Con un multimetro normal no vas a poder medir las señales
Ten en cuenta que lo habras puesto en voltios continua y las señales serie son pulsos de anchos variables.
No creo que el problema lo tengas en los niveles de tension.
No te hace falta la libreria, puedes leer simplemente con serial.read pero tienes que decirle al arduino primero cual va a ser la velocidad a la que va a recibir los datos con esta orden:
Serial.begin(9600); // Establece velocidad serie a 9600 bps
Por supuesto, cambiando la velocidad a la que uses.
Por otro lado ¿Has hecho bien el cable serie TX, RX, GND? ¿Es un cable null modem standar o necesita señales hardware rtc cts, etc..?