વિદ્યુત માપનના પ્રકારો અને પદ્ધતિઓ

વિદ્યુત ઇજનેરીનો અભ્યાસ કરતી વખતે, વ્યક્તિએ વિદ્યુત, ચુંબકીય અને યાંત્રિક જથ્થાઓ સાથે વ્યવહાર અને માપન કરવું જોઈએ.

વિદ્યુત, ચુંબકીય અથવા અન્ય જથ્થાને માપવા માટે એક એકમ તરીકે લેવામાં આવેલા અન્ય એકરૂપ જથ્થા સાથે તેની તુલના કરવી.

આ લેખ સૌથી મહત્વપૂર્ણ માપન વર્ગીકરણની ચર્ચા કરે છે વિદ્યુત માપનો સિદ્ધાંત અને પ્રેક્ટિસ… આ વર્ગીકરણમાં પદ્ધતિસરના દૃષ્ટિકોણથી માપનું વર્ગીકરણ શામેલ હોઈ શકે છે, એટલે કે. માપન પરિણામો મેળવવાની સામાન્ય પદ્ધતિઓ (માપના પ્રકારો અથવા વર્ગો), સિદ્ધાંતો અને માપન ઉપકરણો (માપની પદ્ધતિઓ) ના ઉપયોગના આધારે માપનનું વર્ગીકરણ અને માપેલ મૂલ્યોની ગતિશીલતાના આધારે માપનું વર્ગીકરણ.

વિદ્યુત માપનના પ્રકાર

પરિણામ મેળવવાની સામાન્ય પદ્ધતિઓના આધારે, માપને નીચેના પ્રકારોમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે: પ્રત્યક્ષ, પરોક્ષ અને સંયુક્ત.

પ્રત્યક્ષ માપન માટે જેનું પરિણામ સીધું પ્રાયોગિક ડેટામાંથી મેળવવામાં આવે છે.ડાયરેક્ટ માપન પરંપરાગત રીતે સૂત્ર Y = X દ્વારા વ્યક્ત કરી શકાય છે, જ્યાં Y એ માપેલ મૂલ્યનું ઇચ્છિત મૂલ્ય છે; X — પ્રાયોગિક ડેટામાંથી સીધા મેળવેલ મૂલ્ય. આ પ્રકારના માપમાં સ્થાપિત એકમોમાં માપાંકિત સાધનોનો ઉપયોગ કરીને વિવિધ ભૌતિક જથ્થાના માપનો સમાવેશ થાય છે.

ઉદાહરણ તરીકે, એમીટર વડે કરંટનું માપ, થર્મોમીટર વડે તાપમાન વગેરે. આ પ્રકારના માપમાં એવા માપનો પણ સમાવેશ થાય છે જ્યાં માપ સાથે સીધી સરખામણી કરીને જથ્થાનું ઇચ્છિત મૂલ્ય નક્કી કરવામાં આવે છે. ઉપયોગમાં લેવાતા માધ્યમો અને પ્રયોગની સરળતા (અથવા જટિલતા) જ્યારે સીધી રેખાના માપને એટ્રિબ્યુટ કરતી વખતે ધ્યાનમાં લેવામાં આવતી નથી.

પરોક્ષને આવા માપન કહેવામાં આવે છે, જેમાં આ જથ્થા અને પ્રત્યક્ષ માપને આધિન જથ્થા વચ્ચેના જાણીતા સંબંધના આધારે જથ્થાનું ઇચ્છિત મૂલ્ય જોવા મળે છે. પરોક્ષ માપ માટે, માપેલ મૂલ્યનું સંખ્યાત્મક મૂલ્ય સૂત્ર Y = F (Xl, X2 ... Xn) ની ગણતરી દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે, જ્યાં Y — માપેલ મૂલ્યનું આવશ્યક મૂલ્ય; NS1, X2, Xn — માપેલા જથ્થાના મૂલ્યો. પરોક્ષ માપનનું ઉદાહરણ એમ્મીટર અને વોલ્ટમીટર સાથે ડીસી સર્કિટ્સમાં પાવરનું માપન છે.

સંયુક્ત માપન તે કહેવામાં આવે છે કે જેના માટે જરૂરી જથ્થાના મૂલ્યોને સીધા માપેલા જથ્થા સાથે જોડતી સમીકરણોની સિસ્ટમને હલ કરીને વિવિધ જથ્થાના જરૂરી મૂલ્યો નક્કી કરવામાં આવે છે. સંયુક્ત માપનના ઉદાહરણ તરીકે, તેના તાપમાન સાથે પ્રતિકારક પ્રતિરોધકને લગતા સૂત્રમાં ગુણાંકની વ્યાખ્યા આપી શકાય છે: Rt = R20 [1 + α (T1-20) + β (T1-20)]

વિદ્યુત માપન પદ્ધતિઓ

સિદ્ધાંતો અને માપન સાધનોનો ઉપયોગ કરવા માટેની તકનીકોના સમૂહના આધારે, બધી પદ્ધતિઓ સીધી આકારણી પદ્ધતિ અને સરખામણી પદ્ધતિઓમાં વહેંચાયેલી છે.

પ્રત્યક્ષ આકારણી પદ્ધતિનો સાર એ હકીકતમાં સમાવિષ્ટ છે કે માપેલ જથ્થાના મૂલ્યનો અંદાજ એક (પ્રત્યક્ષ માપ) અથવા ઘણા (પરોક્ષ માપ) ઉપકરણોના રીડિંગ્સ પરથી કરવામાં આવે છે, જે માપેલા જથ્થાના એકમોમાં અથવા તેના એકમોમાં પૂર્વ-માપાંકિત છે. અન્ય જથ્થાઓ કે જેના પર માપેલ તીવ્રતા જથ્થો આધાર રાખે છે.

પ્રત્યક્ષ અંદાજ પદ્ધતિનું સૌથી સરળ ઉદાહરણ એ ઉપકરણ વડે દરેક જથ્થાનું માપન છે જેનો સ્કેલ યોગ્ય એકમોમાં સ્નાતક થયેલ છે.

વિદ્યુત માપન પદ્ધતિઓના બીજા મોટા જૂથને સામાન્ય નામ સરખામણી પદ્ધતિઓ હેઠળ જોડવામાં આવે છે... તેમાં તે તમામ વિદ્યુત માપન પદ્ધતિઓનો સમાવેશ થાય છે જેમાં માપેલ મૂલ્યની માપ દ્વારા પુનઃઉત્પાદિત મૂલ્ય સાથે સરખામણી કરવામાં આવે છે. આમ, સરખામણી પદ્ધતિઓનું એક વિશિષ્ટ લક્ષણ માપન પ્રક્રિયામાં પગલાંની સીધી સંડોવણી છે.

સરખામણી પદ્ધતિઓ નીચેનામાં વિભાજિત કરવામાં આવી છે: નલ, વિભેદક, અવેજી અને મેચિંગ.

નલ પદ્ધતિ આ માપ સાથે માપેલ મૂલ્યની તુલના કરવાની એક પદ્ધતિ છે જેમાં માપ પરના મૂલ્યોના પ્રભાવનું પરિણામ શૂન્ય થઈ જાય છે. આમ, જ્યારે સંતુલન પહોંચી જાય છે, ત્યારે ચોક્કસ ઘટના અદૃશ્ય થઈ જાય છે, ઉદાહરણ તરીકે, સર્કિટના એક વિભાગમાંનો પ્રવાહ અથવા તેની આજુબાજુનો વોલ્ટેજ, જે આ હેતુ માટે સેવા આપતા ઉપકરણોની મદદથી રેકોર્ડ કરી શકાય છે. - શૂન્ય સૂચકાંકો. શૂન્ય સૂચકાંકોની ઉચ્ચ સંવેદનશીલતાને કારણે, અને તે પણ કારણ કે માપ મહાન ચોકસાઈ સાથે હાથ ધરવામાં આવે છે, ઉચ્ચ માપન ચોકસાઈ પણ પ્રાપ્ત થાય છે.

શૂન્ય પદ્ધતિના ઉપયોગનું ઉદાહરણ સંપૂર્ણ સંતુલિત પુલ દ્વારા વિદ્યુત પ્રતિકારનું માપન હશે.

વિભેદક પદ્ધતિમાં, નલ પદ્ધતિની જેમ, માપેલ મૂલ્યની સીધી અથવા પરોક્ષ રીતે માપ સાથે સરખામણી કરવામાં આવે છે, અને સરખામણીના પરિણામે માપેલા મૂલ્યનું મૂલ્ય આ મૂલ્યો દ્વારા એકસાથે ઉત્પન્ન થતી અસરો વચ્ચેના તફાવત દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. અને માપ દ્વારા પુનઃઉત્પાદિત જાણીતું મૂલ્ય. આમ, વિભેદક પદ્ધતિ સાથે, માપેલ મૂલ્યનું અપૂર્ણ સંતુલન પ્રાપ્ત થાય છે, અને આ વિભેદક પદ્ધતિ અને શૂન્ય વચ્ચેનો તફાવત છે.

વિભેદક પદ્ધતિ સીધી અંદાજ પદ્ધતિની કેટલીક લાક્ષણિકતાઓ અને નલ પદ્ધતિની કેટલીક લાક્ષણિકતાઓને જોડે છે. જો માપેલ મૂલ્ય અને માપ એકબીજાથી સહેજ અલગ હોય તો જ તે ખૂબ જ સચોટ માપન પરિણામ આપી શકે છે.

ઉદાહરણ તરીકે, જો આ બે જથ્થાઓ વચ્ચેનો તફાવત 1% છે અને 1% સુધીની ભૂલ સાથે માપવામાં આવે છે, તો જો માપન ભૂલોને ધ્યાનમાં લેવામાં ન આવે તો ઇચ્છિત જથ્થાની માપણી ભૂલ આમ ઘટીને 0.01% થઈ જાય છે. વિભેદક પદ્ધતિના ઉપયોગનું ઉદાહરણ એ વોલ્ટમીટર વડે બે વોલ્ટેજ વચ્ચેના તફાવતનું માપન છે, જેમાંથી એક ઉચ્ચ ચોકસાઈ સાથે જાણીતું છે અને બીજું ઇચ્છિત મૂલ્ય છે.

અવેજી પદ્ધતિમાં ઉપકરણ વડે ક્રમિક રીતે ઇચ્છિત મૂલ્યને માપવાનો અને તે જ ઉપકરણ વડે માપન કે જે માપેલ મૂલ્ય સાથે સમાનતા ધરાવતા મૂલ્યનું પુનઃઉત્પાદન કરે છે તેનો સમાવેશ થાય છે. બે માપના પરિણામો પરથી ઇચ્છિત મૂલ્યની ગણતરી કરી શકાય છે.એ હકીકતને કારણે કે બંને માપ એક જ ઉપકરણ દ્વારા સમાન બાહ્ય પરિસ્થિતિઓ હેઠળ કરવામાં આવે છે, અને ઇચ્છિત મૂલ્ય ઉપકરણ રીડિંગ્સના ગુણોત્તર દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે, માપન પરિણામની ભૂલ નોંધપાત્ર રીતે ઓછી થઈ છે. સાધનની ભૂલ સામાન્ય રીતે સ્કેલના જુદા જુદા બિંદુઓ પર સમાન ન હોવાથી, સાધનના સમાન રીડિંગ્સ સાથે ઉચ્ચતમ માપન ચોકસાઈ પ્રાપ્ત થાય છે.

અવેજી પદ્ધતિને લાગુ પાડવાનું ઉદાહરણ પ્રમાણમાં મોટા માપનું હશે ડીસી વિદ્યુત પ્રતિકાર નિયંત્રિત રેઝિસ્ટર અને નમૂનામાંથી વહેતા પ્રવાહને ક્રમિક રીતે માપીને. માપન દરમિયાન સર્કિટ સમાન વર્તમાન સ્ત્રોત દ્વારા સંચાલિત હોવું આવશ્યક છે. વર્તમાન સ્ત્રોતનો પ્રતિકાર અને ઉપકરણ કે જે વર્તમાનને માપે છે તે ચલ અને નમૂનાના પ્રતિકારની તુલનામાં ખૂબ જ નાનું હોવું જોઈએ.

મેચિંગ પદ્ધતિ આ એક પદ્ધતિ છે જેમાં માપેલ મૂલ્ય અને માપનમાંથી પુનઃઉત્પાદિત મૂલ્ય વચ્ચેનો તફાવત સ્કેલ માર્ક અથવા સામયિક સંકેતોના મેચિંગનો ઉપયોગ કરીને માપવામાં આવે છે. બિન-વિદ્યુત માપનની પ્રેક્ટિસમાં આ પદ્ધતિનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે.

આનું ઉદાહરણ લંબાઈ માપવાનું છે વેર્નિયર કેલિપર… વિદ્યુત માપમાં, ઉદાહરણ એ સ્ટ્રોબોસ્કોપ વડે શરીરના વેગનું માપન છે.

અમે માપેલ મૂલ્યના સમયાંતરે ફેરફારના આધારે માપનનું વર્ગીકરણ પણ સૂચવીશું... માપેલ મૂલ્ય સમય સાથે બદલાય છે કે માપન પ્રક્રિયા દરમિયાન યથાવત રહે છે તેના આધારે, સ્થિર અને ગતિશીલ માપન વચ્ચે તફાવત બનાવવામાં આવે છે. સ્થિર રીતે સ્થિર અથવા સ્થિર મૂલ્યોના માપનો ઉલ્લેખ કરે છે.આમાં rms ના માપ અને જથ્થાના કંપનવિસ્તાર મૂલ્યોનો સમાવેશ થાય છે, પરંતુ સ્થિર સ્થિતિમાં.

જો સમય-વિવિધ જથ્થાના તાત્કાલિક મૂલ્યો માપવામાં આવે છે, તો માપને ગતિશીલ કહેવામાં આવે છે... જો ગતિશીલ માપન દરમિયાન માપન સાધનો તમને માપેલા જથ્થાના મૂલ્યોનું સતત નિરીક્ષણ કરવાની મંજૂરી આપે છે, તો આવા માપને સતત કહેવામાં આવે છે.

ટી 1, ટી 2, વગેરે બિંદુઓ પર અમુક સમયે તેના મૂલ્યોને માપીને કોઈપણ જથ્થાનું માપન કરવું શક્ય છે. પરિણામે, માપેલ જથ્થાના તમામ મૂલ્યો જાણી શકાશે નહીં, પરંતુ માત્ર પસંદ કરેલા સમયે મૂલ્યો. આવા માપને અલગ કહેવામાં આવે છે.