डिजिटल मापने के उपकरण: फायदे और नुकसान, संचालन का सिद्धांत
डिजिटल माप मानव जाति के पूरे इतिहास में विभिन्न भौतिक मात्राओं को मापने के सबसे क्रांतिकारी तरीकों में से एक है। हम कह सकते हैं कि सामान्य तौर पर, डिजिटल तकनीक के आगमन के बाद से, इस प्रकार के उपकरण के महत्व ने काफी हद तक हमारे पूरे अस्तित्व के भविष्य को निर्धारित किया है।
सभी मापने वाले उपकरणों को एनालॉग और डिजिटल में विभाजित किया गया है।
डिजिटल मीटर में उच्च प्रतिक्रिया गति और उच्च श्रेणी की सटीकता होती है। उनका उपयोग विद्युत और गैर-विद्युत मात्रा की एक विस्तृत श्रृंखला को मापने के लिए किया जाता है।
डिजिटल एनालॉग उपकरणों के विपरीत, वे मापे गए डेटा को संग्रहीत नहीं करते हैं और डिजिटल माइक्रोप्रोसेसर उपकरणों के साथ संगत नहीं होते हैं। इस कारण से, इसके साथ किए गए प्रत्येक माप को रिकॉर्ड करना आवश्यक है, जो थकाऊ और समय लेने वाला हो सकता है।
डिजिटल मीटर का मुख्य नुकसान यह है कि उन्हें एक निश्चित समय के बाद बाहरी शक्ति स्रोत या बैटरी चार्ज करने की आवश्यकता होती है।साथ ही, डिजिटल उपकरणों की सटीकता, गति और दक्षता उन्हें एनालॉग उपकरणों की तुलना में अधिक महंगा बनाती है।
डिजिटल मापने वाले उपकरण - ऐसे उपकरण जिनमें मापा इनपुट एनालॉग मान X स्वचालित रूप से ज्ञात (नमूना) मान N के असतत मूल्यों के साथ अनुभवजन्य रूप से तुलना की जाती है और माप परिणाम डिजिटल रूप में दिए जाते हैं (एनालॉग, असतत और डिजिटल सिग्नल कैसे अलग हैं?).
डिजिटल वाल्टमीटर का ब्लॉक आरेख
डिजिटल माप उपकरणों में तुलनात्मक संचालन करते समय, निरंतर मापी गई मात्राओं के मूल्यों का स्तर और समय निर्धारित किया जाता है। माप परिणाम (मापा मूल्य के संख्यात्मक समतुल्य) डिजिटल कोडिंग संचालन करने के बाद बनता है और एक चयनित कोड (प्रदर्शन के लिए दशमलव या आगे की प्रक्रिया के लिए बाइनरी) में प्रस्तुत किया जाता है।
डिजिटल प्रकाश मीटर
डिजिटल मापने वाले उपकरणों में तुलनात्मक संचालन विशेष तुलना उपकरणों द्वारा किया जाता है। आमतौर पर, इस तरह के उपकरणों में माप का अंतिम परिणाम भंडारण के बाद प्राप्त होता है और नमूना मान N के अलग-अलग असतत मूल्यों के साथ एनालॉग मान X की तुलना करने के लिए अलग-अलग संचालन के परिणामों की निश्चित प्रसंस्करण (N के साथ X के ज्ञात अंशों की तुलना) उसी मूल्य का भी किया जा सकता है)।
एक्स के संख्यात्मक समकक्ष को मापने वाले उपकरण के माध्यम से धारणा (डिजिटल डिस्प्ले) के लिए सुविधाजनक रूप में प्रस्तुत किया जाता है और यदि आवश्यक हो, तो इलेक्ट्रॉनिक कंप्यूटर (कंप्यूटर) या स्वचालित नियंत्रण प्रणाली में इनपुट के लिए सुविधाजनक रूप में (डिजिटल नियंत्रक, प्रोग्राम करने योग्य तर्क नियंत्रक, बुद्धिमान रिले, आवृत्ति कन्वर्टर्स)।दूसरे मामले में, उपकरणों को अक्सर डिजिटल सेंसर कहा जाता है।
डिजिटल नॉनोमीटर
सामान्य तौर पर, डिजिटल मापने वाले उपकरणों में एनालॉग-टू-डिजिटल कन्वर्टर्स होते हैं, एक संदर्भ मान N उत्पन्न करने के लिए एक इकाई या N, तुलनित्र, तर्क उपकरण और आउटपुट डिवाइस के पूर्वनिर्धारित मानों का एक सेट।
स्वचालित डिजिटल मापने वाले उपकरणों में एक उपकरण होना चाहिए जो उनकी कार्यात्मक इकाइयों के संचालन को नियंत्रित करता है। आवश्यक कार्यात्मक ब्लॉकों के अतिरिक्त, डिवाइस में अतिरिक्त हो सकता है, उदाहरण के लिए, निरंतर मूल्यों के कन्वर्टर्स एक्स से मध्यवर्ती निरंतर मूल्यों तक।
ऐसे कन्वर्टर्स का उपयोग उपकरणों को मापने में किया जाता है जहां मध्यवर्ती एक्स को मूल से अधिक आसानी से मापा जा सकता है। विभिन्न गैर-विद्युत मात्राओं को मापते समय X को विद्युत मात्रा में परिवर्तित करने का सहारा लिया जाता है, बदले में विद्युत राशियों को अक्सर समतुल्य समय अंतराल द्वारा दर्शाया जाता है, और इसी तरह।
यह सभी देखें:
डिजिटल थर्मामीटर के उदाहरण का उपयोग करके एनालॉग सिग्नल को डिजिटल रूप में कैसे परिवर्तित किया जाता है
एनालॉग टू डिजिटल कन्वर्टर्स (एडीसी) ऐसे उपकरण हैं जो इनपुट एनालॉग सिग्नल स्वीकार करते हैं और तदनुसार, उनके आउटपुट डिजिटल सिग्नल, कंप्यूटर और अन्य डिजिटल उपकरणों के साथ काम करने के लिए उपयुक्त हैं, अर्थात। आमतौर पर भौतिक सिग्नल को पहले एनालॉग (मूल सिग्नल के समान) में बदला जाता है और फिर एनालॉग सिग्नल को डिजिटल में बदला जाता है।
डिजिटल मीटर विभिन्न प्रकार के स्वचालित माप विधियों और माप सर्किट का उपयोग करते हैं। एक अलग n मुख्य रूप से तुलना विधियों की विशिष्टता को निर्धारित करता है।
X और N की तुलना संतुलन और मिलान विधियों द्वारा की जा सकती है। पहली विधि में, N के मानों में परिवर्तन को तब तक नियंत्रित किया जाता है जब तक कि N में X के मानों की समानता (असतत त्रुटि के साथ) या उनके द्वारा उत्पन्न प्रभावों को सुनिश्चित नहीं किया जाता है। दूसरी विधि के अनुसार, N के सभी मानों की एक साथ X के साथ तुलना की जाती है, और X का मान उस मान से निर्धारित होता है जो इससे मेल खाता है (विसंगति त्रुटि के साथ) n।
मिलान विधि में, कई तुलनित्र आमतौर पर एक साथ उपयोग किए जाते हैं, या X में एक सामान्य उपकरण पर कार्य करने की क्षमता होती है जो N मान को पढ़ता है जो उससे मेल खाता है।
ट्रेस, स्वीप और बिटवाइज़ बैलेंसिंग विधियों के साथ-साथ काउंट ट्रेस या रीड ट्रेस मैचिंग मेथड्स, पीरियॉडिक काउंटिंग या तुलनात्मक परिणामों की आवधिक काउंटिंग के बीच अंतर किया जाता है।
डिज़िटल मल्टीमीटर
इतिहास में पहला डिजिटल मापने वाला उपकरण स्थानिक कोडिंग सिस्टम था।
इन उपकरणों (सेंसर) में, माप योजना के अनुसार, मापा मूल्य को एक एनालॉग कनवर्टर की मदद से एक रैखिक गति या रोटेशन के कोण में परिवर्तित किया जाता है।
इसके अलावा, एनालॉग-टू-डिजिटल कनवर्टर में, परिणामी विस्थापन या रोटेशन कोण को एक विशेष कोड मास्क का उपयोग करके एन्कोड किया जाता है, जो विशेष कोड डिस्क, ड्रम, शासकों, प्लेट्स, कैथोड-रे ट्यूब आदि पर लागू होता है।
मास्क प्रवाहकीय और गैर-प्रवाहकीय, पारदर्शी और अपारदर्शी, चुंबकीय और गैर-चुंबकीय क्षेत्रों आदि के रूप में संख्या एन कोड के प्रतीक (0 या 1) बनाते हैं। इन क्षेत्रों से, विशेष पाठक दर्ज किए गए कोड को हटा देते हैं।
अस्पष्टता त्रुटियों को दूर करने का सबसे आम तरीका विशेष चक्रीय कोड के उपयोग पर आधारित है, जहां आसन्न संख्याएं केवल एक बिट में भिन्न होती हैं, अर्थात। पठन त्रुटि परिमाणीकरण चरण से अधिक नहीं हो सकती। यह इस तथ्य के कारण हासिल किया जाता है कि जब चक्रीय कोड में प्रत्येक संख्या को एक से बदल दिया जाता है, तो केवल एक वर्ण बदल जाता है (उदाहरण के लिए, ग्रे कोड का उपयोग किया जाता है)।
डिजिटल एनकोडर
एनकोडर के कार्यान्वयन के आधार पर, स्थानिक एन्कोडिंग ट्रांसड्यूसर को संपर्क, चुंबकीय, आगमनात्मक, कैपेसिटिव और फोटोइलेक्ट्रिक ट्रांसड्यूसर में विभाजित किया जा सकता है (देखें - एनकोडर कैसे काम करते हैं और काम करते हैं).
डिजिटल मीटर के उदाहरण: