أجهزة قياس الجهد والتيار والمقاومة MEASURING INSTRUMENTS

أجهزة قياس الجهد والتيار والمقاومة

MEASURING INSTRUMENTS

تطورت أجهزة القياس كما تطورت باقي الأجهزة ويمكن أن تكون فاقت باقي الأجهزة في التطور حيث القياس يعني مقدار احتواء المقاس على السمات المطلوبة, وهذا بدوره يؤدي إلى تحسين نوعية الإنتاج … أما في الصيانة فأجهزة القياس هي العين التي نرى من خلالها طريقنا للعمل .
وقد بدأت فكرة أجهزة القياس بأن ملفاً يمر به تياراً كهربياً يعلو حافظة من الحديد المطاوع وكلما زادت شدة التيار اقتربت الحافظة أكثر من الملف ووضع تدريجاً على المسافة التي تقطعها الحافظة وقيل ان هذه المسافة هي القياس المطلوب. طبعاً هذا الجهاز بدائي جداً ونسبة الخطأ به تتعدى 30% بسب الممانعة الداخلية المنخفضة لجهاز القياس ولكنه خدم التطور الصناعي فترة من الزمن. ثم وجدت الأجهزة التي تعتمد على التمدد الحراري, ثم على الملف المتحرك والتي سيطرت طويلاً ومازالت تستخدم حتى اليوم وصولاً إلى الأجهزة الرقمية الحديثة التي تقيس أجزاء من المليون بنسبة خطأ لا تتعدى 2% بسبب الممانعة الداخلية المرتفعة جداً للساعة.
يتم تصنيع ساعات رخيصة و شبه دقيقة للهواة ومهما أحسن استخدامها لا تعيش كثيراً. أما ساعات الفنيين فهي غالية … دقيقة وممتعة في الاستخدام وتعيش لسنوات طويلة إذا أحسن استخدامها. أما الفني في مرحلة التدريب فيلزمه ساعة قليلة الإمكانيات متوسطة الثمن وأن يقرأ دليل تشغيلها بعناية.
أي جهاز تقتنيه لا بد أن له دليلاً للتشغيل وهذا الدليل يعلمك استخدام الجهاز بأمان إضافة إلى أنه يعلمك كيفية استغلال تكنولوجيا التصنيع مما يجعل الجهاز أكثر كفاءة وأطول عمراً.
على الفني أن يحسم أمر الأجهزة دائماً فلا يجوز العمل بأي جهاز بدون ثقة تامة في نتائجه ومعرفة جيدة بكيفية استخدامه. وعند الشراء يجب أن يكون ذلك من محل مشهود له بالنزاهة لأن ذلك يخفض من احتمالية الغش التجاري ولا بأس من أن تدفع أكثر قليلاً مقابل الثقة فأنت الرابح في النهاية.
يظهر الشكل مخططاً لساعة قياس رقمية على وضع قياس التيار

ساعة القياس الرقمية
DIGITAL MULTIMETER

الساعة الرقمية لقياس فرق الجهد

يمكن استخدام أي نوع من الساعات سواء رقمية أو تماثلية لقياس فرق الجهد بين أي نقطتين مختلفتين ولكنا نفضل الساعة الرقمية بسبب الدقة والسهولة في قراءة النتائج بالإضافة إلى ممانعتها العالية حتى في الأمداء (RANGE) الصغيرة للقياس أقل من 2.5V حيث يمكن أن تصل ممانعتها الداخلية إلى 10M في حين أن التماثلية تكون نحو50K لنفس المدى. ومن عيوبها أنها تحتاج إلى مصدر جهد لتشغيل مقياس الجهد أما التماثلية فلا تحتاج ذلك.

أمداء قياس الجهد في الساعات الرقمية:
تقيس بعض الساعات حتى 500VAC/DC وغالباً ما يشترط بها عدم استغراق القياس لفترة تزيد عن 30 ثانية أما الساعات الجيدة فتقيس حتى 1000VAC/DC وليس هنالك مدة زمنية تحدد زمن القياس (ولكن لا يفضل الاستغراق كثيراً من الوقت عند قياس الجهود العالية أي وهي على مدى القياس 1000V). أما إذا أُريد قياس جهود تزيد عن ذلك فيستخدم معها مجس لتصل إلى حد قياس 45000V ويوجد أكثر من ذلك.

الجهد الكهربي نوعان:
متناوب (متغير) (AC) Alternating Current ويرمز له بالشكل
مباشر (مستمر) (DC)Direct Current ويرمز له بالشكل

ويجب عند قياس جهد ما المعرفة التامة بماهية الجهد المقاس AC أو DC
وعلى الرغم من وجود بعض ساعات الفحص التي يمكنها التمييز بين الجهود والمقاومات وغير ذلك إلا أن هذه الساعات غالية الثمن وغير عملية حيث يمكن استخدامها في مختبرات الكهرباء والفيزياء.

