الالكترونيات العملية : اختبار المكونات الالكترونية Testing Electronic Components
الالكترونيات العملية : اختبار المكونات الالكترونية Testing Electronic Components
المقياس المتعدد MULTIMETERS : يوجد نوعان : الرقمى DIGITAL والتناظرى ANALOGUE . المقياس المتعدد الرقمى له مجموعة من الأرقام digits تعرض على شاشة , والمقياس المتعدد التناظرى له تدريج scale بمؤشر pointer . فى الحقيقة أنت تحتاج لكلا النوعين لتغطية عدد من الاختبارات اللازمة فى أعمال التصميم والإصلاح . سوف نناقش كيفية عملها وطريقة استخدامها وبعض الخلافات بينها .
شراء المقياس المتعدد : يوجد العديد من الأنواه المختلفة فى السوق . يتم تحديد السعر عن طريق عدد النطاقات(المدى) ranges وأيضا الخصائص الإضافية مثل "اختبار الدايود" diode tester, "اختبار الاستمرارية" continuity (بالبزر buzzer ), "اختبار الترانزستور" transistor tester , ومدى إرتفاع التيار المستمر وغيرها . وحيث أن معظم المقاييس المتعددة ذات وثوقية ودقيقة فيتم شراء واحد بأكبر عدد من النطاقات والأقل فى السعر . سوف نتناول بالشرح الفرق بين المقياس التناظرى الرخيص , والمقياس التناظرى المكلف , والمقياس الرقمى . بعد ذلك سوف تكون قادرا على أن تحدد إى مقياسين يجب أن تشترى . المقياس المتعدد أحيانل يطلق علية إختصارا "مقياس""meter" أو " tester" أو "أفو ميتر" "AVO meter" وغيرها وكلها لنفس الجهاز .
استخدام المقياس المتعدد : المقياس المتعدد التناظرى أو الرقمى له إما مفتاخ اختيار دوار أو مفاتيح ضاغطة لاختيار "الوظيفة" function المناسبة و "المدى" range . بعض المقاييس المتعددة الرقمية يتم اختيار التدريج تلقائيا auto ranging , حيث يتم تلقائيا اختيار التدريج الصحيح للجهد أوالمقاومة أو التيار عند إجراء الاختبار . على الرغم من ذلك فأنت تحتاج لاختيار الوظيفة . قبل إجراء أى قياس تحتاج لمعرفة ما الذى تختبره .
إذا أردت قياس الجهد voltage :
اختار المدى المناسب لجهد التيار المتردد AC range (10v, 50v, 250v, or 1000v) . أو المدى المناسب لجهد التيار المستمر DC range (0.5v, 2.5v, 10v, 50v, 250v, or 1000v) .
اختار المدى المناسب للتيار المستمر Current range DCmA 0.5mA, 50mA, 500mA . كل جهاز مقياس متعدد يختلف عن الآخر , والشكل التالى يبين مقياس متعدد رخيص الثمن به النطاقات الأساسية .
أهم نقطة يجب أن نتذكرها هى : يجب أن تختار مدى الجهد والتيار الذى هو أكبر أو أعلى HIGHER من الحد الأقصى للقيمة المتوقعة , حتى لا يصل المؤشر إلى نهاية المدى فيتأرجح مرتطما بجزء "إيقاف النهاية" "end stop." . إذا كنت تستخدم مقياس متعدد رقمى DMM (Digital Multi Meter) , فإن المقياس سوف يبين ما إذا كان الجهد أو التيار أعلى من المدى المختار , عن طريق عرض "OL" وهى تعنى "زيادة التحميل" "Overload." . إذا كنت تقيس مقاومة مثل 1M بالمدى x10 فإن "OL" تعنى "حلقة مفتوحة" "Open Loop" وسوف تحتاج لتغيير المدى . بعض المقاييس يبين "1'' على الشاشة عندما يكون القياس أعلى من المفروض عرضه وتومض مجموعة من الأرقام لبيان زيادة الجهد أز زيادة التيار . عرض "-1" يعنى أنه يجب عكس الأطراف للحصول على قراءة موجبة . إذا كان المقياس يختار المدى تلقائيا , فسوف يقوم بإنتاج القراءة تلقائيا , وإن لم يكن من النوع التلقائى فيجب تغيير وضع مفتاح الاختيار لمدى آخر .
