Електрически измервателни уреди (омметър, амперметър, волтметър)

За всеки любител, студент по електричество, електроника или сродни области, мечтата е да има свои собствени измервателни уреди. В някои случаи обучаемите придобиват инструменти с много ниско качество, които вместо да им помагат да учат, усложняват грешки или показват фалшиви измервания.  

В други случаи чираците се сдобиват с инструменти с много високо качество, но без опит правят неправилни връзки, което води до несъответствие или отказ на инструмента. В тази статия ще покажем правилното й използване, приложения и проверка на нейното калибриране.

Какво представляват електрическите измервателни уреди?

За да извършим изследване на електрическите сигнали, трябва да ги измерим и, разбира се, да ги запишем. Много е важно всеки, който иска да анализира тези явления, да има надеждни електрически измервателни уреди.
Измерванията се извършват въз основа на електрически параметри, според техните свойства като налягане, дебит, сила или температура. В тази статия ще се посветим на изучаването на измервателните уреди за най-често срещаните основни параметри като:

• Омметърът.
• Амперметърът.
• Волтметърът.

Какво е омметър?

Това е инструмент за измерване на електрическо съпротивление. Използвайки връзка между потенциалната разлика (напрежение) и интензивността на електрическия ток (ампера), разработена по закона на Ом.

Между другото, може би искате да видите по-късно Какво гласи законът на Ом и неговите тайни?

Аналоговият омметър:

Използвайте галванометър, който е електромер. Това работи като преобразувател, приемащ електрически ток с постоянно напрежение, причиняващ промени в указател, който показва измерването чрез връзка, която се изчислява от Законът на Ом. (Вижте статията за закона на Ом). Гледам фигура 2

Цифровият омметър:

В този случай не използвате галванометъра, вместо това използвайте a връзка с делител на напрежение (което зависи от мащаба) и получаване на сигнал (аналогов / цифров), като стойността на съпротивлението от Законната връзка на Ом. Вижте фигура 3

Връзка на омметъра:

Омметърът е свързан паралелно с товара (виж фигура 4), препоръчително е върхът на инструмента да е в оптимални условия (Сулфатирани или замърсени връхчета причиняват грешка в измерването). Важно е да се отбележи, че подаването на потенциалната разлика се извършва от вътрешната батерия на инструмента.

Стъпки за извършване на правилно измерване с електрически измервателни уреди:

Препоръчваме ви да изпълните следните стъпки, за да получите по-добри резултати при измерванията си:

Проверка на калибриране и тестов проводник:

При аналоговите уреди беше задължение да се извърши калибриране и проверка на върховете, но в цифровите уреди, които на теория са автоматични, има фактори, че това калибриране може, вместо да автоматизира (ако всичко не е правилно), да доведе до несъответствие или грешка в измерванията. Препоръчваме да извършвате всеки път, когато се нуждаете от измерване, да проверите калибрирането на инструмента:

Съвет за проверка:

Тази стъпка е много елементарна, но елементарна за получаване на показания с по-нисък процент на грешка (препоръчваме да го правите често), те се състоят само от съединяване на върховете на инструмента, принуждавайки измерване на +/- 0 Ω, както е показано на фигура 5

Трябва да се подчертае, че получаването в резултат на това 0 Ω калибриране е идеално, трябва да се помни, че измервателните накрайници използват медни кабели (на теория отлични проводници), но на практика всички проводници имат известно съпротивление, точно както накрайниците (те обикновено са изработени от неръждаема стомана, професионалните са медни сребърни вани), те обаче не оправдават резултат, по-голям от 0.2 Ω +/- процентът (%) от точността на четене на инструмента.
За да придадете висока стойност, препоръчваме: почистете върховете, проверете калибрирането на инструмента и най-критичната точка, състоянието на батерията на инструмента.

Проверка на калибрирането на инструмента:

За този тест препоръчваме да имате стандартен, например 100 Ω резистор с толеранс не по-голям от +/- 1% с други думи:
R Max = 100 Ω + (100Ω x 0.01) = 101 Ω
R min = 100 Ω - (100Ω x 0.01) = 99 Ω
Сега, ако към този момент добавим грешка при четене на инструмента (това зависи от марката и качеството на омметъра), обикновено цифров инструмент на Fluke модел 117 по скалата на автоматичния обхват (0 - 6 M Ω) е +/- 0.9% [ 2], така че можем да имаме следния набор от мерки:
R Max = 101 Ω + (101Ω x 0.009) = 101,9 Ω
R min = 99 Ω - (99Ω x 0.009) = 98,1 Ω
Разбира се, този резултат е относителен, тъй като условията на околната среда (много важен момент за калибриране със стандартите) и нулевата грешка не бяха взети предвид, но въпреки всички тези фактори трябва да имаме приблизителна стойност спрямо стандарта.
Ако не използвате инструмент за автоматично измерване, препоръчително е да го поставите в обхвата на измерване най-близо до стандарта.

На фигура 6 виждаме 2 мултиметра (това е инструмент "всичко в едно"), в този случай fluke 117 е автоматично обхват и UNI-T UT38C трябва да бъде избрана най-близката скала до модела. Например, марката мултицет UNI-T модел UT-39c [3] за тази проверка се препоръчва 200 Ω

Предпазни мерки при използване на омметъра като електрически измервателен инструмент:

За правилното използване на този измервателен уред препоръчваме следните точки:

1. За да извършвате измервания с омметъра, трябва да изключите захранванията.
2. Както вече беше подробно описано в предишната точка, проверката на измервателните проводници и проверката на калибрирането трябва да се извършат преди измерването.
3. За да се получи правилно измерване, препоръчително е да се разкачи поне един терминал на съпротивлението или компонента, като по този начин се избягва паралелно импеданс.

Може да ви заинтересува: Силата на закона на Уат

Какво представлява амперметърът?

Амперметърът се използва за измерване на интензивността на електрическите токове в клон или възел на електрическата верига.

Аналоговият амперметър:

Амперметрите имат вътрешно съпротивление, наречено шунт (RS), обикновено е под 1 ом с висока точност, като целта му е да намали интензивността на електрическия ток на възела, свързващ се паралелно на галванометъра. Вижте фигура 7.

Цифровият амперметър:

Подобно на паралелния амперметър, той използва съпротивление на шунта, пропорционално на скалата, но вместо да се използва галванометър, се извършва улавяне на сигнал (аналогов / цифров), той обикновено използва нискочестотни филтри, за да избегне шума.

Стъпки за извършване на правилно измерване с амперметър като електрически измервателен инструмент:

• Амперметърът е свързан последователно (с джъмпер) към товара, както е показано на фигура 9

• Препоръчително е да направите връзките с изключен източник на захранване, като поставите амперметъра на максималната скала и намалите скалата, докато достигнете препоръчителната скала.
• Винаги се препоръчва да проверите състоянието на батерията и предпазителите, преди да предприемете каквато и да е мярка.

Предпазни мерки при използване на амперметъра като електрически измервателен инструмент:

• Важно е да запомните, че амперметърът зависи паралелно от съпротивлението на шунта, с други думи, вътрешният импеданс има тенденция да бъде 0 Ω на теория (на практика това ще зависи от скалата), но обикновено е по-малко от 1 Ω, така че никога не трябва да се свързва в PARALLEL.
• Много е важно да проверите предпазния предпазител и никога да не задавате стойност по-висока от препоръчаната.

Какво представлява волтметърът?

El Волтметър е инструмент, използван за измерване на потенциалната разлика между две точки в електрическа верига.

Аналоговият волтметър:

Състои се от галванометър с последователно съпротивление, където стойността му ще зависи от избраната скала, вижте фигура 10

Цифровият волтметър:

Цифровият волтметър има същия принцип като аналоговия волтметър, като разликата е, че галванометърът е заменен от съпротивление, което прави верига на делителя на напрежението с пропорционална зависимост.

Волтметър връзка:

Теоретично волтметрите имат висок импеданс, те на практика са безкрайни, те имат средно 1M Ω (разбира се варира в зависимост от скалата), връзката им е паралелна, както е показано на фигура 12

Стъпки за извършване на правилно измерване с волтметър като електрически измервателен инструмент:

А. Винаги поставяйте волтметъра на най-високата скала (за защита) и постепенно по-ниско до най-близката скала, по-висока от измерването.
Б. Винаги проверявайте състоянието на батерията на инструмента (при изтощена батерия това води до грешки в измерването).
В. Проверете полярността на тестовите проводници, препоръчително е да се спазва цветът на тестовите проводници (+ червен) (- черен).
Г. В случай на отрицателно се препоръчва да го фиксирате към (-) или към веригата на земята и да промените тестовия проводник (+).
Д. Проверете дали желаното измерване на напрежението е DC (постоянен ток) или AC (променлив ток).

Предпазни мерки при използване на волтметъра като електрически инструмент за измерване:

Волтметрите обикновено имат относително висока скала (600V - 1000V), винаги започват да четат по тази скала (AC / DC).
Помним, че измерванията са успоредни (последователно това би довело до отворена верига) вижте темата за закона на ома.

Последни препоръки за електрически измервателни уреди

За всеки фанатик, студент или техник в областта на електрониката, електричеството е от съществено значение да знае как да използва измервателните уреди, тяхното калибриране е необходимо за извършване на диагностика и технически оценки. В случай, че използвате мултицет вземете, както обикновено, проверката на калибрирането на омметъра, тъй като в тези инструменти (всички в едно) всички параметри са някак взаимосвързани например (батерия, накрайници, амперметри и волтметър за измерване на променливите на съпротивлението, наред с други).

Използването на тестова схема за електрически измервателни уреди Омметър, Амперметър и Волтметър е необходимо, за да се прави постоянно, поради нашия опит, че не го правим и за съжаление, ако инструментът не е калибриран, може да ни даде фалшиви сигнали за грешки или грешки при четене.

Надяваме се, че тази уводна статия към темата е полезна, очакваме вашите коментари и съмнения.