ölçü cihazlarından anlayan yok mu

quote:

Orjinalden alıntı: roxbury81

Bir multimetre kullanıcısı olarak ihtiyaç duyduğumuz veya duyacağımız multimetreyi seçerken veya yüksek hassasiyet gerektiren uygulama alanlarında kullanmamızı gerektiren durumlarda bu konu ile ilgili bazı teknik terimlerin ve detaylarının bilinmesi daha sağlıklı bir seçim ve daha sağlıklı bir sonuç elde etmemize büyük ölçüde yardımcı olacaktır. Digit , Counts , Resolution , Accuracy gibi terimler digital multimetrenin temel yapısını ortaya çekartan temel konulardır.
Şekil 1-2. Örnek multimetre limit değerleri
Digit

Digital bir multimetre de ölçülen değerler sayısal bir göstergede ondalık sayı sisteminde görüntülenir , yani direkt olarak büyüklük okunur. Bu sayısal göstergedeki hane sayısı o multimetre için digit sayısını veya o göstergede okunabilecek maksimum büyüklüğü ifade eder.

Örneğin : 3 1/2 Digit = 1999 büyüklüğünü, 4 1/2 Digit = 19999 büyüklüğünü ifade eder.

Burada tam sayı göstergede 0 dan 9 'a kadar sayıları gösterebilen hane sayısı 1/2 ise 0 veya 1 sayısını gösterebilen haneyi ifade eder. Hane sayısının büyüklüğü multimetre 'nin hassasiyetini ve doğruluğunu da belirler , 4 1/2 Digit multimetreler 3 1/2 Digit multimetreler den daha hassas ve doğrudurlar. Çünkü digit sayısı multimetreyi oluşturan Analo&Digital dönüştürücüye bağlıdır. Günümüzde üretilmekte olan multimetreler minimum 3 1/2 digit göstergelidir.

Count

Digit ifadesinin farklı bir ifade şeklidir. Günümüzde 3 1/2 ve 4 1/2 gibi yarımlı tamsayılardan oluşan göstergelere ilaveten 3 3/4 ve 4 3/4 gibi çeyrekle ifade edilen göstergeler üretilmeye başlandı , fakat bu çeyrekli gösterge sistemi önceleri 3200 gibi sayıları ifade ederken günümüzde 3200 ile 4000 arasındaki sayıları ifade eder oldu. İşte bu karmaşayı ortadan kaldırmak için digit yani hane sayısı yerine göstergede görüntülenebilecek en büyük sayıyı ifade eden rakam Count olarak tanımlanmaya başlandı.

Örneğin : 3 1/2 Digit =1999 Count 4 1/2 Digit = 19999 Count , 3 3/4 Digit = 4000 Count 4 3/4 Digit = 40000 Count gibi. Count ifadesi Digital multimetreler ifade etmek için karışıklıkları önlemesi bakımından daha sağlıklı bir ifade şeklidir.

Resolution (Çözünürlük)

Digital multimetre seçiminde uygulamalarınıza bağlı olarak büyük önem ifade eder. COUNT VEYA Digit sayısına bağlı olarak multimetrenizin gösterebileceği en küçük değeri ifade eder. Çözünürlüğün yüksek olması yapacağınız ölçümlerdeki detayların daha iyi ve sağlıklı okunmasını sağlar. Kısaca ölçümlerin ne kadar küçük parçalarla veya iyi yapıldığını gösteren birimdir. Bir DMM nin çözünürlüğünü bilmek yapılan o ölçüm için okunabilecek minimum değeri bilmek demektir. Çözünürlük kademeye ve Count sayısına bağımlıdır. Örnek olarak ; 3.123456 Volt gibi bir değeri ölçtüğümüzü varsayarsak;

Kademe 4000 Count 40000 Count, 4 V 3.123 Volt 3.1234 Volt, 40 V 3.12 Volt 3.123 Volt, 400 V 3.1 Volt 3.12 Volt olarak görüntülenecektir , yani çözünürlük kademeye ve Count sayısına bağlı olarak 0.0001 Volt ile 0.1 Volt arasında değişmiştir. Bu nedenle bir multimetre seçerken Count sayısının büyüklüğü yanında kademelerde önem taşır. Üst değerler genellikle belli bir standarda oturmuştur (1000 VDC , 750 VAC) fakat alt sınırlar cihaza bağlı olarak değişir , düşük kademelere sahip multimetreler düşük seviyeli ve hassas ölçümlerde büyük önem taşırlar.

