أجهزة القياس الكهربائي
تصنيف أجهزة القياس الكهربائي
تصنف أجهزة القياس إلى عدة أقسام تبعاً لمؤشرات متعددة :
حسب القيم التي يقيسها الجهاز.
حسب طريقة التمثيل أو القياس أو بالأحرى حسب طريقة عرض النتيجة .
حسب الفعالية .
التصنيف حسب القيم المقاسة
هو تصنيف يقسم اجهزة القياس حسب الكميات المقاسة فهناك مقاييس للتيار ومقاييس للجهد ومقاييس للمقاومة.
التصنيف حسب طريقة التمثيل (طريقة عرض النتيجة)
القياس التمثيلي (Analog) .
يمثل هذا النوع من الأجهزة، الأجهزة ذوات المؤشر و جهاز راسم الإشارة.
القياس الرقمي (Digital) .
تعتمد على عرض القيمة المقاسة على شكل أرقام (digits).
القياس التقاربي (Comparison) .
يعتمد مبدأ عملها على المقارنة المباشرة بين قيمة مجهولة و أخرى مشابهه لها فيزيائياً و ذات قيم عيارية تشارك ماديّا في عملية القياس، تتميز هذه المقاييس باعتمادها على مساواة القيم و تعتبر من الأجهزة قليلة الإستعمال في الحياة العملية .
التصنيف حسب الفعالية
تصنف المقاييس حسب الفعالية ، أي حسب استخدامها لطاقة خارجية مساعدة ، أوعدم استخدامها لها الى قسمين :
فـــعال: (Active) .
غير فعال: (Passive) .
تعتبر الأجهزة الرقمية أجهزة فعالة، أما بالنسبة لتلك الأجهزة التي تستخدم المؤشر فيعتمد تقسيمها على و جود أو عدم وجود مصدر طاقة مغذي للجهاز .
في حالة الأجهزة الفعالة يتم استخدام الطاقة لعدة أسباب منها :
لتشغيل أجهزة العرض الرقمية.
لتشغيل المضخمات (Amplifier) الموجودة في الجهاز.
أجهزة القياس ذات المؤشر
تعتمد هذه الأجهزة على الحركة الناتجة عن العزم أو القوة الخارجة نتيجة المجال المغناطيسي الناتج عن مرور التيار في الملفات. أي أنها تتكون نتيجة للحركة الكهروميكانيكية للجهاز.
تيار التدريج الكلي (I finished scale)
الخطوات المتبعة لقياس المقاومة
تصفير الجهاز عن طريق عمل (short circuit) بين طرفي الجهاز.
نصل الجهاز على التوازي مع المقاومة المراد قياسها.
يجب مراعاة ما يلي:
–عدم لمس أطراف التوصيل باليد لأنّ قيمة مقاومة الجلد ستكون بالحسبان.
–عدم قياس المقاومة عندما تكون الدارة موصولة مع مصدر قدرة كهربائية.
–لقياس المقاومات الموجودة داخل الدارة يجب أن نكون متأكدين من عدم و جود أي مقاومة أو ديود أو ترانزستور مو صول مع تلك المقاومة على التوازي.
الخطوات المتبعة لقياس الفولتية المباشرة (VDC)
اختيار أعلى مدى للقياس.
نوصل الجهاز على التوازي مع العنصر المراد قياس فولتيته.و من ثم نتدرج في مدى القياس نزولا – إن لزم الأمر – حتى نحصل على أوضح قرائة ممكنه.
يجب أن نأخذ بعين الإعتبار تأثير الحمل (Load effect) الناتج من مقاومة الجهاز الداخلية حيث أنها تقلل من قيمة الفولتية الأصلية المطبقة على العنصر. و كلما كانت قيمة مقاومة الجهاز الداخلية أعلى كلما حصلنا على قراءة أدق، و تتحقق القراءة الصحيحة مئة بالمئة عندما تكون مقاومة الجهاز مساوية للمالا نهاية (∞).
تأثير الحمل
الخطوات المتبعة لقياس الفولتية المتغيرة (VAC)
اختيار أعلى مدى للقياس.
نوصل الجهاز على التوازي مع العنصر المراد قياس فولتيته.و من ثم نتدرج في مدى القياس نزولا – إن لزم الأمر – حتى نحصل على أوضح قرائة ممكنه.
بداية إنّ الحساسية في حالة الـ(AC) أقل منها في حالة الـ(DC) و يجب أن نأخذبالحسبان تأثير الحمل (Load effect) الناتج من مقاومة الجهاز الداخلية أيضاً، و هنا بسبب تراكم العوامل الموضحة تصبح مشكلة تأثير الحمل أكثر جدية. و يتم حساب الحساسية حسب العلاقة:
S = Rm/Vmax
بدلا عن العلاقة :
(S = (1) / (Ifs
الخطوات المتبعة لقياس الفولتية المتغيرة (VAC)
بالنسبة للتردد فيجب أن يكون ضمن المدى المخصص للجهاز و إلا فسنحصل على خطأ أكبر من المتوقع. فأجهزة القياس ذات المؤشر لا تكون مصممة عادة للترددات العالية ففي بعضها يكون الحد الأعلى مساوياً لـ(60 HZ).
بما أنّ الجهاز يحسب القيمة الفعالة (RMS value) فمن الضروري التّأكد بأنّ العنصر المراد قياس الفولتية له ليس معرّضاً لفولتية مركبة (Ac, Dc) لأننا لن نحصل على قيمة (RMS) لوحدها، لهذا يتم وصل مكثف على التوالي مع الجهاز – يكون موجود داخلياً أحيانا أو يتم تخصيص طرف "إدخال" خاص لهذه الحالات – ليقوم بفصل تأثير الفولتية المباشرة على القراءة.
و أخيراً، علينا أن نحذر على أنّ هذه الأجهزة تقوم بإعطائنا القراءات للموجات الجيبية، أما عند قياسنا للموجات المربعة أو المثلثة (سن المنشار) فإننا لن نحصل على (RMS) الفعلية أو الحقيقية.
الخطوات المتبعة لقياس التيار المباشر (IDC)
اختيار أعلى مدى للقياس.
يجب أن يكون التوصيل بين الجهاز و العنصر – المراد قياس تياره – على التوالي في نفس الفرع.
أجهزة القياس الكهربائية الإالكترونية ( Electronic Analog Multimeters EMM) :
تسمي بالإلكترونية لاستخدامها لدارات إلكترونية تقوم على عزل (Buffer)بين الدارة المراد تطبيق القياس عليها مع تلك الموجودة في جهاز القياس و تعد هذه الميزة قيمة لقياس الفولتيات على وجه الخصوص، حيث أن مقاومة الإدخال العالية – تصل إلى (10MΩ) – تقوم بتقليل تأثير الحمل بشكل ملحوظ.
بالرغم من الدقة العالية إلا أنّ مساوئ هذا الجهاز تتلخص فيما يلي :
يحتاج إلى مصدر تغذية، لذلك لا يكون ملائماً مثل جهاز القياس ذو المؤشر الذي يحتاج إلى بطارية صغيرة قليلة الكلفة لقياس المقاومات، فبالنسبة لبطاريات الـ(EMM) فهي تجعله أكبر حجما و أعلى كلفةً.
نواجه مع الـ(EMM) مشكلات الإشباع و القطع و غيرها من المشكلات الإلكترونية ممايسبب ضياعا للدقة المرجوة من الجهاز.
تكلفة الصيانة العالية مقارنةً بأجهزة القياس ذات المؤشر.
أجهزة القياس الرقمية ( Digital Multimeters DMM)
هي الأجهزة التي تعمل على مبدأ التحويل من النظام التماثلي غير الرقمي إلى النظام الرقمي الذي يمتاز بالعديد من الميزات عن غيره من أنظمة القياس، فهو:
–تعطي النتيجة على لوحة الإظهار على شكل رقمي سهل القراءة .
–تسمح لوحة إظهارها الرقمية بكتابة أرقام عدة متتالية بعد الفاصلة العشرية مما يعني تفصيل أو دقة (resolution) أعلى .
–تمتاز بسرعة عالية في إعطاء النتائج .
–تستهلك جزءاً لا يذكر من الطاقة الكهربائية لدائرة القياس .
–المقاييس الرقمية تكون ذات مقاومة داخلية عالية مما يعني خطأ قياس أقل .
–تتصف بمجالات ترددية كبيرة لنظام عملها و بنسبة خطأ مهملة تقريباً .
–تقلل من نسبة الخطأ الإنساني الحاصل بسبب تقريبه للرقم أو القيمة التي يعطيها المؤشر.
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق