Elektrické meracie prístroje (ohmmeter, ampérmeter, voltmeter)

Snom je pre každého fanúšika, študenta zamestnania v odbore elektrina, elektronika alebo príbuzných oblastí, mať vlastné meracie prístroje. V niektorých prípadoch si stážisti zaobstarajú veľmi nekvalitné prístroje, ktoré namiesto toho, aby im pomohli pri učení, komplikujú chyby alebo vykazujú chybné merania.  

V iných prípadoch získajú učni veľmi kvalitné prístroje, ale bez skúseností, urobia nesprávne spojenie, čo vedie k nesúladu alebo zlyhaniu prístroja. V tomto článku si ukážeme jeho správne použitie, aplikácie a overenie jeho kalibrácie.

Čo sú to elektrické meracie prístroje?

Aby sme mohli študovať elektrické signály, musíme ich merať a samozrejme zaznamenávať. Pre každého, kto chce analyzovať tieto javy, je veľmi dôležité mať k dispozícii spoľahlivé elektrické meracie prístroje.
Merania sa uskutočňujú na základe elektrických parametrov podľa ich vlastností, ako sú tlak, prietok, sila alebo teplota. V tomto článku sa budeme venovať štúdiu meracích prístrojov pre najbežnejšie základné parametre, ako sú:

• Ohmmeter.
• Ampérmeter.
• Voltmeter.

Čo je ohmmeter?

Je to prístroj na meranie elektrického odporu. Pomocou vzťah medzi rozdielom potenciálov (Napätie) a intenzitou elektrického prúdu (Ampéry) vyvinutou Ohmovým zákonom.

Mimochodom, možno by vás zaujímalo vidieť neskôr Čo hovorí Ohmov zákon a jeho tajomstvá?

Analógový ohmmeter:

Použite galvanometer, čo je merač elektrického prúdu. Funguje to ako prevodník, ktorý prijíma elektrický prúd s konštantným napätím a spôsobuje zmeny ukazovateľa, ktorý indikuje meranie prostredníctvom vzťahu, ktorý sa počíta pomocou Ohmov zákon. (Pozri Ohmov zákon). Sledujte obrázok 2

Digitálny ohmmeter:

V takom prípade nepoužívajte galvanometer, ale použite a vzťah s deličom napätia (ktorý závisí od stupnice) a získavaním signálu (analógový / digitálny), pričom hodnota odporu je Ohmov zákonný vzťah. Pozri obrázok 3

Pripojenie ohmmetra:

Ohmmeter je pripojený paralelne k záťaži (pozri obrázok 4), odporúča sa, aby bol hrot prístroja v optimálnych podmienkach (Sulfátované alebo znečistené špičky spôsobujú chybu merania). Je dôležité poznamenať, že napájanie rozdielu potenciálov sa vykonáva pomocou internej batérie prístroja.

Kroky na správne meranie pomocou elektrických meracích prístrojov:

Aby ste dosiahli lepšie výsledky vo svojich meraniach, odporúčame vám vykonať nasledujúce kroky:

Kalibrácia a kontrola meracieho kábla:

U analógových prístrojov to bola povinnosť vykonať kalibráciu a kontrolu hrotov, ale v digitálnych prístrojoch, ktoré sú teoreticky automatické, existujú faktory, ktoré môžu pri tejto kalibrácii namiesto automatizácie (ak nie je všetko správne) spôsobiť kalibráciu alebo chybu v meraniach. Odporúčame vykonať zakaždým, keď potrebujete meranie, overiť kalibráciu prístroja:

Kontrola tipu:

Tento krok je veľmi jednoduchý, ale základný pre získanie údajov s nižšou mierou chyby (odporúčame to robiť často), pozostávajú iba zo spojenia špičiek prístroja a vynútenia merania +/- 0 Ω, ako je znázornené na obrázku 5.

Je potrebné zdôrazniť, že získanie v dôsledku toho Ideálna je kalibrácia 0 Ω, treba pamätať na to, že meracie hroty používajú medené káble (teoreticky vynikajúce vodiče), ale v praxi majú všetky vodiče určitý odpor, rovnako ako hroty (zvyčajne sú vyrobené z nehrdzavejúcej ocele, profesionálne sú vyrobené z medi so striebrom kúpeľ), avšak neoprávňujú na výsledok väčší ako 0.2 Ω +/- percento (%) presnosti čítania prístroja.
Pre vyššiu hodnotu odporúčame: vyčistite hroty, skontrolujte kalibráciu prístroja a najkritickejší bod, stav batérie prístroja.

Kontrola kalibrácie prístroja:

Pre tento test odporúčame mať štandard, napríklad 100 Ω rezistor s toleranciou nie väčšou ako +/- 1%, inými slovami:
R Max = 100 Ω + (100 Ω x 0.01) = 101 Ω
R min = 100 Ω - (100 Ω x 0.01) = 99 Ω
Teraz, ak v tomto okamihu pridáme chybu čítania prístroja (záleží na značke a kvalite ohmmetra), je obvykle digitálny prístroj Fluke model 117 na stupnici automatického rozsahu (0 - 6 M Ω) +/- 0.9% [ 2], takže môžeme mať nasledujúci rozsah opatrení:
R Max = 101 Ω + (101Ω x 0.009) = 101,9 Ω
R min = 99 Ω - (99 Ω x 0.009) = 98,1 Ω
Tento výsledok je samozrejme relatívny, pretože neboli zohľadnené podmienky prostredia (veľmi dôležitý bod pre kalibráciu so štandardmi) a nulová chyba, ale napriek všetkým týmto faktorom musíme mať k norme približnú hodnotu.
Ak nepoužívate automatický merací prístroj, je vhodné umiestniť ho do rozsahu merania najbližšie k norme.

Na obrázku 6 vidíme 2 multimetre (je to prístroj typu „všetko v jednom“), v tomto prípade má fluke 117 automatické nastavenie rozsahu a je potrebné zvoliť UNI-T UT38C v mierke najbližšej k vzoru. Napríklad multimetr značky UNI-T model UT-39c [3] pre túto kontrolu sa odporúča 200 Ω

Bezpečnostné opatrenia pri používaní ohmmetra ako elektrického meracieho prístroja:

Pre správne použitie tohto meracieho prístroja odporúčame nasledujúce body:

1. Na vykonávanie meraní pomocou ohmmetra musíte mať odpojené napájanie.
2. Ako už bolo podrobne uvedené v predchádzajúcom bode, pred meraním je potrebné vykonať kontrolu meracích káblov a kontrolu kalibrácie.
3. Aby ste dosiahli správne meranie, je vhodné odpojiť aspoň jednu svorku odporu alebo komponentu, čím sa vyhnete paralelnej impedancii.

Môže vás zaujímať: Sila Wattovho zákona

Čo je to ampérmeter?

Ampérmeter sa používa na meranie intenzity elektrických prúdov vo vetve alebo uzle elektrického obvodu.

Analógový ampérmeter:

Ampérmetre majú vnútorný odpor, ktorý sa nazýva skrat (RS). Všeobecne má vysokú presnosť pod 1 ohm. Jeho účelom je znížiť intenzitu elektrického prúdu uzla pripojeného paralelne k galvanometru. Pozri obrázok 7.

Digitálny ampérmeter:

Rovnako ako paralelný ampérmeter používa paralelný odpor úmerný stupnici, ale namiesto galvanometra sa vykonáva zber signálu (analógový / digitálny), na zabránenie šumu sa zvyčajne používajú dolnopriepustné filtre.

Kroky na správne meranie pomocou ampérmetra ako elektrického meracieho prístroja:

• Ampérmeter je zapojený do série (pomocou prepojky) k záťaži, ako je to znázornené na obrázku 9

• Odporúča sa vykonať spojenie so zdrojom napájania tak, že sa ampérmeter nastaví na stupnicu Maximum a stupnica sa sklopí, kým sa nedosiahne odporúčaná stupnica.
• Pred vykonaním akýchkoľvek opatrení sa vždy odporúča skontrolovať stav batérie a poistiek.

Preventívne opatrenia pri používaní ampérmetra ako elektrického meracieho prístroja:

• Je dôležité mať na pamäti, že ampérmeter závisí paralelne od paralelného odporu, inými slovami, vnútorná impedancia býva teoreticky 0 Ω (v praxi to bude závisieť od stupnice), ale všeobecne je menší ako 1 Ω, takže nikdy by nemalo byť pripojené v PARALLEL.
• Je veľmi dôležité skontrolovať ochrannú poistku a nikdy nenastavovať hodnotu vyššiu, ako je odporúčaná hodnota.

Čo je voltmeter?

El Voltmeter Je to prístroj používaný na meranie potenciálneho rozdielu medzi dvoma bodmi v elektrickom obvode.

Analógový voltmeter:

Pozostáva z galvanometra so sériovým odporom, ktorého hodnota bude závisieť od zvolenej stupnice, pozri obrázok 10

Digitálny voltmeter:

Digitálny voltmetr má rovnaký princíp ako analógový voltmetr, rozdiel je v tom, že galvanometer je nahradený odporom, čo vytvára obvod rozdeľovača napätia s proporcionálnym vzťahom.

Pripojenie voltmetra:

Voltmetre majú teoreticky vysokú impedanciu, bývajú nekonečné, v praxi majú priemerne 1 M Ω (samozrejme sa to líši podľa stupnice), ich pripojenie je paralelné, ako je znázornené na obrázku 12.

Kroky na správne meranie pomocou voltmetra ako elektrického meracieho prístroja:

A. Voltmeter vždy umiestnite na najvyššiu stupnicu (kvôli ochrane) a postupne smerom k najbližšej stupnici vyššej, ako je nameraná hodnota.
B. Vždy skontrolujte stav batérie prístroja (s vybitým akumulátorom produkuje chyby merania).
C. Skontrolujte polaritu testovacích vodičov, odporúča sa rešpektovať farbu testovacích vodičov (+ červená) (- čierna).
D. V prípade záporného pólu sa odporúča pripevniť ho k (-) alebo k zemi obvodu a meniť testovací kábel (+).
E. Skontrolujte, či je požadované meranie napätia DC (jednosmerný prúd) alebo AC (striedavý prúd).

Preventívne opatrenia pri používaní voltmetra ako elektrického meracieho prístroja:

Voltmetre majú všeobecne relatívne vysokú stupnicu (600 V - 1000 XNUMX V), ktoré sa vždy začnú čítať na tejto stupnici (striedavý prúd / jednosmerný prúd).
Pamätáme si, že merania sú paralelné (v sérii by to spôsobilo prerušenie obvodu) pozri tému ohmovho zákona.

Záverečné odporúčania pre elektrické meracie prístroje

Pre každého fanatika, študenta alebo technika v oblasti elektroniky, elektriny je nevyhnutné vedieť používať meracie prístroje, ich kalibrácia je nevyhnutná na vykonanie diagnostiky a technických hodnotení. V prípade, že používate multimetr ako obvykle vykonajte kontrolu kalibrácie ohmmetra, pretože v týchto prístrojoch (všetko v jednom) sú všetky parametre nejako vzájomne prepojené, napríklad (batéria, špičky, ampérmetre a voltmeter na meranie premenných odporu okrem iného).

Používanie testovacieho obrazca pre elektrické meracie prístroje Ohmmeter, Ammeter a Voltmeter je nevyhnutné, aby sme to robili neustále kvôli našej skúsenosti s tým, že to nerobíme a bohužiaľ mať prístroj mimo kalibráciu nám môže dať falošné signály o poruchách alebo chybách čítania.

Dúfame, že vám tento úvodný článok k tejto téme pomôže, čakáme na vaše pripomienky a pochybnosti.