ابحث عن أجهزة القياس الرقمية خصائصها ومميزاتها وانواعها المختلفة؟
أجهزة القياس الرقمية
تتميز أجهزة القياس الرقمية بالمقارنة بالمقاييس التناظرية بعدة نقاط مهمة هي الدقة العالية والسرعة الكبيرة في القياس، وإعطاء النتيجة على شكل أرقام جاهزة، وإمكانية تنظيم عملها مع الذاكرة والحواسيب وتحقيق القياس عن بعد بسهولة. لذلك انتشرت هذه الأجهزة بسرعة كبيرة في الحياة العملية. جهاز الافوميتر الرقمي يستخدم لقراءة وفحص العناصر الالكترونية المختلفة مثل الملفات والمتسعات فضلا عن المقاومات وفحص الثنائيات والترانزستورات يعتمد عملها على دوائر الكترونية تقوم بتحويل الكميات مثل التيار والفولتية لما يناظرها إلى قيم رقمية وتدعى بالتحويل من التناظري إلى الرقمي Analog To Digital AD) تعرض على شاشة رقمية، الشكل (1-14) يوضح أجهزة افوميتر رقمية
شكل 1-14 نموذج لأجهزة قياس رقمية
مميزات أجهزه القياس الرقمية
1. تعطي قراءة واضحة ومباشرة.
2. دقه القراءة وقلة الخطأ.
3. سهولة القراءة لأي شخص غير متخصص.
4. سهولة حمل ووضع الجهاز ولا يوجد شرط لوضع الجهاز سواء أفقي أو رأسي.
5. لا تحتاج لضبط الاصفار
- جهاز مجهز القدرة Power Supply
تتكون دوائر مجهز القدرة في الكثير من الأحيان من محول قدرة لتخفيض الفولتية إلى القيمة المطلوبة ومقوم لتعديل الفولتية المتناوبة إلى فولتية مستمرة ودوائر إستقرارية لتثبيت الفولتيات المستمرة الخارجة كما موضح بالشكل (1-15)
شكل 1-15 مخطط كتلوي المجهز القدرة
هذا الجهاز يعطي قولتيات مختلفة له أهمية كبيرة لإجراء التجارب الالكترونية حيث يعمل على فولتية متناوبة 230V وتردد 50Hz ويعطي فولتيات مستمرة ثابتة مثل - 12v, +12v, 5v, 15v, VAR-12V, VAR+12V
متغيرة تستخدم الفولتية +5v لدوائر TTL الدوائر المنطقية (Transistor Transistor Logic) تستخدم الفولتية 15v لدوائر CMOS . تستخدم الفولتيات - 12v, +12v لمكبر العمليات OP Amp تستخدم الفولتيات VAR=-12V, VAR=+12V للدوائر الالكترونية المختلفة مثل المكبرات والمذبذبات ودوائر السيطرة إلى آخره. وتوجد أنواع كثيرة من مجهزات القدرة تعطي مختلف الفولتيات مثل ( ٠ إلى ۲۰ فولت ) و ( ٠ إلى ۱۲) فولت) الخ، لاحظ الشكل (1-16).
شكل 1-16 انواع مختلفة لمجهزات القدرة.
جهاز مولد الدالة الرقمية Digital Function Generator
مولد الإشارة (Signal Generators) :
هو جهاز اختبار الكتروني يستخدم في المختبرات الالكترونية لتوليد الموجات الكهربائية بمختلف أنواعها وأشكالها موجة جيبية موجة مربعة موجة مثلثة موجة من المنشار). لاحظ الشكل (1-17).
شكل 1-17 الأشكال الموجية لمولد الدالة
وتختلف مولدات الدالة من نوع إلى آخر بمدى الترددات للأشكال الموجية، فمنها ما يكون مداه الترددي (0-500)kHz, (0-100)MHz وغيرها. يمكن تحديد التردد المطلوب والشكل الموجي وفولتية الموجة بوساطة مفاتيح وعنصر تحكم (Knob) كما موضح بالشكل (1-18). يستخدم مولد الدالة لتشغيل الدوائر الالكترونية والتأكد من عملها.
