डिजिटल मापन उपकरणे: फायदे आणि तोटे, ऑपरेशनचे सिद्धांत
मानवजातीच्या संपूर्ण इतिहासात विविध भौतिक प्रमाणांचे मोजमाप करण्याचा डिजिटल मापन हा सर्वात क्रांतिकारक मार्गांपैकी एक आहे. आपण असे म्हणू शकतो की सर्वसाधारणपणे, डिजिटल तंत्रज्ञानाच्या आगमनापासून, या प्रकारच्या उपकरणाचे महत्त्व आपल्या संपूर्ण अस्तित्वाचे भविष्य निश्चित केले आहे.
सर्व मोजमाप साधने अॅनालॉग आणि डिजिटलमध्ये विभागली जातात.
डिजिटल मीटरमध्ये उच्च प्रतिसाद गती आणि अचूकतेचा उच्च वर्ग असतो. ते इलेक्ट्रिकल आणि नॉन-इलेक्ट्रिकल परिमाणांची विस्तृत श्रेणी मोजण्यासाठी वापरले जातात.
डिजिटल अॅनालॉग डिव्हाइसेसच्या विपरीत, ते मोजलेले डेटा संचयित करत नाहीत आणि डिजिटल मायक्रोप्रोसेसर उपकरणांशी सुसंगत नाहीत. या कारणास्तव, त्याच्यासह केलेले प्रत्येक माप रेकॉर्ड करणे आवश्यक आहे, जे कंटाळवाणे आणि वेळ घेणारे असू शकते.
डिजिटल मीटरचा मुख्य तोटा म्हणजे त्यांना बाह्य उर्जा स्त्रोत किंवा विशिष्ट वेळेनंतर बॅटरी चार्जिंगची आवश्यकता असते.तसेच, डिजिटल उपकरणांची अचूकता, वेग आणि कार्यक्षमता त्यांना अॅनालॉग उपकरणांपेक्षा अधिक महाग बनवते.
डिजिटल मापन यंत्रे - अशी उपकरणे ज्यामध्ये मोजलेले इनपुट अॅनालॉग मूल्य X ची आपोआप प्रायोगिकरित्या ज्ञात (नमुना) मूल्य N च्या स्वतंत्र मूल्यांशी तुलना केली जाते आणि मापन परिणाम डिजिटल स्वरूपात दिले जातात (अॅनालॉग, डिस्क्रिट आणि डिजिटल सिग्नल कसे वेगळे आहेत?).
डिजिटल व्होल्टमीटरचा ब्लॉक आकृती
डिजिटल मापन यंत्रांमध्ये तुलनात्मक ऑपरेशन्स करताना, सतत मोजलेल्या परिमाणांच्या मूल्यांची पातळी आणि वेळ परिमाणित केली जाते. मापन परिणाम (मापन केलेल्या मूल्याचे संख्यात्मक समतुल्य) डिजिटल कोडिंग ऑपरेशन्स केल्यानंतर तयार केले जाते आणि निवडलेल्या कोडमध्ये (प्रदर्शनासाठी दशांश किंवा पुढील प्रक्रियेसाठी बायनरी) सादर केले जाते.
डिजिटल लाइट मीटर
डिजिटल मापन उपकरणांमध्ये तुलना ऑपरेशन्स विशेष तुलना उपकरणांद्वारे केली जातात. सामान्यतः, अशा उपकरणांमधील मोजमापाचा अंतिम परिणाम संचयन आणि विशिष्ट ऑपरेशन्सच्या परिणामांच्या विशिष्ट प्रक्रियेनंतर प्राप्त केला जातो ज्याच्या अॅनालॉग मूल्याची तुलना N च्या भिन्न भिन्न मूल्यांसह (X च्या ज्ञात अपूर्णांकांची N सह तुलना समान मूल्याचे देखील केले जाऊ शकते).
X चे संख्यात्मक समतुल्य आउटपुट उपकरणांद्वारे आकलनासाठी सोयीस्कर स्वरूपात (डिजिटल डिस्प्ले) आणि आवश्यक असल्यास, इलेक्ट्रॉनिक संगणक (संगणक) किंवा स्वयंचलित नियंत्रण प्रणालीमध्ये इनपुट करण्यासाठी सोयीस्कर स्वरूपात सादर केले जाते. (डिजिटल कंट्रोलर, प्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोलर्स, इंटेलिजेंट रिले, फ्रिक्वेन्सी कन्व्हर्टर).दुसऱ्या प्रकरणात, डिव्हाइसेसना बहुतेक वेळा डिजिटल सेन्सर म्हणतात.
डिजिटल नॉनोमीटर
सर्वसाधारणपणे, डिजिटल मापन उपकरणांमध्ये अॅनालॉग-टू-डिजिटल कन्व्हर्टर असतात, संदर्भ मूल्य N निर्माण करण्यासाठी एक युनिट किंवा N च्या पूर्वनिर्धारित मूल्यांचा संच, तुलनाकार, लॉजिक डिव्हाइसेस आणि आउटपुट डिव्हाइसेस.
स्वयंचलित डिजिटल मापन उपकरणांमध्ये त्यांच्या कार्यात्मक युनिट्सच्या ऑपरेशनवर नियंत्रण ठेवणारे उपकरण असणे आवश्यक आहे. आवश्यक फंक्शनल ब्लॉक्सच्या व्यतिरिक्त, डिव्हाइसमध्ये अतिरिक्त असू शकतात, उदाहरणार्थ, सतत मूल्ये X ते इंटरमीडिएट निरंतर मूल्यांचे कन्व्हर्टर.
