برق و الکترونیک
اندازه گیری در کلیه صنایع از اهمیت تعیین کننده ای برخوردار است . فقط با اندازه گیری کمیت های مختلف می توان هر علم و عملی را مورد بررسی دقیق قرار داده و از آن نتیجه مطلوب را حاصل نمود. همان طور که می دانیم امروزه بیشتر صنایع در مسیر اتوماسیون قرار گرفته و بیشتر کارهای انجام شده به صورت اتوماتیک صورت می گیرد. و این چرخه اتوماتیک صنعت بدون استفاده از دستگاههای اندازه گیری عملاً توانایی انجام وظیفه به طور مطلوب را از دست خواهد داد.

در بین دستگاههای مختلف اندازه گیری که امروزه در صنعت مورد استفاده قرار می گیرند اندازه گیریها یا همان دستگاههای اندازه گیری الکتریکی نقش مهمتر و وسیعتری را دارا می باشند. دلیل این امر آن است که دستگاههای اندازه گیری الکتریکی قادرند کمیت های فیزیکی را که قابل رؤیت نیستند از روی اثرات ناشی از آنها مشخص نمایند.و با توجه به این امر، امروزه در دنیا از برند های مختلفی ، دستگاههای اندازه گیری وجود دارد. از بهترین نمونه های این بندها می توان از برند های LUTRON و CEM نام برد. به همین جهت در این پژوهش ابتدا در مورد دستگاههای اندازه گیری الکتریکی و طریقه کاربرد و نحوه کارکرد و ساختار داخلی آنها در اندازه گیری کمیتهای مختلف الکتریکی بحث می کنیم . اما قبل از وارد شدن به مباحث ، لازم است که با بعضی از مفاهیم مورد استفاده در دستگاههای اندازه گیری آشنا شویم.

تعاریفی در اندازه گیری :
اندازه گیری عبارت است از مقایسه یک کمیت مجهول با مقداری معلوم از همان کمیت که اصطلاحاً واحد نامیده می شود. واحدهای استاندارد که برای هر کمیت از اندازه گیریها تعیین می گردد بر طبق قراردادهای بین المللی تعیین شده و مقداری را که ما از هر اندازه گیری به دست می آوریم نشان می دهد که مقدار اندازه گیری شده در واقع چند برابر مقدار واحد آن کمیت است.گاهی اوقات یک کمیت اندازه گیری دارای چند واحد اندازه گیری می باشد و حتی یک دستگاه اندازه گیری این قابلیت را دارد که کمیت مورد نظر را با تمام واحد های موجود اندازه گیری نماید.از جمله ی این دستگاهها می توان به لوکس متر LX-1108 ، ترمومتر نفوذی TM-917 ، دورسنج نوری مکانیکی DT-2230 ،نیرو سنج FG-5100 ، ترازوی الکترونیکی GM-600P ، مانومتر تفاضلی PM-9100 و . . . را نام برد.

تعریف حدود اندازه گیری یا رنج (reng) :
بر طبق تعریف حدود اندازه گیری یا رنج در یک دستگاه اندازه گیری عبارت است از ماکزیمم مقداری را که یک دستگاه اندازه گیری می تواند مورد اندازه گیری قرار دهد که در بیشتر موارد بیشترین عددی است که بر روی یک دستگاه اندازه گیری نوشته شده است.مثلا وقتی بر روی دستگاه DO-5510 محدوده اندازه گیری 0~20 mg/L نوشته شده است یعنی اینکه نهایتا تا 20mg/L را می تواند اندازه گیری نماید.

تعریف دستگاه اندازه گیری :
به یک وسیله اندازه گیری به همراه کلیه وسایل و متعلقاتی که همراه آن است به طور کلی دستگاه اندازه گیری می گویند. هر چند اگر متعلقات آن از یکدیگر به صورت جدا قرار داشته باشند.بطور مثال دستگاه PH-212 یک اسید سنج است که دارای خود دستگاه اسید سنج به همراه پراپ مجزا و دو بافر جهت کالیبراسون و کیف حمل است که در کل یک دستگاه شناخته می شود.

روشهای اندازه گیری :
کمیت های مختلف الکتریکی را می توان به طور کلی از دو طریق مستقیم و غیر مستقیم مورد اندازه گیری قرار داد . منظور از روش اندازه گیری به روش مستقیم آن است که برای اندازه گیری یک مقدار از کمیت مورد نظر از دستگاه اندازه گیری مخصوص آن که کمیت مورد نظر از دستگاه اندازه گیری مخصوص آن است که کمیت مورد نظر را اندازه گیری می کند استفاده کنیم و مستقیماً پس از وصل دستگاه اندازه گیری به کمیت مورد نظر مقدار آن کمیت را بخوانیم . به عنوان مثال برای اندازه گیری مقدار ولتاژ در یک مدار می توانیم مستقیماً از یک دستگاه اندازه گیری ولت متر استفاده کرده و پس از وصل آن به مقدار ولتاژ را به دست آوریم. که به این روش اندازه گیری اصطلاحاً روش اندازه گیری مستقیم می گویند. در مواردی که دستگاه اندازه گیری مخصوص جهت اندازه گیری یک کمیت مورد نظر در اختیار نباشد ، می توان با استفاده از دستگاههای اندازه گیری دیگر که در دسترس است کمیت های دیگر مدار را مورد اندازه گیری قرار داد و سپس با استفاده از روابطی که بین کمیت مجهول و دیگر کمیتهای مورد اندازه گیری وجود دارد و با استفاده از فرمول و رایطه مخصوص به آن کمیت مورد نظر را مورد اندازه گیری قرار داد که به این روش ، روش غیر مستقیم در اندازه گیری گفته می شود.بطور مثال برای به دست آوردن توان هم می توان از وات متر DW-6060 لوترون استفاده کرد و هم میتوان با استفاده از مولتی متر DM-9960 میزان جریان و ولتاژ را بدست آورد و از ضرب این دو به توان مورد نظر رسید که مورد اول همان روش مستقیم اندازه گیری توان و مورد دوم روش غیر مستقیم اندازه گیری توان می باشد.

انواع دستگاههای اندازه گیری :
دستگاههای اندازه گیری که امروزه مورد استفاده قرار می گیرند از تنوع و گوناگونی بسیار بالایی برخوردارند . ولی می توان تمامی آنها را به طور کلی به دو دسته آنالوگ و دیجیتال تقسیم بندی نمود. تفاوت دو دستگاه اندازه گیری فوق در مشخصه نشان دهنده آنهاست . در دستگاههای اندازه گیری آنالوگ تغییرات نشان دهنده به صورت پیوسته و پشت سر هم است. یعنی در این دستگاهها برای نمایش یک مقدار مشخص قسمت نشان دهنده دستگاه اندازه گیری یا در بعضی موارد همان عقربه نشان دهنده از مقدار صفر شروع به حرکت کرده و پس از گذشتن از روی مقادیر مختلف مثلاً به مقدار مورد نظر 5 می رسد. مثل میگر مدل KYORITU 3321A واما در دستگاههای اندازه گیری دیجیتال تغییرات نشان دهنده به صورت پله ای می رسد. اما در دستگاههای اندازه گیری دیجیتال تغییران نشان دهنده که در اکثر موارد رقمی می باشد به طور ناپیوسته و پله ای مثلا مقدار 5 را نشان می دهد .مثل ترمومتر لیزری دیجیتال CEM DT-982 . در بیشتر موارد می توان چنین استنباط کرد که نشان دهنده دستگاههای آنالوگ غالباً به صورت عقربه یا شعاع نورانی می باشد. ولی نشان دهنده دستگاههای دیجیتال غالباً از یک شمارنده دیجیتالی تشکیل می گردد. شایان ذکر است که امروزه با وجود پله ای بودن تغییرات در دستگاههای دیجیتال نسبت به دستگاههای اندازه گیری آنالوگ ، با ساخت دستگاههای دیجیتال با اجزا الکترونیکی بسیار دقیق ، این دستگاهها دارای دقت بسیار بالایی هستند که در بیشتر موارد دستگاههای آنالوگ قادر به مقایسه با آنها از نظر دقت نیستند. اما این بدان معنی نیست که دستگاههای دیجیتال همواره دقیقتر از دستگاههای آنالوگ هستند. دستگاههای اندازه گیری آنالوگی نیز وجود دارند که در آنها از اجزاء الکترونیکی کمک گرفته شده است و به همین جهت نیز دارای دقت بالاتری هستند. اما به خاطر پیچیدگی و طریقه کاکرد آنها کمتر در اندازه گیری های معمولی از آنها استفاده می شود و در مقابل به دلیل ارزانی نسبی و دقت مناسب استفاده از دستگاههای دیجیتال رشد روزافزونی یافته است و چه بسا به دلایل فوق روزی برسد که جای دستگاههای آنالوگ را کاملاً بگیرند.

تعریف خطا و عوامل ایجاد کننده آن :
بشر همواره درصدد آن بوده است که به اندازه گیری دقیق و عاری از خطا دست یابد اما تا کنون نتوانسته است به این مهم دست یابد. زیرا به دلیل کامل نبودن عوامل سنجش هر اندازه گیری دارای خطا است . منابع ایجاد و اتفاق افتادن خطا به طور کلی عبارتند از :
- خطاهای ناشی از کیفیت دستگاه اندازه گیری
- خطای ناشی از شخص اندازه گیر .

به همین جهت اگر از یک دیدگاه کلی به موضوع نگاه کنیم می توانیم خطاها را به دو دسته کلی تقسیم نماییم:
1- خطاهای اتفاقی
2- خطاهای سیستماتیک

خطاهای اتفاقی : این نوع خطاها از هیچ قانونی خاصیت تبعیت نمی کنند و به صورت کاملاً نامشخص روی می دهد که موجب ناکارآمدی و عدم اطمینان کافی در نتیجه اندازه گیری می گردد. این خطا به دلایلی روی می دهد که عبارتند از استفاده غلط شخص از یک دستگاه اندازه گیری ، بی دقتی شخص اندازه گیر در خواندن کمیت مورد اندازه گیری ناشی می شود که علت آن هم بکارگیری افراد ناطلع و آموزش ندیده از یک دستگاه اندازه گیری مشخص و معین است .

خطاهای سیستماتیک : این خطاها نیز از عوامل متعددی ناشی می شود که یکی از این عوامل ناشی از کیفیت و سیستم بکار گرفته شده در هر دستگاه اندازه گیری الکتریکی است. برای بهتر روشن شدن این موضوع می توان از خطاهای جریان فوکو و خطاهای فرکانسی و خطاهای ناشی از حوزه های الکترومغناطیسی و الکتریکی و خطاهای حرارتی و ... نام برد. همان طورکه از نام خطاهای فوق مشخص می شود این نوع از خطاها برخاسته از وسایل و تجهیزات داخلی به کار رفته در یک دستگاه اندازه گیری است و شخص اپراتور ، یا کابر از دستگاه اندازه گیری نقشی در ایجاد و یا کاهش آن ندارد. فقط با بکارگیری روشهای مناسب در ساخت دستگاههای اندازه گیری و بکار بردن کیفیت بالاتری از قطعات توسط سازندگان این نوع از وسایل می توان سبب کاهش ایجاد خطا گردید. اما همواره باید این نکته را مدنظر قرار داد که هر چه دستگاه اندازه گیری ساخته شده دارای کیفیت و مشخصات بالاتر و دقیق تری باشد باز هم نمی توان خطای آن را از بین برد و به صفر رساند .

خطای مطلق :
خطای مطلق طبق تعریف عبارت است از اختلاف مابین مقدار اندازه گیری شده با مقدار حقیقی یا واقعی کمیت مورد سنجش یا به بیان دیگر خطای مطلق حاصل تفریق مقدار اندازه گیری شده و مقدار واقعی می باشد.

خطای نسبی:
به طور کلی عبارت است از مقدار خطایی که برای اندازه گیری هر واحد از کمیت مورد اندازه گیری به طور متوسط روی می دهد. خطای نسبی از حاصل تقسیم مقدار خطا به مقدار واقعی به دست می آید .

مکانیسم دستگاههای اندازه گیری :
در دستگاههای اندازه گیری مختلف جهت بوجود آوردن حرکت به منظور نمایش مقدار اندازه گیری شده از روشهای مختلفی استفاده می گردد که به آن روشهای متفاوت که جهت ایجاد حرکت استفاده می گردد مکانیزم دستگاه اندازه گیری گفته می شود. به طور کلی می توان گفت که مکانیزم عبارت است از قسمتهایی از یک دستگاه اندازه گیری که در بوجود آمدن حرکت مستقیماً دخالت دارد. دستگاههای مختلف اندازه گیری بسته به موارد کمیت مورد سنجششان دارای مکانیزم های مختلفی نیز هستند ولی در همه آنها می توان گفت که بر اساس تاثیر میدان های مغناطیسی مختلف بر روی هم کار می کنند که می تواند این میدانها ناشی از یک آهنربای دائم و یا آهنربای الکتریکی باشد. البته در موارد نادری هم از اثر میدانهای الکتریکی و یا اثرات ناشی از حرارت جهت ایجاد حرکت در عضو متحرک دستگاه اندازه گیری استفاده می شود. نامگذاری دستگاههای اندازه گیری مختلف بسته به مکانیزم داخلی آنها می باشد که برخی از این مکانیزمها که کاربرد ببیشتری دارند به شرح زیر می باشند:

- مکانیزم آهنربای دائم یا قاب گردان
- مکانیزم آهن نرم گردان
- مکانیزم الکترودینامیکی
- مکانیزم الکترواستاتیکی
- مکانیزم اندوکسیونی
- مکانیزم حرارتی

اجزا مختلف یک دستگاه اندازه گیری :
اجزا مختلف تشکیل دهنده دستگاههای اندازه گیری در بیشتر موارد با اندک تفاوتی مشابه به هم هستند.مثلا تفاوت آنومتر هات وایر LUTRON AM-4204 با آنومتر LUTRON AM-4200 در پراپ آنهاست.

محور یاتاقانها :
قسمت متحرک در دستگاه اندازه گیری متصل به محوری می باشد که نوک آن به صورت مخروطی شکل است و بر روی یاتاقانهایی که معمولا جهت کم کردن نیروهایی اصطکاک از جنس یاقوت و عقیق و یا برنزی ساخته می شود قرار داده می شود. همچنین شایان ذکر است که این یاتاقانها را تا حدی که امکان داشته باشد به صورت صاف و صیقلی تراش می دهند تا نیروی اصطکاکی حاصل از محور متحرک و یاتاقان به حداقل ممکن خود برسد . همچنین جنس محور متحرک معمولا از فولاد آبدیده ساخته می شود تا حد ممکن در اثر کارکرد مداوم دچار خوردگی و آسیب دیدگی نگردد.

- فنر به عنوان گشتاور مقاوم :
همان طور که در ابتدای بحث مکانیزم ها گفته شده هر وسیله اندازه گیری با توجه به هر نوع مکانیزم به کار رفته در داخل آن یک گشتاور محرک ایجاد می کند که اندازه و شدت این گشتاور محرک بستگی به کمیت الکتریکی مورد سنجش دارد. هر چه این مقدار بیشتر باشد حرکت گشتاور چرخشی آن نیز می باشد. حال اگر در مقابل این گشتاور چرخشی محرک نیروی مقاومی وجود نداشته باشد قسمت متحرک دستگاه اندازه گیری فوق نمی ایستد و به این ترتیب مقدار کمیت مورد اندازه گیری مشخص نمی شود. به بیان دیگر در چنین حالتی هر کمیت الکتریکی مورد اندازه گیری مشخص نمی شود. به بیان دیگر در چنین نیروی مقاومی در برابر خود باعث انحراف عقربه تا آخرین حد ممکن خود ندیدن هیچ نیروی مقاومی در برابر خود باعث انحراف عقربه تا آخرین حد ممکن خود می شود و در چنین حالتی فقط می توان به وجود کمیت الکتریکی مورد اندازه گیری در مدار پی برد و مقدار آن را نمی توان مشخص کرد. پس با توجه به مطالب گفته شده مشخص می شود که باید در برابر گشتاور چرخشی محرک حاصل از کمیت الکتریکی دستگاههای اندازه گیری به وسیله نیروی یک فنر مارپیچ ایجاد می شود. با ادامه حرکت قسمت متحرک مقدار گشتاور مقاوم حاصل از فنر نیز زیاد می گردد. و بالاخره درجایی که مقدار این دو گشتاور محرک و مقاوم با هم برابر شد عقربه متحرک از حرکت باز می ایستد . میزان نیروی مقاوم فنر متناسب با تغییر شکل آن است بنابراین اگر گشتاور مقاوم را با نشان دهیم این گشتاور مقاوم با زاویه انحراف عقربه که با? نمایش داده می شود متناسب خواهد بود.

