75594532-električna-mjerenja (1)

7/29/2019 75594532-elektrina-mjerenja (1)

1/16

0

DDraga

qwertzuiopasdfghjklyxcvbnmq

wertzuiopasdfghjklyxcvbnmqw

ertzuiopasdfghjklyxcvbnmqwer

tzuiopasdfghjklyxcvbnmqwertzuiopasdfghjklyxcvbnmqwertzui

opasdfghjklyxcvbnmqwertzuiop

asdfghjklyxcvbnmqwertzuiopasdfghjklyxcvbnmqwertzuiopas

dfghjklyxcvbnmqwertzuiopasdf

ghjklyxcvbnmqwertzuiopasdfgh

klyxcvbnmqwertzuiopasdfghjklyxcvbnmqwertzuiopasdfghjkl

yxcvbnmqwertzuiopasdfghjkly

xcvbnmqwertzuiopasdfghjklyxc

vbnmqwertzuiopasdfghjklyxcvb

nmqwertzuiopasdfghjklyxcvbn

mqwertzuiopasdfghjklyxcvbnm

qwertzuiopasdfghjklyxcvbnmqwertzuiopasdfghjklyxcvbnmqw

Struno usavravanje uitelja

tehnike kulture (mentora) iz

podruja elektrotehnike(nelektoriranitekst)

Elektrina mjerenja

Kraljevica,oujak2011.

Pripremio:DraganStanojevi,prof.


2/16

1

UNIVERZALNI MJERNI INSTRUMENT (MULTIMETAR,UNIMER)

Za ispitivanje ispravnosti raznih elektrinih ureaja u domainstvu, u radionici, ili zaodravanje elektrinih strojeva u proizvodnim pogonima potrebno je mjeriti struje,napone i otpore. Poto je nepraktino nositi vie instrumenata konstruiran jeuniverzalni mjerni instrument ( poznat pod nazivom unimer i multimetar ).On je lako prenosiv, mehaniki otporan i dovoljno toan za rad na terenu, a njime semogu mjeriti istosmjerni i izmjenini naponi i struje, i elektrini otpor. U prvom djeluteksta bit e prikazan analogni instrument ( instrument sa kazaljkom) a zatim idigitalni instrument koji rezultat ispisuje u obliku brojki na LCD displeju.U unimere se ugrauje instrument sa zakretnim svitkom. Izmeu polova stalnog

magneta ugraen je svitak na kome je uvrena kazaljka. Protjecanje struje krozsvitak stvara magnetsko polje. Uzajamno djelovanje ovog magnetnog polja stalnogmagneta dovodi do zakretanja kazaljke.Protumoment stvaraju spiralne opruge i po prestanku struje vraaju kazaljku na nulu.Ovakvim instrumentom mogu se mjeriti samo istosmjerne struje i naponi. Da biunimer mogao mjeriti i izmjenine veliine u njega se ugrauje ispravlja sa dvije ilietiri diode koji izmjeninu struju i napon pretvori u istosmjernu. Kada se mjereizmjenine veliine instrument pokazuje efektivnu vrijednost struje i napona.

1. Vani pojmovi u elektrinim mjerenjima:

Mjerni opseg-je najvea vrijednost mjerene veliine koju instrument moe izmjeriti.Mjerni opseg odreujemo mi postavljanjem preklopnika u odgovarajui poloaj.Konstanta instrumentaje broj koji se dobije kada se mjerni opseg podijeli s brojempodjeljaka na skali u koju emo gledati.

Podjeljak na skali je razmak izmeu bilo koje dvije oznake na skali. Da bi imali tonooitavanje u kazaljku se mora gledati pod pravim kutom. U tome nam pomae maloogledalo ( kazaljka i njena slika u ogledalu se poklope ).


3/16

2

Instrument "UNIMER 43" ISKRA Kranj

Prikljuak koji se koristi u svimmjerenjima. Oznaava se znakom ilislovima COM. Predstavlja referentnu

toku, odnosno minus prikljuakampermetra i voltmetra

Prikljuak zamjerenjevelikih

izmjeninihstruja

Prikljuak za mjerenjenapona, struje i otpora.

Plus prikljuak primjerenju istosmjernih

struja i napona

Kazaljka

Ogledalo

Mali

preklopnik

Dugme zakorekcijunule na

omskoj skali

Veliki

preklopnik

Slika 1. Analogni multimetar


4/16

3

Na instrumentu se nalazi vie oznaka. Neke od njih su :

- Instrument je konstruiran za rad u horizontalnom poloaju. Ako se postavipod kutom ili okomito radit e, ali vjerojatno pokazivanje nee biti tono.

- Ova oznaka se moe nai na instrumentima koji su predvieni za rad uokomitom poloaju i koji se montiraju npr. na radne stolove.

- Instrument sa ovakvom oznakom mjeri istosmjerne i izmjenine veliine

2,5 - Oznaka za klasu tonosti, odnosno maksimalnu postotnu greku kojupraviinstrument pri punom skretanju kazaljke. Najee klase tonosti su: 0,1; 0,2; 0,5; 1;1,5; 2,5; 5. Vidimo da na unimer ne spada u tone instrumente.

- Instrument sa zakretnim svitkom i ugraenim ispravljaem s diodama.

- Ispitni napon 3 kV

2. Izbor skale

Kada imamo vie skala postavlja se pitanje u koju gledati ? U ovom primjeru vidjetemo da pravilan izbor skale olakava mjerenje a gledanje u pogrenu skalu ganepotrebno zakomplicira.Poto broj oitanih podjeljaka na izabranoj skali treba pomnoiti sa konstantom, skalutreba birati tako da konstanta bude broj lak za mnoenje - dakle da bude 0,1; 1; 10 ili100. Loim izborom skale konstanta e biti dva, pet ili na primjer 3,3.Na slikama je prikazano pokazivanje instrumenta "unimer 45" prilikom mjerenjaistosmjernog napona od 170 V. Na slici 2preklopnik je postavljen u poloaj 600 V =.To znai da je mjerni opseg 600 V, tj. pri punom skretanju kazaljke instrumentanapon je 600 V, na polovini skale je 300 V itd... Naponi vei od 600 V se ne mogumjeriti. Na skali oznaenoj slovima V, A na kojoj se oitava napon i struja imamodvije skale gornju, koja ide od 0 do 6 podjeljaka, i donju od 0 do 30 podjeljaka. Akoje na izbor gornja skala konstanta e biti K = 600V / 6 podjeljaka = 100 volti popodjeljaka. Oitavamo 1,7 podjeljaka, = 1,7. Rezultat mjerenja je K * = 170 V.Ako meutim izaberemo donju skalu konstanta e biti 600 / 30 = 20. Oitavamo 8,5podjeljaka pa je rezultat 20 * 8,5 = 170 V. Rezultat je isti, moemo dakle gledati idonju skalu. Ipak, posle mjerenja e ostati dilema jesmo li dobro procijenili 8,5podjeljaka?Moda je ipak procjena pogrena, moda je tona procjena 8,4 ili 8,6podjeljaka?


5/16

4

Poto je mjereni napon 170 V to znai da moemo smanjiti mjerni opseg i prebacitipreklopnik u poloaj 300 V. Dobit emo vee skretanje kazaljke i vjerojatno tonije

mjerenje. Dakle, na sljedeoj slici( slika 3) mjerni opseg je 300 V.Naravno da emo gledati u donju skalu sa 30 podjeljaka pa e konstanta biti 300 V /30 pod = 10V/pod. Oitavamo 17 podjeljaka, to pomnoeno sa konstantom 10 daje170 V.Ako smo skloni kompliciranju stvari moemo izabrati i gornju skalu sa 6 podjeljaka.Tada konstanta nee biti 10, nego 300 / 6 = 50. Broj podjeljaka koji instrumentpokazuje na ovoj skali je 3,4 pa da bi doli do rezultata treba pomnoiti 50 * 3,4 =170 V.

