એમીટર અને વોલ્ટમીટર ઉપકરણ

શરૂઆતમાં, વોલ્ટમીટર અને એમીટર માત્ર યાંત્રિક હતા, અને માત્ર ઘણા વર્ષો પછી, માઇક્રોઇલેક્ટ્રોનિક્સના વિકાસ સાથે, ડિજિટલ વોલ્ટમીટર અને એમીટરનું ઉત્પાદન થવાનું શરૂ થયું. તેમ છતાં, હવે પણ યાંત્રિક મીટર લોકપ્રિય છે. ડિજિટલની તુલનામાં, તેઓ દખલગીરી માટે પ્રતિરોધક છે અને માપેલા મૂલ્યની ગતિશીલતાનું વધુ દ્રશ્ય રજૂઆત આપે છે. તેમની આંતરિક મિકેનિઝમ્સ વ્યવહારીક રીતે પ્રથમ વોલ્ટમીટર અને એમીટરની કેનોનિકલ મેગ્નેટોઇલેક્ટ્રિક મિકેનિઝમ્સ જેવી જ રહે છે.

આ લેખમાં, અમે લાક્ષણિક ડાયલના ઉપકરણને જોઈશું, જેથી કોઈપણ શિખાઉ માણસ વોલ્ટમીટર અને એમીટરના સંચાલનના મૂળભૂત સિદ્ધાંતોને સમજી શકે.

તેના કાર્યમાં, નિર્દેશક માપન ઉપકરણ મેગ્નેટોઇલેક્ટ્રિક સિદ્ધાંતનો ઉપયોગ કરે છે. ઉચ્ચારણ ધ્રુવના ટુકડાઓ સાથે કાયમી ચુંબક સ્થાને નિશ્ચિત છે. આ ધ્રુવો વચ્ચે સ્ટીલ કોર નિશ્ચિત કરવામાં આવે છે જેથી ચુંબકના કોર અને ધ્રુવ ભાગો વચ્ચે હવાનું અંતર બને. કાયમી ચુંબકીય ક્ષેત્ર.

ગેપમાં એક જંગમ એલ્યુમિનિયમ ફ્રેમ નાખવામાં આવે છે, જેના પર ખૂબ જ પાતળા વાયરની કોઇલ ઘા છે.ફ્રેમ એક્સેલ શાફ્ટ પર નિશ્ચિત છે અને તેને ગરગડી વડે ફેરવી શકાય છે. ઉપકરણનો તીર કોઇલ સ્પ્રિંગ્સ સાથે ફ્રેમ સાથે જોડાયેલ છે. ઝરણા દ્વારા કોઇલને કરંટ પૂરો પાડવામાં આવે છે.

જ્યારે કોઇલના તારમાંથી કરંટ I પસાર થાય છે, ત્યારે, કોઇલ ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં મૂકવામાં આવેલ હોવાથી, અને તેના વાયરોમાંનો પ્રવાહ કાટખૂણે વહે છે, ગેપમાં ચુંબકીય ક્ષેત્રની રેખાઓને પાર કરીને, તેની બાજુમાંથી ફરતું બળ. ચુંબકીય ક્ષેત્ર તેના પર કાર્ય કરશે. ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક બળ ટોર્ક M બનાવશે, અને કોઇલ, ફ્રેમ અને હાથ સાથે મળીને, ચોક્કસ કોણ α દ્વારા ફરશે.

