X
تبلیغات
بانک اطلاعاتی سخت افزار نرم افزار شبکه - دستگاههای اندازه گیری الکتریکی ( کاربرد و نحوه کارکرد آنها )
تاريخ : چهارشنبه پانزدهم مهر 1388 | 18:16 | نویسنده : یوسف رحیمی اصل

اندازه گيري در كليه صنايع از اهميت تعيين كننده اي برخوردار است . فقط با اندازه گيري كميت هاي مختلف مي توان هر علم و عملي را مورد بررسي دقيق قرار داده و از آن نتيجه مطلوب را حاصل نمود. همان طور كه مي دانيم امروزه بيشتر صنايع در مسير اتوماسيون قرار گرفته و بيشتر كارهاي انجام شده به صورت اتوماتيك صورت مي گيرد. و اين چرخه اتوماتيك صنعت بدون استفاده از دستگاههاي اندازه گيري عملاً توانايي انجام وظيفه به طور مطلوب را از دست خواهد داد.

در بين دستگاههاي مختلف اندازه گيري كه امروزه در صنعت مورد استفاده قرار مي گيرند اندازه گيريها يا همان دستگاههاي اندازه گيري الكتريكي نقش مهمتر و وسيعتري را دارا مي باشند. دليل اين امر آن است كه دستگاههاي اندازه گيري الكتريكي قادرند كميت هاي فيزيكي را كه قابل رؤيت نيستند از روي اثرات ناشي از آنها مشخص نمايند. به همين جهت در اين پژوهش ابتدا در مورد دستگاههاي اندازه گيري الكتريكي و طريقه كاربرد و نحوه كاركرد و ساختار داخلي آنها در اندازه گيري كميتهاي مختلف الكتريكي بحث مي كنيم . اما قبل از وارد شدن به مباحث ، لازم است كه با بعضي از مفاهيم مورد استفاده در دستگاههاي اندازه گيري آشنا شويم.

تعاريفي در اندازه گيري :

اندازه گيري عبارت است از مقايسه يك كميت مجهول با مقداري معلوم از همان كميت كه اصطلاحاً واحد ناميده مي شود. واحدهاي استاندارد كه براي هر كميت از اندازه گيريها تعيين مي گردد بر طبق قراردادهاي بين المللي تعيين شده و مقداري را كه ما از هر اندازه گيري به دست مي آوريم نشان مي دهد كه مقدار اندازه گيري شده در واقع چند برابر مقدار واحد آن كميت است.

تعريف حدود اندازه گيري يا رنج (reng) :

بر طبق تعريف حدود اندازه گيري يا رنج در يك دستگاه اندازه گيري عبارت است از ماكزيمم مقداري را كه يك دستگاه اندازه گيري مي تواند مورد اندازه گيري قرار دهد كه در بيشتر موارد بيشترين عددي است كه بر روي يك دستگاه اندازه گيري نوشته شده است.

تعريف دستگاه اندازه گيري :

به يك وسيله اندازه گيري به همراه كليه وسايل و متعلقاتي كه همراه آن است  به طور كلي دستگاه اندازه گيري مي گويند. هر چند اگر متعلقات آن از يكديگر به صورت جدا قرار داشته باشند.

روشهاي اندازه گيري :

كميت هاي مختلف الكتريكي را مي توان به طور كلي از دو طريق مستقيم و غير مستقيم مورد اندازه گيري قرار داد . منظور از روش اندازه گيري به روش مستقيم آن است كه براي اندازه گيري يك مقدار از كميت مورد نظر از دستگاه اندازه گيري مخصوص آن كه كميت مورد نظر از دستگاه اندازه گيري مخصوص آن است كه كميت مورد نظر را اندازه گيري مي كند استفاده كنيم و مستقيماً پس از وصل دستگاه اندازه گيري به كميت مورد نظر مقدار آن كميت را بخوانيم . به عنوان مثال براي اندازه گيري مقدار ولتاژ در يك مدار مي توانيم مستقيماً از يك دستگاه اندازه گيري ولت متر استفاده كرده و پس از وصل آن به مقدار ولتاژ را به دست آوريم. كه به اين روش اندازه گيري اصطلاحاً روش اندازه گيري مستقيم مي گويند. در مواردي كه دستگاه اندازه گيري مخصوص جهت اندازه گيري يك كميت مورد نظر در اختيار نباشد      مي توان با استفاده از دستگاههاي اندازه گيري ديگر كه در دسترس است كميت هاي ديگر مدار را مورد اندازه گيري قرار داد و سپس با استفاده از روابطي كه بين كميت مجهول و ديگر كميتهاي مورد اندازه گيري وجود دارد و با استفاده از فرمول و رايطه مخصوص به آن كميت مورد نظر را مورد اندازه گيري قرار داد كه به اين روش ، روش غير مستقيم در اندازه گيري گفته مي شود.

انواع دستگاههاي اندازه گيري :

دستگاههاي اندازه گيري كه امروزه مورد استفاده قرار مي گيرند از تنوع و گوناگوني بسيار بالايي برخوردارند . ولي مي توان تمامي آنها را به طور كلي به دو دسته آنالوگ و ديجيتال تقسيم بندي نمود. تفاوت دو دستگاه اندازه گيري فوق در مشخصه نشان دهنده آنهاست . در دستگاههاي اندازه گيري آنالوگ تغييرات نشان دهنده به صورت پيوسته و پشت سر هم است. يعني در اين دستگاهها براي نمايش يك مقدار مشخص قسمت نشان دهنده دستگاه        اندازه گيري يا در بعضي موارد همان عقربه نشان دهنده از مقدار صفر شروع به حركت كرده و پس از گذشتن از روي مقادير مختلف مثلاً به مقدار مورد نظر 5 مي رسد. اما در دستگاههاي اندازه گيري ديجيتال تغييرات نشان دهنده به صورت پله اي مي رسد. اما در دستگاههاي اندازه گيري ديجيتال تغييران نشان دهنده كه در اكثر موارد رقمي مي باشد به طور ناپيوسته و پله اي مثلا مقدار 5 را نشان مي دهد . در بيشتر موارد مي توان چنين استنباط كرد كه نشان دهنده دستگاههاي آنالوگ غالباً به صورت عقربه يا شعاع نوراني مي باشد. ولي نشان دهنده دستگاههاي ديجيتال غالباً از يك شمارنده ديجيتالي تشكيل مي گردد. شايان ذكر است كه امروزه با وجود پله اي بودن تغييرات در دستگاههاي ديجيتال نسبت به دستگاههاي اندازه گيري آنالوگ ، با ساخت دستگاههاي ديجيتال با اجزا الكترونيكي بسيار دقيق ، اين دستگاهها داراي دقت بسيار بالايي هستند كه در بيشتر موارد دستگاههاي آنالوگ قادر به مقايسه با آنها از نظر دقت نيستند. اما اين بدان معني نيست كه دستگاههاي ديجيتال همواره دقيقتر از دستگاههاي آنالوگ هستند. دستگاههاي اندازه گيري آنالوگي نيز وجود دارند كه در آنها از اجزاء الكترونيكي كمك گرفته شده است و به همين جهت نيز داراي دقت بالاتري هستند. اما به خاطر پيچيدگي و طريقه كاكرد آنها كمتر در اندازه گيري هاي معمولي از آنها استفاده مي شود و در مقابل به دليل ارزاني نسبي و دقت مناسب استفاده از دستگاههاي ديجيتال رشد روزافزوني يافته است و چه بسا به دلايل فوق روزي برسد كه جاي دستگاههاي آنالوگ را كاملاً بگيرند.

تعريف خطا و عوامل ايجاد كننده آن :

بشر همواره درصدد آن بوده است كه به اندازه گيري دقيق و عاري از خطا دست يابد اما تا كنون نتوانسته است به اين مهم دست يابد. زيرا به دليل كامل نبودن عوامل سنجش هر اندازه گيري داراي خطا است . منابع ايجاد و اتفاق افتادن خطا به طور كلي عبارتند از :

-        خطاهاي ناشي از كيفيت دستگاه اندازه گيري

-        خطاي ناشي از شخص اندازه گير .