- خفه کن ( دمفینگ ) :
یکی دیگر از وسایل مورد نیاز در هر دستگاه الکتریکی استفاده از خفه کن می یاشد. زیرا همان طور که می دانیم عضو متحرک دستگاه اندازه گیری پس از حرکت جهت نشان دادن یک کمیت مورد سنجش خاص دارای اینرسی بوده و در ابتدا بیش از حد منحرف می گردد و سپس مجدداً به عقب باز می گردد . در حقیقت عقربه جهت نشان دادن یک مقدار خاص از کمیت مورد اندازه گیری در ابتدا مرتب در حواشی مقدار مورد نظر می ایستد. از آنجایی که طبق استاندارد در دستگاههای اندازه گیری زمان ایست نباید بیش از 4 ثانیه گردد نیاز به وسیله ای است که حداکثر در ظرف مدت زمان فوق حرکت نوسانی دستگاه اندازه گیری فوق را متوقف نماید که جهت جلوگیری از این نوسانات و به منظور آرام کردن حرکت عقربه از خفه کن یا ترمز استفاده می شود. همچنین استفاده از ترمز یا خفه کن موجب می گردد که عقربه در زمان برگشت به روی صفر با سرعت کمتری به سمت چپ دستگاه اندازه گیری برگردد و از آسیب دیدن عقربه در سرعت زیاد به هنگام برگشتن و برخورد به پین سمت چپ دستگاه اندازه گیری صدمه نبیند . خفه کن ها در دستگاههای اندازه گیری از نظر ساختمان و طرز کار دارای انواع مختلفی هستند که به صورت زیر می باشند.

1) خفه کن بادی
2) خفه کن فوکو یا جریان گردابی
3) خفه کن با سیم پیچی گردان

- نشان دهنده :
همان طور که می دانیم هر دستگاه اندازه گیری نیاز به قسمتی جهت نشان دادن کمیت مورد سنجش خود دارد. قسمت درجه بندی یا نشان دهنده هر دستگاه اندازه گیری در دقت اندازه گیری بسیار موثر است. به همین جهت از عقربه های مختلفی مانند عقربه های نیزه ای ، میله ای ، و نیزه ای کاردی جهت نمایش کمیتهای مختلف مورد سنجش استفاده می گردد. با توجه به دستگاههای اندازه گیری مختلف جنس این عقربه ها بسیار سبک انتخاب می گردد و به همین جهت اکثراً از فلز آلومنیوم که نسبت به سایر انواع فلزات سبک تر است استفاده می گردد. اگر دستگاه اندازه گیری با دقت زیاد در نظر باشد اغلب از عقربه های نیزه ای کاردی استفاده می گردد . انتهای این عقربه ها کاردی شکل است و بر روی صفحه مدرج زیر آن یک آینه تعبیه گردیده است.

به همین جهت در موقعی که قصد قرائت یک کمیت مورد اندازه گیری را داریم باید طوری به صفحه مدرج نگاه کنیم که عقربه و تصویر آن در آینه کاملاً بر هم منطبق باشند. شایان ذکر است که در دستگاههای حساس برای نشان دادن مقدار مورد اندازه گیری شده از اشعه نورانی به عنوان عقربه استفاده می شود و طرز کار آن به این صورت است که بر روی قسمت متحرک این نوع دستگاههای اندازه گیری یک آینه کوچک قرار داده شده است و یک شعاع نورانی که به وسیله یک لامپ و یک عدسی متمرکز کننده ایجاد می گردد و یک شیشه که در روی آن یک خط سیاه رسم گردیده است بر روی آینه تابیده می شود و از آنجا بر روی صفحه مدرج منعکس می شود با توجه به این که زاویه اشعه تابیده شده برابر با زاویه برگشت آن است در نتیجه اشتعه نورانی توسط تصویری که از خط سیاه رنگ بر روی قسمت مدرج ایجاد می گردد مشخص می شود.

- صفحه مندرج در دستگاههای اندازه گیری :
در اکثر دستگاههای اندازه گیری قسمت مدرج از سمت چپ به راست درجه بندی شده است. دستگاههای اندازه گیری که دارای صفحه ای مدرجی به شکل دایره هستند در جهت حرکت عقربه های ساعت مدرج و عددگذاری می شوند.مثلا در مولتی متر KYORITSU 1109 دقیقا به همین صورت مدرج شده است. در بعضی از موارد دستگاههای اندازه گیری به دلیل استفاده از حدود اندازه گیری متفاوت در قسمت مدرج دارای تقسیم بندی های متفاوتی نیز هستند. این تقسیمات به صورتی است که هر یک از این تقسیمات نسبت به حدود اندازه گیری دستگاه مضربی از یک یا دو و یا پنج و ده می باشند. آخرین رنج در دستگاههای اندازه گیری جریان و قدرت و ولتاژ باید به صورت اعداد و یا مضربی دهدهی از اعداد زیر باشند.

1-2/1-5/1-2-5/2-3-4-5-6-5/7-8

تنظیم کننده صفر :
همان طور که می دانیم در اکثر دستگاههای اندازه گیری وقتی که مدتی زیاد از کارایی آنها می گذرد و یا به دلیل استفاده از این دستگاههای اندازه گیری در شرایط محیطی مختلف و تغییر در این گونه عوامل مکان ایستادن عضو متحرک در حالت خاموش و بدون بار همواره باید قبل از استفاده توسط سیم پیچ تنظیم مخصوص که جهت این کار در نظر گرفته شده است استفاده کرد و عضو متحرک را دقیقاً بر روی صفر تنظیم نمود.

قدرت مصرفی دستگاههای اندازه گیری :
همان طور که می دانید هر وسیله ای جهت انجام کار نیاز به انرژی دارد. دستگاههای اندازه گیری نیز از این مسئله مستثنی نیستند. هر دستگاه اندازه گیری جهت نشان دادن مقادیر نیاز به مصرف مقداری انرژی دارد. هر چه مصرف داخلی دستگاه جهت انجام اندازه گیری بیشتر باشد بالطبع حرارت ناشی از آن نیز بیشتر بوده و این حرارت بر کار اجزاء دستگاه اثر می گذارد و در نتیجه دستگاه اندازه گیری را دچار خطا می کند. شایان ذکر است که قسمت اعظم تلفات داخلی دستگاههای اندازه گیری ناشی از حرارت سیم پیچهای آن می باشد و فقط مقدار ناچیزی از این تلفات ناشی از تلفات در هسته های آهنی می باشد. که می توان در مقابل تلفات ناشی از سیم پیچها از آن صرف نظر نمود .ویا حتی میتوان از دستگاههای کالیبراسیون برای این منظور استفاده کرد مثلا وقتی از یک ترمومتر لیزری استفاده می کنید پس از مدتی این ترمومتر دقت خود را از دست می دهد وبرای برگرداندن دقت اولیه می توان از کالیبراتور پرتابل ترمومتر لیزری CEM BX-500 استفاده کرد.

ولتاژ آزمایش عاقی در دستگاههای اندازه گیری :
در دستگاههای اندازه گیری هر یک از قسمتهای الکتریکی دستگاه را به طور مجزا نسبت به زمین با توجه به ولتاژ نامی آن دستگاه اندازه گیری نسبت به زمین مورد آزمایش قرار می گیرد قابل توجه است که منظور از ولتاژ نامی هر دستگاه ولتاژ شبکه ای است که دستگاه اندازه گیری مجاز به اتصال به آن می باشد.

علائم شناسی در دستگاههای اندازه گیری :
بر روی صفحه مدرج دستگاههای اندازه گیری علائم و مشخصات دیگری نیز ثبت می شود که بسته به نوع این علامتها می تواند نشان دهنده ی نوع و یا طریقه کاربرد این دستگاهها باشد. به طور معمول این علائم نشان دهنده مکانیزم دستگاه اندازه گیری ، ولتاژ آزمایش عایقی آن و یا نوع جریانی که دستگاه فوق الذکر می تواند با آن کار کند، کلاس دستگاه اندازه گیری و موارد دیگری از قبیل احتیاط ، و حفاظت در دستگاههای اندازه گیری می باشد .مثلا اگر مولتی متری قابلیت تست دیود را داشته باشدبر روی آن علامت دیود قرار دارد مثلا مولتی متر LUTRON DM-9090 دارای چنین ویژگی می باشد.

انواع درجه بندی ها در دستگاههای اندازه گیری :
در دستگاههای با مکانیزم قاب گردان درجه بندی قسمت مدرج این دستگاهها به صورت خطی می باشد. یعنی در این نوع از درجه بندیها فاصله بین درجات یک اندازه و به صورت یکنواخت می باشد. در این نوع مکانیزم اگر جریان را دو برابر کنیم انحراف عقربه نیز نسبت به حالت قبل دوبرابر می شود. ولی در دستگاههای اندازه گیری با مکانیزم آهن نرم گردان درصورت دوبرابر شدن جریان انحراف عقربه چهار برابر می گردد.

مولتی متر یا آومتر و اجزا آن :
مفهوم کلمه مولتی متر به معنی چند اندازه گیر یا اندازه گیر مختلط است . یعنی وسیله اندازه گیری که قادر است چند کمیت مختلف مورد اندازه گیری را مورد سنجش و اندازه گیری قرار دهد. نام دیگری که در بعضی جاها برای چنین وسیله ای به کار برده می شود آومتر است. آومتر از مخفف کلمات آمپر ، ولت و اهم تشکیل یافته است. آومتر وسیله اندازه گیری است که می تواند میزان جریان یا آمپر و میزان اختلاف سطح و میزان مقاومت را مورد اندازه گیری قرار دهد.بعضی از مولتی متر ها حتی پارامتر های بیشتری را نیز اندازه گیری می کنند مثلا مولتی متر CEM DT-9928 علاوه بر اندازه گیری میزان ولتاژ و جریان و مقاومت الکتریکی ،حتی میزان خازن و فرکانس و دما را نیز اندازه می گیرد. به طوری کلی می توان چنین گفت که هر دستگاه اندازه گیری آومتر از نظر نگاه ظاهری به سه دسته زیر تقسیم می شود:

1- صفحه مدرج و عقربه
2- سلکتور مدرج و عقربه
3- ترمینال های ورودی دستگاه و پیچهای تنظیم کننده

ساده ترین روش تشخیص دستگاههای اندازه گیری آنالوگ از نوع دیجیتالی آن از نوع دیجیتال ، وجود عقربه می باشد. یعنی غالباً دستگاههای اندازه گیری که دارای عقربه جهت نمایش کمیت مورد اندازه گیری هستند آنالوگ یا پیوسته نامیده می شوند زیرا در این گونه دستگاهها جهت نمایش یک مقدار مشخص عقربه دستگاه فوق شروع به حرکت کرده و به صورت پیوسته و با عبور از روی کمیتهای قبلی به کمیت مورد نظر می رسد. اکنون به توضیح قسمتهای مختلف یک مولتی متر که در بالا آن را توضیح دادیم ، می پردازیم .

1- صفحه مدرج و عقربه :
بر روی صفحه مدرج هر مولتی متر کمیتهایی را که اندازه گیری می کند مشخص می گردد. بر روی صفحه مدرج مولتی متر درجه بندیهایی صورت گرفته است. بدین صورت که برای کمیت مورد اندازه گیری ولتاژ حرف v و کمیت مورد اندازه گیری جریان حرف A و کمیت مورد اندازه گیری مقاومت علامت? بر روی صفحه مدرج حک شده است. همچنین از حروف A.C برای جریان متناوب و D.C برای جریان مستقیم منظور می گردد. بر روی صفحه مدرج همانطور که در بالا گتفه شد چند ردیف درجه بندی صورت گرفته است. این درجه بندیها برای ردیف ولتاژ معمولا به صورت 10-0 یا 30-0 یا 50-0 یا 250-0 می باشد. نکته قابل توجه در این طریقه قرار گرفتن درجه بندی روی مولتی مترها این است که درجه بندی اهم همیشه از سمت راستت صفحه به طرف چپ آن بوده و سایر درجه بندیها از طرف چپ به راست صفحه مدرج صورت می پذیرد.

2- سلکتور :
معمولاً جهت انتخاب کردن رنج های مختلف مورد نیاز در اندازه گیری کمیتهای مختلف از کلید سلکتور مخصوص آن استفاده می شود که به صورت دایره شکل بوده و یا به صورت فشاری عمل می کند. سلکتور معمولا در قسمت پایین مولتی متر یا آوومتر قرار دارد صفحه دور سلکتور به وسیله اعدادی که نشان دهنده حوزه کار دستگاه فوق الذکر است درجه بندی شده است. به عنوان نمونه در یکی از قسمتهای مدرج شده اطراف سلکتور اعداد 10-5-250 نوشته شده باشد، در کنار آن نیز حروف AC,V حک گردیده باشد نشان می دهد که با انتخاب سلکتور در این محوطه برای اندازه گیری ولتاژ متناوب می باشد. اعداد مشخص شده در کنار سلکتور نشان دهنده حدود اندازه گیری انتخابی شما می باشد. مثلا اگر سلکتور را بر روی عدد 10 قرار دهید حداکثر مقدار ولتاژی را که می توانید اندازه گیری کنید 10 ولت است.

3- ارتباط عدد انتخابی با سلکتور و صفحه مدرج دستگاه :
اعدادی که بر روی صفحه درجه بندی شده سلکتور نوشته شده است نسبت به اعدادی که بر روی صفحه مدرج دستگاه اندازه گیری نوشته می شود همراه کوچکتر یا بزرگتر می باشد. به همین جهت موارد بسیاری پیش می آید که سلکتور روی عدد انتخابی مثلاً 100 ولت قرار می گیرد. در حالی که آخرین عدد موجود در صفحه مدرج دستگاه اندازه گیری 250 می باشد. به منظور فهمیدن و کار کردن در این رابطه به صورت زیر عمل می کنیم. عدد انتخاب شده به وسیله سلکتور را بر آخرین عدد صفحه مدرج تقسیم کرده و سپس این حاصل تقسیم را که به ضریب قرائت صفحه معروف است در هر عددی که توسط عقربه به دستگاه اندازه گیری بر روی صفحه مدرج آن نشان داده می شود ضرب می کنیم. بدین صورت جواب حاصلضرب فوق مقدار واقعی کمیت مورد اندازه گیری به ما نشان خواهد داد. برای بدست آوردن راحت تر ضریب قرائت صفحه همواره باید دقت نمود تا عددی را از روی صفحه مدرج دستگاه اندازه گیری انتخاب نماییم که با عدد انتخابی توسط سلکتور مشابه باشد یعنی اگر عدد انتخابی روی سلکتور برابر با 1000 باشد عدد انتخابی روی صفحه مدرج حدالامکان 10 یا 100مدنظر قرار گیرد.

چگونگی و طریقه کارکردن با مولتی متر :
قبل از استفاده از مولتی متر لازم است که نکات و توجهات زیر در بکار بستن مولتی متر را بکار بریم تا با اخلال و مشکلی روبرو نشویم و احیاناً موجبات سوختن آن را فراهم نیاوریم.البته فراموش نکنید همیشه از کمپانی های تجهیزات مورد نیاز خود را بخرید که برای کالای خود به شما گارانتی و خدمات پس از فروش می دهند از قبیل این شرکت ها می توان به شرکت "تجهیزات اندازه گیری آریا سنجش " اشاره کرد.

- وقتی از مولتی متر جهت اندازه گیری آمپر استفاده می کنید و سلکتور آن را بر روی حوزه A قرار می دهیم باید دقت کافی نماییم که آن را به طور سری در مدار قرار دهیم زیرا در صورت موازی وصل کردن آمپر متر خواهد سوخت.

- وقتی که از مولتی متر جهت اندازه گیری مقاومت استفاده می کنید و سلکتور آن را بر روی حوزه اهمی قرار داده اید حتما توجه نمایید که جریان برق از مدار قطع شده باشد زیرا در صورت وجود جریان در مدار سبب سوختن مولتی متر خواهد شد .

- زمانی که از مولتی متر جهت اندازه گیری ولتاژ استفاده می کنید به خاطر داشته باشید که حتما مولتی متر به صورت موازی در مدار قرار داده شود .

- هنگامی که با مولتی متر سروکار دارید در حمل و نقل و جابه جایی آن دقت ویژه ای مبذول دارید. زیرا در صورت افتادن و یا ضربه دیدن مولتی متر از دقت قبلی خود خارج خواهد شد و حساسیت خود را از دست می دهد.

- همواره دقت داشته باشید که سرخود پشت مولتی متر را باز نکنید زیرا تعمیر چنین وسیله ای نیاز به تکنسین های وارد و ماهر دارد و با باز کردن پشت آن فقط خرابی آن ها را افزایش می دهد.