طرف القياس الأسود المشترك (السالب) يوضع دائما بالفتحة "COM" أو "-" أو "Common".
وطرف القياس الأحمر يوضع فى الفتحة الحمراء "+" أو "VΩ" , لقياس الجهد أوالمقاومة .
يتم وضع الطرف الأحمر بالفتحة "A" لقياس التيار المرتفع بالأمبير , أو بالفتحة mA,Ua لقياس التيار المنخفض .
لا يتم تحريك الطرف السالب فى أى وقت .
الأشكال التالية تبين أطراف القياس متصلة بمقياس رقمى :
أطراف وفتحات القياس يحيط بها عازل حماية بحيث يتم قياس الجهود المرتفعة بدون الاقتراب من مصدر الجهد . المقياس التناظرى به وسيلة "ضبط الأوم" "Ohms Adjustment" للسماح بتغيير الجهد داخل الجهاز .
وسيلة الضبط "Ohms Adjust" ىتسمى أيضا "ZERO SET" . حساسية هذا المقياس 20,000ohms/volt لنطاقات التيار المستمر و 5k/v لنطاقات التيار المتردد . قبل أخذ قراءة المقاومة ( فى كل مرة وعلى أى نطاقات المقاومة) تحتاج لضبط صفر التدريج , بعمل تلامس بين طرفى القياس وضبط المقاومة المتغيرة حتى يقرأ المؤشر صفر "0" . إذا لم يصل المؤشر إلى صفر التدريج , فإن البطارية تحتاج للتغيير . المقياس المتعدد الرقمى لا يحتاج لصبط الصفر .
قياس الجهد MEASURING VOLTAGE معظم القراءات المأخوذة بمقياس المتعدد سوف تكون قراءات جهد VOLTAGE . قبل أخذ القراءة , يجب عليك اختيار المدى الأعلى وإذا لم يتحرك المؤشر على التدريج (جهى اليمين) , يمكنك اختيار مدى آخر . دائما حول إلى أعلى مدى قبل توصيل الأطراف بالدائرة مع الحفاظ على أصابعك بعيدا عن العنصر الذى يتم اختباره . إذا كان المقياس رقمى , اختار إلى مدى أو استخدم خاصية المدى التلقائى , باختيار "V." . نتيجة لذلك سوف ينتج المقياس النتيجة تلقائيا سواء أكان الجهد متردد AC أو مستمر DC . إذل لم يكن المقياس من نوع المدى التلقائى , يجب عليك اختيار "V=" إذا كان الجهد مستمر أو اختيار "V~" إذا كان الجهد متردد . يمكنك قياس فرق الجهد عند النقط المختلفة بالدائرة عن طريق توصيل طرف القياس الأسود بالجسم (الشاسيه) , وهو المرجع أى 0v وعادة ما يطلق عليه الشاسيه "Chassis" أو الأرضى "Earth" أو "Ground" أو "0v." . طرف القياس الأحمر يطلق عليه "طرف القياس" "measuring lead" أو "مجس القياس" "measuring probe" ويمكن أن يقيس الجهود عند أى نقطة بالدائرة . أحيانا توجد "نقط اختبار" "test points" بالدائرة وهى عبارة عن أسلاك أو حلقات مصممة للحفاظ على مقدمة المجس الأحمر ( أو يتم نزويد المجس الأحمر بمشبك صغير ) . يمكنك أيضا قياس الجهود عبر العناصر . بعبارة أخرى , يتم أخذ الراءة على التوازى مع العنصر . وهى قد تكون الجهد عبر ترانزستور , أو مقاومة , أو مكثف , أو دايود , أو ملف . فى معظم الحالات سوف يكون هذا الجهد أقل من جهد التغذية supply voltage . إذا كنت تقيس الجهد بدائرة لها "معاوقة عالية" , فإن القراءة سوف تكون