به همين جهت اگر از يك ديدگاه كلي به موضوع نگاه كنيم مي توانيم خطاها را به دو دسته كلي تقسيم نماييم:

1-     خطاهاي اتفاقي

2-    خطاهاي سيستماتيك

خطاهاي اتفاقي : اين نوع خطاها از هيچ قانوني خاصيت تبعيت نمي كنند و به صورت كاملاً نامشخص روي مي دهد كه موجب ناكارآمدي و عدم اطمينان كافي در نتيجه اندازه گيري مي گردد. اين خطا به دلايلي روي مي دهد كه عبارتند از استفاده غلط شخص از يك دستگاه اندازه گيري ، بي دقتي شخص اندازه گير در خواندن كميت مورد اندازه گيري ناشي مي شود كه علت آن هم بكارگيري افراد ناطلع و آموزش نديده از يك دستگاه اندازه گيري مشخص و معين است .

خطاهاي سيستماتيك : اين خطاها نيز از عوامل متعددي ناشي مي شود كه يكي از اين عوامل ناشي از كيفيت و سيستم بكار گرفته شده در هر دستگاه اندازه گيري الكتريكي است. براي بهتر روشن شدن اين موضوع مي توان از خطاهاي جريان فوكو و خطاهاي فركانسي و خطاهاي ناشي از حوزه هاي الكترومغناطيسي و الكتريكي و خطاهاي حرارتي و ... نام برد. همان طوركه از نام خطاهاي فوق مشخص مي شود اين نوع از خطاها برخاسته از وسايل و تجهيزات داخلي به كار رفته در يك دستگاه اندازه گيري است و شخص اپراتور ، يا كابر از دستگاه اندازه گيري نقشي در ايجاد و يا كاهش آن ندارد. فقط با بكارگيري روشهاي مناسب در ساخت دستگاههاي اندازه گيري و بكار بردن كيفيت بالاتري از قطعات توسط سازندگان اين نوع از وسايل مي توان سبب كاهش ايجاد خطا گرديد. اما همواره بايد اين نكته را مدنظر قرار داد كه هر چه دستگاه اندازه گيري ساخته شده داراي كيفيت و مشخصات بالاتر و دقيق تري باشد باز هم نمي توان خطاي آن را از بين برد و به صفر رساند .

خطاي مطلق :

خطاي مطلق طبق تعريف عبارت است از اختلاف مابين مقدار اندازه گيري شده با مقدار حقيقي يا واقعي كميت مورد سنجش يا به بيان ديگر خطاي مطلق حاصل تفريق مقدار اندازه گيري شده و مقدار واقعي مي باشد.

خطاي نسبي:

 به طور كلي عبارت است از مقدار خطايي كه براي اندازه گيري هر واحد از كميت مورد اندازه گيري به طور متوسط روي مي دهد. خطاي نسبي از حاصل تقسيم مقدار خطا به مقدار واقعي به دست مي آيد .

مكانيسم دستگاههاي اندازه گيري :

در دستگاههاي اندازه گيري مختلف جهت بوجود آوردن حركت به منظور نمايش مقدار      اندازه گيري شده از روشهاي مختلفي استفاده مي گردد كه به آن روشهاي متفاوت كه جهت ايجاد حركت استفاده مي گردد مكانيزم دستگاه اندازه گيري گفته مي شود. به طور كلي      مي توان گفت كه مكانيزم عبارت است از قسمتهايي از يك دستگاه اندازه گيري كه در بوجود آمدن حركت مستقيماً دخالت دارد. دستگاههاي مختلف اندازه گيري بسته به موارد كميت مورد سنجششان داراي مكانيزم هاي مختلفي نيز هستند ولي در همه آنها مي توان گفت كه بر اساس تاثير ميدان هاي مغناطيسي مختلف بر روي هم كار مي كنند كه مي تواند اين ميدانها ناشي از يك آهنرباي دائم و يا آهنرباي الكتريكي باشد. البته در موارد نادري هم از اثر ميدانهاي الكتريكي و يا اثرات ناشي از حرارت جهت ايجاد حركت در عضو متحرك دستگاه اندازه گيري استفاده مي شود. نامگذاري دستگاههاي اندازه گيري مختلف بسته به مكانيزم داخلي آنها مي باشد كه برخي از اين مكانيزمها كه كاربرد ببيشتري دارند به شرح زير  مي باشند:

-        مكانيزم آهنرباي دائم يا قاب گردان

-        مكانيزم آهن نرم گردان

-        مكانيزم الكتروديناميكي

-        مكانيزم الكترواستاتيكي

-        مكانيزم اندوكسيوني

-        مكانيزم حرارتي

اجزا مختلف يك دستگاه اندازه گيري :

اجزا مختلف تشكيل دهنده دستگاههاي اندازه گيري در بيشتر موارد با اندك تفاوتي مشابه به هم هستند.

محور ياتاقانها :

قسمت متحرك در دستگاه اندازه گيري متصل به محوري مي باشد كه نوك آن به صورت مخروطي شكل است و بر روي ياتاقانهايي كه معمولا جهت كم كردن نيروهايي اصطكاك از جنس ياقوت و عقيق و يا برنزي ساخته مي شود قرار داده مي شود. همچنين شايان ذكر است كه اين ياتاقانها را تا حدي كه امكان داشته باشد به صورت صاف و صيقلي تراش مي دهند تا نيروي اصطكاكي حاصل از محور متحرك و ياتاقان به حداقل ممكن خود برسد . همچنين جنس محور متحرك معمولا از فولاد آبديده ساخته مي شود تا حد ممكن در اثر كاركرد مداوم دچار خوردگي و آسيب ديدگي نگردد. شكل فوق چگونگي تماس محور مشترك و ياتاقان را به طور نمونه نشان مي دهد.

-        فنر به عنوان گشتاور مقاوم :

همان طور كه در ابتداي بحث مكانيزم ها گفته شده هر وسيله اندازه گيري با توجه به هر نوع مكانيزم به كار رفته در داخل آن يك گشتاور محرك ايجاد مي كند كه اندازه و شدت اين گشتاور محرك بستگي  به كميت الكتريكي مورد سنجش دارد. هر چه اين مقدار بيشتر باشد حركت گشتاور چرخشي آن نيز مي باشد. حال اگر در مقابل اين گشتاور چرخشي محرك نيروي مقاومي وجود نداشته باشد قسمت متحرك دستگاه اندازه گيري فوق نمي ايستد و به اين ترتيب مقدار كميت مورد اندازه گيري مشخص نمي شود. به بيان ديگر در چنين حالتي هر كميت الكتريكي مورد اندازه گيري مشخص نمي شود. به بيان ديگر در چنين نيروي مقاومي در برابر خود باعث انحراف عقربه تا آخرين حد ممكن خود نديدن هيچ نيروي مقاومي در برابر خود باعث انحراف عقربه تا آخرين حد ممكن خود مي شود و در چنين حالتي فقط مي توان به وجود كميت الكتريكي مورد اندازه گيري در مدار پي برد و مقدار آن را نمي توان مشخص كرد. پس با توجه به مطالب گفته شده مشخص مي شود كه بايد در برابر گشتاور چرخشي محرك حاصل از كميت الكتريكي دستگاههاي اندازه گيري به وسيله نيروي يك فنر مارپيچ ايجاد        مي شود. با ادامه حركت قسمت متحرك مقدار گشتاور مقاوم حاصل از فنر نيز زياد مي گردد. و بالاخره درجايي كه مقدار اين دو گشتاور محرك و مقاوم با هم برابر شد عقربه متحرك از حركت باز مي ايستد . ميزان نيروي مقاوم فنر متناسب با تغيير شكل آن است بنابراين اگر گشتاور مقاوم را با نشان دهيم اين گشتاور مقاوم با زاويه انحراف عقربه كه باα نمايش داده مي شود متناسب خواهد بود.

