Ηλεκτρικά όργανα μέτρησης (Ohmmeter, Ammeter, Voltmeter)

Για κάθε χομπίστα, φοιτητή ηλεκτρικής ενέργειας, ηλεκτρονικών ή συναφών τομέων, το όνειρο είναι να έχουν τα δικά τους όργανα μέτρησης. Σε ορισμένες περιπτώσεις, οι εκπαιδευόμενοι αποκτούν όργανα πολύ κακής ποιότητας τα οποία, αντί να τους βοηθούν να μάθουν, περιπλέκουν σφάλματα ή δείχνουν ψευδείς μετρήσεις.  

Σε άλλες περιπτώσεις, οι μαθητευόμενοι αποκτούν πολύ υψηλής ποιότητας όργανα, αλλά χωρίς εμπειρία, κάνουν λάθος συνδέσεις, με αποτέλεσμα την αναντιστοιχία ή αποτυχία του οργάνου. Σε όλο αυτό το άρθρο θα δείξουμε τη σωστή χρήση, τις εφαρμογές και την επαλήθευση της βαθμονόμησής του.

Τι είναι τα ηλεκτρικά όργανα μέτρησης;

Για να πραγματοποιήσουμε μια μελέτη των ηλεκτρικών σημάτων πρέπει να τα μετρήσουμε και, φυσικά, να τα καταγράψουμε. Είναι πολύ σημαντικό για όποιον θέλει να αναλύσει αυτά τα φαινόμενα να έχει αξιόπιστα ηλεκτρικά όργανα μέτρησης.
Οι μετρήσεις γίνονται με βάση τις ηλεκτρικές παραμέτρους, ανάλογα με τις ιδιότητές τους, όπως πίεση, ροή, δύναμη ή θερμοκρασία. Σε αυτό το άρθρο θα αφιερωθούμε στη μελέτη των οργάνων μέτρησης για τις πιο κοινές βασικές παραμέτρους όπως:

• ΤΟ Ωμόμετρο.
• Το αμπερόμετρο.
• Το βολτόμετρο.

Τι είναι το ωμόμετρο;

Είναι ένα όργανο για τη μέτρηση της ηλεκτρικής αντίστασης. Χρησιμοποιώντας την σχέση μεταξύ της διαφοράς δυναμικού (Τάση) και της έντασης ηλεκτρικού ρεύματος (Amps) που αναπτύχθηκε από τον νόμο του Ohm.

Με τον τρόπο, μπορεί να σας ενδιαφέρει να δείτε αργότερα Τι δηλώνει ο νόμος του Ohm και τα μυστικά του;

Το αναλογικό ωμόμετρο:

Χρησιμοποιήστε ένα γαλβανόμετρο, που είναι μετρητής ηλεκτρικού ρεύματος. Αυτό λειτουργεί σαν μορφοτροπέας, λαμβάνοντας το ηλεκτρικό ρεύμα με σταθερή τάση προκαλώντας αλλοιώσεις σε ένα δείκτη που δείχνει τη μέτρηση μέσω μιας σχέσης που υπολογίζεται από Ο νόμος του Ωμ. (Δείτε το άρθρο του νόμου του Ohm). Ρολόι Σχήμα 2

Το ψηφιακό ωμόμετρο:

Σε αυτήν την περίπτωση δεν χρησιμοποιείτε το γαλβανόμετρο, αντί να χρησιμοποιήσετε το σχέση με διαχωριστικό τάσης (που εξαρτάται από την κλίμακα) και απόκτηση σήματος (Αναλογικό / ψηφιακό) λαμβάνοντας την τιμή της αντίστασης από το Η νομική σχέση του Ωμ. Βλέπε σχήμα 3

Σύνδεση ωμέτρου:

Το ωμόμετρο συνδέεται παράλληλα με το φορτίο (βλ. Εικόνα 4), συνιστάται το άκρο του οργάνου να βρίσκεται σε βέλτιστες συνθήκες (Τα θειωμένα ή βρώμικα άκρα προκαλούν σφάλμα μέτρησης). Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι η παροχή της διαφοράς δυναμικού πραγματοποιείται από την εσωτερική μπαταρία του οργάνου.

