विद्युत मोजमापांचे प्रकार आणि पद्धती

इलेक्ट्रिकल अभियांत्रिकीचा अभ्यास करताना, एखाद्याने विद्युत, चुंबकीय आणि यांत्रिक प्रमाणांशी व्यवहार करणे आणि मोजणे आवश्यक आहे.

विद्युत, चुंबकीय किंवा इतर प्रमाण मोजण्यासाठी त्याची तुलना युनिट म्हणून घेतलेल्या दुसर्‍या एकसंध प्रमाणाशी करणे होय.

हा लेख सर्वात महत्वाचा मापन वर्गीकरण चर्चा करतो विद्युत मोजमापांचा सिद्धांत आणि सराव… या वर्गीकरणामध्ये पद्धतशीर दृष्टिकोनातून मोजमापांचे वर्गीकरण समाविष्ट असू शकते, उदा. मापन परिणाम प्राप्त करण्याच्या सामान्य पद्धतींवर अवलंबून (मापनांचे प्रकार किंवा वर्ग), तत्त्वे आणि मापन यंत्रे (मापन पद्धती) वापरण्यावर अवलंबून मोजमापांचे वर्गीकरण आणि मोजलेल्या मूल्यांच्या गतिशीलतेवर अवलंबून मोजमापांचे वर्गीकरण.

विद्युत मोजमापांचे प्रकार

परिणाम प्राप्त करण्याच्या सामान्य पद्धतींवर अवलंबून, मोजमाप खालील प्रकारांमध्ये विभागले गेले आहेत: प्रत्यक्ष, अप्रत्यक्ष आणि संयुक्त.

थेट मोजमापांसाठी ज्यांचे परिणाम प्रायोगिक डेटामधून थेट प्राप्त केले जातात त्यांचा समावेश होतो.थेट मापन पारंपारिकपणे Y = X या सूत्राद्वारे व्यक्त केले जाऊ शकते, जेथे Y हे मोजलेल्या मूल्याचे इच्छित मूल्य आहे; X — प्रायोगिक डेटामधून थेट प्राप्त केलेले मूल्य. या प्रकारच्या मापनामध्ये स्थापित युनिट्समध्ये कॅलिब्रेट केलेल्या उपकरणांचा वापर करून विविध भौतिक प्रमाणांचे मोजमाप समाविष्ट असते.

उदाहरणार्थ, विद्युतप्रवाहाचे मोजमाप अँमीटरने, थर्मामीटरने तापमान इ. सरळ रेषेच्या मापनाचे श्रेय देताना वापरलेले साधन आणि प्रयोगाची साधेपणा (किंवा जटिलता) विचारात घेतली जात नाही.

अप्रत्यक्ष असे मोजमाप असे म्हणतात, ज्यामध्ये हे प्रमाण आणि प्रत्यक्ष मापनाच्या अधीन असलेल्या प्रमाणांमधील ज्ञात संबंधाच्या आधारे परिमाणाचे इच्छित मूल्य आढळते. अप्रत्यक्ष मापनांसाठी, मोजलेल्या मूल्याचे संख्यात्मक मूल्य Y = F (Xl, X2 ... Xn) सूत्राची गणना करून निर्धारित केले जाते, जेथे Y — मोजलेल्या मूल्याचे आवश्यक मूल्य; NS1, X2, Xn — मोजलेल्या परिमाणांची मूल्ये. अप्रत्यक्ष मोजमापांचे उदाहरण म्हणजे डीसी सर्किट्समधील शक्तीचे मोजमाप अॅमीटर आणि व्होल्टमीटरने.

संयुक्त मोजमापांना असे म्हणतात ज्यासाठी आवश्यक परिमाणांची मूल्ये थेट मोजलेल्या परिमाणांशी जोडणारी समीकरणांची प्रणाली सोडवून वेगवेगळ्या परिमाणांची आवश्यक मूल्ये निश्चित केली जातात. संयुक्त मोजमापांचे उदाहरण म्हणून, त्याच्या तापमानासह प्रतिरोधक रोधकाशी संबंधित सूत्रातील गुणांकांची व्याख्या दिली जाऊ शकते: Rt = R20 [1 + α (T1-20) + β (T1-20)]

इलेक्ट्रिकल मापन पद्धती

तत्त्वे आणि मापन यंत्रे वापरण्याच्या तंत्राच्या संचाच्या आधारावर, सर्व पद्धती थेट मूल्यांकन पद्धती आणि तुलना पद्धतींमध्ये विभागल्या जातात.

थेट मूल्यांकन पद्धतीचे सार हे आहे की मोजलेल्या प्रमाणाच्या मूल्याचा अंदाज एका (थेट मापन) किंवा अनेक (अप्रत्यक्ष मापन) उपकरणांच्या रीडिंगवरून मोजला जातो, मोजलेल्या प्रमाणाच्या युनिट्समध्ये पूर्व-कॅलिब्रेटेड इतर परिमाण ज्यावर मोजलेले परिमाण प्रमाण अवलंबून असते.

थेट अंदाज पद्धतीचे सर्वात सोपं उदाहरण म्हणजे प्रत्येक प्रमाणाचे मोजमाप एका उपकरणाद्वारे केले जाते ज्याचे स्केल योग्य युनिट्समध्ये ग्रॅज्युएट केले जाते.

विद्युत मापन पद्धतींचा दुसरा मोठा गट सामान्य नावाच्या तुलना पद्धती अंतर्गत एकत्रित केला जातो... त्यामध्ये त्या सर्व विद्युतीय मापन पद्धतींचा समावेश असतो ज्यामध्ये मोजलेल्या मूल्याची मोजमापाद्वारे पुनरुत्पादित मूल्याशी तुलना केली जाते. अशा प्रकारे, तुलना पद्धतींचे एक विशिष्ट वैशिष्ट्य म्हणजे मोजमाप प्रक्रियेत उपायांचा थेट सहभाग.

तुलना पद्धती खालीलप्रमाणे विभागल्या आहेत: शून्य, भिन्नता, प्रतिस्थापन आणि जुळणी.

शून्य पद्धत ही मोजलेल्या मूल्याची मोजमापाशी तुलना करण्याची एक पद्धत आहे ज्यामध्ये मोजमापावरील मूल्यांच्या प्रभावाचा परिणाम शून्यावर कमी केला जातो. अशा प्रकारे, जेव्हा समतोल गाठला जातो, तेव्हा एक विशिष्ट घटना अदृश्य होते, उदाहरणार्थ, सर्किटच्या एका विभागातील विद्युत् प्रवाह किंवा त्यावरील व्होल्टेज, जे या उद्देशाने सेवा देणाऱ्या उपकरणांच्या मदतीने रेकॉर्ड केले जाऊ शकते. - शून्य निर्देशक. शून्य निर्देशकांच्या उच्च संवेदनशीलतेमुळे, तसेच मोजमाप मोठ्या अचूकतेने करता येत असल्याने, उच्च मापन अचूकता देखील प्राप्त होते.

शून्य पद्धतीच्या वापराचे उदाहरण म्हणजे पूर्णपणे संतुलित पुलाद्वारे विद्युत प्रतिरोधकतेचे मोजमाप.

विभेदक पद्धतीमध्ये, शून्य पद्धतीप्रमाणे, मोजलेल्या मूल्याची प्रत्यक्ष किंवा अप्रत्यक्षपणे मोजमापाशी तुलना केली जाते आणि तुलनाच्या परिणामी मोजलेल्या मूल्याचे मूल्य या मूल्यांद्वारे एकाच वेळी निर्माण झालेल्या प्रभावांमधील फरकाने ठरवले जाते. आणि मोजमापाद्वारे पुनरुत्पादित ज्ञात मूल्य. अशाप्रकारे, विभेदक पद्धतीसह, मोजलेल्या मूल्याचे अपूर्ण संतुलन प्राप्त केले जाते आणि हे विभेदक पद्धत आणि शून्य यांच्यातील फरक आहे.

विभेदक पद्धती थेट अंदाज पद्धतीची काही वैशिष्ट्ये आणि शून्य पद्धतीची काही वैशिष्ट्ये एकत्र करते. मोजलेले मूल्य आणि मोजमाप एकमेकांपासून थोडे वेगळे असल्यासच ते अतिशय अचूक मापन परिणाम देऊ शकते.

उदाहरणार्थ, जर या दोन प्रमाणांमधील फरक 1% असेल आणि 1% पर्यंतच्या त्रुटीने मोजला गेला असेल, तर मापन त्रुटी लक्षात न घेतल्यास इच्छित प्रमाणाची मापन त्रुटी अशा प्रकारे 0.01% पर्यंत कमी केली जाईल. विभेदक पद्धतीच्या वापराचे उदाहरण म्हणजे व्होल्टमीटरने दोन व्होल्टेजमधील फरक मोजणे, ज्यापैकी एक उच्च अचूकतेसह ओळखला जातो आणि दुसरा इच्छित मूल्य आहे.

प्रतिस्थापन पद्धतीमध्ये एका यंत्राद्वारे इच्छित मूल्याचे क्रमिकपणे मोजमाप करणे आणि त्याच यंत्राद्वारे मोजमाप केलेल्या मूल्यासह एकसमान मूल्य पुनरुत्पादित करणारे मोजमाप असते. दोन मोजमापांच्या परिणामांमधून इच्छित मूल्य मोजले जाऊ शकते.दोन्ही मोजमाप एकाच उपकरणाद्वारे समान बाह्य परिस्थितीत केले जातात आणि इच्छित मूल्य डिव्हाइस रीडिंगच्या गुणोत्तराद्वारे निर्धारित केले जाते या वस्तुस्थितीमुळे, मापन परिणामाची त्रुटी लक्षणीयरीत्या कमी झाली आहे. इन्स्ट्रुमेंटची त्रुटी सामान्यतः स्केलच्या वेगवेगळ्या बिंदूंवर सारखी नसल्यामुळे, इन्स्ट्रुमेंटच्या समान रीडिंगसह उच्चतम मापन अचूकता प्राप्त होते.

प्रतिस्थापनाची पद्धत लागू करण्याचे उदाहरण म्हणजे तुलनेने मोठ्या आकाराचे मोजमाप डीसी विद्युत प्रतिकार नियंत्रित रेझिस्टर आणि नमुन्यातून वाहणारे विद्युत् प्रवाह क्रमशः मोजून. मापन दरम्यान सर्किट समान वर्तमान स्त्रोताद्वारे समर्थित असणे आवश्यक आहे. वर्तमान स्त्रोताचा प्रतिकार आणि विद्युत् प्रवाह मोजणारे उपकरण व्हेरिएबल आणि नमुना प्रतिकारांच्या तुलनेत खूपच लहान असणे आवश्यक आहे.

जुळणी पद्धत ही एक पद्धत आहे ज्यामध्ये मोजलेले मूल्य आणि मोजमापातून पुनरुत्पादित मूल्य यांच्यातील फरक स्केल मार्क किंवा नियतकालिक सिग्नलच्या जुळणीचा वापर करून मोजला जातो. ही पद्धत गैर-विद्युत मोजमापांच्या सराव मध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरली जाते.

याचे उदाहरण म्हणजे लांबी मोजणे व्हर्नियर कॅलिपर…विद्युत मापनांमध्ये, स्ट्रोबोस्कोपने शरीराचा वेग मोजण्याचे उदाहरण आहे.

आम्ही मोजलेल्या मूल्याच्या वेळेनुसार बदलाच्या आधारावर मोजमापांचे वर्गीकरण देखील सूचित करू... मोजलेले मूल्य वेळोवेळी बदलते किंवा मापन प्रक्रियेदरम्यान अपरिवर्तित राहते यावर अवलंबून, स्थिर आणि गतिमान मोजमापांमध्ये फरक केला जातो. स्थिरपणे स्थिर किंवा स्थिर मूल्यांच्या मोजमापांचा संदर्भ देते.यामध्ये rms आणि परिमाणांचे मोठेपणाचे मोजमाप समाविष्ट आहे, परंतु स्थिर स्थितीत.

जर वेळ-वेगवेगळ्या परिमाणांची तात्काळ मूल्ये मोजली गेली, तर मोजमापांना डायनॅमिक म्हणतात... जर डायनॅमिक मापन करताना मापन यंत्रे तुम्हाला मोजलेल्या परिमाणांची मूल्ये सतत पाहण्याची परवानगी देत ​​असतील, तर अशा मोजमापांना सतत म्हणतात.

टी 1, टी 2, इत्यादी बिंदूंवर काही वेळा त्याची मूल्ये मोजून कोणत्याही प्रमाणाचे मोजमाप करणे शक्य आहे. परिणामी, मोजलेल्या प्रमाणाची सर्व मूल्ये ओळखली जाणार नाहीत, परंतु निवडलेल्या वेळी केवळ मूल्ये ओळखली जातील. अशा मोजमापांना वेगळे म्हणतात.