أدوات القياس الكهربائية (مقياس المقاومة ، مقياس التيار الكهربائي ، الفولتميتر)
لكل هاوي أو طالب في الكهرباء أو الإلكترونيات أو المجالات ذات الصلة ، فإن الحلم هو امتلاك أدوات القياس الخاصة به. في بعض الحالات ، يكتسب المتدربون أدوات ذات جودة رديئة للغاية ، وبدلاً من مساعدتهم على التعلم ، تعقد الأعطال أو تظهر قياسات خاطئة.
في حالات أخرى ، يكتسب المتدربون أدوات عالية الجودة ولكن ليس لديهم خبرة ، يقومون بإجراء اتصالات خاطئة ، مما يؤدي إلى عدم تطابق الأداة أو فشلها. خلال هذه المقالة سوف نعرض الاستخدام الصحيح والتطبيقات والتحقق من معايرتها.
ما هي أدوات القياس الكهربائية؟
لإجراء دراسة للإشارات الكهربائية ، علينا قياسها ، وبالطبع تسجيلها. من المهم جدًا لأي شخص يريد تحليل هذه الظواهر أن يكون لديه أدوات قياس كهربائية موثوقة.
يتم إجراء القياسات بناءً على المعلمات الكهربائية ، وفقًا لخصائصها مثل الضغط أو التدفق أو القوة أو درجة الحرارة. في هذه المقالة سوف نكرس أنفسنا لدراسة أدوات القياس للمعلمات الأساسية الأكثر شيوعًا مثل:
- جهاز قياس المقاومة.
- مقياس التيار.
- الفولتميتر.
ما هو مقياس المقاومة؟
إنها أداة لقياس المقاومة الكهربائية. باستخدام علاقة بين فرق الجهد (Voltage) وشدة التيار الكهربائي (Amps) التي طورها قانون أوم.
بالمناسبة ربما تريد ان ترى لاحقا ماذا ينص قانون أوم وأسراره؟
مقياس المقاومة التناظري:
يستخدم الجلفانومتر ، وهو مقياس التيار الكهربائي. يعمل هذا مثل محول الطاقة ، حيث يستقبل تيارًا كهربائيًا بجهد ثابت ، مما يتسبب في حدوث تغييرات في مؤشر يشير إلى القياس من خلال علاقة يتم حسابها بواسطة قانون أوم. (انظر مقالة قانون أوم). راقب الشكل 2
جهاز القياس الرقمي:
في هذه الحالة ، لا تستخدم مقياس الجلفانومتر ، وبدلاً من ذلك استخدم ملف علاقة مع مقسم جهد (يعتمد على المقياس) واكتساب إشارة (تناظري / رقمي) يأخذ قيمة المقاومة بواسطة علاقة قانون أوم. انظر الشكل 3
اتصال جهاز قياس المقاومة:
يتم توصيل مقياس الأوم بالتوازي مع الحمل (انظر الشكل 4) ، يوصى بأن يكون طرف الجهاز في الظروف المثلى (تتسبب الأطراف الكبريتية أو المتسخة في حدوث خطأ في القياس). من المهم التأكيد على أن توفير فرق الجهد يتم بواسطة البطارية الداخلية للأداة.
خطوات إجراء القياس الصحيح بأجهزة القياس الكهربائية:
نوصي باتخاذ الخطوات التالية للحصول على نتائج أفضل في قياساتك:
فحص المعايرة والاختبار:
في الأدوات التناظرية ، كان من الضروري إجراء معايرة وفحص النصائح ، ولكن في الأجهزة الرقمية يكون هذا تلقائيًا من الناحية النظرية ، هناك عوامل يمكن أن تؤدي هذه المعايرة ، بدلاً من التشغيل الآلي (إذا كان كل شيء غير صحيح) ، إلى عدم تطابق أو خطأ في القياسات. نوصي بإجراء كل مرة نحتاج فيها إلى قياس ، والتحقق من معايرة الجهاز:
التحقق من تلميح:
هذه الخطوة أساسية للغاية ولكنها أولية للحصول على قراءات بهامش خطأ أقل (نوصي بالقيام بذلك بشكل متكرر) ، فهي تتكون فقط من ربط أطراف الجهاز بفرض قياس +/- 0 Ω كما هو موضح في الشكل 5
ولا بد من التأكيد على أن الحصول نتيجة لذلك 0 Ω المعايرة مثالية، يجب أن نتذكر أن أطراف القياس تستخدم الكابلات النحاسية (من الناحية النظرية موصلات ممتازة) ولكن في الممارسة العملية تتمتع جميع الموصلات ببعض المقاومة ، تمامًا مثل الأطراف (عادة ما تكون مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ ، والكابلات الاحترافية مصنوعة من النحاس مع الفضة حمام) ، ومع ذلك فهي لا تبرر نتيجة أكبر من 0.2 Ω +/- النسبة المئوية (٪) لدقة قراءة الجهاز.
لإعطاء قيمة عالية نوصي بما يلي: قم بتنظيف النصائح ، وتحقق من معايرة الجهاز والنقطة الأكثر أهمية ، حالة بطارية الجهاز.
فحص معايرة الجهاز:
بالنسبة لهذا الاختبار ، نوصي بالحصول على معيار ، على سبيل المثال ، مقاوم 100 بتفاوت لا يزيد عن +/- 1٪ بعبارة أخرى:
R ماكس = 100 Ω + (100Ω × 0.01) = 101 أوم
R min = 100 Ω - (100Ω x 0.01) = 99
الآن إذا أضفنا خطأ قراءة الأداة في هذه المرحلة (يعتمد ذلك على العلامة التجارية وجودة مقياس الأوم) ، فعادةً ما تكون أداة رقمية طراز Fluke 117 على مقياس النطاق التلقائي (0-6 م Ω) +/- 0.9٪ [ 2] ، حتى نتمكن من الحصول على مجموعة المقاييس التالية:
R ماكس = 101 Ω + (101Ω × 0.009) = 101,9 أوم
R min = 99 Ω - (99Ω x 0.009) = 98,1
بالطبع هذه النتيجة نسبية ، لأن الظروف البيئية (نقطة مهمة جدًا للمعايرة بالمعايير) والخطأ الصفري لم تؤخذ في الاعتبار ، ولكن على الرغم من كل هذه العوامل يجب أن يكون لدينا قيمة تقريبية للمعيار.
إذا كنت لا تستخدم أداة تحديد المدى التلقائي ، فمن المستحسن وضعها في نطاق القياس الأقرب للمعيار.
في الشكل 6 ، نرى 2 مالتيمتر (إنها أداة الكل في واحد) في هذه الحالة يكون فلوك 117 نطاقًا تلقائيًا و UNI-T UT38C يجب عليك تحديد المقياس الأقرب للنمط. على سبيل المثال ، يوصى باستخدام الطراز متعدد المقاييس ذو العلامة التجارية UNI-T UT-39c [3] لهذا الفحص 200 Ω
الاحتياطات عند استخدام جهاز قياس المقاومة كأداة قياس كهربائية:
من أجل الاستخدام الصحيح لأداة القياس هذه ، نوصي بالنقاط التالية:
- لإجراء القياسات باستخدام مقياس الأوم ، يجب فصل مصادر الطاقة.
- كما تم تفصيله بالفعل في النقطة السابقة ، يجب إجراء فحص خيوط الاختبار وفحص المعايرة قبل القياس.
- للحصول على قياس صحيح ، يوصى بفصل طرف واحد على الأقل من المقاومة أو المكون ، وبالتالي تجنب أي مقاومة على التوازي.
قد تهمك: قوة قانون واط
ما هو مقياس التيار الكهربائي؟
يستخدم مقياس التيار لقياس شدة التيارات الكهربائية في فرع أو عقدة الدائرة الكهربائية.
مقياس التيار التناظري:
تتميز أجهزة القياس بمقاومة داخلية تسمى التحويلة (RS) ، وهي عمومًا أقل من 1 أوم من الدقة العالية ، وتهدف إلى تقليل شدة التيار الكهربائي للعقدة المتصلة بالتوازي مع الجلفانومتر. انظر الشكل 7.
مقياس التيار الرقمي:
مثل مقياس التيار المتوازي ، فإنه يستخدم مقاومة تحويل تتناسب مع المقياس ، ولكن بدلاً من استخدام مقياس الجلفانومتر ، يتم إجراء الحصول على إشارة (تمثيلية / رقمية) ، وعادةً ما تستخدم مرشحات تمرير منخفض لتجنب الضوضاء.
خطوات إجراء القياس الصحيح باستخدام مقياس التيار كأداة قياس كهربائية:
- يتم توصيل مقياس التيار الكهربائي في سلسلة (مع وصلة مرور) بالحمل كما هو موضح في الشكل 9
- يُنصح بإيقاف تشغيل التوصيلات بمصدر الطاقة عن طريق وضع مقياس التيار على المقياس الأقصى وخفض المقياس حتى الوصول إلى المقياس الموصى به.
- يوصى دائمًا بالتحقق من حالة البطارية والصمامات قبل اتخاذ أي إجراء.
احتياطات عند استخدام مقياس التيار كأداة قياس كهربائية:
- من المهم أن نتذكر أن مقياس التيار الكهربائي يعتمد على مقاومة التحويل بالتوازي بمعنى آخر ، تميل المعاوقة الداخلية إلى أن تكون 0 Ω من الناحية النظرية (في الممارسة العملية ستعتمد على المقياس) ولكنها عادة ما تكون أقل من 1 Ω لذلك يجب ألا يتم توصيله مطلقًا في PARALLEL.
- من المهم جدًا التحقق من فتيل الحماية وعدم تعيين قيمة أعلى من القيمة الموصى بها.
ما هو الفولتميتر؟
El الفولتميتر إنها أداة تستخدم لقياس فرق الجهد بين نقطتين في الدائرة الكهربائية.
الفولتميتر التناظري:
يتكون من جلفانومتر بمقاومة متسلسلة حيث ستعتمد قيمته على المقياس المحدد ، انظر الشكل 10
الفولتميتر الرقمي:
يحتوي الفولتميتر الرقمي على نفس مبدأ مقياس الفولتميتر التناظري ، والفرق هو أن الجلفانومتر يتم استبداله بمقاومة ، مما يجعل دائرة مقسم الجهد ذات علاقة تناسبية.
اتصال الفولتميتر:
تتمتع مقاييس الفولتميتر بمقاومة عالية من الناحية النظرية ، فهي تميل إلى أن تكون غير محدودة من الناحية العملية ولديها في المتوسط 1M (بالطبع يختلف وفقًا للمقياس) ، اتصالها متوازي كما هو موضح في الشكل 12
خطوات إجراء القياس الصحيح باستخدام الفولتميتر كأداة قياس كهربائية:
ج: ضع الفولتميتر دائمًا على أعلى مقياس (للحماية) وأدنى تدريجياً إلى أقرب مقياس أعلى من القياس.
ب. تحقق دائمًا من حالة بطارية الجهاز (مع بطارية فارغة ينتج عنها أخطاء في القياس).
ج. تحقق من قطبية خيوط الاختبار ، يوصى باحترام لون خيوط الاختبار (+ أحمر) (- أسود).
د- في حالة السالب يوصى بتثبيته على (-) أو أرض الدائرة وتغيير مقدمة الاختبار (+).
هـ- تحقق مما إذا كان قياس الجهد المطلوب هو تيار مستمر (تيار مباشر) أو تيار متردد (تيار متردد).
احتياطات عند استخدام الفولتميتر كأداة قياس كهربائية:
عادةً ما يكون لمقاييس الفولتميتر مقياس مرتفع نسبيًا (600 فولت - 1000 فولت) دائمًا ما تبدأ القراءة على هذا المقياس (AC / DC).
نتذكر أن القياسات متوازية (على التوالي ، قد يتسبب ذلك في دائرة مفتوحة) انظر موضوع قانون أوم.
التوصيات النهائية لأجهزة القياس الكهربائية
لأي معجب أو طالب أو فني في مجالات الإلكترونيات والكهرباء ، من الضروري معرفة كيفية استخدام أدوات القياس ، ومعايرتها ضرورية لإجراء التشخيص والتقييمات الفنية. في حالة استخدام مقياس متعدد خذ كالمعتاد فحص معايرة مقياس المقاومة، نظرًا لأنه في هذه الأجهزة (الكل في واحد) ، تكون جميع المعلمات مترابطة بطريقة ما على سبيل المثال (البطارية ، والنصائح ، ومقاييس التيار الكهربائي ، ومقياس الفولتميتر لقياس متغيرات المقاومة من بين أمور أخرى).
يعد استخدام نموذج الاختبار لأدوات القياس الكهربائية أوميتر ومقياس التيار والفولتميتر ضروريًا للقيام بذلك باستمرار نظرًا لتجربتنا في عدم القيام بذلك ولسوء الحظ ، يمكن أن يعطينا الجهاز خارج المعايرة إشارات خاطئة عن الفشل أو أخطاء القراءة.
نتمنى أن تكون هذه المقالة التمهيدية للموضوع مفيدة ، ننتظر تعليقاتكم وشكوككم.