Elektrické měřicí přístroje (ohmmetr, ampérmetr, voltmetr)

Pro každého fanda, studenta elektřiny, elektroniky nebo příbuzných oborů je snem mít vlastní měřicí přístroje. V některých případech si účastníci získají velmi nekvalitní nástroje, které místo toho, aby jim pomohly s učením, komplikují selhání nebo vykazují falešná měření.  

V ostatních případech získávají učni nástroje velmi vysoké kvality, ale bez zkušeností vytvářejí nesprávná spojení, což vede k nesouladu nebo selhání nástroje. V tomto článku si ukážeme jeho správné použití, aplikace a ověření jeho kalibrace.

Co jsou elektrické měřicí přístroje?

Abychom mohli studovat elektrické signály, musíme je měřit a samozřejmě zaznamenávat. Je velmi důležité, aby každý, kdo chce tyto jevy analyzovat, měl k dispozici spolehlivé elektrické měřicí přístroje.
Měření se provádějí na základě elektrických parametrů podle jejich vlastností, jako je tlak, průtok, síla nebo teplota. V tomto článku se budeme věnovat studiu měřicích přístrojů pro nejběžnější základní parametry, jako jsou:

• Ohmmetr.
• Ampérmetr.
• Voltmetr.

Co je ohmmetr?

Je to nástroj pro měření elektrického odporu. Za použití vztah mezi potenciálním rozdílem (napětí) a intenzitou elektrického proudu (zesilovače) vyvinutou Ohmovým zákonem.

Mimochodem, možná se chcete podívat později Co říká Ohmův zákon a jeho tajemství?

Analogový ohmmetr:

Použijte galvanometr, což je měřič elektrického proudu. To funguje jako převodník, který přijímá elektrický proud s konstantním napětím, což způsobuje změny v ukazateli, který indikuje měření prostřednictvím vztahu, který se vypočítá pomocí Ohmův zákon. (Viz článek Ohmova zákona). Hodinky obrázek 2

Digitální ohmmetr:

V tomto případě galvanometr nepoužíváte, místo toho použijte a vztah s děličem napětí (který závisí na stupnici) a sběrem signálu (analogový / digitální), přičemž hodnota odporu je Ohmův právní vztah. Viz obrázek 3

Připojení ohmmetru:

Ohmmetr je připojen paralelně k zátěži (viz obrázek 4), doporučuje se, aby byl hrot přístroje v optimálních podmínkách (Sulfátované nebo znečištěné špičky způsobují chybu měření). Je důležité si uvědomit, že napájení rozdílu potenciálů je prováděno interní baterií přístroje.

Kroky k provedení správného měření elektrickými měřicími přístroji:

Doporučujeme provést následující kroky, abyste získali lepší výsledky ve svých měřeních:

Kalibrace a kontrola měřícího kabelu:

U analogových přístrojů to byla povinnost provést kalibraci a kontrolu špiček, ale u digitálních přístrojů, které jsou teoreticky automatické, existují faktory, že tato kalibrace může namísto automatizace (pokud vše není správné) způsobit nesouosost nebo chybu v měření. Doporučujeme provést pokaždé, když potřebujete měření, ověřit kalibraci přístroje:

Kontrola tipu:

Tento krok je velmi základní, ale základní pro získání hodnot s nižší chybou (doporučujeme to dělat často), sestávají pouze ze spojení špiček přístroje a vynucení měření +/- 0 Ω, jak je znázorněno na obrázku 5

Je třeba zdůraznit, že získání v důsledku toho Kalibrace 0 Ω je ideální, je třeba si uvědomit, že měřicí hroty používají měděné kabely (teoreticky vynikající vodiče), ale v praxi mají všechny vodiče určitý odpor, stejně jako hroty (obvykle jsou vyrobeny z nerezové oceli, profesionální jsou vyrobeny z mědi se stříbrem lázně), avšak neospravedlňují výsledek větší než 0.2 Ω +/- procento (%) přesnosti čtení přístroje.
Pro vysokou hodnotu doporučujeme: vyčistěte hroty, zkontrolujte kalibraci přístroje a nejkritičtější bod, stav baterie přístroje.

Kontrola kalibrace přístroje:

Pro tento test doporučujeme mít standard, například 100 Ω rezistor s tolerancí ne větší než +/- 1%, jinými slovy:
R Max = 100 Ω + (100 Ω x 0.01) = 101 Ω
R min = 100 Ω - (100Ω x 0.01) = 99 Ω
Nyní, když v tomto okamžiku přidáme chybu čtení přístroje (záleží na značce a kvalitě ohmmetru), obvykle je digitální přístroj Fluke model 117 na stupnici automatického rozsahu (0-6 M Ω) +/- 0.9% [ 2], takže můžeme mít následující rozsah opatření:
R Max = 101 Ω + (101Ω x 0.009) = 101,9 Ω
R min = 99 Ω - (99Ω x 0.009) = 98,1 Ω
Tento výsledek je samozřejmě relativní, protože podmínky prostředí (velmi důležitý bod pro kalibraci se standardy) a nulová chyba nebyly zohledněny, ale navzdory všem těmto faktorům musíme mít přibližnou hodnotu k normě.
Pokud nepoužíváte automatický měřicí přístroj, je vhodné jej umístit do měřícího rozsahu nejblíže standardu.

Na obrázku 6 vidíme 2 multimetry (jedná se o přístroj typu „vše v jednom“), v tomto případě má fluke 117 automatické nastavení rozsahu a u UNI-T UT38C musíte vybrat měřítko nejblíže vzoru. Například multimetr značky UNI-T model UT-39c [3] pro tuto kontrolu se doporučuje 200 Ω

Opatření při používání ohmmetru jako elektrického měřicího přístroje:

Pro správné použití tohoto měřicího přístroje doporučujeme následující body:

1. Chcete-li provádět měření pomocí ohmmetru, musíte mít odpojené napájecí zdroje.
2. Jak již bylo podrobně popsáno v předchozím bodě, musí být před měřením provedeny zkušební vodiče a kontrola kalibrace.
3. Pro získání správného měření je vhodné odpojit alespoň jednu svorku odporu nebo komponenty, čímž se zabrání paralelní impedanci.

Může vás zajímat: Síla Wattova zákona

Co je to ampérmetr?

Ampérmetr se používá k měření intenzity elektrických proudů ve větvi nebo uzlu elektrického obvodu.

Analogový ampérmetr:

Ampérmetry mají vnitřní odpor zvaný bočník (RS), obvykle je pod 1 ohm s vysokou přesností, jeho účelem je snížit intenzitu elektrického proudu uzlu spojujícího paralelně s galvanometrem. Viz obrázek 7.

Digitální ampérmetr:

Stejně jako paralelní ampérmetr používá bočníkový odpor úměrný stupnici, ale namísto použití galvanometru se provádí sběr signálu (analogový / digitální), obecně se používá dolní propust, aby se zabránilo šumu.

Kroky ke správnému měření pomocí ampérmetru jako elektrického měřicího přístroje:

• Ampérmetr je zapojen do série (pomocí propojky) k zátěži, jak je znázorněno na obrázku 9

• Doporučuje se provést připojení k vypnutému zdroji napájení umístěním ampérmetru na stupnici Maximum a snižováním stupnice, dokud nedosáhnete doporučené stupnice.
• Před provedením jakéhokoli opatření se vždy doporučuje zkontrolovat stav baterie a pojistek.

Opatření při používání ampérmetru jako elektrického měřicího přístroje:

• Je důležité si uvědomit, že ampérmetr závisí paralelně na bočním odporu, jinými slovy, vnitřní impedance má teoreticky teoreticky hodnotu 0 Ω (v praxi to bude záviset na stupnici), ale obecně je menší než 1 Ω, takže nikdy by nemělo být připojeno v PARALLEL.
• Je velmi důležité zkontrolovat pojistku a nikdy nenastavovat hodnotu vyšší, než je doporučená.

Co je voltmetr?

El Voltmetr Jedná se o přístroj používaný k měření rozdílu potenciálů mezi dvěma body v elektrickém obvodu.

Analogový voltmetr:

Skládá se z galvanometru se sériovým odporem, jehož hodnota bude záviset na zvolené stupnici, viz obrázek 10

Digitální voltmetr:

Digitální voltmetr má stejný princip jako analogový voltmetr, s tím rozdílem, že galvanometr je nahrazen odporem, což vytváří obvod děliče napětí s proporcionálním vztahem.

Připojení voltmetru:

Voltmetry mají teoreticky vysokou impedanci, v praxi bývají nekonečné, v průměru mají 1M Ω (samozřejmě se liší podle stupnice), jejich zapojení je paralelní, jak ukazuje obrázek 12

Kroky ke správnému měření pomocí voltmetru jako elektrického měřicího přístroje:

A. Voltmetr vždy umístěte na nejvyšší stupnici (pro ochranu) a postupně snižujte na nejbližší stupnici vyšší, než je měření.
B. Vždy zkontrolujte stav baterie přístroje (u vybité baterie dochází k chybám měření).
C. Zkontrolujte polaritu testovacích vodičů, doporučuje se respektovat barvu testovacích vodičů (+ červená) (- černá).
D. V případě záporného pólu se doporučuje připevnit jej na (-) nebo k zemnícímu obvodu a měnit zkušební vodič (+).
E. Ověřte, zda je požadované měření napětí DC (stejnosměrný proud) nebo AC (střídavý proud).

Opatření při používání voltmetru jako elektrického měřicího přístroje:

Voltmetry mají obvykle relativně vysokou stupnici (600 V - 1000 XNUMX V), vždy začnou číst na této stupnici (AC / DC).
Pamatujeme si, že měření jsou paralelní (v sérii by to způsobilo přerušení obvodu) viz téma Ohmova zákona.

Závěrečná doporučení pro elektrické měřicí přístroje

Pro každého fanatika, studenta nebo technika v oblasti elektroniky, elektřiny je nezbytná znalost používání měřicích přístrojů, jejich kalibrace je nutná k provedení diagnostiky a technických hodnocení. V případě, že používáte multimetr vezměte si jako obvykle kontrolu kalibrace ohmmetru, protože v těchto přístrojích (vše v jednom) jsou všechny parametry nějakým způsobem propojeny, například (baterie, hroty, ampérmetry a voltmetr pro měření proměnných odporu mimo jiné).

Použití zkušebního vzoru pro elektrické měřicí přístroje Ohmmetr, Ampérmetr a Voltmetr je nutné, abychom to dělali neustále kvůli našim zkušenostem s tím, že to neděláme a bohužel mít přístroj mimo kalibraci, nám může dát falešné signály poruch nebo chyb čtení.

Doufáme, že tento úvodní článek k tématu je užitečný, čekáme na vaše komentáře a pochybnosti.