Taki artykul znalazłem w sieci.
Aparatura pomiarowa stosowana w pomiarach elektrycznych
Publikacja: 2003-04-29
Źródło: Dr inż. XXXXXXXXX - Dystrybutor firmy XXXXXXX
Rozwój technologii produkcji sprzętu elektronicznego doprowadził do powstania bardzo licznej grupy nowych rodzajów multimetrów elektronicznych
W handlu pojawiło się wiele odmian multimetrów cyfrowych przeznaczonych do pomiarów napięć stałych i przemiennych, rezystancji, sprawdzania złącz półprzewodnikowych, pomiaru pojemności kondensatorów, temperatury i innych wielkości.
Dwie grupy przyrządów
Cyfrowe
Multimetry cyfrowe są produkowane w dwóch grupach.
Do pierwszych można zaliczyć małe, przenośne mierniki o średniej dokładności, zasilane bateryjnie, zwykle o wskaźniku 3 i 1/2 cyfry (np. 1.999) lub 3 i 3/4 cyfry (np. 5.000).
Drugą grupę stanowią laboratoryjne multimetry cyfrowe, zwykle zasilane z sieci, o wskaźniku 4 i 1/2 cyfry (np. 1.9999) lub 5 i 1/2 cyfry (np. 1.19999).
Analogowe
Oprócz mierników cyfrowych nadal są produkowane i często stosowane mierniki analogowe. Mierniki magnetoelektryczne przeznaczone głównie do pomiarów napięcia i prądu stałego są produkowane jako laboratoryjne i mniej dokładne tablicowe, aparatowe i uniwersalne. Z wykorzystaniem mechanizmów magnetoelektrycznych produkuje się różne odmiany mierników przystosowanych do pomiarów w obwodach prądu przemiennego, do pomiarów licznych wielkości elektrycznych i nieelektrycznych. Są to mierniki prostownikowe, omomierze, megaomomierze i inne.
Mierniki elektromagnetyczne są przeznaczone do pomiarów prądu i napięcia w obwodach elektrycznych o częstotliwości zasadniczo 50-60 Hz. Mierzą poprawnie wartości skuteczne także przebiegów znacznie odkształconych. Laboratoryjne wykonania mierników elektromagnetycznych można stosować również w obwodach prądu stałego.
Mierniki elektrodynamiczne, obecnie produkowane głównie jako ferrodynamiczne są stosowane jako watomierze i waromierze do pomiarów w obwodach jednofazowych i w trójfazowych. Porównanie właściwości użytkowych mierników cyfrowych i analogowych może być zilustrowane licznymi przykładami z praktyki pomiarowej.
Różnice w wynikach pomiarów
Rezystancja wejściowa mierniki
Przykład: Do sprawdzenia braku napięcia przemiennego w gnieździe 220 V, użyto multimetru cyfrowego nastawionego na pomiar napięcia przemiennego. Woltomierz wskazał napięcie trochę mniejsze niż znamionowe, mimo otwartego wyłącznika na linii zasilającej gniazdo.
Następnie takie sprawdzenie wykonano woltomierzem elektromagnetycznym oraz prostownikowym. Oba wskazały napięcie równe zeru. Tak różne wyniki pomiarów można wyjaśnić bardzo dużą rezystancją wejściową woltomierza elektronicznego (np. 10 MW) i jednocześnie pojemnością elektryczną między otwartymi stykami wyłącznika.
Pojemność ta umożliwia przepływ niewielkiego prądu powodującego wskazanie napięcia przez multimetr. Z tego powodu, do kontroli napięcia w sieci, zaleca się stosowanie mierników analogowych o rezystancji wewnętrznej rzędu kiloomów.
Wrażliwość na przepięcia
Multimetry cyfrowe są wyposażone w układy scalone lub mikroprocesory, które są wrażliwe na przepięcia. Przykładem tego mogą być prowadzone badania obwodów oświetleniowych z lampami wyładowczymi, w których stosuje się zapłonniki generujące impulsy napięcia znacznej wartości. Stwierdzono, że pomiary napięcia na lampie i na dławiku woltomierzem elektromagnetycznym są bezpieczne dla miernika, natomiast pomiar napięcia multimetrem cyfrowym, nastawionym na zakres 1000V napięcia przemiennego, powodował uszkodzenie mikroprocesora, mimo że wartość skuteczna w obwodzie nie przekraczała 220V.
To doświadczenie wykazuje, że mierniki analogowe są bardziej odporne od cyfrowych na przepięcia występujące w badanym układzie.
Przebiegi odkształcone
Innym zagadnieniem, przy pomiarach napięcia przemiennego, jest trudność oszacowania błędu pomiaru przy przebiegach odkształconych. Woltomierze i amperomierze przebiegów przemiennych są przeznaczone do pomiarów głównie wielkości sinusoidalnych, i są wzorcowane w wartościach skutecznych. Pomiary przebiegów odkształconych są obarczone błędem od kształtu krzywej, zależnym od zasady działania przyrządu. Mierniki magnetoelektryczne prostownikowe mają odchylenia wskazówki proporcjonalne do wartości średniej przebiegu wyprostowanego, a są wzorcowane w wartościach skutecznych przebiegu sinusoidalnego. Wskazania miernika prostownikowego przy pomiarach przebiegów silnie odkształconych są obarczone błędami, które nie mogą przekraczać 10% wartości mierzonej. Identyczne błędy od kształtu krzywej występują w większości multimetrów cyfrowych, które nie są wyposażone w elektroniczny przetwornik wartości skutecznej (RMS-DC). W takich miernikach uzyskuje się np. odczyt trzy- lub czterocyfrowy, gdy tymczasem druga cyfra jest już błędna.
Większość użytkowników mierników cyfrowych nie zdaje sobie sprawy, że przy pomiarach napięć odkształconych multimetrem, dwie lub trzy końcowe cyfry wskazania są niepewne.
Miernikami, które poprawnie mierzą wartość skuteczną przebiegów odkształconych w obwodach energetycznych (50-60 Hz) są woltomierze i amperomierze elektromagnetyczne.
Również poprawny pomiar przebiegów odkształconych zapewniają multimetry cyfrowe wyposażone w przetwornik wartości skutecznej. Mierniki takie mają napis RMS (wartość skuteczna) lub TRUE RMS (prawdziwa wartość skuteczna). Jednak producenci mierników często nie podają prawdziwej informacji o tym, co naprawdę mierzą ich mierniki. Większość multimetrów, nastawionych na pomiar wartości przemiennych (AC), ma pojemnościowe sprzężenie w obwodzie pomiarowym, co powoduje, że mierzą one tylko składową zmienną - bez składowej stałej. Istnieją mierniki z napisem TRUE RMS, które mierzą także tylko składową przemienną. Uwzględniając definicję wartości TRUE RMS, użytkownik miernika może być wprowadzony w błąd, gdy w mierzonym napięciu zmiennym występuje składowa stała.
Miernikiem, który mierzy prawidłowo prawdziwą wartość skuteczną jest miernik elektromagnetyczny.
Wśród multimetrów cyfrowych laboratoryjnych istnieje nieliczna grupa, która daje możliwość mierzącemu wyboru pomiaru, np. napięcia, w trzech wariantach:
po wciśnięciu przycisku DC pomiar napięcia stałego wartość średnia
po wciśnięciu przycisku AC pomiar składowej zmiennej wartość skuteczna
po wciśnięciu przycisku AC+DC pomiar składowej zmiennej i stałej prawdziwa wartość skuteczna
Generowanie napięcia pomiarowego do pomiaru rezystancji
Do ważnych, z punktu widzenia ochrony przeciwporażeniowej, należą pomiary rezystancji izolacji maszyn, urządzeń i instalacji elektrycznych. Stosuje się różne odmiany mierników rezystancji izolacji. Wyróżnia się tu dwie zasadnicze grupy: induktorowe i bateryjne mierniki izolacji. W miernikach bateryjnych duże napięcie pomiarowe uzyskuje się z przetwornicy elektronicznej małej mocy. Natomiast w miernikach induktorowych, w których źródłem energii jest prądnica napędzana ręcznie, moc dostarczona do obwodu pomiarowego może być duża. Ma to istotne znaczenie przy pomiarach rezystancji izolacji długich linii kablowych o znacznej pojemności elektrycznej. W czasie pomiaru linia ładuje się prądem stałym kosztem energii źródła zasilania. Wynik pomiaru miernikiem induktorowym może ustalić się w ciągu kilkudziesięciu sekund, natomiast używając miernika bateryjnego, czas ustalenia wyniku jest znacznie dłuższy i zależy od stanu rozładowania baterii.
Praktyka wykazuje, że znacznie dogodniejsze i pewniejsze w użyciu są mierniki induktorowe, gdyż nie wymagają dodatkowych źródeł energii i są zawsze gotowe do pomiaru, a wskazania miernika nie zależą praktycznie od prędkości obrotowej korbki prądnicy.
Kontrolę jakości uziomów wykonuje się zwykle induktorowymi miernikami rezystancji uziemień. Zastosowanie induktora jako źródła zasilania w miernikach, zapewnia analogiczne zalety, jak w poprzednio opisanych miernikach induktorowych, a ponadto wykazuje niezależność wyników pomiarów od wpływu prądów błądzących.
Wnioski
Z przytoczonych przykładów i rozważań można wywnioskować, że elektryk zajmujący się pomiarami, powinien dysponować zestawem mierników zarówno cyfrowych, jak i analogowych. Oprócz rozpowszechnionych multimetrów cyfrowych, niezbędnymi są woltomierze i amperomierze elektromagnetyczne, mierniki uniwersalne, prostownikowe i watomierze ferrodynamiczne.
Dla osób zajmujących się badaniami sieci i urządzeń elektrycznych, nieodzowne są również induktorowe mierniki rezystancji izolacji oraz uziemień, mierniki parametrów pętli zwarcia oraz testery zabezpieczeń różnicowo-prądowych.
Wymienione tu przyrządy są produkowane w Polsce i dostępne w handlu - są to mierniki firmy XXXXXXXXX
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
Czy macie dwa zestawy mierników do pomiarów: analogowy
i cyfrowy ??? Jeszcze jedno; Jak zmierzyć miernikiem induktorowym współczynnik polaryzacji : R izolacji po 10 minutach do R izolacji po jednej minucie ? Tego w artykule nie napisano.