Osnovna elektrikatehnologija

Električni merilni instrumenti (ohmmeter, ampermeter, voltmeter)

Za vsakega ljubitelja, študenta elektrike, elektronike ali sorodnih področij so sanje imeti lastne merilne instrumente. V nekaterih primerih udeleženci pridobijo zelo slabo kakovostne instrumente, ki namesto da bi jim pomagali pri učenju, zapletejo napake ali pokažejo napačne meritve.  

V drugih primerih vajenci pridobijo zelo kakovostne inštrumente, vendar brez izkušenj vzpostavijo napačne povezave, kar povzroči neusklajenost ali odpoved instrumenta. V tem članku bomo prikazali pravilno uporabo, aplikacije in preverjanje njegove kalibracije.

Merilna orodja
Slika 1 merilni instrumenti (https://citeia.com)

Kaj so električni merilni instrumenti?

Za izvedbo študije električnih signalov jih moramo izmeriti in seveda zabeležiti. Za vse, ki želijo analizirati te pojave, je zelo pomembno, da imajo zanesljive električne merilne instrumente.
Meritve se izvajajo na podlagi električnih parametrov glede na njihove lastnosti, kot so tlak, pretok, sila ali temperatura. V tem članku se bomo posvetili preučevanju merilnih instrumentov za najpogostejše osnovne parametre, kot so:

  • Ohmmeter.
  • Ampermeter.
  • Voltmeter.

Kaj je ohmmeter?

Je instrument za merjenje električnega upora. Uporabljati razmerje med potencialno razliko (napetost) in jakostjo električnega toka (ampere), razvito po Ohmovem zakonu.

Mimogrede morda želite videti kasneje Kaj pravi Ohmov zakon in njegove skrivnosti?

Ohmov zakon in njegove skrivnosti pokrivajo članek
citeia.com

Analogni ohmmeter:

Uporabite galvanometer, ki je merilnik električnega toka. To deluje kot pretvornik, ki sprejema električni tok s konstantno napetostjo, kar povzroča spremembe v kazalcu, ki kaže meritev skozi razmerje, ki se izračuna z Ohmov zakon. (Glej Ohmov zakon). Pazi slika 2

Analogni ohmmeter
Slika 2 Analogni ohmmeter (https://citeia.com)

Digitalni ohmmeter:

V tem primeru ne uporabljate galvanometra, temveč uporabite a razmerje z delilnikom napetosti (ki je odvisen od lestvice) in zajemom signala (analogni / digitalni), pri čemer vrednost upora Ohmov zakon. Glej sliko 3

Digitalni ohmmeter
Slika 3 Digitalni ohmmeter (https://citeia.com)

Priključek ohmmetra:

Ohmmeter je priključen vzporedno z obremenitvijo (glej sliko 4), priporočljivo je, da je konica instrumenta v optimalnih pogojih (Sulfatirani ali umazani konici povzročajo napako merjenja). Pomembno je omeniti, da napajanje potencialne razlike izvaja notranja baterija instrumenta.

Priključek ohmmetra
Slika 4 Povezava ohmmetra (https://citeia.com)

Koraki za pravilno merjenje z električnimi merilnimi instrumenti:

Za boljše rezultate meritev priporočamo, da izvedete naslednje korake:

Preverjanje kalibracije in preskusnega kabla:

Pri analognih instrumentih je bila obveznost kalibracije in preverjanja konic, toda pri digitalnih instrumentih, ki so v teoriji samodejni, obstajajo dejavniki, da lahko ta kalibracija, namesto da bi avtomatizirala (če vse ni pravilno), povzroči neusklajenost ali napako pri meritvah. Priporočamo, da vsakič, ko potrebujete meritev, preverite kalibracijo instrumenta:

Preverjanje nasvetov:

Ta korak je zelo osnovni, vendar osnovni, da dobimo odčitke z nižjo mejo napake (priporočamo, da to počnete pogosto), sestavljeni so le iz spajanja konic instrumenta, ki silijo meritev +/- 0 Ω, kot je prikazano na sliki 5

Preverjanje merilnih vodov ohmmetra
Slika 5 Preverjanje merilnega vodnika ohmmetra (https://citeia.com)

Poudariti je treba, da pridobitev kot rezultat pri tem Umerjanje 0 Ω je idealno, ne smemo pozabiti, da se pri merilnih konicah uporabljajo bakreni kabli (v teoriji odlični vodniki), vendar imajo v praksi vsi vodniki nekaj upora, tako kot konice (običajno so iz nerjavečega jekla, profesionalni pa iz bakra s srebrom kopel), vendar ne upravičujejo rezultata, večjega od 0.2 Ω +/- odstotka (%) natančnosti branja instrumenta.
Za visoko vrednost priporočamo: očistite konice, preverite kalibracijo instrumenta in najbolj kritično točko, stanje baterije instrumenta.

Preverjanje kalibracije instrumenta:

Za ta preskus priporočamo standard, na primer upor 100 Ω s toleranco, ki ni večja od +/- 1%, z drugimi besedami:
R Max = 100 Ω + (100Ω x 0.01) = 101 Ω
R min = 100 Ω - (100Ω x 0.01) = 99 Ω

Če na tej točki dodamo še napako pri branju instrumenta (odvisno od znamke in kakovosti ohmmetra), je običajno digitalni instrument Fluke modela 117 na lestvici samodejnega obsega (0 - 6 M Ω) +/- 0.9% [ 2], tako da imamo lahko naslednjo vrsto ukrepov:
R Max = 101 Ω + (101Ω x 0.009) = 101,9 Ω
R min = 99 Ω - (99Ω x 0.009) = 98,1 Ω

Seveda je ta rezultat sorazmeren, saj okoljski pogoji (zelo pomembna točka za umerjanje s standardi) in ničelna napaka niso bili upoštevani, a kljub vsem tem dejavnikom moramo imeti približno vrednost standarda.
Če ne uporabljate instrumenta za samodejno merjenje, ga je priporočljivo postaviti v merilno območje, ki je najbližje standardu.

Na sliki 6 vidimo 2 multimetra (gre za instrument "vse v enem"), v tem primeru se fluke 117 samodejno spreminja in pri UNI-T UT38C morate izbrati lestvico, ki je najbližja vzorcu. Na primer, multimeter znamke UNI-T model UT-39c [3] za to preverjanje je priporočljiv 200 Ω

Multimeter Auto range in Manual scale
Slika 6 Multimeter Auto range in Manual scale (https://citeia.com)

Previdnostni ukrepi pri uporabi ohmmetra kot električnega merilnega instrumenta:

Za pravilno uporabo tega merilnega instrumenta priporočamo naslednje točke:

  1. Za meritve z ohmmetrom morate odklopiti napajalnik.
  2. Kot je bilo že podrobno opisano v prejšnji točki, je treba pred meritvijo opraviti preverjanje preskusnih vodov in preverjanje kalibracije.
  3. Za pravilno meritev je priporočljivo odklopiti vsaj en priključek upora ali komponente in se tako izogniti vzporedni impedanci.

Lahko vas zanima: Moč Wattovega zakona

Moč Wattovega zakona (aplikacije - vaje) pokriva članek
citeia.com

Kaj je ampermeter?

Ampermeter se uporablja za merjenje jakosti električnih tokov v veji ali vozlišču električnega tokokroga.

Analogni ampermeter:

Ampermetri imajo notranji upor, imenovan shunt (RS), na splošno je pod 1 ohm zelo natančen, njegov namen pa je zmanjšati jakost električnega toka vozlišča, ki se vzporedno povezuje z galvanometrom. Glej sliko 7.

Analogni ampermeter
Slika 7 Analogni ampermeter (https://citeia.com)

Digitalni ampermeter:

Tako kot vzporedni ampermeter uporablja tudi ranžirni upor, ki je sorazmeren lestvici, vendar se namesto galvanometra izvede zajem signala (analogni / digitalni), na splošno pa se uporabljajo filtri z nizko frekvenco, da se prepreči šum.

Električni merilni instrumenti digitalnega ampermetra
Slika 8 Digitalni ampermeter (https://citeia.com)

Koraki za pravilno meritev z ampermetrom kot električnim merilnim instrumentom:

  • Ampermeter je zaporedno (s mostičkom) povezan z obremenitvijo, kot je prikazano na sliki 9
Merilni merilniki električnih instrumentov
Slika 9 Merjenje z ampermetrom (https://citeia.com)
  • Priporočljivo je, da povezave z izklopljenim virom energije postavite tako, da ampermeter postavite na največjo skalo in spustite skalo, dokler ne dosežete priporočene lestvice.
  • Vedno je priporočljivo preveriti stanje baterije in varovalk, preden sprejmete kakršne koli ukrepe.

Previdnostni ukrepi pri uporabi ampermetra kot električnega merilnega instrumenta:

  • Pomembno je vedeti, da je ampermeter vzporedno odvisen od ranžirne upornosti, z drugimi besedami, notranja impedanca teoretično znaša 0 Ω (v praksi bo odvisna od lestvice), vendar je na splošno manjša od 1 Ω, zato nikoli ne sme biti povezan v PARALLEL.
  • Zelo pomembno je, da preverite varovalko in nikoli ne nastavite vrednosti, višje od priporočene.

Kaj je voltmeter?

El Voltmeter To je instrument, ki se uporablja za merjenje potencialne razlike med dvema točkama v električnem krogu.

Analogni voltmeter:

Sestavljen je iz galvanometra s serijskim uporom, kjer je njegova vrednost odvisna od izbrane lestvice, glej sliko 10

Analogni voltmetrski električni merilni instrumenti
Slika 10 Analogni voltmeter (https://citeia.com)

Digitalni voltmeter:

Digitalni voltmeter ima enako načelo kot analogni voltmeter, razlika je v tem, da je galvanometer nadomeščen z uporom, s čimer je vezje delilnika napetosti sorazmerno.

Električni merilni instrumenti za digitalni voltmeter
Slika 11 Digitalni voltmeter (https://citeia.com)

Priključek voltmetra:

Voltmetri imajo v teoriji visoko impedanco; v praksi so ponavadi neskončni; v povprečju imajo 1M Ω (seveda se spreminja glede na lestvico), njihova povezava je vzporedna, kot prikazuje slika 12

Električni merilni instrumenti za priključitev voltmetrov
Slika 12 Priključek voltmetra (https://citeia.com)

Koraki za pravilno meritev z voltmetrom kot električnim merilnim instrumentom:

A. Voltmeter vedno postavite na najvišjo lestvico (za zaščito) in postopoma spustite na najbližjo lestvico, višjo od meritve.
B. Vedno preverite stanje akumulatorja inštrumenta (pri izpraznjeni bateriji se pojavijo merilne napake).
C. Preverite polarnost preskusnih vodnikov, priporočljivo je, da upoštevate barvo preskusnih vodnikov (+ rdeča) (- črna).
D. V primeru negativnosti je priporočljivo, da ga pritrdite na (-) ali ozemljitev in spremenite preskusni kabel (+).
E. Preverite, ali je želena meritev napetosti enosmerni (enosmerni tok) ali izmenični tok (izmenični tok).

Previdnostni ukrepi pri uporabi voltmetra kot električnega merilnega orodja:

Voltmetri imajo običajno razmeroma visoko lestvico (600V - 1000V) in vedno začnejo odčitavati na tej lestvici (AC / DC).
Spomnimo se, da so meritve vzporedne (zaporedno bi to povzročilo prekinitev tokokroga) glej temo o ohmovem zakonu.

Končna priporočila za električne merilne instrumente

Za vse fanatike, študente ali tehnike na področjih elektronike, električne energije je bistvenega pomena vedeti, kako uporabljati merilne instrumente, njihova kalibracija pa je potrebna za izvedbo diagnoze in tehničnih ocen. V primeru, da uporabljate multimeter vzemite po meri preverjanje kalibracije ohmmetra, saj so pri teh instrumentih (vsi v enem) vsi parametri na primer nekako povezani (med drugim baterija, konice, ampermetri in voltmeter za merjenje uporovnih spremenljivk).

Uporaba preskusnega vzorca za električne merilnike ohmmetra, ampermetra in voltmetra je nujna, če ga nenehno izvajamo, ker naše izkušnje tega ne počnejo in ker instrument, ki ni umerjen, lahko daje lažne signale o okvarah ali napakah pri branju.

Upamo, da je uvodni članek k tej temi koristen, čakamo na vaše komentarje in dvome.

Pustite odgovor

Vaš e-naslov ne bo objavljen. Obvezna polja so označena z *

Ta stran uporablja Akismet za zmanjšanje nezaželene pošte. Preberite, kako se obdelujejo podatki o vašem komentarju.