أجهزة القياس الكهربائية الرقيمة

قد يهمك أيضا

أجهزة القياس الرقيمة 

مقدمة عن أجهزة القياس الرقمية: 

في الموضوع التالي نعرض أجهزة القياس الرقمية من حيث المكونات الرئيسية وكيفية قياس التيار والمقاومة والفولطية. حيث تعتبر أجهزة القياس التي تعرض القراءات بطريقة رقمية مقروءة أي على هيئة رقم عشري مكتوب تسمى أجهزة القياس الرقمية، وهي التي تحول الإشارة التناظرية إلى قيمة رقمية ثم تعرضها على شاشة عرض على هيئة قمية مقروءة. وتتركب الأجهزة الرقمية من ثلاثة عناصر رئيسة: 

1- محول الإشارة Transducer: 

وهو العنصر الذي يستقبل الكمية الفيزيقية ليحولها إلى اشارة كهربائية مناسبة للعرض ويستعمل فقط مع قياس الكميات غير الكهربائية مثل الحرارة أو الضغط أما الكميات الكهربائية مثل الجهد أو التيار فلا تحتاج مثل هذا العنصر. 

2- معدل الإشارة Signal Modifier : 

وهو العنصر الثاني وفائدته تحويل الإشارة الداخلة إلى صورة مناسبة لجهاز القياس والعرض. فبعض الإشارات تحتاج الى عنصر تكبير أو تصغير مثل مقسم الجهد الذي نحتاجه عند قياس الجهد. أو دوائر تعديل شكل الموجات مثل المرشحات أو الموحدات. 

3- جهاز العرض Indicating Device : 

في الأجهزة الرقمية تكون وسيلة العرض إما شاشة باستخدام الدايود المشع LED Display أو شاشة البلورات السائلة LCD. وهي تعرض الإشارة على هيئة أرقام عشرية لتسهيل عملية القراءة. 

جهاز الفوليتميتر الرقمي Digital Voltmeter 

يتكون الفولتميتر الرقمي من أربعة عناصر كما بالشكل التالي: 

1- موهن Attenuator أو مقسم الجهد وفائدته تخفيض الجهد الداخل للجهاز إلى القيمة المناسبة للمحول. 

2- المحول من تناظري إلى رقمي A/D Converter: وهو العنصر المسؤول عن تحويل الإشارة من الشكل التناظري إلى قيمة رقمية. 

3- عداد عشري Decade Counter : وهو المسؤول عن تحويل القيمة الرقمية إلى أرقام عشرية لعرضها على الشاشة بصورة مفهومة للقارىء. 

4- شاشة عرض Digital Display: وهي التي تظهر عليها الأرقام ليتمكن المستعمل من أخذ القراءة. 

مخطط صندوقي للفولتميتر الرقمي

والشكل السابق يصلح لقياس الجهد المستمر ويضاف في حالة الجهد المتردد دائرة توحيد بعد مقسم الجهد وذلك لتحويل الجهد من متردد الى مستمر.

الأميتر الرقمي Digital Ammeter :

يشبه إلى حد كبيرة في تركيبه الفولتميتر الرقمي إلا أنه يستبدل مجزىء الجهد بمحول يحول من تيار إلى جهد يناظره كما هو واضح في الشكل التالي:

مخطط صندوقي للأميتر الرقمي 

الأوميتر الرقمي Digital Ohmmeter:

يشبه في تركيبه أيضاً الفولتميتر الرقمي ولكن يحذف مجزىء الجهد ويضاف مصدر تيار ثابت Constant Current Source لتغذية المقاومة المقاسة قم يتم قياس الجهد على المقاومة التي توصل على أطراف القياس كما في الشكل التالي: 

مخطط صندوقي للأوميتر الرقمي 

الجهاز المتعدد الأغراض الرقمي Digital Multimeter: 

واضح من الثلاث الدوائر السابقة أن دوائر قياس الجهد والتيار والمقاومة تشترك في معظم المراحل ولذلك يمكن الدمج بينها وتكوين ما يسمى Digital Multimeter بإضافة مفتاح اختيار للتحويل من وظيفة لأخرى. 

التجربة الأولى : استخدام أجهزة القياس الرقمية لقياس الجهد والتيار والمقاومة 

الهدف من التجربة: التدريب على استخدام أجهزة القياس الرقمية لقراءة كل من الجهد والتيار والمقاومة وكيفية اختيار المدى المناسب للقراءة بحيث يحافظ المتدرب على الجهاز مع أخذ القراءات بدقة عالية. 

الأجهزة والأدوات اللازمة لإجراء التجربة: 

مصدر قدرة مستمر متغير الجهد 0-200 فولت 

مصدر قدرة متردد متغير الجهد 0-200 فولت 

حمل مادي 

مقاومات بقيم مختلفة 

جهاز واحد متعدد الأغراض رقمي - أفوميتر - Digital Multimeter 

- لوحة توصيلات وأسلاك توصيل 

والشكل التالي يوضح الدائرة المستخدمة: 

دائرة كهربائية للتدريب على القياسات بجهاز الأفوميتر الرقمي 

خطوات العمل: 

أولاً: قياس المقاومات

1- ابدأ بضبط الأفوميتر على وضع الأوم لقياس المقاومة ثم ضع أطراف التوصيل من الجهاز في المكان المناسب لقياس المقاومة

2- مع مدربك قم بقياس المقاومات الموجودة -  ولتكن بقيم متفاوته من الأوم حتى الميجا أوم- ثم تأكد من صحة قراءتك بقراءة الألوان الميزة للمقاومة وسجل قراءاتك في الجدول التالي وقارن بين القيم المقاسة والمحسوبة. ويتم معرفة قياس المقاومات حسب الالون، والموضوع حدد قيم المقاومات من الوانها يشرح ذلك بالتفصيل.

3- صل الدائرة الموضحة بالشكل التالي مع اختيار المقاومات 560 اوم و 330 اوم و 100 او م وقم قياس قيمة المقاومة الكلية بين النقطتين A,E قبل توصيل المفتاح S وسجل قراءاتك في الجدول.

4- احسب المقاومة الكلية بالجمع الجبري لقيم المقاومات وسجلها في الجدول وقارن بين القيم المقاسة والمحسوبة.

النتائج 

ثانيا: قياس الجهد 

1- اضبط مفتاح الجهد للمصدر على Vs على 10V تيار مستمر ثم قم بغلق المفتاح S.
2- اضبط الأفوميتر على وضع الفولت لقياس الجهد المستمر ثم ضع أطراف التوصيل الجهاز في المكان المناسب لقياس الجهد. 
3- قم بقياس الجهد للمصدر بين النقطتين A,E وكذلك على المقاومات بين النقطتين B,C للمقاومة R1 وبين النقطتين C,D للمقاومة R2 ثم بين النقطتين D,E للمقاومة R3 وسجل قياساتك في الجدول التالي.
احسب قيم الجهد على كل المقاومة من قانون توزيع الجهد التالي: 

5- سجل القيم المحسوبة في الجدول التالي وقارن بين القيم المقاسة والمحسوبة

ثالثا: قياس التيارات الصغيرة (مللي أمبير)

1- اضبط الأفوميتر على وضع التيار المستمر (مللي أمبير).
2- غير من أماكن تركيب أطراف التوصيل لقراءة التيار (مللي أمبير) بدلاً من الجهد أو المقاومة.
3- افصل الدائرة من المفتاح S وادخل طرفي اسلاك التوصيل بين النقطتين (A,B) في الدارة السابقة لقياس التيار. 
4- اغلق المفتاح S وسجل قراءة الأميتر (القيمة المقاسة) في الجدول التالي. 

5- أحسب التيار عن طريق قانون أوم 

رابعاً: قياس التيارات الكبيرة:

1- اضبط الافوميتر على وضع التيار المستمر (أمبير)

2- غير من أماكن تركيب أطراف التوصيل لقراءة التيار (أمبير) بدلاً من (مللي أمبير) 

3- أدخل طرفي أسلاك التوصيل بين النقطتين A,B لقياس التيار

4- افصل الدائرة من المفتاح S وافصل المقاومات من الدائرة وصل مكانها الحمل المادي وليكن مجموعة لمبات موصلة توازياً كما في الشكل التالي

5- أغلق المفتاح S وسجل قراءة الأميتر في الجدول التالي.

6- غير من قيمة جهد المصدر حتى تصل إلى 200V مستمر وسجل قراءة الأميتر في الجدول التالي. 

استخدام الجهاز لقياس التيارات الكبيرة

7- غير مصدر القدرة من جهد مستمر إلى جهد متردد مع ضبط مفتاح الأفوميتر تيار متردد وكرر الخطوات رابعاً, 

8- سجل القراءات في الجدول التالي ودون ملاحظاتك أسفل الجدول.