المواضيع:
- عام
- متر التناظرية
- جهاز رقمي متعدد
- الدقة
- ضبط نطاق القياس
- حساب الخطأ المطلق
- حساب الخطأ النسبي
- قم بالقياس باستخدام المتر المتعدد
- قياس مع الذبذبات
عموما:
يتم قياس الكثير في مجال التكنولوجيا. تناقش هذه الصفحة القياس فيما يتعلق بتكنولوجيا السيارات. في تكنولوجيا السيارات، يمكن إجراء القياسات بعدة طرق مختلفة، وتحديدًا أثناء عمليات التطوير والاختبار والمراقبة واستكشاف الأخطاء وإصلاحها. بمجرد أن يعرف المرء كيفية القياس، كل ما هو مطلوب هو الأدبيات (المخططات الانسيابية) لتحديد مكان القياس.
أجهزة القياس (الكهربائية) الأكثر استخدامًا في تكنولوجيا السيارات هي:
- المتر المتعدد / التناظري: يستخدم لقياس الجهد (U) والتيار (I) والمقاومة (R). سيعرض المقياس الرقمي المتعدد القيمة على شاشة LCD، وسيستخدم المقياس التناظري إبرة للإشارة إلى القيمة المقاسة على المقياس الأساسي.
- راسم الذبذبات: يقيس راسم الذبذبات الفولتية التي يمكن تسجيلها في جدول زمني. يمكن ضبط هذا الجدول الزمني (عدد الفولتات على المحور Y والمسار الزمني على المحور X).
متر التناظرية:
يتكون المقياس التناظري (مقياس الملف المتحرك) من مغناطيس دائم وملف متحرك. التيار المتدفق عبر الملف المتحرك يسبب مجالًا مغناطيسيًا. القوى التي يؤثر بها المجال المغناطيسي على بعضها البعض تضمن دوران الملف المتحرك (مع المؤشر المثبت عليه). كلما زاد التيار (وبالتالي المجال المغناطيسي) كلما زاد تحرك المؤشر.
المزايا مقارنة بالمقياس الرقمي المتعدد:
- رخيص؛
- أكثر دقة أقل من 10 هرتز (وليس أعلى).
سلبيات:
- أكثر صعوبة في القراءة؛
- بطيء نسبيا بسبب تحرك المؤشر.
المقياس الرقمي المتعدد:
المقياس الرقمي المتعدد هو بديل للمقياس التناظري. يتم تطوير العدادات بشكل مستمر (من حيث الدقة والسرعة والوظائف). يحتوي المقياس المتعدد على محول A/D. تتم معالجة الإشارة التناظرية التي يتم قياسها أولاً قبل عرضها. تعتمد هذه العملية على الوظيفة المحددة (فولت، أمبير، أوم، إلخ.) ثم يتم إرسال الإشارة الرقمية إلى الشاشة. وتسمى السرعة التي يحدث بها ذلك "زمن الاستجابة"، والذي يمكن العثور عليه في مواصفات جهاز القياس. زمن الاستجابة (لمحول A/D) هو الوقت اللازم لتسجيل التغيير في إشارة الدخل. كلما كان جهاز القياس أكثر تكلفة، كلما كان زمن الاستجابة أقل.
هناك أجهزة قياس رقمية متعددة مع إعداد نطاق يدوي وتلقائي. هذا يحدد نطاق القياس. يقوم المقياس المتعدد الموجود في الصورة أدناه بذلك تلقائيًا. يتم وصف الفصل "نطاق القياس" بشكل أكبر في هذه الصفحة.
دقة:
يحدد عدد الأرقام التي تعرضها أجهزة القياس المتعددة الدقة وبالتالي دقة قراءة جهاز القياس. وبالتالي فإن الدقة تتعلق فقط بالشاشة وليس بنطاق القياس. هناك أجهزة قياس متعددة مكونة من 3½ و3¾ و4½ أرقام. كلما زاد عدد الأرقام التي يمكن أن يعرضها المقياس المتعدد، زاد عدد الأرقام الممكنة (وبالتالي قياس أكثر دقة).
3½ أرقام:
هذا مقياس متعدد قياسي، يمكنه قياس الحد الأقصى بدقة 200 فولت في نطاق 0,1 فولت. إذا تم إجراء قياس حيث يكون الجهد الفعلي 22,66 فولت، فسيقرأ المقياس 22,6 فولت.
3¾ أرقام:
مع هذا المقياس المتعدد، زادت الدقة بعامل 10 وبنفس القياس (22,66 فولت مع المتر المتعدد المكون من 3 أرقام ونصف) سيشير فعليًا إلى 22,66 فولت. وهذا يزيد بمقدار جزء من مائة فولت (وبالتالي أكثر دقة).
4½ أرقام:
يحتوي هذا المتر المتعدد على رقم إضافي في جميع النطاقات. تمت زيادة الدقة مرة أخرى بعامل 10.
ضبط نطاق القياس:
يمكن ضبط نطاق القياس للمقياس المتعدد أدناه يدويًا. وهذا ضروري للحصول على النتيجة الأكثر دقة ممكنة مع كل قياس. عند قياس جهد البطارية، من الأفضل اختيار خيار 20 DCV. سيتم الإشارة إلى جهد البطارية، على سبيل المثال، بـ 12.41. من الأفضل اختيار نطاق قياس يكون أقل من الحد الأقصى لنتيجة القياس. لن يتجاوز جهد البطارية أبدًا 99 فولت. إذا تم اختيار دقة أكبر (200 DCV)، فسيتم الإشارة إلى جهد البطارية على أنه 12.4 (أقل دقة). وهذا له علاقة بالقرار:
| بريك: | دقة: |
| شنومكس مف | شنومكس مف |
| 2 الخامس | 0,001V |
| 20 الخامس | 0,01 الخامس |
| 200 الخامس | 0,1 الخامس |
| 2000 الخامس | 1 الخامس |
أمثلة على هذا الجدول:
- عند قياس جهد 100 فولت في نطاق 200 فولت، سيقرأ المقياس 100,1 فولت. عندما يتم قياس هذا الجهد نفسه في نطاق 2000 فولت، سيقرأ المقياس 100 فولت (أقل دقة).
- عند قياس جهد 9,188 فولت في نطاق 2 فولت، سيقرأ المقياس 9,188 فولت. عندما يتم قياس هذا الجهد نفسه في نطاق 200 فولت، سيقرأ المقياس 9,2 فولت (مقرب، وبالتالي أقل دقة).
وبالتالي فإن القياس الأكثر دقة يعتمد على نطاق القياس الذي تم ضبطه ودقة الشاشة. على الشاشات ذات الدقة المنخفضة، لا يمكن عرض الجهد الأكثر دقة بنطاق قياس دقيق.
باستخدام المقياس المتعدد الموضح، لا يمكن ضبط نطاق القياس إلا يدويًا. تحتوي أجهزة القياس المتعددة الأكثر شمولاً على زر "Autorange" حيث يقوم المقياس نفسه بتعيين أفضل نطاق قياس (استنادًا إلى الدقة الخاصة به). فقط باستخدام أجهزة القياس المتعددة البسيطة، لا يمكن تحديد وضع فولت وأمبير (إلخ) إلا ونطاق القياس غالبًا ما يكون 20 فولت كمعيار (وبالتالي بدقة 0,01 فولت).
مشكلة أخرى هي أن هناك دائمًا انحرافًا في العداد. يكون الانحراف أكبر عندما يتم ضبط الدقة على مستوى منخفض جدًا. المزيد عن هذا في الفصول التالية "الأخطاء المطلقة والنسبية" في أسفل الصفحة.
حساب الخطأ المطلق:
كل مقياس متعدد لديه دقة معينة. يمكن العثور على هذه الدقة في المواصفات (في الدليل). مع هذه البيانات يمكن حساب انحراف القياس. يمكن حساب مفهومين؛ "الخطأ المطلق" و"الخطأ النسبي". الخطأ المطلق هو الجهد بالفولت ويتم حساب الخطأ النسبي بالنسبة المئوية.
على سبيل المثال:
الجهد (U) = 12,55 فولت
± (0,3٪ rdg + 1d)
rdg = القراءة = القيمة المقروءة على الشاشة (القيمة المقاسة)
1d = رقم واحد = الدقة (في نطاق 1 فولت، رقم واحد يتوافق مع 20 فولت وفي نطاق 1 فولت إلى 0,01 فولت).
الجهد الفعلي هو 12,55 فولت. يتم قياس ذلك على نطاق 20 فولت.
0,3% rdg هو 0,3% من 12,55 فولت = 0,038 فولت.
في نطاق 20 فولت، 1d = 0,01 فولت.
وبالتالي فإن إجمالي الخطأ المطلق هو: القراءة + رقم واحد = الخطأ المطلق. بالأرقام: 1 + 0,038 = 0,01 فولت
الجواب النهائي مع الخطأ المطلق هو:
U = 12,55 ± 0,05 فولت.
وهذا يعني أن القياس يتراوح بين 12,50 و12,60 فولت.
غالبًا ما تحتوي أجهزة القياس المتعددة الرخيصة على انحراف أكبر من الأجهزة الأكثر تكلفة، بحيث يكون إجمالي الخطأ المطلق أكبر أيضًا. وهذا يثبت الآن أن "أجهزة القياس المتعددة الرخيصة" لا يمكنها إجراء قياسات دقيقة.
حساب الخطأ النسبي:
عندما يتم حساب الخطأ المطلق كنسبة مئوية من قيمة القراءة، فإنه يسمى الخطأ النسبي. عادة ما يستخدم هذا الخطأ النسبي عند مقارنة العدادات.
الخطأ النسبي للمقياس المتعدد السابق هو: الخطأ المطلق الإجمالي / (القسمة على) الجهد الفعلي x (الضرب في) 100% = الخطأ النسبي.
بالأرقام: U = 0,038 / 12,55 × 100 = 0,30%.
الجواب النهائي مع الخطأ النسبي هو:
U = 12,55 ± 0,3%.
12,55 فولت ناقص 0,3% يعطي الجواب 12,50. زائد 0,3% يساوي 12,60. وهذا هو نفسه الذي حسب بالخطأ المطلق، لكن ذكره بالنسب المئوية.
القياس بالمقياس المتعدد:
يتم قياس الجهد والتيار والمقاومة بشكل مختلف. يتم شرح كيفية القياس بشكل صحيح باستخدام جهاز القياس المتعدد من خلال الأمثلة الموجودة على الصفحة قياس مع المتعدد.
القياس باستخدام راسم الذبذبات:
راسم الذبذبات (النطاق باختصار) هو الفولتميتر الرسومي. يتم عرض الجهد بيانيا كدالة للوقت. النطاق دقيق جدًا أيضًا. يمكن ضبط الوقت على مسافة صغيرة جدًا بحيث يمكن عرض الإشارات الصادرة من أجهزة الاستشعار مثل مستشعر لامدا أو المحركات مثل الحاقن بشكل مثالي.
يتم شرح كيفية أخذ القياسات باستخدام النطاق على الصفحة قياس مع الذبذبات.