ગેપમાં ચુંબકીય ક્ષેત્રનું ઇન્ડક્શન અપરિવર્તિત (કાયમી ચુંબક) હોવાથી, ટોર્ક હંમેશા કોઇલમાં વર્તમાનના પ્રમાણસર રહેશે, અને તેનું મૂલ્ય વર્તમાન પર અને આ ચોક્કસ ઉપકરણના સતત ડિઝાઇન પરિમાણો પર આધારિત રહેશે (c1 ). આ ક્ષણ સમાન હશે:

ફ્રેમના પરિભ્રમણને અટકાવતી પ્રતિક્રિયા ક્ષણ, ઝરણાની હાજરીથી પરિણમે છે, તે ઝરણાના ટોર્સિયનના કોણના પ્રમાણસર હશે, એટલે કે, ફરતા ભાગ સાથે જોડાયેલા તીરના પરિભ્રમણના કોણ સાથે:

આ રીતે, પરિભ્રમણ ત્યાં સુધી ચાલુ રહેશે જ્યાં સુધી ફ્રેમમાં વર્તમાન દ્વારા બનાવેલ M એ સ્પ્રિંગ્સમાંથી પ્રતિ ક્ષણ Mpr સમાન ન થાય, એટલે કે જ્યાં સુધી સંતુલન ન થાય ત્યાં સુધી. આ બિંદુએ તીર બંધ થશે:

દેખીતી રીતે, ઝરણાનો ટ્વિસ્ટ એંગલ ફ્રેમ કરંટ (અને માપેલ વર્તમાન) માટે પ્રમાણસર હશે, તેથી જ મેગ્નેટોઈલેક્ટ્રીક સિસ્ટમના ઉપકરણો સમાન સ્કેલ ધરાવે છે. તીરના પરિભ્રમણના કોણ અને માપેલા પ્રવાહના એકમ વચ્ચેના પ્રમાણસરતા પરિબળ k ને ઉપકરણની સંવેદનશીલતા કહેવામાં આવે છે.

પારસ્પરિકને સ્કેલ ડિવિઝન અથવા એકમ સ્થિર કહેવામાં આવે છે. માપેલ મૂલ્ય વિભાજિત મૂલ્યના ઉત્પાદન તરીકે નક્કી કરવામાં આવે છે સ્કેલ વિભાગોની સંખ્યા.

તીરના એક સ્થાનથી બીજા સ્થાને સંક્રમણ દરમિયાન જંગમ ફ્રેમના વિક્ષેપજનક સ્પંદનોને ટાળવા માટે, આ ઉપકરણોમાં ચુંબકીય ઇન્ડક્શન અથવા એર વાલ્વનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.

ચુંબકીય ઇન્ડક્શન ડેમ્પર એ એલ્યુમિનિયમની પ્લેટ છે જે ઉપકરણના પરિભ્રમણની ધરી પર નિશ્ચિત છે અને કાયમી ચુંબકના ક્ષેત્રમાં હંમેશા તીર સાથે આગળ વધે છે. પરિણામી એડી પ્રવાહો વિન્ડિંગને ધીમું કરે છે. નિષ્કર્ષ એ છે કે, લેન્ઝના નિયમ મુજબ, પ્લેટમાં એડી પ્રવાહો, કાયમી ચુંબકના ચુંબકીય ક્ષેત્ર સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે જેણે તેમને ઉત્પન્ન કર્યા હતા, પ્લેટની હિલચાલમાં અવરોધ ઊભો કરે છે, અને ધ્રુજારીને અવરોધે છે. તીર ઝડપથી નીચે મરી જાય છે. ચુંબકીય ઇન્ડક્શન સાથે આવા આંચકા શોષકની ભૂમિકા એલ્યુમિનિયમ ફ્રેમ દ્વારા ભજવવામાં આવે છે જેના પર કોઇલ ઘા છે.

ફ્રેમને ફેરવતી વખતે, એલ્યુમિનિયમ ફ્રેમમાં પ્રવેશતા કાયમી ચુંબકમાંથી ચુંબકીય પ્રવાહ બદલાય છે, જેનો અર્થ એ છે કે એડી પ્રવાહો એલ્યુમિનિયમ ફ્રેમમાં પ્રેરિત થાય છે, જે, જ્યારે કાયમી ચુંબકના ચુંબકીય ક્ષેત્ર સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, ત્યારે બ્રેકિંગ અસર હોય છે, અને હાથ સ્ટોપ ના oscillations.

