لقياس المكونات الإلكترونية، يجب أولا أن نعرف ما هى أدوات القياس
1- الآفو
2- الأوسيلوسكوب
3- ألآت الاختبار
الأوسيلوسكوب له شرح مستقل فى موضوع آخر،

لهذا سنتكلم هنا عن وسائل القياس الأخرى.
البعض يخلط بين الفولتميتر و الآفو فى حين أن الآفو حقيقة ليس جهازا واحدا و لكنه عدة أجهزة معا وهو حقيقة اسم ليس له معنى ولكن اختصار للحرف الأول من الخواص التى يقيسها وهى التيار و الفولت و الأوم
Ampere, Voltage, Ohm.
لنعرف كيف يستخدم و متى، يجب أن نعرف مما يتركب و ما هى أنواعه و فيم يستخدم كل نوع.
ينقسم الآفو لنوعين رئيسيين هما النوع التماثلى و النوع الرقمى والأول هو الأقدم وكلاهما يؤدى دورا عظيما فى عالم القياس.
النوع الأول و المسمى التماثلى و يسمى أيضا أداة الملف المتحرك وهو كما بالشكل التالى عبارة عن ملف من سلك نحاسى دقيق موضوع فى مجال مغناطيسى قوى و ثابت. عند مرور تيار به ، يتولد فى الملف مجال مغناطيسى يولد مع المجال الثابت (حسب قوانين اليد اليمنى ) قوة على سلك الملف والتى تولد بدورها عزم ازدواج يدير الملف فى اتجاه عقارب الساعة. نظرا لوجود سوسته (زنبرك أو ياى) يحدث اتزان بين قوة السوستة و قوة الملف، هذا الاتزان يعتمد على قيمة التيار ولذلك تكون العلاقة بين زاوية الانحراف و التيار علاقة خطية.


تقاس حساسية هذا الجهاز بالتيار اللازم لحدوث أقصى انحراف. وبلغت حتى 50 ميكرو أمبير أى 50 ميكرو أمبير تكفى لأقصى انحراف.
يوضع خلف المؤشر تدريج يبين القياس و بلغت زاوية الانحراف 120 درجة مما جعل من السهل تقسيمها إلى 100 قسم أى يمكن قياس نصف ميكرو أمبير . لزيادة الدقة وضعت مرآة مع التدريج حتى يتمكن القارئ من مطابقة المؤشر على صورته. ما زال كثير التواجد فى لوحات الكهرباء وغيره من القياسات لرخص ثمنه


لماذا نبحث وراء الماضى؟ العالم الآن رقمى و الآفو الرقمى موجود!!!
أجل ولكن بالفهم الصحيح نجد بعض التطبيقات – خاصة تلك التى يجب أن يوضع حمل ما على نقط القياس، لا شيء يتفوق على الملف المتحرك ، كما أنه مازال أسرع فى الاستجابة بكثير من الرقمى، و ربما عمدا فحركة المؤشر ترى و العين قادرة على تحديد المتوسط لها لكن التغير بين ثلاث أرقام بمعدل سريع يجعل العين غير قادرة على قراءة أى منها.
علمنا أنه يحتاج 50 ميكرو أمبير لينحرف لأقصى الانحراف. بتطبيق قانون أوم نجد
1 فولت = التيار × المقاومة = 0.000050 × م
م = 20 ك أوم أى أنه يوفر مقاومة دخول = 20 ك أوم / فولت
إذن لو وضع على مدى 5 فولت ستكون له مقاومة = 5 × 20 = 100 ك أوم وهكذا

نظرا لأنه أداة تعمل بالتيار، فهو لا يقيس سوى التيار و لقياس أى شيء آخر، يجب تحويله لتيار
لقياس الفولت، يجب توصيل مقاومة على التوالى و عليه يصبح التيار = الفولت ÷ المقاومة حسب قانون أوم
مثلا لقياس 100 فولت كأقصى انحراف نقسم 100 فولت ÷ 50 ميكرو أمبير = 2000000 أوم أو 2 ميجا أوم.
لقياس تيار فهو لها ولكن لزيادة التيار عن 50 ميكرو يجب استخدام مقاومة على التوازى "لتسريب" هذا التيار الزائد ولحساب قيمتها يجب قياس مقاومة الملف الأومية و لقياس 10 مرات التيار السابق إذن سيمر فى المقاومة 9 مرات التيار المار فى الملف أى ستكون المقاومة 1 ÷ 9 من مقاومة لملف
أما لقياس 1 أمبير فهو 20000 مرة قدر تيار الملف و عليه المفروض أن نقول أن المقاومة 1 ÷ 19999 مرة – هل حقا هناك فرق أن نقول 1 ÷ 20000 ؟ على أى حال لا توجد مقاومة أفضل فى دقتها من 0.1% أى 20 ÷ 20000

الآن لنقيس المقاومة ، يجب أن نحول المقاومة المجهولة لتيار! كيف هذا؟
سنحتاج أولا لبطارية لتمد بالتيار، مقاومات لتنسيق هذا التيار بحيث يمر التيار بالقدر الذى سمح به المدى المطلوب قياسه.
مهلا – كنا نتكلم عن أقصى قيمة تكون مناظرة لأقصى انحراف، لكن هنا البطارية داخل الجهاز والتيار يخرج منه، إذن أقصى تيار يساوى أقصى انحراف!!
أجل ولهذا نجد أن التدريج معكوس أى الصفر على أقصى انحراف ولا توجد أقصى قيمة!!
هل هذا يعنى أننا نقيس كل المقاومات على مقياس واحد؟ الإجابة نعم ولا - كيف؟
نلاحظ أن نصف التدريج يقابل نصف التيار اللازم لأقصى انحراف أى 25 مايكرو أمبير ولو استخدمنا بطارية 1.5 فولت بالقسمة ينتج 60 كيلو أوم أى أن من صفر إلى 60 ك لهم نصف التدريج و من 60 إلى مالا نهاية لهم نفس المدى أى نصف التدريج، لهذا يتضح أن النصفين غير متكافئين، أحدهما مفرود على 60 ك والآخر لمالا نهاية.
لتغيير المدى إما نوصل مقاومات على التوازى ليقل المدى أو نستخدم جهد أعلى و ستظل دوما النسبة واحدة و نصف التدريج هو نصف التيار و يكون على أطراف القياس نصف الفولت.
مما سبق ، ولأنه يعتمد أساسا على التيار، فهو يمثل مقاومة موضوعة بين طرفى القياس، ورغم كونها مقاومة كبيرة إلا أنها تؤثر على القياس كما سنرى لاحقا
المرة القادمة إن شاء الله نتناول الجهاز الرقمى


منقول