مدى القياس للجهد:
عند وضع الساعة على وظيفة FUNCTION الجهد DC فهذا يعني أن الساعة مهيأة لقياس جهود DC واختيار مدى RANGE القياس يعني أن أقصى جهد يمكن قياسه هو الذي اخترته فإذا اخترت مدى القياس50V فإن أعلى جهد يمكن قياسه هو 50V أو أقل وتقرأ القيمة المقاسة على التدريج SCALE

خطوات قياس الجهد:

ــ نشغل الساعة ونتأكد أن علامة البطارية غير ظاهرة لأن ظهورها يعني ضرورة استبدال البطارية الداخلية للساعة و إذا لم تستبدل تعطي الساعة قيم خاطئة.
ــ ثم نحدد نوعية الجهد المراد قياسه مستمر(مباشر) DC أو متغير (متناوب) AC .ونختار الوظيفة المناسبة.
ــ نحدد القيمة العظمى التي يمكن قياسها ونختار المدى الذي يعلوها مباشرة.
ــ نحدد الطرف (القطب) الموجب من السالب عند جهود DC.
ــ نمسك أطراف الساعة كما نمسك القلم ونضع الطرف الأحمر للساعة على القطب الموجب والطرف الأسود على القطب السالب DC . أما في جهود AC فلا أهمية لقلب الأطراف.(يسمى ذلك التوصيل على التوازي مع مصدر الجهد)
ــ نقرأ قيمة القياس بدقة وإليك بعض الأمثلة:

لاحظ في الجدول مدى أهمية الفاصلة العشرية وكذلك تمييز القياس (VAC/ VDC/ mVAC/mVDC) . وأيضاً ميز بين الاختصار m والاختصارM حيث الأول ملي أي واحد من ألف والثاني ميجا أي ألف ألف (مليون) ويستخدم الاختصارM عند قراءة المقاومات.

استخدام الساعة الرقمية لقياس التيار:
أحد القياسات الهامة جداً …… ولكن لا نستخدمها نحن الفنيين! ! ! لماذا ؟ لأن جهاز قياس التيار يوصل على التوالي في دائرة القياس وليس من السهل قطع الدائرة من أجل قياس تيارها مع أنه من الجيد جداً قياس التيار في حالات التشكك. حتى أن بعض ساعات الفحص الثمينة المخصصة للفنيين لا تحوي مقياساً للتيار.

عموماً قلنا سابقاً أن التيار الكهربي هو الأثر الظاهر لاستغلالنا القوة الكهربية الكامنة, وقياس التيار يعني بكل صراحة الوضع الحقيقي لعمل الأجهزة فإذا كان التيار أعلى من الطبيعي أو أدنى منه فهنالك خلل.

خطوات قياس التيار:

لاحظ أن بعض ساعات القياس يتغير مكان اصبع الساعة الأحمر عند قياس التيار وبعضها لا تحتوي قياس للتيار إطلاقاً. .

ــ نحدد نوعية التيار المراد قياسه مستمر(مباشر) DC أو متغير (متناوب) AC ونختار الوظيفة المناسبة.
ــ نحدد القيمة العظمى التي يمكن قياسها ونختار المدى الذي يعلوها مباشرة.
ــ نشغل الشيء المراد قياس تياره تماماً ثم نقص طرف التغذية الموجب من البطارية
ــ نحدد الطرف (القطب) الموجب من السالب ثم نربط طرف الساعة الأحمر بالطرف الموجب للبطارية والطرف الأسود نربطه بالشيء المراد قياس تياره (يمكن استخدام ملاقط)
ــ (يسمى ذلك التوصيل على التوالي مع مصدر الجهد)
ــ نقرأ قيمة القياس بدقة

هذه النتائج العملية لفحص تيار الثنائي الضوئي LED وتأثير ذلك على إضاءته عند قيم متغيرة من المقاومات وثبوت جهد التغذية على6.4V والثنائي من اللون الأحمر وقطره 0.5cm وطوله 0.9cm قياساً.
وينصح عادة استخدام مقاومة 220 لتشغيل LED على جهد 6V .

استخدام الساعة الرقمية لقياس المقاومة:
أكثر القياسات شيوعاً و أسهلها على الإطلاق

خطوات قياس المقاومة:

ــ نشغل الساعة ونتأكد أن علامة البطارية غير ظاهرة لأن ظهورها يعني ضرورة استبدال البطارية
الداخلية للساعة و إذا لم تستبدل تعطي الساعة قيم خاطئة.
ــ نضع الساعة على وظيفة قياس المقاومات . ثم نختار المدى المناسب المدى الذي يعلو قيمة المقاومة ونبدأ من أعلى مدى إذا لم نعرف قيمة المقاومة المقاسة
ــ نلامس طرفي الساعة للتأكد أن قيمة القياس 0 وإذا لم يكن القياس 0 ووجد للساعة مقاومة ضبط يتم ضبطها. وإذا لم نصل إلى 0 أيضاً فبطارية الساعة تالفة أو أسلاك أطراف الساعة بها خلل.
ــ نضع طرفي الساعة على طرفي المقاومة المراد قياسها مباشرة دون لمس أطراف المقاومة (دائماً وفي كل القياسات لا نلمس الجسم المقاس سواء كان القياس تيار أو جهد أو مقاومة).
ــ (يسمى ذلك التوصيل على التوازي مع المقاومة)
ــ نقرأ قيمة القياس بدقة وتجدر ملاحظة التمييز أيضاً كباقي القياسات K M .
يمكن أن توجد أكسدة على أطراف المقاومة ويكون من الضروري الضغط الزائد للحصول على قيمة دقيقة, أو كحت الأطراف بورق سنفرة.
يمكن في بعض الأحيان اختيار مدى قياس ذو قيمة أعلى بكثير من قيمة المقاومة فتعطي الساعة قراءة صحيحة ولكن نقرأها خطأ لأن أهمية القياس يكون في الخانات العشرية الملغاة بسبب ارتفاع مدى القياس.