شكل 1 - 18 مولد الدالة الرقمي
جهاز راسم الإشارة Oscilloscope
جهاز راسم الإشارة (الأوسيليسكوب) من أهم أجهزة قياس واختبار الدوائر الإليكترونية، حيث أنه يمكننا من رؤية الإشارات في نقاط متعددة من الدائرة وبالتالي تستطيع اكتشاف إذا كان أي جزء يعمل بطريقة صحيحة أم لا. ويمكننا أيضا من رؤية صورة الإشارة ومعرفة شكلها، فيما إذا كانت جيبية أو مربعة مثلا الشكل (1 - 19) يوضح صورة راسم الإشارة وقد تختلف الأشكال من جهاز إلى آخر ولكنها جميعاً تحتوي على مفاتيح تحكم متشابهة.
شكل 1 19 جهاز راسم الإشارة
إذا نظرت إلى واجهة جهاز راسم الاشارة ستجد أنها تحتوي على ستة أقسام رئيسية معرفة بالأسماء الآتية:
عمودي Vertical
التشغيل Power
الشاشة Screen
المداخل Inputs
إطلاق Trigger
أفقي Horizontal
في القسم العمودي يمكن التحكم بالجزء العمودي (محور الجهد من الإشارات في الشاشة. وحيث أن معظم أجهزة راسم الإشارة تحتوي على قناتي إدخال (Input Channels). وكل قناة يمكنها عرض شكل موجي (Waveform)على الشاشة، فإن القسم العمودي يحتوي على قسمين متشابهين، وكل قسم يمكننا من التحكم في الإشارة لكل قناة باستقلالية عن الأخرى كما هو موضح في الشكل (1-20)
شكل 1-20 القسم العمودي في راسم الإشارة
في القسم الأفقي يمكن التحكم بالجزء الأفقي (محور الزمن) من الإشارات في الشاشة. دائرة الإطلاق في راسم الإشارة تؤدي وظيفة مهمة وهي تثبيت صورة الموجة على الشاشة، حتى يسهل قياسها.
وبدون تأثير دائرة الإطلاق، فأن الصورة ستكون غير ثابتة وغير واضحة.
المداخل Inputs
يوجد في راسم الإشارة ثلاثة مداخل رئيسة، كما هو واضح في الشكل (1-۱۹) وهذه المداخل هي:
مدخل القناة الأولى :عن طريقه يمكننا إدخال الموجة التي نريد رؤيتها في القناة الأولى.
مدخل القناة الثانية : عن طريقه يمكننا إدخال الموجة التي تريد رؤيتها في القناة الثانية.
يستخدم نوع من التوصيلات يسمى بالمجسات (Probes) وهي تأتي بأشكال متعددة، حسب إستعمالها، كما هو موضح في الشكل (1-21)
شكل 1-21 مجسات القياس لراسم الإشارة
إذا كنا ستربط راسم الإشارة بجهاز يولد الإشارات فإننا نستخدم المجس ذو الراسين من نوع BNC حيث تربط أحد الأطراف بداخل الإشارة في الأوسيليسكوب والطرف الآخر بخارج جهاز مصدر الإشارات، كما هو موضح في الشكل (1-22)
شكل 1-22 كيفية توصيل المجس بين مولد الإشارات وراسم الإشارة
يستخدم راسم الإشارات لقياس سعة وزمن الموجة الكهربائية حيث يمكن خلاله حساب ترددها على اختلاف أنواعها كما يستخدم لقياس القيمة الفعالة (RMS) للفولتيات المستمرة كما ويستخدم لتعيين الأعطال للأجهزة الالكترونية بتتبع شكل الإشارات تحتوي معظم هذه الأجهزة على قناتين ( Channel B، Channel A) لإظهار إشارتين في وقت واحد.
عمل الجهاز
1. عند تشغيل الجهاز تظهر نقطة من شعاع الكتروني متحركة كما موضح في الشكل (1-23)
شكل 1-23 نقطة مضيئة على شاشة راسم الاشارات
2. وبزيادة التردد من مفتاح (Time/Base) تحصل على خط براق وسط الشاشة، لاحظ الشكل(1-24)
شكل(1-24)خط براق وسط شاشة راسم الإشارة
3. بتسليط الإشارة المطلوب قياسها تظهر كما في الشكل (1-25)
شكل 1-25 شكل الإشارة على شاشة راسم الإشارة