Teemad:
- üld-
- Analoogmõõtur
- Digitaalne multimeeter
- Resolutsioon
- Määrake mõõtepiirkond
- Arvutage absoluutne viga
- Arvutage suhteline viga
- Mõõtke multimeetriga
- Mõõtke ostsilloskoobiga
Üldine:
Tehnoloogias mõõdetakse palju. Sellel lehel käsitletakse mõõtmist seoses autotehnoloogiaga. Autotehnikas saab mõõtmisi teha mitmel erineval viisil, nimelt arenduse, testimise, protsesside jälgimise ja tõrkeotsingu käigus. Kui mõõta on teada, on vaja ainult kirjandust (vooskeeme), et määrata, kus mõõta.
Autotehnikas kõige sagedamini kasutatavad (elektrilised) mõõteseadmed on:
- Multimeeter / analoogmõõtur: seda kasutatakse pinge (U), voolu (I) ja takistuse (R) mõõtmiseks. Digitaalne multimeeter kuvab väärtuse LCD-ekraanil ja analoogmõõtur kasutab nõela, et näidata mõõdetud väärtust alusskaalal.
- Ostsilloskoop: ostsilloskoop mõõdab pingeid, mida saab ajaskaalale salvestada. Seda ajaskaala saab seadistada (voltide arv Y-teljel ja aja kulg X-teljel).
Analoogmõõtur:
Analoogmõõtur (moving coil meter) koosneb püsimagnetist ja liikuvast mähist. Liikuvat mähist läbiv vool tekitab magnetvälja. Magnetvälja teineteisele avaldatavad jõud tagavad liikuva mähise (millele paigaldatud osutiga) pöörlemise. Mida suurem on vool (ja seega ka magnetväli), seda kaugemale kursor liigub.
Eelised võrreldes digitaalse multimeetriga:
- Odav;
- Täpsemalt alla 10 Hz (mitte üle).
Miinused:
- Raskem lugeda;
- Liikuva kursori tõttu suhteliselt aeglane.
Digitaalne multimeeter:
Digitaalne multimeeter asendab analoogmõõturit. Arvestiid arendatakse pidevalt edasi (täpsuse, kiiruse ja funktsioonide osas). Multimeeter sisaldab A/D-muundurit. Mõõdetavat analoogsignaali töödeldakse enne kuvamist. See toiming sõltub valitud funktsioonist (volt, amper, ohm jne). Seejärel saadetakse digiteeritud signaal ekraanile. Kiirust, millega see juhtub, nimetatakse "reageerimisajaks", mille leiate arvesti tehnilistest andmetest. Reaktsiooniaeg (A/D-muunduril) on aeg, mis kulub sisendsignaali muutuse registreerimiseks. Mida kallim on arvesti, seda väiksem on see reageerimisaeg.
Seal on digitaalsed multimeetrid, millel on käsitsi ja automaatne vahemiku seadistus. See määrab mõõtepiirkonna. Alloleval pildil olev multimeeter teeb seda automaatselt. Peatükki "Mõõtepiirkond" kirjeldatakse sellel lehel lähemalt.
Resolutsioon:
Multimeetrite kuvatavate numbrite arv määrab arvesti eraldusvõime ja seega ka lugemise täpsuse. Seetõttu on eraldusvõime seotud ainult ekraaniga, mitte mõõtmispiirkonnaga. Seal on 3½-, 3¾- ja 4½-kohalised multimeetrid. Mida rohkem numbreid suudab multimeeter kuvada, seda rohkem numbreid on võimalik (nii täpsem mõõtmine).
3½ numbrit:
See on standardne multimeeter, mis suudab mõõta maksimaalselt 200 V täpselt 0,1 V vahemikus. Kui tehakse mõõtmine, kus tegelik pinge oleks 22,66 V, näitaks arvesti 22,6 V.
3¾ numbrit:
Selle multimeetriga on eraldusvõime suurenenud 10 korda ja sama mõõtmise korral (22,66 V 3½-kohalise multimeetriga) näitab see tegelikult 22,66 V. See on üks sajandik volti rohkem (ja seega täpsem).
4½ numbrit:
Sellel multimeetril on kõigis vahemikes lisanumber. Eraldusvõime on taas suurenenud 10 korda.
Määra mõõtepiirkond:
Alloleva multimeetri mõõtepiirkonda saab käsitsi seadistada. See on vajalik, et saada iga mõõtmise korral võimalikult täpne tulemus. Aku pinge mõõtmisel on kõige parem valida 20 DCV variant. Aku pinge kuvatakse näiteks kui 12.41. Parim on valida mõõtepiirkond, mis jääb alla maksimaalsest mõõtetulemusest. Aku pinge ei ületa kunagi 99 volti. Kui valitakse suurem eraldusvõime (200 DCV), näidatakse aku pingena 12.4 (vähem täpne). See on seotud resolutsiooniga:
| Vahemik: | Resolutsioon: |
| 200 mV | 0,1 mV |
| 2 V | 0,001V |
| 20 V | 0,01 V |
| 200 V | 0,1 V |
| 2000 V | 1 V |
Selle tabeli näited:
- Mõõtes 100 V pinget vahemikus 200 V, näitab arvesti 100,1 V. Kui sama pinget mõõdetakse vahemikus 2000 V, näitab arvesti 100 V (vähem täpne).
- Mõõtes pinget 9,188 V vahemikus 2 V, näitab arvesti 9,188 V. Kui sama pinget mõõdetakse 200 V vahemikus, näitab arvesti 9,2 V (ümardatud, seega vähem täpne).
Kõige täpsem mõõtmine sõltub seega seadistatud mõõtevahemikust ja ekraani eraldusvõimest. Madala eraldusvõimega ekraanidel ei saa täpse mõõtepiirkonnaga kuvada kõige täpsemat pinget.
Näidatud multimeetriga saab mõõtepiirkonda reguleerida ainult käsitsi. Ulatuslikumatel multimeetritel on nupp “Autorange”, kus arvesti ise määrab parima mõõtepiirkonna (oma resolutsiooni alusel). Ainult lihtsate multimeetritega on võimalik valida ainult Volt, Ampere (jne) režiimi ja mõõtepiirkond on sageli standardina 20 V (seega 0,01 V resolutsiooniga).
Teine probleem on see, et arvestis on alati kõrvalekalle. Hälve on suurim, kui eraldusvõime on seatud liiga madalaks. Lisateavet selle kohta leiate järgmistest peatükkidest "Absoluutsed ja suhtelised vead".
Arvutage absoluutne viga:
Igal multimeetril on teatud täpsus. Selle täpsuse leiate spetsifikatsioonidest (juhendist). Nende andmete põhjal saab arvutada mõõtmise hälbe. Arvutada saab kahte mõistet; "absoluutne viga" ja "suhteline viga". Absoluutne viga on pinge voltides ja suhteline viga arvutatakse protsentides.
Näide:
Pinge (U) = 12,55 V
± (0,3% rdg + 1d)
rdg = näit = ekraanilt loetud väärtus (mõõdetud väärtus)
1d = 1 number = eraldusvõime (20 V vahemikus vastab 1 number 0,01 V ja 2 V vahemikus 0,001 V).
Tegelik pinge on 12,55 volti. Seda mõõdetakse 20 V vahemikus.
0,3% rdg on 0,3% 12,55 V = 0,038 V.
20 V vahemikus 1d = 0,01 V.
Absoluutne koguviga on siis: näit + 1 number = absoluutne viga. Arvudes: 0,038 + 0,01 = 0,048 V
Lõplik vastus absoluutse veaga on:
U = 12,55 ± 0,05 V.
See tähendab, et mõõt on kuskil 12,50–12,60 volti.
Odavatel multimeetritel on sageli suurem hälve kui kallimatel, nii et ka kogu absoluutviga on suurem. See tõestab nüüd, et "odavad multimeetrid" ei suuda täpseid mõõtmisi teha.
Arvutage suhteline viga:
Kui absoluutne viga arvutatakse protsendina lugemisväärtusest, nimetatakse seda suhteliseks veaks. Seda suhtelist viga kasutatakse tavaliselt arvestite võrdlemisel.
Eelmise multimeetri suhteline viga on: täielik absoluutne viga / (jagage) tegelik pinge x (korrutage) 100% = suhteline viga.
Arvudes: U = 0,038 / 12,55 x 100 = 0,30%.
Lõplik vastus suhtelise veaga on:
U = 12,55 ± 0,3%.
12,55 V miinus 0,3% annab vastuseks 12,50. Pluss 0,3% on siis 12,60. See on sama, mis arvutati absoluutveaga, kuid on väljendatud protsentides.
Mõõtmine multimeetriga:
Pinget, voolu ja takistust mõõdetakse erinevalt. Kuidas multimeetriga õigesti mõõta, selgitatakse lehel olevate näidetega mõõta multimeetriga.
Ostsilloskoobiga mõõtmine:
Ostsilloskoop (lühidalt ulatus) on graafiline voltmeeter. Pinge kuvatakse graafiliselt aja funktsioonina. Ulatus on ka väga täpne. Aega saab seadistada nii väikeseks, et anduritelt (nt lambda-andurilt) või ajamite (nt pihusti) signaale saab kuvada suurepäraselt.
Leheküljel on selgitatud, kuidas skoobiga mõõtmisi tehakse mõõta ostsilloskoobiga.