-        خفه كن ( دمفينگ ) :

يكي ديگر از وسايل مورد نياز در هر دستگاه الكتريكي استفاده از خفه كن مي ياشد. زيرا همان طور كه مي دانيم عضو متحرك دستگاه اندازه گيري پس از حركت جهت نشان دادن يك كميت مورد سنجش خاص داراي اينرسي بوده و در ابتدا بيش از حد منحرف مي گردد و سپس مجدداً به عقب باز مي گردد . در حقيقت عقربه جهت نشان دادن يك مقدار خاص از كميت مورد اندازه گيري در ابتدا مرتب در حواشي مقدار مورد نظر مي ايستد. از آنجايي كه طبق استاندارد در دستگاههاي اندازه گيري زمان ايست نبايد بيش از 4 ثانيه گردد نياز به وسيله اي است كه حداكثر در ظرف مدت زمان فوق حركت نوساني دستگاه اندازه گيري فوق را متوقف نمايد كه جهت جلوگيري از اين نوسانات و به منظور آرام كردن حركت عقربه از خفه كن يا ترمز استفاده مي شود. همچنين استفاده از ترمز يا خفه كن موجب مي گردد كه عقربه در زمان برگشت به روي صفر با سرعت كمتري به سمت چپ دستگاه اندازه گيري برگردد و از آسيب ديدن عقربه در سرعت زياد به هنگام برگشتن و برخورد به پين سمت چپ دستگاه اندازه گيري صدمه نبيند . خفه كن ها در دستگاههاي اندازه گيري از نظر ساختمان و طرز كار داراي انواع مختلفي هستند كه به صورت زير مي باشند.

1)       خفه كن بادي

2)      خفه كن فوكو يا جريان گردابي

3)     خفه كن با سيم پيچي گردان

-        نشان دهنده :

همان طور كه مي دانيم هر دستگاه اندازه گيري نياز به قسمتي جهت نشان دادن كميت مورد سنجش خود دارد. قسمت درجه بندي يا نشان دهنده هر دستگاه اندازه گيري در دقت اندازه گيري بسيار موثر است. به همين جهت از عقربه هاي مختلفي مانند عقربه هاي نيزه اي ، ميله اي ، و نيزه اي كاردي جهت نمايش كميتهاي مختلف مورد سنجش استفاده مي گردد. با توجه به دستگاههاي اندازه گيري مختلف جنس اين عقربه ها بسيار سبك انتخاب مي گردد و به همين جهت اكثراً از فلز آلومنيوم كه نسبت به ساير انواع فلزات سبك تر است استفاده مي گردد. اگر دستگاه اندازه گيري با دقت زياد در نظر باشد اغلب از عقربه هاي نيزه اي كاردي استفاده مي گردد . انتهاي اين عقربه ها كاردي شكل است و بر روي صفحه مدرج زير آن يك آينه تعبيه گرديده است.

به همين جهت در موقعي كه قصد قرائت يك كميت مورد اندازه گيري را داريم بايد طوري به صفحه مدرج نگاه كنيم كه عقربه و تصوير آن در آينه كاملاً بر هم منطبق باشند. شايان ذكر است كه در دستگاههاي حساس براي نشان دادن مقدار مورد اندازه گيري شده از اشعه نوراني به عنوان عقربه استفاده مي شود و طرز كار آن به اين صورت است كه بر روي قسمت متحرك اين نوع دستگاههاي اندازه گيري يك آينه كوچك قرار داده شده است و يك شعاع نوراني كه به وسيله يك لامپ و يك عدسي متمركز كننده ايجاد مي گردد و يك شيشه كه در روي آن يك خط سياه رسم گرديده است بر روي آينه تابيده مي شود و از آنجا بر روي صفحه مدرج منعكس مي شود با توجه به اين كه زاويه اشعه تابيده شده برابر با زاويه برگشت آن است در نتيجه اشتعه نوراني توسط تصويري كه از خط سياه رنگ بر روي قسمت مدرج ايجاد مي گردد مشخص مي شود.

-        صفحه مندرج در دستگاههاي اندازه گيري :

در اكثر دستگاههاي اندازه گيري قسمت مدرج از سمت چپ به راست درجه بندي شده است. دستگاههاي اندازه گيري كه داراي صفحه اي مدرجي به شكل دايره هستند در جهت حركت عقربه هاي ساعت مدرج و عددگذاري مي شوند. در بعضي از موارد دستگاههاي اندازه گيري به دليل استفاده از حدود اندازه گيري متفاوت در قسمت مدرج داراي تقسيم بندي هاي متفاوتي نيز هستند. اين تقسيمات به صورتي است كه هر يك از اين تقسيمات نسبت به حدود اندازه گيري دستگاه مضربي از يك يا دو و يا پنج و ده مي باشند. آخرين رنج در دستگاههاي اندازه گيري جريان و قدرت و ولتاژ بايد به صورت اعداد و يا مضربي دهدهي از اعداد زير باشند.

1-2/1-5/1-2-5/2-3-4-5-6-5/7-8

-        تنظيم كننده صفر :

همان طور كه مي دانيم در اكثر دستگاههاي اندازه گيري وقتي كه مدتي زياد از كارايي آنها مي گذرد و يا به دليل استفاده از اين دستگاههاي اندازه گيري در شرايط محيطي مختلف و تغيير در اين گونه عوامل مكان ايستادن عضو متحرك در حالت خاموش و بدون بار همواره بايد قبل از استفاده توسط سيم پيچ تنظيم مخصوص كه جهت اين كار در نظر گرفته شده است استفاده كرد و عضو متحرك را دقيقاً بر روي صفر تنظيم نمود.

قدرت مصرفي دستگاههاي اندازه گيري :

همان طور كه مي دانيد هر وسيله اي جهت انجام كار نياز به انرژي دارد. دستگاههاي اندازه گيري نيز از اين مسئله مستثني نيستند. هر دستگاه اندازه گيري جهت نشان دادن مقادير نياز به مصرف مقداري انرژي دارد. هر چه مصرف داخلي دستگاه جهت انجام اندازه گيري بيشتر باشد بالطبع حرارت ناشي از آن نيز بيشتر بوده و اين حرارت بر كار اجزاء دستگاه اثر مي گذارد و در نتيجه دستگاه اندازه گيري را دچار خطا مي كند. شايان ذكر است كه قسمت اعظم تلفات داخلي دستگاههاي اندازه گيري ناشي از حرارت سيم پيچهاي آن مي باشد و فقط مقدار ناچيزي از اين تلفات ناشي از تلفات در هسته هاي آهني مي باشد. كه مي توان در مقابل تلفات ناشي از سيم پيچها از آن صرف نظر نمود . 

ولتاژ آزمايش عاقي در دستگاههاي اندازه گيري :

در دستگاههاي اندازه گيري هر يك از قسمتهاي الكتريكي دستگاه را به طور مجزا نسبت به زمين با توجه به ولتاژ نامي آن دستگاه اندازه گيري نسبت به زمين مورد آزمايش قرار مي گيرد قابل توجه است كه منظور از ولتاژ نامي هر دستگاه ولتاژ شبكه اي است كه دستگاه اندازه گيري مجاز به اتصال به آن مي باشد.

علائم شناسي در دستگاههاي اندازه گيري :

بر روي صفحه مدرج دستگاههاي اندازه گيري علائم و مشخصات ديگري نيز ثبت مي شود كه بسته به نوع اين علامتها مي تواند نشان دهنده ي نوع و يا طريقه كاربرد اين دستگاهها باشد. به طور معمول اين علائم نشان دهنده مكانيزم دستگاه اندازه گيري ، ولتاژ آزمايش عايقي آن و يا نوع جرياني كه دستگاه فوق الذكر مي تواند با آن كار كند، كلاس دستگاه اندازه گيري و موارد ديگري از قبيل احتياط ، و حفاظت در دستگاههاي اندازه گيري مي باشد .

انواع درجه بندي ها در دستگاههاي اندازه گيري :

در دستگاههاي با مكانيزم قاب گردان درجه بندي قسمت مدرج اين دستگاهها به صورت خطي مي باشد. يعني در اين نوع از درجه بنديها فاصله بين درجات يك اندازه و به صورت يكنواخت مي باشد. در اين نوع مكانيزم اگر جريان را دو برابر كنيم انحراف عقربه نيز نسبت به حالت قبل دوبرابر مي شود. ولي در دستگاههاي اندازه گيري با مكانيزم آهن نرم گردان درصورت دوبرابر شدن جريان انحراف عقربه چهار برابر مي گردد.