غير دقيقة , تصل إلى 90% , إذا استخدمت مقياس تناظرى رخيص . وهذه حالة بسيطة : الدائرة المبينة أدناه تتكون من مقاومتين 1M على التوالى . الجهد عند نقطة المنتصف سوف يكون 5v عندما لا يتم توصيل أى شىء بنقطة المنتصف . لكن إذا استخدمت مقياس تناظرى رخيص موضوع على 10v , مقاومة المقياس سوف تكون حوالى 100k , إذا كان المقياس بدقة 10k/v وسوف تكون القراءة غير صحيحة . كيف ذلك ؟ إليك الأسباب : كل مقياس له حساسية sensitivity . حساسية المقياس هى حساسية حركة وهى "كمية التيار اللازم لانحراف المؤشر إلى التدريج الكامل" FULL SCALE . هذا التيار صغير جدا . عادة يكون واحد على عشرة 1/10 من الملى أمبير وتناظر حساسية قدرها 10k/volt ( أو 1/30 Ma من أجل حساسية قدرها 30k/v ) . فإذا وضع المقياس التناظرى على 10v , فإن المقاومة الداخلية للمقياس سوف تكون 100k إذا كانت الحساسية 10k/v ) . فإذا استخدم هذا المقيلس فى اختبار الدائرة التالية فإن القراءة سوف تكون غير دقيقة . القراءة يجب أن تكون 5v كما هو مبين بالمخطط A . لكن المقياس التناظرى له مقاومة داخلية بالقيمة 100k وهى تنتج الدائرة المبينة بالمخطط C . المقاومة 1M العليا والمقاومة 100k من المقياس يتنتجان مقاومة "توازى" مركبة بالقيمة 90k . وهذه المقاومة تشكل دائرة توالى مع المقاومة 1M السفلية وسوف يقرأ المقياس أقل من 1v . إذا تم قياس الجهد عبر المقاومة 1M السفلية , فإن مقاومة المقياس 100k سوف تشكل قيمة مقاومة مع المقاومة 1M السفلية وسوف تكون القراءة أقل من 1v . إذا كان المقياس بحساسية 30k/v , فإن القراءة سوف تكون 30k/v . من السهل ملاحظة أن ذلك أدى إلى الحصول على قراءة أدق بشكل عام .
إذا تم أخذ القراءة بمقياس رقمى , سوف تكون أكثر دقة لأن المقياس الرقمى DMM لا يأخذ تيار من الدائرة ( لتنشيط المقياس) . بعبارة أخرى أن له معاوقة دخل مرتفعة جدا . معظم المقاييس الرقمية لها مقاومة دخل ثابتة (معاوقة) بقيمة 10M , بغض النظر عن المدى المختار . وهذا هو السبب فى اختيار المقياس الرقمى فى دوائر المعاوقة المرتفعة . كما أنه أيضا يعطى قراءة بدقة تصل إلى حوالى 1% . قياس الجهود بالدائرة MEASURING VOLTAGES IN A CIRCUIT : يمكنك أخذ العديد من قياسات الجهد بالدائرة . يمكن القياس "عبر" "across" العنصر , أو بين إى نقطة بالدائرة وإى من القضيب rail الموجب أو قضيب الأرضى (0v rail) . فى الدائرة التالية , يتم بيان أهم خمسة قياسات للجهد . جهد "A" هو الجهد عبر الميكرفون الإلكتروليتى . يجب أن يكون بين 20mV و 500mV . الجهد "B" يجب أن يكون حوالى 0.6v . الجهد "C" يجب أن يكون حوالى نصف جهد القضيب . هذا يسمح للترانزستور بتكبير كل من الجزء الموجب والجزء السالب بالشكل الموجى . الجهد "D" يجب أن يكون حوالى 1-3v . الجهد "E" يجب أن يكون جهد البطارية 12v .
