Instrumente electrice de măsurare (ohmmetru, ampermetru, voltmetru)

Pentru fiecare pasionat, student la electricitate, electronică sau domenii conexe, visul este să aibă propriile instrumente de măsurare. În unele cazuri, cursanții dobândesc instrumente de calitate foarte slabă care, în loc să-i ajute să învețe, complică defectele sau prezintă măsurători false.  

În alte cazuri, ucenicii dobândesc instrumente de foarte înaltă calitate, dar, neavând experiență, fac conexiuni greșite, rezultând o nepotrivire sau eșecul instrumentului. De-a lungul acestui articol vom arăta utilizarea corectă, aplicațiile și verificarea calibrării sale.

Ce sunt instrumentele electrice de măsurare?

Pentru a efectua un studiu al semnalelor electrice trebuie să le măsurăm și, bineînțeles, să le înregistrăm. Este foarte important pentru oricine dorește să analizeze aceste fenomene să aibă instrumente de măsurare electrice fiabile.
Măsurătorile se fac pe baza parametrilor electrici, în funcție de proprietățile lor, cum ar fi presiunea, debitul, forța sau temperatura. În acest articol ne vom dedica studierii instrumentelor de măsurare pentru cei mai comuni parametri de bază, cum ar fi:

• Ohmmetrul.
• Amperometrul.
• Voltmetrul.

Ce este un ohmmetru?

Este un instrument de măsurare a rezistenței electrice. Folosind relație între diferența de potențial (Tensiune) și intensitatea curentului electric (Amperi) dezvoltată de legea lui Ohm.

Apropo s-ar putea să fiți interesat să vedeți mai târziu Ce afirmă legea lui Ohm și secretele sale?

Ohmmetrul analogic:

Folosiți un galvanometru, care este un contor de curent electric. Funcționează ca un traductor, primind curentul electric cu o tensiune constantă provocând modificări într-un indicator care indică măsurarea printr-o relație care este calculată de Legea lui Ohm. (Vezi articolul legii lui Ohm). Ceas figura 2

Ohmmetrul digital:

În acest caz nu utilizați galvanometrul, în schimb utilizați un relație cu un divizor de tensiune (care depinde de scară) și o achiziție de semnal (analog / digital) care ia valoarea rezistenței de către Relația legală a lui Ohm. Vezi figura 3

Conexiune ohmmetru:

Ohmmetrul este conectat în paralel cu sarcina (vezi figura 4), se recomandă ca vârful instrumentului să fie în condiții optime (Vârfurile sulfatate sau murdare provoacă erori de măsurare). Este important să rețineți că alimentarea diferenței de potențial este realizată de bateria internă a instrumentului.

Pași pentru a efectua o măsurare corectă cu instrumente electrice de măsurare:

Vă recomandăm să efectuați pașii următori pentru a obține rezultate mai bune la măsurători:

Calibrarea și verificarea cablului de testare:

La instrumentele analogice era o obligație să efectuați o calibrare și să verificați sfaturile, dar în instrumentele digitale care, în teorie, sunt automate, există factori care pot face ca această calibrare, în loc să automatizeze (dacă totul nu este corect), să producă nealiniere sau erori în măsurători. Vă recomandăm să efectuați de fiecare dată când avem nevoie de o măsurare, verificați calibrarea instrumentului:

Verificare sfat:

Acest pas este foarte de bază, dar elementar pentru a obține citiri cu o marjă de eroare mai mică (vă recomandăm să o faceți frecvent), constau doar în îmbinarea vârfurilor instrumentului forțând o măsurare de +/- 0 Ω așa cum se arată în figura 5

Trebuie subliniat faptul că obținerea ca urmare a acestui lucru Calibrarea 0 Ω este ideală, trebuie să ne amintim că vârfurile de măsurare utilizează cabluri de cupru (în principiu conductori excelenți), dar în practică toți conductorii au o anumită rezistență, la fel ca vârfurile (sunt de obicei din oțel inoxidabil, cele profesionale sunt din cupru cu un argint bath), însă nu justifică un rezultat mai mare de 0.2 Ω +/- procentul (%) din precizia de citire a instrumentului.
Pentru a oferi o valoare ridicată vă recomandăm: curățați vârfurile, verificați calibrarea instrumentului și punctul cel mai critic, starea bateriei instrumentului.

Verificarea calibrării instrumentului:

Pentru acest test, vă recomandăm să aveți un standard, de exemplu, un rezistor de 100 Ω cu o toleranță nu mai mare de +/- 1% cu alte cuvinte:
R Max = 100 Ω + (100Ω x 0.01) = 101 Ω
R min = 100 Ω - (100Ω x 0.01) = 99 Ω
Acum, dacă în acest moment adăugăm eroarea de citire a instrumentului (depinde de marca și calitatea ohmmetrului), de obicei un instrument digital model Fluke 117 pe scara automată (0 - 6 M Ω) este +/- 0.9% [ 2], deci putem avea următoarea gamă de măsuri:
R Max = 101 Ω + (101Ω x 0.009) = 101,9 Ω
R min = 99 Ω - (99Ω x 0.009) = 98,1 Ω
Desigur, acest rezultat este relativ, deoarece condițiile de mediu (un punct foarte important pentru calibrarea cu standarde) și eroarea zero nu au fost luate în considerare, dar în ciuda tuturor acestor factori trebuie să avem o valoare aproximativă față de standard.
Dacă nu utilizați un instrument de reglare automată, este recomandabil să îl plasați în domeniul de măsurare cel mai apropiat de standard.

În figura 6, vedem 2 multimetri (este un instrument all-in-one), în acest caz, fluke 117 este autonom, iar UNI-T UT38C trebuie selectat la scara cea mai apropiată de model. De exemplu, marca multimetrului UNI-T model UT-39c [3] pentru această verificare este recomandată 200 Ω

Precauții la utilizarea ohmmetrului ca instrument electric de măsurare:

Pentru utilizarea corectă a acestui instrument de măsurare recomandăm următoarele puncte:

1. Pentru a efectua măsurători cu Ohmmetrul trebuie să aveți sursele de alimentare deconectate.
2. Așa cum a fost deja detaliat în punctul anterior, verificarea cablurilor de testare și verificarea calibrării trebuie efectuate înainte de măsurare.
3. Pentru a obține o măsurare corectă, este recomandabil să deconectați cel puțin un terminal al rezistenței sau componentei, evitând astfel orice impedanță în paralel.

Vă poate interesa: Puterea legii lui Watt

Ce este Ammetrul?

Amperometrul este utilizat pentru a măsura intensitatea curenților electrici dintr-o ramură sau nod al circuitului electric.

Ammetrul analogic:

Ammetrele au o rezistență internă numită șunt (RS), în general sunt sub 1 ohm de mare precizie, are scopul de a reduce intensitatea curentului electric al nodului care se conectează în paralel cu galvanometrul. Vezi figura 7.

Amperimetrul digital:

La fel ca ampermetrul paralel, folosește o rezistență la șunt proporțională cu scala, dar în loc să utilizeze un galvanometru, se efectuează o achiziție de semnal (analog / digital), în general folosește filtre low-pass pentru a evita zgomotul.

Pași pentru a efectua o măsurare corectă cu ampermetru ca instrument electric de măsurare:

• Amperometrul este conectat în serie (cu un jumper) la sarcină așa cum se arată în figura 9

• Este recomandabil să faceți conexiunile cu sursa de alimentare oprită plasând ampermetrul pe scara maximă și coborând scara până la atingerea scării recomandate.
• Este întotdeauna recomandat să verificați starea bateriei și siguranțelor înainte de a lua orice măsură.

Precauții atunci când utilizați ampermetrul ca instrument electric de măsurare:

• Este important să ne amintim că Ammetrul depinde de rezistența la șunt în paralel, cu alte cuvinte impedanța internă tinde să fie 0 Ω în teorie (în practică va depinde de scară), dar este în general mai mică de 1 Ω, nu trebuie conectat niciodată în PARALEL.
• Este foarte important să verificați siguranța de protecție și să nu setați niciodată o valoare mai mare decât cea recomandată.

Ce este Voltmetrul?

El voltmetru Este un instrument utilizat pentru a măsura diferența de potențial între două puncte dintr-un circuit electric.

Voltmetrul analogic:

Se compune dintr-un galvanometru cu o rezistență în serie, unde valoarea sa va depinde de scara selectată, a se vedea figura 10

Voltmetrul digital:

Voltmetrul digital are același principiu ca voltmetrul analogic, diferența fiind că galvanometrul este înlocuit de o rezistență, făcând un circuit divizor de tensiune cu o relație proporțională.

Conexiune voltmetru:

Voltmetrele au o impedanță ridicată în teorie, ele tind să fie infinite în practică, au în medie 1M Ω (desigur, variază în funcție de scară), conexiunea lor este în paralel așa cum se arată în figura 12

Pași pentru a efectua o măsurare corectă cu voltmetrul ca instrument electric de măsurare:

A. Așezați întotdeauna voltmetrul pe cea mai înaltă scară (pentru protecție) și coborâți progresiv la cea mai apropiată scară mai mare decât măsurarea.
B. Verificați întotdeauna starea bateriei instrumentului (cu o baterie descărcată produce erori de măsurare).
C. Verificați polaritatea cablurilor de testare, se recomandă respectarea culorii cablurilor de testare (+ Roșu) (- Negru).
D. În caz de negativ, se recomandă fixarea la (-) sau la masă a circuitului și modificarea cablului de testare (+).
E. Verificați dacă măsurarea tensiunii dorite este DC (curent continuu) sau AC (curent alternativ).

Precauții la utilizarea voltmetrului ca instrument electric de măsurare:

Voltmetrele au, în general, o scară relativ ridicată (600V - 1000V) care încep să citească întotdeauna pe această scală (AC / DC).
Ne amintim că măsurătorile sunt în paralel (în serie ar provoca un circuit deschis) vezi subiectul legii lui ohm.

Recomandări finale pentru instrumentele de măsurare electrică

Pentru orice fanatic, student sau tehnician din domeniul electronicii, electricitatea este esențial să știți cum să folosiți instrumente de măsurare, calibrarea lor este necesară pentru a efectua diagnostice și evaluări tehnice. În cazul în care utilizați un multimetru faceți ca de obicei verificarea calibrării Ohmmetrului, deoarece în aceste instrumente (toate într-unul), toți parametrii sunt cumva interconectați, de exemplu (baterie, vârfuri, ampermetre și voltmetru pentru măsurarea variabilelor de rezistență, printre altele).

Folosirea modelului de testare pentru instrumentele de măsurare electrică Ohmmetru, ampermetru și voltmetru este necesară pentru ao face în mod constant datorită experienței noastre de a nu o face și, din păcate, având instrumentul în afara calibrării, ne poate da semnale false de defecțiuni sau erori de citire.

Sperăm că acest articol introductiv al subiectului va fi de ajutor, așteptăm comentariile și îndoielile dvs.