str. 1

 

 

Ćwiczenie 1 

Wprowadzenie do obsługi multimetrów analogowych i cyfrowych  

 

Program ćwiczenia: 
 
1. Pomiar bezpośredni napięcia stałego multimetrem cyfrowym  
2. Pomiar bezpośredni napięcia stałego multimetrem analogowym  
3. Pomiar bezpośredni wartości skutecznej napięcia zmiennego multimetrem cyfrowym 
4. Pomiar bezpośredni częstotliwości napięcia zmiennego multimetrem cyfrowym 
5. Pomiar częstotliwości napięcia zmiennego multimetrem cyfrowym z wykorzystaniem funkcji 

statystycznych 

6. Pomiar bezpośredni rezystancji metodą dwuprzewodową multimetrem cyfrowym 
7. Pomiar bezpośredni rezystancji metodą czteroprzewodową multimetrem cyfrowym 
8. Pomiar bezpośredni pojemności multimetrem cyfrowym 
 
 
Wykaz przyrządów: 
• Multimetr cyfrowy Rigol DM3051 
• Multimetr analogowy UM‐3a/UM‐4B/UM‐5B 
• Zasilacz/Generator uniwersalny 
• Zestawy rezystorów R

1

 – R

6

, R

1

’  

 
Literatura: 

[1] Zatorski A., Rozkrut A. Miernictwo elektryczne. Materiały do ćwiczeń laboratoryjnych. Wyd. AGH, Skrypty nr   
      SU 1190, 1334, 1403, 1585, Kraków, 1990, 1992, 1994, 1999 
[2] Chwaleba A., Poniński M., Siedlecki A. Metrologia elektryczna. WNT, Warszawa 1979, 1991, 1994, 2009 
[3] Tumański S., Technika pomiarowa, Wydawnictwa Naukowo – Techniczne, 2007, Warszawa  

 
Dokumentacja techniczna przyrządów pomiarowych: 

[4] Instrukcja obsługi: RIGOL, Multimetry cyfrowe serii DM3000 

http://www.kmet.agh.edu.pl

  ‐> dydaktyka ‐> Materiały dla studentów 

 
Strony www: 

http://www.rigolna.com/

 

http://www.home.agilent.com

 ‐> Technical Support 

http://polskiemultimetry.prv.pl/

 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 

str. 2

 

 

Zakres wymaganych wiadomości do testu: 

• budowa 

i 

zasada 

działania 

przyrządów 

analogowych 

magnetoelektrycznych                             

i elektromagnetycznych,  

• pomiar  przyrządem  analogowym;  pojęcia:  skali,  podziałki,  działki  elementarnej,  stałej 

zakresowej, 

• symbole stosowane do opisu przyrządów analogowych, 
• budowa i zasada działania przyrządów cyfrowych, 
• pomiar przyrządem cyfrowym; pojęcia: liczby cyfr znaczących, rozdzielczości, czułości, 
• struktura multimetru cyfrowego, 
• przetwornik A/C z podwójnym całkowaniem, 
• przetwornik AC/DC ‐ pomiar napięcia zmiennego, w tym pojecie True RMS, 
• przyczyny błędów i niepewności pomiarowych, 
• obliczanie błędów granicznych w pomiarach przyrządem analogowym i cyfrowym 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

str. 3

 

 

Charakterystyka multimetru cyfrowego Rigol DM3051 

Cyfrowe  multimetry  laboratoryjne  serii  DM3000  firmy  Rigol  są  urządzeniami  zaprojektowanymi 

do  wykonywania  wielofunkcyjnych  pomiarów  o  dużej  precyzji,  w  tym  również  pomiarów  w 
systemach zautomatyzowanych. W skład serii wchodzą multimetry cyfrowe o rozdzielczości odczytu 
do  6½    cyfry,  charakteryzujące  się  dużą  szybkością  akwizycji  danych,  opcją  multipleksera  torów 
pomiarowych  do  pomiarów  automatycznych,  funkcją  operacji  matematycznych,  elastyczną 
konfiguracją czujników użytkownika itp. Przyrządy wyposażono w interfejsy transmisyjne, jak RS‐232, 
USB,  LAN  czy  GPIB,  które  można  wykorzystywać  do  archiwizacji  i  wydruku  wyników  pomiarów. 
Poniżej zestawiono wybrane parametry eksploatacyjne multimetrów z serii DM3000: 

• Częstotliwość  próbkowania  do  50kSa/s  pozwala  na  precyzyjne  pomiary  np. 

szybkozmiennych przebiegów o częstotliwości akustycznej.  