Slika 2. Mjerni opseg600 V

Slika 3. Mjerni opseg300 V


6/16

5

3. Uporaba analognog unimera

3.1. Mjerenje napona

Instrument se pretvara u voltmetar tako to se veliku kruni preklopnik postavi na

podruje oznaeno slovom V. Ovisno od toga da li mjerimo istosmjerni ili izmjenininapon mali preklopnik se postavi lijevo ili desno na odgovarajuu oznaku ( = ili ).Mjerenje se obavezno poinje sa najveeg mjernog opsega. Na taj nain sesprjeava unitenje instrumenta koje je lako mogue ako se mjerenje pone namalom mjernom opsegu, a napon bude vei od oekivanog. U tom sluaju kazaljkanaglo skree, moe se iskriviti ili ispasti iz leita a u opasnosti je svitak u zakretnomsustavu. Osigura (ako postoji) i zatitne diode nisu uvijek dovoljno sigurna zatita.Ako je skretanje kazaljke malo, ili se uope ne primjeti, moe se postupno i vrlooprezno smanjivati mjerni opseg dok kazaljka ne skrene toliko da omogui normalnooitavanje. Biramo skalu u koju emo gledati, odreujemo konstantu instrumenta ioitamo skretanje kazaljke. Broj podjeljaka koji smo oitali mnoimo sa konstantom i

dobili smo mjereni napon. Na osnovu dobivenog rezultata vidjet emo moe li se josmanjiti mjerni opseg.Ako se mjeri istosmjerni napon toka veeg potencijala ( ili npr. + baterije ) mora sedovesti na prikljuak +VA. Ako se ovdje pogrijei kazaljka e skretati na pogrenustranu ( lijevo ). Kada se mjeri izmjenini napon ne mora se voditi rauna oprikljucima, ispravlja u instrumentu osigurava da kazaljka uvijek skree udesno.Voltmetar se spaja paralelno elementu na kome mjerimo napon. Unutranji otporvoltmetra je veoma veliki ( u idealnom sluaju beskonaan ) tako da kroz voltmetarpraktino ne protjee struja.

3.2. Mjerenje jakosti elektrine struje

Ampermetar se u strujni krug povezuje serijski (slika 4). Unutranji otpor ampermetrau idealnom sluaju je jednak nuli a i u stvarnosti je vrlo mali, kako ne bi mijenjaostanje u krugu.Unimer se pretvara u ampermetar postavljanjem velikog preklopnika na podrujeobiljeeno slovom A. Mjerenje se poinje obavezno na najveem mjernom opsegu,koji po potrebi veoma oprezno smanjujemo. Mali preklopnik se postavi naodgovarajuu oznaku za vrstu struje koja se mjeri.Ako se ukae potreba za smanjenjem mjernog opsega prvo se struja mora prekinutina nekom prekidau ili iskljuenjem napajanja, pa tek onda se preklopnik postavi u

drugi poloaj i prekida se ponovo ukljui. Na ovaj nain se sprjeava da se strujaprekida na kontaktima preklopnika i da on bude oteen iskrenjem.

Slika 4. Mjerenje jakostielektrine struje


7/16

6

3.3. Mjerenje otpora

Veliki postotak mjerenja, moda i 90% su mjerenja otpora. Mjerenjem otpora grijaa,prekidaa, namotaja motora i transformatora itd.. kao i nekih elektronikih

komponenti moe se doi do zakljuka o ispravnosti dijelova ureaja bez opasnostipo rukovatelja.Veliki preklopnik treba prebaciti u jedno od podruja oznaenih sa a malipreklopnik udesno. Analognim instrumentima za mjerenje struje i napona nijepotreban vlastiti izvor napajanja. Meutim, za mjerenje otpora baterija je neophodna.Veina instrumenata koristi jednu ili dvije baterije od 1,5 V. Instrument praktino krozmjereni otpor (preko preklopnika i mjernih sondi) proputa struju iz baterije pa ekazaljka vie skretati pri mjerenju manjih otpora. Zbog toga su nain mjerenja otpora iomska skala drugaiji nego kada se mjeri struja i napon.Oitavanje vrijednosti otpora vri se na posebnoj crnoj skali. Ova skala je drukija odostalih jer je obrnuta, tj. nula se nalazi na desnoj strani a na lijevoj strani je . Osim

toga razmak izmeu podjeljaka nije isti, prvi podjeljci su dosta razmaknuti a zatimgledajui nalijevo razmak je sve manji, da bi pri kraju bili toliko zbijeni da je tonooitavanje nemogue.

Prije upotrebe ommetra treba prikljuke instrumenta kratko spojiti (slika 5). Kazaljkamora skrenuti do kraja, odnosno mora pokazati nulu. Ako nije dola do nule, ili jemoda prela jo udesno od nule, njen poloaj se korigira, tj. postavi se na nuluokretanjem okruglog gumba. Ovo podeavanje se mora radit povremeno zbogstarenja i troenja baterije u instrumentu.Vrijednost mjerenog otpora se dobije kada se oitani broj podjeljaka pomnoi sabrojem koji pokazuje veliki preklopnik. Mjerenje otpora se ne mora poeti sa najveegmjernog opsega. Veliki preklopnik se postavi na vie podruja, a zadri se u poloajuna kome kazaljka stoji otprilike negdje izmeu 1/2 i 2/3 skale jer je u tom dijelu

oitavanje najtonije.

Po potrebi s pomougumba za korekciju

postaviti kazaljku na nulu.

Skala za oitavanjeotpora..

Slika 5. Mjerenje

otpora


8/16

7

4. Digitalni univerzalni mjerni instrument

Sve to je reeno o analognim instrumentima u vezi naina prikljuenja u strujni krug,unutranjeg otpora i naina mjerenja (poetak mjerenja se najveeg mjernog opsega)vai i za digitalne instrumente.

Kod digitalnog instrumenta oitavanje mjerene veliine je mnogo lake i tonije.Vrijednost se direktno oita na ekranu, dakle nema dilema oko izbora skale,odreivanja konstante instrumenta i mnoenja sa njom, i nema subjektivnih greakapri oitavanju broja podjeljaka. Ako je mjerena veliina vea od mjernog opsega

instrument e to vjerojatno "preivjeti" a grekue signalizirati ispisivanjem broja "1" na prvommjestu. Nije osjetljiv ni na zamjenu prikljuaka "+"i "-", pokazat e tonu vrijednost uzispisivanje minusa ispred rezultata mjerenja.Ipak, zbog naina indikacije ovaj instrument nijepogodan za praenje promjene mjerene veliine.

Na slici 6 je instrument koji se kod nas moe lakonabaviti. Ima sasvim zadovoljavajuu tonost ikvalitetu obzirom na nisku cijenu.

Brojevima na slici 7 su obiljeeni:

1.) PREKLOPNIKU ovisnosti od njegovog poloaja, oviminstrumentom se moemjeriti:DCV istosmjerni naponACV izmjenini naponDCA istosmjerna struja10A istosmjerne struje do 10 A- mjerenje otpora

- provjera diodahfe - podruje koje omoguavaprovjeru tranzistora koji se postavi uodgovarajue podnojeOFF iskljuen instrument

2.) DISPLAY (EKRAN) - Ovaj instrument ima 3 1/2znamenke, to znai da prva znamenka, ako jeispisana, moe biti samo jedinica. Na njemu postojiindikacija negativnog polariteta, istroenosti baterijei visokog napona. Bolji instrumenti ispisuju imjerenu veliinu ( V, mV, mA ... ), imaju pozadinsko osvjetljenje ekrana, a neki imajui "traku" koja imitira skalu analognog instrumenta. Znak na displeju 1 signalizira daje mjerena veliina vea od mjernog opsega. To je i oznaka za beskonaan otpor.3.) PRIKLJUAK COM masa, tj. minus ampermetra, voltmetra i ommetra.4.) Prikljuak za mjerenje napona, otpora i struje do 200 mA.

5.) Prikljuak koji se koristi za mjerenje velikih istosmjernih struja do 10 A.6.) Podnoje za testiranje pojaanja tranzistora h fe.

Slika 6.Mjerenjenapona

Slika 7.Digitalni

multimetar


9/16

8

4.1. Uporaba digitalnog mjernog instrumenta

8.1. Mjerenje napona baterije 8.2. Mjerenje otpora otpornika

8.3. Mjerenje potencijalnog pragadiode-napona pri kojem dioda

postaje vodljiva

8.4. Mjerenje koeficijenta strujnogpojaanja tranzistora


10/16

9

Prilog 1.MJERENJE ISTOSMJERNOG NAPONA AKUMULATORA

Na mjernom opsegu 15 V na crnoj skali od 0 do 15 podjeljaka praktino direktnooitavamo napon. Na ovom podruju vidi se da je mjereni napon zapravo 12,6 V.Ovo mjerenje je najtonije, kao to se vidi uope nije teko izvriti dobre procjene satonou od 0,1 volt.S obzirom da je slijedei raspoloivi mjerni opseg 5 V, a mjereni napon je vei od

njega, mjerni opseg ne smijemo smanjiti na 5 V.

