ડિજિટલ માપન ઉપકરણો: ફાયદા અને ગેરફાયદા, કામગીરીના સિદ્ધાંત
માનવજાતના સમગ્ર ઇતિહાસમાં વિવિધ ભૌતિક જથ્થાઓને માપવા માટે ડિજિટલ માપન એ સૌથી ક્રાંતિકારી રીતોમાંની એક છે. આપણે કહી શકીએ કે સામાન્ય રીતે, ડિજિટલ ટેક્નોલોજીના આગમનથી, આ પ્રકારના ઉપકરણનું મહત્વ મોટે ભાગે આપણા સમગ્ર અસ્તિત્વનું ભવિષ્ય નક્કી કરે છે.
બધા માપન ઉપકરણોને એનાલોગ અને ડિજિટલમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે.
ડિજિટલ મીટરમાં ઉચ્ચ પ્રતિભાવ ગતિ અને ઉચ્ચ વર્ગની ચોકસાઈ હોય છે. તેનો ઉપયોગ વિદ્યુત અને બિન-વિદ્યુત જથ્થાઓની વિશાળ શ્રેણીને માપવા માટે થાય છે.
ડિજિટલ એનાલોગ ઉપકરણોથી વિપરીત, તેઓ માપેલા ડેટાને સંગ્રહિત કરતા નથી અને ડિજિટલ માઇક્રોપ્રોસેસર ઉપકરણો સાથે સુસંગત નથી. આ કારણોસર, તેની સાથે કરવામાં આવેલા દરેક માપને રેકોર્ડ કરવું જરૂરી છે, જે કંટાળાજનક અને સમય માંગી શકે છે.
ડિજિટલ મીટરનો મુખ્ય ગેરલાભ એ છે કે તેમને ચોક્કસ સમય પછી બાહ્ય પાવર સ્ત્રોત અથવા બેટરી ચાર્જિંગની જરૂર હોય છે.ઉપરાંત, ડિજિટલ ઉપકરણોની ચોકસાઈ, ઝડપ અને કાર્યક્ષમતા તેમને એનાલોગ ઉપકરણો કરતાં વધુ ખર્ચાળ બનાવે છે.
ડિજિટલ માપન ઉપકરણો - ઉપકરણો કે જેમાં માપેલ ઇનપુટ એનાલોગ મૂલ્ય X ની આપમેળે આનુભાવિક રીતે જાણીતા (નમૂના) મૂલ્ય N ના અલગ મૂલ્યો સાથે સરખામણી કરવામાં આવે છે અને માપન પરિણામો ડિજિટલ સ્વરૂપમાં આપવામાં આવે છે (એનાલોગ, અલગ અને ડિજિટલ સિગ્નલો કેવી રીતે અલગ છે?).
ડિજિટલ વોલ્ટમીટરનો બ્લોક ડાયાગ્રામ
ડિજિટલ માપન સાધનોમાં તુલનાત્મક કામગીરી કરતી વખતે, સતત માપેલા જથ્થાના મૂલ્યોના સ્તર અને સમયને પરિમાણિત કરવામાં આવે છે. માપન પરિણામ (માપેલા મૂલ્યની સંખ્યાત્મક સમકક્ષ) ડિજિટલ કોડિંગ કામગીરી કર્યા પછી રચાય છે અને તેને પસંદ કરેલા કોડમાં રજૂ કરવામાં આવે છે (ડિસ્પ્લે માટે દશાંશ અથવા આગળની પ્રક્રિયા માટે દ્વિસંગી).
ડિજિટલ લાઇટ મીટર
ડિજિટલ માપન ઉપકરણોમાં તુલનાત્મક કામગીરી ખાસ સરખામણી ઉપકરણો દ્વારા કરવામાં આવે છે. સામાન્ય રીતે, આવા ઉપકરણોમાં માપનનું અંતિમ પરિણામ સ્ટોરેજ પછી મેળવવામાં આવે છે અને એનાલોગ મૂલ્ય X ને નમૂના મૂલ્ય N ના અલગ અલગ મૂલ્યો સાથે સરખામણી કરવા માટે અલગ કામગીરીના પરિણામોની ચોક્કસ પ્રક્રિયા પછી પ્રાપ્ત થાય છે (N સાથે X ના જાણીતા અપૂર્ણાંકની સરખામણી સમાન મૂલ્યનું પણ કરી શકાય છે).
X ની સંખ્યાત્મક સમકક્ષ માપન ઉપકરણને આઉટપુટ ઉપકરણો દ્વારા ધારણા (ડિજિટલ ડિસ્પ્લે) માટે અનુકૂળ સ્વરૂપમાં અને જો જરૂરી હોય તો, ઇલેક્ટ્રોનિક કમ્પ્યુટર (કમ્પ્યુટર) અથવા સ્વચાલિત નિયંત્રણ સિસ્ટમમાં ઇનપુટ માટે અનુકૂળ સ્વરૂપમાં રજૂ કરવામાં આવે છે. (ડિજિટલ કંટ્રોલર્સ, પ્રોગ્રામેબલ લોજિક કંટ્રોલર્સ, ઇન્ટેલિજન્ટ રિલે, ફ્રીક્વન્સી કન્વર્ટર).બીજા કિસ્સામાં, ઉપકરણોને મોટાભાગે ડિજિટલ સેન્સર કહેવામાં આવે છે.
ડિજિટલ નોનોમીટર
સામાન્ય રીતે, ડિજિટલ માપન ઉપકરણોમાં એનાલોગ-ટુ-ડિજિટલ કન્વર્ટર હોય છે, જે સંદર્ભ મૂલ્ય N પેદા કરવા માટેનું એકમ અથવા N, તુલનાકારો, તર્ક ઉપકરણો અને આઉટપુટ ઉપકરણોના પૂર્વવ્યાખ્યાયિત મૂલ્યોનો સમૂહ હોય છે.
સ્વચાલિત ડિજિટલ માપન ઉપકરણોમાં એક ઉપકરણ હોવું આવશ્યક છે જે તેમના કાર્યાત્મક એકમોના સંચાલનને નિયંત્રિત કરે છે. જરૂરી કાર્યાત્મક બ્લોક્સ ઉપરાંત, ઉપકરણમાં વધારાના હોઈ શકે છે, ઉદાહરણ તરીકે, સતત મૂલ્યો X થી મધ્યવર્તી સતત મૂલ્યોના કન્વર્ટર.
આવા કન્વર્ટરનો ઉપયોગ માપવાના સાધનોમાં થાય છે જ્યાં મધ્યવર્તી X મૂળ કરતાં વધુ સરળતાથી માપી શકાય છે. X નું વિદ્યુત જથ્થામાં રૂપાંતર ઘણીવાર વિવિધ બિન-વિદ્યુત જથ્થાઓને માપતી વખતે આશરો લે છે, બદલામાં વિદ્યુત રાશિઓ ઘણીવાર સમકક્ષ સમય અંતરાલ દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે, વગેરે.
આ પણ જુઓ:
ડિજિટલ થર્મોમીટરના ઉદાહરણનો ઉપયોગ કરીને એનાલોગ સિગ્નલનું ડિજિટલ સ્વરૂપમાં રૂપાંતર કેવી રીતે થાય છે
એનાલોગ થી ડિજિટલ કન્વર્ટર્સ (ADC) એવા ઉપકરણો છે જે ઇનપુટ એનાલોગ સિગ્નલો સ્વીકારે છે અને તે મુજબ, તેમના આઉટપુટ ડિજિટલ સિગ્નલો, કમ્પ્યુટર અને અન્ય ડિજિટલ ઉપકરણો સાથે કામ કરવા માટે યોગ્ય છે, એટલે કે. સામાન્ય રીતે ભૌતિક સિગ્નલ પહેલા એનાલોગમાં રૂપાંતરિત થાય છે (મૂળ સિગ્નલ જેવું જ) અને પછી એનાલોગ સિગ્નલને ડિજિટલમાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છે.
ડિજિટલ મીટર વિવિધ સ્વચાલિત માપન પદ્ધતિઓ અને માપન સર્કિટનો ઉપયોગ કરે છે. એક અલગ n મુખ્યત્વે સરખામણી પદ્ધતિઓની વિશિષ્ટતા નક્કી કરે છે.
X અને N ની તુલના સંતુલન અને મેચિંગ પદ્ધતિઓ દ્વારા કરી શકાય છે. પ્રથમ પદ્ધતિમાં, N ના મૂલ્યોમાં ફેરફાર જ્યાં સુધી N માં X ના મૂલ્યોની સમાનતા (વિવેકપૂર્ણ ભૂલ સાથે) અથવા તેમના દ્વારા ઉત્પન્ન થતી અસરોની ખાતરી ન થાય ત્યાં સુધી નિયંત્રિત કરવામાં આવે છે. બીજી પદ્ધતિ મુજબ, N ના તમામ મૂલ્યોની X સાથે એક સાથે સરખામણી કરવામાં આવે છે, અને X નું મૂલ્ય તેની સાથે મેળ ખાતા મૂલ્ય દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે (વિવેકપૂર્ણ ભૂલ સાથે) n.
મેચિંગ મેથડમાં, સામાન્ય રીતે એકસાથે અનેક તુલનાકર્તાઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, અથવા X પાસે સામાન્ય ઉપકરણ પર કાર્ય કરવાની ક્ષમતા હોય છે જે તેની સાથે મેળ ખાતા N મૂલ્યને વાંચે છે.
ટ્રેસ, સ્વીપ અને બીટવાઇઝ સંતુલન પદ્ધતિઓ, તેમજ કાઉન્ટ ટ્રેસ અથવા રીડ ટ્રેસ મેચિંગ પદ્ધતિઓ, સામયિક ગણતરી, અથવા તુલનાત્મક પરિણામોની સામયિક ગણતરી વચ્ચે તફાવત બનાવવામાં આવે છે.
ડિજિટલ મલ્ટિમીટર
ઇતિહાસમાં પ્રથમ ડિજિટલ માપન સાધનો અવકાશી કોડિંગ સિસ્ટમ્સ હતા.
આ ઉપકરણો (સેન્સર્સ) માં, માપન યોજના અનુસાર, માપેલ મૂલ્યને એનાલોગ કન્વર્ટરની મદદથી રેખીય ચળવળ અથવા પરિભ્રમણના ખૂણામાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છે.
વધુમાં, એનાલોગ-ટુ-ડિજિટલ કન્વર્ટરમાં, પરિણામી વિસ્થાપન અથવા પરિભ્રમણ કોણ વિશિષ્ટ કોડ માસ્કનો ઉપયોગ કરીને એન્કોડ કરવામાં આવે છે, જે વિશિષ્ટ કોડ ડિસ્ક, ડ્રમ્સ, શાસકો, પ્લેટ્સ, કેથોડ-રે ટ્યુબ વગેરે પર લાગુ થાય છે.
માસ્ક વાહક અને બિન-વાહક, પારદર્શક અને અપારદર્શક, ચુંબકીય અને બિન-ચુંબકીય પ્રદેશો વગેરેના રૂપમાં N કોડના ચિહ્નો (0 અથવા 1) બનાવે છે. આ વિસ્તારોમાંથી, વિશેષ વાચકો દાખલ કરેલ કોડને દૂર કરે છે.
અસ્પષ્ટતા ભૂલોને દૂર કરવાની સૌથી સામાન્ય પદ્ધતિ ખાસ ચક્રીય કોડના ઉપયોગ પર આધારિત છે, જ્યાં અડીને સંખ્યાઓ માત્ર એક બીટમાં અલગ પડે છે, એટલે કે. રીડ એરર ક્વોન્ટાઈઝેશન સ્ટેપને ઓળંગી શકતી નથી. આ એ હકીકતને કારણે પ્રાપ્ત થાય છે કે જ્યારે દરેક નંબર ચક્રીય કોડમાં એક દ્વારા બદલાય છે, ત્યારે માત્ર એક જ અક્ષર બદલાય છે (ઉદાહરણ તરીકે, ગ્રે કોડનો ઉપયોગ થાય છે).
ડિજિટલ એન્કોડર
એન્કોડરના અમલીકરણના આધારે, અવકાશી એન્કોડિંગ ટ્રાન્સડ્યુસર્સને સંપર્ક, ચુંબકીય, પ્રેરક, કેપેસિટીવ અને ફોટોઈલેક્ટ્રીક ટ્રાન્સડ્યુસર્સમાં વિભાજિત કરી શકાય છે (જુઓ — એન્કોડર્સ કેવી રીતે કાર્ય કરે છે અને કાર્ય કરે છે).
ડિજિટલ મીટરના ઉદાહરણો: