مقياس رباعي الأطراف للمقاومة المنخفضة والميلي أوم بالتيار المستمر

يُشترى مقياس المقاومة رباعي الأطراف لسبب واحد: أن يكون الرقم على الشاشة للقطعة لا للأسلاك. وكل جهاز في هذه المجموعة يبلغ ذلك بالطريقة نفسها. وما يفصل بينها هو مدى وصولها من أدنى مقاومة إلى أعلاها، وكم تيارًا تستطيع أن تدفع، وكيف يخرج الناتج من الصندوق.

نظرة عامة على المنتج

كل هذه أجهزة منضدة بقناة واحدة، بإشارة اختبار بالتيار المستمر ومقبس رباعي الأطراف. فطرازات الدخول تقرأ من 10 µΩ إلى 20 kΩ عند 0,1% على شاشة LED خضراء؛ وطرازات الدقة تبلغ من 0,01 µΩ إلى 2,4 GΩ عند 0,006% على شاشة ملوّنة من 6½ رقم. وبين الطرفين تقع عائلات LCD المدمجة، وهي التي تُوصَّف عادة لمنضدة فرز.

والفروق التي تهمّ المشتري أضيق مما يوحي عدد الطرازات. فتيار الاختبار يمتد من 100 µA في وحدات الدخول إلى 10 A في الطرازات فائقة الانخفاض. والفرز يمتد من مقارن بثلاثة مستويات نجاح وتجاوز ونقص إلى 14 صنفًا. والواجهات تمتد من لا شيء على طرازَي دخول إلى RS232 وRS485 وUSB host ومنفذ مناولة في وحدات الدقة.

آلية عمل مقياس المقاومة رباعي الأطراف

يُدفع تيار في القطعة عبر زوج الدفع، HD وLD. والجهد الذي يُحدثه ذلك التيار على القطعة يُستشعر عبر زوج ثانٍ، HS وLS، لا يحمل تيارًا يُذكر. ولأن زوج الاستشعار لا يسحب شيئًا، لا تظهر مقاومة الأسلاك والمشابك في الجهد المقيس، ويحسب المقياس مقاومة القطعة مباشرة دون طرح.

ولهذا أيضًا تُستعمل هذه الأجهزة دون تصفير. فالإزاحة التي يُظهرها القياس بطرفين أرضيةً ليست في دائرة الاستشعار من الأصل؛ وما يبقى من انحياز داخلي يُلغى في العتاد، فيُقرأ المشبك المقصور عند الصفر أو قريبًا منه. ولا يزال التصفير بالقصر على كامل المدى معروضًا كفحص لا كخطوة روتينية.

والمدى والتيار متلازمان. فالمقياس يميّز الميكرو أوم بدفع أمبيرات في القطعة وقراءة الميلّي فولت الناتجة؛ ويميّز الميغا أوم بالهبوط إلى الميكرو أمبير ليبقى الجهد داخل مدى الدخل. فاختيار المدى اختيارٌ لتيار، ولهذا تحمل المديات الدنيا أعلى تيار، ولهذا تحتاج القطعة التي لا تحتمل ذلك التيار إلى الوضع منخفض القدرة بدلًا منه.

والمقارن يقابل كل قراءة بحدود مخزَّنة ويقود مرحّلًا أو خط مناولة أو مصباحًا. وفي العائلات ذات الأصناف المتعددة تُدرَّج القراءة بدل أن تُقبل أو تُرفض وحدها.

كيف تختار مقياس المقاومة رباعي الأطراف المناسب

ابدأ من أسفل نافذة المقاومة. فتحت 100 µΩ تنفد أرقام عائلات 1 A، وتكون طرازات 10 A هي سبب الصعود؛ وبين 1 mΩ و2 Ω تكفي أي عائلة في المجموعة تقريبًا؛ وفوق 200 kΩ لا يبقى إلا الطرازات واسعة المدى.

ثم الطرف الأعلى من نافذة المقاومة. فمقياس يتوقف عند 20 kΩ لن يفحص ملف محوّل ولا امتداد كابل، ومقياس يبلغ 2,4 GΩ أغلى من حاجة المهمة إن كانت كل قطعة تلامس موصل.

ثم الدقة التي يطلبها الرسم أو المعيار. والتفاوت داخل هذه المجموعة يقارب خمسة عشر ضعفًا، من 0,1% إلى 0,006%، وهو أكبر محرّك للسعر بعد المدى.

ثم الواجهة. فالمنضدة التي تُقرأ بالعين لا تحتاج أكثر من الشاشة ومصباح النجاح. والمنضدة التي تسجّل تحتاج RS232 أو USB host. والخطّ الذي يفرز يحتاج منفذ المناولة أو PLC، ووحدة التحكّم المنطقي التي تتكلّم MODBUS تحتاج العائلة التي تنصّ عليه. وعائلة واحدة تضيف وضع 2 ms، ولا يهمّ ذلك إلا إذا كانت المناولة تحرّك أسرع من نحو ثلاثين قطعة في الثانية.

وأخيرًا هل تحتمل القطعة تيار الاختبار. فسلك اللف ومقاومات الأغشية الرقيقة والثرمستورات الصغيرة هي الحالات المعتادة للوضع منخفض القدرة، حيث يُثبَّت جهد الدائرة المفتوحة عند 60 mV أو أقل.

أرسل القطعة، وطرفَي نافذة المقاومة، ورسم التركيبة، والواجهة التي يستعملها الخط، وتضيق المجموعة إلى طراز أو طرازين. وما يبقى بعد ذلك من أسئلة يتعلق بالتركيبة والتسليم لا بالقياس.

حدود القياس واعتبارات الاختيار

هذه أجهزة مقاومة بالتيار المستمر. لا تقيس المحاثة ولا السعة، والقراءة على ملف هي مقاومة النحاس وحدها؛ والجسر هو الجهاز الصحيح حين يهمّ الجزء التفاعلي.

وفي أسفل المدى يكون العدوّ هو القوة الدافعة الحرارية. فوصل نقطتين من معدنين مختلفين يولّد بضعة ميكرو فولت، وهي عند 0,01 µΩ و10 A صغيرة، وعند 1 A ليست كذلك. والعائلات التي تسرد إلغاء القوة الدافعة الحرارية أو وضعًا منخفض القدرة هي التي تُوصَّف حين يجب أن تصمد القراءة عند الرقم الأخير.

وتيار الاختبار يسخّن القطعة. فقياس 10 A على تلامس صغير يحرّك مقاومته أثناء القراءة، وإعادة القياس تعطي رقمًا مختلفًا كل مرة. فالتيار العالي للوصلات الثقيلة لا للرفيعة.

والأطراف الأربعة تزيل مقاومة السلك لا التلامس الرديء عند المشبك. فمشبك متسخ أو مرتخٍ يضيف ضجيجًا يُقرأ قطعةً غير مستقرة، ولهذا تعرض عدة عائلات فحص تلامس.

وفي أعلى المدى يكون الحدّ زمن الاستقرار لا قدرة التمييز. فحمل بقياس 2 MΩ أو 100 MΩ مع سلك محجوب يتصرّف كمكثّف صغير، وتحتاج القراءة لحظة لتستقر؛ والسرعات السريعة المذكورة تنطبق على المديات الدنيا وحدها، ولا تُطلب عند الأطراف العليا.

ولا شيء من هذه الأجهزة يمسح نقاطًا متعددة. فحيث يحمل تركيب صفًّا من القطع يجب قياسها بالتتابع، فالماسح هو الجهاز المناسب، والمقياس أحادي القناة يؤدي المهمة مشبكًا بعد مشبك.