатель избалованный современным разнообразием цифровой измерительной техники наверное и представить не в состоянии какое это удовольствие: после аналоговой шкалы перейти на цифровую.
Однако были у этой новой Ц-шки и минусы: прибор «думал» очень медленно, на отображение результатов замера уходили буквально секунды, весил он всё так же много и в карман по прежнему не помещался. За неимением батареек приходилось запитываться от сети 220В через адаптер. Для лабораторных условий всё это мелочи, а для «работы в поле» — серьёзный недостаток.

Опус по описанию отечественной измерительной аппаратуры был бы неполным без упоминания моего любимого прибора — Щ4313. Он имел стационарное исполнение, однако благодаря небольшому весу, ручке и будучи заправлен четырьмя элементами питания типа 336 легко превращался в носимый аппарат.

В сравнении с Ц43309, Щ4313 считал очень быстро… хотя почему считал? Он до сих пор работает в моей мастерской, выглядит как новенький и радует глаз ценителей коллекционной техники.

Вскоре пришла эпоха китайских мультиметров. Прилавки рынков и радио-магазинов заполонили азиатские приборы разнообразнейших форм цветов и возможностей. Они были компактные, лёгкие, не достаточно точные и точно некачественные: четырёх, а в некоторых моделях и трёх-сегментный дисплей, тонкие измерительные щупы с хлипкими проводами, ломающиеся и закисающие переключатели режимов измерения. После серьёзных советских приборов, китайские поделки казались игрушечными.

На то время Tektronix, Rigol и прочая брендовая техника постсоветским радиолюбителям и инженерам была не по карману, нормальные отечественные приборы были слишком дорогими и дефицитными, а китайские ноунеймы — откровенно дефектными. С другой стороны не всё сделанное в Китае — мусор. Товарищи из поднебесной, если очень постараются, могут производить отличные копии известных брендов не отличающиеся ни по функционалу, ни по качеству от оригинала. Пример этому продукция компании Uni-Trend Group Limited — одной из ведущих производителей измерительной техники в Китае.

 

В ассортименте Uni-T есть всё: от недорогих карманных мультиметров до портативных осциллографов и анализаторов спектра.

 

Так что всё-таки же купить?

Разнообразие отечественной и импортной техники может загнать в ступор начинающего радиолюбителя. Да что там, даже среди профи порой ведутся баталии на тему что брать: коллекционный прибор времён СССР, дорогой брендовый измеритель или его качественный аналог китайского производства? На самом деле не всё так сложно, как может показаться.

Не в даваясь в классы точности приборов и пр. матчасть, измерительную технику можно (довольно грубо) поделить на инструмент для электрика, радиолюбителя и профессионала-ремонтника.

Инструмент предназначенный для ремонта электрооборудования имеет небольшую точность, ограниченный функционал и достаточно демократичную цену. Чтобы прозвонить проводку или отремонтировать старый кинескопный телевизор достаточно использовать стрелочный тестер Ц43101 или, например, бюджетную модель мультиметра Uni-T UT33A. Он предназначен для измерения напряжения, тока, сопротивления, тестирование диодов, прозвонки цепи, проверки транзисторов, имеет автоматический выбор диапазона (удобная функция). Очень удачная модель для домашнего электрика или начинающего радиолюбителя.

Постоянное напряжение 400 мВ/4 В/40 В/400 В/500 В ±(0.8%+1)
Переменное напряжение 4 В/40 В/400 В/500 В ±(1.2%+3)
Постоянный ток 400 мкА/4000 мкА/40 мА/400 мА/4 A/10 A ±(1%+2)
Переменный ток 400 мкА/4000 мкА/40 мА/400 мА/4 A/10 A ±(1.5%+5)
Сопротивление 400 Ом/4 кОм/40 кОм/400 кОм/4 МОм/40 MОм ±(1%+2)
Входной импеданс при измерении DC напряжения ~ 10 МОм
Питание Аккумулятор 1,5 В (AAA × 2)
Дисплей ЖКД, 48 × 16 мм
Размер 130 × 73.5 × 35 мм
Вес 156 г

 

Более серьёзным радиолюбителям, а так же профессионалам-ремонтникам будет интересна другая линейка приборов классом точности повыше и с более продвинутым функционалом таким как измерение ёмкости, частоты и температуры. Оптимальным выбором в данном случае выступит высококачественный мультиметр-автомат Uni-T UT61C. Эту модель выделяет так же возможность сопряжения с компьютером и наличие аналоговой шкалы. Работать таким аппаратом одно удовольствие!