Βήματα για τη σωστή μέτρηση με ηλεκτρικά όργανα μέτρησης:

Συνιστούμε να ακολουθήσετε τα παρακάτω βήματα για να έχετε καλύτερα αποτελέσματα στις μετρήσεις σας:

Έλεγχος βαθμονόμησης και μολύβδου δοκιμής:

Στα αναλογικά όργανα ήταν υποχρέωση να πραγματοποιήσετε βαθμονόμηση και έλεγχο των συμβουλών, αλλά σε ψηφιακά όργανα που θεωρητικά είναι αυτόματα, υπάρχουν παράγοντες που αυτή η βαθμονόμηση μπορεί, αντί να αυτοματοποιεί (αν όλα δεν είναι σωστά), να προκαλέσει εσφαλμένη ευθυγράμμιση ή σφάλμα στις μετρήσεις. Σας συνιστούμε να εκτελείτε κάθε φορά που χρειαζόμαστε μια μέτρηση, να επαληθεύετε τη βαθμονόμηση του οργάνου:

Έλεγχος συμβουλών:

Αυτό το βήμα είναι πολύ βασικό αλλά στοιχειώδες για τη λήψη αναγνώσεων με χαμηλότερο περιθώριο σφάλματος (σας συνιστούμε να το κάνετε συχνά), συνίστανται μόνο στην ένωση των άκρων του οργάνου επιβάλλοντας μια μέτρηση +/- 0 Ω όπως φαίνεται στο σχήμα 5

Πρέπει να τονιστεί ότι η απόκτηση ως αποτέλεσμα σε αυτό Η βαθμονόμηση 0 Ω είναι ιδανική, πρέπει να θυμόμαστε ότι οι άκρες μέτρησης χρησιμοποιούν καλώδια χαλκού (θεωρητικά άριστοι αγωγοί) αλλά στην πράξη όλοι οι αγωγοί έχουν κάποια αντίσταση, όπως ακριβώς και οι άκρες (είναι συνήθως κατασκευασμένες από ανοξείδωτο χάλυβα, οι επαγγελματικές κατασκευάζονται από χαλκό με ασήμι λουτρό), ωστόσο δεν δικαιολογούν αποτέλεσμα μεγαλύτερο από 0.2 Ω +/- το ποσοστό (%) της ακρίβειας ανάγνωσης του οργάνου.
Για να δώσετε υψηλή αξία, συνιστούμε: καθαρίστε τις άκρες, ελέγξτε τη βαθμονόμηση του οργάνου και το πιο κρίσιμο σημείο, την κατάσταση της μπαταρίας του οργάνου.

Έλεγχος βαθμονόμησης οργάνου:

Για αυτήν τη δοκιμή, συνιστούμε να έχετε ένα πρότυπο, για παράδειγμα, μια αντίσταση 100 Ω με ανοχή όχι μεγαλύτερη από +/- 1% με άλλα λόγια:
R Max = 100 Ω + (100Ω x 0.01) = 101 Ω
R min = 100 Ω - (100Ω x 0.01) = 99 Ω
Τώρα αν σε αυτό το σημείο προσθέσουμε το σφάλμα ανάγνωσης οργάνου (εξαρτάται από την επωνυμία και την ποιότητα του Ohmmeter), συνήθως ένα ψηφιακό όργανο Fluke model 117 στην κλίμακα αυτόματης εμβέλειας (0 - 6 M Ω) είναι +/- 0.9% [ 2], έτσι μπορούμε να έχουμε το ακόλουθο φάσμα μέτρων:
R Max = 101 Ω + (101Ω x 0.009) = 101,9 Ω
R min = 99 Ω - (99Ω x 0.009) = 98,1 Ω
Φυσικά, αυτό το αποτέλεσμα είναι σχετικό, καθώς οι περιβαλλοντικές συνθήκες (ένα πολύ σημαντικό σημείο βαθμονόμησης με πρότυπα) και το μηδενικό σφάλμα δεν ελήφθησαν υπόψη, αλλά παρά όλους αυτούς τους παράγοντες πρέπει να έχουμε μια κατά προσέγγιση τιμή με το πρότυπο.
Εάν δεν χρησιμοποιείτε ένα όργανο αυτόματης εμβέλειας, συνιστάται να το τοποθετήσετε στο εύρος μέτρησης που βρίσκεται πλησιέστερα στο πρότυπο.