طریقه اندازه گیری ولتاژ متناوب توسط مولتی متر :

جهت اندازه گیری میزان ولتاژ متناوب توسط مولتی متر به صورت زیر عمل می کنیم برای اندازه گیری ولتاژ تکفاز

- ابتدا سلکتور مولتی متر را بر روی عدد 250 ولت متناوب A.C قرار می دهیم شایان ذکر است که در صورت موجود نبودن رنج 250 بر روی بعضی از مولتی مترها می توان سلکتور آنها را بر روی 300 یا 500 ولت A.C قرار دارد.

- سیم های ارتباطی به مولتی متر و کمیت مورد سنجش را به مولتی متر متصل نمایید.

- حال سرهای خروجی مولتی متر را به ولتاژ 220 ولت پریز برق وصل می کنیم.

- حال به حرکت عقربه متحرک مولتی متر توجه می کنیم. و مقدار کمیت مورد قرائت را با توجه به ضرب در ضریب قرائت صفحه می خوانیم

طریقه اندازه گیری مقدار مقاومت اهمی توسط مولتی متر :
بر روی سلکتور مولتی متر قسمتی وجود دارد که آن را با علامت OHM یا? مشخص می کنند. اگر بخواهیم مقدار یک مقاومت مجهول را از طریق مولتی متر بدست آوریم کلید سلکتور مولتی متر را بر روی قسمت فوق الذکر می گذاریم. لازم به ذکر است که بر روی این قسمت درجه بندی سلکتور با R*1 و R*100 و .... مشخص گردیده است

برای اندازه گیری مقاومتهایی با مقدار پایین و کم از قسمت R*1 کلید سلکتور استفاده می کنیم. شایان ذکر است که در قسمتی از مولتی متر پیچ تنظیمی جهت تنظیم صفر وجود دارد که باید قبل از شروع اندازه گیری حتماً بر روی مقدار صفر تنظیم گردد. و طریقه تنظیم آن بدین صورت است که ابتدا باید دو سیم رابطه را در مولتی متر به هم وصل نماییم. در این حالت عقربه مولتی متر باید حرکت کرده و بر روی عدد صفر صفحه مدرج واقع شود. در غیر این صورت توسط پیچ یا دگمه تنظیم آن را باید بر روی صفر تنظیم نمود. پس از این که عقربه را بر روی عدد صفر تنظیم نمودیم اقدام به قرار دادن مقاومت مورد اندازه گیری در بین سیمهای رابط می کنیم. پس با توجه به حرکت عقربه میزان مقاومت نشان داده شده را قرائت می کنیم . همچنین از قسمت اهم متر در مولتی مترها می توان قطع یا وصل بودن مدار را در سیم کشی ها تشخیص داد . بیشتر عیب یابی ها توسط اهم متر صورت می پذیرد.

مولتی متر دیجیتال :
آوومتر دیجیتالی دستگاهی است که کمیتهای مورد سنجش را به صورت رقم یا ارقام عددی بر روی صفحه نمایش خود مشخص می کند. دستگاههای اندازه گیری دیجیتالی دیگر نیز مانند ولت متر، آمپرمتر، کسینوس فی متر ، تاکومتر ، حرارت سنج و آوومتر نیز وجود دارد. دستگاههای اندازه گیری دیجیتالی نسبت به دستگاههای اندازه گیری آنالوگ دارای طول عمر بسیار بالاتری هستند. زیرا در آنها برخلاف دستگاههای اندازه گیری آنها از قطعات متحرک استفاده نشده است. همچنین دستگاههای دیجیتالی به عوامل فیزیکی مانند تمیزی هوا و رطوبت و لزرش نیز حساسیت ندارند. امروزه با پیشرفت تکنولوژی در ساخت قطعات الکترونیکی دستگاههایی ساخته شده اند که بسیار دقیق بوده و در برخی از موارد می توان آنها را به کامپیوتر بر روی صفحه نمایش نشان داده شده و در صورت نیاز می توان آن را ثبت نمودمانند انواع دیتالاگرها مثل دیتالاگر دما و رطوبت CEM DT-170/171/172و انواع مختلف دیگر که قابلیت اتصال به کامپیوتر را دارند و حتی به شما جدول اکسل و نمودار می دهند. از دیگر مزایایی که در اتصال دستگاههای اندازه گیری شده تصمیم گیری نماید.

ولت متر دیجیتالی :
در بلوک دیاگرام ولت متر دیجیتالی ولتاژ ورودی از کمیت مورد اندازه گیری به دستگاه اندازه گیری می باشد که قرار است دستگاه اندازه گیری آن را مورد سنجش قرار داده و در خروجی نشان داده می شود. و ولتاژ مرجع یا مبنایی است که در داخل دستگاه اندازه گیری دیجیتال جهت مقایسه ایجاد می گردد و معمولاً مقدار آن برابر 100 میلی ولت است . ? مقدار عددی کمیت اندازه گیری شده است که توسط ولت متر دیجیتالی بر روی صفحه نمایش مشخص می گردد.

?= *1000 = 10 (mv)

از آنجایی که صفحه نمایش این نوع از ولت مترهای دیجیتالی حداکثر رقم 1999 می باشد. در نتیجه یا کمیت ورودی جهت اندازه گیری ولت متر دیجیتالی حداکثر می تواند 9/199 میلی ولت باشد و این بدان معنی است که با این ولت متر می توان میزان مقادیر مختلف ولتاژ از صفر تا 9/199 میلی ولت را به خوبی اندازه گیری نمود. ولی همان طور که می دانید ولت مترهای دیجیتالی مقادیر بالاتری را نیز اندازه گیری می کنند.

امروزه بیشتر ولت مترهای دیجیتالی دارای رنج های اتوماتیک می باشند منظور از رنج اتوماتیک آن است که پس از اتصال ولت متر در یک مدار جهت اندازه گیری ولتاژ ولت متر ابتدا به طور اتوماتیک بر روی کمترین رنج خود قرار می گیرد. اگر کمیت مجهول ولتاژ در این رنج باشد اندازه گیری را انجام داده و مقدار کمیت مجهول را بر روی صفحه نمایش خود نشان می دهد. ولی در صورتی که ولتاژ مورد سنجش در این رنج قرار نداشته و در رنج بیشتری باشد . آنگاه ولت متر فوق به طور اتوماتیک بر روی رنج بالاتر قرار می گیرد و مراحل قبلی دوباره تکرار می گردد. در این نوع از ولت مترها اگر ولتاژ مورد اندازه گیری A.C و متناوب باشد در داخل ولت متر بر سر راه ولتاژ متناوب و بعد از کلید سلکتور یک دیود یا یکسو کننده همراه با فیلتر قرار می دهند تا بدین طریق برق A.C و جریان متناوب را ابتدا به ولتاژ مستقیم تبدیل نموده و سپس این ولتاژ D.C شده به ولت متر فوق الذکر اعمال گردد . بنابراین با این کار هم ولتاژ متناوب و هم ولتاژ مستقیم قابل دریافت و اندازه گیری می باشد.

آمپرمتر دیجیتالی :
آمپرمترهایی که به صورت دیجیتالی در بازار هستند برخلاف ولت مترهای دیجیتالی دارای رنج اتوماتیک نیستند. آمپرمترهای دیجیتالی در واقع همان ولت متر دیجیتالی است و بدین صورت کار می کند که در ابتدا جریان مورد سنجش از داخل یک مقاومت اهمی عبور داده می شود و سپس افت ولتاژ دو سر آن توسط دستگاه اندازه گیری نمایش داده می شود .
از آنجایی که آمپرمترهای دیجیتالی دارای رنج اتوماتیک نیستند بنابراین باید به این نکته دقت کرد که برای هر اندازه گیری ابتدا با توجه به کمیت مورد سنجش باید توسط کلید سلکتوری که بر روی این آمپرمترها قرار دارد رنج مناسب آن را انتخاب نمود. همان طور که در قسمت قبل در مورد دستگاههای ولت متر دیجیتالی گفته شد در آمپرمتر دیجیتالی نیز جهت اندازه گیری جریان متناوب بعد از کلید سلکتور آن توسط یکسو کننده های الکترونیکی ولتاژ را افت داده و سپس پس از یکسوسازی در دو سر مقاومت ها به ولت متر اعمال می گردد.
البته امروزه بیشتر برای اندازه گیری میزان جریان ، بویژه جریان های بالا از کلمپ آمپر متر ها استفاده می شود و در برند های LUTRON و بویژه CEM میتوان انواع مختلفی از این کلمپ آمپر متر ها را یافت . مثل DT-3312 , DT-355 , CP-1000 , CM-9940 , DM-6046 و ده ها مدل دیگر . . .