قياس التيار MEASURING CURRENT نادرا ما سوف تحتاج لأخذ قياسات للتيار , ولى الرغم من ذلك فإن معظم المقاييس المتعددة لها نطاقات للتيار المستمر DC مثل : 0.5mA, 50mA, 500mA و 10Amp ( عبر وصلة إضافية) وبعض المقاييس لها نطاقات للتيار المتردد AC . قياس تيار الدائرة سوف يخبرك بكثير من الأشياء . إذا كنت تعرف التيار الطبيعى , فإن ارتفاع أو انخفاض التيار يتيح لك معرفة ما إذا كانت الدائرة محملة بالزيادة overloaded أو لا تعمل بكامل طاقتها . يقاس التيار دائما عندما تكون الدائرة فى حالة عمل ( أى مع تطبيق أو توصيل القدرة) . يتم قياس التيار على التوالى IN SERIES مع الدائرة أو العنصر تحت الاختبار . أسهل طريقة لقياس التيار هى إزالة المصهر (الفيوز) وأخذ القراءة عبر قاعدة الفيوز fuse-holder . أو إزالة أحد أطراف البطارية أو فصل مفتاح التغذية والقياس عبره . إذا لم يكن ذلك ممكنا , فسوف تحتاج لإزالة أحد نهايتى العنصر والقياس بالطرفين فى هذه الفتحة "opening." . المقاومات هى أسهل الأشياء لفك اللحام , ولكن قد تضطر لقطع مسار فى بعض الدوائر . يجب عليك الحصول على "فتحة" حتى تتمكن من أخذ قراءة التيار . المخططات التالية توضح كيفية توصيل المجسات لأخذ قراءة تيار CURRENT. لا تقيس التيار عبر ACROSS العنصر حيث أن ذلك سؤدى إلى إنشاء "دائرة قصر" "short-circuit." . العنصر مصمم لعمل هبوط جهد معين وعندما تضع المجسات عبر هذا العنصر , فأنت فعليا تضيف "وصلة" "link" أو "كوبرى" "jumper" وسوف يظهر الجهد الموجود على الجانب الأيسر للعنصر على الجانب الأيمن له . هذا الجهد قد يكون مرتفعا جدا بالنسبة للدائرة التى سيطبق عليها وسوف تكون النتيجة "الضرر" damage .
لا يتم قياس التيار الميتمد من البطارية عن طريق وضع مجسات القياس عبر طرفيها , لأنها سوف تعطى تيار مرتفع جدا يؤدى إلى تلف المقياس لحظيا . يوجد أجهزة قياس خاصة للبطارية لهذا الغرض . عند القياس عبر "فتحة" أو "قطع" ضع طرف القياس الأحمر على السلك الذى يغذى بالجهد (والتيار) وطرف القياس السالب على السلك الآخر . هذا سوف ينتج قراءة "موجبة" "POSITIVE" . القراءة الموجبة تؤدى إلى حركة المؤشر عبر التدريج (إلى اليمين) . القراءة "السالبة" "NEGATIVE" سوف تجعل المؤشر يصطدم بموضع الإيقاف "STOP" على يسار التدريج ولن تحصل على قراءة . إذا كنت تستخدم مقياس رقمى , سوف يظهر لك إشارة السالب "-" على الشاشة لبيان أن توصيل أطراف القياس معكوسة . لن يتسبب ذلك فى أى تلف . فقط بيان لعدم صحة توصيل المجسات . إذا كنت ترغب فى قياس التيار بدقة , استخدم مقياس رقمى .
الالكترونيات العملية : اختبار المكونات الالكترونية Testing Electronic Components