• Rozdzielczość: 6½  cyfry, maks. odczyt: 2 400 000. 
• 24 funkcje pomiarowe: Prąd stały i zmienny, napięcie stałe i zmienne, rezystancja metodą 

2‐  i  4‐przewodową,  pojemność,  test  ciągłości,  test  diod,  częstotliwość,  wypełnienie, 
pomiary względne, pomiary z czujnikami zewnętrznymi itd. 

• Pomiary w trybie dyskryminatora pozwalające na sortowanie wyników – test Dobry/Zły. 
• Pomiary  z  wykorzystaniem  operacji  matematycznych:  maksimum,  minimum,  wartości 

graniczne, wartość średnia, dBm, dB. 

• Funkcje akwizycji danych: zapis danych, pomiar wielokanałowy, pomiary automatyczne. 
• Pomiary napięć i prądów zmiennych z przetwornikiem rzeczywistej wartości skutecznej 

True RMS. 

• Wewnętrzna  pamięć  do  10  grup  ustawień  parametrów  pomiaru  i  pamięć  ustawień 

przyrządu z wykorzystaniem komputera PC. 

• Monochromatyczny wyświetlacz LCD o rozdzielczości 256x64 piksele. 
• Interfejsy transmisyjne: RS‐232, USB, LAN i GPIB. 
• Proste i wygodne w użyciu oraz elastyczne oprogramowanie narzędziowe  pod systemy 

operacyjne Microsoft® Windows 98/Me/2000/XP: Ultralogger, Ultrasensor i UltraDMM. 
 

 

Rysunek 1 Widok płyty czołowej multimetru cyfrowego Rigol DM3051. 

 

str. 4

 

 

Charakterystyka multimetru analogowego UM‐4b 

Miernik  uniwersalny  typu  UM‐4B  jest  przeznaczony  do  pomiarów  napięcia  stałego,  prądu 

stałego,  napięcia  przemiennego,  prądu  przemiennego,  rezystancji  lub  poziomu  przenoszenia,  w  36 
zakresach  pomiarowych.  Miernik  ma  ustrój  pomiarowy  magnetoelektryczny  o  ruchomej  cewce  i  o 
magnesie rdzeniowym. 

 

 

Rysunek 2 Widok płyty czołowej multimetru analogowego UM‐4b. 

 

 

 

 

Rysunek 3 Widok płyty czołowej modułu zasilającego. 

 

 

str. 5

 

 

1. Pomiar bezpośredni napięcia stałego multimetrem cyfrowym RIGOL DM3051 

1) Włączyć zasilanie multimetru. 

2) Nacisnąć przycisk 

 , aby przejść do trybu pomiaru napięcia stałego. 

3) Spodziewane  wartości  mierzonych  napięć  stałych  zawierają  się  w  zakresie  od  5V  do  20V  w 

związku  z  tym  zakres  mierzonego  napięcia  należy  ustawić  na  40V.  W  tym  celu  należy  użyć 
przycisków Rng+ lub Rng‐ z menu kontekstowego na wyświetlaczu multimetru. 

4) Podłączyć przewody pomiarowe zgodnie z rysunkiem 4; jeden przewód do gniazda HI, a drugi do 

gniazda LO multimetru.  

 

 

Rysunek 4 Pomiar napięcia stałego multimetrem cyfrowym. 

 

5) Źródłem mierzonego napięcia stałego jest zasilacz stabilizowany, ze skokową regulacją napięcia. 

Przewód pomiarowy z gniazda HI podłączyć do zacisku „+” zasilacza, a przewód z gniazda LO do 
zacisku oznaczonego symbolem masy „⊥”. 

6) Włączyć zasilacz, a pokrętło regulacji napięcia ustawić w pozycji 6V. 

7) Odczytać i zanotować w tabeli 1 wynik pomiaru. Tabela znajduje się w konspekcie sprawozdania. 

8) Wykonać pomiary dla pozostałych wartości napięć: 9V i  12V. 

9) Wyłączyć zasilacz i rozłączyć przewody pomiarowe.  

10) Z tabeli A (patrz załącznik do instrukcji) odczytać wartości współczynników a i b  i obliczyć błędy 

graniczne pomiarów, wg wzorów (Z

u

 – zakres napięciowy na którym wykonano pomiar): 

 

100

U

gr

Z

b

U

a

U

⋅

+

⋅

=

Δ

  

U

Z

b

a

U

U

U

U

gr

gr

⋅

+

=

⋅

Δ

=

100

δ

 

 

str. 6

 

 

2. Pomiar bezpośredni napięcia stałego multimetrem analogowym UM‐3a/UM‐4B/UM‐5B 

1) Pokrętłem znajdującym się tuż pod skalą miernika ustawić zero mechaniczne wskazówki. 

2) Dolne pokrętło multimetru ustawić w pozycji pomiaru napięcia stałego V ‐. 

3) Spodziewane  wartości  mierzonych  napięć  stałych  zawierają  się  w  zakresie  od  5V  do  20V  w 

związku z tym prawym pokrętłem należy ustawić zakres mierzonego napięcia powyżej 20V.  

4) Podłączyć przewody pomiarowe zgodnie z rysunkiem 5; jeden przewód do zacisku +, a drugi do 

zacisku środkowego multimetru.  

                                     UM‐4B lub UM‐5B  

 

     

 

 UM‐3a 

                         

 

Rysunek 5 Pomiar napięcia stałego multimetrem analogowym. 

5) Źródłem mierzonego napięcia stałego jest zasilacz stabilizowany, ze skokową regulacją napięcia. 

Przewód  pomiarowy  z  zacisku  „+”  multimetru  podłączyć  do  zacisku  „+”  zasilacza,  a  przewód  z 
zacisku środkowego do zacisku oznaczonego symbolem masy „⊥”. 

6) Włączyć zasilacz, a pokrętło regulacji napięcia ustawić w pozycji 6V. 

7) Dobrać  zakres  pomiarowy  multimetru  w  taki  sposób  aby  wskazanie  ustaliło  się  w  powyżej  ½ 

podziałki.  

8) Z górnej podziałki multimetru oznaczonej symbolem „ ‐ ” (napięcie stałe), odczytać i zanotować w 

tabeli 2 liczbę wskazanych działek, całkowitą liczbę działek na podziałce i zakres pomiarowy. 

9) Jeżeli  jest  to  konieczne  zwiększyć  zakres  pomiarowy  multimetru  i  wykonać  pomiary  dla 

pozostałych wartości napięć: 9V i 12V. 

10) Wyłączyć zasilacz i rozłączyć przewody pomiarowe.  

11) Na  podstawie  zanotowanych  wartości,  obliczyć  stałą  przyrządu  i  wynik  pomiaru  w  każdym 

przypadku. 

12) Obliczyć błędy graniczne pomiarów wg wzorów (K – klasa przyrządu, Z

u

 – zakres pomiarowy): 

 

100

U

gr

Z

K

U

⋅

=

Δ

  

 

100

⋅

Δ

=

U

U

U

gr

gr

δ

 

str. 7

 

 

3. Pomiar bezpośredni wartości skutecznej napięcia zmiennego multimetrem cyfrowym 

1) Włączyć zasilanie multimetru. 