Örneğin , BRYMEN firmasının ürettiği BM-837 model el tipi multimetrede Count sayısı 40000 dir ve 40 mV dan 1000 VDC ye kadar çok sayıda kademeye sahiptir ve 40 mV kademesinde 1 µV luk çözünürlüğe erişmektedir.

Accuracy (Doğruluk)

Özel koşullar altında müsaade edilebilen en büyük hatadır . digital multimetrelerde ölçüm hatası temel iki sebepten meydana gelir. Bu hatalar o digital multimetrede kullanılan Analog&Digital çeviriciden ve kademelerin oluşturulması için kullanılan gerilim bölücü direnç gruplarından kaynaklanır. Bu hata miktarı teknik dökümanlarda ±1% veya ±(1%+2) şeklinde verilir.

Örneğin ; ölçüm hatası ±1% olarak verilmiş bir multimetre ile 100.0 V olan bir gerilim olçülürken bu multimetrenin ekranından okunacak değer 99.0 V ile 101.0 V arasında , ±(1%+2) olarak verilmiş bir multimetrede ise 98.8 V ile 101.2 V arası olabilecektir demektir. Digital multimetrelerde ağırlıklı kullanılan ifade ±(1%+2) şeklinde olandır , çünki digital göstergeli tüm cihazlarda son hanedeki sayı ölçü aletinin yapısına , kademesine ve ölçülen birime göre sapma veya değişim gösterir. Analog ölçü cihazlarında hata tam skalada belirlenir. Okunan alanda değil , tam skala üzerinden doğruluk bulunur. Örneğin ; ±2% veya 3% (Full skala) gibi.

RMS Ölçüm

Bu ifade alternatif gerilim ve akımların ölçümünde kullanılan bir ifadedir. RMS değer efektif yada DC değerine eşdeğer AC değeridir. Örneğin ; 12 V 'luk bir DC gerilim uygulanmış bir lambanın verdiği ışık miktarını veren AC gerilime 12 AC RMS gerilimidir denir. Tüm dünyada kullanılan temel enerji kaynakları AC olması nedeni ile bu ifade ve ölçüm büyük önem ifade eder. Bütün standard Analog veya Digital ölçü aletlerinin AC ölçme bölümleri RMS değeri ölçecek şekilde üretilmişlerdir. Düzgün sinüsoidal bir AC değerin RMS değerini hesaplamak oldukça kolaydır.

RMS Değer = AC Tepe değer / 1.41 veya RMS Değer =AC Tepeden tepeye değer / 2.82

Multimetrelerde AC ölçümler için hata payları belirtilirken bu hata payının hangi frekanslar arasında olduğuda belirtilir , çünkü multimetrelerin temel ölçülendirme bölümleri DC gerilimle çalışırlar , bu nedenle tüm fonksiyonlar cihaz içinde DC gerilime çevirilirler , bu çeviricilerin doğru çalışabilme frekansları o multimetrelerin çalışabileceği frekans bandını belirler. Alt düzeydeki multimetreler esas olarak 50/60 Hz şehir şebeke geriliminin RMS değerini doğru ölçecek şekilde düzenlenmişlerdir orta düzeydeki multimetreler 400 ila 500 Hz arasında olmakla beraber bazı modellerde 1 KHz band genişliği bulunabilmektedir , üst düzey el tipi digital multimetrelerde örneğin BRYMEN BM-837 de bu değer 20 KHz 'e kadar ulaşmıştır. Daha yüksek frekanslara çıkılmak istendiğinde profesyonel masa tipi multimetreler seçilmelidir.

AC True RMS Ölçüm

Düzgün sinüsoidal gerilimlerin RMS değerlerini hesaplama yukarıda anlatıldığı gibi kolaydır , fakat sinüsoidal olmayan veya bozulmuş sinüsoidal gerilimlerin RMS değerlerinin hesaplanması özel yöntemlerle yapılmaktadır.

