qmetre nedir ne işe yarar

     
                 Q-METRE HAKKINDA BİLGİ
        
               Q-Metre Q değeri 5'ten 1000'e kadar olan çok çeşitli ölçümleri 22KHz ile 77MHz frekans 
aralığında ölçebilen bir alettir. Q-Metre endüktans, kapasite, direnç gibi elemanların yanısıra kayıp faktörü 
(dissipation factor), dielekttrik sabiti, coupling factor, dielektrik sabiti, ikili endüktans gibi büyüklükleri 
ölçebilir. Bu söylenen büyüklükler belli değer aralıklarında ölçülebilir. Örneğin Q-Metre 470pF üstündeki 
kapasite değerlerini doğrudan ölçemez. Bu büyüklükteki kapasiteler nitelikli multimetreler ile ölçülebilir.
                                                                                                                                                                                        
                 ÖN PANELİN İNCELENMESİ
              Aşağıdaki anlatımlar bu şekil baz alınarak yapılacaktır. Numaralandırmalara dikkat 
ediniz.         
               1. Açma kapama düğmesi 
             
                                                                                                                 
              2. Panelin 2 numaralı kısmı cihazı 22KHz ile 70MHz arasında 7 farklı frekans bandına böler. 
Yani hangi frekansta ölçüm yapılmak isteniyorsa o frekansı kapsayacak bandı belirten düğmeye 
basılmalıdır. Bu kısım 5 nolu kısmın (Çarpan gösterge kısmı) kontrol edilebilmesini sağlar. Örneğin en 
sağdaki düğmeye basıldığında 6 nolu frekans ölçeğinde (bu ölçek 1' den 7' ye kadardır) okunan sayı 
10MHz ile çarpılmış olur..
               3. Frekans ölçeğinin 1 ile 7 arasında değiştirilebilmesini sağlar. 
          
               4. Q değerinin 10. kısımdaki değerleri aştığı durumlarda limitin arttırılabilmesini sağlar.
5. Frekans çarpanı gösterge kısmı 2. kısım ile kontrol edilir.
6. Frekans ölçeği 1Hz ile 7Hz' i gösterir.
7. Q limitinin aşıldığı durumlarda kullanıcıyı uyarır.
      8. Ölçülecek elemanların yerleştirildiği bölgedir. Hemen altındaki devre şeması baz alınarak 
elemanlar yerleştirilmelidir.
             
                 9. Q değerinin ölçüldüğü kısımdır. Bir endüktansın Q katsayısı buradan kolaylıkla okunabilir. Doğru 
eleman ölçümü için de Q değerinin maksimumu vurduğu noktaya her zaman dikkat edilmelidir.         
             
                 
10. 9. kısımdaki ibrenin ayarlanmasını sağlayan kısımdır.
11. Delta Q ölçümlerinde maksimum ve minimum değerlerin ötelenmesini sağlar.
             
                             12. Endüktans değerleri bu kısımdan okunur. 12 ile 0.85 sayıları ile değişir. Buradan okunan 
sayı 2. kısımda hangi frekans bandında çalışılmışsa o endüktans değeri ile çarpılır. Örneğin L ölçeğinde 
0.85 değerini okuduysanız ve de bunu 2. kısımdaki 7. band ile ölçmüşseniz, 0.85*0.1uH=85nH 
endüktansınızın değeri olacaktır.
              13. Kapasite değerinin 14 nolu ölçekteki 25 ve 470 değerlerinden +5, -5pF kaydırılabilmesini 
sağlar. Herhangi bir ölçüme bu ölçeğin 0 iken başlanması uygundur. Aksi takdirde ölçülen kapasite 
değerinde yanılma sözkonusu olur.
              14. 25pF ile 470pF arasında kapasite değerinin ölçüldüğü ölçektir. 
15. 13.kısmın kontrol edilebilmesini sağlar.
     16. Bu kısım değiştirilerek Q ibresinin maksimumu vuracağı durum aranır. Q ibresi 
maksimum Q değerini gösterdiği zaman L ya da C değeri ölçülmüş olur.                             6
              17. Q değerleri alt veya üst limitlerin gerisinde veya ötesinde olduğunda Q aralığının uygun 
değerlere taşınmasını sağlar. Amaç Q değerinin maksimumu vuracağı durumu yakalayabilmektir çünkü.
                       
               
ÖLÇÜMLERDE KULANILAN EKİPMAN
             Referans endüktansları: 10KHz'den 77MHz'e kadar 0.07uH'den 630mH' ye kadar değişen üç 
bacaklı elemanlardır. İlk bağlandıklarında amaç maksimum Q değerini yakalamalarıdır. Bu ölçümler için 
önemlidir.
             Test terminal adaptörü: Dielektrik sabiti ve loss tangent ölçümü için önemlidir.
             16014A Loss Test Adapter
             Dielektrik Loss Test JIG                                  Referans endüktansları
                                                                                                        7              
               
                              8                        
        
Q ve ENDÜKTANS DEĞERİNİN DOĞRUDAN ÖLÇÜLMESİ
                8. kısımda bulunan devre şeması baz alınarak bobin terminallere bağlanır. Hangi frekansta 
çalışılıyorsa 2. kısım ile çalışılan frekans bandı belirlenir. 3. kısım olan frekans ölçeğinde 2.5 sayısının 
yanındaki L de sabitleme yapılır. 16. kısımdaki tekerlek hareket ettirilir. 
9. kısımda Q değerinin ibresinin maksimumu göreceği durum aranır, buna ulaşıldığında 12. kısma bakılır 
ve görülen sayı değeri çalışılan frekans bandı düğmesinin üstündeki birim ile çarpılır ve düşük değerlerde 
bir endüktans değeri ölçülmüş olur. 
    
      ÖLÇÜMLERDE KULLANILAN PARALEL VE SERİ BAĞLAMA ŞEKİLLERİ
               
Bu bağlama şekilleri temel olarak, ölçümü yapılacak elemanın maksimum Q değerini bulma 
prensibine dayanır. Paralel bağlama ile yüksek endüktans ölçümü, yüksek direnç ölçümü, küçük 
kapasitelerin ölçümü ve dielektrik sabitlerinin ölçümü yapılır.  
                                                                                                          9       
DOĞRUDAN BAĞLAMA:
   SERİ BAĞLAMA:
   PARALEL BAĞLAMA:
                                                                                                        10             BÜYÜK ENDÜKTANS DEĞERLERİNİN ÖLÇÜLMESİ
                 Ölçme devresi bir referans endüktansı kullanırken rezonans yaptığı zaman, değeri 
ölçülecek eleman yani endüktans tuning kapasitesi ile paralel olacak şekilde terminale yerleştirilir. Daha 
sonra ön paneldeki frekans değerleri ve kullanılacak referans endüktansının frekans aralığı doğru 
seçilmelidir. Bu aşamada referans endüktansı sayesinde L/C ayar tekerleği ile devre maksimum Q 
değerini verecek şekilde rezonansa getirilmelidir ve bunu sağalayan C değeri C1 olarak kaydedilmelidir.  
DeltaC ve deltaQ parametreleri 0 olacak şekilde ayarlanmalıdır. Bu işlemlerden sonra bilinmeyen 
endüktans HI GND terminaline yerleştirilmelidir. L/C ayar tekerleğini ayarlayarak devre rezonansa 
getirilmelidir. Bu durumu sağlayan C değeri C2 olarak kaydedilmelidir ve aşağıdaki formül ile bilinmeyen 
endüktansın değeri....
                               L=1/(w^2*(C2-C1))   ,
Bilinmeyen endüktansın Q değeri;
                               Q=Q1*Q2*(C2-C1)/((Q2-Q1)*C1) ,
formülleri ile elde edilmelidir.
                                
             
            KÜÇÜK ENDÜKTANS DEĞERLERİNİN ÖLÇÜLMESİ
                     Küçük değerli elemanların değerlerin ölçümleri düşük frekanslarda yapılamaz. Ancak 
tuning kapasitörüne paralel bağlanacak ayrı bir yüksek Q değerine sahip kapasite ile istenen frekansta 
rezonans sağlanabilir. Bu method dışında kullanılacak olan method burada da anlatılacak olan seri 
bağlama methodudur. Bu method ile dışarıdan bir kapasite bağlanmaksızın düşük değerli bir bobinin 
endüktans değeri bulunabilir. 
                    İlk olarak çalışılacak frekans değerleri ön panelde gerekli ayarlar yapılarak belirlenir. 
Öncelikle seri bağlama ile bu ölçüm gerçekleştirilir. Seri bağlamada değeri direk bağlama ile ölçülebilen bir 
bobin ile bilinmeyen bobin seri olacak şekilde sıkıca birbirlerine bağlanmalıdır. Daha sonra bu iki 
endüktanslı eleman bilinmeyen bobinin açıkta olan ayağı LO terminaline diğer ayak HI terminaline       12bağlanacak şekilde yerleştirilmelidir. Bu durumda devre L/C tekerleği ayarlanarak rezonansa getirilmelidir 
yani Q değerinin maksimum olacağı durum. Bunu sağlayan kapasite değeri C1 olarak kaydedilmelidir. 
Daha sonra birleştirilmiş iki bobin birbirinden ayırılmalı ve değeri direk olarak ölçülmesi kolay olan bobin 
aynen doğrudan endüktans değeri hesaplaması yapılır gibi rezonansa getirilmelidir. Bunu sağlayan 
kapasite değeri C2 olarak kaydedilmeli ve küçük endüktans değeri şu formülle hesaplanmalıdır.
                               Ls=(C2-C1)/w^2*C1*C2
                 
Bu endüktansın Q değeri ise şu formülle hesaplanabilir. 
                              Qs=Q1*Q2*(C2-C1)/(C1Q1-C2*Q2)
          KÜÇÜK KAPASİTE DEĞERLERİNİN ÖLÇÜLMESİ(<450pF)
                        Paralel bağlama ve referans endüktanslarının kullanımı sayesinde 450 pF'tan 
küçük kapasite değerleri Q-metre ile aşağıdaki yol izlenerek ölçülebilir. Öncelikle her ölçümün başında 
olduğu gibi çalışılacak frekans dikkate alınmalıdır. Kapasite ölçümünde en önemli eleman referans 
endüktansıdır. Referans endüktansları frekansa bağlı elemanlar oldukları için ön paneldeki frekans değeri 
ile seçilecek referans endüktansı seçimi yapılırken referans endüktansın frekans değerine dikkat 
edilmelidir. Uygun referans endüktansı seçildikten sonra ilk aşamada bu endüktans LO HI ve SHIELD 
terminallerine bağlanmalıdır. L/C tekerleği ile devre bu durumda iken rezonansa getirilerek maksimum Q 
değerini sağlayan kapasite değeri okunmalı ve  (C=C1)kaydedilmelidir. Daha sonra terminaller üzerinde 
bir değişiklik yapılmadan değeri ölçülecek olan kapasite HI ve GND terminallerine bağlanmalı ve devre bu 
haliyle rezonansa getirilerek maksimum Q değerinde kapasite değeri okunmalıdır.(C=C2) Okunan bu iki 
kapğasite değeri aşağıdaki formüle uygulanarak kapasitenin gerçek değeri bulunur.
                                                 Cs=C1-C2
               
          BÜYÜK KAPASİTE DEĞERLERİNİN ÖLÇÜLMESİ >450pF
                          Seri ölçüm metodu ile büyük kapasite değerlerini ölçmek mümkündür. 450pF'ın 
üzerindeki kapasiteler bu metod ile ölçülebilir. İlk olarak çalışılacak frekans değerlerine göre ön panel de   gerekli frekans ayarlamaları yapılmalıdır. Daha sonra değeri ölüçülecek kapasite değeri  Q metre ile
doğrudan ölçülebilen bir bobin ile sıkıca bağlanmalıdır ve bobinin bir ayağı HI terminaline kapasitenin  
açıkta kalan ayağı LO terminaline bağlanmalıdır. Bu durumda iken L/C tekerleği ayarlanarak devre 
rezonansa getirilmelidir. Maksimum Q değerini sağlayan kapasite bulunmalıdır.(C=C1 olarak not edin.)
Daha sonra bir önceki aşamada biribirine bağlanan kapasite ve endüktans birbirlerinden ayırılmalıdır. 
Endüktans doğrudan bağlamada olduğu gibi bağlanmalıdır. Bu durumda rezonans yaptırılır ve C2 
kaydedilir. Aşağıdaki formül ile kapasite değeri bulunur. 
                               
                                               Cs=C1*C2/(C2-C1)
             Q değeri de hesaplanabilir.
                                               Q=Q1*Q2*(C1-C2)/(C1*Q1-C2*Q2)
                        
              DİRENÇ DEĞERLERİNİN ÖLÇÜLMESİ
   Direnç değerlerinin ölçülmesi Q metre ile zahmetli olduğundan direnç ölçümü anlatılmayacaktır.
Herhangi bir multimetre ile direnç ölçümü kolaylıkla yapılabilir.
                                                                                                      14HAZIRLAYAN: CEM YÜCELGEN
16.07.2010
KAYNAK:
HP Q-METER 4342a MANUAL
Comments