के विषय पर:

"विद्युत माप"

परिचय

विज्ञान और प्रौद्योगिकी का विकास हमेशा माप के क्षेत्र में प्रगति के साथ निकटता से जुड़ा हुआ है। कुछ वैज्ञानिकों द्वारा विज्ञान के लिए माप के महान महत्व पर जोर दिया गया था।

जी गैलीलियो: "माप के लिए उपलब्ध हर चीज को मापें और जो कुछ भी उसके लिए दुर्गम है उसे सुलभ बनाएं।"

डि मेंडेलीव: "जैसे ही वे मापना शुरू करते हैं, विज्ञान शुरू होता है, बिलकुल विज्ञानमाप के बिना अकल्पनीय.

केल्विन: "प्रत्येक चीज़ केवल उस सीमा तक ही ज्ञात होती है, जहाँ तक उसे मापा जा सकता है।"

माप प्रकृति, उसकी घटनाओं और कानूनों को समझने के मुख्य तरीकों में से एक है। प्राकृतिक और तकनीकी विज्ञान के क्षेत्र में प्रत्येक नई खोज से पहले होती है बड़ी संख्याविभिन्न माप. (जी. ओम - ओम का नियम; पी. लेबेडेव - हल्का दबाव)।

नई मशीनों, संरचनाओं के निर्माण और उत्पाद की गुणवत्ता में सुधार में माप एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। उदाहरण के लिए, लेनिनग्राद एसोसिएशन "इलेक्ट्रोसिला" में बनाए गए दुनिया के सबसे बड़े बेंच टरबाइन जनरेटर 1200 मेगावाट के परीक्षण के दौरान, इसके 1500 विभिन्न बिंदुओं पर माप किए गए थे।

विद्युत और गैर-विद्युत दोनों मात्राओं का विद्युत माप विशेष रूप से महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।

दुनिया का पहला विद्युत मापने वाला उपकरण "इलेक्ट्रिक फोर्स इंडिकेटर" 1745 में शिक्षाविद् जी.वी. द्वारा बनाया गया था। रोखमन, एम.वी. के सहयोगी। लोमोनोसोव।

यह एक इलेक्ट्रोमीटर था - संभावित अंतर को मापने के लिए एक उपकरण। हालाँकि, केवल दूसरे से XIX का आधासदी में विद्युत ऊर्जा के जनरेटरों के निर्माण के संबंध में, विभिन्न विद्युत माप उपकरणों के विकास का प्रश्न उठा।

19वीं सदी का उत्तरार्ध, 20वीं सदी की शुरुआत, - रूसी इलेक्ट्रिकल इंजीनियर एम.ओ. डोलिवो-डोब्रोवल्स्की ने एक एमीटर और एक वोल्टमीटर, एक विद्युत चुम्बकीय प्रणाली विकसित की; प्रेरण माप तंत्र; फेरोडायनामिक उपकरणों की बुनियादी बातें।

उसी समय, रूसी भौतिक विज्ञानी ए.जी. स्टोलेटोव - चुंबकीय पारगम्यता में परिवर्तन का नियम, इसका माप।

वहीं, शिक्षाविद् बी.एस. जैकोबी - विद्युत परिपथ के प्रतिरोध को मापने के लिए उपकरण।

फिर - डी.आई. मेंडेलीव - वजन का सटीक सिद्धांत, रूस में माप की मीट्रिक प्रणाली की शुरूआत, विद्युत माप उपकरणों के परीक्षण के लिए एक विभाग का संगठन।

1927 - लेनिनग्राद ने पहला घरेलू उपकरण बनाने वाला संयंत्र "इलेक्ट्रोप्रिबोर" (अब - वाइब्रेटर - काउंटरों का उत्पादन) बनाया।

30 वर्ष - खार्कोव, लेनिनग्राद, मॉस्को, कीव और अन्य शहरों में उपकरण बनाने वाले संयंत्र बनाए गए।

1948 से 1967 तक, उपकरण-निर्माण उत्पादन की मात्रा 200 गुना बढ़ गई।

बाद की पंचवर्षीय योजनाओं में, उपकरण निर्माण का विकास अत्यंत तेज गति से आगे बढ़ा।

मुख्य उपलब्धियां:

- बेहतर गुणों के प्रत्यक्ष मूल्यांकन के लिए एनालॉग डिवाइस;

- संकीर्ण प्रोफ़ाइल एनालॉग सिग्नलिंग नियंत्रण उपकरण;

- सटीक अर्ध-स्वचालित कैपेसिटर, पुल, वोल्टेज डिवाइडर, अन्य स्थापनाएं;

- डिजिटल माप उपकरण;

- माइक्रोप्रोसेसरों का अनुप्रयोग;

– कंप्यूटर मापना.

इसके बिना आधुनिक उत्पादन अकल्पनीय है आधुनिक साधनमाप. विद्युत माप उपकरणों में लगातार सुधार किया जा रहा है।

इंस्ट्रूमेंटेशन में, रेडियो इलेक्ट्रॉनिक्स, कंप्यूटर प्रौद्योगिकी और विज्ञान और प्रौद्योगिकी की अन्य उपलब्धियों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। माइक्रोप्रोसेसर और माइक्रो कंप्यूटर का उपयोग तेजी से हो रहा है।

पाठ्यक्रम "विद्युत माप" के अध्ययन का उद्देश्य है:

- उपकरण का अध्ययन और विद्युत माप उपकरणों के संचालन का सिद्धांत;

- माप उपकरणों का वर्गीकरण, उपकरणों के तराजू पर प्रतीकों से परिचित होना;

- बुनियादी माप तकनीक, मापे गए मूल्य और माप आवश्यकताओं के आधार पर कुछ माप उपकरणों का चयन;

- आधुनिक उपकरणीकरण की मुख्य दिशाओं से परिचित होना।

1 . बुनियादी अवधारणाएँ, माप के तरीके और त्रुटियाँ

माप द्वाराकिसी भौतिक राशि का मान विशेष तकनीकी साधनों की सहायता से आनुभविक रूप से ज्ञात करना कहलाता है।

माप आम तौर पर स्वीकृत इकाइयों में किया जाना चाहिए।

मतलब विद्युत माप विद्युत माप में प्रयुक्त तकनीकी साधन कहलाते हैं।

विद्युत मापक यंत्र निम्नलिखित प्रकार के होते हैं:

- विद्युत माप उपकरण;

- मापने वाले ट्रांसड्यूसर;

- विद्युत मापने की स्थापना;

-मापना जानकारी के सिस्टम.

उपाय किसी दिए गए आकार की भौतिक मात्रा को पुन: उत्पन्न करने के लिए डिज़ाइन किया गया माप उपकरण कहा जाता है।

विद्युत मापक यंत्र इसे विद्युत माप का एक साधन कहा जाता है, जिसे पर्यवेक्षक की प्रत्यक्ष धारणा के लिए सुलभ रूप में माप जानकारी के संकेत उत्पन्न करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

मापने वाला ट्रांसड्यूसर विद्युत माप का एक साधन कहा जाता है, जिसे ट्रांसमिशन, आगे परिवर्तन, भंडारण के लिए सुविधाजनक रूप में जानकारी को मापने के संकेत उत्पन्न करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, लेकिन प्रत्यक्ष धारणा के लिए उपयुक्त नहीं है।

विद्युत माप स्थापना इसमें कई माप उपकरण और सहायक उपकरण शामिल हैं। इसकी मदद से आप अधिक सटीक और जटिल माप, उपकरणों का सत्यापन और अंशांकन आदि कर सकते हैं।

सूचना प्रणाली को मापना माप उपकरणों और सहायक उपकरणों का एक सेट है। इसके प्रसारण और प्रसंस्करण के लिए, इसके कई स्रोतों से स्वचालित रूप से माप जानकारी प्राप्त करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

मापन वर्गीकरण :

ए)। परिणाम प्राप्त करने की विधि पर निर्भर करता है, प्रत्यक्ष और अप्रत्यक्ष :

प्रत्यक्षमाप कहलाते हैं, जिसका परिणाम सीधे प्रायोगिक डेटा (एमीटर से करंट का माप) से प्राप्त होता है।

अप्रत्यक्षमाप उसे कहा जाता है, जिसमें वांछित मान सीधे तौर पर नहीं मापा जाता, बल्कि ज्ञात सूत्रों के अनुसार गणना के परिणामस्वरूप पाया जाता है। उदाहरण के लिए: P=U·I, जहां U और I को उपकरणों द्वारा मापा जाता है।

बी)। माप के सिद्धांतों और साधनों का उपयोग करने के तरीकों की समग्रता पर निर्भर करता हैसभी विधियों को विधियों में विभाजित किया गया है प्रत्यक्ष मूल्यांकन और तुलना के तरीके .

प्रत्यक्ष मूल्यांकन पद्धति- मापा मूल्य सीधे मापने वाले उपकरण के रीडिंग डिवाइस से निर्धारित होता है प्रत्यक्ष कार्रवाई(एमीटर से धारा का मापन)। यह विधि सरल है, लेकिन इसमें सटीकता कम है।

तुलना विधि- मापा मूल्य की तुलना ज्ञात मूल्य से की जाती है (उदाहरण के लिए: प्रतिरोध के माप के साथ तुलना करके प्रतिरोध को मापना - एक अनुकरणीय प्रतिरोध कुंडल)। तुलना पद्धति को विभाजित किया गया है शून्य, अंतर और प्रतिस्थापन .

व्यर्थ- मापा और ज्ञात मान एक साथ तुलना उपकरण पर कार्य करते हैं, जिससे इसकी रीडिंग शून्य हो जाती है (उदाहरण के लिए: एक संतुलित पुल के साथ विद्युत प्रतिरोध को मापना)।

अंतर- एक तुलनित्र मापा और ज्ञात मूल्य के बीच अंतर को मापता है।

प्रतिस्थापन विधि- मापे गए मान को माप सेटअप में ज्ञात मान से बदल दिया जाता है।

यह तरीका सबसे सटीक है.

माप त्रुटियाँ

किसी भौतिक मात्रा को मापने के परिणाम कई कारणों से केवल उसका अनुमानित मूल्य ही देते हैं। मापी गई मात्रा के वास्तविक मान से माप परिणाम के विचलन को माप त्रुटि कहा जाता है।

अंतर करना निरपेक्ष और सापेक्षगलती।

पूर्ण त्रुटिमाप माप परिणाम एयू और मापी गई मात्रा ए के वास्तविक मूल्य के बीच अंतर के बराबर है:

सुधार: हाँ=ए-ऐ

इस प्रकार, मात्रा का वास्तविक मान है: A=Au+dA.

आप डिवाइस की रीडिंग की अनुकरणीय डिवाइस की रीडिंग से तुलना करके त्रुटि के बारे में पता लगा सकते हैं।

रिश्तेदारों की गलतीमाप जी ए पूर्ण माप त्रुटि और मापी गई मात्रा के वास्तविक मान का अनुपात है, जिसे% में व्यक्त किया गया है:

%

उदाहरण: डिवाइस U=9.7 V दिखाता है। U=10 V का वास्तविक मान DU और g U निर्धारित करता है:

ДU=9.7–10=–0.3 वी जी यू =

%=3%.

मापन में त्रुटियाँ हैं व्यवस्थित और यादृच्छिकअवयव। पहलाबार-बार माप के दौरान स्थिर रहें, वे निर्धारित होते हैं, और सुधार शुरू करके माप परिणाम पर इसका प्रभाव समाप्त हो जाता है . दूसराबेतरतीब ढंग से बदलें और उन्हें पहचाना या ख़त्म नहीं किया जा सकता .

विद्युत माप के अभ्यास में, अवधारणा का सबसे अधिक उपयोग किया जाता है त्रुटि कम हुईआर पी:

यह मापी गई मात्रा के नाममात्र मूल्य या पूर्ण त्रुटि का अनुपात है पिछले अंकउपकरण पैमाने के अनुसार:

%

उदाहरण: डीयू = 0.3 वी। वोल्टमीटर 100 वी के लिए डिज़ाइन किया गया है। जी पी =?

जीपी = 0.3 / 100 100% = 0.3%

मापन त्रुटियों के कारण हो सकता है :

ए)। डिवाइस की गलत स्थापना (ऊर्ध्वाधर के बजाय क्षैतिज);

बी)। पर्यावरण का गलत लेखा-जोखा (बाहरी आर्द्रता, tє)।

वी). बाह्य विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों का प्रभाव.

जी)। गलत रीडिंग, आदि.

विद्युत माप उपकरणों के निर्माण में, कुछ तकनीकी साधनों का उपयोग किया जाता है जो एक या दूसरे स्तर की सटीकता प्रदान करते हैं।

उपकरण के निर्माण की गुणवत्ता के कारण होने वाली त्रुटि कहलाती है - बुनियादी त्रुटि .

निर्माण की गुणवत्ता के अनुसार, सभी उपकरणों को विभाजित किया गया है सटीकता वर्ग : 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0.

सटीकता वर्ग को माप उपकरणों के तराजू पर दर्शाया गया है। यह उपकरण की मूल अधिकतम स्वीकार्य कम त्रुटि को दर्शाता है:

%.

डिवाइस की जाँच करते समय सटीकता वर्ग के आधार पर, यह निर्धारित किया जाता है कि क्या यह आगे के संचालन के लिए उपयुक्त है, अर्थात। क्या यह इसकी सटीकता वर्ग से मेल खाता है।

विद्युत माप के बिना उद्योग की ऊर्जा बचत और ऊर्जा दक्षता की कल्पना नहीं की जा सकती, क्योंकि जिसकी संख्या आप नहीं जानते उसे बचाना असंभव है।

विद्युत माप निम्न प्रकारों में से एक में किया जाता है: प्रत्यक्ष, अप्रत्यक्ष, संचयी और संयुक्त। प्रत्यक्ष दृश्य का नाम स्वयं बोलता है, वांछित मान का मान सीधे डिवाइस द्वारा निर्धारित किया जाता है। ऐसे मापों का एक उदाहरण वाटमीटर के साथ शक्ति का निर्धारण, एमीटर के साथ करंट आदि का निर्धारण है।

अप्रत्यक्ष दृश्यके आधार पर मूल्य ज्ञात करना है ज्ञात निर्भरतायह मान और प्रत्यक्ष विधि द्वारा पाया गया मान। एक उदाहरण वाटमीटर के बिना शक्ति का निर्धारण है। प्रत्यक्ष विधि से I, U, चरण ज्ञात किये जाते हैं तथा शक्ति की गणना सूत्र द्वारा की जाती है।

संचयी और संयुक्त दृश्यमाप में कई समान (संचयी) या गैर-समान (संयुक्त) मात्राओं का एक साथ माप शामिल होता है। प्रत्यक्ष माप के परिणामस्वरूप प्राप्त गुणांक वाले समीकरणों की प्रणालियों को हल करके वांछित मानों का पता लगाया जाता है। ऐसी प्रणाली में समीकरणों की संख्या मांगी गई मात्राओं की संख्या के बराबर होनी चाहिए।

प्रत्यक्ष मापसबसे सामान्य प्रकार का माप दो मुख्य तरीकों से किया जा सकता है:

• प्रत्यक्ष मूल्यांकन पद्धति
• माप तुलना विधि.

पहली विधि सबसे सरल है, क्योंकि वांछित मूल्य का मूल्य उपकरण के पैमाने पर निर्धारित किया जाता है।

यह विधि एमीटर से करंट की ताकत, वोल्टमीटर का वोल्टेज आदि निर्धारित करती है यह विधिइसे सरलता और कम सटीकता की कमी कहा जा सकता है।

माप के साथ तुलना करके माप निम्नलिखित विधियों में से एक का उपयोग करके किया जाता है: प्रतिस्थापन, विरोध, संयोग, अंतर और शून्य। माप एक निश्चित मात्रा का एक प्रकार का संदर्भ मूल्य है।

विभेदक और अशक्त विधियाँ- मापने वाले पुलों के संचालन का आधार हैं। विभेदक विधि से असंतुलित-सूचक सेतु बनाये जाते हैं और शून्य विधि से संतुलित या शून्य सेतु बनाये जाते हैं।

संतुलित पुलों में, तुलना दो या दो से अधिक सहायक प्रतिरोधों की मदद से की जाती है, जिन्हें इस तरह से चुना जाता है कि वे तुलनात्मक प्रतिरोधों के साथ एक बंद सर्किट (चार-टर्मिनल नेटवर्क) बनाते हैं, जो एक स्रोत से प्राप्त होते हैं और जिनके द्वारा पता लगाए गए समविभव बिंदु होते हैं। संतुलन सूचक.

सहायक प्रतिरोधों के बीच का अनुपात तुलनात्मक मूल्यों के बीच संबंध का एक माप है। डीसी सर्किट में संतुलन संकेतक एक गैल्वेनोमीटर है, और एसी सर्किट में एक मिलीवोल्टमीटर है।

अंतर विधि को अन्यथा अंतर विधि कहा जाता है, क्योंकि यह ज्ञात और वांछित धारा के बीच का अंतर है जो मापने वाले उपकरण को प्रभावित करता है। शून्य विधि एक सीमित मामला है विभेदक विधि. उदाहरण के लिए, संकेतित ब्रिज सर्किट में, यदि समानता देखी जाए तो गैल्वेनोमीटर शून्य दिखाता है:

आर1*आर3 = आर2*आर4;

इस अभिव्यक्ति से इस प्रकार है:

Rx=R1=R2*R4/R3.

इस प्रकार, किसी भी अज्ञात तत्व के प्रतिरोध की गणना करना संभव है, बशर्ते कि अन्य 3 अनुकरणीय हों। एक निरंतर चालू स्रोत भी अनुकरणीय होना चाहिए।

विरोधाभासी विधि- अन्यथा, इस विधि को मुआवजा कहा जाता है और इसका उपयोग सीधे वोल्टेज या ईएमएफ, वर्तमान की तुलना करने के लिए किया जाता है, और अप्रत्यक्ष रूप से विद्युत में परिवर्तित अन्य मात्राओं को मापने के लिए किया जाता है।

दो विपरीत दिशा वाले ईएमएफ जो आपस में जुड़े नहीं हैं, उन्हें डिवाइस पर स्विच किया जाता है, जिसके साथ सर्किट की शाखाएं संतुलित होती हैं। चित्र में: Ux को खोजना आवश्यक है। एक अनुकरणीय समायोज्य प्रतिरोध Rk की सहायता से, ऐसा वोल्टेज ड्रॉप Uk प्राप्त किया जाता है ताकि यह संख्यात्मक रूप से Ux के बराबर हो।

उनकी समानता का अंदाजा गैल्वेनोमीटर की रीडिंग से लगाया जा सकता है। यदि उकी यूएक्स बराबर है, तो गैल्वेनोमीटर सर्किट में धारा प्रवाहित नहीं होगी, क्योंकि वे विपरीत दिशा में निर्देशित हैं। प्रतिरोध और धारा के परिमाण को जानकर हम सूत्र द्वारा Uх निर्धारित करते हैं।

प्रतिस्थापन विधि- एक विधि जिसमें वांछित मान को किसी ज्ञात अनुकरणीय मान के साथ प्रतिस्थापित या संयोजित किया जाता है, जो प्रतिस्थापित मान के बराबर होता है। इस विधि का उपयोग किसी अज्ञात मान के प्रेरकत्व या धारिता को निर्धारित करने के लिए किया जाता है। एक अभिव्यक्ति जो सर्किट मापदंडों पर आवृत्ति की निर्भरता निर्धारित करती है:

fo=1/(√LC)

बाईं ओर, आरएफ जनरेटर द्वारा निर्धारित आवृत्ति f0, दाईं ओर, मापा सर्किट के अधिष्ठापन और समाई के मान। आवृत्ति प्रतिध्वनि का चयन करके, कोई अभिव्यक्ति के दाईं ओर अज्ञात मान निर्धारित कर सकता है।

अनुनाद सूचक बड़े इनपुट प्रतिरोध वाला एक इलेक्ट्रॉनिक वाल्टमीटर है, जिसकी अनुनाद के समय रीडिंग सबसे बड़ी होगी। यदि मापा प्रारंभकर्ता संदर्भ संधारित्र के साथ समानांतर में जुड़ा हुआ है और गुंजयमान आवृत्ति को मापा जाता है, तो Lx का मान उपरोक्त अभिव्यक्ति से पाया जा सकता है। इसी प्रकार, अज्ञात क्षमता पाई जाती है।

सबसे पहले, गुंजयमान सर्किट, जिसमें एक प्रेरकत्व एल और एक अनुकरणीय समाई सह शामिल है, को एक आवृत्ति पर अनुनाद के लिए ट्यून किया जाता है; साथ ही, कैपेसिटर Co1 की कैपेसिटेंस और कैपेसिटेंस का मान तय किया जाता है।

फिर, अनुकरणीय संधारित्र सह के समानांतर, संधारित्र Cxi को समान आवृत्ति पर प्रतिध्वनि प्राप्त करने के लिए अनुकरणीय संधारित्र की धारिता को बदलकर जोड़ा जाता है; तदनुसार, वांछित मान Co2 के बराबर है।

मिलान विधि- एक विधि जिसमें वांछित और ज्ञात मूल्य के बीच का अंतर पैमाने के निशान या आवधिक संकेतों के संयोग से निर्धारित होता है। जीवन में इस पद्धति के अनुप्रयोग का एक ज्वलंत उदाहरण माप है कोणीय वेगविभिन्न भागों का घूमना।

ऐसा करने के लिए, मापी गई वस्तु पर एक निशान लगाया जाता है, उदाहरण के लिए, चाक से। जब निशान वाला हिस्सा घूमता है, तो एक स्ट्रोबोस्कोप उस पर निर्देशित होता है, जिसकी पलक झपकने की आवृत्ति शुरू में ज्ञात होती है। स्ट्रोबोस्कोप की आवृत्ति को समायोजित करके निशान को यथा स्थान पर रखा जाता है। इस मामले में, भाग की घूर्णन गति को स्ट्रोबोस्कोप की चमकती आवृत्ति के बराबर लिया जाता है।

भाषण # 1

विषय:विद्युत उपकरण और विद्युत माप

1. इलेक्ट्रो के बारे में सामान्य जानकारी मापन उपकरण

विद्युत माप उपकरण विद्युत सर्किट की विभिन्न मात्राओं और मापदंडों को मापने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं: वोल्टेज, करंट, पावर, आवृत्ति, प्रतिरोध, प्रेरण, समाई और अन्य।

आरेखों में, विद्युत माप उपकरणों को GOST 2.729-68 के अनुसार पारंपरिक ग्राफिक प्रतीकों द्वारा दर्शाया गया है। चित्र 1.1 संकेतक और रिकॉर्डिंग उपकरणों के सामान्य पदनाम दिखाता है।

चावल। 1.1 सशर्त ग्राफिक प्रतीकविद्युत माप उपकरण.

इसमें विद्युत मापक यंत्र के उद्देश्य को इंगित करना सामान्य पदनाममानकों में स्थापित निर्दिष्ट प्रतीक, या तालिका 1.1 के अनुसार GOST के अनुसार डिवाइस की माप की इकाइयों के अक्षर पदनाम दर्ज करें।

तालिका 1.1

नाम इकाइयां	प्रतीक	नाम इकाइयां	प्रतीक
		milliamp
		माइक्रोएम्प
		millivolt
		किलोवाट्ट
ऊर्जा घटक

2. इलेक्ट्रोमैकेनिकल माप उपकरण

ऑपरेशन के सिद्धांत के अनुसार, इलेक्ट्रोमैकेनिकल उपकरणों को मैग्नेटोइलेक्ट्रिक, इलेक्ट्रोमैग्नेटिक, फेरोडायनामिक, इंडक्शन, इलेक्ट्रोस्टैटिक सिस्टम के उपकरणों में विभाजित किया जाता है। सिस्टम के प्रतीक तालिका में दिए गए हैं। 1.2. सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले उपकरण पहले तीन प्रकार के हैं: मैग्नेटोइलेक्ट्रिक, इलेक्ट्रोमैग्नेटिक, इलेक्ट्रोडायनामिक।

तालिका 1.2

उपकरण का प्रकार	प्रतीक	मापी गई धारा का प्रकार	लाभ	कमियां
इलेक्ट्रिक		नियत	उच्च परिशुद्धता, पैमाने की एकरूपता	अधिभार के प्रति प्रतिरोधी नहीं
चुंबकीय		चर स्थिर	डिवाइस की सादगी, ओवरलोड के प्रति प्रतिरोधी	कम सटीकता, शोर के प्रति संवेदनशील
गतिशील		चर स्थिर	उच्च सटीकता	कम संवेदनशीलता, हस्तक्षेप के प्रति संवेदनशील
प्रेरण		चर	उच्च विश्वसनीयता, अधिभार प्रतिरोधी	कम सटीकता

3. विद्युत यांत्रिक उपकरणों के अनुप्रयोग के क्षेत्र

मैग्नेटोइलेक्ट्रिक उपकरण: पैनल और प्रयोगशाला एमीटर और वोल्टमीटर; पुल और मुआवजा सर्किट में माप के लिए शून्य संकेतक।

औद्योगिक कम आवृत्ति वाले एसी प्रतिष्ठानों में, अधिकांश एमीटर और वोल्टमीटर विद्युत चुम्बकीय प्रणाली उपकरण हैं। प्रत्यक्ष और प्रत्यावर्ती धारा और वोल्टेज को मापने के लिए कक्षा 0.5 और उससे अधिक के प्रयोगशाला उपकरणों का निर्माण किया जा सकता है।

प्रत्यक्ष और प्रत्यावर्ती धाराओं, वोल्टेज और शक्तियों को मापने के लिए प्रयोगशाला और अनुकरणीय उपकरणों में इलेक्ट्रोडायनामिक तंत्र का उपयोग किया जाता है।

प्रेरण तंत्र पर आधारित प्रेरण उपकरण मुख्य रूप से एकल और तीन-चरण एसी ऊर्जा मीटर के रूप में उपयोग किए जाते हैं। सटीकता से, काउंटरों को कक्षा 1.0 में विभाजित किया गया है; 2.0; 2.5. सीओ मीटर (एकल-चरण मीटर) का उपयोग एकल-चरण सर्किट में सक्रिय ऊर्जा (वाट-घंटे) को ध्यान में रखने के लिए किया जाता है। तीन-चरण सर्किट में सक्रिय ऊर्जा को मापने के लिए, दो-तत्व आगमनात्मक मीटर का उपयोग किया जाता है, जिसकी गिनती तंत्र किलोवाट-घंटे को ध्यान में रखता है। प्रतिक्रियाशील ऊर्जा को ध्यान में रखने के लिए, विशेष आगमनात्मक मीटर का उपयोग किया जाता है, जिसमें घुमावदार व्यवस्था या स्विचिंग सर्किट में कुछ बदलाव होते हैं।

उपयोग की गई बिजली के लिए ऊर्जा आपूर्ति संगठनों के साथ निपटान के लिए सभी उद्यमों में सक्रिय और प्रतिक्रियाशील मीटर स्थापित किए जाते हैं।

माप उपकरणों को चुनने का सिद्धांत

1. परिपथ की गणना करके परिपथ में धारा, वोल्टेज तथा शक्ति का अधिकतम मान ज्ञात करें। अक्सर मापी गई मात्राओं का मान पहले से ज्ञात होता है, उदाहरण के लिए, मुख्य या बैटरी वोल्टेज।

2. मापे गए मान के प्रकार, प्रत्यक्ष या प्रत्यावर्ती धारा के आधार पर, डिवाइस सिस्टम का चयन करें। प्रत्यक्ष और प्रत्यावर्ती धारा के तकनीकी माप के लिए, क्रमशः मैग्नेटोइलेक्ट्रिक और इलेक्ट्रोमैग्नेटिक सिस्टम का चयन किया जाता है। प्रयोगशाला और सटीक माप में, प्रत्यक्ष धाराओं और वोल्टेज को निर्धारित करने के लिए एक मैग्नेटोइलेक्ट्रिक प्रणाली का उपयोग किया जाता है, और प्रत्यावर्ती धारा और वोल्टेज को निर्धारित करने के लिए एक इलेक्ट्रोडायनामिक प्रणाली का उपयोग किया जाता है।

3. डिवाइस की माप सीमा का चयन करें ताकि
मापा गया मान पैमाने के अंतिम, तीसरे भाग में था
उपकरण।

4. आवश्यक माप सटीकता के आधार पर, एक वर्ग चुनें
उपकरण की सटीकता.

4. सर्किट में उपकरणों को शामिल करने के तरीके

एमीटर सर्किट में लोड के साथ श्रृंखला में जुड़े हुए हैं, वोल्टमीटर - समानांतर में, वाटमीटर और काउंटर, दो वाइंडिंग (वर्तमान और वोल्टेज) के रूप में, श्रृंखला में जुड़े हुए हैं - समानांतर में (छवि 1.2।)।

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चावल। 1.3. उपकरणों की माप की सीमा का विस्तार करने के तरीके।

मल्टी-लिमिट एमीटर, वोल्टमीटर, वॉटमीटर का विभाजन मूल्य सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है:

P" सबसे महत्वपूर्ण अंक में) और जब सबसे महत्वपूर्ण अंक में "-" चिन्ह चमकता है तो इनपुट सिग्नल की ध्रुवीयता बदल जाती है।

मल्टीमीटर VR-11 A की माप त्रुटि।

डीसी वोल्टेज: ±(0.5% यूएक्स +4 अंक)।

एसी वोल्टेज: ±(0.5% यूएक्स + 10 अंक),

जहां यूएक्स - उपकरण पढ़ना;

zn. - निम्न क्रम इकाई।

इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लाभ: उच्च इनपुट प्रतिबाधा, जो सर्किट को प्रभावित किए बिना माप की अनुमति देती है; विस्तृत श्रृंखलामाप, उच्च संवेदनशीलता, विस्तृत आवृत्ति रेंज, उच्च माप सटीकता।

6. माप और माप उपकरणों की त्रुटियाँ

यह उनकी त्रुटियों को इंगित करके साधनों और माप परिणामों की गुणवत्ता को चिह्नित करने के लिए प्रथागत है। लगभग 30 प्रकार की त्रुटियाँ हैं। उन्हें माप साहित्य में परिभाषित किया गया है। यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि माप उपकरणों की त्रुटियां और माप परिणामों की त्रुटियां समान अवधारणाएं नहीं हैं। ऐतिहासिक रूप से, त्रुटियों की विविधता के कुछ नाम माप उपकरणों की त्रुटियों को दिए गए हैं, अन्य माप परिणामों की त्रुटियों को, और कुछ दोनों पर लागू होते हैं।

त्रुटि प्रस्तुत करने के तरीके इस प्रकार हैं।

हल किए जाने वाले कार्यों के आधार पर, त्रुटि का प्रतिनिधित्व करने के कई तरीकों का उपयोग किया जाता है, अक्सर पूर्ण, सापेक्ष और कम का उपयोग किया जाता है।

पूर्ण त्रुटि – मापे गए मान के समान इकाइयों में मापा जाता है। मापे गए मूल्य से मापे गए मूल्य के वास्तविक मूल्य के संभावित विचलन की भयावहता को दर्शाता है।

रिश्तेदारों की गलतीमात्रा के मूल्य के लिए पूर्ण त्रुटि का अनुपात है। यदि हम संपूर्ण माप अंतराल पर त्रुटि निर्धारित करना चाहते हैं, तो हमें अंतराल पर अनुपात का अधिकतम मान ज्ञात करना होगा। इसे आयामहीन इकाइयों में मापा जाता है।

एक्यूरेसी क्लाससापेक्ष त्रुटि है, जिसे प्रतिशत के रूप में व्यक्त किया जाता है। आमतौर पर, सटीकता वर्ग मानों को सीमा से चुना जाता है: 0.1; 0.5: 1.0; 1.5; 2.0; 2.5 आदि.

निरपेक्ष और सापेक्ष त्रुटियों की अवधारणाएं माप और मापने वाले उपकरणों दोनों पर लागू होती हैं, और कम हुई त्रुटि केवल मापने वाले उपकरणों की सटीकता का मूल्यांकन करती है।

पूर्ण माप त्रुटि मापे गए x मान और उसके वास्तविक ची मान के बीच का अंतर है:

आमतौर पर, मापी जाने वाली मात्रा का सही मूल्य अज्ञात होता है, और इसके बजाय (1.1) में अधिक सटीक उपकरण द्वारा मापी गई मात्रा का मूल्य, यानी, x का मान देने वाले उपकरण की तुलना में छोटी त्रुटि होने पर, प्रतिस्थापित किया जाता है। . पूर्ण त्रुटि मापे गए मान की इकाइयों में व्यक्त की जाती है। माप उपकरणों की जाँच करते समय सूत्र (1.1) का उपयोग किया जाता है।

सापेक्ष त्रुटि https://pandia.ru/text/78/613/images/image020_7.gif" width=”99” ऊंचाई=”45”> (1.2)

सापेक्ष माप त्रुटि के अनुसार माप सटीकता का आकलन किया जाता है।

मापने वाले उपकरण की कम की गई त्रुटि को पूर्ण त्रुटि और सामान्यीकरण मान xn के अनुपात के रूप में परिभाषित किया गया है और इसे प्रतिशत के रूप में व्यक्त किया गया है:

(1.3)

सामान्यीकरण मान आमतौर पर पैमाने के कामकाजी हिस्से की ऊपरी सीमा के बराबर लिया जाता है, जिसमें शून्य चिह्न पैमाने के किनारे पर होता है।

दी गई त्रुटि मापने वाले उपकरण की सटीकता निर्धारित करती है, मापा मूल्य पर निर्भर नहीं करती है और है एकल अर्थइस डिवाइस के लिए. (1..gif' width='15' ऊंचाई='19 src='> में से, डिवाइस xN की माप सीमा के संबंध में मापा गया मान x जितना छोटा होगा, उतना ही अधिक होगा।

कई माप उपकरण सटीकता वर्गों में भिन्न होते हैं। उपकरण सटीकता वर्ग जी एक सामान्यीकृत विशेषता है जो उपकरण की सटीकता को दर्शाती है, लेकिन इस उपकरण का उपयोग करके की गई माप सटीकता की प्रत्यक्ष विशेषता नहीं है।

डिवाइस की सटीकता वर्ग संख्यात्मक रूप से सबसे बड़ी स्वीकार्य कम बुनियादी त्रुटि के बराबर है, जिसकी गणना प्रतिशत के रूप में की जाती है। एमीटर और वोल्टमीटर के लिए, निम्नलिखित सटीकता वर्ग स्थापित किए गए हैं: 0.05; 0.1; 0.2; 0.5; 1.0; 1.5; 2.5; 4.0; 5.0. ये संख्याएँ उपकरण के पैमाने पर अंकित की जाती हैं। उदाहरण के लिए, कक्षा 1 सामान्य परिचालन स्थितियों के तहत प्रतिशत में त्रुटि की गारंटीकृत सीमा (± 1%, उदाहरण के लिए, 100 V के अंतिम मान से, यानी ± 1 V) को दर्शाती है।

अंतर्राष्ट्रीय वर्गीकरण के अनुसार, 0.5 या अधिक सटीकता वर्ग वाले उपकरणों को सटीक या अनुकरणीय माना जाता है, और 1.0 या उससे कम सटीकता वर्ग वाले उपकरणों को कार्यशील माना जाता है। सभी उपकरण अपने पासपोर्ट मूल्यों के साथ सटीकता वर्ग सहित मेट्रोलॉजिकल विशेषताओं के अनुपालन के लिए आवधिक सत्यापन के अधीन हैं। इस मामले में, अनुकरणीय उपकरण वर्ग के माध्यम से सत्यापित उपकरण से अधिक सटीक होना चाहिए, अर्थात्: 4.0 की सटीकता वर्ग वाले एक उपकरण का सत्यापन 1.5 की सटीकता वर्ग वाले एक उपकरण द्वारा किया जाता है, और एक उपकरण का सत्यापन 1.0 की सटीकता कक्षा 0.2 की सटीकता कक्षा वाले एक उपकरण द्वारा संचालित की जाती है।

चूँकि डिवाइस G की सटीकता वर्ग और माप सीमा XN दोनों डिवाइस के पैमाने पर दिए गए हैं, डिवाइस की पूर्ण त्रुटि सूत्र (1.3) से निर्धारित की जाती है:

https://pandia.ru/text/78/613/images/image019_7.gif" width=”15 ऊंचाई=19” ऊंचाई=”19”> साथउपकरण सटीकता वर्ग जी सूत्र द्वारा व्यक्त किया गया है:

इससे यह पता चलता है कि सापेक्ष माप त्रुटि केवल स्केल पर सीमित मान को मापने पर डिवाइस की सटीकता वर्ग के बराबर होती है, यानी जब x = XN। मापा मूल्य में कमी के साथ, सापेक्ष त्रुटि बढ़ जाती है। कितनी बार XN>

7. एकल माप के लिए माप परिणाम की प्रस्तुति

माप परिणाम में मापी गई मात्रा का अनुमान और माप की सटीकता को दर्शाने वाली माप त्रुटि शामिल होती है। GOST 8.011-72 के अनुसार, माप परिणाम इस रूप में प्रस्तुत किया गया है:

जहां ए माप परिणाम है;

डिवाइस की पूर्ण त्रुटि;

पी - संभाव्यता, पर सांख्यिकीय प्रसंस्करणडेटा।

वहीं, A और https://pandia.ru/text/78/613/images/image023_5.gif' width='15' ऊंचाई='17'> में दो से अधिक महत्वपूर्ण अंक नहीं होने चाहिए.

इलेक्ट्रॉनिक ट्यूटोरियल

अनुशासन में "इलेक्ट्रिकल

माप»

प्रदर्शन किया:

सीएसटी के शिक्षक आर्किपोवा एन.ए.

कस्तोवो 2015

पीसीसी में समीक्षा की गई

विद्युत अनुशासन

"___" _________ 20___

प्रोटोकॉल №_________

पीसीसी के अध्यक्षएन.आई. फ़ोमोकिना

अनुमत

व्यवस्थित पर

परिषद

"___"_________20___

मेथोडोलॉजिकल काउंसिल के अध्यक्षई.ए. कोस्टिना

पाठ्यपुस्तक विशेष 220703 तकनीकी प्रक्रियाओं और उद्योगों के स्वचालन (उद्योग द्वारा) पूर्णकालिक विभाग में अध्ययन करने वाले छात्रों के लिए है।

सामग्री

परिचय 4

धारा 1. माप की एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए राज्य प्रणाली 5

विषय 1.1 माप के मुख्य प्रकार और तरीके, उनका वर्गीकरण 5

विषय 1.2.माप उपकरणों के मेट्रोलॉजिकल संकेतक 7

धारा 2 विद्युत माप के उपकरण और विधियाँ 9

विषय 2.1 इलेक्ट्रोमैकेनिकल के तंत्र और माप सर्किट

उपकरण 9

विषय 2.2 धारा 14 मापने के उपकरण एवं विधियाँ

विषय 2.3 वोल्टेज मापने के उपकरण और विधियाँ 18

विषय 2.4 शक्ति और ऊर्जा मापने के उपकरण और विधियाँ 21

विषय 2.5 विद्युत परिपथों के मापदंडों को मापने के लिए उपकरण और विधियाँ 24

उपकरण 28

धारा 3 तरंगरूप अध्ययन 31

विषय 3.1 ऑसिलोस्कोप 31

विषय 3.2 आवृत्ति और समय अंतराल को मापने के लिए उपकरण और विधियाँ 32

विषय 3.3 चरण शिफ्ट 35 को मापने के लिए उपकरण और विधियाँ

परिचय

अनुशासन का उद्देश्य और उद्देश्य. विद्युत माप के विकास के इतिहास से संक्षिप्त जानकारी। इस शैक्षणिक अनुशासन का अन्य विषयों से संबंध।

माप करना दुनिया के बारे में वस्तुनिष्ठ ज्ञान प्राप्त करने का एक मुख्य साधन है, और संचित प्रायोगिक सामग्री हैसामान्यीकरण और इसके अस्तित्व के पैटर्न की स्थापना के लिए आधार औरविकास। साथ ही, माप करना बिना शर्त व्यावहारिक हैमूल्य, कई मायनों में तकनीकीविकास, और व्यक्तिगत आर्थिक संस्थाओं के बीच बातचीतगतिविधियाँ। सभी आयामों के बीच विशेष स्थानविद्युत संकेतों की सार्वभौमिकता और उपलब्धता के कारण विद्युत माप पर कब्जा कर लेते हैंउनके प्रसंस्करण और भंडारण के अवसर, अक्सर चुंबकीय मापते समय औरगैर-विद्युत मात्रा, कनवर्टर का आउटपुट सिग्नल हैबस एक विद्युत संकेत.

धारा 1. एकता सुनिश्चित करने के लिए राज्य प्रणाली

मापन

विषय 1.1 माप के मुख्य प्रकार एवं विधियाँ, उनके

वर्गीकरण

विद्युत माप उपकरण की भूमिका एवं महत्व. "माप" की अवधारणा की परिभाषा. भौतिक मात्राओं की इकाइयाँ. माप विधियों का वर्गीकरण और उनका का संक्षिप्त विवरण. प्रत्यक्ष और अप्रत्यक्ष तरीके. प्रत्यक्ष मूल्यांकन के तरीके और तुलना के तरीके (अंतर, शून्य, प्रतिस्थापन)। माप उपकरणों की अवधारणा: बुनियादी विद्युत मात्राओं के माप, विद्युत माप उपकरण, विद्युत माप प्रतिष्ठान, मापने वाले ट्रांसड्यूसर, सूचना प्रणाली। विद्युत माप उपकरणों का वर्गीकरण एवं अंकन।

माप, माप ट्रांसड्यूसर, माप उपकरण और माप प्रणाली माप के तकनीकी साधनों में से हैं। एक मापने वाला ट्रांसड्यूसर एक उपकरण है जिसे एक मापा पैरामीटर को दूरी पर या नियंत्रण डिवाइस सर्किट में आगे संचरण के लिए सुविधाजनक सिग्नल में परिवर्तित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

कन्वर्टर्स को प्राथमिक (सेंसर), इंटरमीडिएट, ट्रांसमिटिंग और स्केल में विभाजित किया गया है। मापे गए मान को इनपुट कहा जाता है, और परिवर्तन के परिणाम को आउटपुट सिग्नल कहा जाता है।

प्राथमिक कन्वर्टर्स को भौतिक मात्राओं को सिग्नल में परिवर्तित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जबकि ट्रांसमिटिंग और इंटरमीडिएट कन्वर्टर्स सिग्नल बनाते हैं जो दूरी और पंजीकरण पर ट्रांसमिशन के लिए सुविधाजनक होते हैं।

स्केल कन्वर्टर्स में वे शामिल होते हैं जिनके साथ मापा गया मान एक निश्चित संख्या में बदलता है, यानी वे एक भौतिक मात्रा को दूसरे में परिवर्तित नहीं करते हैं।

मापने वाला उपकरण एक उपकरण है जिसे एक पर्यवेक्षक (ऑपरेटर) द्वारा प्रत्यक्ष धारणा के लिए सुलभ रूप में माप जानकारी उत्पन्न करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। माप उपकरणों को दो समूहों में बांटा गया है।

पहले समूह में एनालॉग डिवाइस शामिल हैं, जिनकी रीडिंग मापा पैरामीटर का एक सतत कार्य है।

दूसरे समूह में डिजिटल डिवाइस शामिल हैं। वे डिजिटल रूप में मापी गई जानकारी के अलग-अलग संकेत उत्पन्न करते हैं।

मापने की प्रणाली मापने वाले ट्रांसड्यूसर और उपकरणों को जोड़ती है, जो मानव हस्तक्षेप के बिना पैरामीटर माप प्रदान करती है।

राज्य मानकएप्लिकेशन स्थापित करता है अंतर्राष्ट्रीय प्रणालीविज्ञान और प्रौद्योगिकी के सभी क्षेत्रों में इकाइयाँ (एसआई)।

एसआई में सात आधार इकाइयाँ, दो अतिरिक्त इकाइयाँ और सत्ताईस प्रमुख व्युत्पन्न इकाइयाँ शामिल हैं। मूल इकाइयाँ हैं: मीटर (एम), किलोग्राम (किग्रा), सेकंड (एस), एम्पीयर (ए), केल्विन (के), मोल (मोल), कैंडेला (सीडी)।

को अतिरिक्त इकाइयाँएसआई प्रणालियाँ रेडियन और स्टेरेडियन हैं, और अन्य सभी इकाइयाँ व्युत्पन्न हैं। उदाहरण के लिए, बल की इकाई न्यूटन (एन) है, जो 1 किलोग्राम वजन वाले शरीर को 1 मीटर/सेकेंड2 का त्वरण बताती है; दबाव की इकाई पास्कल (Pa) है, ऐसे समान रूप से वितरित दबाव को दबाव की इकाई के रूप में लिया जाता है, जिस पर 1 N के बराबर बल 1 m2 पर सतह के लंबवत कार्य करता है।

सभी मापों को प्रत्यक्ष और अप्रत्यक्ष में विभाजित किया गया है। प्रत्यक्ष माप के लिए अंकीय मूल्यमापा गया पैरामीटर सीधे मापने वाले उपकरण द्वारा निर्धारित किया जाता है: उदाहरण के लिए, थर्मामीटर से तापमान को मापना या मापने वाले उपकरण से भाग के रैखिक आयामों को मापना।

अप्रत्यक्ष मापएक निश्चित कार्यात्मक निर्भरता द्वारा मापा पैरामीटर से जुड़े सहायक मात्रा के प्रत्यक्ष माप के आधार पर वांछित पैरामीटर के निर्धारण के लिए प्रदान करें। उदाहरण के लिए, किसी पिंड का आयतन उसकी लंबाई, चौड़ाई और ऊंचाई से निर्धारित करना, या प्रतिरोध थर्मामीटर की विद्युत चालकता को बदलकर तापमान मापना।

आत्मनिरीक्षण के लिए प्रश्न

एक आयाम क्या है?

माप के प्रकारों का वर्गीकरण क्या है?

अनुकरणीय माप उपकरणों और काम करने वाले उपकरणों के बीच क्या अंतर है?

विद्युत और रेडियो माप उपकरणों को कैसे वर्गीकृत और नामित किया जाता है?

विषय 1.2. माप उपकरणों के मेट्रोलॉजिकल संकेतक

त्रुटियों के प्रकार, रूप के अनुसार उनका वर्गीकरण संख्यात्मक अभिव्यक्ति, घटना के पैटर्न के अनुसार, प्राप्ति की संभावना के अनुसार।

व्यवस्थित त्रुटियाँ, उनका असाइनमेंट और मूल्यांकन। यादृच्छिक त्रुटियाँ, उनकी घटना के स्रोत। त्रुटियों के वितरण के नियम. सामान्य वितरण के लक्षण. चूक का पता लगाना.

माप उपकरणों की विशेषताओं के रूप में त्रुटियाँ। त्रुटियों के प्रकार एवं उनके घटित होने के मुख्य कारण। उपकरण की सटीकता वर्ग के आधार पर उपकरण त्रुटि का निर्धारण। विद्युत मापक यंत्र की सीमा, विभाजन मान, संवेदनशीलता। विद्युत माप उपकरणों के लिए विशिष्ट परीक्षण प्रक्रिया। माप परिणामों के प्रसंस्करण के बारे में सामान्य जानकारी।

कोई भी माप प्रणाली के अनुसार होना चाहिए: योजना, माप, माप परिणामों की गणितीय प्रसंस्करण। प्रसंस्करण करते समय, चूक की पहचान करने पर ध्यान दें। यह सीखना बहुत महत्वपूर्ण है कि परिणामी त्रुटि की गणना कैसे करें, यह जानना कि व्यवस्थित और कैसे यादृच्छिक त्रुटियाँ, परिणामी त्रुटि संभाव्यता के दिए गए स्तर के साथ कैसे निर्धारित की जाती है।

कारणों के आधार पर, त्रुटियों को पांच समूहों में विभाजित किया जाता है: माप पद्धति की त्रुटियां, उपकरण, उपकरण सेटिंग्स और माप वस्तु के साथ इसकी बातचीत, गतिशील और व्यक्तिपरक त्रुटियां।

माप विधि त्रुटियाँ चुनी गई माप योजना का परिणाम हैं, जो ज्ञात त्रुटियों के स्रोतों को समाप्त करने की अनुमति नहीं देती हैं।

वाद्ययंत्र संबंधी त्रुटियाँ मापने वाले उपकरणों की अपूर्णता पर निर्भर करती हैं, अर्थात, मापने वाले उपकरण के हिस्सों के निर्माण में त्रुटियों पर।

माप उपकरणों के समायोजन में त्रुटियाँ परिचालन स्थितियों से निर्धारित होती हैं। जब उपकरण माप वस्तु के साथ इंटरैक्ट करता है तो त्रुटियाँ हो सकती हैं; उदाहरण के लिए, ऐसी त्रुटियाँ जो मापे गए भाग की विकृति पर माप बल के प्रभाव के कारण होती हैं।

मापे गए मान के रूपांतरण के दौरान गतिशील त्रुटियाँ होती हैं। मापे गए पैरामीटर को बदलने की जड़ता के परिणामस्वरूप गतिशील त्रुटियाँ प्रकट होती हैं।

व्यक्तिपरक त्रुटियाँ सीमित होने के कारण प्रकट होती हैं शारीरिक क्षमताओंऑपरेटर।

परिचालन स्थितियों के आधार पर, दो प्रकार की त्रुटियाँ प्रतिष्ठित हैं: बुनियादी और अतिरिक्त।

मुख्य त्रुटियाँ मापने वाले उपकरण के सामान्य संचालन के दौरान होती हैं, जब प्रभाव बाह्य कारकन्यूनतम।

अतिरिक्त त्रुटियाँ बाहरी कारकों के प्रभाव के कारण होती हैं जो डिवाइस की सामान्य परिचालन स्थितियों का उल्लंघन करती हैं, उदाहरण के लिए, परिवेश के तापमान या दबाव में परिवर्तन।

यदि निरपेक्ष त्रुटि का मान मापे गए पैरामीटर के वास्तविक मान A0 को श्रेय दिया जाता है, तो हमें सापेक्ष त्रुटि मिलती है , अर्थात।

= / ए0.

पूर्ण त्रुटि अनुपात उपकरण स्केल रेंज के लिएएनघटी हुई सापेक्ष त्रुटि कहलाती है।

आत्मनिरीक्षण के लिए प्रश्न

त्रुटियों को कैसे वर्गीकृत किया जाता है?

क्या अंतर है रिश्तेदारों की गलतीदिए गए से?

यादृच्छिक त्रुटि को चिह्नित करने के लिए कौन से संकेतक का उपयोग किया जाता है?

आप प्राप्त माप परिणामों की श्रृंखला में "मिस" की पहचान कैसे कर सकते हैं?

समान माप और असमान माप के बीच क्या अंतर है?

अप्रत्यक्ष माप के परिणामों को संसाधित करने की प्रक्रिया क्या है?

कैसे परिणामी त्रुटि की गणना करें?

विकल्प 1

प्रशन

1. पूर्ण त्रुटि क्या है?

किसी मात्रा के मापे गए और वास्तविक मानों के बीच अंतर

2 . उपकरण की संवेदनशीलता क्या है?

रवैया परिवर्तन

यह उपकरण पैमाने के प्रति एक प्रभाग में मापे गए मान की इकाइयों की संख्या है

3 . संकेतों की सीमा है

पैमाने के मूल्यों की सीमा, पैमाने के अंतिम और प्रारंभिक मूल्यों द्वारा सीमित

जो माप उपकरण की अनुमेय त्रुटियों को सामान्य करता है

4 . एसआई अंशांकन क्या है?

मेट्रोलॉजिकल विशेषताओं के वास्तविक मूल्यों को निर्धारित करने के लिए किए गए ऑपरेशनों का एक सेट

माप की एकरूपता सुनिश्चित करने के उद्देश्य से संचालन और कार्य के प्रकारों का एक सेट।

5 . त्रुटि कम हुई

पूर्ण त्रुटि का वास्तविक मूल्य से अनुपात, प्रतिशत के रूप में व्यक्त किया गया

पूर्ण त्रुटि और सामान्यीकरण मूल्य का अनुपात, प्रतिशत के रूप में व्यक्त किया गया

किसी मात्रा के मापे गए और वास्तविक मूल्य के बीच का अंतर

विकल्प 2

प्रशन

1 . सापेक्ष त्रुटि क्या है?

पूर्ण त्रुटि और सामान्यीकरण मूल्य का अनुपात, प्रतिशत के रूप में व्यक्त किया गया

किसी मात्रा के मापे गए और वास्तविक मूल्य के बीच का अंतर

पूर्ण त्रुटि का वास्तविक मूल्य से अनुपात, प्रतिशत के रूप में व्यक्त किया गया

2. उपकरण का विभाजन मूल्य क्या है?

उपकरण पैमाने के प्रति एक प्रभाग में मापे गए मूल्य की इकाइयों की संख्या

रवैया परिवर्तन

मापा मूल्य में परिवर्तन के लिए आउटपुट सिग्नल जिसके कारण यह हुआ

पैमाने के मूल्यों की सीमा, पैमाने के अंतिम और प्रारंभिक मूल्यों द्वारा सीमित

3 . उपकरण रीडिंग में भिन्नता है

किसी मात्रा के मापे गए और वास्तविक मूल्य के बीच का अंतर

मापी गई मात्रा के समान मान पर रीडिंग में सबसे बड़ा अंतर

4 . मापने की सीमा है

मापी गई मात्रा के मानों की सीमा, के लिएजो डिवाइस की अनुमेय त्रुटियों को सामान्य करता है

किसी मात्रा के मापे गए और वास्तविक मूल्य के बीच का अंतर

उपकरण के पैमाने के मूल्यों की सीमा, पैमाने के अंतिम और प्रारंभिक मूल्यों द्वारा सीमित होती है

5 . एसआई सत्यापन क्या है?

एमएक्स के वास्तविक मूल्यों को निर्धारित करने के लिए किए गए ऑपरेशनों का एक सेट।

माप की एकरूपता सुनिश्चित करने के उद्देश्य से संचालन और कार्य के प्रकारों का एक सेट

मेट्रोलॉजिकल आवश्यकताओं के साथ माप उपकरणों के अनुपालन की पुष्टि करने के लिए किए गए संचालन का एक सेट

धारा 2 विद्युत माप के उपकरण और विधियाँ

विषय 2.1 तंत्र और माप सर्किट

विद्युत यांत्रिक उपकरण

मैग्नेटोइलेक्ट्रिक, इलेक्ट्रोमैग्नेटिक, इलेक्ट्रोडायनामिक, फेरोडायनामिक, इलेक्ट्रोस्टैटिक, इंडक्शन सिस्टम के माप तंत्र। सामान्य सिद्धांतविभिन्न विद्युत माप तंत्रों का निर्माण। इलेक्ट्रोमैकेनिकल उपकरणों के संचालन का सिद्धांत। मापने के सर्किट की अवधारणा. विद्युत माप उपकरणों का माप सर्किट: वोल्टमीटर, एमीटर, वाटमीटर। उपकरणों पर लागू प्रतीक.

बुनियादी कार्यात्मक भागमैग्नेटोइलेक्ट्रिक उपकरण एक मापने का तंत्र है। संरचनात्मक रूपमैग्नेटोइलेक्ट्रिकतंत्रप्रदर्शन कियायासाथगतिमानकुंडल (फ़्रेम),या इसके साथगतिमानचुंबक.इनमें से पहले समूह का अनुप्रयोग अधिक है।

मैग्नेटोइलेक्ट्रिक तंत्र के संचालन का सिद्धांत एक स्थायी चुंबक और एक कुंडल (फ्रेम) के चुंबकीय क्षेत्रों की बातचीत पर आधारित है जिसके माध्यम से धारा प्रवाहित होती है। प्रतिकारक क्षण यंत्रवत् और विद्युतचुंबकीय रूप से बनाया जा सकता है।

मैग्नेटोइलेक्ट्रिक उपकरणों का उपयोग इस प्रकार किया जाता है: 1) डीसी सर्किट में धाराओं और वोल्टेज को मापने के लिए एमीटर और वोल्टमीटर (इन उद्देश्यों के लिए, अन्य समूहों के उपकरणों का उपयोग दुर्लभ मामलों में किया जाता है); 2) ओममीटर; 3) प्रत्यक्ष धारा गैल्वेनोमीटर का उपयोग शून्य संकेतक के रूप में, साथ ही छोटी धाराओं और वोल्टेज को मापने के लिए किया जाता है; 4) बैलिस्टिक गैल्वेनोमीटर का उपयोग बिजली की छोटी मात्रा को मापने के लिए किया जाता है; 5) एसी सर्किट में माप के लिए उपकरण: ए) तेज प्रक्रियाओं का निरीक्षण और रिकॉर्ड करने के लिए उपयोग किए जाने वाले ऑसिलोस्कोप गैल्वेनोमीटर; बी) कंपन गैल्वेनोमीटर, मुख्य रूप से प्रत्यावर्ती धारा के शून्य संकेतक के रूप में उपयोग किया जाता है; ग) एसी से डीसी कनवर्टर युक्त रेक्टिफायर, थर्मोइलेक्ट्रिक और इलेक्ट्रॉनिक उपकरण।

गुण मैग्नेटोइलेक्ट्रिक उपकरण हैं: 1) उच्च संवेदनशीलता; 2) उच्च परिशुद्धता; 3) कम बिजली की खपत; 4) समान पैमाना; 5) बाहरी चुंबकीय क्षेत्र का कम प्रभाव।

को कमियों मैग्नेटोइलेक्ट्रिक उपकरणों में शामिल हैं: 1) कम अधिभार क्षमता; 2) अपेक्षाकृत जटिल संरचना; 3) आवेदन, कनवर्टर्स की अनुपस्थिति में, केवल डीसी सर्किट में।

विद्युत चुम्बकीय उपकरण का मुख्य भाग विद्युत चुम्बकीय आईएम है। सिद्धांतविद्युत चुम्बकीय माप तंत्र की क्रिया एक विद्युत धारा प्रवाहित करने वाले कंडक्टर और एक फेरोमैग्नेटिक कोर द्वारा निर्मित चुंबकीय क्षेत्र की परस्पर क्रिया पर आधारित होती है।

वर्तमान में बड़ी संख्या में हैं विभिन्न प्रकार केविद्युत चुम्बकीय उपकरण जो उद्देश्य, आईएम के डिज़ाइन, कॉइल और कोर के आकार आदि में भिन्न होते हैं।

गतिमान भाग की जड़ता या अपने स्वयं के दोलनों की आवृत्ति के आधार पर, सभी विद्युत चुम्बकीय उपकरणों को दो समूहों में विभाजित किया जाता है: गुंजयमान और गैर-गुंजयमान। अनुनादी केवल प्रत्यावर्ती धारा पर कार्य करते हैं।गैर-गुंजयमान उपकरणों में, गतिमान भाग की जड़ता का क्षण महत्वपूर्ण होता है, और गतिमान भाग का विस्थापन प्रभावी वर्तमान मान के वर्ग के समानुपाती होता है।

उपकरणों के दोनों समूहों को दो उपसमूहों में विभाजित किया गया है: ध्रुवीकृत और गैर-ध्रुवीकृत। ध्रुवीकृत उपकरणों में चुंबकीय कुंडल के अलावा एक स्थायी चुंबक भी होता है। ध्रुवीकृत गैर-गुंजयमान उपकरणों में उच्च सटीकता नहीं होती है। गुंजयमान यंत्रों में से रीड हर्ट्ज़मीटर का मुख्य रूप से उपयोग किया जाता है।

चुंबकीय सर्किट की प्रकृति के आधार पर, गैर-गुंजयमान उपकरणों को चुंबकीय सर्किट वाले उपकरणों में विभाजित किया जाता है, जिन्हें पारंपरिक रूप से बंद कहा जाता है, और चुंबकीय सर्किट के बिना। चुंबकीय सर्किट वाले उपकरणों में बिजली की खपत कम होती है, लेकिन साथ ही एड़ी धाराओं और हिस्टैरिसीस से चुंबकीय सर्किट में होने वाले नुकसान के कारण महत्वपूर्ण त्रुटियां होती हैं।चुंबकीय सर्किट के बिना उपकरणों में एक छोटा आंतरिक चुंबकीय क्षेत्र होता है और बाहरी चुंबकीय क्षेत्र के प्रभाव पर रीडिंग की एक बड़ी निर्भरता होती है औरआपको प्रत्यक्ष और प्रत्यावर्ती धारा पर संचालन के लिए उच्च परिशुद्धता उपकरण बनाने की अनुमति देता है। इन उपकरणों को प्रतिकारक और प्रतिकारक उपकरणों में विभाजित किया गया है। पहले प्रकार के उपकरणों में, कॉइल के अंदर स्थित फेरोमैग्नेटिक कोर करंट के साथ उसी तरह से चुम्बकित होते हैं और एक दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं

इलेक्ट्रोडायनामिक आईएमशामिलस्थिर और गतिशील कॉइल्स (फ्रेम), रैक, लोचदार तत्व, डैम्पर, रीडिंग डिवाइस, चुंबकीय सुरक्षा साधनों की प्रणाली। कुंडलियाँ गोल या आयताकार बनाई जाती हैं। आयताकार कुंडलियों की तुलना में गोल कुंडलियाँ,बढ़ोतरीसंवेदनशीलता 15-20%। आयताकार कॉइल वाले उपकरणछोटे हैंउपकरण के ऊर्ध्वाधर आयाम.

फेरोडायनामिक उपकरणों के केंद्र में एक फेरोडायनामिक माप तंत्र है। फेरोडायनामिक माप तंत्र का संचालन सिद्धांत हैमेंइंटरैक्शनचुंबकीयधाराओं के साथ कंडक्टरों की दो प्रणालियों के क्षेत्र, और अनिवार्य रूप से एक प्रकार का इलेक्ट्रोडायनामिक तंत्र है। अंतरहैउसमें, संवेदनशीलता बढ़ाने के लिए, एमआई में चुंबकीय रूप से नरम सामग्री से बना एक चुंबकीय सर्किट होता है।उपलब्धताचुंबकीय कोरअधिकताबढ़ती हैचुंबकीयवर्किंग गैप में फ़ील्ड और इस प्रकार टॉर्क बढ़ता है।

इलेक्ट्रोस्टैटिक उपकरण इलेक्ट्रोस्टैटिक माप तंत्र के आधार पर बनाए जाते हैं, जो कि हैमोबाइल की एक प्रणालीऔरस्तब्धइलेक्ट्रोड.अंतर्गतकार्यइलेक्ट्रोड पर लागू वोल्टेज,चल इलेक्ट्रोड स्थिर इलेक्ट्रोड के सापेक्ष विचलन करते हैं। इलेक्ट्रोस्टैटिक एमआई में, गतिमान भाग का विचलन धारिता में परिवर्तन के साथ जुड़ा होता है।

इलेक्ट्रोस्टैटिक उपकरणों की विशेषता है: 1) बहुत छोटाप्रत्यक्ष धारा और कम आवृत्तियों पर स्वयं की बिजली की खपत। इसे इस तथ्य से समझाया गया है कि यह केवल अल्पकालिक चार्जिंग करंट और इन्सुलेशन के माध्यम से बहुत छोटे रिसाव धाराओं के प्रवाह के कारण होता है। प्रत्यावर्ती धारा पर, आईएम की कम धारिता और छोटे ढांकता हुआ के कारण बिजली की खपत भी कम होती हैहानिवीएकांत;2) चौड़ाआवृत्तिश्रेणी(20 हर्ट्ज से 35 मेगाहर्ट्ज तक); 3) मापा वोल्टेज के वक्र के आकार में परिवर्तन पर रीडिंग की कम निर्भरता; 4) वोल्टेज ट्रांसफार्मर को मापने के उपयोग के बिना उच्च वोल्टेज (300 केवी तक) के प्रत्यक्ष माप के लिए प्रत्यक्ष और वैकल्पिक वर्तमान सर्किट में उनका उपयोग करने की संभावना। इसके साथ ही, इलेक्ट्रोस्टैटिक उपकरणों के नुकसान भी हैं: वे बाहरी इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्रों से बहुत प्रभावित होते हैं, वोल्टेज के प्रति कम संवेदनशीलता रखते हैं, एक असमान पैमाना होता है जिसे इलेक्ट्रोड के आकार को चुनकर संरेखित किया जाना चाहिए, आदि।

त्रुटियों को कम करने के लिए विशेष डिजाइन और तकनीकी उपायों के उपयोग के माध्यम से इलेक्ट्रोस्टैटिक उपकरणों की सटीकता उच्च प्राप्त की जा सकती है। वर्तमान में, सटीकता वर्ग 0.2 के पोर्टेबल उपकरण विकसित किए गए हैं; 0.1 और 0.05.

संरचनात्मक रूप से प्रेरण मापने का तंत्रइसमें एक या अधिक स्थिर विद्युत चुम्बक और एक चल भाग होता है, जो आमतौर पर एक धुरी पर लगे एल्यूमीनियम डिस्क के रूप में बनाया जाता है। चर चुंबकीय प्रवाहनिर्देशितडिस्क के तल के लंबवत, बाद वाले को भेदते हुए,इसमें भंवर धाराएँ उत्पन्न करें। डिस्क में धाराओं के साथ प्रवाह की परस्पर क्रिया के कारण गतिशील भाग गतिमान हो जाता है।

चुंबकीय फ्लक्स की संख्या के अनुसार,गतिशील भाग को पार करते हुए, वे एकल-थ्रेडेड और बहु-थ्रेडेड हो सकते हैं। एकल-प्रवाह प्रेरण तंत्र का उपयोग वर्तमान में मापने की तकनीक में नहीं किया जाता है।

इलेक्ट्रोमैग्नेटिक, इलेक्ट्रोडायनामिक और फेरोडायनामिक सिस्टम के उपकरणों का अध्ययन करते समय, इस तथ्य पर ध्यान देना आवश्यक है कि, ऑपरेशन के सिद्धांत के अनुसार, ये उपकरण प्रत्यक्ष और वैकल्पिक वर्तमान सर्किट दोनों में माप के लिए उपयुक्त हैं।

आत्मनिरीक्षण के लिए प्रश्न

1. सूचक यंत्र के गतिमान भाग के स्थैतिक संतुलन की स्थिति तथा उसके पैमाने के समीकरण को लिखिए तथा समझाइए।

2. संकेतक उपकरणों में प्रतिकारात्मक क्षण कैसे निर्मित होते हैं?

3. डिवाइस की स्व-उपभोग क्षमता क्या है, माप परिणामों पर इसका क्या प्रभाव पड़ सकता है?

4. मैग्नेटोइलेक्ट्रिक सिस्टम के संचालन और उपकरण का सिद्धांत क्या है?

5. इलेक्ट्रोमैग्नेटिक, इलेक्ट्रोडायनामिक और इलेक्ट्रोस्टैटिक सिस्टम के संचालन और उपकरणों के सिद्धांत क्या हैं?

6. मैग्नेटोइलेक्ट्रिक सिस्टम के अनुपातमापी कैसे व्यवस्थित होते हैं और संचालन का सिद्धांत क्या है?

7. उपकरणों की माप सीमा का विस्तार करने के लिए किन विधियों का उपयोग किया जाता है विभिन्न प्रणालियाँ?

विषय 2.2 करंट मापने के उपकरण और विधियाँ

करंट मापने की विधियाँ। उपकरण, संचालन का सिद्धांत, तकनीकी विशेषताएं, किस्में, मुख्य प्रकार के एमीटर का दायरा, वर्तमान क्लैंप। वर्तमान ट्रांसफार्मर और शंट के साथ माप सीमा बढ़ाएँ। धारा मापने के लिए संयुक्त उपकरणों का उपयोग। करंट मापने के लिए एक उपकरण का चयन, सर्किट में शामिल करना, माप करना, माप परिणाम का प्रसंस्करण करना।

करंट को मापने से पहले, आपको इसकी आवृत्ति, रूप, अपेक्षित मूल्य, आवश्यक माप सटीकता और उस सर्किट के प्रतिरोध का अंदाजा होना चाहिए जिसमें माप किया जाता है। यह प्रारंभिक जानकारी होगी

सबसे उपयुक्त माप विधि और माप उपकरण चुनें। करंट और वोल्टेज को मापने के लिए प्रत्यक्ष मूल्यांकन विधि और तुलना विधि का उपयोग किया जाता है। किसी परिपथ में धारा मापने के लिए एक एमीटर को परिपथ के साथ श्रेणीक्रम में जोड़ा जाता है।

एम्मिटर इसलिए डिज़ाइन किया गया था आंतरिक प्रतिरोधजितना संभव हो उतना छोटा था. इसलिए, यदि आप श्रृंखला में नहीं, बल्कि लोड के समानांतर चालू करते हैं, तो परिस्थितियाँ अप्रत्याशित हो सकती हैं।अंदर छोटे प्रतिरोध के परिणामस्वरूप एमीटर के माध्यम से एक बड़ी धारा प्रवाहित होगी, जिससे उपकरण जल जाएगा या तार जल जाएंगे।

एम्मिटर- विद्युत परिपथ में प्रत्यक्ष और प्रत्यावर्ती धारा की शक्ति निर्धारित करने के लिए एक मापने वाला उपकरण। एमीटर की रीडिंग पूरी तरह से इसके माध्यम से बहने वाली धारा के परिमाण पर निर्भर होती है, और इसलिए लोड प्रतिरोध की तुलना में एमीटर का प्रतिरोध जितना संभव हो उतना छोटा होना चाहिए। उनकी डिज़ाइन सुविधाओं के अनुसार, एमीटर को मैग्नेटोइलेक्ट्रिक, इलेक्ट्रोमैग्नेटिक, थर्मोइलेक्ट्रिक, इलेक्ट्रोडायनामिक, फेरोडायनामिक और रेक्टिफायर में विभाजित किया गया है।

मैग्नेटोइलेक्ट्रिक एमीटर का उपयोग करंट मापने के लिए किया जाता है छोटे आकार काडीसी सर्किट में. उनमें एक मैग्नेटोइलेक्ट्रिक माप तंत्र और संबंधित चिह्नित विभाजनों वाला एक पैमाना शामिल होता है विभिन्न अर्थमापा गया वर्तमान.

विद्युत चुम्बकीयएमीटरडीसी और एसी सर्किट में बहने वाली धारा की ताकत को मापने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसका उपयोग अक्सर औद्योगिक आवृत्ति (50 हर्ट्ज) के एसी सर्किट में बल मापने के लिए किया जाता है। इनमें एक मापन तंत्र शामिल होता है, जिसका पैमाना डिवाइस के कॉइल के माध्यम से बहने वाली धारा की इकाइयों में चिह्नित होता है। कॉइल के निर्माण के लिए, आप बड़े क्रॉस सेक्शन के तार का उपयोग कर सकते हैं और इसलिए, एक बड़े करंट (200 ए से अधिक) को माप सकते हैं।

शीतलकएमीटरउच्च आवृत्ति की प्रत्यावर्ती धारा की श्रृंखलाओं में माप के लिए लागू किया जाता है। उनमें एक संपर्क या गैर-संपर्क कनवर्टर के साथ एक मैग्नेटोइलेक्ट्रिक उपकरण होता है, जो एक कंडक्टर (हीटर) होता है जिसमें थर्मोकपल को वेल्ड किया जाता है (यह हीटर से कुछ दूरी पर स्थित हो सकता है और इसके साथ सीधा संपर्क नहीं हो सकता है)। हीटर से गुजरने वाला करंट इसके हीटिंग (सक्रिय नुकसान के कारण) का कारण बनता है, जिसे थर्मोकपल द्वारा रिकॉर्ड किया जाता है। परिणामी थर्मल विकिरण मैग्नेटोइलेक्ट्रिक करंट मीटर के फ्रेम को प्रभावित करता है, जो सर्किट में वर्तमान ताकत के आनुपातिक कोण से विचलित होता है।

इलेक्ट्रोडायनामिक एमीटर का उपयोग बढ़ी हुई (200 हर्ट्ज तक) आवृत्तियों के डीसी और एसी सर्किट में वर्तमान ताकत को मापने के लिए किया जाता है। उपकरण ओवरलोड और बाहरी चुंबकीय क्षेत्र के प्रति बहुत संवेदनशील हैं। इनका उपयोग कार्यशील धारा मीटरों की जांच के लिए नियंत्रण उपकरणों के रूप में किया जाता है। उनमें एक इलेक्ट्रोडायनामिक माप तंत्र होता है, जिसके कुंडल, अधिकतम मापी गई धारा के परिमाण के आधार पर, श्रृंखला में या समानांतर में और एक स्नातक पैमाने पर जुड़े होते हैं। छोटी शक्ति की धाराओं को मापते समय, कुंडलियाँ श्रृंखला में जुड़ी होती हैं, और बड़ी कुंडलियाँ समानांतर में जुड़ी होती हैं।

फेरोडायनामिक एमीटर डिजाइन में टिकाऊ और विश्वसनीय होते हैं, बाहरी चुंबकीय क्षेत्रों के प्रति असंवेदनशील होते हैं। इनमें एक फेरोडायनामिक माप उपकरण शामिल होता है और मुख्य रूप से स्वचालित नियंत्रक प्रणालियों में स्व-रिकॉर्डिंग एमीटर के रूप में उपयोग किया जाता है।

प्रत्येक एमीटर मापी गई मात्रा के कुछ विशिष्ट अधिकतम मान के लिए गणना की जाती है। लेकिन, अक्सर ऐसी स्थितियाँ उत्पन्न होती हैं जब एक निश्चित मूल्य को मापना आवश्यक होता है, जिसका मूल्य डिवाइस की माप सीमा से अधिक होता है। हालाँकि, इस उपकरण की माप सीमा को बढ़ाना हमेशा संभव है। ऐसा करने के लिए, एक कंडक्टर को एमीटर के समानांतर जोड़ा जाता है, जिसके माध्यम से मापा गया करंट का हिस्सा गुजरता है। इस कंडक्टर के प्रतिरोध मूल्य की गणना की जाती है ताकि एमीटर से गुजरने वाली धारा की ताकत इसके अधिकतम स्वीकार्य मूल्य से अधिक न हो। ऐसे प्रतिरोध को शंट कहा जाता है। ऐसे कार्यों का परिणाम यह होगा कि यदि एक एमीटर, उदाहरण के लिए, 1 ए तक की धारा के लिए डिज़ाइन किया गया है, तो धारा को 10 गुना अधिक मापने की आवश्यकता है, तो शंट का प्रतिरोध 9 गुना होना चाहिए कम प्रतिरोधएमीटर. बेशक, इस मामले में, अंशांकन की कीमत 10 गुना बढ़ जाती है, और सटीकता उसी कारक से घट जाती है।

एमीटर की माप सीमा का विस्तार करने के लिए (इंच)क टाइम्स) डीसी सर्किट में, शंट-रेसिस्टर्स का उपयोग किया जाता है, जो एमीटर के समानांतर जुड़ा होता है।

एमीटर स्केल को आमतौर पर वर्तमान ताकत की इकाइयों में सीधे स्नातक किया जाता है:

एम्प्स, मिलिएम्प्स, या माइक्रोएम्प्स। अक्सर प्रयोगशाला अभ्यास में, मल्टी-रेंज एमीटर का उपयोग किया जाता है। ऐसे उपकरणों के केस के अंदर कई अलग-अलग शंट लगाए जाते हैं, जो माप रेंज स्विच का उपयोग करके संकेतक के समानांतर जुड़े होते हैं। मल्टी-लिमिट उपकरणों के फ्रंट पैनल पर अधिकतम वर्तमान मान इंगित होते हैं जिन्हें माप सीमा स्विच की एक या किसी अन्य स्थिति में मापा जा सकता है। स्केल डिवीजन का मान (यदि डिवाइस में एक ही स्केल है) प्रत्येक माप सीमा के लिए अलग-अलग होगा। अक्सर मल्टी-रेंज उपकरणों में कई पैमाने होते हैं, जिनमें से प्रत्येक एक निश्चित माप सीमा से मेल खाता है।

आत्मनिरीक्षण के लिए प्रश्न

वर्तमान ताकत कैसे मापें?

एमीटर क्या है?

एमीटर के मुख्य प्रकार

एमीटर कैसे जुड़ा है?

शंट का उद्देश्य

"करंट मापने के उपकरण और तरीके" विषय पर समस्याओं का समाधान

विकल्प 1

कार्य 1।

0.28 ओम के आंतरिक प्रतिरोध वाले एक एमीटर में 50 डिवीजनों का पैमाना होता है। 0.01 ए/डिव के विभाजन मूल्य के साथ। 0.02 ओम के प्रतिरोध के साथ एक शंट को जोड़ते समय मापी गई धारा का विभाजन मान और सीमा मान निर्धारित करें।

कार्य 2.

5 ओम के प्रतिरोध वाले IM स्केल को 100 डिवीजनों में विभाजित किया गया है। विभाजन का मूल्य

0.2 एमए/डिवी इस तंत्र से 10A एमीटर बनाना आवश्यक है। इसे कैसे करना है? यदि तीर 35 डिव से विचलित हो तो एमीटर सर्किट में किस धारा को मापेगा।

कार्य 3.

5Ω के आंतरिक प्रतिरोध वाले एमीटर की माप सीमा को 4mA के नाममात्र मान से 15A के मान तक विस्तारित करने के लिए आवश्यक शंट प्रतिरोध का मान निर्धारित करें।

विकल्प 2

कार्य 1।

2 ओम के आंतरिक प्रतिरोध वाले आईएम स्केल को 150 डिवीजनों में विभाजित किया गया है। प्रभाग मूल्य 0.2 mA/div. इस तंत्र से 15A एमीटर बनाना आवश्यक है। इसे कैसे करना है?

यदि तीर 20 डिव से विचलित हो तो एमीटर किस धारा को मापेगा।

कार्य 2.

0.58 ओम के आंतरिक प्रतिरोध वाले एमीटर की माप सीमा को 5A के नाममात्र मान से 150A के मान तक विस्तारित करने के लिए शंट प्रतिरोध का मान निर्धारित करें।

कार्य 3.

0.6 ओम के आंतरिक प्रतिरोध और 10 डिवीजनों के पैमाने के साथ 5 ए के लिए रेटेड एमीटर के लिए। 0.025 ओम के प्रतिरोध वाला एक शंट जुड़ा हुआ है। करंट मापते समय, तीर 8 डिव से विचलित हो गया। एमीटर द्वारा मापा गया सर्किट में करंट का निर्धारण करें।

विषय 2.3 वोल्टेज मापने के उपकरण और विधियाँ

वोल्टेज माप के तरीके। उपकरण, संचालन का सिद्धांत, तकनीकी विशेषताएं, किस्में, दायरा: इलेक्ट्रोमैकेनिकल वोल्टमीटर, इलेक्ट्रॉनिक वोल्टमीटर, डिजिटल वोल्टमीटर, कम्पेसाटर। वोल्टेज मापने के लिए संयुक्त उपकरणों का उपयोग। वोल्टेज मापने के लिए एक उपकरण का चयन, सर्किट में शामिल करना, माप करना, माप परिणाम का प्रसंस्करण करना।

वोल्टमीटर का उपयोग वोल्टेज मापने के लिए किया जाता है। वोल्टमीटर सर्किट के उस भाग के समानांतर जुड़े होते हैं जहां वोल्टेज को मापा जाना है। ताकि डिवाइस बड़े करंट का उपभोग न करे और सर्किट वोल्टेज के परिमाण को प्रभावित न करे, इसकी वाइंडिंग में बड़ा प्रतिरोध होना चाहिए। वोल्टमीटर का आंतरिक प्रतिरोध जितना अधिक होगा, वह वोल्टेज को उतना ही अधिक सटीकता से मापेगा। इसके लिए वोल्टमीटर वाइंडिंग को पतले तार के बड़ी संख्या में घुमावों से बनाया जाता है। वोल्टमीटर की माप सीमा का विस्तार करने के लिए, अतिरिक्त प्रतिरोधों का उपयोग किया जाता है, जो वोल्टमीटर के साथ श्रृंखला में जुड़े होते हैं। इस मामले में, मुख्य वोल्टेज वोल्टमीटर और अतिरिक्त प्रतिरोध के बीच वितरित किया जाता है। अतिरिक्त प्रतिरोध का मान इस तरह से चुना जाना चाहिए कि बढ़े हुए वोल्टेज वाले सर्किट में, वोल्टमीटर वाइंडिंग से वही करंट प्रवाहित हो जो रेटेड वोल्टेज पर होता है।

के सबसेवर्तमान में उपयोग किए जाने वाले स्थिर माप उपकरण क्लासिक एनालॉग इलेक्ट्रोमैकेनिकल उपकरण हैं। तकनीकी माप की मुख्य समस्याओं को हल करने के लिए उनकी परिचालन और मेट्रोलॉजिकल विशेषताओं को पर्याप्त माना जा सकता है। इन उपकरणों की सटीकता कक्षाएं 0.1 से 4% तक होती हैं।

परिचालन सिद्धांतइलेक्ट्रोमैकेनिकल मापने के उपकरणयह रीडिंग डिवाइस के गतिशील भाग की कोणीय गति की यांत्रिक ऊर्जा में इनपुट सिग्नल की विद्युत ऊर्जा के रूपांतरण पर आधारित है। इसके अलावा, स्वायत्त उपयोग के अलावा, इलेक्ट्रोमैकेनिकल उपकरणों का उपयोग अन्य इलेक्ट्रॉनिक एनालॉग उपकरणों के लिए आउटपुट डिवाइस के रूप में भी किया जा सकता है।

मेंइलेक्ट्रोमैकेनिकल उपकरणों को अलग-अलग लागू किया गया भौतिक सिद्धांत, मापी गई विशेषता के मान को उसके आनुपातिक सूचक विचलन में परिवर्तित करने की अनुमति देता है। किसी भी प्रकार के इलेक्ट्रोमैकेनिकल डिवाइस के डिज़ाइन को एक इनपुट सर्किट, एक मापने वाले उपकरण और एक रीडिंग डिवाइस के श्रृंखला कनेक्शन के रूप में दर्शाया जा सकता है।

इलेक्ट्रोमैकेनिकल माप उपकरणों की सभी प्रकार की प्रणालियों, संरचनाओं और सर्किटों से, निम्नलिखित मुख्य वर्गों पर ध्यान दिया जा सकता है: मैग्नेटोइलेक्ट्रिक, रेक्टिफायर, थर्मोइलेक्ट्रिक, इलेक्ट्रोमैग्नेटिक, इलेक्ट्रोडायनामिक, इलेक्ट्रोस्टैटिक, इंडक्शन।

इलेक्ट्रॉनिक वोल्टमीटर एक इलेक्ट्रॉनिक ट्रांसड्यूसर का एक संयोजन हैऔर मापने का उपकरण। इलेक्ट्रोमैकेनिकल समूह के वोल्टमीटर के विपरीत, प्रत्यक्ष और प्रत्यावर्ती धारा के इलेक्ट्रॉनिक वोल्टमीटर में उच्च इनपुट प्रतिरोध और संवेदनशीलता, विस्तृत माप सीमा और आवृत्ति रेंज (20 हर्ट्ज से 1000 मेगाहर्ट्ज तक), मापने वाले सर्किट से कम वर्तमान खपत होती है।

इलेक्ट्रॉनिक वाल्टमीटर को कई विशेषताओं के अनुसार वर्गीकृत किया गया है:

नियुक्ति के अनुसार - प्रत्यक्ष, वैकल्पिक और आवेग वोल्टेज के वोल्टमीटर; सार्वभौमिक, चरण-संवेदनशील, चयनात्मक;

माप की विधि के अनुसार - प्रत्यक्ष मूल्यांकन और तुलना उपकरणों के लिए उपकरण;

मापा वोल्टेज मान की प्रकृति से - आयाम (शिखर), औसत संशोधित मूल्य का मूल माध्य वर्ग मान;

आवृत्ति रेंज द्वारा - कम-आवृत्ति, उच्च-आवृत्ति, अति-उच्च-आवृत्ति।

इसके अलावा, सभी इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को दो बड़े समूहों में विभाजित किया जा सकता है: पॉइंटर रीडिंग वाले एनालॉग इलेक्ट्रॉनिक डिवाइस और डिजिटल रीडिंग वाले असतत-प्रकार के डिवाइस।

वोल्टेज मीटर, उनके उद्देश्य की परवाह किए बिना, चालू होने पर, मापी गई वस्तु के सर्किट के ऑपरेटिंग मोड का उल्लंघन नहीं करना चाहिए; डिवाइस के संचालन पर बाहरी कारकों के प्रभाव को समाप्त करते हुए, एक छोटी माप त्रुटि प्रदान करें, उच्च माप संवेदनशीलता इष्टतम सीमा, तेज उपलब्धता और उच्च विश्वसनीयता।

वोल्टेज मापने वाले उपकरणों का चुनाव कई कारकों के संयोजन से निर्धारित होता है, जिनमें से सबसे महत्वपूर्ण हैं: मापे जाने वाले वोल्टेज का प्रकार; मापा मूल्य और आयाम सीमा की अनुमानित आवृत्ति सीमा; मापा वोल्टेज वक्र का आकार; सर्किट की शक्ति जिसमें माप किया जाता है; डिवाइस की बिजली खपत; संभावित माप त्रुटि.