મેગ્નેટોઇલેક્ટ્રિક ઉપકરણોના એર ડેમ્પર્સ એ નળાકાર ચેમ્બર છે જેમાં પિસ્ટન અંદર મૂકવામાં આવે છે, જે ઉપકરણોની મૂવિંગ સિસ્ટમ્સ સાથે જોડાયેલા હોય છે. જ્યારે ફરતો ભાગ ગતિમાં હોય છે, ત્યારે પાંખના આકારનો પિસ્ટન ચેમ્બરમાં બંધ થઈ જાય છે અને સોયના ઓસિલેશનને ભીના કરવામાં આવે છે.

જરૂરી માપન ચોકસાઈ હાંસલ કરવા માટે, માપન દરમિયાન ઉપકરણને ગુરુત્વાકર્ષણથી અસર થવી જોઈએ નહીં, અને તીરનું વિચલન ફક્ત સ્થાયી ચુંબકના ચુંબકીય ક્ષેત્ર સાથે કોઇલ પ્રવાહની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના પરિણામે ટોર્ક સાથે સંબંધિત હોવું જોઈએ અને તેની સાથે. ઝરણા દ્વારા ફ્રેમનું સસ્પેન્શન.

ગુરુત્વાકર્ષણની હાનિકારક અસરને દૂર કરવા અને સંબંધિત ભૂલોને ટાળવા માટે, સળિયા પર ફરતા વજનના સ્વરૂપમાં ઉપકરણના ફરતા ભાગમાં કાઉન્ટરવેઇટ ઉમેરવામાં આવે છે.

ઘર્ષણ ઘટાડવા માટે, સ્ટીલની ટીપ્સ પોલિશ્ડ વસ્ત્રો-પ્રતિરોધક સ્ટીલ અથવા ટંગસ્ટન-મોલિબડેનમ એલોયથી બનેલી હોય છે, અને બેરિંગ્સ સખત ખનિજ (એગેટ, કોરન્ડમ, રૂબી, વગેરે) થી બનેલી હોય છે. ટિપ અને સપોર્ટ બેરિંગ વચ્ચેનું અંતર સેટ સ્ક્રૂ વડે એડજસ્ટ કરવામાં આવે છે.

શૂન્ય પ્રારંભિક સ્થિતિ પર તીરને ચોક્કસ રીતે સેટ કરવા માટે, ઉપકરણ સુધારકથી સજ્જ છે. ડાયલમાં સુધારક એક સ્ક્રૂ છે અને સ્પ્રિંગ સાથેના પટ્ટા સાથે જોડાયેલ છે. સ્ક્રુનો ઉપયોગ કરીને, તમે ધરી સાથે સર્પાકારને સહેજ ખસેડી શકો છો, ત્યાં તીરની પ્રારંભિક સ્થિતિને સમાયોજિત કરી શકો છો.

મોટા ભાગના આધુનિક ઉપકરણોમાં સ્થિતિસ્થાપક મેટલ બેન્ડના રૂપમાં સ્ટ્રેચરની જોડીમાંથી એક જંગમ ભાગ સસ્પેન્ડ કરવામાં આવે છે જે કોઇલમાં પ્રવાહ પૂરો પાડવા અને વહેતા ટોર્કનું સર્જન કરે છે. ક્લેમ્પ્સ એકબીજા સાથે કાટખૂણે સ્થિત ફ્લેટ સ્પ્રિંગ્સની જોડી દ્વારા જોડાયેલા છે.

પ્રામાણિકપણે, અમે નોંધીએ છીએ કે ઉપરોક્ત ક્લાસિક મિકેનિઝમ ઉપરાંત, ફક્ત યુ-આકારના ચુંબક જ નહીં, પણ નળાકાર ચુંબક, અને પ્રિઝમ-આકારના ચુંબક, અને આંતરિક ફ્રેમવાળા ચુંબક સાથેના ઉપકરણો પણ છે, જે પોતે જ છે. પોતે જંગમ હોઈ શકે છે.

