بسیاری از تکنسینها، علاقهمندان و مهندسان با آمپرمترهای آنالوگ ولت-اهم-میلیآمپر (V-O-M) مواجه شدهاند. دستگاه هایی مانند سیمپسون 260 و تریپلت 630، با کیس های پلاستیکی سیاه و مقیاسهای آنالوگ خوانا، زمانی همهجا حضور داشتند. با این که مولتی مترهای دیجیتال امروز رایجتر هستند، این کارگران آنالوگ هنوز هم در استفاده اند. برخی از تکنسینها حتی آنها را برای عیب یابی ترجیح می دهند و ادعا میکنند که جزئیاتی را نشان میدهند که مولتی مترهای دیجیتال از آن غافل میمانند.
این مقاله به پیچیدگی های مقیاس های مقاومت غیرخطی در این آمپرمترهای آنالوگ میپردازد. برخلاف مقیاس های خطی ولتاژ و جریان، مقیاس مقاومت به صورت معکوس خوانده میشود و به شدت غیرخطی است. صفر اهم در سمت راست مقیاس قرار دارد و فواصل مقیاس با افزایش مقدار مقاومت فشردهتر میشود. این بدان معناست که بخش کوچکی از مقیاس نمایندهی محدوده بزرگی از مقادیر مقاومت است.
چرا آمپرمترهای آنالوگ مهم است؟
آمپرمترهای آنالوگ هنوز نیاز به کالیبراسیون دارند، و در حالی که تلرانسهای ولتاژ و جریان به صورت درصدهای ساده بیان میشوند، تلرانسهای مقاومت به صورت درجات قوس بیان میشوند. این میتواند تعیین دقت یک متر را گیجکننده کند. این مقاله روشی برای تبدیل این درجات قوس به مقادیر مقاومت حداقل و حداکثر ارائه میدهد.
مفاهیم و محاسبات کلیدی
این فرآیند بر اساس آمپرمتر سیمپسون 260 است، اما اصول آن را میتوان برای مدلهای دیگر اعمال کرد. در اینجا برخی از نکات کلیدی آمده است:
- مقیاس مقاومت غیرخطی است: این بدان معناست که افزایشهای مساوی در مقیاس، تغییرات مساوی در مقاومت را نمایندگی نمیکنند.
- مقیاس به صورت معکوس خوانده میشود: صفر اهم در سمت راست است و مقیاس کامل در سمت چپ قرار دارد.
- مقیاس میانی اهمیت دارد: در سیمپسون 260، 12 اهم مقیاس میانی است که با نقطه میانی مقیاس جریان مستقیم مطابقت دارد.
- قوس مقیاس کامل برای مقیاس مقاومت 100 درجه است.
- آمپرمتر به عنوان یک مدار معادل دی سی (Thevenin) عمل میکند: این مدار دارای ولتاژ مدار باز (Voc) برابر با 1.5 ولت (با استفاده از یک باتری ‘D’ و مقاومت داخلی 12 اهم در مقیاس R x 1 است.
- یک جریان تست را میتوان به دست آورد. جریان تست هنگام اندازهگیری هر مقاومتی (R) به صورت I = 1.5 / (12 + R) محاسبه میشود.
- آمپرمتر به صورت خطی از 0 تا 100 درجه قوس منحرف میشود، همانطور که جریان تست از 0 تا 125 میلی آمپر میرود.
- دقت آمپرمتر به عنوان تلرانسی در درجات قوس بیان میشود: برای مقیاس R x 1 سیمپسون 260، این تلرانس 2.5 درجه است.
تبدیل درجات به مقاومت
مقاله نحوه تبدیل تلرانس در درجات به مقادیر واقعی مقاومت را توضیح میدهد. خلاصه فرآیند به این صورت است:
- یک نقطه تست انتخاب کنید. به عنوان مثال، 10 اهم در مقیاس R x 1.
- جریان تست برای مقاومت اسمی را با استفاده از معادله I = 1.5 / (12 + R) محاسبه کنید.
- تغییرات جریان را با استفاده از تلرانس درجه تعیین کنید. در مقیاس R x 1 سیمپسون 260، تلرانس 2.5 درجه است که به یک تغییر جریان 3.125 میلی آمپر ترجمه میشود.
- تغییرات جریان را به جریان اسمی اضافه و از آن کم کنید تا I بالا و I پایین به دست آید.
- با استفاده از معادله R = (1.5 / I) – 12 مقادیر مقاومت بالا و پایین مربوطه را محاسبه کنید.
مشاهدات مهم
- تلرانسها متقارن نیستند: به دلیل غیرخطی بودن مقیاس، تلرانس های مثبت و منفی یکسان نیستند.
- دقت متفاوت است: دقت در مقیاس میانی بهترین است و با دور شدن از مقیاس میانی کاهش مییابد.
- در مقیاس R x 1، اندازهگیری 10 اهم باعث دقتی در حدود +10.6% و -9.6% میشود. اندازه گیری 100 اهم دقتی در حدود +34% و -21% دارد.
استفاده از مقیاس دی سی برای بررسی خطی بودن
مقیاس 0-250 ولت دی سی در آمپرمتر 50 تقسیم کوچک دارد که هر کدام 2 درجه از قوس را پوشش میدهند. این میتواند به عنوان یک بررسی سریع برای خطی بودن مقیاس مقاومت مفید باشد. نقاط خاصی در مقیاس خطی دی سی با نقاط خاصی در مقیاس مقاومت هماهنگ هستند. به عنوان مثال، 250 میلیآمپر در مقیاس دیسی با صفر اهم در مقیاس مقاومت و 125 میلیآمپر در مقیاس دی سی با 12 اهم در مقیاس مقاومت مطابقت دارد و غیره. این روشی سریع برای بررسی مقیاس مقاومت بدون انجام محاسبات پیچیده فراهم میکند.
نتیجهگیری
اگرچه آمپرمترهای آنالوگ برای اندازهگیری های دقیق ایدهآل نیستند، اما همچنان در آزمایشگاه های مترولوژی و کارگاه ها مفید هستند. با درک ماهیت غیرخطی مقیاس های مقاومت آنها و استفاده از روش توصیف شده در مقاله، کاربران میتوانند اندازهگیری ها را بهتر تفسیر کرده و از کالیبراسیون های دقیق تری اطمینان حاصل کنند. نویسنده روشی برای یافتن مقادیر مقاومت حداقل و حداکثر با توجه به تلرانس قوسی آمپرمتر ارائه کرده است. با استفاده از هندسه و جبر ساده، درجه قوس میتواند به مقادیر مقاومت حداقل و حداکثر تبدیل شود. این دانش تضمین میکند که این آمپرمترهای قدیمی اما قابلاعتماد همچنان میتوانند به طور کامل استفاده شوند.
خدمات کالیبراسیون شرکت سنجشگران میزان ابزار ضمن بهرهمندی از تجهیزات مرجع با قابلیت ردیابی به استانداردهای بینالمللی و اندازه شناسی دقیق، بر اساس گستره عملکردی، گواهینامه تایید صلاحیت و استانداردهای ملی و بینالمللی خدمات خود را توسط کارشناسانی مجرب ارائه میدهد. ما را در لینکدین ذنبال کنید.