Bu nedenle ölçülecek AC değerler düzgün sinüsoidal olmayan veya kare dalga , üçgen dalga gibi farklı dalga formlarındaki AC değerlerin ölçümü için veya düzgün sinüsoidal gerilime bağlanmış endüktif veya kapasitif yüklerden dolayı Cos¢ söz konusu ise ölçüm için cihazın mutlaka AC/DC çeviricisinin TRUE RMS çevirici olması gerekir. (Örneğin: şebekeye bağlı bir transformatörün çektiği AC akım ölçülürken normal RMS olan multimetreler hatalı sonuç verir).

AC+DC true RMS :

Digital multimetrelerin içinde AC ölçümler için kullanılan AC/DC çeviriciler kapasitif kuplajlıdır. Eğer ölçülen büyüklük içinde hem AC hemde DC büyüklük mevcut ise TRUE RMS multimetreler bu büyüklüklerden sadece AC büyüklüğü ölçer , çünkü kapasitif kuplaj DC büyüklükleri geçirmez. Örneğin yarım dalga oğrultulmuş dalga formları tristör tatiklemeli çıkışlar DC motor sürücülerinin çıkışları darbeli DC gerilim veya akımlardır , bu nedenle hem AC hem de DC bileşenleri içerir ve bu değerler ne DC kademelerde nede AC kademelerde ölçülebilir. Bu tip dalga şekillerinin olduğu yerde AC/DC TRUE RMS bir multimetre kullanılması gerekir. Multimetre bu moda alındığında AC/DC seçimi yapılmaksızın ölçüm yapılır çünkü ölçülen değerin yapısına bakmaz sadece değeri ölçer. Bu nedenle ölçüm noktanızdaki gerçek RMS değeri ölçmek istiyorsanız AC+DC TRUE RMS bir multimetre kullanmanız gerekir. Bu özellik yakın zamana kadar büyük sistem tipi pahalı multimetrelerde mevcut idi , günümüzde artık bu özellik BRYMEN BM-837 de olduğu gibi el tipi ölçü aletlerindede yerini almaktadır.

Multimetrelerde Dikkat Edilmesi Gereken Hususlar ve Koruma

Multimetrelerde değişik özellikleri bir arada kullanılıyorsa kullanıcının probları yanlış konumda unutması veya yanlış fonksiyonda iken o fonksiyonla ilişkili olmayan bir büyüklüğü ölçmesi gibi hata yapma olasılığı oldukça yüksektir. Bu nedenle ölçme cihazları kullanılırken kullanıcının , multimetrenin ve ölçme yapılan cihazın emniyeti açısından çok dikkatli olunması gerekir.

Multimetrelerin başlıca bozulma nedenleri

Multimetrelerin bozulmalarına , kullanım klavuzlarında verilen sınırlar aşılmadığı sürece , cihazın yapısal veya üretim hatalarından ziyade %99 kullanım hataları sebep olmaktadır. Bu hataları iki bölüme ayırabiliriz.

Kullanıcılar ölçüm yaptıkları noktalardaki büyüklüklerin değerinii tam olarak bilememe veya tahmin edememelerinden dolayı o ölçüm noktasında istenmeyen büyüklüklerin bulunması veya ölçüm anında bu istenmeyen büyüklüklerin oluşması ile multimetrenin bozulması.

Tamamen kullanıcının yanlış ölçme yöntemi , yanlış prob , yanlış kademe seçimi veya ölçme anında kademelerin değiştirilmesi gibi hatalı uygulama neticesinde multimetrenin bozulması şeklinde ifade edebiliriz.

Bunlardan 2.bölümde belirtilen hatalar için kullanıcıların ölçümlerini yaparken daha dikkatli olmalarını önermekten başka yapabileceğimiz bir şey yok. Fakat 1 bölümde belirtilen hatalar için kullanıcının bilinçli ve bilgili olması ile önlenebilecek hatalardır. Bu gibi olaylardan bazılarına kısaca bakalım.