Στο σχήμα 6 βλέπουμε 2 πολύμετρα (είναι ένα όργανο all-in-one) σε αυτήν την περίπτωση το fluke 117 έχει αυτόματη εμβέλεια και το UNI-T UT38C πρέπει να επιλέξετε την κλίμακα που βρίσκεται πλησιέστερα στο μοτίβο. Για παράδειγμα, η μάρκα πολυμέτρου UNI-T μοντέλο UT-39c [3] για αυτόν τον έλεγχο συνιστάται 200 ​​Ω

Προφυλάξεις κατά τη χρήση του Ohmmeter ως ηλεκτρικού οργάνου μέτρησης:

Για τη σωστή χρήση αυτού του οργάνου μέτρησης προτείνουμε τα ακόλουθα σημεία:

1. Για να πραγματοποιήσετε μετρήσεις με το Ωμόμετρο, πρέπει να έχετε αποσυνδέσει τα τροφοδοτικά.
2. Όπως είχε ήδη αναλυθεί στο προηγούμενο σημείο, ο έλεγχος οδηγών δοκιμής και ο έλεγχος βαθμονόμησης πρέπει να πραγματοποιηθούν πριν από τη μέτρηση.
3. Για να λάβετε μια σωστή μέτρηση, συνιστάται να αποσυνδέσετε τουλάχιστον έναν ακροδέκτη της αντίστασης ή του εξαρτήματος, αποφεύγοντας έτσι την παράλληλη αντίσταση.

Μπορεί να σας ενδιαφέρει: Η Δύναμη του Νόμου του Watt

Τι είναι το Ammeter;

Το αμπερόμετρο χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της έντασης των ηλεκτρικών ρευμάτων σε έναν κλάδο ή έναν κόμβο του ηλεκτρικού κυκλώματος.

Το αναλογικό Ammeter:

Τα αμπερόμετρα έχουν εσωτερική αντίσταση που ονομάζεται shunt (RS), γενικά είναι κάτω από 1 ohm υψηλής ακρίβειας, έχει σκοπό να μειώσει την ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος του κόμβου που συνδέεται παράλληλα με το γαλβανόμετρο. Βλέπε σχήμα 7.

Το ψηφιακό αμπερόμετρο:

Όπως το παράλληλο αμπερόμετρο, χρησιμοποιεί αντίσταση διακλάδωσης ανάλογη με την κλίμακα, αλλά αντί να χρησιμοποιεί γαλβανόμετρο, πραγματοποιείται λήψη σήματος (αναλογικό / ψηφιακό), χρησιμοποιεί γενικά φίλτρα χαμηλής διέλευσης για να αποφευχθεί ο θόρυβος.

Βήματα για τη σωστή μέτρηση με το Ammeter ως ηλεκτρικό όργανο μέτρησης:

• Το αμπερόμετρο συνδέεται εν σειρά (με βραχυκυκλωτήρα) στο φορτίο όπως φαίνεται στο σχήμα 9

• Συνιστάται να απενεργοποιήσετε τις συνδέσεις με την πηγή τροφοδοσίας τοποθετώντας το αμπερόμετρο στη μέγιστη κλίμακα και χαμηλώνοντας την κλίμακα μέχρι να φτάσετε στην προτεινόμενη κλίμακα.
• Συνιστάται πάντα να ελέγχετε την κατάσταση της μπαταρίας και των ασφαλειών πριν λάβετε οποιοδήποτε μέτρο.

Προφυλάξεις κατά τη χρήση του αμπερόμετρου ως ηλεκτρικού οργάνου μέτρησης:

• Είναι σημαντικό να θυμόμαστε ότι το Ammeter εξαρτάται παράλληλα από την αντίσταση διακλάδωσης με άλλα λόγια η εσωτερική αντίσταση τείνει να είναι 0 Ω θεωρητικά (στην πράξη θα εξαρτάται από την κλίμακα) αλλά συνήθως είναι μικρότερη από 1 Ω, έτσι δεν πρέπει ποτέ να συνδεθεί στο PARALLEL.
• Είναι πολύ σημαντικό να ελέγξετε την ασφάλεια προστασίας και να μην ορίσετε ποτέ τιμή υψηλότερη από τη συνιστώμενη.

Τι είναι το βολτόμετρο;

El Βολτόμετρο Είναι ένα όργανο που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της διαφοράς δυναμικού μεταξύ δύο σημείων σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα.

Το αναλογικό βολτόμετρο:

Αποτελείται από ένα γαλβανόμετρο με αντίσταση σειράς όπου η τιμή του εξαρτάται από την επιλεγμένη κλίμακα, βλέπε σχήμα 10

Το ψηφιακό βολτόμετρο:

Το ψηφιακό βολτόμετρο έχει την ίδια αρχή με το αναλογικό βολτόμετρο, με τη διαφορά ότι το γαλβανόμετρο αντικαθίσταται από μια αντίσταση, κάνοντας ένα κύκλωμα διαχωριστή τάσης με μια αναλογική σχέση.

Σύνδεση βολτόμετρου:

Τα βολτόμετρα έχουν υψηλή αντίσταση θεωρητικά τείνουν να είναι άπειρα στην πράξη που έχουν κατά μέσο όρο 1Μ Ω (φυσικά διαφέρει ανάλογα με την κλίμακα), η σύνδεσή τους είναι παράλληλα όπως φαίνεται στο σχήμα 12

Βήματα για τη σωστή μέτρηση με το βολτόμετρο ως ηλεκτρικό όργανο μέτρησης:

A. Πάντα τοποθετείτε το βολτόμετρο στην υψηλότερη κλίμακα (για προστασία) και σταδιακά χαμηλότερο στην πλησιέστερη κλίμακα υψηλότερη από τη μέτρηση.
Β. Ελέγχετε πάντα την κατάσταση της μπαταρίας του οργάνου (με μια αποφορτισμένη μπαταρία προκαλεί σφάλματα μέτρησης).
Γ. Ελέγξτε την πολικότητα των δοκιμαστικών αγωγών, συνιστάται να τηρείτε το χρώμα των δοκιμαστικών αγωγών (+ Κόκκινο) (- Μαύρο).
Δ. Σε περίπτωση αρνητικού, συνιστάται να το στερεώσετε στο (-) ή στη γείωση του κυκλώματος και να αλλάξετε το καλώδιο δοκιμής (+).
Ε. Βεβαιωθείτε ότι η επιθυμητή μέτρηση τάσης είναι DC (συνεχές ρεύμα) ή AC (εναλλασσόμενο ρεύμα).

Προφυλάξεις κατά τη χρήση του βολτόμετρου ως ηλεκτρικού εργαλείου μέτρησης:

Τα βολτόμετρα έχουν γενικά σχετικά υψηλή κλίμακα (600V - 1000V) αρχίζουν πάντα να διαβάζουν σε αυτήν την κλίμακα (AC / DC).
Θυμόμαστε ότι οι μετρήσεις είναι παράλληλες (εν σειρά θα προκαλούσε ανοιχτό κύκλωμα) δείτε το θέμα του νόμου του ωμ.

Τελικές συστάσεις για ηλεκτρικά όργανα μέτρησης

Για οποιονδήποτε φανατικό, φοιτητή ή τεχνικό στους τομείς της ηλεκτρονικής, της ηλεκτρικής ενέργειας, είναι απαραίτητο να γνωρίζετε πώς να χρησιμοποιείτε όργανα μέτρησης, η βαθμονόμησή τους είναι απαραίτητη για τη διενέργεια διάγνωσης και τεχνικών αξιολογήσεων. Στην περίπτωση που χρησιμοποιείτε ένα πολύμετρο να κάνετε, ως συνήθως, τον έλεγχο της βαθμονόμησης Ohmmeter, δεδομένου ότι σε αυτά τα όργανα (όλα σε ένα), όλες οι παράμετροι είναι κάπως αλληλοσυνδεόμενες για παράδειγμα (μπαταρία, άκρα, αμπερόμετρα και βολτόμετρο για τη μέτρηση μεταβλητών αντίστασης μεταξύ άλλων).

Η χρήση του μοτίβου δοκιμής για τα ηλεκτρικά όργανα μέτρησης Ohmmeter, Ammeter και Voltmeter είναι απαραίτητη για να το κάνουμε συνεχώς λόγω της εμπειρίας μας να μην το κάνουμε και, δυστυχώς, το όργανο εκτός βαθμονόμησης, μπορεί να μας δώσει ψευδείς ενδείξεις βλαβών ή λάθη ανάγνωσης.

Ελπίζουμε ότι αυτό το εισαγωγικό άρθρο για το θέμα είναι χρήσιμο, περιμένουμε τα σχόλια και τις αμφιβολίες σας.