2) Po  włączeniu  zasilania  multimetr  znajduje  się  w  trybie  pomiaru  ciągłego,  to  znaczy  odczyt 

wielkości  mierzonej  następuje  z  maksymalną  częstotliwością  próbkowania  i  jest  na  bieżąco 
aktualizowany na ekranie. W tym punkcie ćwiczenia należy zmienić tryb pracy multimetru w taki 
sposób  aby  pomiar  był  wykonywany  na  życzenie  użytkownika.  W  tym  celu  należy  nacisnąć 
przycisk 

 na płycie czołowej multimetru. 

3) Nacisnąć przycisk 

 , aby przejść do trybu pomiaru napięcia zmiennego. 

4) Spodziewane wartości skuteczne mierzonych napięć zmiennych zawierają się w zakresie od 5V do 

20V w związku z tym zakres mierzonego napięcia należy ustawić na 20V. W tym celu należy użyć 
przycisków Rng+ lub Rng‐ z menu kontekstowego na wyświetlaczu multimetru. 

5) Podłączyć przewody pomiarowe zgodnie z rysunkiem 6; jeden przewód do gniazda HI, a drugi do 

gniazda LO multimetru.  

 

Rysunek 6 Pomiar napięcia zmiennego. 

6) Źródłem  mierzonego  napięcia  zmiennego  jest  układ  generator/wzmacniacz,  z  płynną  regulacją 

napięcia  i  skokową  regulacją  częstotliwości.  Przewody  pomiarowe  z  gniazd  HI  i  LO  należy 
podłączyć do zacisków „WY” generatora. Włączyć zasilanie generatora. 

7) Pokrętło  regulacji  częstotliwości  ustawić  w  pozycji  1kHz.  Wybrać  sinusoidalny  kształt  sygnału. 

Przełącznik „składowa stała” ustawić w pozycji „0”. 

8) Pokrętłem ‘amplituda’ ustawić żądaną wartość napięcia. 

9) Nacisnąć przycisk 

, aby wyzwolić pojedynczy pomiar. 

10) Odczytać i zanotować w tabeli 3 wynik pomiaru. 

11) Powtórzyć  czynności  z  punktów  8  –  10  dla  dwóch  innych  wartości  napięć  z  całego  zakresu 

regulacji napięcia. 

12) Nacisnąć  przycisk  History  z  menu  kontekstowego  na  ekranie  multimetru.  Funkcja  pamięci 

historycznej pozwala na zachowanie i  przeglądanie  wyników pomiaru. Zapisane dane  mogą być 

str. 8

 

 

wyświetlane  w  postaci  informacji  ogólnej  (Info),  listy  (List)  i  histogramu  (HistoG).  Naciskając 
odpowiednie przyciski kontekstowe wyświetlić historię pomiarów w różnej postaci.    

13) Wyłączyć zasilanie generatora. 

14) Bazując  na  danych  podanych  w  tabeli  B  obliczyć  błędy  graniczne  pomiarów,  wg  wzorów 

podanych w punkcie 1. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

str. 9

 

 

4. Pomiar bezpośredni częstotliwości napięcia zmiennego multimetrem cyfrowym 

1) Włączyć zasilanie multimetru. Upewnić się, że przycisk 

 świeci w sposób ciągły, co oznacza, że 

multimetr jest trybie pomiaru ciągłego. Jeżeli jest inaczej nacisnąć przycisk 

. 

2) Nacisnąć przycisk 

 , aby przejść do trybu pomiaru częstotliwości. 

3) Zakres pomiaru częstotliwości jest dobierany automatycznie i wynosi 3Hz – 300kHz. 

4) Podłączyć przewody pomiarowe zgodnie z rysunkiem 7; jeden przewód do gniazda HI, a drugi do 

gniazda LO multimetru.  

 

Rysunek 7 Pomiar częstotliwości. 

5) Źródłem  mierzonego  sygnału  jest  układ  generator/wzmacniacz,  z  płynną  regulacją  napięcia  i 

skokową  regulacją  częstotliwości.  Przewody  pomiarowe  z  gniazd  HI  i  LO  należy  podłączyć  do 
zacisków generatora. 