 

Постоянное напряжение 60 мВ/600 мВ/6 В/60 В/600 В/1000 В ±(0.5%+1)
Переменное напряжение 60 мВ/600 мВ/6 В/60 В/600 В/750 В ±(1.0%+3)
Постоянный ток 600 мА/6000 мА/60 мА/600 мА/6 A/10 A ±(1.0%+3)
Переменный ток 600 мА/6000 мА/60 мА/600 мА/6 A/10 A ±(1.2%+5)
Сопротивление 600 Ом/6 кОм/60 кОм/600 кОм/6 МОм/60 МОм ±(1.0%+2)
Емкость 40 нФ/400 нФ/4 мкФ/40 мкФ/400 мкФ/4000 мкФ ±(3.0%+5)
Частота 10 Гц — 10 МГц ±(0.1%+4)
Частотная характеристика 45 Гц ~ 1 кГц
Температура —20°C ~ 1000°C ±(1.2%+3)
Коэффициент заполнения 0.1% ~ 99.9%
Входной импеданс для измерения DC напряжения ~ 10 МОм

 

Ну и наконец мечта любого маньяка КИПовца — высококлассный мультиметр Uni-T UT71A. У этого прибора есть абсолютно всё: измерение ёмкости и частоты, функции удержания данных и удержания пиковых значений, автоматический выбор диапазона, режим относительных измерений, аналоговая гистограмма. Легче сказать чего он не может измерять, чем долго перечислять все его возможности!

Постоянное напряжение 200 мВ/2 В/20 В/200 В/1000 В ±(0.1%+2)
Переменное напряжение 2 В/20 В/200 В/1000 В ±(0.8%+10)
Постоянный ток 200 мкА/2000 мкА/20 мА/200 мА/10 A ±(0.5%+10)
Переменный ток 200 мкА/2000 мкА/20 мА/200 мА/10 A ±0.8%+10)
Полоса пропускания AC 100 кГц
Сопротивление 200 Ом/2 кОм/20 кОм/200 кОм/2 МОм/20 MОм ±(0.5%+10)
Емкость 20 нФ/200 нФ/2 мкФ/20 мкФ/200 мкФ/2 мФ/20 мФ ±(3.0%+5)
Частота 20 Гц/200 Гц/2 кГц/20 кГц/200 кГц/2 MГц/20 MГц/200 MГц ±(0.01%+5)
Скважность 10% ~ 90% ±(1%+30)
Токовая петля 4~20 мА 0% ~ 100% ±(1%+50)
Входной импеданс при измерении DC напряжения ~ 10 МОм; DC 200 мВ: ~ 2,5 ГОм

 

Почему я перечислил исключительно китайские приборы? Советская измерительная аппаратура хороша в новом (нараскуроченном) состоянии. Если найдёте на барахолке какой нибудь Щ4313 с хранения как я в своё время — считайте вам повезло: и деньги сэкономили и получили точный измерительный прибор. Приобретение дорогого Tektronix или Fluke для радиолюбителя не окупится, а для обычной сервисной мастерской будет затратным. Покупка же качественного китайского мультиметра от известного и хорошо зарекомендовавшего себя производителя будет оптимальным вариантом. Лично у меня наличествуют все приборы: аналоговый тестер, цифровой советский измерительный прибор, китайский мультиметр Mastech карандашного типа. И для каждого есть своя область применения.
Но какой инженер бы отказался от Fluke, Rigol, Keithley или B&K Precision на своем рабочем столе???  🙂

 

Чем посмотреть здоровье жесткого диска?

