Tárgyak:
- Általános
- Analóg mérő
- Digitális multiméter
- Felbontás
- Állítsa be a mérési tartományt
- Számítsa ki az abszolút hibát
- Számítsa ki a relatív hibát
- Mérje meg a multiméterrel
- Mérje meg az oszcilloszkóppal
összesen:
Sok mindent mérnek a technológiában. Ez az oldal az autóipari technológiával kapcsolatos méréseket tárgyalja. Az autótechnológiában a mérések sokféle módon történhetnek, nevezetesen a fejlesztés, tesztelés, a folyamatok figyelése és a hibaelhárítás során. Ha valaki tudja, hogyan kell mérni, már csak irodalomra (folyamatábrákra) van szükség, hogy meghatározza, hol kell mérni.
Az autóiparban leggyakrabban használt (elektromos) mérőberendezések:
- Multiméter / analóg mérő: feszültség (U), áram (I) és ellenállás (R) mérésére szolgál. A digitális multiméter megjeleníti az értéket az LCD képernyőn, az analóg mérő pedig egy tű segítségével jelzi a mért értéket egy mögöttes skálán.
- Az oszcilloszkóp: Az oszcilloszkóp az idővonalon rögzíthető feszültségeket méri. Ez az idővonal beállítható (volt száma az Y tengelyen és az idő lefutása az X tengelyen).
Analóg mérő:
Az analóg mérő (mozgótekercs-mérő) egy állandó mágnesből és egy mozgó tekercsből áll. A mozgó tekercsen átfolyó áram mágneses mezőt idéz elő. A mágneses tér egymásra ható erői biztosítják, hogy a mozgó tekercs (a rászerelt mutatóval együtt) forogjon. Minél nagyobb az áramerősség (és ezáltal a mágneses tér), annál tovább fog mozogni a mutató.
Előnyök a digitális multiméterhez képest:
- Olcsó;
- Pontosabb 10 Hz alatt (nem felette).
hátránya:
- Nehezebben olvasható;
- Viszonylag lassú a mozgó mutató miatt.
Digitális multiméter:
A digitális multiméter az analóg mérőt helyettesíti. A mérőket folyamatosan fejlesztik (pontosság, sebesség és funkciók tekintetében). A multiméter A/D átalakítót tartalmaz. A mért analóg jel először feldolgozásra kerül, mielőtt megjelenne. Ez a művelet a kiválasztott funkciótól függ (volt, amper, ohm stb.) A digitalizált jel ezután a kijelzőre kerül. Azt a sebességet, amellyel ez megtörténik, „válaszidőnek” nevezik, amely a mérőműszer specifikációiban található. Az (A/D konverter) válaszideje az az idő, amely a bemeneti jel változásának regisztrálásához szükséges. Minél drágább a mérő, annál kisebb lesz ez a válaszidő.
Vannak digitális multiméterek manuális és automatikus tartománybeállítással. Ez beállítja a mérési tartományt. Az alábbi képen látható multiméter ezt automatikusan megteszi. A „Mérési tartomány” című fejezet további leírása ezen az oldalon található.
Felbontás:
A multiméterek által megjelenített számjegyek száma határozza meg a felbontást, és ezáltal a mérő leolvasási pontosságát is. A felbontás tehát csak a képernyőhöz kapcsolódik, és nem a mérési tartományhoz. Vannak 3½, 3¾ és 4½ számjegyű multiméterek. Minél több számjegyet tud megjeleníteni a multiméter, annál több szám lehetséges (tehát pontosabb mérés).
3½ számjegy:
Ez egy szabványos multiméter, amely maximum 200 V-ot tud pontosan mérni a 0,1 V-os tartományban. Ha olyan mérést végeznek, ahol a tényleges feszültség 22,66 V lenne, a mérő 22,6 V-ot mutatna.
3¾ számjegy:
Ezzel a multiméterrel a felbontás 10-szeresére nőtt, és ugyanazzal a méréssel (22,66 V a 3½ számjegyű multiméterrel) valójában 22,66 V-ot mutat. Ez egy század volttal több (és ezért pontosabb).
4½ számjegy:
Ez a multiméter minden tartományban tartalmaz egy extra számjegyet. A felbontás ismét 10-szeresére nőtt.