6) Włączyć  generator,  a  pokrętło  regulacji  amplitudy  ustawić  w  pozycji  środkowej.  Wybrać 

sinusoidalny kształt sygnału. Przełącznik „składowa stała” ustawić w pozycji „0”. 

7) Wykonać pomiary dla dwóch wybranych częstotliwości sygnału sinusoidalnego. 

8) Odczytać i zanotować w tabeli 4 wyniki pomiaru. 

9) Wyłączyć zasilanie generatora. 

10) Bazując na danych podanych w tabeli C obliczyć błędy graniczne pomiarów wg wzorów podanych 

w punkcie 1. 

 

 

 

 

 

 

str. 10

 

 

5. Pomiar  częstotliwości  napięcia  zmiennego  multimetrem  cyfrowym  z  wykorzystaniem  funkcji 

statystycznych 

Jak  można  było  zauważyć  podczas  pomiarów  wykonywanych  w  poprzednim  punkcie, 

częstotliwość mierzonych sygnałów nie jest stabilna lecz zmienia się w czasie w sposób losowy wokół 
wartości  rzeczywistej.  Nie  wchodząc  w  tym  miejscu  w  szczegóły  teoretyczne  można  przyjąć,  że  w 
takim  przypadku  lepszą  oceną  wielkości  mierzonej  jest  średnia  arytmetyczna  liczona  na  podstawie 
serii  pomiarów  niż  pomiar  pojedynczy.  Multimetr  RIGOL  umożliwia  odczyt  wartości  parametrów 
statystycznych  dla  serii  pomiarów.  Na  ekranie  przyrządu  mogą  być  wyświetlane  następujące 
parametry statystyczne: wartość średnia (Ave), wartość maksymalna (Max), wartość minimalna (Min) 
wraz z całkowitą liczbą odczytów w serii pomiarów (Total).  

1) Włączyć zasilanie multimetru. Upewnić się, że przycisk 

 świeci w sposób ciągły, co oznacza, że 

multimetr jest trybie pomiaru ciągłego. Jeżeli jest inaczej nacisnąć przycisk 

. 

2) Nacisnąć przycisk 

 , aby przejść do trybu pomiaru częstotliwości. 

3) Zakres pomiaru częstotliwości jest dobierany automatycznie i wynosi 3Hz – 300kHz. 

4) Podłączyć przewody pomiarowe zgodnie z rysunkiem 7; jeden przewód do gniazda HI, a drugi do 

gniazda LO multimetru.  

5) Źródłem  mierzonego  sygnału  jest  układ  generator/wzmacniacz,  z  płynną  regulacją  napięcia  i 

skokową  regulacją  częstotliwości.  Przewody  pomiarowe  z  gniazd  HI  i  LO  należy  podłączyć  do 
zacisków generatora. 

6) Włączyć  generator,  a  pokrętło  regulacji  amplitudy  ustawić  w  pozycji  środkowej.  Wybrać 

sinusoidalny kształt sygnału. Przełącznik „składowa stała” ustawić w pozycji „0”. 

7) Częstotliwość sygnału sinusoidalnego ustawić na 0,1kHz. 

8) Aby wejść w menu pomiarów statystycznych, należy nacisnąć przycisk 

, a następnie z menu 

kontekstowego wybrać kolejno Stats Æ All. Opuścić podmenu naciskając ↵,  a następnie włączyć 
funkcje statystyczne naciskając On. 

9) Na  ekranie  zostaną  wyświetlone  wszystkie  parametry  statystyczne.  Po  przekroczeniu  30 

pomiarów,  wstrzymać  pomiar  naciskając  przycisk 

  i  zanotować  wartości  parametrów 

statystycznych w tabeli 5 

10) Nacisnąć przycisk 

, a następnie z menu kontekstowego wybrać Off. 

11) Ustawić inną (dowolną) częstotliwość sygnału i powtórzyć działania z punktów 8 i 9.  

12) Wyłączyć zasilanie generatora. 