Switch-mode olarak ifade edilen yüksek frekanslı ve anahtarlamalı devrelerde ölçüm yapmak digital multimetreler için riskli yerlerdir. Bu nedenle çıkışı yeteri kadar filtre edilmemiş ve özellikle yüksek genlikteki çıkışlarda , çıkıştaki gerilimin üzerinde devrenin çalışma frekansına bağlı olarak darbeler bulunur bu darbeler yüksek frekanslı bileşenler içerdikleri için ölçüm olarak multimetre tarafınan hissedilmezler , ama multimetrenin terminallerinden girdikten sonra devre elemanları üzerinde hasara yol açabilirler ve hatta kullanıcıya bile zarar verebilirler

Bu nedenle bu tür ve tanımadığınız devrelerde digital multimetreleri gerekli önlemleri almadan kullanmamaya özen göstermelidir. Diğer bir risk ihtiva eden kullanım yeri endüktif yükler üzerinde gerilim ve akım ölçümü yapmaktır. Bu tip elemanlar üzerinde ölçüm yapılırken yük üzerinde ani gerilim değişimleri endüktif elemanlar üzerinde yüksek genliklerde ters indüksiyon akımlarının oluşmasına neden olurki bu olay multimetre için büyük risk teşkil eder. Örneğin ; Motor gibi endüktif bir yükten geçen akım ölçülmek isteniyorsa , devreye ilk gerilim verildiğin de yüksek kalkış akımından dolayı multimetrenizin sigortası atabilir bu anda enerji uygulanmış motor bobinlerinde meydana gelen ters indüksiyon akımlarından dolayı yüksek genlikli gerilimler oluşur , bu gerilimler o kadar yüksek değerlere ulaşırki ark şeklinde multimetrenizin içindeki komponentlere atlayarak genellikle cihazınızı tamir edilemeyecek duruma getirirler. Diğer bir hatalı ölçüm ise bir kontaktörün bobinlerindeki gerilim ölçülürken bobin uçlarına gelen gerilim kesilirse aynı şekilde yüksek genlikli gerilimler cihazınıza hasar verir.

Digital Multimetrelerde Koruma Yöntemleri

Standart multimetrelerde akım kademelerinde devreye seri hızlı atan sigortalar kullanılmıştır bu sigortalar cihazınızı belli ölçüde korurlar , fakat yeteri kadar hızlı olmadıkları için yinede bir risk vardır. Gerilim ve diğer fonksiyonlarda iç direncin yüksek olması ve devrede koruma amaçlı VDR elemanları sayesinde genellikle 500 VRMS 'e kadar bir koruma sağlanır. Yani birçok multimetreyi direnç kademesinde bile uzun süreli olmamak kaydı ile 220 Voltluk şebeke gerilimine bile bağlasanız bozulmazlar.

Fakat bu yöntem ölçüm anında yüksek genliklerde meydana gelebilecek darbeleri önleyemez. Gerçek manada koruma ise BRYMEN BM-837 digital multimetrelerde bulunan koruma yöntemidir. Bu multimetrede akım kademelerinde çok hızlı atan özel sigortalar kullanılmıştır. Diğer fonksiyonlar içinde multimetrenin giriş terminaline seri olarak koyulmuş bir emniyet direncinden sonra girişe paralel özel atlama (Spark) elemanları bulunmaktadır , bu atlama elemanları uçlarına belirli bir seviyenin üzerinde gerilim gelmesi halinde kısa devre gibi davranarak bu yüksek genlikli gerilimlerin veya darbelerin cihaz içinde ilerlemesini ve multimetrenin hasar görmesini önlerler. Eğer bu gerilimler belli ölçüleride aşıyorsa seri sigorta dirençleri bozularak multimetrenin terminal uçları ile elektronik devrelerinin arasındaki bağlantıyı kopartır ve cihazınızı korur. Böyle bir durumda multimetrenin sağlıklı çalışmasının devamı için bu sigorta dirençlerin değişmesi gerekir.

Bu nedenle bir multimetrenin seçiminde , ileride zor durumlara düşmemeniz için yukarıda anlatılan hususlara cihazın güvenilirliğine , teknik özelliklerinin ihtiyaçlarınızı karşılayıp karşılamadığına ve en önemlisi almayı düşündüğünüz her cihaz için geçerli olan , bir problemle karşılaştığınızda bu probleminizi çözecek teknik desteğin var olup olmadığına dikkat etmeniz gerekmektedir.

NOT: Alıntıdır