يعرف معظم المهندسين والفنيين في مجال الإلكترونيات جهاز القياس وهو جهاز القياس المتعدد. تتوفر أجهزة القياس المتعددة بأشكال مختلفة في السوق بناءً على الخصائص. جهاز القياس المتعدد هو أداة قياس أساسية ، يستخدم في أي ورشة عمل هندسية أو أي مختبر. تتمثل الوظيفة الرئيسية لهذا الجهاز في قياس الخواص الكهربائية للأدوات وكذلك الأسلاك في الصناعات. في الوقت الحاضر ، يتم استخدام أجهزة القياس المتعددة لأغراض مختلفة بناءً على المتطلبات مثل التعامل معها كهرباء والمختبرات ومصادر الطاقة والدوائر. يمكن تحديد المعلمات الكهربائية المختلفة في جهاز القياس المتعدد باستخدام قرص أو مفتاح دوار على الجانب الأمامي من الجهاز. تتناول هذه المقالة نظرة عامة على أنواع أجهزة القياس المتعددة.
ما هو المتر؟
المتر المتعدد هو أداة إلكترونية ، يستخدم كل فني إلكتروني وقطعة مهندس على نطاق واسع من معدات الاختبار. يستخدم جهاز القياس المتعدد بشكل أساسي لقياس الخصائص الكهربائية الأساسية الثلاثة للجهد والتيار والمقاومة. يمكن استخدامه أيضًا لاختبار الاستمرارية بين نقطتين في دائرة كهربائية. يقدم هذا المنشور بشكل أساسي المعلومات الأساسية للمقاييس المتعددة والتطبيقات وأنواع المقاييس المتعددة الموجودة. دعنا نرى كل هذه.
يحتوي جهاز القياس المتعدد على وظائف متعددة مثل ، يعمل مثل مقياس التيار الكهربائي والفولتميتر و الأومتر . إنه جهاز محمول باليد بإبرة مؤشر موجب وسالب فوق رقم شاشة رقمية LCD . يمكن استخدام أجهزة القياس المتعددة لاختبار البطاريات والأسلاك المنزلية والمحركات الكهربائية وإمدادات الطاقة.
تشتمل الأجزاء الأساسية للمقياس المتعدد بشكل أساسي على شاشة عرض ومصدر طاقة وتحقيقات وأدوات تحكم.
كيفية استخدام المتر؟
وظيفة وتشغيل جهاز القياس المتعدد متشابهة لكل من الأنواع التناظرية والرقمية. تشتمل هذه الأداة على اثنين من الخيوط أو المجسات وهما أحمر وأسود وثلاثة منافذ. يتم استخدام الرصاص ذو اللون الأسود للتوصيل بالمنفذ العام ، بينما يؤدي اللون الأحمر إلى توصيل المقابس في المنافذ الأخرى بناءً على المتطلبات.
بمجرد توصيل الخيوط ، يمكن تشغيل المقبض في وسط الجهاز بحيث يمكن القيام بالوظيفة المناسبة للوظيفة المحددة اختبار المكون . على سبيل المثال ، بمجرد وضع المقبض على 20 فولت تيار مستمر ، سيلاحظ المقياس المتعدد الجهد المستمر حتى 20 فولت. لحساب الفولتية المنخفضة ، اضبط المقبض في جهاز القياس المتعدد على نطاق 2V / 200mV.
للحصول على قراءة من العداد ، يجب أن تلمس نهاية كل مجس بنهاية أطراف المكونات. تعد أنواع أجهزة القياس المتعدد آمنة جدًا للاستخدام على الأجهزة والدوائر لتوفير التيار أو الجهد الذي لا يتجاوز أعلى تصنيف للمقياس.
أثناء القياس ، يجب أن نكون حذرين للغاية ، لذا لا تلمس أطراف الشريط المعدني في جهاز الاختبار عند تنشيطه وإلا ستصاب بصدمة كهربائية.
وظائف المتر
هذه الأدوات قادرة على قراءات مختلفة بناءً على النموذج. لذلك تُستخدم الأنواع الأساسية من أجهزة القياس المتعدد بشكل أساسي لقياس التيار الكهربائي والمقاومة والجهد والتحقق من الاستمرارية ويمكن اختبار الدائرة الكاملة على النحو التالي.
- المقاومة في أوم
- القدرة في Farads
- درجة الحرارة بالفهرنهايت / مئوية
- جهد التيار المتردد والتيار الكهربائي
- الحث هنريز
- الجهد المستمر والتيار الكهربائي
- التردد بالهرتز
- المواصلة في شركة سيمنز
- ديسيبل
- دورة العمل
بالنسبة لبعض أنواع أجهزة القياس المتعددة ، يمكن توصيل أجهزة استشعار خاصة أو ملحقات للحصول على قراءات إضافية مثل الحموضة ومستوى الضوء والقلوية وسرعة الرياح والرطوبة النسبية.
أنواع المتر
هناك أنواع مختلفة من المالتيميتر مثل المالتيميتر التناظري والرقمي وفلوك.
المتر التناظري
تم إنشاء المقياس المتعدد التناظري أو VOM (Volt-Ohm-Milliammeter) باستخدام مقياس ملف متحرك ومؤشر للإشارة إلى القراءة على المقياس. يتكون عداد الملف المتحرك من ملف ملفوف حول أسطوانة موضوعة بين مغناطيسين دائمين.
عندما يمر التيار عبر الملف ، يتم تحفيز المجال المغناطيسي في الملف الذي يتفاعل مع المجال المغناطيسي للمغناطيس الدائم وتتسبب القوة الناتجة في انحراف المؤشر المرتبط بالأسطوانة على المقياس ، مما يشير إلى القراءة الحالية. يتكون أيضًا من نوابض متصلة بالأسطوانة والتي توفر قوة معاكسة لحركة الأسطوانة للتحكم في انحراف المؤشر.
المتر التناظري
لقياس التيار المباشر ، يمكن استخدام حركة D Arsonval الموضحة أعلاه مباشرة. ومع ذلك ، يجب أن يكون التيار المراد قياسه أقل من تيار الانحراف الكامل للمقياس. بالنسبة للتيارات الأعلى ، يتم تطبيق قاعدة الفاصل الحالية. باستخدام قيم مختلفة لمقاومات التحويل ، يمكن أيضًا استخدام المقياس للقياسات الحالية متعددة النطاقات. للقياس الحالي ، يجب توصيل الجهاز في سلسلة مع المصدر الحالي غير المعروف.
لقياس الجهد DC ، يتم توصيل المقاوم في سلسلة بالمتر ، وتؤخذ مقاومة العداد في الاعتبار بحيث يكون التيار المار عبر المقاوم هو نفسه التيار المار عبر العداد وتشير القراءة الكاملة إلى قراءة الجهد. لقياس الجهد ، يجب توصيل الجهاز بالتوازي مع مصدر الجهد غير المعروف. للقياس متعدد المدى ، يمكن استخدام مقاومات مختلفة ذات قيم مختلفة ، والتي يتم توصيلها في سلسلة بالمقياس.
لقياس المقاومة ، المقاومة المجهولة متصلة على التوالي بالمتر وعبر بطارية ، بحيث يتناسب التيار المار عبر العداد بشكل مباشر مع المقاومة غير المعروفة. بالنسبة لجهد التيار المتردد أو قياس التيار ، يتم تطبيق نفس المبدأ ، باستثناء حقيقة أن معلمة التيار المتردد المراد قياسها يتم تصحيحها أولاً وتصفيتها للحصول على معلمة التيار المستمر ويشير المقياس إلى قيمة RMS لإشارة التيار المتردد.
تتمثل مزايا جهاز القياس المتعدد التناظري في أنه غير مكلف ، ولا يتطلب بطارية ، ويمكنه قياس التقلبات في القراءات. العاملان الرئيسيان اللذان يؤثران على القياس هما الحساسية والدقة. تشير الحساسية إلى مقلوب تيار الانحراف الكامل الحجم ويتم قياسه بالأوم لكل فولت.
أجهزة رقمية متعددة
استخدمنا في الغالب مقياسًا متعددًا هو مقياس رقمي متعدد (DMM). يقوم DMM بتنفيذ جميع الوظائف من AC إلى DC بخلاف التناظرية. يحتوي على مجسين موجب وسالب موضحين باللون الأسود والأحمر في الشكل. المجس الأسود المتصل بـ COM JACK والمسبار الأحمر المتصل بمتطلبات المستخدم لقياس أوم أو فولت أو أمبير.
تم وضع علامة على المقبس V و مع يتم استخدام المقبس الموجود على يمين الصورة لقياس الفولتية والمقاومة واختبار الصمام الثنائي. يتم استخدام المقبسين عندما تعرض شاشة LCD ما يتم قياسه (فولت ، أوم ، أمبير ، إلخ). تمنع الحماية من الحمل الزائد تلف العداد والدائرة وتحمي المستخدم.
جهاز رقمي متعدد
يتكون جهاز Digital Multimeter من شاشة LCD ، ومقبض لتحديد نطاقات مختلفة من الخصائص الكهربائية الثلاثة ، ودائرة داخلية تتكون من دائرة تكييف الإشارة ، ومحول تناظري إلى رقمي. يتكون PCB من حلقات متحدة المركز متصلة أو مفصولة بناءً على موضع المقبض. وهكذا ، عندما يتم تحديد المعلمة المطلوبة والنطاق ، يتم تنشيط قسم ثنائي الفينيل متعدد الكلور لإجراء القياس المقابل.
لقياس المقاومة ، يتدفق التيار من مصدر تيار ثابت عبر المقاوم غير المعروف ، ويتم تضخيم الجهد عبر المقاوم وتغذيته إلى محول تناظري إلى رقمي ويتم عرض الناتج الناتج في شكل مقاومة على الشاشة الرقمية. لقياس جهد تيار متردد غير معروف ، يتم تخفيف الجهد أولاً للحصول على النطاق المناسب ثم تصحيحه إلى إشارة التيار المستمر ويتم تغذية إشارة التيار المستمر التناظرية إلى محول A / D للحصول على العرض ، مما يشير إلى قيمة RMS لإشارة التيار المتردد .
على غرار قياس التيار المتردد أو التيار المستمر ، يتم تحويل الإدخال غير المعروف أولاً إلى إشارة جهد ثم يتم تغذيته إلى محول تناظري إلى رقمي للحصول على الإخراج المطلوب (مع التصحيح في حالة إشارة التيار المتردد). مزايا جهاز Digital Multimeter هو عرض الإخراج الخاص به والذي يظهر مباشرة القيمة المقاسة ، والدقة العالية ، والقدرة على قراءة القيم الإيجابية والسلبية.
أنواع أجهزة القياس الرقمية المتعددة
الأنواع الرقمية من أجهزة القياس المتعددة متوفرة في ثلاثة أنواع.
فلوك مالتيميتر
يمكن تصميم مقياس فلوك الرقمي المتعدد بوظائف تعاون مختلفة. بشكل عام ، تشتمل على شاشة كبيرة وتستخدم هذه الأداة لقياس الجهد وكذلك المقاومة الكهربائية. تتوفر بعض أنواع الأجهزة بميزات متقدمة لقياس الرطوبة ودورة العمل والضغط ودرجة حرارة التردد ، وما إلى ذلك. يعد مقياس فلوك المتعدد أحد أكثر الأدوات شهرة وشهرة.
يستخدم هذا النوع من أجهزة القياس المتعددة بشكل أساسي في جهود المعايرة ويستخدم لمعايرة التيارات والفولت والوحدات الكهربائية الأخرى.