Mérési tartomány beállítása:
Az alábbi multiméter mérési tartománya manuálisan állítható be. Erre azért van szükség, hogy minden mérésnél a lehető legpontosabb eredményt kapjuk. Az akkumulátor feszültségének mérésekor a legjobb a 20 DCV opciót választani. Az akkumulátor feszültsége például 12.41-ként jelenik meg. A legjobb olyan mérési tartományt választani, amely a maximális mérési eredmény alatt lesz. Az akkumulátor feszültsége soha nem haladja meg a 99 voltot. Ha nagyobb felbontást választana (200 DCV), az akkumulátor feszültsége 12.4 (kevésbé pontos) lenne. Ennek a felbontáshoz van köze:
| Hatótávolság: | Felbontás: |
| 200 mV | 0,1 mV |
| 2 V | 0,001V |
| 20 V | 0,01 V |
| 200 V | 0,1 V |
| 2000 V | 1 V |
Példák erre a táblázatra:
- 100 V feszültség mérésekor a 200 V tartományban a mérő 100,1 V-ot mutat. Ha ugyanezt a feszültséget a 2000 V-os tartományban mérik, a mérő 100 V-ot mutat (kevésbé pontos).
- Ha a 9,188 V-os tartományban 2 V feszültséget mér, a mérő 9,188 V-ot mutat. Ha ugyanezt a feszültséget a 200 V-os tartományban mérik, a mérő 9,2 V-ot mutat (lekerekített, tehát kevésbé pontos).
A legpontosabb mérés tehát a beállított mérési tartománytól és a képernyő felbontásától függ. Alacsony felbontású képernyőkön a legpontosabb feszültség pontos mérési tartománnyal nem jeleníthető meg.
A képen látható multiméterrel a mérési tartomány csak manuálisan állítható be. A kiterjedtebb multimétereken van egy „Autorange” gomb, ahol a mérő maga állítja be a legjobb mérési tartományt (saját felbontása alapján). Csak az egyszerű multiméterekkel lehet csak Volt, Amper (stb.) módot választani és a mérési tartomány alapesetben gyakran 20 V (tehát 0,01 V felbontásnál).
További probléma, hogy mindig van eltérés a mérőben. Az eltérés akkor a legnagyobb, ha a felbontás túl alacsonyra van állítva. Erről bővebben a következő, „Abszolút és relatív hibák” című fejezetekben olvashat.
Az abszolút hiba kiszámítása:
Minden multiméternek van egy bizonyos pontossága. Ez a pontosság megtalálható a specifikációkban (a kézikönyvben). Ezzel az adattal kiszámítható a mérés eltérése. Két fogalom számítható ki; az „abszolút hiba” és a „relatív hiba”. Az abszolút hiba a feszültség voltban, a relatív hiba pedig százalékban kerül kiszámításra.
példa:
Feszültség (U) = 12,55 V
± (0,3% rdg + 1 d)
rdg = olvasás = a kijelzőn leolvasott érték (a mért érték)
1d = 1 számjegy = a felbontás (a 20 V-os tartományban 1 számjegy 0,01 V-nak, a 2 V-os tartományban pedig 0,001 V-nak felel meg).
A tényleges feszültség 12,55 volt. Ezt a 20 V-os tartományban mérik.
A 0,3% rdg a 0,3 V = 12,55 V 0,038%-a.
A 20 V-os tartományban 1d = 0,01 V.
A teljes abszolút hiba ekkor: a leolvasás + 1 számjegy = Abszolút hiba. Számokban: 0,038 + 0,01 = 0,048 V
A végső válasz abszolút hibával a következő:
U = 12,55 ± 0,05 V.
Ez azt jelenti, hogy a mérés valahol 12,50 és 12,60 volt között van.
Az olcsó multiméterek gyakran nagyobb eltérést mutatnak, mint a drágábbak, így a teljes abszolút hiba is nagyobb. Ez most azt bizonyítja, hogy az „olcsó multiméterek” nem tudnak pontos méréseket végezni.
Relatív hiba kiszámítása:
Ha az abszolút hibát a leolvasott érték százalékában számítjuk ki, relatív hibának nevezzük. Ezt a relatív hibát általában a mérők összehasonlításakor használják.
Az előző multiméter relatív hibája: teljes abszolút hiba / (osztva) a tényleges feszültség x (szorozva) 100% = a relatív hiba.
Számokban kifejezve: U = 0,038 / 12,55 x 100 = 0,30%.
A végső válasz a relatív hibával a következő:
U = 12,55 ± 0,3%.
A 12,55 V mínusz a 0,3% a 12,50 választ adja. Plusz 0,3% akkor 12,60. Ez ugyanaz, mint az abszolút hibával számított, de százalékban kifejezve.
Mérés multiméterrel:
A feszültség, az áram és az ellenállás mérése eltérő. A multiméterrel való helyes mérést az oldalon található példák magyarázzák el mérje meg a multiméterrel.
Mérés oszcilloszkóppal:
Az oszcilloszkóp (röviden hatókör) grafikus voltmérő. A feszültség grafikusan jelenik meg az idő függvényében. A hatótávolság is nagyon pontos. Az idő olyan kicsire állítható, hogy az érzékelőktől, például a lambda-szondától vagy a működtetőktől, például az injektortól érkező jelek tökéletesen megjelenjenek.
A távcsővel végzett mérések leírása az oldalon található mérje meg az oszcilloszkóppal.
