أجهزة قياس الكهربائية | الأنواع الدقة الدقة العالية السرعة

بشكل أساسي، هناك ثلاثة أنواع من الأدوات القياسية وهي

1. أدوات قياس كهربائية

2. أدوات قياس ميكانيكية.

3. أدوات قياس إلكترونية.

هنا نحن مهتمون بـ أدوات القياس الكهربائية لذا سنناقشها بمزيد من التفصيل. أدوات الكهرباء تقيس الكميات الكهربائية المختلفة مثل عامل القوة الكهربائية، والقوة، والجهد الكهربائي والتيار الكهربائي وغيرها. جميع الأدوات الكهربائية التناظرية تستخدم نظامًا ميكانيكيًا لقياس الكميات الكهربائية المختلفة ولكن كما نعلم فإن جميع الأنظمة الميكانيكية لديها بعض القصور الذاتي لذلك فإن أدوات الكهرباء لها استجابة زمنية محدودة.

الآن هناك العديد من الطرق لتصنيف الأدوات. على نطاق واسع يمكننا تصنيفها كالتالي:

أدوات القياس المطلقة

تعطي هذه الأدوات النتائج بناءً على الثوابت الفيزيائية للأداة. على سبيل المثال، موازنة رايلي للتيار ومجرح الجيب التمام هما أدوات مطلقة.

أدوات القياس الثانوية

تم تصميم هذه الأدوات باستخدام الأدوات المطلقة. يتم تعيير الأدوات الثانوية بالمقارنة مع الأدوات المطلقة. يتم استخدام هذه الأدوات بشكل أكثر تكرارًا في قياس الكميات مقارنة بالأدوات المطلقة، حيث أن العمل مع الأدوات المطلقة يستغرق وقتًا طويلاً.

طريقة أخرى لتصنيف أدوات القياس الكهربائية تعتمد على الطريقة التي تنتج بها النتائج. على هذا الأساس يمكن تقسيمها إلى نوعين:

أدوات القياس ذات الانحراف

في هذه الأنواع من الأدوات، ينحرف مؤشر أداة القياس الكهربائية لقياس الكمية. يمكن قياس قيمة الكمية عن طريق قياس الانحراف الصافي للمؤشر من موقعه الأولي. لفهم هذه الأنواع من الأدوات دعنا نأخذ مثالًا على الأمبيرمتر ذو الملف الدائم المتحرك الذي يظهر أدناه:

يحتوي الرسم البياني أعلاه على مغناطيسين دائمين يسمى الجزء الثابت من الجهاز والجزء المتحرك بين المغناطيسين الدائمين والذي يتكون من المؤشر. يكون انحراف الملف المباشر متناسبًا مع التيار. وبالتالي تكون العزم متناسبًا مع التيار والذي يتم تقديمه بواسطة التعبير Td = K.I، حيث Td هو عزم الانحراف.

K هو ثابت التناسب الذي يعتمد على قوة المجال المغناطيسي وعدد لفات الملف. ينحرف المؤشر بين القوتين المتعاكستين اللتين تنتجهما الينابيع والمغناطيس. ويكون اتجاه المؤشر الناتج في اتجاه القوة الناتجة. يتم قياس قيمة التيار بواسطة زاوية الانحراف θ، وقيمة K.

أدوات القياس الصفرية

على عكس أدوات القياس ذات الانحراف، تحافظ أدوات القياس الكهربائية الصفرية أو الصفر على وضع المؤشر ثابتًا. تحافظ على وضع المؤشر ثابتًا بإنتاج تأثير مضاد. لذا تتطلب تشغيل أدوات القياس الصفرية الخطوات التالية:

1. يجب معرفة قيمة التأثير المضاد لحساب قيمة الكمية غير المعروفة.

2. يقوم المُكتشف بتوضيح حالة التوازن وعدم التوازن بدقة.

يجب أيضًا أن يكون للمُكتشف وسيلة لإعادة القوة.
دعونا ننظر في مزايا وعيوب أدوات القياس ذات الانحراف والصفرية:

1. أدوات القياس ذات الانحراف أقل دقة من أدوات القياس الصفرية. ذلك لأن التأثير المضاد في أدوات القياس الصفرية يتم تعييره بدقة عالية بينما تعتمد تعيير أدوات القياس ذات الانحراف على قيمة ثابت الجهاز وبالتالي لا تكون عادةً ذات دقة عالية.

2. أدوات القياس الصفرية أكثر حساسية من أدوات القياس ذات الانحراف.

3. أدوات القياس ذات الانحراف أكثر ملاءمة تحت الظروف الديناميكية من أدوات القياس الصفرية حيث تكون استجابات أدوات القياس الصفرية أبطأ من أدوات القياس ذات الانحراف.

إليك الوظائف الثلاثة الهامة لأدوات القياس الكهربائية.

وظيفة الإشارة

توفر هذه الأدوات معلومات حول الكمية المتغيرة تحت القياس وأغلب الوقت توفر هذه المعلومات عن طريق انحراف المؤشر. يُعرف هذا النوع من الوظائف بوظيفة الإشارة للأدوات.

وظيفة التسجيل

تستخدم هذه الأدوات عادة الورق لتسجيل الناتج. يُعرف هذا النوع من الوظائف بوظيفة التسجيل للأدوات.

وظيفة التحكم

هذه الوظيفة مستخدمة على نطاق واسع في العالم الصناعي. في هذا الموضوع تقوم هذه الأدوات بتحكم في العمليات.
هناك خصائصان لأدوات القياس الكهربائية وأنظمة القياس. وهما مذكوران أدناه:

الخصائص الثابتة

في هذه النوع من الخصائص تكون قياس الكميات إما ثابتة أو تتغير ببطء مع الزمن. بعض الخصائص الثابتة الرئيسية مذكورة أدناه:

1. الدقة:
   هي جودة مرغوبة في القياس. يتم تعريفها كدرجة القرب التي تقترب بها قراءة الجهاز من القيمة الحقيقية للكمية المقاسة. يمكن التعبير عن الدقة بطريقتين

   
   

1. الدقة النقطية

2. الدقة كنسبة مئوية من نطاق المقياس

3. الدقة كنسبة مئوية من القيمة الحقيقية.

2. الحساسية:
   هي أيضًا جودة مرغوبة في القياس. يتم تعريفها كنسبة الاستجابة المقدارية للإشارة الناتجة إلى الاستجابة المقدارية للإشارة الداخلة.

3. قابلية التكرار:
   هي أيضًا جودة مرغوبة. يتم تعريفها كدرجة القرب التي يمكن قياس كمية معينة بها بشكل متكرر. قيمة عالية من قابلية التكرار تعني قيمة منخفضة من الانحراف. هناك ثلاثة أنواع من الانحراف

   
   

1. انحراف الصفر

2. انحراف المدى

3. انحراف المنطقة

الخصائص الديناميكية

تتعلق هذه الخصائص بالكميات المتغيرة بسرعة وبالتالي لفهم هذه النوع من الخصائص نحتاج إلى دراسة العلاقات الديناميكية بين الإدخال والإخراج.

بيان: احترم الأصل، المقالات الجيدة تستحق المشاركة، إذا كان هناك انتهاك للحقوق يرجى التواصل لحذفه.