प्रत्यक्ष और प्रत्यावर्ती धारा के कम-शक्ति सर्किट में, वोल्टेज मापने के लिए आमतौर पर डिजिटल और एनालॉग इलेक्ट्रॉनिक वोल्टमीटर का उपयोग किया जाता है। यदि उच्च सटीकता के साथ वोल्टेज को मापना आवश्यक है, तो ऐसे उपकरणों का उपयोग किया जाना चाहिए, जिनका संचालन तुलना के तरीकों पर आधारित है, विशेष रूप से विरोध की विधि पर।

आधुनिक डिजिटल वाल्टमीटर में माइक्रोप्रोसेसर इकाइयाँ होती हैं और एक कीबोर्ड से लैस होते हैं, जो आपको माप प्रक्रिया को स्वचालित करने, किसी दिए गए कार्यक्रम के अनुसार इसे पूरा करने, माप परिणामों की आवश्यक प्रसंस्करण करने और डिवाइस की कार्यक्षमता का विस्तार करने की अनुमति देता है। इसे एक मल्टीमीटर में बदलें जो आपको न केवल डीसी वोल्टेज, बल्कि कई अन्य मात्राओं को भी मापने की अनुमति देता है: एसी वोल्टेज, प्रतिरोध, कैपेसिटर कैपेसिटेंस, आवृत्ति, आदि।

आत्मनिरीक्षण के लिए प्रश्न

वोल्टेज को कैसे मापा जा सकता है?

इलेक्ट्रॉनिक वोल्टमीटर को कैसे वर्गीकृत किया जाता है?

डिजिटल वाल्टमीटर के मुख्य ब्लॉकों की सूची बनाएं

वोल्टेज मापने वाले उपकरणों का चयन कैसे किया जाता है?

साइनसॉइडल वोल्टेज के लिए शिखर और आकार कारक क्या हैं?

रैखिक, शिखर और द्विघात डिटेक्टरों के साथ वोल्टमीटर के सर्किट आरेख बनाएं।

डिजिटल वोल्टमीटर के ब्लॉक आरेख कितने प्रकार के होते हैं?

विषय 2.4 शक्ति और ऊर्जा मापने के उपकरण और विधियाँ

शक्ति और बिजली मापने की विधियाँ। उपकरण, संचालन का सिद्धांत, तकनीकी विशेषताएं, किस्में, दायरा: वाटमीटर और विद्युत मीटर। बिजली और बिजली को मापने के लिए उपकरणों का चयन, उन्हें सर्किट में शामिल करना, माप करना, माप परिणामों का प्रसंस्करण करना। माप सीमा का विस्तार.

प्रत्यक्ष धारा शक्ति के व्यंजक से Р =आइयूयह देखा जा सकता है कि शक्ति को अप्रत्यक्ष विधि द्वारा एमीटर और वोल्टमीटर का उपयोग करके मापा जा सकता है। हालाँकि, इस मामले में, दो उपकरणों और गणनाओं पर एक साथ रीडिंग करना आवश्यक है जो माप को जटिल बनाते हैं और उनकी सटीकता को कम करते हैं।

प्रत्यक्ष और एकल-चरण प्रत्यावर्ती धारा सर्किट में शक्ति को मापने के लिए, वाटमीटर नामक उपकरणों का उपयोग किया जाता है, जिसके लिए इलेक्ट्रोडायनामिक और फेरोडायनामिक माप तंत्र का उपयोग किया जाता है।

विद्युत परिपथों में शक्ति को प्रत्यक्ष और द्वारा मापा जाता है अप्रत्यक्ष तरीकों से. पर प्रत्यक्ष मापअप्रत्यक्ष - एमीटर और वोल्टमीटर के साथ, वाटमीटर का उपयोग करें।

बिजली आपूर्ति प्रणालियों में, विद्युत मात्रा मापने वाले उपकरणों का उपयोग किया जाता है। सबसे अधिक लागू एमीटर, वोल्टमीटर, पावर मीटर (वाटमीटर और वर्मेटर), सक्रिय और प्रतिक्रियाशील ऊर्जा मीटर हैं। विद्युत मात्रा मापने के लिए उपकरण चुनते समय, किसी को वर्तमान के प्रकार - प्रत्यक्ष या प्रत्यावर्ती - को ध्यान में रखना चाहिए।

सक्रिय शक्ति को मापने के लिए वाटमीटर का उपयोग किया जाता है। वाटमीटर में दो मापने वाले कुंडलियाँ होती हैं, करंट और वोल्टेज। इन कॉइल्स द्वारा उत्पन्न टॉर्क उनके माध्यम से बहने वाली धाराओं के समानुपाती होता है।

खपत की गई बिजली को मापने के लिए एकल-चरण या तीन-चरण बिजली मीटर का उपयोग किया जाता है। इन उपकरणों में प्रेरण माप तंत्र हैं।

वाटमीटर- एक मापने वाला उपकरण जिसका उद्देश्य एक कंडक्टर के माध्यम से विद्युत प्रवाह के पारित होने के लिए प्रति इकाई समय में विद्युत प्रवाह द्वारा किए गए कार्य को निर्धारित करना है (विद्युत प्रवाह या विद्युत चुम्बकीय संकेत की शक्ति का निर्धारण करना)।

एक वाटमीटर कुछ बिजली उत्पन्न करने के लिए आवश्यक वाट की संख्या निर्धारित कर सकता है। बिजली की रोशनीसमय के प्रति सेकंड या किसी विद्युत उपकरण द्वारा समय की प्रति इकाई किए गए कार्य की मात्रा निर्धारित करना। समय की प्रति इकाई एक विद्युत उपकरण द्वारा किया गया कार्य (इसकी शक्ति) वाट में निर्धारित किया जाता है और यह इस प्रकार के विद्युत उपभोक्ताओं द्वारा उपभोग किए गए एम्पीयर (वर्तमान) की संख्या और सिरों के संभावित अंतर (+ -) का उत्पाद है। सर्किट के इस भाग को वोल्ट में मापा जाता है।

विद्युत धारा की शक्ति निर्धारित करने के लिए इनका उपयोग किया जाता हैवाटमीटर, जो एक इलेक्ट्रोडायनामोमीटर से अधिक कुछ नहीं हैं। प्रवाहित धारा को दो भागों में विभाजित किया गया है, जिनमें से एक, वास्तव में, एक नियंत्रण है, और दूसरा एक प्रयोग है, जो प्रयोगात्मक भाग पर प्रतिरोध को बदलता है और आउटपुट और विद्युत धारा की शक्ति पर संभावित अंतर को मापता है। दृढ़ निश्चय वाला।

उद्देश्य और आवृत्ति रेंज द्वारावाटमीटर तीन मुख्य श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है:
- कम आवृत्ति (और प्रत्यक्ष धारा);
- आकाशवाणी आवृति;
- ऑप्टिकल.

उनके इच्छित उद्देश्य के अनुसार, रेडियो रेंज वाटमीटर को दो प्रकारों में विभाजित किया जाता है: संचरित शक्ति, ट्रांसमिशन लाइन में ब्रेक में शामिल, और अवशोषित शक्ति, एक मिलान भार के रूप में लाइन के अंत से जुड़ी होती है। रास्ते पर निर्भर करता है कार्यात्मक परिवर्तनउपयोगकर्ता के लिए जानकारी और उसके आउटपुट को मापने के लिए, वाटमीटर एनालॉग (संकेत और स्व-रिकॉर्डिंग) और डिजिटल होते हैं।

कम बार होना वाटमीटर बिजली की खपत को मापने के लिए मुख्य रूप से औद्योगिक आवृत्ति बिजली नेटवर्क में उपयोग किया जाता है, वे एकल-चरण और तीन-चरण हो सकते हैं। एक अलग उपसमूह वर्मेटर्स - प्रतिक्रियाशील बिजली मीटरों से बना है। डिजिटल उपकरण आमतौर पर सक्रिय और प्रतिक्रियाशील शक्ति को मापने की क्षमता को जोड़ते हैं।

आरएफ वाटमीटर रेडियो वाटमीटर का एक बहुत बड़ा और व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला उपसमूह बनता है। इस उपसमूह का विभाजन मुख्य रूप से विभिन्न प्रकार के प्राथमिक कनवर्टर्स के उपयोग से जुड़ा हुआ है। उपलब्ध वाटमीटर थर्मिस्टर, थर्मोकपल या पीक डिटेक्टर पर आधारित कन्वर्टर्स का उपयोग करते हैं; बहुत कम बार, अन्य सिद्धांतों पर आधारित सेंसर का उपयोग किया जाता है। अवशोषित शक्ति वाटमीटर के साथ काम करते समय, यह याद रखना चाहिए कि प्राप्त सेंसर के इनपुट प्रतिबाधा और लाइन की तरंग प्रतिबाधा के बीच बेमेल के कारण, ऊर्जा का हिस्सा प्रतिबिंबित होता है और वाटमीटर वास्तव में लाइन की वास्तविक शक्ति को नहीं मापता है। , लेकिन अवशोषित शक्ति, जो वास्तविक से भिन्न होती है।

थर्मिस्टर कनवर्टर के संचालन का सिद्धांत इसके हीटिंग के तापमान पर थर्मिस्टर के प्रतिरोध की निर्भरता है, जो बदले में, उस पर लागू सिग्नल की शक्ति अपव्यय पर निर्भर करता है। माप थर्मिस्टर में बिखरे हुए मापे गए सिग्नल की शक्ति की तुलना करके और इसे गर्म करके, कम आवृत्ति धारा की शक्ति के साथ किया जाता है, जिससे थर्मिस्टर का समान ताप होता है। थर्मिस्टर वाटमीटर के नुकसान में उनकी छोटी पंजीकरण सीमा शामिल है - कुछ मिलीवाट।

वोल्टेज द्वारा प्रत्यक्ष धारा पर माप सीमा का विस्तार अतिरिक्त प्रतिरोधों - शंट की सहायता से किया जाता है। प्रत्यावर्ती धारा को मापते समय, धारा और वोल्टेज ट्रांसफार्मर का उपयोग करके सीमाएं बढ़ा दी जाती हैं। इस मामले में, वाटमीटर के जनरेटर टर्मिनलों के सही समावेशन का निरीक्षण करना आवश्यक है।
तीन-चरण तीन-तार नेटवर्क में बिजली माप दो चरणों से जुड़े दो एकल-चरण वाटमीटर का उपयोग करके किया जाता है।
माप सीमा का विस्तार वर्तमान और वोल्टेज ट्रांसफार्मर का उपयोग करके किया जाता है। समान नेटवर्क में, बिजली मापने के लिए तीन-चरण वाटमीटर का उपयोग किया जाता है।
तीन-चरण चार-तार नेटवर्क में, सक्रिय शक्ति को तीन एकल-चरण वाटमीटर या एक तीन-तत्व वाटमीटर का उपयोग करके मापा जाता है।
एकल-चरण नेटवर्क में प्रतिक्रियाशील शक्ति को योजना के अनुसार जुड़े एक वाटमीटर का उपयोग करके और तीन-चरण नेटवर्क में - तीन वाटमीटर का उपयोग करके मापा जाता है।

आत्मनिरीक्षण के लिए प्रश्न

परिभाषित करें और विश्लेषणात्मक अभिव्यक्तियाँसक्रिय और प्रतिक्रियाशील शक्ति.

डीसी और एकल-चरण एसी सर्किट में सक्रिय शक्ति को मापने के तरीके क्या हैं?

प्रतिक्रियाशील विद्युत मीटर का चित्र बनाइये।

सक्रिय को मापने के लिए किन विधियों का उपयोग किया जाता है
तीन चरण सर्किट में शक्ति और ऊर्जा?

विषय 2.5 विद्युत सर्किट के मापदंडों को मापने के लिए उपकरण और विधियाँ।

प्रतिरोध माप. ओममीटर। वोल्टमीटर और एमीटर विधि: स्विचिंग सर्किट, उनके फायदे और नुकसान। विधि त्रुटियाँ. ब्रिज सर्किट. एकल डीसी ब्रिज का सिद्धांत. दोहरा पुल.

कैपेसिटर और इंडक्टेंस के मापदंडों का मापन। ब्रिज सर्किट. गुंजयमान योजनाएँ. प्रतिस्थापन विधि द्वारा माप. माप त्रुटियाँ.

प्रतिरोध को मापने के लिए वस्तुओं की प्रकृति और माप स्थितियों (उदाहरण के लिए, ठोस और तरल कंडक्टर, ग्राउंड इलेक्ट्रोड, विद्युत इन्सुलेशन) के आधार पर विभिन्न तरीकों का उपयोग किया जाता है; माप की सटीकता और गति के लिए आवश्यकताओं से; मापा प्रतिरोधों के मूल्य पर. ब्रिज सिद्धांत का अध्ययन करते समय, उन कारणों को समझना आवश्यक है जो कम प्रतिरोध को मापने के लिए एकल डीसी ब्रिज के उपयोग को रोकते हैं। डबल ब्रिज सिद्धांत पर विचार करें. क्रॉसओवर वर्तमान पुलों के सिद्धांत में, संतुलन स्थितियों पर विचार करना आवश्यक है जो डीसी पुलों की संतुलन स्थितियों से भिन्न हैं।

कम प्रतिरोध को मापने के तरीके तरीकों से काफी भिन्न होते हैंउच्च प्रतिरोधों का माप, क्योंकि पहले मामले में कनेक्टिंग तारों, संक्रमणकालीन संपर्कों के प्रतिरोध के माप के परिणामों पर प्रभाव को बाहर करने के लिए उपाय करना आवश्यक है।

डीसी प्रतिरोध को मापने की मुख्य विधियाँ हैं: अप्रत्यक्ष विधि; प्रत्यक्ष अनुमान की विधि और ब्रिज विधि। माप पद्धति का चुनाव मापा प्रतिरोध के अपेक्षित मूल्य और आवश्यक सटीकता पर निर्भर करता है। का सबसे बहुमुखी अप्रत्यक्ष तरीकेएमीटर-वोल्टमीटर विधि है.

एमीटर-वोल्टमीटर विधि - के बारे मेंमापे गए प्रतिरोध के माध्यम से बहने वाली धारा और उस पर वोल्टेज ड्रॉप को मापने के आधार पर। दो माप योजनाओं का उपयोग किया जाता है: उच्च प्रतिरोधों का माप और कम प्रतिरोधों का माप। करंट और वोल्टेज को मापने के परिणामों के अनुसार वांछित प्रतिरोध निर्धारित किया जाता है।

प्रत्यक्ष मूल्यांकन की विधि - पृइसमें एक ओममीटर के साथ डीसी प्रतिरोध को मापना शामिल है। ओममीटर के साथ माप महत्वपूर्ण अशुद्धियाँ देते हैं। इस कारण से, इस विधि का उपयोग प्रतिरोधों के अनुमानित प्रारंभिक माप और स्विचिंग सर्किट के परीक्षण के लिए किया जाता है।

सेतु विधि - पृदो माप योजनाओं का उपयोग किया जाता है - एक एकल पुल योजना और एक दोहरी पुल योजना।एक एकल डीसी ब्रिज में तीन संदर्भ प्रतिरोधक (आमतौर पर समायोज्य) होते हैं, जो ब्रिज सर्किट में मापा प्रतिरोध आरएक्स के साथ श्रृंखला में जुड़े होते हैं। 1 ओम से नीचे के प्रतिरोध को मापने के लिए, इसका उपयोग करेंडी युद्ध थॉमसन ब्रिज.

विचार करना संभावित तरीकेप्रेरकत्वों और धारिताओं का मापन। गुंजयमान माप योजनाओं के फायदे और नुकसान। त्रुटियों के स्रोत. समतुल्य सर्किट, समझें कि अन्य माप विधियों पर उनका क्या लाभ है। प्रत्यक्ष मूल्यांकन और तुलना के लिए उपकरण - प्रत्यक्ष के लिए मापने के उपकरणमापी गई धारिता के मान का अनुमान हैमाइक्रोफ़ारडमीटर, जिसकी क्रिया प्रत्यावर्ती धारा परिपथ में धारा या वोल्टेज की उसमें शामिल मान पर निर्भरता पर आधारित होती है . कैपेसिटेंस मान पॉइंटर मीटर के पैमाने पर निर्धारित किया जाता है।

मापने के लिए और अधिक व्यापक रूप से और प्रेरकत्व का उपयोग किया जाता हैसंतुलित एसी ब्रिज, एक छोटी माप त्रुटि (1% तक) प्राप्त करने की अनुमति देता है। पुल 400-1000 हर्ट्ज की निश्चित आवृत्ति पर चलने वाले जनरेटर द्वारा संचालित होता है। संकेतक के रूप में, रेक्टिफायर या इलेक्ट्रॉनिक मिलीवोल्टमीटर, साथ ही ऑसिलोस्कोप संकेतक का उपयोग किया जाता है।

आत्मनिरीक्षण के लिए प्रश्न

आप एसी और डीसी नेटवर्क में प्रतिरोध कैसे माप सकते हैं?

तार इन्सुलेशन प्रतिरोध कैसे मापा जाता है?

गैर-विद्युत मात्रा मापने के लिए किसी उपकरण का ब्लॉक आरेख क्या है?

ऑपरेशन के सिद्धांत, उपकरण और व्यक्तिगत प्रकार के कनवर्टर्स के सिद्धांत की मूल बातें पर विचार करें।

प्रतिरोध मापने के लिए एमीटर और वोल्टमीटर पर स्विच करने के विकल्प क्या हैं?

एकल पुल का आरेख बनाएं और उन तत्वों को इंगित करें जो कम प्रतिरोध को मापते समय त्रुटियों का स्रोत हैं।

एसी ब्रिज से कौन सी विद्युत मात्राएँ मापी जा सकती हैं?

गुंजयमान माप सर्किट में त्रुटियों के स्रोत क्या हैं?

समतुल्य सर्किट को मापने के क्या फायदे हैं?

विषय 2.6 सार्वभौमिक और विशेष विद्युत माप उपकरण

उपकरण

सार्वभौमिक और विशेष विद्युत माप उपकरणों के बुनियादी पैरामीटर और प्रकार, संक्षिप्त तकनीकी विशेषताएं। मल्टीमीटर, वोल्टमीटर, संयुक्त उपकरण। संयुक्त उपकरण के माप सर्किट की योजना।डिजिटल मल्टीमीटर, ब्लॉक आरेख, प्रकार और रेंज स्विच। माप की इकाइयां। मल्टीमीटर का इनपुट प्रतिबाधा. प्रतिरोधों, धाराओं, वोल्टेज का मापन, विद्युत क्षमता, अर्धचालक उपकरणों के पैरामीटर।

सख्ती से कार्य करने के लिए बड़ी संख्या में माप उपकरणों का उपयोग किया जाता है कुछ कार्य: रखरखाव, परीक्षण केबल लाइनें, आपूर्ति नेटवर्क के मापदंडों को मापना। उनमें से प्रत्येक माप के एक विशिष्ट सेट को निष्पादित करने के लिए आदर्श है, लेकिन अब और नहीं। इसलिए, पारंपरिक माप उपकरणों के बिना विभिन्न उपकरणों की मरम्मत या समायोजन असंभव है: मल्टीमीटर, ऑसिलोस्कोप, सार्वभौमिक और विशेष जनरेटर, आवृत्ति मीटर, आरएलसी मीटर, तर्क विश्लेषक।साथआज, इनमें से अधिकांश उपकरण डेस्कटॉप, पोर्टेबल और पहनने योग्य संस्करणों में उपलब्ध हैं। इसलिए, ऐसे उपकरण को हमेशा किसी भी इच्छित कार्य परिस्थितियों के अनुसार चुना जा सकता है: प्रयोगशाला से क्षेत्र तक, एसी द्वारा संचालित, ऑन-बोर्ड पावर या बैटरी से। और विभिन्न डिज़ाइनों के उपकरणों के बीच मूलभूत अंतर, शायद, केवल दो बिंदुओं से संबंधित हैं: सटीकता वर्ग और माप प्रणालियों में एकीकरण की संभावना। आमतौर पर, पहनने योग्य संशोधनों में बदतर सटीकता और सेवा कार्यों का एक सरल सेट होता है, लेकिन डिजिटल सिग्नल प्रोसेसिंग की शुरूआत इस स्थिति को बदल रही है।कंप्यूटर-नियंत्रित माप प्रणालियों का दायरा, एक नियम के रूप में, सीमित है, वैज्ञानिक प्रयोगोंऔर विभिन्न धारावाहिक परीक्षण। बिल्कुल वहीं महत्त्वमाप परिणामों को एकत्र करने और संसाधित करने की प्रक्रिया का स्वचालन है . मल्टीमीटर और ऑसिलोस्कोप सबसे आम उपकरणों में से हैं। हर दिन, उनमें एकीकृत बुनियादी और अतिरिक्त कार्यों की संख्या बढ़ रही है। इसके अलावा, उनकी क्षमताओं के संदर्भ में, ये उपकरण करीब आ रहे हैं। एक ऑसिलोस्कोप में एक अंतर्निहित मल्टीमीटर हो सकता है, और एक मल्टीमीटर मापा सिग्नल प्रदर्शित कर सकता है।मल्टीमीटर(से मल्टीमीटर , टेस्टर- से परीक्षा - परीक्षण,एवोमीटर- एम्पीयर वोल्ट ओममीटर से) - संयुक्त , जो कई कार्यों को जोड़ता है। न्यूनतम सेट में, यह , और . अस्तित्व और मल्टीमीटर.

मल्टीमीटर का उपयोग बुनियादी कार्यों के लिए उपयोग किए जाने वाले हल्के पोर्टेबल उपकरण के रूप में किया जा सकता है और समस्या निवारण, साथ ही कई संभावनाओं वाला एक जटिल स्थिर उपकरण।

सबसे बुनियादी डिजिटल मल्टीमीटर हैं 2.5 अंक ( आमतौर पर लगभग 10%। 3.5 की क्षमता वाले सबसे आम उपकरण (सटीकता आमतौर पर लगभग 1.0% है)। 4.5-बिट क्षमता (आमतौर पर लगभग 0.1% सटीकता) वाले थोड़े अधिक महंगे उपकरण और 5-बिट क्षमता और उससे अधिक वाले बहुत अधिक महंगे उपकरण भी हैं। उत्तरार्द्ध की सटीकता दृढ़ता से माप सीमा और मापा मूल्य के प्रकार पर निर्भर करती है, इसलिए, प्रत्येक उपश्रेणी के लिए अलग से बातचीत की जाती है। में सामान्य मामलापोर्टेबल डिज़ाइन के बावजूद, ऐसे उपकरणों की सटीकता 0.01% से अधिक हो सकती है।

डिजिटल मीटर की अंक क्षमता, उदाहरण के लिए, "3.5" का अर्थ है कि मीटर डिस्प्ले 3 पूर्ण अंक दिखाता है, 0 से 9 तक की सीमा के साथ, और 1 अंक सीमित सीमा के साथ दिखाता है। इसलिए, उदाहरण के लिए, "3.5 अंक" प्रकार का एक उपकरण, से लेकर रीडिंग दे सकता है0,000 पहले1,999 , जब मापा गया मान इन सीमाओं से परे चला जाता है, तो किसी अन्य सीमा (मैनुअल या स्वचालित) पर स्विच करना आवश्यक होता है।

अंकों की संख्या उपकरण की सटीकता निर्धारित नहीं करती है। माप की सटीकता सटीकता पर निर्भर करती है , लागू रेडियो तत्वों की सटीकता, थर्मल और अस्थायी स्थिरता पर, बाहरी हस्तक्षेप के खिलाफ सुरक्षा की गुणवत्ता पर, की गुणवत्ता पर .

एक एनालॉग मल्टीमीटर में एक पॉइंटर मैग्नेटोइलेक्ट्रिक मापने वाला उपकरण, अतिरिक्त का एक सेट होता है वोल्टेज और डायल मापने के लिए वर्तमान माप के लिए. प्रतिरोध माप अंतर्निर्मित या से का उपयोग करके किया जाता है वाह्य स्रोत. एक एनालॉग मल्टीमीटर में, माप परिणाम मापने के पैमाने के साथ तीर की गति (जैसे घड़ी पर) द्वारा देखे जाते हैं, जिस पर मान हस्ताक्षरित होते हैं: वोल्टेज, करंट, प्रतिरोध। एनालॉग मल्टीमीटर की लोकप्रियता को उनकी उपलब्धता और कीमत से समझाया गया है, और मुख्य नुकसान माप परिणामों में कुछ त्रुटि है। अधिक सटीक समायोजन के लिए, एनालॉग मल्टीमीटर में एक विशेष ट्रिम अवरोधक होता है, जिसमें हेरफेर करके आप थोड़ी अधिक सटीकता प्राप्त कर सकते हैं। हालाँकि, ऐसे मामलों में जहां अधिक सटीक माप वांछित है, डिजिटल मल्टीमीटर का उपयोग सबसे अच्छा है।
मुख्य सम्मानएनालॉग से डिजिटल में माप परिणाम एक विशेष स्क्रीन पर प्रदर्शित होते हैं। इसके अलावा, डिजिटल मल्टीमीटर में उच्च सटीकता होती है और उपयोग करना आसान होता है, क्योंकि आपको मापने के पैमाने की ग्रेडिंग की सभी जटिलताओं को समझने की ज़रूरत नहीं होती है, जैसा कि डायल विकल्पों में होता है।

आत्मनिरीक्षण के लिए प्रश्न

किस उपकरण को मल्टीमीटर कहा जाता है?

मल्टीमीटर की किस्में

एनालॉग माल्टीमीटर के लक्षण

डिजिटल मल्टीमीटर की विशिष्टताएँ

धारा 3 तरंगरूप अध्ययन

विषय 3.1 ऑसिलोस्कोप

कैथोड-बीम ऑसिलोस्कोप की सामान्य जानकारी और वर्गीकरण। उपकरण, संचालन का सिद्धांत, उद्देश्य, तकनीकी विशेषताएं, कैथोड-बीम ऑसिलोस्कोप का ब्लॉक आरेख। किसी आवधिक सिग्नल के आयाम, आवृत्ति और अवधि को मापने के लिए, विद्युत सिग्नल का निरीक्षण करने के लिए कैथोड किरण ऑसिलोस्कोप का उपयोग करना।ऑसिलोस्कोप के प्रकार. एक इलेक्ट्रॉनिक ऑसिलोस्कोप का ब्लॉक आरेख। विभिन्न संकेतों की तैयारी, अंशांकन और माप। सूचना भंडारण के साथ दो-बीम, ऑसिलोस्कोप-मल्टीमीटर और ऑसिलोस्कोप के साथ तैयारी, अंशांकन और माप की विशेषताएं। इलेक्ट्रॉनिक ऑसिलोस्कोप द्वारा गैर-इलेक्ट्रिक मात्राओं को मापने की विशेषताएंएनालॉग ऑसिलोस्कोप, डिजिटल स्टोरेज ऑसिलोस्कोप, डिजिटल फॉस्फर ऑसिलोस्कोप, डिजिटल सैंपलिंग ऑसिलोस्कोप, वर्चुअल ऑसिलोस्कोप, हैंडहेल्ड ऑसिलोस्कोप

इलेक्ट्रोमैकेनिकल ऑसिलोस्कोप का उपयोग समय के साथ तेजी से बदलने वाली मात्राओं को देखने और रिकॉर्ड करने के लिए व्यापक रूप से किया जाता है। ऑसिलोस्कोप क्या है? यह एक उपकरण है जिसे फोटोग्राफिक टेप या ग्राफ़ स्क्रीन पर रिकॉर्ड किए गए एक विशेष सिग्नल के दृश्य अवलोकन के साथ-साथ सिग्नल के आयाम और समय मापदंडों को मापने के लिए सभी प्रकार के विद्युत संकेतों का अध्ययन करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। ग्राफ.

सभी कैथोड-रे ऑसिलोस्कोप में स्क्रीन होती हैं जो इनपुट सिग्नल के ग्राफ़ प्रदर्शित करती हैं। ग्रिड के रूप में, स्क्रीन पर एक विशेष मार्कअप लागू किया जाता है। यदि लागू हो , फिर उसकी छवियाँ एक पूर्ण चित्र के रूप में एक डिस्प्ले पर प्रदर्शित होती हैं, जो मोनोक्रोम या रंगीन हो सकती है। एनालॉग ऑसिलोस्कोप एक स्क्रीन के रूप में तथाकथित इलेक्ट्रोस्टैटिक विक्षेपण के साथ कैथोड किरण ट्यूब का उपयोग करते हैं।

आज उपयोग किए जाने वाले सभी ऑसिलोस्कोप अपने उद्देश्य में भिन्न होते हैं, साथ ही जिस तरह से वे माप की जानकारी आउटपुट करते हैं और निश्चित रूप से, इनपुट सिग्नल को किस तरह से संसाधित किया जाता है।

आवधिक स्वीप के साथ ऑन-स्क्रीन तरंगों का अवलोकन करने के लिए ऑसिलोस्कोप। स्क्रीन या तो इलेक्ट्रॉन-बीम या लिक्विड क्रिस्टल हो सकती है। फोटोग्राफिक टेप पर वक्र रिकॉर्डिंग के लिए सतत-स्कैन ऑसिलोस्कोप। इन्हें लूप ऑसिलोस्कोप भी कहा जाता है। डिजिटल और एनालॉग ऑसिलोस्कोप भी हैं।

उनका अध्ययन करते समय, उन कारणों को समझना आवश्यक है कि इलेक्ट्रोमैकेनिकल ऑसिलोस्कोप का उपयोग केवल कई हजार हर्ट्ज से अधिक की आवृत्ति वाली प्रक्रियाओं का अध्ययन करने के लिए क्यों किया जाता है।

आत्मनिरीक्षण के लिए प्रश्न

इलेक्ट्रोमैकेनिकल ऑसिलोस्कोप के अनुप्रयोग?

इलेक्ट्रॉनिक ऑसिलोस्कोप में अध्ययन किए गए वोल्टेज वक्र का स्वीप कैसे प्राप्त किया जाता है?

इलेक्ट्रॉनिक और इलेक्ट्रोमैकेनिकल ऑसिलोस्कोप की आयाम और चरण त्रुटियाँ किस पर निर्भर करती हैं?

विषय 3.2 आवृत्ति और समय अंतराल को मापने के लिए उपकरण और विधियाँ

आवृत्ति और समय अंतराल मापने की विधियाँ। उपकरण, संचालन का सिद्धांत, तकनीकी विशेषताएं, किस्में, आवृत्ति मीटर का दायरा। समय अंतराल का मापन.जनरेटरों को मापना। ब्लॉक आरेख। जेनरेटरआर- सी, एल- सी, धड़कन, शोर, मानक संकेत, नाड़ी। संकेतों के लक्षण. स्थापित करने और कनेक्ट करने के नियम. मिलान करने वाले उपकरण. सुरक्षा नियम।

प्रत्यक्ष आवृत्ति मापआवृत्ति काउंटर, जो मापी गई आवृत्तियों की सीमा और आवश्यक माप सटीकता के आधार पर विभिन्न माप विधियों पर आधारित होते हैं। सबसे आम आवृत्ति माप विधियाँ हैं:संधारित्र पुनर्भरण विधि, गुंजयमान विधि, पृथक गणना विधि , मापी गई आवृत्ति की संदर्भ से तुलना करने की विधि।फ़्रीक्वेंसी काउंटरों का उपयोग बहुत कम किया जाता है। अधिकांश भाग के लिए, मल्टीमीटर में निर्मित आवृत्ति काउंटर का कार्य पर्याप्त है। लेकिन उन मामलों में जब सटीक परिणाम या बाहरी नियंत्रण की आवश्यकता होती है, बिना विशेष उपकरणपर्याप्त नहीं। ऐसे आवृत्ति मीटर आवधिक संकेतों की आवृत्ति, अवधि और कर्तव्य चक्र को माप सकते हैं, अंतराल की अवधि निर्धारित कर सकते हैं और संदर्भ समय गणना कर सकते हैं। जटिल मॉडल गणना शुरू करने, विभिन्न मापदंडों के साथ संकेतों को संसाधित करने, या सापेक्ष माप करने के लिए जटिल एल्गोरिदम को लागू करने के लिए माप के एक सेट और कई चैनलों के परिणामों की कम्प्यूटेशनल प्रसंस्करण की संभावना प्रदान करते हैं।

जेनरेटर का उपयोग बहुत कम बार किया जाता है और मुख्य रूप से डिबगिंग और विभिन्न उपकरणों के परीक्षण के लिए किया जाता है। जेनरेटर को निम्न-आवृत्ति, उच्च-आवृत्ति और कार्यात्मक में विभाजित किया गया है। पूर्व एक साइनसॉइडल सिग्नल या कई हर्ट्ज़ से लेकर सैकड़ों किलोहर्ट्ज़ तक की आवृत्ति वाला एक मेन्डर बनाता है, बाद वाला - सैकड़ों मेगाहर्ट्ज़ तक की आवृत्तियों के साथ सिग्नल को संशोधित करने की संभावना के साथ बनाता है। कानून दियाबाहरी या आंतरिक संकेत. फ़ंक्शन जनरेटर सिग्नल उत्पन्न करते हैं जटिल आकार(साइन, आयत, त्रिकोण, आरी, ट्रेपेज़ॉइड) एक दिए गए कर्तव्य चक्र के साथ दसियों मेगाहर्ट्ज़ तक की आवृत्ति रेंज में, साथ ही टीटीएल और सीएमओएस स्तरों के साथ डिजिटल सिग्नल। कुछ मॉडल व्यापक आवृत्ति जनरेटर (किसी दिए गए कानून के अनुसार) के रूप में काम कर सकते हैं या सबसे सरल आयाम या आवृत्ति मॉड्यूलेटेड सिग्नल बना सकते हैं।

मापी गई आवृत्ति की प्रत्येक अवधि के लिए संधारित्र पुनर्भरण विधि - एसपुनर्भरण धारा का औसत मान आवृत्ति के समानुपाती होता है और इसे मैग्नेटोइलेक्ट्रिक एमीटर द्वारा मापा जाता है, जिसका पैमाना आवृत्ति की इकाइयों में अंशांकित होता है। वे 10 हर्ट्ज - 1 मेगाहर्ट्ज की माप सीमा और ± 2% की माप त्रुटि के साथ कैपेसिटर आवृत्ति मीटर का उत्पादन करते हैं।

अनुनाद विधि, एक मापी गई आवृत्ति के साथ अनुनाद में समायोज्य तत्वों वाले सर्किट में विद्युत अनुनाद की घटना पर आधारित है। मापी गई आवृत्ति ट्यूनिंग तंत्र के पैमाने द्वारा निर्धारित की जाती है। यह विधि 50 kHz से ऊपर की आवृत्तियों पर लागू की जाती है। माप त्रुटि को प्रतिशत के सौवें हिस्से तक कम किया जा सकता है।

पृथक गणना पद्धतिकार्य को रेखांकित करता हैइलेक्ट्रॉनिक गिनती डिजिटल आवृत्ति मीटर. यह किसी ज्ञात अवधि में मापी गई आवृत्ति के स्पंदों की गिनती पर आधारित है। किसी भी आवृत्ति रेंज में उच्च माप सटीकता प्रदान करता है।

मापी गई आवृत्ति की संदर्भ से तुलना करने की विधि- अज्ञात और अनुकरणीय आवृत्तियों के विद्युत दोलनों को इस तरह मिश्रित किया जाता है कि एक निश्चित आवृत्ति की धड़कनें उत्पन्न होती हैं। शून्य के बराबर बीट आवृत्ति पर, मापी गई आवृत्ति संदर्भ एक के बराबर होती है। फ़्रीक्वेंसी मिश्रण हेटेरोडाइन तरीके (शून्य बीट विधि) या ऑसिलोस्कोप द्वारा किया जाता है।

कई रेडियो इंजीनियरिंग समस्याओं का समाधान समय अंतराल के मापन से जुड़ा है। आमतौर पर बहुत छोटे (पिकोसेकंड की इकाइयाँ) और बहुत बड़े (सैकड़ों सेकंड) दोनों समय अंतरालों को मापना आवश्यक होता है। समय अंतराल न केवल आवर्ती हो सकता है, बल्कि एकल भी हो सकता है।

समय अंतराल को मापने के दो मुख्य तरीके हैं: ऑसिलोस्कोप और डिजिटल।

एक ऑसिलोस्कोप का उपयोग करके समय अंतराल का मापन "रैखिक" स्वीप का उपयोग करके जांच किए गए वोल्टेज के ऑसिलोग्राम के अनुसार किया जाता है। स्वीप की गैर-रैखिकता के साथ-साथ अंतराल की शुरुआत और अंत की गिनती में बड़ी त्रुटियों के कारण, कुल माप त्रुटि कुछ प्रतिशत है। हाल के वर्षों में, समय अंतराल को मुख्य रूप से डिजिटल तरीकों से मापा गया है।

डिजिटल फ्रीक्वेंसी काउंटर के साथ समय अंतराल माप - डिजिटल विधि द्वारा समय अंतराल Tx का मापन इसे अनुकरणीय अवधि T0 के साथ दालों से भरने और संख्या की गिनती पर आधारित हैएमएक्सये आवेग Tx के दौरान होते हैं।

प्रशन के लिए आत्म परीक्षण

समय अंतराल मापने की सबसे सामान्य विधियाँ क्या हैं?

डिजिटल समय अंतराल मीटर का ब्लॉक आरेख बनाएं।

त्रुटि को कम करने के उपाय क्या हैं?

आप कौन सी आवृत्ति माप विधियाँ जानते हैं?

ऑसिलोस्कोप आवृत्ति काउंटर का एक कार्यात्मक आरेख बनाएं।

विषय 3.3 चरण बदलाव को मापने के लिए उपकरण और विधियाँ

चरण बदलाव को मापने के तरीके। उपकरण, संचालन का सिद्धांत, तकनीकी विशेषताएं, किस्में, चरण मीटर का दायरा।

रेडियो इंजीनियरिंग की कई समस्याओं का समाधान आयाम और आवृत्ति के साथ-साथ सिग्नलों के चरण बदलाव (एफएस) को मापे बिना असंभव है। चरण माप विधियाँ माप सीमा, निर्देशांक, सूचना के शोर-प्रतिरक्षा संचरण आदि से संबंधित कई समस्याओं को हल करना संभव बनाती हैं।

उदाहरण के लिए, शॉर्ट-रेंज चरण रेडियो इंजीनियरिंग सिस्टम 0.1-1 मीटर की त्रुटि के साथ दूरी और समन्वय माप प्रदान करते हैं, वैश्विक नेविगेशन उपग्रह सिस्टम कई मिलीमीटर की सटीकता के साथ दूरी निर्धारित करने की अनुमति देते हैं, और चाप मिनट की इकाइयों की सटीकता के साथ कोणीय स्थिति निर्धारित करने की अनुमति देते हैं। चरण विधियों पर आधारित उपकरणों का उपयोग करना लेजर तकनीक 10 की त्रुटि के साथ छोटी दूरियाँ माप सकते हैं -9 मी या उससे कम.

चरण बदलाव की अवधारणा केवल समान आवृत्ति वाले हार्मोनिक संकेतों के लिए पेश की गई है:
यू 1 = यू एम 1 पाप ( डब्ल्यू टी + जे 1 ) य = डब्ल्यू टी + जे 0 – दोलन चरण
यू 2 = यू एम 2 पाप ( डब्ल्यू टी + जे 2 ) जे 0 - पहला भाग
जे = य 1 - य 2 =( डब्ल्यू टी + जे 1 )- ( डब्ल्यू टी + जे 2 )= ê जे 1 - जे 2 ê
चरण बदलाव प्रारंभिक चरण अंतर का मापांक है।
चरण बदलाव को जानने से आप सिग्नल विरूपण के कारणों की पहचान कर सकते हैं।
अविकृत संचरण के लिए शर्त यह है कि चरण प्रतिक्रिया रैखिक होनी चाहिए।
चरण बदलाव को मापने के लिए निम्नलिखित तरीकों का उपयोग किया जाता है: ऑसिलोग्राफिक, मुआवजा, चरण बदलाव को वर्तमान दालों में बदलना, अलग गिनती विधि, आदि। ऑसिलोग्राफिक विधि द्वारा चरण बदलाव माप को रैखिक, साइनसॉइडल और परिपत्र स्वीप का उपयोग करके कार्यान्वित किया जा सकता है। ऑसिलोग्राफिक संकेत के साथ क्षतिपूर्ति विधि द्वारा चरण बदलाव को मापने के लिए, एक मापने वाला सेटअप इकट्ठा किया जाता है, जिसमें एकल-बीम ऑसिलोस्कोप, अनुकरणीय शामिल होता हैφ आगमन और समर्थनφ वी चरण शिफ्टर्स।

असतत गिनती विधि द्वारा चरण बदलाव की माप उस सूत्र पर आधारित है जिसमें समय अंतराल के बजाय स्थानापन्न करना चाहिए ∆टीऔर टी उनके अनुरूप निरंतर पुनरावृत्ति दर के साथ दालों की संख्या। इस प्रकार के प्रत्यक्ष-रीडिंग चरण मीटर को इलेक्ट्रॉनिक गिनती, या डिजिटल, चरण मीटर कहा जाता है। डिजिटल चरण मीटर की कई योजनाएं हैं, लेकिन चरण मीटर को एकीकृत करना प्रमुख हो गया है, जिसमें माप परिणाम मापा वोल्टेज की बड़ी संख्या में चरण बदलाव का औसत मूल्य है। ऐसे चरण मीटर अच्छी शोर प्रतिरोधक क्षमता प्रदान करते हैं।

माइक्रोप्रोसेसर चरण मीटर - कार्यक्षमता का एक महत्वपूर्ण विस्तार, बढ़ी हुई विश्वसनीयता और चरण मीटर की कुछ अन्य विशेषताएं तब प्रदान की जाती हैं जब वे मापने वाले ट्रांसड्यूसर के साथ मिलकर काम करने वाले माइक्रोप्रोसेसर के आधार पर बनाए जाते हैं। ऐसे चरण मीटर किसी भी चयनित अवधि के लिए दो आवधिक संकेतों के बीच चरण बदलाव को मापना, ऐसे बदलावों के उतार-चढ़ाव का निरीक्षण करना और उनका मूल्यांकन करना संभव बनाते हैं। सांख्यिकीय विशेषताएँ: गणितीय अपेक्षा, विचरण, माध्य मानक विचलन. यह भी संभव है, जैसा कि ऊपर चर्चा किए गए डिजिटल चरण मीटर में, चरण बदलाव के औसत मूल्य को मापने के लिए, कठोर ऑपरेशन तर्क वाली योजनाओं के अनुसार बनाया गया है।

एक ही आवृत्ति के दो हार्मोनिक संकेतों के बीच चरण बदलाव को चरण डिटेक्टर से मापा जा सकता है।

फेज़ शिफ्टर एक उपकरण है जो विद्युत सर्किट में ज्ञात और नियंत्रित फेज़ शिफ्ट पेश करता है। चरण शिफ्टर का डिज़ाइन ऑपरेटिंग आवृत्ति रेंज पर निर्भर करता है जिसके लिए इसका इरादा है।

प्रशन के लिए आत्म परीक्षण

1. सिग्नल के "चरण" की अवधारणा का क्या अर्थ है?