فلوك مالتيميتر
المتر فلوك محمية ضد الجهد العابر. إنه جهاز محمول صغير يستخدم لقياس الجهد والتيار وثنائيات الاختبار. يحتوي جهاز القياس المتعدد على محددات متعددة لتحديد الوظيفة المطلوبة. يتراوح مقياس fluke MM تلقائيًا لتحديد معظم القياسات. هذا يعني أن حجم الإشارة لا يجب معرفته أو تحديده لأخذ قراءة دقيقة ، فقد تم نقله مباشرة إلى المنفذ المناسب للقياس المطلوب. المصهر محمي لمنع التلف إذا تم توصيله بالمنفذ الخطأ.
المشبك الرقمي المتعدد
يستخدم جهاز القياس الرقمي المتعدد المشبك لقياس تدفق الكهرباء. كما يوحي الاسم ، يتضمن هذا المقياس المتعدد الميزة وهي المشبك الذي يقيس الأمبير عندما تقيس المجسات الفولتات. يمكن ضبط استخدام الطاقة بخلاف الواط من خلال ضرب قراءة الجهد مع الأمبيرات. يتضمن هذا المقياس المتعدد أيضًا ميزة إضافية تتمثل في أنواع مختلفة من الإعدادات. يتم استخدام الميزة المناسبة أثناء القياس.
نوع المشبك
يتضمن هذا النوع من أجهزة القياس المتعددة أدوات ثابتة لقياس التدفق الحالي. يتغير هذا الجهاز بشكل كبير عن نوع فلوك لأنه ، في مقياس فلوك متعدد ، يستخدم مشبكًا لقياس تدفق التيار. لذلك ، عادة ما يوصى باستخدام هذه الأداة للمحترفين فقط.
Autoranging المتعدد
يعد جهاز القياس المتعدد تلقائيًا مقياسًا متعددًا بسيطًا للاستخدام على الرغم من أنه بالمثل هو الأكثر تكلفة من بين جميع أنواع أجهزة القياس الرقمية المتعددة. يشتمل هذا المقياس المتعدد على مقبض في المنتصف وله موضع أقل. لذلك لا يتم التبديل تلقائيًا للقياس. هذه الأداة قابلة للتطبيق في المشاريع البسيطة. للمبتدئين وكذلك للكهربائيين في المنزل ، يوصى بشدة باستخدام هذه الأداة. بشكل عام ، يقيس مكونًا واحدًا في كل مرة.
نوع Autoranging
أنواع مجسات المتر
يشتمل جهاز القياس المتعدد على مجسات اختبار مختلفة والوظيفة الرئيسية لهذه المجسات هي الاتصال بالدائرة قيد الاختبار. أكثر أنواع المجسات شيوعًا هي مشابك الخطاف القابلة للسحب ، والمجسات المدببة ، ومشابك التمساح.
بشكل عام ، يشتمل جهاز القياس المتعدد على أسلاك ثنائية اللون مثل الأسود والأحمر ، والمعروفة باسم الخيوط أو المجسات. يُطلق على أحد طرفي المسبار اسم مقبس الموز الذي يتم توصيله بمقياس متعدد ، بينما يُعرف الطرف المتبقي باسم طرف المجس المستخدم لاختبار الدائرة. يتم استخدام المسبار الأحمر لـ + ve بينما يتم استخدام المسبار الأسود لـ –Ve.
تشتمل هذه المجسات على طرف مسبار على أحد طرفيه بينما يشتمل الطرف الآخر على سدادات موز. تشتمل معظم أجهزة المالتيميتر على صمامات لحمايتها من التيار العالي للغاية. عندما يكون هناك الكثير من الإمدادات الحالية من خلال جهاز القياس المتعدد ، فإن هذا المصهر سيقيد تدفق التيار لمنع الضرر. تتضمن بعض أنواع أجهزة القياس المتعدد الصمامات بناءً على قياس التيار المنخفض أو التيار العالي وهي تحدد المكان الذي يتعين عليك وضع المجسات فيه.
عمل
تتضمن أنواع أجهزة القياس المتعدد مجسين مثل الأحمر والأسود ومنفذين أو ثلاثة. من بينها ، يتم تسمية أحد المنافذ باسم COM المشتركة التي تستخدم للمسبار الأسود بينما يتم تسمية المنافذ المتبقية باسم A المستخدمة للأمبير و mA / A (مللي أمبير / ميكرو أمبير). يتم تسمية المنفذ النهائي VΩ المستخدم للأوم والفولت. في بعض الأحيان ، يتم دمج هذا المنفذ في المنفذ الثالث ، والذي يُسمى التالي mAVΩ.
إذا كان جهاز القياس المتعدد يتضمن أربعة منافذ ، فيمكن توصيل المجس الأحمر بمنفذ V لقياس المقاومة والجهد. عندما يتم إدخال المسبار الأحمر في منفذ mA ، يمكن حساب التيار وتوصيله بالمنفذ A ، ثم يمكن قياس التيار بالأمبير. على سبيل المثال ، المنفذ المستخدم لاختبار الصمام الثنائي باستخدام مقياس متعدد هو منفذ V ويمكن أيضًا استخدام هذا المنفذ لاختبار الترانزستور.
الفرق بين المتر التناظري و الرقمي المتعدد
يشمل الاختلاف الرئيسي بين المتر التناظري والرقمي ما يلي.
| المتر التناظري | جهاز رقمي متعدد |
| يستخدم المالتيميتر التناظري لقياس الكميات الكهربائية المقيدة مثل المقاومة والجهد والتيار. | يستخدم Digital Multimeter لحساب الكميات الكهربائية المختلفة مثل الجهد والتيار والسعة والمقاومة وقيم الصمام الثنائي والمقاومة ، إلخ. |
| حجم المتر التناظري أكبر | حجم المتر الرقمي أصغر |
| يوفر هذا المقياس القراءة على مقياس بجوار المؤشر. | يوفر هذا المقياس القراءة في شكل رقمي على شاشة LCD. |
| تتم معايرة هذه يدويًا. | تتم معايرة هذه تلقائيًا. |
| بنائه بسيط | بناءه معقد بسبب إشراك مكونات مثل الإلكترونيات والمنطق. |
| تعد المقاييس المتعددة التناظرية أقل دقة بسبب أخطاء اختلاف المنظر وقراءات المؤشر الخاطئ | تعتبر أجهزة القياس الرقمية المتعددة دقيقة للغاية |
| لا يحتاج ADC لإظهار القراءة. | يحتاج ADC لعرض القراءة. |
| مقاومة الإدخال غير مستقرة | مقاومة المدخلات مستقرة |
| يحاول مؤشر هذا المتر المتعدد أن ينحرف إلى اليسار في قطبية معكوسة. | يُظهر هذا المقياس المتعدد كمية سالبة بمجرد عكس القطبية. |
| هذه أقل تكلفة | هذه غالية الثمن |
| لا يمكن ربط o / p لهذا العداد من خلال جهاز خارجي. | يمكن ربط o / p لهذه العدادات من خلال المعدات الخارجية. |
| نطاق التردد يصل إلى 2 كيلو هرتز. | نطاق التردد مرتفع مقارنة بالتناظرية |
| يقيس المتر التناظري التيار بمساعدة مقياس الجلفانومتر. | رقمي متعدد يقيس الجهد مع ADC |
| لديها ضوضاء كهربائية أقل | لديها المزيد من الضوضاء الكهربائية |
| يسمح بإشارة i / p واحدة لكل عملية. | يسمح للعديد من إشارات الإدخال ويمكن للمستهلكين تحديد الإشارة المطلوبة على الشاشة المتغيرة. |
| الحد الأقصى لتردد التيار المتردد الذي يمكن حسابه أقل | الحد الأقصى لتردد التيار المتردد الذي يمكن حسابه أعلى من عنصر العداد |
مزايا وعيوب أجهزة القياس الرقمية المتعددة
تشمل مزايا جهاز القياس الرقمي المتعدد ما يلي.
- يعطي عرض o / p تلقائي.
- يمكن تسجيل نتائج القياس الخاصة بالمقياس وتخزينها في الذاكرة ومزامنتها من خلال جهاز كمبيوتر
- يتضمن وظائف قطبية تلقائية
- لا يمكن أن تعتمد دقة قراءة العداد على شحن البطارية
- يضمن الدقة
- مقاومة الأضرار الميكانيكية.
- تعدد الوظائف
- لا يمكن طلب تعديلات صفرية
- دقة القياس عالية
- يمكن تحديد نطاقات القياس يدويًا أو تلقائيًا
تشمل عيوب جهاز القياس الرقمي المتعدد ما يلي
- بالمقارنة مع التناظرية ، فهي باهظة الثمن
- لا يعمل هذا المقياس المتعدد بشكل صحيح من خلال تقلبات القياس. قد يكون من الصعب اكتشاف واحد يلبي احتياجاتك بالضبط.
مزايا وعيوب جهاز القياس المتعدد التناظري
تشمل مزايا المتر التناظري ما يلي.
- إمكانية إجراء القياسات عند درجة حرارة أقل من 30 درجة مئوية
- استخدام الطاقة غير مطلوب من مصدر الطاقة الثابت أثناء قياس التيار والجهد
- عندما لا تكون الدقة العالية ضرورية ، يمكن إجراء عملية سريعة من خلال قدر كبير من القياس.
- باستخدام هذه الأداة ، يمكن إجراء جميع القياسات ببساطة.
- يمكن ملاحظة مستوى الإشارة
تشمل عيوب جهاز القياس المتعدد التناظري ما يلي
- هذه العدادات كبيرة
- هذه غالية الثمن
- لا يمكن التعرف على قطبية الجهد
- هم عرضة للاهتزاز أو الصدمة.
- حركة المؤشر بطيئة ولا يمكن استخدامها لقياس الفولتية من خلال ترددات أعلى من 50 هرتز.
- غير صحيح بسبب تأثير المجال المغناطيسي الأرضي.
- يمكن أن يلاحظ التغيير غير المتوقع في الإشارة من خلال مقياس متعدد تمثيلي بسرعة أكبر مقارنة بالمقياس الرقمي المتعدد.
- هذه حساسة للاهتزاز والأضرار الميكانيكية.
- تكون مقاومة الإدخال أقل ، وبالتالي يكون الخطأ مرتفعًا أثناء قياس جهد أقل
أنواع تطبيقات المتر المتعدد
تتضمن تطبيقات أنواع المتر المتعدد بشكل أساسي مختلف المشاريع الكهربائية والإلكترونية لاختبار المكونات وتستخدم أيضًا في تطبيقات القياس المختلفة في جهاز القياس المتعدد.
درجة الحرارة والتطبيقات البيئية
- محطة أرصاد جوية منخفضة التكلفة
- درجة الحرارة الداخلية DMM
قياسات الجهد
- قياس التيار المستمر المرتفع والمنخفض القيمة
- قياس متوسط الذروة إلى الذروة والتيار المستمر
القياسات الحالية
- قياس التيار المستمر
- صحيح RMS AC
قياس المقاومة
- الأومتر الصغير
- قياس المقاومة بجهد ثابت
- قياس المقاومة بتيار ثابت
قياس الوقت والتردد
- تردد سريع
- قياس الوقت
وبالتالي ، فإن هذا كله يتعلق بنظرة عامة على أنواع مختلفة من أجهزة القياس المتعددة وعملها ومزاياها وعيوبها وتطبيقاتها. يعرف معظم الفنيين قيمة أجهزة القياس المتعددة ، لذا فهم يحملونها دائمًا مع مجموعة الأدوات الخاصة بهم. تساعد هذه الأدوات في اكتشاف الأعطال بدقة. عموما،