مولتي متر يا آومتر و اجزا آن :

مفهوم كلمه مولتي متر به معني چند اندازه گير يا اندازه گير مختلط است . يعني وسيله اندازه گيري كه قادر است چند كميت مختلف مورد اندازه گيري را مورد سنجش و اندازه گيري قرار دهد. نام ديگري كه در بعضي جاها براي چنين وسيله اي به كار برده مي شود آومتر است. آومتر از مخفف كلمات آمپر ، ولت و اهم تشكيل يافته است. آومتر وسيله اندازه گيري است كه مي تواند ميزان جريان يا آمپر و ميزان اختلاف سطح و ميزان مقاومت را مورد اندازه گيري قرار دهد. به طوري كلي مي توان چنين گفت كه هر دستگاه اندازه گيري آومتر از نظر نگاه ظاهري به سه دسته زير تقسيم مي شود:

1-     صفحه مدرج و عقربه

2-    سلكتور مدرج و عقربه

3-    ترمينال هاي ورودي دستگاه و پيچهاي تنظيم كننده

ساده ترين روش تشخيص دستگاههاي اندازه گيري آنالوگ از نوع ديجيتالي آن از نوع ديجيتال ، وجود عقربه مي باشد. يعني غالباً دستگاههاي اندازه گيري كه داراي عقربه جهت نمايش كميت مورد اندازه گيري هستند آنالوگ يا پيوسته ناميده مي شوند زيرا در اين گونه دستگاهها جهت نمايش يك مقدار مشخص عقربه دستگاه فوق شروع به حركت كرده و به صورت پيوسته و با عبور از روي كميتهاي قبلي به كميت مورد نظر مي رسد. اكنون به توضيح قسمتهاي مختلف يك مولتي متر كه در بالا آن را توضيح داديم ، مي پردازيم .

1-     صفحه مدرج و عقربه :

بر روي صفحه مدرج هر مولتي متر كميتهايي را كه اندازه گيري مي كند مشخص مي گردد. بر روي صفحه مدرج مولتي متر درجه بنديهايي صورت گرفته است. بدين صورت كه براي كميت مورد اندازه گيري ولتاژ حرف v و كميت مورد اندازه گيري جريان حرف A و كميت مورد اندازه گيري مقاومت علامتΩ بر روي صفحه مدرج حك شده است. همچنين از حروف A.C براي جريان متناوب و D.C براي جريان مستقيم منظور مي گردد. بر روي صفحه مدرج همانطور كه در بالا گتفه شد چند رديف درجه بندي صورت گرفته است. اين درجه بنديها براي رديف ولتاژ معمولا به صورت 10-0 يا 30-0 يا 50-0 يا 250-0 مي باشد. نكته قابل توجه در اين طريقه قرار گرفتن درجه بندي روي مولتي مترها اين است كه درجه بندي اهم هميشه از سمت راستت صفحه به طرف چپ آن بوده و ساير درجه بنديها از طرف چپ به راست صفحه مدرج صورت مي پذيرد.

2-    سلكتور :

معمولاً جهت انتخاب كردن رنج هاي مختلف مورد نياز در اندازه گيري كميتهاي مختلف از كليد سلكتور مخصوص آن استفاده مي شود كه به صورت دايره شكل بوده و يا به صورت فشاري عمل مي كند. سلكتور معمولا در قسمت پايين مولتي متر يا آوومتر قرار دارد صفحه دور سلكتور به وسيله اعدادي كه نشان دهنده حوزه كار دستگاه فوق الذكر است درجه بندي شده است. به عنوان نمونه در يكي از قسمتهاي مدرج شده اطراف سلكتور اعداد 10-5-250 نوشته شده باشد، در كنار آن نيز حروف AC,V حك گرديده باشد نشان مي دهد كه با انتخاب سلكتور در اين محوطه براي اندازه گيري ولتاژ متناوب مي باشد. اعداد مشخص شده در كنار سلكتور نشان دهنده حدود اندازه گيري انتخابي شما مي باشد. مثلا اگر سلكتور را بر روي عدد 10 قرار دهيد حداكثر مقدار ولتاژي را كه مي توانيد اندازه گيري كنيد 10 ولت است.

3-    ارتباط عدد انتخابي با سلكتور و صفحه مدرج دستگاه :

اعدادي كه بر روي صفحه درجه بندي شده سلكتور نوشته شده است نسبت به اعدادي كه بر روي صفحه مدرج دستگاه اندازه گيري نوشته مي شود همراه كوچكتر يا بزرگتر مي باشد. به هيمن جهت موارد بسياري پيش مي آيد كه سلكتور روي عدد انتخابي مثلاً 100 ولت قرار مي گيرد. در حالي كه آخرين عدد موجود در صفحه مدرج دستگاه اندازه گيري 250 مي باشد. به منظور فهميدن و كار كردن در اين رابطه به صورت زير عمل مي كنيم. عدد انتخاب شده به وسيله سلكتور را بر آخرين عدد صفحه مدرج تقسيم كرده و سپس اين حاصل تقسيم را كه به ضريب قرائت صفحه معروف است در هر عددي كه توسط عقربه به دستگاه اندازه گيري بر روي صفحه مدرج آن نشان داده مي شود ضرب مي كنيم. بدين صورت جواب حاصلضرب فوق مقدار واقعي كميت مورد اندازه گيري به ما نشان خواهد داد. براي بدست آوردن راحت تر ضريب قرائت صفحه همواره بايد دقت نمود تا عددي را از روي صفحه مدرج دستگاه اندازه گيري انتخاب نماييم كه با عدد انتخابي توسط سلكتور مشابه باشد يعني اگر عدد انتخابي روي سلكتور برابر با 1000 باشد عدد انتخابي روي صفحه مدرج حدالامكان 10 يا 100مدنظر قرار گيرد.

چگونگي و طريقه كاركردن با مولتي متر :

قبل از استفاده از مولتي متر لازم است كه نكات و توجهات زير در بكار بستن مولتي متر را بكار بريم تا با اخلال و مشكلي روبرو نشويم و احياناً موجبات سوختن آن را فراهم نياوريم.

-        وقتي از مولتي متر جهت اندازه گيري آمپر استفاده مي كنيد و سلكتور آن را بر روي حوزه A قرار مي دهيم بايد دقت كافي نماييم كه آن را به طور سري در مدار قرار دهيم زيرا در صورت موازي وصل كردن آمپر متر خواهد سوخت.

-        وقتي كه از مولتي متر جهت اندازه گيري مقاومت استفاده مي كنيد و سلكتور آن را بر روي حوزه اهمي قرار داده ايد حتما توجه نماييد كه جريان برق از مدار قطع شده باشد زيرا در صورت وجود جريان در مدار سبب سوختن مولتي متر خواهد شد .

-        زماني كه از مولتي متر جهت اندازه گيري ولتاژ استفاده مي كنيد به خاطر داشته باشيد كه حتما مولتي متر به صورت موازي در مدار قرار داده شود .

-        هنگامي كه با مولتي متر سروكار داريد در حمل و نقل و جابه جايي آن دقت ويژه اي مبذول داريد. زيرا در صورت افتادن و يا ضربه ديدن مولتي متر از دقت قبلي خود خارج خواهد شد و حساسيت خود را از دست مي دهد.

-        همواره دقت داشته باشيد كه سرخود پشت مولتي متر را باز نكنيد زيرا تعمير چنين وسيله اي نياز به تكنسين هاي وارد و ماهر دارد و با باز كردن پشت آن فقط خرابي آن ها را افزايش مي دهد.

طريقه اندازه گيري ولتاژ متناوب توسط مولتي متر :

جهت اندازه گيري ميزان ولتاژ متناوب توسط مولتي متر به صورت زير عمل مي كنيم براي اندازه گيري ولتاژ تكفاز

-        ابتدا سلكتور مولتي متر را بر روي عدد 250 ولت متناوب A.C قرار مي دهيم شايان ذكر است كه در صورت موجود نبودن رنج 250 بر روي بعضي از مولتي مترها مي توان سلكتور آنها را بر روي 300 يا 500 ولت A.C  قرار دارد.

-        سيم هاي ارتباطي به مولتي متر و كميت مورد سنجش را به مولتي متر متصل نماييد.

-        حال سرهاي خروجي مولتي متر را به ولتاژ 220 ولت پريز برق وصل مي كنيم.

-        حال به حركت عقربه متحرك مولتي متر توجه مي كنيم. و مقدار كميت مورد قرائت را با توجه به ضرب در ضريب قرائت صفحه مي خوانيم

طريقه اندازه گيري مقدار مقاومت اهمي توسط مولتي متر :

بر روي سلكتور مولتي متر قسمتي وجود دارد كه آن را با علامت OHM ياΩ مشخص مي كنند. اگر بخواهيم مقدار يك مقاومت مجهول را از طريق مولتي متر بدست آوريم كليد سلكتور مولتي متر را بر روي قسمت فوق الذكر مي گذاريم. لازم به ذكر است كه بر روي اين قسمت درجه بندي سلكتور با R*1 و R*100 و .... مشخص گرديده است

براي اندازه گيري مقاومتهايي با مقدار پايين و كم از قسمت R*1 كليد سلكتور استفاده مي كنيم. شايان ذكر است كه در قسمتي از مولتي متر پيچ تنظيمي جهت تنظيم صفر وجود دارد كه بايد قبل از شروع اندازه گيري حتماً بر روي مقدار صفر تنظيم گردد. و طريقه تنظيم آن بدين صورت است كه ابتدا بايد دو سيم رابطه را در مولتي متر به هم وصل نماييم. در اين حالت عقربه مولتي متر بايد حركت كرده و بر روي عدد صفر صفحه مدرج واقع شود. در غير اين صورت توسط پيچ يا دگمه تنظيم آن را بايد بر روي صفر تنظيم نمود. پس از اين كه عقربه را بر روي عدد صفر تنظيم نموديم اقدام به قرار دادن مقاومت مورد اندازه گيري در بين سيمهاي رابط مي كنيم. پس با توجه به حركت عقربه ميزان مقاومت نشان داده شده را قرائت مي كنيم . همچنين از قسمت اهم متر در مولتي مترها مي توان قطع يا وصل بودن مدار را در سيم كشي ها تشخيص داد . بيشتر عيب يابي ها توسط اهم متر صورت مي پذيرد.

مولتي متر ديجيتال :

آوومتر ديجيتالي دستگاهي است كه كميتهاي مورد سنجش را به صورت رقم يا ارقام عددي بر روي صفحه نمايش خود مشخص مي كند. دستگاههاي اندازه گيري ديجيتالي ديگر نيز مانند ولت متر، آمپرمتر، كسينوس في متر ، تاكتومتر ، حرارت سنج و آوومتر نيز وجود دارد. دستگاههاي اندازه گيري ديجيتالي نسبت به دستگاههاي اندازه گيري آنالوگ داراي طول عمر بسيار بالاتري هستند. زيرا در آنها برخلاف دستگاههاي اندازه گيري آنها از قطعات متحرك استفاده نشده است. همچنين دستگاههاي ديجيتالي به عوامل فيزيكي مانند تميزي هوا و رطوبت و لزرش نيز حساسيت ندارند. امروزه با پيشرفت تكنولوژي در ساخت قطعات الكترونيكي دستگاههايي ساخته شده اند كه بسيار دقيق بوده و در برخي از موارد مي توان آنها را به كامپيوتر بر روي صفحه نمايش نشان داده شده و در صورت نياز مي توان آن را ثبت نمود. از ديگر مزايايي كه در اتصال دستگاههاي اندازه گيري شده تصميم گيري نمايد. 

ولت متر ديجيتالي :

در بلوك دياگرام ولت متر ديجيتالي  ولتاژ ورودي از كميت مورد اندازه گيري به دستگاه اندازه گيري مي باشد كه قرار است دستگاه اندازه گيري آن را مورد سنجش قرار داده و در خروجي نشان داده مي شود. و  ولتاژ مرجع يا مبنايي است كه در داخل دستگاه اندازه گيري ديجيتال جهت مقايسه ايجاد مي گردد و معمولاً مقدار آن برابر 100 ميلي ولت است . λ مقدار عددي كميت اندازه گيري شده است كه توسط ولت متر ديجيتالي بر روي صفحه نمايش مشخص مي گردد.

λ= *1000 = 10  (mv)

از آنجايي كه صفحه نمايش اين نوع از ولت مترهاي ديجيتالي حداكثر رقم 1999 مي باشد. در نتيجه  يا كميت ورودي جهت اندازه گيري ولت متر ديجيتالي حداكثر مي تواند 9/199 ميلي ولت باشد و اين بدان معني است كه با اين ولت متر مي توان ميزان مقادير مختلف ولتاژ از صفر تا 9/199 ميلي ولت را به خوبي اندازه گيري نمود. ولي همان طور كه مي دانيد ولت مترهاي ديجيتالي مقادير بالاتري را نيز اندازه گيري مي كنند. جهت آشنايي با چگونگي ايجاد اين افت ولتاژ و آشنايي با طريقه قرار گرفتن مقاومتها با ولت متر d.c در داخل دستگاه اندازه گيري شكل مداري آن در زير به تصوير كشيده شده است .

امروزه بيشتر ولت مترهاي ديجيتالي داراي رنج هاي اتوماتيك مي باشند منظور از رنج اتوماتيك آن است كه پس از اتصال ولت متر در يك مدار جهت اندازه گيري ولتاژ ولت متر ابتدا به طور اتوماتيك بر روي كمترين رنج خود قرار مي گيرد. اگر كميت مجهول ولتاژ در اين رنج باشد اندازه گيري را انجام داده و مقدار كميت مجهول را بر روي صفحه نمايش خود نشان مي دهد. ولي در صورتي كه ولتاژ مورد سنجش در اين رنج قرار نداشته و در رنج بيشتري باشد . آنگاه ولت متر فوق به طور اتوماتيك بر روي رنج بالاتر قرار مي گيرد و مراحل قبلي دوباره تكرار مي گردد. در اين نوع از ولت مترها اگر ولتاژ مورد اندازه گيري A.C و متناوب باشد در داخل ولت متر بر سر راه ولتاژ متناوب و بعد از كليد سلكتور يك ديود يا يكسو كننده همراه با فيلتر قرار مي دهند تا بدين طريق برق A.C و جريان متناوب را ابتدا به ولتاژ مستقيم تبديل نموده و سپس اين ولتاژ D.C شده به ولت متر فوق الذكر اعمال گردد . بنابراين با اين كار هم ولتاژ متناوب و هم ولتاژ مستقيم قابل دريافت و اندازه گيري مي باشد.

آمپرمتر ديجيتالي :

آمپرمترهايي كه به صورت ديجيتالي در بازار هستند برخلاف ولت مترهاي ديجيتالي داراي رنج اتوماتيك نيستند. آمپرمترهاي ديجيتالي در واقع همان ولت متر ديجيتالي است و بدين صورت كار مي كند كه در ابتدا جريان مورد سنجش از داخل يك مقاومت اهمي عبور داده مي شود و سپس افت ولتاژ دو سر آن توسط دستگاه اندازه گيري نمايش داده مي شود . شكل زير جهت آشنايي با آمپرمتر ديجيتالي با رنجهاي اندازه گيري مختلف يك نمونه از شماي مداري داخل آن به نمايش گذاشته شده است.

از آنجايي كه آمپرمترهاي ديجيتالي داراي رنج اتوماتيك نيستند بنابراين بايد به اين نكته دقت كرد كه براي هر اندازه گيري ابتدا با توجه به كميت مورد سنجش بايد توسط كليد سلكتوري كه بر روي اين آمپرمترها قرار دارد رنج مناسب آن را انتخاب نمود. همان طور كه در قسمت قبل در مورد دستگاههاي ولت متر ديجيتالي گفته شد در آمپرمتر ديجيتالي نيز جهت اندازه گيري جريان متناوب بعد از كليد سلكتور آن توسط يكسو كننده هاي الكترونيكي ولتاژ را افت داده و سپس پس از يكسوسازي در دو سر مقاومت ها به ولت متر اعمال مي گردد.

اهم متر ديجيتالي :

در اندازه گيري مقاومت هاي اهمي در اهم مترهاي ديجيتالي بدين صورت عمل مي گردد كه در ابتدا يك جريان از داخل مقاومت مجهول يا همان مقاومت مورد اندازه گيري عبور كرده  و جريان ديگري نيز از مقاومت معلوم  توسط اهم متر عبور داده مي شود . در نهايت ولتاژ دو سر مقاومت مورد سنجش  كه برابر با.I مي باشد به ورودي ولت متر ديجيتالي اعمال   مي گردد و ولتاژ دو سر مقاومت معلوم يعني  نيز كه برابر با.I  مي باشد به عنوان ولتاژ مرجع به ولت متر اعمال مي گردد و با توجه به صفحه نمايش نشان داده مي شود .

در اغلب آوومترهاي ديجيتالي كه از رنج اتوماتيك استفاده شده است كليدي نيز قرار داده مي شود كه با استفاده از آن مي توانيم آوومتر ديجيتالي را از حالت رنج اتوماتيك خارج كرده و به صورت دستي درآوريم.

دستگاههاي اندازه گيري تابلويي :

دستگاههاي اندازه گيري مورد استعمال مختلفي دارند و در جاهاي متفاوتي استفاده مي شوند. پرمصرف ترين دستگاههاي اندازه گيري كه در تابلوهاي فرمان و تابلوهاي برق كارخانجات مورد استفاده قرار مي گيرد و تقريباً در هر قسمت و بخشهاي تاسيساتي مربوط به كارخانجات به چشم مي خورند عبارتند از : آمپرمتر، ولتمتر، كسينوس في متر ، فركانس متر ، وات متر، كنتور و مبدلهاي جريان (C.T) و مبدلهاي ولتاژ(P.T) هستند. از نظر شكل ظاهري اكثر وسايل اندازه گيري كه در تابلوهاي برق نصب مي گردند به صورت مربع و مستطيل بوده و در موارد نادري نيز به شكل دايره مي باشند و اين وسايل اندازه گيري مي بايست در تابلوهاي برق به صورت عمودي و يا مايل نصب شوند تا به خوبي قابل رؤيت و ديدن باشند. البته خاطر نشان مي شود كه اين منظور بر روي دستگاههاي اندازه گيري قرار داده مي شود توجه كافي شود. اندازه ها و ابعاد خارجي اين وسايل اندازه گيري كاملا مشخص و استاندارد مي باشد. و با شماره استاندارد مخصوصي مشخص شده است.

به عنوان مثال مي توان از استاندارد DIN73700  نام برد كه نشان دهنده ابعاد دستگاههاي اندازه گيري مربعي با طول 48و72و144و192 ميليمتر مي باشد. البته دستگاهها و وسايل اندازه گيري دايره اي و گرد نيز با استاندارد مخصوص به خود مشخص مي شوند. البته در حال حاضر بيشتر از وسايل اندازه گيري چهارگوش در تابلوها استفاده مي گردد كه دليل اين امر بهتر كنار هم قرار گرفتن وسايل اندازه گيري نسبت به وسايل اندازه گيري دايره اي و زيباشدن تابلوها از نظر رؤيت مي باشد.

همچنين شايان ذكر است كه از نظر طراحي و ساختمان خارجي دستگاههاي اندازه گيري در موارد خاصي كه مورد نياز باشد آنها را ضد ضربه و ضد آب نيز مي سازند. با توجه به كارخانجات صنعتي برخلاف آزمايشگاهها كه در آنها از دستگاههاي اندازه گيري بسيار دقيق استفاده مي گردد از دستگاههاي اندازه گيري با دقت كمتر استفاده مي گردد. كه در اكثر موارد مي توان كلاس دستگاههاي اندازه گيري صنعتي را 5، 5/2 ، 6/1 در نظر گرفت كه همين ميزان از دقت زيادتري در بعضي از قسمتها مورد نياز باشد از دستگاه اندازه گيري با كلاس 1 استفاده مي گردد.

همواره در انتخاب دستگاههاي اندازه گيري مختلف بايد به اين نكته توجه داشت كه حد نهايي مورد سنجش در دستگاه اندازه گيري كه قرار است نصب گردد با مقدار كميت مورد اندازه گيري كه قرار است اندازه گيري شود متناسب بوده و همچنين نوع جرياني كه دستگاه اندازه گيري بايد با آن كار كند با نوع جرياني كه جهت اندازه گيري مورد نظر است بايد مطابقت داشته باشد. منظور از نوع جريان همان متناوب AC يا مستقيم DC بودن جريان است.

انواع دستگاههاي اندازه گيري تابلويي :

هرگاه لازم باشد ولتاژ دو سر يك مصرف كننده را بيابيم بايد ولتمتر را با آن مصرف كننده به صورت موازي متصل كنيم ، اما زماني كه از يك ولتمتر در تابلوي اندازه گيري استفاده مي كنيم و مي خواهيم ولتاژ شبكه را به وسيله آن بخوانيم دو سر ولتمتر را مستقيماً به شينهاي مورد نظر با توجه به نياز وصل مي نماييم. در صورتي كه اندازه گيري ولتاژ بين سيم فاز و نول همچنين ولتاژ بين فازهاي مختلف مدنظر باشد اكثراً از يك كليد مخصوص كه جهت اين كار ساخته شده است استفاده مي شود كه شماي ظاهري آن در زير نشان داده شده است:

آمپرمتر :

در صورت نياز به خواندن مقدار جريان عبوري از بار با آن يك آمپرمتر را به صورت سري وصل مي كنند . شكل زير طريقه اتصال و چگونگي قرار گرفتن آمپرمتر را در مدار نشان مي دهد . در تابلوهاي برق براي اندازه گيري جريان در هر مصرف كننده يك آمپرمتر قرار مي دهند و براي اندازه گيري جريان در هر مصرف كننده يك آمپرمتر قرار مي دهند و براي اندازه گيري جريان كل نيز از يك آمپرمتر مجزا استفاده مي كنند. در صورتي كه جريان مصرفي در يك مصرف كننده سه فازه مجزا استفاده مي كنند. در صورتي كه جريان مصرفي در يك مصرف كننده سه فازه متعادل مدنظر باشد استفاده از يك آمپرمتر نيز كفايت مي كند و آن آمپرمتر را مي توان به دلخواه سر راه يكي از فازها قرار داد و از آنجايي كه بار متعادل است عدد خوانده شده از آن براي ساير فازها نيز صحيح است. ولي از آنجايي كه بار متعادل بر روي شينهاي تابلو قرار نمي گيرد لذا مي بايست براي اندازه گيري جريان عبوري از هر شين از يك آمپرمتر مجزا استفاده نمود و در مجموع از سه آمپرمتر براي اندازه گيري جريان سه فازه استفاده نمود.

ترانسفورماتور جريان (C.T) :

در بسياري از موارد جريان عبوري از يك  شين بسيار زياد بوده و استفاده از آمپرمترهاي معمولي با توجه به رنج و حدود اندازه گيري آنها مقدور نمي باشد. و از آنجايي كه در اغلب موارد حدود اندازه گيري آمپرمترها از يك حد مشخص به دليل خطرناك و غير ايمن شدن توليد نمي شود. بنابراين در جاهايي كه استفاده از آمپرمتر مقدور نباشد از مبدل جريان يا همان ترانسفورماتور جريان (C.T) استفاده مي شود.

وات متر :

همان طور كه مي دانيم جهت اندازه گيري ميزان توان حقيقي در مصرف كننده ها از وسيله اندازه گيري به نام وات متر استفاده مي شود.

هر وات متر در قسمت داخلي خود از يك سيم پيچ جريان و يك سيم پيچ ولتاژ تشكيل شده است كه در دو سر سيم پيچ جريان در آن به صورت سري و سيم پيچ ولتاژ آن به صورت موازي با مصرف كننده مورد نظر قرار مي گيرد. همچنين شايان ذكر است كه اين دو سيم پيچ دو مدار كاملا مجزا را تشكيل مي دهند و بر روي بدنه وات متر سرهاي اين دو سيم پيچ با علامت جريان و ولتاژ خارج و مشخص شده اند. با توجه به اين موضوع همواره در موقع نصب وات متر در مدار بايد دقت كافي نمود تا اشتباهي از نظر اتصال در مدار بين اين دو سيم پيچ پيش نيايد.

سيم پيچهاي ولتاژ را در وات متر مي توان قبل و يا پس از اتصال سيم پيچي جريان قرار داد. شكل زير شماي اتصال هر يك از دو مدار زير را به نمايش گذاشته است.

فركانس متر :

جهت اندازه گيري و مشخص كردن فركانس از وسيله اندازه گيري به نام فركانس متر استفاده مي شود. در صنعت جهت اندازه گيري فركانس از دو نوع فركانس متر استفاده مي شود.

-        فركانس متر زبانه اي يا ارتعاشي

-        فركانس متر عقربه اي

در مكانهايي كه فشارهاي مكانيكي زياد است بيشتر از فركانس مترهاي ارتعاشي استفاده مي شود. زيرا اين نوع فركانس مترها داراي مقاومت بيشتري در برابر ضربه هاي مكانيكي بوده و همچنين از دقت بالاتري نيز برخورداند. بنابراين از اين نوع فركانس متر بيشتر در تابلوها جهت اندازه گيري فركانس هاي كم و متوسط استفاده مي شود از فركانس متر عقربه اي ثبات بيشتر در مواردي استفاده مي شود كه نياز به برداشتن منحني تغييرات فركانس مدنظر باشد.

فركانس متر در مدار بايد صورت موازي قرار گيرد .

كسينوس في متر :

همان طور كه مي دانيم در كارخانجات و تاسيسات بزرگ صنعتي بايد همواره ضريب قدرت مدار تحت نظارت و كنترل مداوم قرار داشته باشد. كه جهت اندازه گيري ضريب قدرت و رؤيت آن از وسيله اندازه گيري به نام كسينوس في متر استفاده مي شود.

كسينوس في متر از دو سيم پيچ متحرك و يك سيم پيچ ثابت تشكيل شده است و در نتيجه در مجموع چهار يا پنج عدد پيچ جهت اتصال در مدار بر روي آن تعبيه شده است و از آن مي توان براي اندازه گيري ضريب توان در مدارهاي تكفازه و سه فازه استفاده كرد. نكته حائز اهميت در استفاده و كاربرد سينوس في متر آن است كه كسينوس في متر آن فقط كسينوس في فازي را اندازه گيري مي كند كه سيم پيچ ثابت آن بر سر راه آن قرار دارد بنابراين كسينوس في متر چه در مدرات تكفاز و چه در حالت سه فاز فقط كسينوس في يكي از فازها را اندازه گيري مي كند. ولتاژي را كه كسينوس في مترهاي مورد استفاده در تابلوهاي برقي براي آن ساخته مي شوند 110-220-380 و 500 ولت مي باشد و جريان قابل تحمل آنها 5 و يا يك آمپر مي باشد. و براي استفاده از كسينوس في متر در ولتاژها و جريانهاي بالاتر از مقادير ذكر شده بايد از ترانسهاي جريان و ولتاژي كه به همين منظور ساخته شده اند استفاده كرد. نكته قابل توجه ديگر در مورد كسينوس في مترها نوع درجه بندي آنهاست با توجه به موارد استفاده مختلف نوع درجه بندي كسينوس في مترها نيز تغيير مي كند. در صورتي كه در كارخانه اي فقط بارها از نوع اندكتيو و يا سلفي باشند از كسينوس في متري كه در شكل زير نشان داده شده است استفاده مي گردد.

اسيلسكوپ چيست ؟

اسيلوسكوپ در واقع يك دستگاه اندازه گيري الكتريكي مي باشد كه كميتهاي مختلفي از قبيل ولتاژ – جريان ، زمان تناوب ، اختلاف فاز و ... را مورد اندازه گيري قرار مي دهد و از آن براي اندازه گيري كميتهاي فوق در نيمه هاديها ، ديودها و ترانزيستورها و موارد ديگر استفاده مي گردد.

تفاوت اصلي اسيلسكوپ با ساير دستگاههاي اندازه گيري ديگر خاصيت منحضر به فرد آن يعني نمايش شكل موج كميتهاي مختلف الكتريكي است يعني با اسيلسكوپ علاوه بر اندازه گيري كميت هاي مختلف الكتريكي مي توان شكل موجهاي آنها را نيز در موارد مختلف مشاهده كرد و تغييرات آن را با چشم ديد. اسيلسكوپ مي تواند با دقت بسيار بالايي ولتاژهايي تا يك هزارم را تحت فركانسهاي بالا نشان دهد. مشاهده و اندازه گيري شكل موجها در دستگاه اسيلوسكوپ از ولتاژهاي متناوب با فركانس هاي مختلف ولي محدود ختم مي گردد. به همين جهت انواع اسيلوسكوپ هايي كه در بازار وجود دارند با مشخصه فركانس قابل اندازه گيري 20 مگاهرتز نام برد كه اصطلاحاً در بازارا به اسيلوسكوپ 20 مگاهرتزي نام برده مي شود .

ساختار اسيلوسكوپ :

هر دستگاه اسيلوسكوپ را از نظر ساختار مي توان به دو قسمت اصلي زير تقسيم نمود:

-        لامپ اشعه كاتديك كه به طور خلاصه با CRT مشخص مي گردد.

-        مدارهايي كه جهت آماده سازي لامپ و فرستادن سيگنالها مورد استفاده قرار مي گيرند، ابتدا به طور مختصر به لامپ اشعه كاتديك مي پردازيم. شايان ذكر است كه امروزه از اين لامپ به عنوان قسمت اصلي و مهم در ساخت انواع مانيتورهاي كامپيوترها و دستگاههاي تلويزيون و همچنين در تجهيزات پزشكي و به عنوان كنترل كننده هاي وضعيت ضربان قلب و بسياري ديگر از موارد مورد استفاده قرار مي گيرد. اين نوع لامپها فقط با دارا بودن صفحه باعث ايجاد و شكل گرفتن سيگنالها بر روي آن مي گردد. اساس كار و چگونگي كاركرد همه اين نوع لامپها با تفاوتهاي جزئي مشابه با هم هستند. در اين لامپها الكترون توليد شده در كاتد پس از عبور از صفحات انحراف عمودي و يا افقي و انحراف يافتن شتاب داده شده و پس از برخورد به صفحه نمايش بسيار حساس اين لامپ باعث ساطع شدن نور در آن مي گردد

ساختمان و مشخصات پراب (probe) :

در اسيلسكوپ ها جهت وارد كردن سيگنالها ، و به طور كلي هر كميت قابل اندازه گيري ديگر كه توسط اسيلسكوپ صورت مي گيرد از پراب استفاده مي گردد. سيم رابطي كه در پراب مورد استفاده قرار مي گيرد معمولا به صورت كابلهاي كواكسيال مي باشد تا نوير را به حداقل كاهش دهد. نوك پراب به شكل يك گيره فنري شكل است كه با استفاده از آن مي توان پراب را به هر نقطه از مدار وصل نمود. سر ديگر سيم رابط كه به اسيلوسكوپ متصل مي شود BNC ناميده مي شود. براي وصل BNC به اسيلوسكوپ از شيار مورب موجود در آن استفاده مي گردد. با وصل BNC به اسيلوسكوپ و حركت دوراني 90 درجه اين قطعه كاملا در جاي خود محكم مي شود.

شكل شماره 24

كليدهاي روي اسيلوسكوپ :

در روي اسيلوسكوپ كليدها و انتخابگرهاي زيادي موجود دارد كه در زير به عنوان نمونه به طرز كار متداولترين آنها اشاره مي شود:

1-     كليد مخصوص كنترل نمودن فوكوس كه جهت بدست آوردن وضوح بيشتر در صفحه نمايش اسيلوسكوپ از آن استفاده مي شود.

2-    كليد مخصوص كنترل نمودن شدت درخشش در صفحه نمايش ، چرخش اين دكمه در مسير چرخش عقربه هاي ساعت باعث بيشتر شدن درخشش مي شود.

3-    كليدMAG  اگر اين كليد در وضعيتmag  قرار داده شود ، حساسيت محور عمودي در صفحه نمايش اسيلوسكوپ پنج برابر مي گردد.

4-    كليد كنترل كنندهposition  : از اين كليد در اسيلوسكوپ جهت تغيير موقعيت عمودي تريس ch1 بر روي صفحه CRT و چرخش در جهت موافق با عقربه هاي ساعت تريس را به بالا و با چرخش آن در جهت خلاف عقربه هاي ساعت باعث انتقال تريس به پايين مي گردد.

5-    كليد VMODE : جهت انتخاب و تعيين حالت نمايش تقويت كننده عمودي استفاده مي گردد . به طوري كه با قرار دادن كليد فوق الذكر بر روي CH1 بر روي صفحه CRT فقط سيگنال ورودي كانال يك نمايش داده مي شود و با قرار دادن كليد فوق در حالت CH2 فقط سيگنال ورودي به كانال دو بر روي صفحه نمايش CRT نشان داده مي شود. اگر كليد فوق سيگنال در وضعيت DUAL قرار داده شود سيگنالهاي ورودي كانالهاي 1و2 را بر روي صفحه CRT به طور همزمان مي توان مشاهده كرد.

6-    كليد CH2LNV : با فشار دادن اين كليد سيگنال اعمالي به CH2 معكوس مي گردد.

7-    CH2 Position : از اين كليد به منظور تغيير دادن موقعيت تريس CH2 بر روي صفحه CRT استفاده مي شود. و با چرخش آن در جهت موافق عقربه هاي ساعت تريس به طرف بالا حركت مي كند و با چرخش آن در جهت خلاف عقربه هاي ساعت تريس را به طرف پايين انتقال مي دهد.

8-    كليد slope : از اين كليد جهت انتخاب شيب مثبت و يا منفي سيگنال تريگر به منظور شروع جاروب كردن استفاده مي شود.

9-    TRIGGER LEVEL : در صورت چرخاندن اين كليد در جهت موافق با عقربه هاي ساعت ، نقطه تريگر به سمت ماكزيمم مثبت سيگنال تريگر حركت مي نمايد و در صورت چرخاندن آن در جهت خلاف عقربه هاي ساعت نقطه تريگر به ماكزيمم منفي سيگنال تريگر حركت مي كند.

10-  HORIZONTAL position: با چرخاندن اين كليد در جهت موافق با عقربه هاي ساعت تريسها به سمت راست صفحه CRT و با چرخاندن اين كليد در جهت خلاف عقربه هاي ساعت تريسها به سمت چپ برده مي شوند.

11-  كليد x10MAG : با قرار دادن اين كليد در وضعيت X10MAG باعث افزايش يافتن زمان جاروب به 10 برابر مي گردد و در اين حالت زمان جاروب معادل يك دهم مقدار نشان داده شده توسط TIM/DIV خواهد گرديد.

12- VARIABLE : اين كليد باعث تغيير مداوم ضريب جاروب بين گاملهاي كليد TIME/DIV مي شود. اين تنظيمات زماني كه كنترل كننده VARIABLE در جهت موافق با عقربه هاي ساعت در منتهاي چرخش خود قفل گردد دقيق است.

14-كليد TRIGGER MODE : از اين كليد جهت انتخاب تريگر شدن جاروب استفاده مي شود. اگر كليد فوق در وضعيت Auto قرار داده شود باعث انتخاب يك جاروب آزاد مي گردد و اگر در اين حالت سيگنالي وجود نداشته باشد يك خط پايه را نشان مي دهد اگر يك سيگنال تريگر 25 هرتزي يا بالاتر دريافت شود و كنترل كننده هاي تريگر ديگر نيز به طرز صحيح تنظيم گرديده باشند به طور اتوماتيك از حالت جاروب آزاد به جاروب تريگر شده برمي گردد.

15- TIME/DIV : از اين كليد به منظور انتخاب نمودن ميزان اصلي زمان جاروب يا عمليات x-y استفاده مي گردد.

16- كليد power  : كه جهت خاموش و روشن كردن اسيلوسكوپ مورد استفاده قرار مي گيرد.

1-15 چراغ اصلي : اين چراغ در هنگام روشن بودن دستگاه روشن مي گردد.

18- كليد TRIGGER SOURSE : از اين كليد جهت انتخاب منبع تريگر مطلوب استفاده مي شود اگر اين كليد در وضعيت VERT قرار داده شود آنگاه سيگنالي كه ورودي CH1 يا CH2 مي باشد به عنوان منبع تريگر استفاده مي شود.

اگر كليد فوق بر روي كانال اول باشد ، اين كانال به طور اتوماتيك به منبع تريگر مبدل مي شود.

19- EXT TRIG IN : از اين كليد به منظور اعمال كردن سيگنال تريگر خارجي به مدارات تريگر استفاده مي گردد.

20- كنترل كننده : از اين كليد به منظور تغيير پوسته ضريب تضعيف بين گامهاي كليد Volts/div استفاده مي گردد. اين تنظيمات فقط مادامي دقيق است كه اين كنترل كننده در جهت موافق با عقربه هاي ساعت تا آخر چرخش خود قفل گردد.

21- كليد CH2AC/GND/DC : از اين كليد به منظور انتخاب نحوه كوپل نمودن سيگنال ورودي به تقويت كننده عمودي CH2 استفاده مي گردد.

22- كليد كانكتور CH2 يا YIN : از اين كليد به منظور اعمال سيگنال ورودي به تقويت كننده عمودي كانال 2 و يا تقويت كننده محور عمودي استفاده مي گردد.

23- كليد CH2volts/div : از اين كليد به منظور انتخاب ضريب تضعيف سيگنال ورودي اعمالي به ورودي تقويت كننده عمودي CH2 استفاده مي گردد.

24- كليد كانكتور CH1 يا XIN : از اين كليد به منظور اعمال كردن سيگنال ورودي به تقويت كننده عمودي كانال 1 يا تقويت كننده محور افقي استفاده مي گردد.

25- كليد CH1 AC/GND/DC : از اين كليد به منظور چگونگي كوپل كردن سيگنال ورودي به تقويت كننده عمودي CH2 حالت AC يك خازن بين كانكتور ورودي و قسمت تقويت كننده استفاده شده تا هر گونه مولفه DC را در سگنال ورودي سد نمايد.

26- كليد CH1  volts/div : از اين كليد به منظور انتخاب ضريب تضعيف سيگنال ورودي اعمالي به ورودي تقويت كننده عمودي ch1 استفاده مي گردد.

27- به همراه 20 قبلا توضيح داده شد.

28- كانكتور GROUND : اين قسمت نقطه اتصالي جهت ليدهاي مجزاي زمين را بدست مي آورد.

29- كنترل كننده چرخش : با تنظيم كردن اين پيچ توسط پيچ گوشتي باعث مي شود راستاي تريس را نسبت به خطوط افقي بر روي صفحه CRT تغيير مي يابد.

30- كانكتور CH1output: اين كانكتور يك يك خروجي تقويت شده از سيگنال كانال 1 كه مناسب جهت راه اندازي شمارنده فركانس و ساير دستگاههاي مشابه است را ارائه مي كند.

31- كانكتور EXT BLANKING IN PUT : اين كليد جهت اعمال سيگنال براي مدولاسيون شدت CRT درخشش تريس با سيگنال مثبت كاهش و با سيگنال منفي افزايش مي يابد.

33- انتخاب كننده ولتاژ : از اين كليد به منظور تغيير محدوده ولتاژ كار استفاده مي شود.

34- كانكتور خط : جهت اتصال سيم برق يا قطع آن استفاده مي شود.

با تشکر از دوستان  ارجمند  آقایان استاد مهندس علی رحیمی( کارشناس ارشد برق قدرت) و آقای مهندس اسفندیار رحیمی ( کارشناس برق انتقال و توزیع )  که در تکمیل این پژوهش ما را یاری نمودند



  • دانلود فیلم
  • دانلود نرم افزار
  • قالب وبلاگ