 

 

 

str. 11

 

 

6. Pomiar bezpośredni rezystancji metodą dwuprzewodową 

1) Włączyć zasilanie multimetru. 

2) Nacisnąć przycisk 

, aby przejść do trybu pomiaru rezystancji metodą dwuprzewodową. 

3) Ponieważ  nie  są  znane  spodziewane  wartości  rezystancji,  więc  multimetr  należy  ustawić  na 

automatyczny dobór zakresu pomiarowego naciskając przycisk Auto w menu kontekstowym. 

4) Badane  rezystory  R

1

  do  R

6

  znajdują  się  na  płytce  drukowanej.  Podłączyć  przewody  pomiarowe 

zgodnie z rysunkiem 8.  

 

Rysunek 8 Pomiar rezystancji metodą dwuprzewodową. 

 

5) Przełączając  zworkę  na  płytce  drukowanej,  wykonać  pomiary  dla  trzech  wybranych  rezystorów. 

Wyniki zanotować w tabeli 6.  

6) Na podstawie wartości zmierzonej rezystancji, z tabeli A wybrać i zanotować zakres pomiarowy 

dla każdego wyniku.  

7) Bazując na danych podanych w tabeli A obliczyć błędy graniczne pomiarów wg wzorów podanych 

w  punkcie  1.  UWAGA!  W  tabeli  podano  błędy  graniczne  dla  metody  czteroprzewodowej.  Dla 
metody dwuprzewodowej należy uwzględnić dodatkową rezystancję  0,2 Ω.  

 

Ω

+

⋅

+

⋅

=

Δ

2

,

0

100

R

gr

Z

b

R

a

R

 

 

 

 

 

 

str. 12

 

 

7. Pomiar bezpośredni rezystancji metodą czteroprzewodową 

1) Włączyć zasilanie multimetru. 

2) Nacisnąć  dwukrotnie  przycisk 

,  aby  przejść  do  trybu  pomiaru  rezystancji  metodą 

czteroprzewodową. Na ekranie powinien pojawić się napis ‘4WR MODE’. 

3) Ponieważ  nie  są  znane  spodziewane  wartości  rezystancji,  więc  multimetr  należy  ustawić  na 

automatyczny dobór zakresu pomiarowego naciskając przycisk Auto w menu kontekstowym. 

4) Badany rezystor R

1

’ znajduje się na płytce drukowanej. Podłączyć przewody pomiarowe zgodnie z 

rysunkiem 9. 

 

Rysunek 9 Pomiar rezystancji metodą czteroprzewodową. 

 

5) Wykonać pomiar, a wynik zanotować w tabeli 7.  

6) Przełączyć multimetr w tryb pomiaru metodą dwuprzewodową poprzez jednokrotne naciśnięcie 

przycisku 

 . Wykonać pomiar, a wynik zanotować w tabeli. 

7) Bazując na danych podanych w tabeli A obliczyć błędy graniczne pomiarów wg wzorów podanych 

w punkcie 1. Porównać wyniki uzyskane obydwiema metodami. 

 

 

 

 

 

 

 

 

str. 13

 

 

8. Pomiar bezpośredni pojemności multimetrem cyfrowym 

1) Włączyć zasilanie multimetru. 

2) Nacisnąć przycisk 

, aby przejść do trybu pomiaru pojemności. 

3) Wybrać odpowiedni zakres pomiarowy. 

4) Podłączyć do multimetru dostarczone przez prowadzącego sondy pomiarowe. Wykonać pomiary 

dla kilku różnych kondensatorów. 

 

Rysunek 10 Pomiar pojemności. 

 

5) Bazując na danych podanych w tabeli D obliczyć błędy graniczne pomiarów wg wzorów podanych 

w punkcie 1. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

str. 14

 

 

DODATEK – Dokładność pomiarów multimetrem DM3051 

 

TABELA A

 

 

 

str. 15

 

 

TABELA B

 

 

 

 

 

 

 

str. 16

 

 

TABELA C

 

 

TABELA D