2. दो सिग्नलों का चरण परिवर्तन क्या कहलाता है?

3. चरण बदलाव को मापने की मुख्य विधियों की सूची बनाएं।

4. चरण बदलाव को मापने के लिए रैखिक स्वीप विधि क्या है?

5. मुआवजा चरण मीटर किस सिद्धांत पर कार्य करते हैं?

6. माइक्रोप्रोसेसर-आधारित डिजिटल चरण मीटर कैसे काम करता है?

1विकल्प

मैग्नेटोइलेक्ट्रिक मिलीमीटर की ऊपरी माप सीमा 100 mA है। मापी गई धारा में 12 एमए का परिवर्तन तीर को 6 डिवीजनों तक ले जाने के अनुरूप है।प्रभागों की संख्या, विभाजन का मान और पैमाने की संवेदनशीलता निर्धारित करें।

1.5 की सटीकता वर्ग और 5 ए की माप सीमा के साथ एमीटर की मरम्मत के बाद, इसे कैलिब्रेट किया गया था। सबसे बड़ी पूर्ण त्रुटि 0.07 ए थी। क्या मरम्मत के बाद एमीटर ने अपनी सटीकता कक्षा बरकरार रखी?

5 kΩ के आंतरिक प्रतिरोध वाला एक वोल्टमीटर 45 kΩ के प्रतिरोध वाले एक अतिरिक्त अवरोधक से जुड़ा है। निर्धारित करें कि वोल्टमीटर की माप सीमा कितनी बार बढ़ी है। एक अतिरिक्त अवरोधक के साथ वोल्टमीटर को शामिल करने का एक आरेख बनाएं।

"विद्युत माप" अनुशासन पर नियंत्रण कार्य

विकल्प 2

600 V की ऊपरी माप सीमा वाले वोल्टमीटर की संवेदनशीलता 0.25 div/V है। वोल्टेज मापते समय, वोल्टमीटर सुई 50 डिवीजनों से विचलित हो जाती है। पैमाने के विभाजनों की संख्या, विभाजन मान और वोल्टमीटर द्वारा मापा गया वोल्टेज निर्धारित करें।

1.2 ओम के आंतरिक प्रतिरोध वाला एक एमीटर 0.3 ओम के प्रतिरोध वाले शंट से जुड़ा है। निर्धारित करें कि एमीटर की माप सीमा कितनी बार बढ़ी है। शंट वाले एमीटर के लिए वायरिंग आरेख बनाएं।

2.5 की सटीकता वर्ग और 20ए की ऊपरी माप सीमा वाले एक एमीटर ने 11.5 ए का वर्तमान मान दिखाया। वास्तविक वर्तमान मान की सीमा निर्धारित करें।

सर्किट में करंट को मापते समय, मैग्नेटोइलेक्ट्रिक मिलीमीटर का सूचक 10 एमए से 20 एमए तक 10 डिवीजनों में चला गया। मिलीमीटर स्केल में 100 डिवीजन होते हैं। उपकरण की माप की ऊपरी सीमा, विभाजन मान और पैमाने की संवेदनशीलता निर्धारित करें।

"विद्युत माप" अनुशासन पर नियंत्रण कार्य

3विकल्प

10 डिवीजनों के पैमाने और 20 ए की ऊपरी माप सीमा वाले एक एमीटर ने 15 ए के सर्किट में करंट दिखाया। विभाजन का मान, पैमाने की संवेदनशीलता और उन विभाजनों की संख्या निर्धारित करें जिनके द्वारा धारा को मापते समय तीर भटक गया।

ऊपरी माप सीमा के साथ वोल्टमीटर को कैलिब्रेट करते समय

50V, सबसे बड़ी निरपेक्ष त्रुटि 1.1 V थी। वोल्टमीटर को कौन सी सटीकता कक्षा सौंपी गई है?

450 V तक के वोल्टेज को मापने के लिए 200 ओम के आंतरिक प्रतिरोध और 50 V की ऊपरी माप सीमा वाले वोल्टमीटर का उपयोग किया जाना चाहिए। यह कैसे किया जा सकता है? एक आरेख बनाएं और आवश्यक गणना करें।

सर्किट में करंट का वास्तविक मान 5.23 ए है। 10 ए की ऊपरी माप सीमा वाले एक एमीटर ने 5.3 ए का करंट दिखाया। पूर्ण, सापेक्ष और कम माप त्रुटियां निर्धारित करें.

"विद्युत माप" अनुशासन पर नियंत्रण कार्य

4विकल्प

मिलीमीटर को 200 mA की धारा के लिए डिज़ाइन किया गया है और इसकी धारा संवेदनशीलता 0.5 div/mA है। मिलीमीटर का तीर 30 डिवीजनों से भटक गया। पैमाने के विभाजनों की संख्या, विभाजन मान और मापी गई धारा निर्धारित करें।

दो वोल्टमीटर की सटीकता वर्ग समान और 1 के बराबर हैं। पहले वोल्टमीटर की ऊपरी माप सीमा 50 V है, और दूसरे वोल्टमीटर की 10 V है। निर्धारित करें कि किस अनुपात में सबसे अधिक स्वीकार्य हैं पूर्ण त्रुटियाँवाल्टमीटर.

मैग्नेटोइलेक्ट्रिक एमीटर का आंतरिक प्रतिरोध 0.05 ओम और ऊपरी माप सीमा 5 ए है। एमीटर माप सीमा को 125 ए तक कैसे बढ़ाया जा सकता है?एक आरेख बनाएं और आवश्यक गणना करें।

8 ओम के प्रतिरोध वाले एक प्रतिरोधक से 2.4 A की वास्तविक धारा गुजरती है। इस प्रतिरोधक पर वोल्टेज मापते समय, वोल्टमीटर ने 19.3 V का वोल्टेज दिखाया। वोल्टेज माप में पूर्ण और सापेक्ष त्रुटियाँ निर्धारित करें।

लेख की सामग्री

विद्युत माप,वोल्टेज, प्रतिरोध, करंट, शक्ति जैसी विद्युत मात्राओं का माप। का उपयोग करके मापन किया जाता है विभिन्न साधन- मापने के उपकरण, सर्किट और विशेष उपकरण। मापने वाले उपकरण का प्रकार मापी गई मात्रा के प्रकार और आकार (मूल्यों की सीमा) के साथ-साथ आवश्यक माप सटीकता पर निर्भर करता है। विद्युत माप एसआई प्रणाली की बुनियादी इकाइयों का उपयोग करते हैं: वोल्ट (वी), ओम (ओम), फैराड (एफ), हेनरी (जी), एम्पीयर (ए), और दूसरा (एस)।

विद्युत मूल्यों की इकाइयों के मानक

विद्युत माप ढूँढ रहा है ( प्रयोगात्मक विधियों) भौतिक मात्रा का मूल्य, उपयुक्त इकाइयों में व्यक्त किया गया (उदाहरण के लिए, 3 ए, 4 बी)। विद्युत मात्राओं की इकाइयों का मान भौतिकी और इकाइयों के नियमों के अनुसार अंतर्राष्ट्रीय समझौते द्वारा निर्धारित किया जाता है यांत्रिक मात्राएँ. चूँकि अंतर्राष्ट्रीय समझौतों द्वारा निर्धारित विद्युत मात्राओं की इकाइयों का "रखरखाव" कठिनाइयों से भरा है, इसलिए उन्हें विद्युत मात्राओं की इकाइयों के "व्यावहारिक" मानकों के रूप में प्रस्तुत किया जाता है। ऐसे मानकों को विभिन्न देशों की राज्य मेट्रोलॉजिकल प्रयोगशालाओं द्वारा समर्थित किया जाता है। उदाहरण के लिए, संयुक्त राज्य अमेरिका में, राष्ट्रीय मानक और प्रौद्योगिकी संस्थान विद्युत इकाई मानकों को बनाए रखने के लिए कानूनी रूप से जिम्मेदार है। समय-समय पर, विद्युत मात्राओं की इकाइयों के मानकों के मूल्यों और इन इकाइयों की परिभाषाओं के बीच पत्राचार को स्पष्ट करने के लिए प्रयोग किए जाते हैं। 1990 में, औद्योगिक देशों की राज्य मेट्रोलॉजिकल प्रयोगशालाओं ने आपस में और विद्युत मात्रा की इकाइयों के सभी व्यावहारिक मानकों के सामंजस्य पर एक समझौते पर हस्ताक्षर किए। अंतर्राष्ट्रीय परिभाषाएँइन मात्राओं की इकाइयाँ।

विद्युत माप वोल्टेज और डीसी करंट, डीसी प्रतिरोध, अधिष्ठापन और समाई के लिए राज्य मानकों के अनुसार किया जाता है। ऐसे मानक वे उपकरण होते हैं जिनमें स्थिर विद्युत विशेषताएँ होती हैं, या जिनमें कुछ के आधार पर स्थापनाएँ होती हैं भौतिक घटनाएक विद्युत मात्रा को पुन: प्रस्तुत किया जाता है, जिसके अनुसार गणना की जाती है ज्ञात मूल्यमौलिक भौतिक स्थिरांक. वाट और वाट-घंटा मानक समर्थित नहीं हैं, क्योंकि इन इकाइयों के मूल्यों की गणना उन समीकरणों को परिभाषित करके करना अधिक समझ में आता है जो उन्हें अन्य मात्राओं की इकाइयों से संबंधित करते हैं।

मापन उपकरण

विद्युत माप उपकरण अक्सर या तो विद्युत मात्रा या गैर-विद्युत मात्रा को विद्युत मात्रा में परिवर्तित करने के तात्कालिक मूल्यों को मापते हैं। सभी उपकरणों को एनालॉग और डिजिटल में विभाजित किया गया है। पहले वाले आमतौर पर मापी गई मात्रा का मूल्य विभाजनों के साथ एक पैमाने पर चलते हुए तीर के माध्यम से दिखाते हैं। उत्तरार्द्ध एक डिजिटल डिस्प्ले से लैस हैं जो मापा मूल्य को एक संख्या के रूप में दिखाता है। अधिकांश मापों के लिए डिजिटल गेज को प्राथमिकता दी जाती है क्योंकि वे अधिक सटीक, पढ़ने में आसान और आम तौर पर अधिक बहुमुखी होते हैं। डिजिटल मल्टीमीटर ("मल्टीमीटर") और डिजिटल वोल्टमीटर का उपयोग मध्यम से उच्च सटीकता डीसी प्रतिरोध, साथ ही एसी वोल्टेज और करंट को मापने के लिए किया जाता है। एनालॉग उपकरणों को धीरे-धीरे डिजिटल उपकरणों द्वारा प्रतिस्थापित किया जा रहा है, हालांकि वे अभी भी ऐसे अनुप्रयोग पाते हैं जहां कम लागत महत्वपूर्ण है और उच्च सटीकता की आवश्यकता नहीं है। प्रतिरोध और प्रतिबाधा (प्रतिबाधा) के सबसे सटीक माप के लिए, मापने वाले पुल और अन्य विशेष मीटर हैं। रिकॉर्डिंग उपकरणों का उपयोग समय के साथ मापा मूल्य में परिवर्तन के पाठ्यक्रम को रिकॉर्ड करने के लिए किया जाता है - टेप रिकॉर्डर और इलेक्ट्रॉनिक ऑसिलोस्कोप, एनालॉग और डिजिटल।

डिजिटल उपकरण

सरलतम डिजिटल मीटरों को छोड़कर सभी मीटर इनपुट सिग्नल को वोल्टेज सिग्नल में परिवर्तित करने के लिए एम्पलीफायरों और अन्य इलेक्ट्रॉनिक घटकों का उपयोग करते हैं, जिसे बाद में एनालॉग-टू-डिजिटल कनवर्टर (एडीसी) द्वारा डिजिटलीकृत किया जाता है। मापा मूल्य को व्यक्त करने वाला एक नंबर एलईडी (एलईडी), वैक्यूम फ्लोरोसेंट या लिक्विड क्रिस्टल (एलसीडी) संकेतक (डिस्प्ले) पर प्रदर्शित होता है। डिवाइस को आम तौर पर एक एम्बेडेड माइक्रोप्रोसेसर द्वारा नियंत्रित किया जाता है सरल उपकरणमाइक्रोप्रोसेसर को एकल एकीकृत सर्किट पर एडीसी के साथ जोड़ा जाता है। किसी बाहरी कंप्यूटर से कनेक्ट होने पर डिजिटल उपकरण संचालन के लिए उपयुक्त होते हैं। कुछ प्रकार के मापों में, ऐसा कंप्यूटर उपकरण के माप कार्यों को स्विच करता है और उनके प्रसंस्करण के लिए डेटा ट्रांसमिशन कमांड जारी करता है।

एनालॉग-टू-डिजिटल कन्वर्टर्स।

एडीसी के तीन मुख्य प्रकार हैं: एकीकृत करना, उत्तरोत्तर आसन्नीकरणऔर समानांतर. एकीकृत एडीसी समय के साथ इनपुट सिग्नल का औसत निकालता है। सूचीबद्ध तीन प्रकारों में से, यह सबसे सटीक है, यद्यपि "सबसे धीमा"। एकीकृत एडीसी का रूपांतरण समय 0.001 से 50 सेकेंड या उससे अधिक की सीमा में है, त्रुटि 0.1-0.0003% है। क्रमिक सन्निकटन ADC त्रुटि कुछ हद तक बड़ी है (0.4-0.002%), लेकिन रूपांतरण समय ~10 μs से ~1 एमएस तक है। समानांतर एडीसी सबसे तेज़ हैं, लेकिन सबसे कम सटीक भी हैं: उनका रूपांतरण समय लगभग 0.25 एनएस है, त्रुटि 0.4 से 2% तक है।

विवेकाधिकार के तरीके.

सिग्नल को समय में अलग-अलग बिंदुओं पर जल्दी से मापकर और डिजिटल रूप में उनके रूपांतरण की अवधि के लिए मापा मूल्यों को पकड़कर (भंडारित) करके समय में विवेकाधीन किया जाता है। प्राप्त असतत मानों के अनुक्रम को तरंगरूप वाले वक्र के रूप में प्रदर्शित किया जा सकता है; इन मानों का वर्ग करके और उनका योग करके, आप सिग्नल के आरएमएस मान की गणना कर सकते हैं; उनका उपयोग वृद्धि समय, अधिकतम मूल्य, समय औसत, आवृत्ति स्पेक्ट्रम इत्यादि की गणना करने के लिए भी किया जा सकता है। समय का नमूनाकरण या तो सिग्नल की एक ही अवधि ("वास्तविक समय") में किया जा सकता है, या (अनुक्रमिक या यादृच्छिक नमूने के साथ) कई दोहराई जाने वाली अवधियों में किया जा सकता है।

डिजिटल वाल्टमीटर और मल्टीमीटर।

डिजिटल वोल्टमीटर और मल्टीमीटर किसी मात्रा के अर्ध-स्थैतिक मान को मापते हैं और इसे संख्यात्मक रूप से इंगित करते हैं। वोल्टमीटर सीधे केवल वोल्टेज को मापते हैं, आमतौर पर डीसी, जबकि मल्टीमीटर डीसी और एसी वोल्टेज, करंट, डीसी प्रतिरोध और कभी-कभी तापमान को माप सकते हैं। ये 0.2 से 0.001% की माप सटीकता के साथ सबसे आम सामान्य प्रयोजन परीक्षण उपकरण हैं और 3.5 या 4.5 अंकों के डिजिटल डिस्प्ले के साथ उपलब्ध हैं। एक "अर्ध-पूर्णांक" वर्ण (अंक) एक सशर्त संकेत है कि प्रदर्शन संख्याएँ दिखा सकता है जो वर्णों की नाममात्र संख्या से आगे जाती हैं। उदाहरण के लिए, 1-2V रेंज में 3.5-अंकीय (3.5-अंकीय) डिस्प्ले 1.999V तक वोल्टेज दिखा सकता है।

कुल प्रतिरोध मीटर.

ये विशेष उपकरण हैं जो एक संधारित्र की धारिता, एक अवरोधक के प्रतिरोध, एक प्रारंभ करनेवाला के अधिष्ठापन, या एक संधारित्र या प्रारंभ करनेवाला-से-प्रतिरोधक कनेक्शन के कुल प्रतिरोध (प्रतिबाधा) को मापते हैं और प्रदर्शित करते हैं। इस प्रकार के उपकरण 0.00001 pF से 99.999 μF तक धारिता, 0.00001 Ω से 99.999 kΩ तक प्रतिरोध और 0.0001 mH से 99.999 G तक अधिष्ठापन मापने के लिए उपलब्ध हैं। माप 5 हर्ट्ज से 100 मेगाहर्ट्ज तक आवृत्तियों पर किया जा सकता है, हालांकि कोई भी उपकरण नहीं संपूर्ण आवृत्ति रेंज को कवर नहीं करता है। 1 kHz के करीब आवृत्तियों पर, त्रुटि केवल 0.02% हो सकती है, लेकिन आवृत्ति रेंज और मापा मूल्यों की सीमाओं के पास सटीकता कम हो जाती है। अधिकांश उपकरण व्युत्पन्न मान भी प्रदर्शित कर सकते हैं, जैसे कि कुंडल का गुणवत्ता कारक या संधारित्र का हानि कारक, मुख्य मापा मूल्यों से गणना की जाती है।

एनालॉग उपकरण

प्रत्यक्ष धारा में वोल्टेज, धारा और प्रतिरोध को मापने के लिए, एक स्थायी चुंबक और एक मल्टी-टर्न मूविंग भाग के साथ एनालॉग मैग्नेटोइलेक्ट्रिक उपकरणों का उपयोग किया जाता है। ऐसे पॉइंटर प्रकार के उपकरणों में 0.5 से 5% की त्रुटि होती है। वे सरल और सस्ते हैं (उदाहरण के लिए, ऑटोमोटिव उपकरण जो वर्तमान और तापमान दिखाते हैं), लेकिन उनका उपयोग वहां नहीं किया जाता है जहां किसी महत्वपूर्ण सटीकता की आवश्यकता होती है।

मैग्नेटोइलेक्ट्रिक उपकरण।

ऐसे उपकरणों में, गतिशील भाग की वाइंडिंग के घुमावों में धारा के साथ चुंबकीय क्षेत्र की परस्पर क्रिया के बल का उपयोग किया जाता है, जो बाद वाले को मोड़ने की प्रवृत्ति रखता है। इस बल का क्षण प्रतिकारक स्प्रिंग द्वारा बनाए गए क्षण से संतुलित होता है, ताकि धारा का प्रत्येक मान पैमाने पर तीर की एक निश्चित स्थिति से मेल खाए। चलने योग्य भाग में 3x5 से 25x35 मिमी तक के आयामों के साथ एक मल्टी-टर्न तार फ्रेम का रूप होता है और इसे जितना संभव हो उतना हल्का बनाया जाता है। चलने वाला भाग, पत्थर के बेयरिंग पर लगा हुआ या धातु के बैंड से लटका हुआ, एक मजबूत स्थायी चुंबक के ध्रुवों के बीच रखा जाता है। दो पेचदार स्प्रिंग्स जो टॉर्क को संतुलित करते हैं, चलती हिस्से की वाइंडिंग के लिए वर्तमान कंडक्टर के रूप में भी काम करते हैं।

मैग्नेटोइलेक्ट्रिक उपकरण अपने गतिशील भाग की वाइंडिंग से गुजरने वाली धारा पर प्रतिक्रिया करता है, और इसलिए एक एमीटर या, अधिक सटीक रूप से, एक मिलीमीटर है (चूंकि माप सीमा की ऊपरी सीमा लगभग 50 एमए से अधिक नहीं होती है)। इसे चलती भाग की वाइंडिंग के समानांतर कम प्रतिरोध वाले एक शंट अवरोधक को जोड़कर उच्च धाराओं को मापने के लिए अनुकूलित किया जा सकता है, ताकि कुल मापी गई धारा का केवल एक छोटा सा अंश ही चलती भाग की वाइंडिंग में शाखाबद्ध हो। ऐसा उपकरण कई हज़ार एम्पीयर में मापी गई धाराओं के लिए उपयुक्त है। यदि आप वाइंडिंग के साथ श्रृंखला में एक अतिरिक्त अवरोधक जोड़ते हैं, तो उपकरण वोल्टमीटर में बदल जाएगा। ऐसे श्रृंखला कनेक्शन में वोल्टेज ड्रॉप अवरोधक के प्रतिरोध और डिवाइस द्वारा दिखाए गए वर्तमान के उत्पाद के बराबर है, ताकि इसके पैमाने को वोल्ट में स्नातक किया जा सके। मैग्नेटोइलेक्ट्रिक मिलीमीटर से एक ओममीटर बनाने के लिए, आपको इसमें क्रमिक रूप से मापे गए प्रतिरोधों को कनेक्ट करना होगा और इस सीरियल कनेक्शन पर लागू करना होगा स्थिर तापमानजैसे बैटरी पावर. ऐसे सर्किट में करंट प्रतिरोध के समानुपाती नहीं होगा, और इसलिए गैर-रैखिकता को ठीक करने के लिए एक विशेष पैमाने की आवश्यकता होती है। तब किसी पैमाने पर प्रतिरोध की सीधी रीडिंग करना संभव होगा, हालांकि बहुत अधिक सटीकता के साथ नहीं।

