Тренутна мерења

Мерење једносмерне струје

У електронској технологији често је потребно измерити директне струје. Изгледа да из тог разлога многи мултиметри, углавном јефтини, могу да мере само директну струју. Опсег мерења наизменичних струја је код неких модела мултиметара који су скупљи, али тим индикацијама се може веровати само ако струја има синусоидни облик и фреквенција не прелази 50 Хз.

Захтеви амперметра

Било који мерни уређај сматра се добрим ако не уноси изобличења у измерену количину, тачније, уводи, али што је мање могуће. За волтметар је ово велика улазна импеданција, пошто је спојена паралелно са делом кола. Овдје је примјерено подсјетити да се паралелним прикључком укупни отпор секције смањује.

Амперметар је укључен у прекид кругаСтога се за њега позитиван квалитет, за разлику од волтметра, сматра само ниским унутрашњим отпором. Штавише, што је мање, то је боље, посебно при мерењу малих струја, тако својствених електронским круговима. Тренутни поступак мерења приказан је на слици 1.

Дијаграм приказује једноставан електрични круг који се састоји од галванске батерије и два отпорника, погодна само за провођење експеримената на мерењу струје. Прије свега, требали бисте обратити пажњу на поларитет уређаја, он се мора подударати с смјером струје, који је означен стрелицама.

Слика приказује показивачки уређај који се неће приказивати у супротном смеру. За дигитални мултиметар смјер струје није важан. Ако је повезан погрешно, једноставно ће показати знак минус и сукоб ће се решити по том питању. Математичари би рекли да се мери модул броја, чини се да је то име непотписаног броја.

Слика 1Тренутни поступак мерења

Шта ће амперметар показати

За тако једноставан круг, није тешко израчунати струју, биће 0,018А или 18мА. На истој слици, слика приказује да је миљаметар у истом кругу повезан у три различите тачке. Према законима физике, његова очитања ће бити потпуно иста, јер колико електрона "истекне" из плус батерије, исти се број враћа назад, али након "минус". А пут за све те електроне је исти: то су повезујуће жице, отпорници, а ако су повезани, онда милиамперметри.

На слици 2 приказан је дијаграм два транзисторског пријемника из књиге М.М. Румиантсев "50 склопова транзисторских пријемника" (1966).

Слика 2Двоструки транзисторски круг пријамника

У те дане су кругови у књигама праћени детаљним описима и методама њиховог прилагођавања. Често се препоручује мерење струја у одређеним деловима кола, обично колекторске струје транзистора. Мјеста за мјерење струје приказана су на дијаграму с крижом. У том је тренутку, наравно, миллиамметар спојен на зазор проводника, а одабиром вриједности отпорника означеног звјездицом одабрана је струја назначена одмах на дијаграму.

Замке у мерењу струје

Слике 3 и 4 приказују најједноставнији круг, батерију, отпорник и мултиметар. Према Охмовом закону, лако је израчунати да ће бити струја у овом кругу

И = У / Р = 1,5 / 10 = 0,15А или 150мА.

Ако пажљиво погледате обе бројке, испада да су очитавања различита, мада се ништа у круговима није променило ако се тако могу назвати. На слици 3, очитања су у потпуности у складу с Охмовим прорачуном.

Слика 3. Мерења тренутна у симулатору програма Мултисим

Али на слици 4 они су постали нешто нижи, тачније 148.515мА. Питање је, зашто? Уосталом, у кругу се ништа није променило, извор је исти а отпорник није постао ни мање ни више.

Слика 4. Мерења тренутна у симулатору програма Мултисим

Чињеница је да се било која својства мултиметра могу променити, што се постиже кликом на дугме "Опције".У овом случају, улазни отпор амперметра је промењен: на слици 3 износио је 1н & 8486 ;, а на слици 4 повећан је на 100мΩ, односно само 0,1Ω. Овај пример је дат да се покаже како својства мерног инструмента утичу на резултат. У овом случају, амперметар.

Покушајмо повећати струју 10 пута у овом кругу. Да бисте то учинили, довољно је да смањите вредност отпорника и за 10 пута, а онда је лако израчунати да ће амперметар показати један и по ампер. Ако се сматра да је улазна импеданса једнака 1нΩ, као на слици 3, резултат ће бити 1,5А, што је у потпуности у складу с Охмовим прорачуном.

Ако користите горе поменути тастер „Параметри“ да бисте направили отпор амперметра 0,1Ω, тада на скали уређаја можете видети 1,364А. Наравно, 0,1Ω је мало превелик за прави амперметар, а 1нΩ се вероватно дешава само у програму - симулатор још увек може видети како унутрашњи отпор уређаја утиче на резултат мерења. Генерално, вршећи се таквим мерењима, мора се одмах схватити „у глави“ бар редослед резултата. Али требало би да почнете с очигледно већим распоном на уређају.

То је случај приликом мерења струја у програму симулатора, где је све намерно подешено да би се постигли бољи резултати. Сви делови са минималним толеранцијама, улазне импеданце уређаја су такође идеални, температура околине је 25 степени. Али, као што је управо приказано, параметри уређаја, делова, па чак и температура могу се подесити на захтев корисника.

Мерења овим инструментом

У стварном животу све није тако глатко. Широки отпорници могу да имају толеранције по правилу ± 5, 10 и 20 процената. Наравно, постоје отпорници са толеранцијама од десетине процента, али они се користе само тамо где је то заиста неопходно, а не уопште у опреми за широку употребу у близини сваког транзистора и близу сваког микро круга.

Претпоставља се да се експерименти на мерењу струје изводе са отпорницима са 5% толеранцијом. Затим, на номиналној вредности (што пише на кућишту отпорника), на пример, 10КΩ, отпорник са отпором у опсегу од 9,5 ... 10,5КΩ може пасти испод руке. Ако је такав отпорник повезан са извором напона, на пример 10 В, тада приликом мерења струје можете да добијете вредности у опсегу 1.053 ... 0.952мА, уместо очекиваног 1мА. Још веће ширење биће добивено ако се користе отпорници с толеранцијом од 10 или 20 посто.

А апсолутно невероватни резултати могу се добити ако се ови експерименти спроводе на батерији. Круг је потпуно исти као на сликама 3 и 4. Толико је једноставан да можете потпуно да одустанете од лемљења и штампаних плочица, све радите једноставно завојима или га једноставно држите у рукама.

Процијенимо шта би требало испасти, шта би уређај требао показати. Познато је да је напон акумулатора 1,5 В, отпор 10Ω. Затим, према Охмовом закону, И = У / Р = 1,5 / 10 = 0,15А или 150мА.

У стварним мерењима, уместо очекиваних 150мА, уређај је показао 98,3мА. Чак и ако претпоставимо да је отпорник ухваћен са 20-постотном толеранцијом, И = У / Р = 1,5 / 12 = 0,125А или 125мА.

То неће бити довољно! Где је све то отишло? У нашем случају, испоставило се да је “мртва” батерија крива. Током рада изгубила је део набоја, а њен унутрашњи отпор се повећавао. Додајући отпор спољног отпора, унутрашњи отпор дао је свој "изведив допринос" изобличењу резултата мерења. Управо су ове околности довеле до тога да су очитавања уређаја била, благо речено, врло далеко од очекиваних.

Стога, приликом мерења у електронским круговима, морате бити изузетно пажљиви, тачност такође неће бити сувишна. Квалитете које су у супротности са управо споменутим доводе до катастрофалних резултата. Мерни инструменти се могу спалити, уређаји који се развијају или поправљају, а у неким случајевима могу добити и струјни удар. Да бисмо избегли разочарање због таквих случајева, још једном можемо препоручити поновно присвајање сигурносне мере предострожности.

Борис Аладисхкин