تحقیق مقاله آشنایی به وسایل اندازه گیری - آزمایش شیمی

هدف : آشنایی با مولتی متر عقربه ای ( آنالوگ ) و طریقه اندازه گیری چند کمیت با آن , همچنین آشنایی با گالوانومتر و چگونگی کاربرد آن .

زمینه نظری : دستگاه اندازه گیری عقربه ای یا آنالوگ از یک قاب متحرک تشکیل شده که در داخل یک میدان مغناطیسی دائمی قرار گرفته و میزان چرخش آن را عقربه نشان می دهد . وقتی جریان معینی از قاب متحرک حرکت می کند,  قاب و عقربه متصل به آن منحرف شده و عقریه مقدار جریان را نشان می دهد . برای اندازه گیری پارامترهای مختلف مانند شدت جریان , ولتاژ , مقاومت و ... روی صفحه را طوری درجه بندی می کنند که میزان انحراف عقربه متناسب با جریان عبور کرده از قاب متحرک و در نتیجه متناسب با پرامتر مورد اندازه گیری باشد . و بتوان مقدار پارامتر مورد اندازه گیزی را مستقیما روی صفحه خواند .

مولتی متر عقربه ای ( آنالوگ )  Sanwa   مدل  yx360 TRE  :

موتتی متر ( Multi meter   )  یا آوومتر دستگاهی است که به وسیله آن می توان چند کمیت مختلف را اندازه گیری کرد . و نام آن از حروف اول کلمات Amper , Volt , Ohm  گرفته شده است . تمام مولتی مترها با جزیی اختلاف مانند یکدیگر هستند . در اینجا جهت آشنایی با طرز کار و نحوه قرار دادن آن در مدارهای الکتریکی , به شرح یکی از مدل های مولتی متر می  پردازیم . در روی مولتی متر قسمت های زیر قابل مشاهده است :

1- صفحه نمایش شامل عقربه و قوس های مدرج

2- کلید انتخاب یا سلکتور ( دکمه انتخاب )

3- دکمه تنظیم کننده مکان عقربه

4- پیچ تنظیم عقربه

5- فیش های مثبت و منفی به رنگ های قرمز و سیاه

در مولتی متر مورد نظر در صفحه , برای کمیت های مختلف 9 ردیف قوس های مدرج دیده می شود که هر ردیف به درجات مختلف تقسیم شده است .

روی صفحه و در کنار سلکتور علائم V برای اختلاف پتانسیل , A برای شدت جریان , ** برای مقاومت , Ac  برای جریان متناوب و Dc  برای جریان مستقیم به کار رفته است . بر روی صفحه منحنی شماره ( 1 ) برای اندازه گیری مقاومت به کار می رود . منحنی دوم در زیر آینه برای اندازه گیری ( با سه سری ( 2 ) , ( 3 ) و ( 4 ) ) ولتاژ و شدت جریان مستقیم به کار می رود . منحنی شماره ( 5 ) برای اندازه گیری ولتاپ متناوب تا حداکثر *** به کار می رود . منحنی شماره ( 6 ) برای اندازه گیری ظرفیت خازن به کار می رود .

منحنی پنج با شماره گدذاری های ( 7 ) و ( 8 ) نیز برای اندازه گیری ولتاژ مستقیم به ترتیب تا حداکثر ****** به کار می رود . با این تفاوت مه چون صفر منحنی در وسط قرار دارد , نحوه اتصال دستگاه در مدار یعنی فیش مثبت دستگاه به قطب مثبت منبع یا قطب منفی منبع تغذیه متصل شود می توان اندازه گیری را انجام داد . البته برای تغییرات ولتاژ از مثبت به منفی و بالعکس نیز قابل استفاده است .

منحنی های نشان داده شده با شماره های ( 9 ) و ( 10 ) , (11 ) و (12) برای اندازه گیری های پارامترهای ** و ترانفریستور به کار می رود که از ذکر آن صرف نظر می کنیم

معمولا درجه بندی مربوط به مقاومت الکتریکی از راست به چپ و بقیه درجه بندی ها از چپ به راست می باشد .

سلکتور ( دکمه انتخاب ) کلیدی است که می تواند روی صفحه دایره شکل حول خود حرکت کند . در محیط دایره درجاتی است که حوزه کار دستگاه را نشان می دهد . اعدادی که کلیه سلکتور  مقابل آن قرارداده می شود ممکن است کوچکتر یا بزرگتر از درجات قوس های مدرج باشند . حاصل تقسم را که ضزیب قرائت نامیده می شود در عدد متقابل به عقربه ضرب می نماییم , به این ترتیب مقدار کمیت به دست می آید . هنگام کار با دستگاه توجه به نکات زیر ضروری است .

1- برای اندازه گیری شدت جریان دستگاه را به طور سری و هنگام اندازه گیری اختلاف پتانسیل باید دستگاه را به طور موازی در مدار قرار داد .

2- هنگام اتدازه گیری مقاومت لازم است جریام برق را قطع کنید در غیر این صورت به دستگاه آسیب می رسد .

3- همیشه هنگام اندازه گیری کمیت ها کلید سلکتور را روی بیشترین درجه قرار دهید و در صورت لزوم به تدریج آن را کاهش دهید تا به دستگاه لطمه ای وارد نشود .

4- اگر کلید سلکتور مقابل بیشترین درجه قرار داده شود و عقربه بیش از حد مجاز منحرف گردد , باید بلافاصله مدار را قطع کنید . زیرا دستگاه برای اندازه گیری آن مقدار از کمیت مناسب نیست و باید دستگاه دیگری با ظرفیت بیشتر استفاده کنیم .

5-اگر چرخش عقربه در جهت معکوس باشد یا باید جای فیش های ورودی را جابجا کرده , با اینکه عمل تعویض دو قطب را در منبع تغذیه انجام داد .

6- در صفحه ای مدرج آینه ای موازی صفحه وجود دارد که به کمک آن می توان خطای اندازه گیری را کاهش داد . زیرا برای قرائت صحیح باید یه طور عمودی به صفحه نگاه کنیم . طوری که عقربه با تصویر آن در آینه منطبق شود .

الف ) طرز اندازه گیری ولتاژ مستقیم :

- ابتدا سلکتور را در وضعیت اندازه گیری ولتاژ مستقیم (DC=)  بر روی بیشترین ولتاژ قرار دهید . (گستره 1000 V )

- فیش های مولتی متر را به دو سر منبع یا قسمتی از مدار که می خواهید اختلاف پتانسیل أن را اندازه گیری کنید . به طرز صحیح متصل کنید .-

- در صورتی که میزان عقربه ناچیز است , سلکتور را به ترتیب روی گستره های 2.5 V , 10 V , 50 V , 250 V  -

- 0.1 V , 0.25 V  قرار دهید تا میزان انحراف عقربه بهترین حالت را نشان دهد ( عقربه نه به قسمت ابتدا و نه به انتهای منحنی نزدیک باشد ) . برای قرائت ولتاژ مجهول باید از منحنی دوم صفحه نمایش ( زیر أینه ) استفاده کنید . این منحنی برای ولتاژ -

- در جریان مستقم و متناوب قابل استفاده است . در زیر این منحنی سه ردیف عدد نوشته شده است . ردیف اول از (0 تا 250) ردیف دوم از (0 تا 50 ) و ردیف سوم از (0 ت 10 ) . اگر سلکتور را روی 250 V  قرار داده اید عدد را از (0 تا 250 ) قرائت کنید . اگر سلکتور را روی 50 V یا 10 V  قرار داده اید     

به ترتیب از ردیف های (0 تا 50 ) یا (0 تا 10 ) قرائت کنید . در صورتی که سلکتور را در وضعیت 2.5 V  یا 0.25  قرار می دهید , بهتر است عدد را از ردیف (0 تا 250 ) قرائت کرد ه و عدد قرائت شده را به ترتیب در 100/1 و 1000/1 ضرب کنید تا وبتاژ مجهول به دست أید . اما اگر سلکتور را در حالت 1000 V  یا 0.1 V  قرار داده اید , بهتر است عدد را از ردیف (0 تا 10 ) قرائت نموده و عدد قرائت شده را به ترتیب در 100 و 100/1 ضرب کنید تا ولتاژ مجهول به دست أید .

- تذکر : برای اندازه گیری ولتاژهای بین 1 تا 25 ولت مستقیم از منحنی پنجم می توان استفاده کرد .

- توجه : وقتی دستگاه را برای اندازه گیری ولتاژ به کار می برید به هیچ نباید سلکتور در وضعیت های غیر ولتاژ قرار داشته باشد .

- ب ) طرز اندازه گیری ولتاژ متناوب :

- اندازه گیری ولتاژ متناوب شبیه حالت مستقیم است , با این تفاوت که گستره های انتخاب حالت ****

فقط 10 V , 50 V , 250 V ,750 V   است و برای وضعیتی که سلکتور به حالت 750 V  است و بهتر است عدد را از ردیف (0 تا 50 ) در زیر منحنی دوم قرائت نموده و در 3/1 ضرب کنید تا ولتاژ مجهول به دست أید .

- تذکر : می تو.انید ولتاژ متناوب را از روی منحنی دوم (در زیر أینه) قرائت کنید . اما برای حالت سلکتور روی وضعیت 10V  است می توانید ولتاژ را از روی منحنی سوم از بالای صفحه نمایش (AC 10 V  ) نیز قرائت کنید .

- توجه : ولتاژی که توسط مولتی متر و کلا ولت سنج ها در وضعیت جریان متناوب قابل اندازه گیری است . ولتاژ موثر می باشد ...

- طرز اندازه گیری شدت جریان مستقیم :

ابتداسلکتور را دربالاترن گستره وضعیت (DCA=) (O.25A) قراردهید . سپس در سر فیش های مولتی متر را در شاخه ای از مدار که می خواهید شدت جریان أن را مشاهده کنید قرار دهید . سایر مراحل اندازه گیری مانند اندازه گیری ولتاژ مستقیم است با این تفاوت که گستره های قابل انتخاب برای اندازه گیری شدت جریان , 0.25 A , 2.5 MA , 50 MA  می باشد . اگر سلکتور در وضعیت 50 A   باشد می توان از ردیف (0 تا 50 ) استفاده کنید جهت قرائت شدت جریان بر حسب میکزو أمپر برای وضعیت هایی که سلکتور روبه روی 0.25 A ,  و 2.5 MA  بهتر است از این عدد از (0 تا 250 ) قرائت نموده و به ترتیب در 1, 10, 100 ضرب نمایید تا شدت جریان را بر حسب میلی أمپر به دست أورید .

توجه : به دلیل اینکه دستگاه برای شدت جریان های تا 250 میلی أمپر طراحی شده از اعمال شدت جریان های بیشتر به أن اجتناب کنید .

در مورد اندازه گیری مقاومت الکتریکی و ظزفیت خازن با استفاده از مولتی متر در جای خود بحث خواهد شد .

البته با این دستگاه می توان کمیت های دیگری از قبیل کلتورامتیر در ترانزیستور ICEO  (جریان نشتی ) بهره جریان ترانزیستور hfe  , ولتاژ در بایاس مستقیم ویود  lv  و جریان در بایاس مستقیم ویود LI  و نیز ضریب تقویت وتاژ بر حسب دسی بل dB  را نیز اندازه گیری نموده صرف نظر می کنیم .

گالوانومتر :

گالوانومتر یا میکروآمپر ابزاری است که با آن می توان شدت جریان های ضعیف در حد چند میکرو آمپر را اندازه گیری نمود . از آنجا این ابزار بسیار دقیق می باشد باید سعی شود از وارد کردن ضربه و اعمال جریان های بالا از ظزفیت مجاز به دستگاه خودداری نمود .

گالوانومتر موجود در آزمایشگاه ب دقت 10 ** است , بنابراین عدد نمایش داده شده بر حسب صدم میلی آمپر یا صد هزارم آمپر دقت دارد . از آنجا که صفر دستگاه در وسط قرار دارد نحوه اتصال آن به مدار از جهت قطب های مثبت و منفی تاثیری در اندازه گیری نخواهد داشت . بر روی دستگاه حداکثر تا عدد ** نشان داده شده که منظور ** صدم میلی آمپر یا ** میکرو آمپر است .

برای اندازه گیری شدت جریان یک آمپر باید از ورودی و خروجی های که در طرفین قرار دارد استفاده کرد چرا که در حال یک مقاومت 4/2 کیلو اهمی با دستگاه سزی شده و باعث حفاظت دستگاه از اعمال جریان های زیاد می شود .

اما وقتی شدت جریان را مطمئنا کاهش داده اید می توانید از خروجی وسط که فقط یک مقاومت 100 اهمی را شامل می شود استفاده کنید تا دقت آزمایش افزایش یابد .

وسایل افزایش :

منبع تغذیه DC  و AC  - صفحه مدار - سیم رابط - مقاومت الکتریکی - مولتی متر - گالوانومتر - رئوستا

*** أزمایش :

مواد ساده ای مطابق شکل متصل کنید و با استفاده از مولتی متر که یک بار به عنوان ولت سنج و بار دیگر به عنوان أمپر سنج به کار برید اختلاف پتانسیل و شدت جریان مدار را اندازه گیری کنید . با به کار بردن مقاومت زیاد یا کاهش دادن ولتاژ با رئوستا شدت جریان را کاهش دهید و شدت جریان را با استفاده از گالوانومتر اندازه گیری کنید .