गैल्वेनोमीटर।

मैग्नेटोइलेक्ट्रिक उपकरणों में गैल्वेनोमीटर भी शामिल हैं - बेहद छोटी धाराओं को मापने के लिए अत्यधिक संवेदनशील उपकरण। गैल्वेनोमीटर में कोई बीयरिंग नहीं होती है, उनका गतिशील भाग एक पतले रिबन या धागे पर लटका दिया जाता है, एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र का उपयोग किया जाता है, और सूचक को निलंबन धागे से चिपके दर्पण से बदल दिया जाता है (चित्र 1)। दर्पण गतिमान भाग के साथ घूमता है, और इसके घूर्णन के कोण का अनुमान लगभग 1 मीटर यूए की दूरी पर स्थापित पैमाने पर इसके द्वारा फेंके गए प्रकाश स्थान के विस्थापन से लगाया जाता है।

रिकार्डिंग यंत्र

रिकॉर्डिंग उपकरण मापे गए मूल्य के मूल्य में परिवर्तन का "इतिहास" रिकॉर्ड करते हैं। ऐसे उपकरणों के सबसे आम प्रकार स्ट्रिप चार्ट रिकॉर्डर हैं, जो एक पेन के साथ चार्टिंग पेपर टेप पर एक परिमाण वक्र रिकॉर्ड करते हैं, एनालॉग इलेक्ट्रॉनिक ऑसिलोस्कोप, जो कैथोड रे ट्यूब स्क्रीन पर एक प्रक्रिया वक्र को स्वीप करते हैं, और डिजिटल ऑसिलोस्कोप, जो एकल या कभी-कभी स्टोर करते हैं। दोहराए जाने वाले संकेत. इन उपकरणों के बीच मुख्य अंतर रिकॉर्डिंग गति में है। स्ट्रिप चार्ट रिकॉर्डर, अपने गतिशील यांत्रिक भागों के साथ, उन संकेतों को रिकॉर्ड करने के लिए सबसे उपयुक्त हैं जो सेकंड, मिनट और यहां तक ​​कि धीमी गति से बदलते हैं। इलेक्ट्रॉनिक ऑसिलोस्कोप उन संकेतों को रिकॉर्ड करने में सक्षम हैं जो समय के साथ एक सेकंड के दस लाखवें हिस्से से लेकर कई सेकंड तक बदलते हैं।

पुलों को मापना

एक मापने वाला पुल आमतौर पर प्रतिरोधों, कैपेसिटर और इंडक्टर्स से बना एक चार-हाथ वाला विद्युत सर्किट होता है, जिसे इन घटकों के मापदंडों के अनुपात को निर्धारित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। एक शक्ति स्रोत सर्किट के विपरीत ध्रुवों की एक जोड़ी से जुड़ा होता है, और एक नल डिटेक्टर दूसरे से जुड़ा होता है। मापने वाले पुलों का उपयोग केवल उन मामलों में किया जाता है जहां उच्चतम माप सटीकता की आवश्यकता होती है। (मध्यम-सटीकता माप के लिए, डिजिटल उपकरणों का उपयोग करना बेहतर है, क्योंकि उन्हें संभालना आसान है।) सर्वोत्तम एसी ट्रांसफार्मर पुलों में 0.0000001% के क्रम की त्रुटि (अनुपात माप की) होती है। सबसे सरल पुलप्रतिरोध मापने के लिए इसका नाम इसके आविष्कारक सी. व्हीटस्टोन के नाम पर रखा गया है।

दोहरी डीसी मापने वाला पुल।

0.0001 ओम या अधिक के क्रम के संपर्क प्रतिरोध को शामिल किए बिना तांबे के तारों को एक अवरोधक से जोड़ना मुश्किल है। 1 Ω के प्रतिरोध के मामले में, ऐसा करंट लीड केवल 0.01% के क्रम की त्रुटि उत्पन्न करता है, लेकिन 0.001 Ω के प्रतिरोध के लिए, त्रुटि 10% होगी। डबल मापने वाला पुल (थॉमसन ब्रिज), जिसकी योजना अंजीर में दिखाई गई है। 2 को कम मूल्य वाले संदर्भ प्रतिरोधों के प्रतिरोध को मापने के लिए डिज़ाइन किया गया है। ऐसे चार-पोल संदर्भ प्रतिरोधों के प्रतिरोध को उनके संभावित टर्मिनलों पर वोल्टेज के अनुपात के रूप में परिभाषित किया गया है ( आर 1 , आर 2 प्रतिरोधक रुपयेऔर आर 3 , पी 4 प्रतिरोधक आरएक्सअंजीर में. 2) उनके करंट क्लैंप के माध्यम से करंट तक ( साथ 1 , साथ 2 और साथ 3 , साथ 4). इस तकनीक के साथ, कनेक्टिंग तारों का प्रतिरोध वांछित प्रतिरोध को मापने के परिणाम में त्रुटियां नहीं लाता है। दो अतिरिक्त भुजाएँ एमऔर एनकनेक्टिंग तार के प्रभाव को खत्म करें 1 क्लैंप के बीच साथ 2 और साथ 3 . प्रतिरोध एमऔर एनइन कंधों को समानता के लिए चुना गया है एम/एम= एन/एन. फिर, प्रतिरोध को बदलकर रुपये, असंतुलन को शून्य तक कम करें और खोजें

आरएक्स = रुपये(एन/एम).

प्रत्यावर्ती धारा के पुलों को मापना।

सबसे आम एसी मापने वाले पुलों को मुख्य आवृत्ति 50-60 हर्ट्ज या पर मापने के लिए डिज़ाइन किया गया है ऑडियो आवृत्तियाँ(आमतौर पर लगभग 1000 हर्ट्ज); विशेष मापने वाले पुल 100 मेगाहर्ट्ज तक की आवृत्तियों पर काम करते हैं। एक नियम के रूप में, प्रत्यावर्ती धारा के पुलों को मापने में, दो पैरों के बजाय, जो वोल्टेज के अनुपात को सटीक रूप से निर्धारित करते हैं, एक ट्रांसफार्मर का उपयोग किया जाता है। इस नियम का एक अपवाद मैक्सवेल-वीन मापने वाला पुल है।

मैक्सवेल-वीन मापने वाला पुल।

ऐसा मापने वाला पुल आपको अधिष्ठापन मानकों की तुलना करने की अनुमति देता है ( एल) अज्ञात ऑपरेटिंग आवृत्ति पर कैपेसिटेंस मानकों के साथ। कैपेसिटेंस मानकों का उपयोग उच्च-परिशुद्धता माप में किया जाता है क्योंकि वे सटीक प्रेरण मानकों की तुलना में संरचनात्मक रूप से सरल होते हैं, अधिक कॉम्पैक्ट होते हैं, ढालने में आसान होते हैं, और वे व्यावहारिक रूप से बाहरी विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र नहीं बनाते हैं। इस मापने वाले पुल के लिए संतुलन की स्थितियाँ हैं: एल एक्स = आर 2 आर 3 सी 1 और आरएक्स = (आर 2 आर 3) /आर 1 (चित्र 3)। ब्रिज "अशुद्ध" बिजली आपूर्ति (यानी मौलिक आवृत्ति हार्मोनिक्स युक्त सिग्नल स्रोत) के मामले में भी संतुलित है, यदि मूल्य एल एक्सआवृत्ति पर निर्भर नहीं करता.

ट्रांसफार्मर मापने वाला पुल.

एसी मापने वाले पुलों के फायदों में से एक ट्रांसफार्मर के माध्यम से सटीक वोल्टेज अनुपात निर्धारित करने में आसानी है। प्रतिरोधों, कैपेसिटर या इंडक्टर्स से निर्मित वोल्टेज डिवाइडर के विपरीत, ट्रांसफार्मर लंबे समय तक एक निर्धारित वोल्टेज अनुपात बनाए रखते हैं और शायद ही कभी पुन: कैलिब्रेट करने की आवश्यकता होती है। अंजीर पर. 4 दो समान प्रतिबाधाओं की तुलना के लिए एक ट्रांसफार्मर मापने वाले पुल का आरेख दिखाता है। ट्रांसफार्मर मापने वाले पुल के नुकसान में यह तथ्य शामिल है कि ट्रांसफार्मर द्वारा दिया गया अनुपात कुछ हद तक सिग्नल की आवृत्ति पर निर्भर करता है। इससे केवल सीमित आवृत्ति रेंज के लिए ट्रांसफार्मर मापने वाले पुलों को डिजाइन करने की आवश्यकता होती है, जिसमें पासपोर्ट सटीकता की गारंटी होती है।

ग्राउंडिंग और परिरक्षण.

विशिष्ट शून्य डिटेक्टर।

एसी मापने वाले पुलों में दो प्रकार के नल डिटेक्टरों का सबसे अधिक उपयोग किया जाता है। उनमें से एक का नल डिटेक्टर एक गुंजयमान एम्पलीफायर है जिसमें एनालॉग आउटपुट डिवाइस सिग्नल स्तर दिखाता है। एक अन्य प्रकार का नल डिटेक्टर चरण-संवेदनशील डिटेक्टर है, जो असंतुलित सिग्नल को सक्रिय और प्रतिक्रियाशील घटकों में अलग करता है और उन मामलों में उपयोगी होता है जहां अज्ञात घटकों में से केवल एक (जैसे, अधिष्ठापन) को बिल्कुल संतुलित करने की आवश्यकता होती है। एललेकिन कोई प्रतिरोध नहीं आरप्रेरक)।

एसी सिग्नल माप

समय-भिन्न एसी सिग्नल के मामले में, आमतौर पर सिग्नल के तात्कालिक मूल्यों से संबंधित उनकी कुछ विशेषताओं को मापना आवश्यक होता है। एसी विद्युत मात्रा के आरएमएस (आरएमएस) मूल्यों को जानना अक्सर वांछनीय होता है, क्योंकि 1 वी डीसी पर हीटिंग पावर 1 वी (आरएमएस) एसी पर हीटिंग पावर से मेल खाती है। इसके साथ ही, अन्य मूल्य भी रुचि के हो सकते हैं, उदाहरण के लिए, अधिकतम या औसत निरपेक्ष मूल्य। प्रत्यावर्ती धारा के वोल्टेज (या शक्ति) के आरएमएस (प्रभावी) मान को वोल्टेज (या धारा की शक्ति) के समय-औसत वर्ग के वर्गमूल के रूप में परिभाषित किया गया है:

कहाँ टी– संकेत अवधि वाई(टी). अधिकतम मूल्य वाईअधिकतम सिग्नल का सबसे बड़ा तात्कालिक मान और औसत निरपेक्ष मान है हाँसमय के साथ औसत किया गया पूर्ण मूल्य है। एक साइनसॉइडल तरंग के साथ वाईप्रभाव = 0.707 वाईअधिकतम और हाँ = 0,637वाईअधिकतम.

प्रत्यावर्ती धारा के वोल्टेज और शक्ति का मापन।

लगभग सभी एसी वोल्टेज और करंट मीटर एक मूल्य दिखाते हैं जिसे इनपुट सिग्नल के प्रभावी मूल्य के रूप में माना जाने का प्रस्ताव है। हालाँकि, सस्ते उपकरण अक्सर सिग्नल के औसत निरपेक्ष या अधिकतम मूल्य को मापते हैं, और इसे स्केल करते हैं ताकि रीडिंग समतुल्य प्रभावी मूल्य से मेल खाए, यह मानते हुए कि इनपुट सिग्नल साइनसॉइडल है। इसे नजरअंदाज नहीं किया जाना चाहिए कि यदि सिग्नल साइनसॉइडल नहीं है तो ऐसे उपकरणों की सटीकता बेहद कम है। एसी सिग्नल के वास्तविक आरएमएस को मापने में सक्षम उपकरण तीन सिद्धांतों में से एक पर आधारित हो सकते हैं: इलेक्ट्रॉनिक गुणन, सिग्नल नमूनाकरण, या थर्मल रूपांतरण। पहले दो सिद्धांतों पर आधारित उपकरण, एक नियम के रूप में, वोल्टेज पर प्रतिक्रिया करते हैं, और थर्मल विद्युत मीटर - वर्तमान पर। अतिरिक्त और शंट प्रतिरोधकों का उपयोग करते समय, सभी उपकरण करंट और वोल्टेज दोनों को माप सकते हैं।

इलेक्ट्रॉनिक गुणन.

कुछ सन्निकटन में इनपुट सिग्नल का समय के साथ वर्गीकरण और औसतीकरण किया जाता है विद्युत सर्किटएनालॉग सिग्नल के लघुगणक और प्रतिलघुगणक खोजने जैसे गणितीय संचालन करने के लिए एम्पलीफायरों और गैर-रेखीय तत्वों के साथ। इस प्रकार के उपकरणों में केवल 0.009% की त्रुटि हो सकती है।

संकेत विवेक.

एसी सिग्नल को तेज़ एडीसी द्वारा डिजिटलीकृत किया जाता है। नमूना किए गए सिग्नल मानों को एक सिग्नल अवधि में नमूना किए गए मानों की संख्या से वर्गित, सारांशित और विभाजित किया जाता है। ऐसे उपकरणों की त्रुटि 0.01–0.1% है।

थर्मल विद्युत माप उपकरण।

वोल्टेज और करंट के प्रभावी मूल्यों को मापने की उच्चतम सटीकता थर्मल विद्युत माप उपकरणों द्वारा प्रदान की जाती है। वे एक हीटिंग तार (0.5-1 सेमी लंबा) के साथ एक छोटे खाली ग्लास कारतूस के रूप में एक थर्मल वर्तमान कनवर्टर का उपयोग करते हैं, जिसके मध्य भाग में एक छोटे मनके के साथ एक गर्म थर्मोकपल जंक्शन जुड़ा होता है। मनका एक ही समय में थर्मल संपर्क और विद्युत इन्सुलेशन प्रदान करता है। तापमान में वृद्धि के साथ, सीधे हीटिंग तार में वर्तमान के प्रभावी मूल्य से संबंधित, थर्मोकपल के आउटपुट पर एक थर्मो-ईएमएफ (डीसी वोल्टेज) दिखाई देता है। ऐसे ट्रांसड्यूसर 20 हर्ट्ज से 10 मेगाहर्ट्ज की आवृत्ति के साथ प्रत्यावर्ती धारा को मापने के लिए उपयुक्त हैं।

अंजीर पर. 5 मापदंडों के अनुसार चयनित दो थर्मल करंट कन्वर्टर्स के साथ एक थर्मल विद्युत मापने वाले उपकरण का एक योजनाबद्ध आरेख दिखाता है। जब इनपुट सर्किट पर AC वोल्टेज लगाया जाता है वीएसी आउटपुट थर्मोकपल कनवर्टर टी 1 डीसी वोल्टेज होता है, एम्पलीफायर एकनवर्टर के हीटिंग तार में डायरेक्ट करंट बनाता है टी 2, जिस पर बाद का थर्मोकपल समान डीसी वोल्टेज देता है, और एक पारंपरिक डीसी उपकरण आउटपुट करंट को मापता है।

एक अतिरिक्त अवरोधक की सहायता से वर्णित धारा मीटर को वोल्टमीटर में बदला जा सकता है। क्योंकि थर्मल मीटर केवल 2 और 500 एमए के बीच की धाराओं को सीधे मापते हैं, उच्च धाराओं को मापने के लिए अवरोधक शंट की आवश्यकता होती है।

एसी शक्ति और ऊर्जा माप।

एसी सर्किट में लोड द्वारा खपत की गई बिजली लोड के वोल्टेज और करंट के तात्कालिक मूल्यों के समय-औसत उत्पाद के बराबर है। यदि वोल्टेज और करंट साइनसॉइडली भिन्न होते हैं (जैसा कि आमतौर पर होता है), तो शक्ति आरके रूप में दर्शाया जा सकता है पी = ईआईओल जे, कहाँ इऔर मैं – प्रभावी मूल्यवोल्टेज और करंट, और जे- वोल्टेज और वर्तमान साइनसॉइड का चरण कोण (शिफ्ट कोण)। यदि वोल्टेज को वोल्ट में और करंट को एम्पीयर में व्यक्त किया जाता है, तो शक्ति को वाट में व्यक्त किया जाएगा। क्योंकि गुणक जे, जिसे पावर फैक्टर कहा जाता है, वोल्टेज और वर्तमान उतार-चढ़ाव के समकालिकता की डिग्री को दर्शाता है।

आर्थिक दृष्टि से सबसे महत्वपूर्ण विद्युत मात्रा ऊर्जा है। ऊर्जा डब्ल्यूशक्ति के उत्पाद और उसके उपभोग के समय से निर्धारित होता है। में गणितीय रूपइसे इस प्रकार लिखा गया है:

यदि समय ( टी 1 - टी 2) सेकंड में मापा गया वोल्टेज इ- वोल्ट और करंट में मैं- एम्पीयर में, फिर ऊर्जा डब्ल्यूवाट-सेकंड में व्यक्त किया जाएगा, अर्थात। जूल (1 J = 1 Wh s)। यदि समय को घंटों में मापा जाता है, तो ऊर्जा को वाट-घंटे में मापा जाता है। व्यवहार में, बिजली को किलोवाट-घंटे (1 kWh = 1000 Wh) में व्यक्त करना अधिक सुविधाजनक है।

समय विभाजन के साथ बिजली मीटर.

समय विभाजन बिजली मीटर विद्युत शक्ति को मापने की एक बहुत ही अनोखी लेकिन सटीक विधि का उपयोग करते हैं। इस डिवाइस में दो चैनल हैं. एक चैनल एक इलेक्ट्रॉनिक कुंजी है जो इनपुट सिग्नल को पास करती है या नहीं पास करती है वाई(या उलटा इनपुट - वाई) कम पास फिल्टर के लिए। कुंजी की स्थिति को दूसरे चैनल के आउटपुट सिग्नल द्वारा नियंत्रित किया जाता है, जिसमें समय अंतराल "बंद"/"खुला" का अनुपात उसके इनपुट सिग्नल के समानुपाती होता है। फ़िल्टर आउटपुट पर औसत सिग्नल दो इनपुट सिग्नल के समय-औसत उत्पाद के बराबर है। यदि एक इनपुट लोड वोल्टेज के समानुपाती होता है और दूसरा लोड करंट के समानुपाती होता है, तो आउटपुट वोल्टेज लोड द्वारा खींची गई शक्ति के समानुपाती होता है। औद्योगिक उत्पादन के ऐसे काउंटरों की त्रुटि 3 किलोहर्ट्ज़ तक की आवृत्तियों पर 0.02% है (प्रयोगशाला - 60 हर्ट्ज पर केवल 0.0001%)। उच्च-परिशुद्धता वाले उपकरणों के रूप में, इन्हें काम करने वाले माप उपकरणों की जांच के लिए अनुकरणीय मीटर के रूप में उपयोग किया जाता है।

वाटमीटर और बिजली मीटर को पृथक करना।

ऐसे उपकरण डिजिटल वाल्टमीटर के सिद्धांत पर आधारित होते हैं, लेकिन इनमें दो इनपुट चैनल होते हैं जो समानांतर में करंट और वोल्टेज सिग्नल का नमूना लेते हैं। प्रत्येक पृथक मान इ(क) नमूने के क्षण में वोल्टेज सिग्नल के तात्कालिक मूल्यों का प्रतिनिधित्व करते हुए, संबंधित असतत मूल्य से गुणा किया जाता है मैं(क) एक ही समय में प्राप्त वर्तमान सिग्नल का। ऐसे उत्पादों का समय औसत वाट में शक्ति है:

एक संचायक जो समय के साथ अलग-अलग मूल्यों के उत्पादों को जमा करता है, कुल विद्युत ऊर्जा को वाट-घंटे में देता है। बिजली मीटरों की त्रुटि 0.01% तक कम हो सकती है।

प्रेरण बिजली मीटर.

एक इंडक्शन मीटर दो वाइंडिंग वाली कम-शक्ति वाली एसी मोटर से ज्यादा कुछ नहीं है - एक करंट वाइंडिंग और एक वोल्टेज वाइंडिंग। वाइंडिंग्स के बीच रखी एक प्रवाहकीय डिस्क पावर इनपुट के आनुपातिक टॉर्क की कार्रवाई के तहत घूमती है। यह क्षण स्थायी चुंबक द्वारा डिस्क में प्रेरित धाराओं द्वारा संतुलित किया जाता है, ताकि डिस्क की घूर्णन गति खपत की गई शक्ति के समानुपाती हो। किसी निश्चित समय के लिए डिस्क के चक्करों की संख्या इस दौरान उपभोक्ता द्वारा प्राप्त कुल बिजली के समानुपाती होती है। डिस्क के चक्करों की संख्या एक यांत्रिक काउंटर द्वारा गिना जाता है, जो किलोवाट-घंटे में बिजली दिखाता है। इस प्रकार के उपकरण व्यापक रूप से घरेलू बिजली मीटर के रूप में उपयोग किए जाते हैं। उनकी त्रुटि, एक नियम के रूप में, 0.5% है; वे किसी भी अनुमेय मौजूदा स्तर पर लंबे समय तक सेवा जीवन से प्रतिष्ठित हैं।

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