વર્તમાન અથવા વોલ્ટેજને માપવા માટે, મેગ્નેટોઇલેક્ટ્રિક ઉપકરણ એમ્મીટર અથવા વોલ્ટમીટર સર્કિટ અનુસાર ડીસી સર્કિટમાં શામેલ છે, તફાવત માત્ર કોઇલના પ્રતિકારમાં અને ઉપકરણને સર્કિટ સાથે કનેક્ટ કરવા માટેના સર્કિટમાં છે. અલબત્ત, વર્તમાન માપતી વખતે તમામ માપેલ પ્રવાહ ઉપકરણના કોઇલમાંથી પસાર થવો જોઈએ નહીં, અને જ્યારે વોલ્ટેજ માપવામાં આવે છે, ત્યારે વધુ શક્તિનો વપરાશ થવો જોઈએ નહીં. માપન ઉપકરણના આવાસમાં બનેલ વધારાના રેઝિસ્ટર યોગ્ય પરિસ્થિતિઓ બનાવવા માટે સેવા આપે છે.

વોલ્ટમીટર સર્કિટમાં વધારાના રેઝિસ્ટરનો પ્રતિકાર કોઇલના પ્રતિકાર કરતાં અનેક ગણો વધી જાય છે અને આ રેઝિસ્ટર અત્યંત નાનું હોય છે. પ્રતિકારનું તાપમાન ગુણાંકજેમ કે મેંગેનીન અથવા કોન્સ્ટેન્ટન. એમ્મીટરમાં કોઇલ સાથે સમાંતર રીતે જોડાયેલા રેઝિસ્ટરને શંટ કહેવામાં આવે છે.

શંટનો પ્રતિકાર, તેનાથી વિપરીત, માપન કાર્યકારી કોઇલના પ્રતિકાર કરતા અનેક ગણો ઓછો છે, તેથી માપેલા પ્રવાહનો માત્ર એક નાનો ભાગ કોઇલ વાયરમાંથી પસાર થાય છે, જ્યારે મુખ્ય પ્રવાહ શંટમાંથી વહે છે. વધારાના રેઝિસ્ટર અને શંટ તમને ઉપકરણની માપન શ્રેણીને વિસ્તૃત કરવાની મંજૂરી આપે છે.

ઉપકરણના તીરના વિચલનની દિશા માપન કોઇલ દ્વારા પ્રવાહની દિશા પર આધારિત છે, તેથી, ઉપકરણને સર્કિટ સાથે કનેક્ટ કરતી વખતે, ધ્રુવીયતાને યોગ્ય રીતે અવલોકન કરવું મહત્વપૂર્ણ છે, અન્યથા તીર બીજી દિશામાં જશે. . તદનુસાર, કેનોનિકલ સ્વરૂપમાં મેગ્નેટોઇલેક્ટ્રિક ઉપકરણો એસી સર્કિટ સાથે જોડાણ માટે અયોગ્ય છે, કારણ કે સોય ફક્ત એક જગ્યાએ રહીને વાઇબ્રેટ થશે.

જો કે, મેગ્નેટોઈલેક્ટ્રીક ઉપકરણો (એમીટર, વોલ્ટમીટર) ના ફાયદાઓમાં ઉચ્ચ ચોકસાઈ, સ્કેલની એકરૂપતા અને બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રો દ્વારા પેદા થતા વિક્ષેપ સામે પ્રતિકારનો સમાવેશ થાય છે. ગેરફાયદાઓ વૈકલ્પિક પ્રવાહને માપવા માટે અયોગ્યતા છે (વૈકલ્પિક પ્રવાહને માપવા માટે, તમારે પહેલા તેને સુધારવાની જરૂર પડશે), ધ્રુવીયતાને અવલોકન કરવાની આવશ્યકતા અને ઓવરલોડ કરવા માટે માપન કોઇલના પાતળા વાયરની નબળાઈ.