מכשירי מדידה חשמליים (מד מתח, מד זרם, מד מתח)

לכל תחביב, סטודנט בקריירה של חשמל, אלקטרוניקה או תחומים נלווים, החלום הוא שיהיו להם מכשירי מדידה משלהם. במקרים מסוימים מתאמנים רוכשים מכשירים באיכות ירודה מאוד שבמקום לעזור להם ללמוד, הם מסבכים כישלונות או מראים מדידות כוזבות.  

במקרים אחרים, החניכים רוכשים מכשירים באיכות גבוהה מאוד, אך ללא ניסיון הם יוצרים חיבורים שגויים, וכתוצאה מכך חוסר התאמה או כישלון של המכשיר. במהלך מאמר זה אנו עומדים להציג את השימוש הנכון בו, יישומים ואימות בכיולו.

מהם מכשירי מדידה חשמליים?

כדי לבצע מחקר של אותות חשמליים עלינו למדוד אותם וכמובן להקליט אותם. חשוב מאוד לכל מי שרוצה לנתח את התופעות הללו שיהיו מכשירי מדידה חשמליים אמינים.
המדידות נעשות על בסיס פרמטרים חשמליים, על פי תכונותיהם כמו לחץ, זרימה, כוח או טמפרטורה. במאמר זה נקדיש את עצמנו ללימוד מכשירי המדידה עבור הפרמטרים הבסיסיים הנפוצים ביותר כגון:

• מד ה אוהם.
• המד זרם.
• מד המתח.

מה זה מד Ohmmeter?

זהו מכשיר למדידת התנגדות חשמלית. משתמש ב יחסים בין ההפרש הפוטנציאלי (מתח) ועוצמת הזרם החשמלי (אמפר) שפותח על פי חוק אוהם.

דרך אגב, אולי אתה מעוניין לראות מאוחר יותר מה קובע חוק אוהם וסודותיו?

הממטר האנלוגי:

השתמש בגלוונומטר, שהוא מד זרם חשמלי. זה עובד כמו מתמר, המקבל את הזרם החשמלי במתח קבוע וגורם לשינויים במצביע המציין את המדידה באמצעות קשר המחושב על ידי חוק אוהם. (ראה מאמר החוק של אוהם). שעון איור 2

מד האום הדיגיטלי:

במקרה זה אינך משתמש בגלוונומטר, במקום להשתמש ב- יחסים עם מחלק מתח (תלוי בקנה מידה) ורכישת אות (אנלוגי / דיגיטלי) הלוקח את ערך ההתנגדות על ידי יחסי החוק של אוהם. ראה איור 3

חיבור Ohmmeter:

מד ה- Ohmmeter מחובר במקביל לעומס (ראה איור 4), מומלץ שקצה המכשיר יהיה בתנאים אופטימליים (טיפים מנוקדים או מלוכלכים גורמים לשגיאת מדידה). חשוב לציין כי אספקת ההפרש הפוטנציאלי מתבצעת על ידי הסוללה הפנימית של המכשיר.

צעדים לביצוע מדידה נכונה עם מכשירי מדידה חשמליים:

אנו ממליצים לבצע את השלבים הבאים כדי להשיג תוצאות טובות יותר במדידות שלך:

כיול ובדיקת מובילי בדיקה:

במכשירים אנלוגיים הייתה חובה לבצע כיול ובדיקת הטיפים, אך במכשירים דיגיטליים שבתיאוריה הם אוטומטיים, ישנם גורמים שכיול זה יכול, במקום לבצע אוטומציה (אם הכל לא תקין), לייצר כיוון מוטעה או שגיאה במדידות. אנו ממליצים לבצע בכל פעם שאנחנו צריכים מדידה, לוודא את כיול המכשיר:

טיפ לבדוק:

שלב זה הוא בסיסי מאוד אך בסיסי להשגת קריאות עם שולי טעות נמוכים יותר (אנו ממליצים לעשות זאת בתדירות גבוהה), הם מורכבים רק מהצטרפות קצות המכשיר ואילוץ מדידה של +/- 0 Ω כפי שמוצג באיור 5

יש להדגיש כי להשיג כתוצאה מכך כיול 0 Ω הוא אידיאלי, יש לזכור כי בקצות המדידה משתמשים בכבלי נחושת (להלכה מוליכים מצוינים) אך בפועל לכל המוליכים יש התנגדות מסוימת, ממש כמו בקצות (הם עשויים בדרך כלל מפלדת אל-חלד, המקצועיים הם נחושת אמבט כסף), אולם הם אינם מצדיקים תוצאה הגדולה מ- 0.2 Ω +/- האחוז (%) של דיוק הקריאה של המכשיר.
כדי לתת ערך גבוה אנו ממליצים: נקה את העצות, בדוק את כיול המכשיר ואת הנקודה הקריטית ביותר, את מצב הסוללה של המכשיר.

בדיקת כיול מכשיר:

לבדיקה זו אנו ממליצים להחזיק תקן, למשל, נגד 100 Ω עם סובלנות שאינה גדולה מ- +/- 1% במילים אחרות:
R מקסימום = 100 Ω + (100Ω x 0.01) = 101 Ω
R min = 100 Ω - (100Ω x 0.01) = 99 Ω
כעת אם בשלב זה נוסיף את שגיאת הקריאה במכשירים (זה תלוי במותג ובאיכות הממטר), בדרך כלל מכשיר דיגיטלי מדגם 117 מדגם Fluke בסולם האוטומטי (0 - 6 M Ω) הוא +/- 0.9% [ 2], כך שנוכל לקבל את טווח המדדים הבא:
R מקסימום = 101 Ω + (101Ω x 0.009) = 101,9 Ω
R min = 99 Ω - (99Ω x 0.009) = 98,1 Ω
כמובן שתוצאה זו היא יחסית, מכיוון שלא הובאו בחשבון את התנאים הסביבתיים (נקודה חשובה מאוד לכיול עם תקנים) ואת שגיאת האפס, אך למרות כל הגורמים הללו עלינו להיות בעלי ערך משוער לתקן.
אם אינך משתמש במכשיר לטווח אוטומטי, מומלץ למקם אותו בטווח המדידה הקרוב לתקן.

באיור 6 אנו רואים שני מולטימטרים (זהו מכשיר All-in-One) במקרה זה המפל 2 מתח אוטומטי ויש לבחור את ה- UNI-T UT117C בסולם הקרוב ביותר לתבנית. לדוגמא, מותג המולטימטר UNI-T דגם UT-38c [39] לבדיקה זו מומלץ 3 Ω

אמצעי זהירות בעת שימוש במד ה Ohmm כמכשיר מדידה חשמלי:

לשימוש נכון במכשיר מדידה זה אנו ממליצים על הנקודות הבאות:

1. בכדי לבצע מדידות באמצעות מד ה Ohmmeter עליכם לנתק את ספקי הכוח.
2. כפי שכבר פורט בנקודה הקודמת, יש לבצע בדיקת מובילי הבדיקה ובדיקת הכיול לפני המדידה.
3. כדי לקבל מדידה נכונה, רצוי לנתק מסוף אחד לפחות של ההתנגדות או הרכיב, ובכך להימנע מכל עכבה במקביל.

זה עשוי לעניין אותך: כוחו של חוק וואט

מהו המד זרם?

המד זרם המדד משמש למדידת עוצמת הזרמים החשמליים בענף או בצומת של המעגל החשמלי.

המד זרם האנלוגי:

למגברים יש התנגדות פנימית הנקראת shunt (RS), בדרך כלל היא מתחת ל -1 אוהם של דיוק גבוה, יש לה מטרה להפחית את עוצמת הזרם החשמלי של הצומת המתחבר במקביל לגלוונומטר. ראה איור 7.

המד זרם הדיגיטלי:

כמו המד זרם מקביל, הוא משתמש בהתנגדות שאט פרופורציונאלית לקנה המידה, אך במקום להשתמש בגלוונומטר, מבוצעת רכישת אותות (אנלוגי / דיגיטלי), היא בדרך כלל משתמשת במסנני מעבר נמוך כדי למנוע רעש.

צעדים לביצוע מדידה נכונה עם המד זרם כמכשיר מדידה חשמלי:

• המד זרם מחובר בסדרה (עם מגשר) לעומס כפי שמוצג באיור 9

• מומלץ לנתק את החיבורים עם מקור החשמל על ידי הצבת המד זרם על הסולם המרבי והנמכת הסולם עד להגעה לסולם המומלץ.
• מומלץ תמיד לבדוק את מצב הסוללה והנתיכים לפני נקיטת אמצעי כלשהו.

אמצעי זהירות בעת השימוש במד זרם כמכשיר מדידה חשמלי:

• חשוב לזכור כי המד זרם תלוי בהתנגדות השנט במקביל ובמילים אחרות העכבה הפנימית נוטה להיות 0 Ω בתיאוריה (בפועל זה יהיה תלוי בקנה המידה) אבל זה בדרך כלל פחות מ -1 Ω אז לעולם אין לחבר אותו ב- PARALLEL.
• חשוב מאוד לבדוק את נתיך ההגנה ולעולם לא לקבוע ערך גבוה מזה המומלץ.

מהו מד המתח?

El מד מתח זהו מכשיר המשמש למדידת הפרש הפוטנציאל בין שתי נקודות במעגל חשמלי.

מד המתח האנלוגי:

הוא מורכב מגלוונומטר בעל התנגדות סדרתית כאשר ערכו יהיה תלוי בסולם הנבחר, ראה איור 10

מד המתח הדיגיטלי:

למד המתח הדיגיטלי יש את אותו עיקרון כמו המתח האנלוגי, ההבדל הוא שהגלוונומטר מוחלף בהתנגדות, מה שהופך מעגל מחלק מתח ביחס פרופורציונלי.

חיבור מד מתח:

למדי מתח יש עכבה גבוהה בתיאוריה הם נוטים להיות אינסופיים בפועל יש להם בממוצע 1M Ω (כמובן שזה משתנה בהתאם לסולם), הקשר שלהם מקביל כפי שמוצג באיור 12

צעדים לביצוע מדידה נכונה עם מד המתח כמכשיר מדידה חשמלי:

תני למקם את מד המתח תמיד בקנה המידה הגבוה ביותר (להגנה) והורד בהדרגה לקנה המידה הקרוב יותר הגבוה מהמדידה.
ב. בדוק תמיד את מצב הסוללה של המכשיר (עם סוללה פרוקה זה מייצר שגיאות מדידה).
ג. בדוק את הקוטביות של מובילי המבחן, מומלץ לכבד את צבע מובילי המבחן (+ אדום) (- שחור).
ד. במקרה שלילי מומלץ לתקן אותו לקרקע (-) או למעגל ולגוון במוליך הבדיקה (+).
E. ודא אם מדידת המתח הרצויה היא DC (זרם ישר) או AC (זרם חילופין).

אמצעי זהירות בעת שימוש במד המתח ככלי מדידה חשמלי:

מד מתח יש בדרך כלל קנה מידה גבוה יחסית (600 וולט - 1000 וולט) מתחיל תמיד לקרוא בסולם זה (AC / DC).
אנו זוכרים שהמידות הן במקביל (בסדרה זה יגרום למעגל פתוח) ראה נושא החוק של אוהם.

המלצות אחרונות למכשירי מדידה חשמליים

לכל קנאי, סטודנט או טכנאי בתחומי האלקטרוניקה, חשמל, חשוב לדעת כיצד להשתמש במכשירי מדידה, כיולם הכרחי לביצוע אבחונים והערכות טכניות. במקרה שאתה משתמש במולטימטר קח כרגיל את בדיקת הכיול של Ohmmeter, מכיוון שבמכשירים אלה (הכל באחד), כל הפרמטרים קשורים זה לזה איכשהו למשל (סוללה, טיפים, אמטר ומד מתח למדידת משתני התנגדות בין היתר).

השימוש בדפוס בדיקה עבור מכשירי המדידה החשמליים Ohmmeter, Ammeter ו- Voltmeter הוא הכרחי כדי לעשות זאת ללא הרף בגלל הניסיון שלנו שלא לעשות זאת ולמרבה הצער שהמכשיר נמצא מחוץ לכיול יכול לתת לנו אותות כוזבים של כשלים או שגיאות קריאה.

אנו מקווים שמאמר מבוא זה לנושא מועיל, אנו ממתינים לתגובות ולספקותיכם.