Prikljuak spojen s +polom akumulatora

Gledamo gornjeskale namijenjeneza mjerenjeistosmjernih veliina

Veliki preklopnik jenamjeten napodruje zamjerenje napona.Mjerenjezapoinjemo snajveeg mjernogopsega.

Preklopnik zaodreivanje mjere lise izmjenine iliistosmjerne veliine


11/16

10

Prilog 2.MJERENJE IZMJENINOG NAPONA KUNOG PRIKLJUKA

Prikljuni vodii ( sonde ) sudobro izolirani tako da nemaopasnosti od strujnog udara naravno, ako nedodirujemo metalne vrhovesondi.Napon u prikljunici jeizmjenini pa malipreklopnik mora bitiprebaen ulijevo. I samaoznaka je crvena, toznai da se pri mjerenjuizmjeninih veliina koristecrvene skale a najveimjerni opseg je crvena1000. Na crvenoj skali sa 10podjeljaka ( konstanta je100 V/pod ) oitavamo 2,2 podjeljaka, tj. 220 V. Mjereni napon je manji od slijedeegmjernog opsega od 300 V, pa emo za toniji rezultat prebaciti preklopnik na poloaj300 .Na slici vidimo da na skali sa 30 podjeljaka ( konstanta 10 ) kazaljka stoji na

dvadeset treem podjeljaku, to zna

i da je napon ustvari 230 V. S obzirom da sudozvoljena odstupanja napona gradske mree do 10 % , izmjereni napon je u redu.

Kada se mjere izmjenine struje i naponi kazaljka e uvijek skretati u pravom smjerubez obzira gdje se stavi koja sonda zbog ispravljaa u instrumentu.


12/16

11

Prilog 3.MJERENJE STRUJE

U praksi e biti rijetke situacije kada e se koristiti ampermetar. esto je nepraktinoprekidati strujni krug i serijski u njega ubacivati instrument naime, treba rastaviti

postojeu vezu, ponekad se bukvalno mora presjei ica ili odlemiti element izureaja.Pri provjeri elektronskih sklopova esto nam je potreban podatak ima li struje kroznekielement npr. tranzistor ili otpornik, i kolika je ona. Da se ne bi odlemljivao otpornik ilemile dvije ice za vezu sa ampermetrom, ( a po zavretku mjerenja sve vraalo nastaro ) mnogo je praktinije rjeenje izmjeriti napon na otporniku. Za mjerenje naponanita se ne mora odspojiti, mjerne sonde se stave na krajeve otpornika i time jeostvarena paralelni spoj voltmetra. Kada se zna napon na krajevima otpornikapodijelit emo napon sa vrijednou tog otpora ( koja je zahvaljujui obojenimprstenima poznata ) i tako smo saznali ima li struje kroz njega i kolika je.


13/16

12

Prilog 4.MJERENJE OTPORA OD 180 NA RAZLIITIM MJERNIMOPSEZIMA

Na slici A je poloaj kazaljke pri mjerenju otpora 180 oma kada je preklopnik napoloaju X1. Toan broj podjeljaka je teko odrediti jer na malom rastojanju je ak100 podjeljaka. Broj podjeljaka koji procijenimo ( dakle, oko 180 ) mnoi se sa 1 pa jerezultat mjerenja oko 180 .Ako se preklopnik pomakne u poloaj X10 ( slika B ) kazaljka pokazuje 18 podjeljaka,vidi se da ne postoji dilema jeli je broj podjeljaka 17, 18, 19 ili moda 17,5 ... Ovih 18podjeljaka pomnoi se sa deset kao to pokazuje preklopnik, dakle rezultat je 180 .Ako bi isti otpor pokuali izmjeriti na podruju X100 bio bi veliki problem procijeniti dalikazaljka pokazuje 1,7 1,8 ili 1,9 podjeljaka. Primjerice ako procijenimo da je u pitanju

1,7 podjeljaka, kad se to pomnoi sa 100 pravi se greka od 10 oma iako procjenanije bila loa.Na slici D se vidi da je mjerenje ovog otpora na podruju X1k praktino nemogue.Bie dobro ako uope primjetimo da rezultat nije 0 oma, a posebno oitati 0,18podjeljaka koje pokazuje kazaljka.Mogua greka prilikom mjerenja otpora nastaje kada se rukama pridrava otpornikkoji se mjeri. Tako se paralelno mjerenom otporu dodaje otpor vlastitog tijela i rezultatje manji od prave vrijednosti. Ovo je naroito izraeno na podruju X1k (slika D).Greka je takoer mogua ako se mjeri vrijednost otpornika koji je zalemljen natiskanu ploicu.Utjecaj drugih elemenata spojenih paralelno tom otporu takoersmanjuje rezultat mjerenja.

slika A slika B

slika C slika D


14/16

13

Prilog 5.ISPITIVANJE ISPRAVNOSTI (MJERENJE OTPORA) GRIJAA

Najjednostavniji nain ispitivanja ispravnosti grijaa elektrotoplinskih ureaja jemjerenjem otpora. U veini sluajeva ovakav nain ispitivanja je pouzdan, iako se

moe dogoditi i pogreka, primjerice kad je grijaa ica u prekidu, a strujni krug jezatvoren jer se mjesto prekida prespojilo (npr. krhotinom oklopa grijaa).Osim mjerenja otpora, moe se ispitati postoji li proboj na masu, odnosno jesu lineizolirani dijelovi grijaa pod naponom.Primjer mjerenja otpora:Grijau snage 1000 W namijenjen radu na 230 V otpor se da lako izraunati premaOhmovom zakonu jer su grijai isti omski otpornici.

U normalnim uvjetima ovaj grija vue iz mreestruju od 4,34 A.

Ako mjerenjem utvrdimo da je otporgrijaa priblino gornjoj vrijednosti ,grija je ispravan.

snaga (W) = napon(V) x jakost struje(A)P= U x I I= P/U

I= 1000 W/230 V= 4,34 A

jakost struje(A) = napon (V) / otpor ()I= U/R R=U/IR= 220 V/ 4,34 A= 50,7


15/16

14

Prilog 6. Zadaci za praktini rad-elektrina mjerenja

1. Izmjeri napon izvora istosmjerne struje i podatke zapii u tablicu.

R.br Izvor istosmjerne struje Izmjereni napon (V)1. Baterija 1-

2. Baterija 2-

3. Baterija 3-

2. Izmjerite jakost elektrine struje u strujnom krugu istosmjerne struje u koji suprikljueni razliite vrste troila. Podatke upii u tablicu.

R.br Troilo Snaga

troila(W)

Radni

napon(V)

Jakost elektrine

struje(A)

Zapaanja

(oitano s natpisne ploice) (izmjerena vrijednost)

1. arulja

2. Brushelesselektromotor

3. Istosmjernielektromotor

3. Izmjerite otpor otporne ice razliite duljine. Podatke upiite u tablicu.Izraunajte koliki je specifini otpor materijala ako je povrina poprenogpresjeka ice 1 mm2. Od kojeg je materijala ica izraena?

R.br Duljina ice-l(m) Otpor-R () Specifini otpor-(mm2/m)

1. O,3 m

2.

3.

* Specifini otpor cekasa je 1.1 mm2/m, kantala 0.5 mm2/m, bakra 0.17 mm2/m i zlata0.023 mm2/m.

Upute:

Vodi presjeka S mm2 duine lpruat e prolasku struje otpor: R= x l/S

Iz te formule moemo izraunati vrijednost specifinog otpora: =RxS/ l

Izraun:


16/16

15

4. Univerzalnim mjernim instrumentom izmjerite otpor grijaa elektrotoplinskogureaja namijenjenog za rad na 230 V. Podatke upii u tablicu.Raunskim putem s pomou uputa s radnog lista 5 odredite vrijednost otpora.Usporedi dobivene rezultate i napii zapaanja o mjerenju.

R.br Troilo Snagatroila(W)

Radninapon

(V)

Otpor grijaa()

Otpor grijaa()

(oitano s natpisne ploice) (izmjerena vrijednost) (izraunata vrijednost)

1. Grijaperilice

2. Grija 2

Izraun:

Zapaanja:

.

75594532-električna-mjerenja (1)

Documents