С момента изобретения первого накопителя на магнитных дисках прошло более шестидесяти лет. За это время диски превратились в ёмкие компактные и быстрые устройства хранения личной и рабочей информации. Во много раз возросла надёжность. Однако, какими бы совершенными ни были современные технологии производства никто не застрахован он случаев брака, ну а об естественном износе и говорить не приходится. Анализ выхода из строя дисковых накопителей показал, что в большинстве случаев имеет место быть повреждение поверхности магнитной пластины (пластин, если их несколько в гермоблоке) и появление не читаемых участков т.н. битых секторов или бед-блоков. Данный процесс обычно растянут во времени и характеризуется повышенной задумчивостью диска: система тупит, подвисает, при включении компьютера/ноутбука срабатывает Check disk, могут наблюдаться синие экраны и спонтанные перезагрузки.

При повреждениях более серьёзных таких как заклинивание гидродинамического подшипника, падение головки на пластину («запил» диска), повреждение участка сервометок или контроллера приводят к мгновенному выходу диска из строя с невозможностью считать/переписать с него информацию. В таких случаях жёсткий диск либо исчезает из проводника, не инициализируется в BIOS, при этом в районе гермозоны диска могут быть слышны монотонные щелчки или гудение. Данные неисправности, ввиду отсутствия специального оборудования не могут быть устранены ни дома, ни в условиях обычной мастерской.

Дабы не допустить утери данных, компаниями-изготовителями были придуманы всевозможные диагностические утилиты которые позволяют наблюдать за здоровьем накопителя, предупреждать о возможном выходе из строя и даже производить лёгкий ремонт его поверхности.

Исторически сложилось так, что в процессе рыночной борьбы крупные производители поглощали более мелких, выкупали у конкурентов сегмент по производству накопителей… В результате остались три гиганта: Toshiba, Western Digital, Seagate. Диагностические утилиты этих трёх вендоров и будут рассмотрены ниже.

 

Toshba Storage Diagnostics

Именитый японский производитель электроники продемонстрировал в 1991 году инновационный, компактный 2.5 дюймовый диск Tamba-1 для портативных компьютеров — ноутбуков. Магнитные накопители этой фирмы славятся своей надёжностью — характерной чертой всей японской техники.

Для наблюдения за состоянием дисков Toshiba существует фирменная утилита Toshiba Storage Diagnostic Tool скачать которую можно по этой ссылке.

 

 

WD Data Lifeguard Diagnostic for Windows

Американская компания Western Digital с 70-х годов специализировалась на производстве микросхем-контроллеров для флоппи-дисководов и жестких дисков сторонних производителей. C 1988 года WD начала выпускать собственные накопители и спустя непродолжительное время опередила своего прямого конкурента — Seagate.

Western Digital так же как и Toshiba является эталоном стабильной работы и надёжности. Однако это не значит что за состоянием диска не надо следить. Утилита WD Data LifeGuard Diagnostics позволит держать руку на пульсе здоровья вашего накопителя и предупредит о возможном выходе его из строя.

 

 

Seatools for Windows

Американская компания Seagate была основана бывшими сотрудниками ИТ-гиганта IBM. Именно Seagate представила миру первый диск для пользовательского сегмента.

*Основываясь на моей многолетней практике и учитывая многочисленные отзывы, магнитные накопители этой компании назвать сверх надёжными нельзя. Поэтому использование фирменной программы Seatool for Windows является насущной необходимостью.

 


В независимости от выбранного вами жесткого диска рекомендуется обязательно контролировать его состояние специальными утилитами, дабы иметь возможность вовремя перенести данные в безопасное место. Восстановление утерянной информации стоит немалых сумм, а программы диагностики и наблюдения за здоровьем накопителей или бесплатны или стоят символических денег.

 

Жёсткие диски. Немного истории.

 IBM RAMAC 305
Прародитель всех жёстких дисков IBM RAMAC 305

В далёком 1956 году компания IBM представила миру свою революционную разработку — 305 RAMAC (пер. хранение по методу случайного доступа) — устройство хранения информации на магнитных пластинах. Первый жёсткий диск весил 970кг и был размером с грузовик, доступен он был только для бизнес сегмента да и стоил немало.  RAMAC был медлительным и ненадёжным: головкой чтения/записи управлял шаговый двигатель, а сама она имела непосредственный контакт с поверхностью вращающихся магнитных пластин вызывая быстрый износ последних.*

*В современных дисках головка имеет специальную аэродинамическую форму и парит над диском.  Её соприкосновение с поверхностью вращающегося диска (дисков) влечёт необратимое разрушение как самой головки, так и диска.

 

IBM 1301
Инновационный накопитель IBM 1301

В 1961 году на замену устаревшего RAMAC пришел IBM 1301. Этот накопитель воплотил в себе ряд существенных улучшений: благодаря технологии Air Bearing между головкой и магнитными пластинами (блинами) появился зазор в 5мкм. Сами же пластины стали двухсторонними с отдельным считывающим устройством для каждой. Эти инновации повысили не только скорость работы накопителя, но и продлили срок его эксплуатации.

Вплоть до конца семидесятых годов жёсткие диски были востребованы исключительно крупными компаниями и государственными учреждениями. Это не удивительно: вряд ли кто-нибудь даже из энтузиастов ИТ того времени смог бы приобрести накопитель стоимость несколько десятков тысяч долларов и выделить под него отдельную комнату.

Seagate ST-506
Seagate ST-506 первый накопитель для пользовательского сегмента

Однако, прогресс не стоял на месте и в 1980 году никому тогда неизвестная компания Seagate основанная бывшим работником IBM Элом Шугартом представила первый в мире потребительский жёсткий диск с неброским названием ST-506. Он имел объем 5 Мегабайт и стоил 1700 долларов.

 

IBM 5160
Персональный компьютер IBM 5160 с жестким диском от Seagate

Компания IBM сосредоточившись исключительно на бизнес сегменте решило не ввязываться в конкурентную борьбу за массовый сегмент жестких дисков и просто заключило с Seagate соглашение на поставки дисков для своих компьютеров IBM 5160 (IBM PC/XT). Этот союз был довольно успешным — компьютеры снабженные новым компактным и ёмким (по тем меркам) диском разошлись десятками миллионов экземпляров. С Seagate так же сотрудничала компания Western Digital специализировавшаяся на поставках в то время контроллеров для накопителей. Позже WD основала своё собственное производство дисков превратившись в основного конкурента Seagate.

Идея миниатюризации плотно засела в головах конструкторов того времени. Развивающийся рынок портативных компьютеров — лэптопов требовал ёмкие накопители небольших размеров. Ныне забытая американская компания PrairieTek запустила в 1988 производство 2.5-дюймовых жёстких дисков для ноутбуков. Но на страницы истории (благодаря умелому маркетингу) в качестве изобретателей сверхкомпактных накопителей попала японская компания Toshiba со своим диском Tamba-1.

Помимо вышеперечисленных производителей жёстких дисков за место под солнцем боролись менее известные в наше время: Conner Peripherials, Micropolis, NEC, Fujitsu, Maxtor, Quantum… Все они были выкуплены, поглощены нынешними гигантами индустрии производства устройств хранения — Seagate, Western Digital и Toshiba.

В наши дни борьба интерфейсов и размеров утряслась. На данный момент существуют два распространённых формфактора 2.5, 3.5 дюйма и единый тип интерфейса Serial ATA (SATA) в различных его поколениях. Дальнейшая конкуренция производителей накопителей на основе магнитных дисков свелась к увеличению объема хранения путём повышения плотности записи на пластинах всевозможными изощрённейшими методиками: продольная, перпендикулярная запись, метод локального подогрева участка под головкой, увеличению буфера хранения и экспериментам с инертной средой в гермозоне.

Эволюция жестких дисков

Не смотря на появление конкурентов в лице твердотельных накопителей имеющих подавляющее преимущество в скорости записи/чтения «старые» технологии хранения на магнитных пластинах не думают сдавать позиции. Дело в том, что магнитные диски способны «удерживать» на себе информацию десятилетиями (это обусловлено самой физикой процесса), чего нельзя сказать о хранении информации в полупроводниковых ячейках по флеш-технологии.  Быстродействующие SSD по сути своей — ёмкие флешки управляемые более продвинутым контроллером.

На данный момент ни один твердотельный жесткий диск не может конкурировать с обыкновенным «винчестером» ни в ёмкости, ни в надёжности хранения данных. Так что если вы планируете архивировать на долгое время значительные объёмы данных — лучше воспользоваться старой-доброй технологией магнитной записи «отполированной» годами.

Современные накопители на магнитных пластинах. Надёжные и ёмкие.