अशा कन्व्हर्टर्सचा वापर मापन यंत्रांमध्ये केला जातो जेथे मध्यवर्ती X मूळपेक्षा अधिक सहजपणे मोजता येतो. विविध नॉन-इलेक्ट्रिकल परिमाणांचे मोजमाप करताना X चे विद्युत परिमाणांमध्ये रूपांतर अनेकदा केले जाते, त्या बदल्यात विद्युतीय बहुतेक वेळा समतुल्य वेळेच्या अंतराने दर्शविले जातात, इत्यादी.
हे देखील पहा:
डिजिटल थर्मामीटरचे उदाहरण वापरून अॅनालॉग सिग्नलचे डिजिटल स्वरूपात रूपांतर कसे केले जाते
अॅनालॉग ते डिजिटल कन्व्हर्टर (ADC) अशी उपकरणे आहेत जी इनपुट अॅनालॉग सिग्नल स्वीकारतात आणि त्यानुसार, त्यांचे आउटपुट डिजिटल सिग्नल, संगणक आणि इतर डिजिटल उपकरणांसह कार्य करण्यासाठी योग्य आहेत, उदा. सामान्यतः भौतिक सिग्नल प्रथम अॅनालॉगमध्ये रूपांतरित केले जाते (मूळ सिग्नलसारखे) आणि नंतर अॅनालॉग सिग्नल डिजिटलमध्ये रूपांतरित केले जाते.
डिजिटल मीटर विविध स्वयंचलित मापन पद्धती आणि मापन सर्किट वापरतात. एक वेगळे n प्रामुख्याने तुलना पद्धतींची विशिष्टता निर्धारित करते.
X आणि N ची तुलना समतोल आणि जुळणी पद्धतींनी केली जाऊ शकते. पहिल्या पद्धतीमध्ये, N मधील X च्या मूल्यांची समानता (विवेक त्रुटीसह) किंवा त्यांच्याद्वारे निर्माण होणारे परिणाम सुनिश्चित होईपर्यंत N च्या मूल्यांमधील बदल नियंत्रित केला जातो. दुसर्या पद्धतीनुसार, N च्या सर्व मूल्यांची X सह एकाच वेळी तुलना केली जाते आणि X चे मूल्य त्याच्याशी जुळणार्या मूल्याद्वारे (विवेक त्रुटीसह) n निर्धारित केले जाते.
जुळणार्या पद्धतीमध्ये, अनेक तुलनिक सहसा एकाच वेळी वापरले जातात, किंवा X मध्ये सामान्य डिव्हाइसवर कार्य करण्याची क्षमता असते जी त्याच्याशी जुळणारे N मूल्य वाचते.
ट्रेस, स्वीप आणि बिटवाइज बॅलन्सिंग पद्धती, तसेच मोजणी ट्रेस किंवा रीड ट्रेस जुळण्याच्या पद्धती, नियतकालिक मोजणी किंवा तुलना परिणामांची नियतकालिक मोजणी यामध्ये फरक केला जातो.
डिजिटल मल्टीमीटर
इतिहासातील पहिली डिजिटल मापन यंत्रे अवकाशीय कोडींग प्रणाली होती.
या उपकरणांमध्ये (सेन्सर्स), मापन योजनेनुसार, मोजलेले मूल्य एनालॉग कन्व्हर्टरच्या मदतीने रेखीय हालचालीमध्ये किंवा रोटेशनच्या कोनात रूपांतरित केले जाते.
याव्यतिरिक्त, अॅनालॉग-टू-डिजिटल कन्व्हर्टरमध्ये, परिणामी विस्थापन किंवा रोटेशन कोन विशेष कोड मास्क वापरून एन्कोड केले जाते, जे विशेष कोड डिस्क, ड्रम, शासक, प्लेट्स, कॅथोड-रे ट्यूब इत्यादींवर लागू केले जाते.
मुखवटे प्रवाहकीय आणि गैर-वाहक, पारदर्शक आणि अपारदर्शक, चुंबकीय आणि नॉन-चुंबकीय क्षेत्र इत्यादींच्या स्वरूपात N कोडची चिन्हे (0 किंवा 1) तयार करतात. या क्षेत्रांमधून, विशेष वाचक प्रविष्ट केलेला कोड काढून टाकतात.
अस्पष्टता त्रुटी काढून टाकण्याची सर्वात सामान्य पद्धत विशेष चक्रीय कोडच्या वापरावर आधारित आहे, जेथे समीप संख्या फक्त एका बिटमध्ये भिन्न असतात, म्हणजे. वाचन त्रुटी परिमाणीकरण चरण ओलांडू शकत नाही. हे या वस्तुस्थितीमुळे प्राप्त झाले आहे की जेव्हा प्रत्येक संख्या चक्रीय कोडमध्ये एकाने बदलली जाते तेव्हा फक्त एक वर्ण बदलला जातो (उदाहरणार्थ, ग्रे कोड वापरला जातो).
डिजिटल एन्कोडर
एन्कोडरच्या अंमलबजावणीवर अवलंबून, अवकाशीय एन्कोडिंग ट्रान्सड्यूसर संपर्क, चुंबकीय, प्रेरक, कॅपेसिटिव्ह आणि फोटोइलेक्ट्रिक ट्रान्सड्यूसरमध्ये विभागले जाऊ शकतात (पहा — एन्कोडर्स कसे कार्य करतात आणि कार्य करतात).
डिजिटल मीटरची उदाहरणे: