ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΟΥ ΑΣΚΗΣΗ 1 ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΜΕ ΠΟΛΥΜΕΤΡΟ ΟΝΟΜΑΤΕΠΩΝΥΜΟ

Transcript

1 ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ ΗΜΕΡΑ ΩΡΑ.. ΟΜΑΔΑ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ. ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΟΥ ΑΣΚΗΣΗ 1 ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΜΕ ΠΟΛΥΜΕΤΡΟ ΟΝΟΜΑΤΕΠΩΝΥΜΟ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ..

2 1. Δοκιμαστική λυχνία ή δοκιμαστικό (Test lights) Η δοκιμαστική λυχνία αποτελείται από μία λαβή, στην οποία υπάρχει ενδεικτικές λυχνίες (λάμπα). Στο ένα άκρο της λαβής είναι προσαρμοσμένη μία μυτερή μεταλλική ακίδα, ενώ το άλλο της είναι συνδεδεμένο με αγωγό, ο οποίος στο ελεύθερο άκρο του φέρει συνδετήρα (κροκοδειλάκι) ή ακίδα. Για να διαπιστώσουμε αν σε κάποιο σημείο του κυκλώματος υπάρχει τάση, πιάνουμε με το κροκοδειλάκι ένα γειωμένο σημείο (το σασί του αυτοκινήτου ή τον αρνητικό πόλο του συσσωρευτή) και ακουμπάμε το άκρο της ακίδας στο συγκεκριμένο σημείο του κυκλώματος. Αν η δοκιμαστική λυχνία ανάψει, τότε υπάρχει τάση στο σημείο αυτό (σχ. 1). Η συσκευή αυτή παρέχει ένδειξη για την ύπαρξη ή μη τάσης σε οποιοδήποτε σημείο του κυκλώματος, χωρίς όμως να προσδιορίζει το μέγεθός της (τιμή). Με τη χρήση της δοκιμαστικής λυχνίας δεν υπάρχει κίνδυνος βραχυκυκλώματος του συσσωρευτή. Σχήμα 1 Διαγνωστικός έλεγχος διακοπής ηλεκτρικού κυκλώματος με δοκιμαστική λυχνία. 1.1 Κατασκευάστε το κύκλωμα του σχ Ελέγξτε με τη δοκιμαστική λυχνία τη συνέχεια του κυκλώματος ξεκινώντας από το συν της μπαταρίας έως τη γείωση της λάμπας. 1.3 Μετρήστε στα ίδια σημεία τη διάφορα δυναμικού ως προς τη γείωση (δυναμικό) με ψηφιακό βολτόμετρο. Καταγράψτε τις τιμές : U1= U2= U3.U4 U5...U6= Πού οφείλονται οι διαφορές ; Γίδαρης Ι. Κωνσταντίνος Καθηγητής Εφαρμογών 2

3 2. Πολύμετρα (Multimeters) Τα πολύμετρα είναι όργανα μέτρησης ηλεκτρικών μεγεθών. Τα πιο συνηθισμένα μετρούν την τάση και την ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος σε ένα κύκλωμα ή σε ένα τμήμα του κυκλώματος και την ωμική αντίσταση μεταξύ δύο σημείων ενός κυκλώματος ή μίας συσκευής. Κάθε πολύμετρο αποτελείται από ένα χειροκίνητο μεταγωγικό διακόπτη για την επιλογή του είδους του οργάνου (βολτόμετρο, αμπερόμετρο, ωμόμετρο) και από το σύστημα ένδειξης των τιμών των μετρούμενων μεγεθών. Ανάλογα με τη θέση του μεταγωγικού διακόπτη, διαμορφώνεται και το κύκλωμα του βασικού οργάνου του πολύμετρου. Υπάρχουν δύο τύποι πολυμέτρων : τα αναλογικά και τα ψηφιακά. Στα αναλογικά πολύμετρα το βασικό όργανο φέρει ένα κινητό σύστημα, το οποίο ανάλογα με την τιμή του μετρούμενου μεγέθους, αποκλίνει από τη θέση ισορροπίας του, παρασύροντας έναν δείκτη (βελόνα), που κινείται πάνω σε μία βαθμονομημένη κλίμακα (εικόνα 2). Εικόνα 2 Αναλογικό πολύμετρο Ψηφιακό πολύμετρο Στα ψηφιακά πολύμετρα το βασικό όργανο είναι ένα ηλεκτρονικό κύκλωμα, ενώ το σύστημα ένδειξης είναι μία ψηφιακή οθόνη, στην οποία αναγράφονται κάθε φορά οι τιμές των μετρούμενων μεγεθών (εικόνα 2) Στα αυτοκίνητα σύγχρονης τεχνολογίας, όπου η διαχείριση της λειτουργίας των ηλεκτρικών και ηλεκτρομηχανικών συστημάτων γίνεται από ηλεκτρονικές μονάδες ελέγχου (εγκέφαλους), απαιτείται η χρήση ψηφιακών πολυμέτρων. Τα ψηφιακά όργανα μέτρησης γενικά, παρουσιάζουν υψηλή τιμή αντίστασης εισόδου (από 10 ΜΩ και πάνω), που σημαίνει ότι κατά τη σύνδεσή τους στο κύκλωμα απαιτούν ελάχιστη ένταση ρεύματος, για να λειτουργήσουν. Αντίθετα, τα αναλογικά όργανα μέτρησης λόγω της μικρής τιμής της αντίστασης εισόδου τους, για να λειτουργήσουν, απαιτούν υψηλή (για τα δεδομένα αυτών των ηλεκτρονικών συστημάτων) ένταση ρεύματος. Γίδαρης Ι. Κωνσταντίνος Καθηγητής Εφαρμογών 3

4 Μερικά πολύμετρα παρέχουν τη δυνατότητα μέτρησης περισσότερων μεγεθών, απ ότι τα συνηθισμένα, όπως συχνότητα, στροφές, γωνία επαφής (dwell). Παρέχουν επίσης τη δυνατότητα ελέγχου της κατάστασης των διόδων, του πυκνωτή, των τρανζίστορ, της συνέχειας των αγωγών, κ.λ.π. 3. Μετρήσεις με πολύμετρο 3.1. Αναλογικό πολύμετρο με δείκτη Αναγνωρίστε ποια μεγέθη μετρά το πολύμετρό σας α/α ΜΕΓΕΘΟΣ ΜΟΡΦΗ ΠΕΡΙΟΧΕΣ ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ Παράδειγμα τάση ~ [V] Πώς επιλέγουμε την περιοχή μέτρησης Απάντηση Αναγνωρίστε τα σύμβολα που φαίνονται κάτω δεξιά στις κλίμακες ανάγνωσης του οργάνου. α/α Σύμβολο Περιγραφή παράδειγμα ~ Όργανο κατάλληλο για εναλλασσόμενα μεγέθη 1 - ~ 2 1 1, Μέτρηση έντασης Γνωρίζουμε ότι: α) Το αμπερόμετρο συνδέεται σε σειρά με την κατανάλωση της οποίας μετράμε την ένταση. β) Το αμπερόμετρο έχει πάρα πολύ μικρή αντίσταση,( θεωρούμε μηδενική την αντίσταση του αμπερόμετρου). Γίδαρης Ι. Κωνσταντίνος Καθηγητής Εφαρμογών 4

5 γ) Η παράλληλη σύνδεση του αμπερόμετρου οδηγεί σε μεγάλο ρεύμα διαρροής (ρεύμα βραχυκύκλωσης) Σχεδιάστε κύκλωμα ενός απλού λαμπτήρα με αμπερόμετρο μέτρησης της έντασης χρησιμοποιώντας τα παρακάτω εξαρτήματα Συνδέστε ένα αμπερόμετρο στο κύκλωμα του σχ.1 και μετρήστε την τιμή της έντασης. Παράδειγμα: Περιοχή μέτρησης (Π) Κλίμακα ανάγνωσης (Κ) Συντελεστής κλίμακας (Σ=Π/Κ) Ένδειξη βελόνας (Ε) Τιμή (Τ=Σ*Ε) Μονάδα A Υπδ = A Υποδ. 10[Α] 10Υποδ/σεις 1[Α/Υπδ/ση] 2.8Υποδ/σεις 1*2,8=2,8 [Α] Περιοχή μέτρησης (Π) Κλίμακα ανάγνωσης (Κ) Συντελεστής κλίμακας (Σ=Π/Κ) Ένδειξη βελόνας (Ε) Τιμή (Τ=Σ*Ε) Μονάδα... Υπo δ =... Υποδ Τι εκφράζει η περιοχή του οργάνου Γίδαρης Ι. Κωνσταντίνος Καθηγητής Εφαρμογών 5

6 3.2 Ψηφιακό πολύμετρο Μέτρηση αντίστασης και συνέχειας αγωγού με ωμόμετρο. Γνωρίζουμε ότι: α) Η μέτρηση της ωμικής αντίστασης με πολύμετρο γίνεται συνδέοντας το ωμόμετρο στα άκρα της αντίστασης. β) Η μέτρηση της αντίστασης γίνεται αφού προηγουμένως αποσυνδεθεί από την πηγή τάσης και από άλλες παράλληλες αντιστάσεις. γ) Γεφυρώνουμε πρώτα τους ακροδέκτες του ωμόμετρου και ελέγχουμε το μηδενισμό του οργάνου. Ω Μετρήστε τις αντιστάσεις στα παρακάτω εξαρτήματα και σχολιάστε το αποτέλεσμα (διάγνωση). α/α Εξάρτημα Προδιαγραφή Μέτρηση Διάγνωση Παράδειγμα Πρωτ. Πολ/στή R=2-3 [Ω] R=0,6 [Ω] Είναι βραχυκυκλωμένο 1 Πρωτ. Πολ/στή R=3-4 [Ω] 2 Δευτ. Πολ/στή R=3 [ΚΩ] 3 Συνέχεια διακόπτη 4 Συνέχεια διακόπτη Κλειστός R=0,1 [Ω] Ανοιχτός R>10 Μ[Ω] Στο παρακάτω διάγραμμα του πολλαπλασιαστή σχεδιάστε τη σύνδεση του ωμόμετρου για τη μέτρηση της αντίστασης του πρωτεύοντος τυλίγματος του. Γίδαρης Ι. Κωνσταντίνος Καθηγητής Εφαρμογών 6

7 Τι αντίσταση θα μας δείξει το Ωμόμετρο της παρακάτω σύνδεσης R = [Ω] εάν Ε= 12[V], I= 10 [A] Απάντηση: Έλεγχος ποτενσιόμετρου με πολύμετρο. Ποτενσιόμετρο είναι μία μηχανικά μεταβαλλόμενη αντίσταση όπως στο σχήμα. Ο ακροδέκτης 2 καταλήγει σε δρομέα ο οποίος ολισθαίνει σε σταθερή αντίσταση R μεταξύ των άκρων 1 και 3. Μεταξύ των ακροδεκτών 1 και 2 ανάλογα με τη θέση του δρομέα έχουμε κλάσμα της αντίστασης από 0 έως 100% R. Επομένως στο ποτενσιόμετρο του αισθητήρα θέσης πεταλούδας γκαζιού (επιταχυντή) της πινακίδας, η διάγνωση συνίσταται σε δύο φάσεις: α) μέτρηση της αντίστασης στους ακροδέκτες (Α και Β) της σταθερής αντίστασης R. R=... β) Μέτρηση της αντίστασης στους ακροδέκτες (Α και C) μετακινώντας το δρομέα της αντίστασης σε όλη τη διαδρομή του. θέση αντίσταση R Παραδείγματα εφαρμογής: Α) Αισθητήρας θέσης πεταλούδας γκαζιού Β) Αισθητήρας μετρητή όγκου αέρα Γ) Αισθητήρας θέσης πεντάλ γκαζιού Γίδαρης Ι. Κωνσταντίνος Καθηγητής Εφαρμογών 7

8 3.2.2 Μετρήσεις με Βολτόμετρο V Σύμβολο Γνωρίζουμε ότι: Α) το βολτόμετρο συνδέεται παράλληλα με την κατανάλωση ή την πηγή που πρόκειται να μετρήσουμε την τάση της. Β) Παρουσιάζει πάρα πολύ μεγάλη εσωτερική αντίσταση (θεωρούμε άπειρη την αντίσταση του βολτόμετρου) Συνδέστε το παρακάτω απλό κύκλωμα 1. Κύκλωμα 1 1) Μετρήστε πρώτα την τάση της πηγής V 1. Κατόπιν: 2) Μετρήστε την τάση V2 στο άκρο 2 του λαμπτήρα L1 και τη γείωση: α) με ανοιχτό το διακόπτη V2 = β) με κλειστό τον διακόπτη V2 = 3) Μετρήστε την τάση V3 στο άκρο 4 του λαμπτήρα L2 και τη γείωση. α) με ανοιχτό το διακόπτη V3 =. β) με κλειστό το διακόπτη V3 =.. Παρατηρήσεις: Ποιες μετρήσεις μας δίνουν πληροφορίες για την κατάσταση του κυκλώματος από: α) Το Συν (+) της πηγής έως τον ακροδέκτη 2 του λαμπτήρα L1; Με ποιο τρόπο; β) Τον ακροδέκτη 4 του λαμπτήρα L2 και τη γείωση; Με ποιο τρόπο; Γίδαρης Ι. Κωνσταντίνος Καθηγητής Εφαρμογών 8

9 Βραχυκυκλώστε το λαμπτήρα L1 όπως το παρακάτω κύκλωμα 2. Κύκλωμα 2 1) Μετρήστε πρώτα την τάση της πηγής V 1. Κατόπιν: 2) Μετρήστε την τάση V2 στο άκρο 2 του λαμπτήρα L1: α) με ανοιχτό το διακόπτη V2 =. β) με κλειστό τον διακόπτη V 2 =.. 3) Μετρήστε την τάση V3 στο άκρο 4 του λαμπτήρα L2 και τη γείωση. α) με ανοιχτό το διακόπτη V3 =. β) με κλειστό το διακόπτη V3 =.. Γενικές ερωτήσεις από τα κυκλώματα 1 και 2 1. Με ποιες μετρήσεις θα καταλάβουμε ότι υπάρχει η λυχνία L 1 στο κύκλωμα και πώς; Απάντηση. 2. Με ποιες μετρήσεις θα καταλάβουμε ότι ο διακόπτης Δ είναι σε καλή κατάσταση και πώς; Απάντηση. 3. Με ποιες μετρήσεις θα καταλάβουμε ότι το κύκλωμα από το + της πηγής έως τον ακροδέκτη 1 του λαμπτήρα είναι σε καλή κατάσταση και πώς; Απάντηση. Γίδαρης Ι. Κωνσταντίνος Καθηγητής Εφαρμογών 9

10 4. α. Τι συσκευή μέτρησης χρησιμοποιούμε για να μετρήσουμε ; β. Πως συνδέεται όργανο μέτρησης στο προς μέτρηση κύκλωμα ; 1. Ηλεκτρικές μετρήσεις α. Τάση:. β. Σύνδεση :. α. Αντίσταση:. β. Σύνδεση:.. α. Ένταση: β. Σύνδεση:.. 5. Έλεγχος ηλεκτρονόμου (ρελέ) Κανονικά ανοικτό Ποιο είδος ρελέ απεικονίζει το διπλανό σχήμα; ΑΠΑΝΤΗΣΗ: Κανονικά ανοικτό 2. Με την βοήθεια ποιών επαφών ελέγχετε το πηνίο του ρελέ; ΑΠΑΝΤΗΣΗ: Με τις επαφές 3. Πρέπει να προσέξετε πολικότητα κατά την τοποθέτηση ή όχι; ΑΠΑΝΤΗΣΗ:.. 4. Μέσα από ποιες επαφές περνάει το ρεύμα του φορτίου; ΑΠΑΝΤΗΣΗ: Από τις επαφές.. 5. Πόσο υψηλό μπορεί να είναι το φορτίο σε ένα τέτοιο ρελέ; ΑΠΑΝΤΗΣΗ: 20 έως 30 Α 6. Πόσο είναι το ρεύμα ενεργοποίησης ενός ρελέ; ΑΠΑΝΤΗΣΗ: Περίπου 0,2 Α Γίδαρης Ι. Κωνσταντίνος Καθηγητής Εφαρμογών 10

11 6. Έλεγχος ηλεκτρονόμου (ρελέ) Ρελέ μεταφοράς α Ποιο είδος ρελέ απεικονίζει το διπλανό σχήμα; ΑΠΑΝΤΗΣΗ: Ρελέ μεταφοράς 2. Με την βοήθεια ποιών επαφών ελέγχετε το ρεύμα του φορτίου; ΑΠΑΝΤΗΣΗ: Με τις επαφές. 3. Πότε περνάει το ρεύμα του φορτίου; ΑΠΑΝΤΗΣΗ: α) Με απενεργοποιημένο το ρελέ το ρεύμα του φορτίου περνάει από τις επαφές.. β) Όταν ενεργοποιηθεί το ρελέ το ρεύμα του φορτίου περνάει από τις επαφές.. 4. Με την βοήθεια ποιών επαφών ελέγχετε το πηνίο του ρελέ; ΑΠΑΝΤΗΣΗ: Με τις επαφές. Γίδαρης Ι. Κωνσταντίνος Καθηγητής Εφαρμογών 11