اهم متر دیجیتالی :
در اندازه گیری مقاومت های اهمی در اهم مترهای دیجیتالی بدین صورت عمل می گردد که در ابتدا یک جریان از داخل مقاومت مجهول یا همان مقاومت مورد اندازه گیری عبور کرده و جریان دیگری نیز از مقاومت معلوم توسط اهم متر عبور داده می شود . در نهایت ولتاژ دو سر مقاومت مورد سنجش که برابر با.I می باشد به ورودی ولت متر دیجیتالی اعمال می گردد و ولتاژ دو سر مقاومت معلوم یعنی نیز که برابر با.I می باشد به عنوان ولتاژ مرجع به ولت متر اعمال می گردد و با توجه به صفحه نمایش نشان داده می شود .میزان اهم را می توان هم با استفاده از مولتی متر بدست آورد و یا حتی از LCR متر استفاده کرد .LUTRON LCR-9073A به راحتی این کار را برای شما انجام می دهد.

در اغلب آوومترهای دیجیتالی که از رنج اتوماتیک استفاده شده است کلیدی نیز قرار داده می شود که با استفاده از آن می توانیم آوومتر دیجیتالی را از حالت رنج اتوماتیک خارج کرده و به صورت دستی درآوریم.

دستگاههای اندازه گیری تابلویی :
دستگاههای اندازه گیری مورد استعمال مختلفی دارند و در جاهای متفاوتی استفاده می شوند. پرمصرف ترین دستگاههای اندازه گیری که در تابلوهای فرمان و تابلوهای برق کارخانجات مورد استفاده قرار می گیرد و تقریباً در هر قسمت و بخشهای تاسیساتی مربوط به کارخانجات به چشم می خورند عبارتند از : آمپرمتر، ولتمتر، کسینوس فی متر ، فرکانس متر ، وات متر، کنتور و مبدلهای جریان (C.T) و مبدلهای ولتاژ(P.T) هستند. از نظر شکل ظاهری اکثر وسایل اندازه گیری که در تابلوهای برق نصب می گردند به صورت مربع و مستطیل بوده و در موارد نادری نیز به شکل دایره می باشند و این وسایل اندازه گیری می بایست در تابلوهای برق به صورت عمودی و یا مایل نصب شوند تا به خوبی قابل رؤیت و دیدن باشند. البته خاطر نشان می شود که این منظور بر روی دستگاههای اندازه گیری قرار داده می شود توجه کافی شود. اندازه ها و ابعاد خارجی این وسایل اندازه گیری کاملا مشخص و استاندارد می باشد. و با شماره استاندارد مخصوصی مشخص شده است.

به عنوان مثال می توان از استاندارد DIN73700 نام برد که نشان دهنده ابعاد دستگاههای اندازه گیری مربعی با طول 48و72و144و192 میلیمتر می باشد. البته دستگاهها و وسایل اندازه گیری دایره ای و گرد نیز با استاندارد مخصوص به خود مشخص می شوند. البته در حال حاضر بیشتر از وسایل اندازه گیری چهارگوش در تابلوها استفاده می گردد که دلیل این امر بهتر کنار هم قرار گرفتن وسایل اندازه گیری نسبت به وسایل اندازه گیری دایره ای و زیباشدن تابلوها از نظر رؤیت می باشد.

همچنین شایان ذکر است که از نظر طراحی و ساختمان خارجی دستگاههای اندازه گیری در موارد خاصی که مورد نیاز باشد آنها را ضد ضربه و ضد آب نیز می سازند. با توجه به کارخانجات صنعتی برخلاف آزمایشگاهها که در آنها از دستگاههای اندازه گیری بسیار دقیق استفاده می گردد از دستگاههای اندازه گیری با دقت کمتر استفاده می گردد. که در اکثر موارد می توان کلاس دستگاههای اندازه گیری صنعتی را 5، 5/2 ، 6/1 در نظر گرفت که همین میزان از دقت زیادتری در بعضی از قسمتها مورد نیاز باشد از دستگاه اندازه گیری با کلاس 1 استفاده می گردد.

همواره در انتخاب دستگاههای اندازه گیری مختلف باید به این نکته توجه داشت که حد نهایی مورد سنجش در دستگاه اندازه گیری که قرار است نصب گردد با مقدار کمیت مورد اندازه گیری که قرار است اندازه گیری شود متناسب بوده و همچنین نوع جریانی که دستگاه اندازه گیری باید با آن کار کند با نوع جریانی که جهت اندازه گیری مورد نظر است باید مطابقت داشته باشد. منظور از نوع جریان همان متناوب AC یا مستقیم DC بودن جریان است.

انواع دستگاههای اندازه گیری تابلویی :
هرگاه لازم باشد ولتاژ دو سر یک مصرف کننده را بیابیم باید ولتمتر را با آن مصرف کننده به صورت موازی متصل کنیم ، اما زمانی که از یک ولتمتر در تابلوی اندازه گیری استفاده می کنیم و می خواهیم ولتاژ شبکه را به وسیله آن بخوانیم دو سر ولتمتر را مستقیماً به شینهای مورد نظر با توجه به نیاز وصل می نماییم. در صورتی که اندازه گیری ولتاژ بین سیم فاز و نول همچنین ولتاژ بین فازهای مختلف مدنظر باشد اکثراً از یک کلید مخصوص که جهت این کار ساخته شده است استفاده می شود که شمای ظاهری آن در زیر نشان داده شده است:

آمپرمتر :
در صورت نیاز به خواندن مقدار جریان عبوری از بار با آن یک آمپرمتر را به صورت سری وصل می کنند . شکل زیر طریقه اتصال و چگونگی قرار گرفتن آمپرمتر را در مدار نشان می دهد . در تابلوهای برق برای اندازه گیری جریان در هر مصرف کننده یک آمپرمتر قرار می دهند و برای اندازه گیری جریان در هر مصرف کننده یک آمپرمتر قرار می دهند و برای اندازه گیری جریان کل نیز از یک آمپرمتر مجزا استفاده می کنند. در صورتی که جریان مصرفی در یک مصرف کننده سه فازه مجزا استفاده می کنند. در صورتی که جریان مصرفی در یک مصرف کننده سه فازه متعادل مدنظر باشد استفاده از یک آمپرمتر نیز کفایت می کند و آن آمپرمتر را می توان به دلخواه سر راه یکی از فازها قرار داد و از آنجایی که بار متعادل است عدد خوانده شده از آن برای سایر فازها نیز صحیح است. ولی از آنجایی که بار متعادل بر روی شینهای تابلو قرار نمی گیرد لذا می بایست برای اندازه گیری جریان عبوری از هر شین از یک آمپرمتر مجزا استفاده نمود و در مجموع از سه آمپرمتر برای اندازه گیری جریان سه فازه استفاده نمود.

ترانسفورماتور جریان (C.T) :
در بسیاری از موارد جریان عبوری از یک شین بسیار زیاد بوده و استفاده از آمپرمترهای معمولی با توجه به رنج و حدود اندازه گیری آنها مقدور نمی باشد. و از آنجایی که در اغلب موارد حدود اندازه گیری آمپرمترها از یک حد مشخص به دلیل خطرناک و غیر ایمن شدن تولید نمی شود. بنابراین در جاهایی که استفاده از آمپرمتر مقدور نباشد از مبدل جریان یا همان ترانسفورماتور جریان (C.T) استفاده می شود.البته ترانسفورماتور جریان پرتابل نیز وجود دارد مثل LUTRON TR-ACA1A4 ویا LUTRON DCA1A4-XXALUTRON DCA1A4-XXA که میزان جریان را بر حسب جریان بیان میکند.

وات متر :
همان طور که می دانیم جهت اندازه گیری میزان توان حقیقی در مصرف کننده ها از وسیله اندازه گیری به نام وات متر استفاده می شود.از بهترین نمونه های وات متر می توان به وات متر کلمپی CEM DT-3348 و یا وات متر کلمپی LUTRON PC-6009 و یا وات متر تکفاز DW-6060 اشاره کرد.

هر وات متر در قسمت داخلی خود از یک سیم پیچ جریان و یک سیم پیچ ولتاژ تشکیل شده است که در دو سر سیم پیچ جریان در آن به صورت سری و سیم پیچ ولتاژ آن به صورت موازی با مصرف کننده مورد نظر قرار می گیرد. همچنین شایان ذکر است که این دو سیم پیچ دو مدار کاملا مجزا را تشکیل می دهند و بر روی بدنه وات متر سرهای این دو سیم پیچ با علامت جریان و ولتاژ خارج و مشخص شده اند. با توجه به این موضوع همواره در موقع نصب وات متر در مدار باید دقت کافی نمود تا اشتباهی از نظر اتصال در مدار بین این دو سیم پیچ پیش نیاید.

سیم پیچهای ولتاژ را در وات متر می توان قبل و یا پس از اتصال سیم پیچی جریان قرار داد. شکل زیر شمای اتصال هر یک از دو مدار زیر را به نمایش گذاشته است.

فرکانس متر :

جهت اندازه گیری و مشخص کردن فرکانس از وسیله اندازه گیری به نام فرکانس متر استفاده می شود. در صنعت جهت اندازه گیری فرکانس از دو نوع فرکانس متر استفاده می شود.

- فرکانس متر زبانه ای یا ارتعاشی
- فرکانس متر عقربه ای

که هر کدام از فرکانس متر های فوق به دو صورت پرتابل و رو میزی می باشند. از نمونه ی رومیزی می توان LUTRON FC-2700 که قابلیت اندازه گیری فرکانس و پریود را در سه رنج دارد و از نمونه ی پرتابل می توان LUTRON FC-2500A را نام برد.

در مکانهایی که فشارهای مکانیکی زیاد است بیشتر از فرکانس مترهای ارتعاشی استفاده می شود. زیرا این نوع فرکانس مترها دارای مقاومت بیشتری در برابر ضربه های مکانیکی بوده و همچنین از دقت بالاتری نیز برخورداند. بنابراین از این نوع فرکانس متر بیشتر در تابلوها جهت اندازه گیری فرکانس های کم و متوسط استفاده می شود از فرکانس متر عقربه ای ثبات بیشتر در مواردی استفاده می شود که نیاز به برداشتن منحنی تغییرات فرکانس مدنظر باشد.
فرکانس متر در مدار باید صورت موازی قرار گیرد .

کسینوس فی متر :
همان طور که می دانیم در کارخانجات و تاسیسات بزرگ صنعتی باید همواره ضریب قدرت مدار تحت نظارت و کنترل مداوم قرار داشته باشد. که جهت اندازه گیری ضریب قدرت و رؤیت آن از وسیله اندازه گیری به نام کسینوس فی متر استفاده می شود.
البته اکثر پاور آنالایزرهای توان مثل LUTRON DW-6090 و LUTRON DW-6095 که علاوه بر اندازه گیری میزان ضریب توان و یا همان کسینوس فی ، بسیاری از پارامتر های دیگر را نیز اندازه گیری می کند.
کسینوس فی متر از دو سیم پیچ متحرک و یک سیم پیچ ثابت تشکیل شده است و در نتیجه در مجموع چهار یا پنج عدد پیچ جهت اتصال در مدار بر روی آن تعبیه شده است و از آن می توان برای اندازه گیری ضریب توان در مدارهای تکفازه و سه فازه استفاده کرد. نکته حائز اهمیت در استفاده و کاربرد سینوس فی متر آن است که کسینوس فی متر آن فقط کسینوس فی فازی را اندازه گیری می کند که سیم پیچ ثابت آن بر سر راه آن قرار دارد بنابراین کسینوس فی متر چه در مدرات تکفاز و چه در حالت سه فاز فقط کسینوس فی یکی از فازها را اندازه گیری می کند. ولتاژی را که کسینوس فی مترهای مورد استفاده در تابلوهای برقی برای آن ساخته می شوند 110-220-380 و 500 ولت می باشد و جریان قابل تحمل آنها 5 و یا یک آمپر می باشد. و برای استفاده از کسینوس فی متر در ولتاژها و جریانهای بالاتر از مقادیر ذکر شده باید از ترانسهای جریان و ولتاژی که به همین منظور ساخته شده اند استفاده کرد. نکته قابل توجه دیگر در مورد کسینوس فی مترها نوع درجه بندی آنهاست با توجه به موارد استفاده مختلف نوع درجه بندی کسینوس فی مترها نیز تغییر می کند. در صورتی که در کارخانه ای فقط بارها از نوع اندکتیو و یا سلفی باشند از کسینوس فی متری که در شکل زیر نشان داده شده است استفاده می گردد.

اسیلسکوپ چیست ؟
اسیلوسکوپ در واقع یک دستگاه اندازه گیری الکتریکی می باشد که کمیتهای مختلفی از قبیل ولتاژ – جریان ، زمان تناوب ، اختلاف فاز و ... را مورد اندازه گیری قرار می دهد و از آن برای اندازه گیری کمیتهای فوق در نیمه هادیها ، دیودها و ترانزیستورها و موارد دیگر استفاده می گردد.
تفاوت اصلی اسیلسکوپ با سایر دستگاههای اندازه گیری دیگر خاصیت منحصر به فرد آن یعنی نمایش شکل موج کمیتهای مختلف الکتریکی است یعنی با اسیلسکوپ علاوه بر اندازه گیری کمیت های مختلف الکتریکی می توان شکل موجهای آنها را نیز در موارد مختلف مشاهده کرد و تغییرات آن را با چشم دید. اسیلسکوپ می تواند با دقت بسیار بالایی ولتاژهایی تا یک هزارم را تحت فرکانسهای بالا نشان دهد. مشاهده و اندازه گیری شکل موجها در دستگاه اسیلوسکوپ از ولتاژهای متناوب با فرکانس های مختلف ولی محدود ختم می گردد. به همین جهت انواع اسیلوسکوپ هایی که در بازار وجود دارند با مشخصه فرکانس قابل اندازه گیری 20 مگاهرتز نام برد که اصطلاحاً در بازارا به اسیلوسکوپ 20 مگاهرتزی نام برده می شود .

اسیلوسکوپ ها را علاوه بر اینکه می توان توسط مشخصه هایی چون فرکانس ، تعداد کانال ، میزان حافظه ، اندازه گیری سایر پارامتر های مختلف الکتریکی ، اتصال به کامپیوترو چندین مشخصه ی دیگر از هم تفکیک کرد ، می توان از لحاظ پرتابل بودن و یا رومیزی بودن نیز از هم تفکیک کرد . در بسیاری از موارد کاربر نیاز دارد که شکل امواج را در مکانی غیر از آزمایشگاه ببیند و در نیجه نیاز به یک اسیلوسکوپ پرتابل مثل CEM DT-990S دارد.

ساختار اسیلوسکوپ :
هر دستگاه اسیلوسکوپ را از نظر ساختار می توان به دو قسمت اصلی زیر تقسیم نمود:
- لامپ اشعه کاتدیک که به طور خلاصه با CRT مشخص می گردد.
- مدارهایی که جهت آماده سازی لامپ و فرستادن سیگنالها مورد استفاده قرار می گیرند، ابتدا به طور مختصر به لامپ اشعه کاتدیک می پردازیم. شایان ذکر است که امروزه از این لامپ به عنوان قسمت اصلی و مهم در ساخت انواع مانیتورهای کامپیوترها و دستگاههای تلویزیون و همچنین در تجهیزات پزشکی و به عنوان کنترل کننده های وضعیت ضربان قلب و بسیاری دیگر از موارد مورد استفاده قرار می گیرد. این نوع لامپها فقط با دارا بودن صفحه باعث ایجاد و شکل گرفتن سیگنالها بر روی آن می گردد. اساس کار و چگونگی کارکرد همه این نوع لامپها با تفاوتهای جزئی مشابه با هم هستند. در این لامپها الکترون تولید شده در کاتد پس از عبور از صفحات انحراف عمودی و یا افقی و انحراف یافتن شتاب داده شده و پس از برخورد به صفحه نمایش بسیار حساس این لامپ باعث ساطع شدن نور در آن می گردد

ساختمان و مشخصات پراب (probe) :
در اسیلسکوپ ها جهت وارد کردن سیگنالها ، و به طور کلی هر کمیت قابل اندازه گیری دیگر که توسط اسیلسکوپ صورت می گیرد از پراب استفاده می گردد. سیم رابطی که در پراب مورد استفاده قرار می گیرد معمولا به صورت کابلهای کواکسیال می باشد تا نویر را به حداقل کاهش دهد. نوک پراب به شکل یک گیره فنری شکل است که با استفاده از آن می توان پراب را به هر نقطه از مدار وصل نمود. سر دیگر سیم رابط که به اسیلوسکوپ متصل می شود BNC نامیده می شود. برای وصل BNC به اسیلوسکوپ از شیار مورب موجود در آن استفاده می گردد. با وصل BNC به اسیلوسکوپ و حرکت دورانی 90 درجه این قطعه کاملا در جای خود محکم می شود.

کلیدهای روی اسیلوسکوپ :
در روی اسیلوسکوپ کلیدها و انتخابگرهای زیادی موجود دارد که در زیر به عنوان نمونه به طرز کار متداولترین آنها اشاره می شود:

1- کلید مخصوص کنترل نمودن فوکوس که جهت بدست آوردن وضوح بیشتر در صفحه نمایش اسیلوسکوپ از آن استفاده می شود.
2- کلید مخصوص کنترل نمودن شدت درخشش در صفحه نمایش ، چرخش این دکمه در مسیر چرخش عقربه های ساعت باعث بیشتر شدن درخشش می شود.
3- کلیدMAG اگر این کلید در وضعیتmag قرار داده شود ، حساسیت محور عمودی در صفحه نمایش اسیلوسکوپ پنج برابر می گردد.
4- کلید کنترل کنندهposition : از این کلید در اسیلوسکوپ جهت تغییر موقعیت عمودی تریس ch1 بر روی صفحه CRT و چرخش در جهت موافق با عقربه های ساعت تریس را به بالا و با چرخش آن در جهت خلاف عقربه های ساعت باعث انتقال تریس به پایین می گردد.
5- کلید VMODE : جهت انتخاب و تعیین حالت نمایش تقویت کننده عمودی استفاده می گردد . به طوری که با قرار دادن کلید فوق الذکر بر روی CH1 بر روی صفحه CRT فقط سیگنال ورودی کانال یک نمایش داده می شود و با قرار دادن کلید فوق در حالت CH2 فقط سیگنال ورودی به کانال دو بر روی صفحه نمایش CRT نشان داده می شود. اگر کلید فوق سیگنال در وضعیت DUAL قرار داده شود سیگنالهای ورودی کانالهای 1و2 را بر روی صفحه CRT به طور همزمان می توان مشاهده کرد.
6- کلید CH2LNV : با فشار دادن این کلید سیگنال اعمالی به CH2 معکوس می گردد.
7- CH2 Position : از این کلید به منظور تغییر دادن موقعیت تریس CH2 بر روی صفحه CRT استفاده می شود. و با چرخش آن در جهت موافق عقربه های ساعت تریس به طرف بالا حرکت می کند و با چرخش آن در جهت خلاف عقربه های ساعت تریس را به طرف پایین انتقال می دهد.
8- کلید slope : از این کلید جهت انتخاب شیب مثبت و یا منفی سیگنال تریگر به منظور شروع جاروب کردن استفاده می شود.
9- TRIGGER LEVEL : در صورت چرخاندن این کلید در جهت موافق با عقربه های ساعت ، نقطه تریگر به سمت ماکزیمم مثبت سیگنال تریگر حرکت می نماید و در صورت چرخاندن آن در جهت خلاف عقربه های ساعت نقطه تریگر به ماکزیمم منفی سیگنال تریگر حرکت می کند.
10- HORIZONTAL position: با چرخاندن این کلید در جهت موافق با عقربه های ساعت تریسها به سمت راست صفحه CRT و با چرخاندن این کلید در جهت خلاف عقربه های ساعت تریسها به سمت چپ برده می شوند.
11- کلید x10MAG : با قرار دادن این کلید در وضعیت X10MAG باعث افزایش یافتن زمان جاروب به 10 برابر می گردد و در این حالت زمان جاروب معادل یک دهم مقدار نشان داده شده توسط TIM/DIV خواهد گردید.
12- VARIABLE : این کلید باعث تغییر مداوم ضریب جاروب بین گاملهای کلید TIME/DIV می شود. این تنظیمات زمانی که کنترل کننده VARIABLE در جهت موافق با عقربه های ساعت در منتهای چرخش خود قفل گردد دقیق است.
14-کلید TRIGGER MODE : از این کلید جهت انتخاب تریگر شدن جاروب استفاده می شود. اگر کلید فوق در وضعیت Auto قرار داده شود باعث انتخاب یک جاروب آزاد می گردد و اگر در این حالت سیگنالی وجود نداشته باشد یک خط پایه را نشان می دهد اگر یک سیگنال تریگر 25 هرتزی یا بالاتر دریافت شود و کنترل کننده های تریگر دیگر نیز به طرز صحیح تنظیم گردیده باشند به طور اتوماتیک از حالت جاروب آزاد به جاروب تریگر شده برمی گردد.
15- TIME/DIV : از این کلید به منظور انتخاب نمودن میزان اصلی زمان جاروب یا عملیات x-y استفاده می گردد.
16- کلید power : که جهت خاموش و روشن کردن اسیلوسکوپ مورد استفاده قرار می گیرد.
17- چراغ اصلی : این چراغ در هنگام روشن بودن دستگاه روشن می گردد.
18- کلید TRIGGER SOURSE : از این کلید جهت انتخاب منبع تریگر مطلوب استفاده می شود اگر این کلید در وضعیت VERT قرار داده شود آنگاه سیگنالی که ورودی CH1 یا CH2 می باشد به عنوان منبع تریگر استفاده می شود. اگر کلید فوق بر روی کانال اول باشد ، این کانال به طور اتوماتیک به منبع تریگر مبدل می شود.
19- EXT TRIG IN : از این کلید به منظور اعمال کردن سیگنال تریگر خارجی به مدارات تریگر استفاده می گردد.
20- کنترل کننده : از این کلید به منظور تغییر پوسته ضریب تضعیف بین گامهای کلید Volts/div استفاده می گردد. این تنظیمات فقط مادامی دقیق است که این کنترل کننده در جهت موافق با عقربه های ساعت تا آخر چرخش خود قفل گردد.
21- کلید CH2AC/GND/DC : از این کلید به منظور انتخاب نحوه کوپل نمودن سیگنال ورودی به تقویت کننده عمودی CH2 استفاده می گردد.
22- کلید کانکتور CH2 یا YIN : از این کلید به منظور اعمال سیگنال ورودی به تقویت کننده عمودی کانال 2 و یا تقویت کننده محور عمودی استفاده می گردد.
23- کلید CH2volts/div : از این کلید به منظور انتخاب ضریب تضعیف سیگنال ورودی اعمالی به ورودی تقویت کننده عمودی CH2 استفاده می گردد.
24- کلید کانکتور CH1 یا XIN : از این کلید به منظور اعمال کردن سیگنال ورودی به تقویت کننده عمودی کانال 1 یا تقویت کننده محور افقی استفاده می گردد.
25- کلید CH1 AC/GND/DC : از این کلید به منظور چگونگی کوپل کردن سیگنال ورودی به تقویت کننده عمودی CH2 حالت AC یک خازن بین کانکتور ورودی و قسمت تقویت کننده استفاده شده تا هر گونه مولفه DC را در سگنال ورودی سد نماید.
26- کلید CH1 volts/div : از این کلید به منظور انتخاب ضریب تضعیف سیگنال ورودی اعمالی به ورودی تقویت کننده عمودی ch1 استفاده می گردد.
27- به همراه 20 قبلا توضیح داده شد.
28- کانکتور GROUND : این قسمت نقطه اتصالی جهت لیدهای مجزای زمین را بدست می آورد.
29- کنترل کننده چرخش : با تنظیم کردن این پیچ توسط پیچ گوشتی باعث می شود راستای تریس را نسبت به خطوط افقی بر روی صفحه CRT تغییر می یابد.
30- کانکتور CH1output: این کانکتور یک یک خروجی تقویت شده از سیگنال کانال 1 که مناسب جهت راه اندازی شمارنده فرکانس و سایر دستگاههای مشابه است را ارائه می کند.
31- کانکتور EXT BLANKING IN PUT : این کلید جهت اعمال سیگنال برای مدولاسیون شدت CRT درخشش تریس با سیگنال مثبت کاهش و با سیگنال منفی افزایش می یابد.
33- انتخاب کننده ولتاژ : از این کلید به منظور تغییر محدوده ولتاژ کار استفاده می شود.
34- کانکتور خط : جهت اتصال سیم برق یا قطع آن استفاده می شود.