विद्युत माप के प्रकार और तरीके

इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग का अध्ययन करते समय, किसी को विद्युत, चुंबकीय और यांत्रिक मात्राओं से निपटना और मापना चाहिए।

एक विद्युत, चुंबकीय, या अन्य मात्रा को मापने के लिए इसकी तुलना एक इकाई के रूप में ली गई अन्य सजातीय मात्रा से करना है।

यह लेख सबसे महत्वपूर्ण माप वर्गीकरण पर चर्चा करता है विद्युत माप का सिद्धांत और अभ्यास… इस वर्गीकरण में पद्धतिगत दृष्टिकोण से मापों का वर्गीकरण शामिल हो सकता है, अर्थात माप परिणाम (माप के प्रकार या वर्ग) प्राप्त करने के सामान्य तरीकों के आधार पर, सिद्धांतों और माप उपकरणों (माप के तरीकों) के उपयोग के आधार पर माप का वर्गीकरण और मापा मूल्यों की गतिशीलता के आधार पर माप का वर्गीकरण।

विद्युत माप के प्रकार

परिणाम प्राप्त करने के सामान्य तरीकों के आधार पर, माप निम्न प्रकारों में विभाजित होते हैं: प्रत्यक्ष, अप्रत्यक्ष और संयुक्त।

प्रत्यक्ष मापन के लिए वे शामिल हैं जिनका परिणाम सीधे प्रयोगात्मक डेटा से प्राप्त होता है।प्रत्यक्ष माप को पारंपरिक रूप से सूत्र Y = X द्वारा व्यक्त किया जा सकता है, जहाँ Y मापा मान का वांछित मान है; एक्स - प्रयोगात्मक डेटा से सीधे प्राप्त मूल्य। इस प्रकार के माप में स्थापित इकाइयों में कैलिब्रेट किए गए उपकरणों का उपयोग करके विभिन्न भौतिक मात्राओं का माप शामिल है।

उदाहरण के लिए, एक एमीटर के साथ करंट का माप, थर्मामीटर के साथ तापमान आदि। इस प्रकार के माप में वे माप भी शामिल होते हैं जहाँ किसी माप के साथ प्रत्यक्ष तुलना द्वारा मात्रा का वांछित मान निर्धारित किया जाता है। उपयोग किए गए साधन और प्रयोग की सरलता (या जटिलता) को सीधी रेखा माप का श्रेय देते समय ध्यान में नहीं रखा जाता है।

परोक्ष ऐसे मापन को कहते हैं, जिसमें मात्रा का वांछित मान इस मात्रा तथा प्रत्यक्ष मापन के अधीन आने वाली मात्राओं के बीच ज्ञात सम्बन्ध के आधार पर पाया जाता है। अप्रत्यक्ष माप के लिए, मापा मूल्य का संख्यात्मक मान सूत्र Y = F (Xl, X2 ... Xn) की गणना करके निर्धारित किया जाता है, जहाँ Y - मापा मूल्य का आवश्यक मान; NS1, X2, Xn - मापा मात्रा के मान। अप्रत्यक्ष माप का एक उदाहरण डीसी सर्किट में एक एमीटर और वोल्टमीटर के साथ शक्ति का माप है।

संयुक्त मापों को वे कहते हैं जिनके लिए आवश्यक मात्राओं के मूल्यों को सीधे मापी गई मात्राओं के साथ जोड़ने वाले समीकरणों की प्रणाली को हल करके विभिन्न मात्राओं के आवश्यक मान निर्धारित किए जाते हैं। संयुक्त माप के एक उदाहरण के रूप में, इसके तापमान के साथ प्रतिरोध प्रतिरोधक से संबंधित सूत्र में गुणांक की परिभाषा दी जा सकती है: Rt = R20 [1 + α (T1-20) + β (T1-20)]

विद्युत माप के तरीके

सिद्धांतों और माप उपकरणों का उपयोग करने के लिए तकनीकों के सेट के आधार पर, सभी विधियों को प्रत्यक्ष मूल्यांकन पद्धति और तुलना विधियों में विभाजित किया गया है।

प्रत्यक्ष मूल्यांकन पद्धति का सार इस तथ्य में निहित है कि मापी गई मात्रा का मान एक (प्रत्यक्ष माप) या कई (अप्रत्यक्ष माप) उपकरणों की रीडिंग से अनुमानित होता है, जो मापा मात्रा की इकाइयों में या इकाइयों में पूर्व-कैलिब्रेट किया जाता है। अन्य मात्राएँ जिन पर मापा परिमाण मात्रा निर्भर करती है।

प्रत्यक्ष अनुमान पद्धति का सबसे सरल उदाहरण प्रत्येक मात्रा का एक उपकरण के साथ माप है जिसका पैमाना उपयुक्त इकाइयों में स्नातक किया गया है।

विद्युत माप विधियों का दूसरा बड़ा समूह सामान्य नाम तुलना विधियों के तहत संयुक्त है। इनमें वे सभी विद्युत माप विधियाँ शामिल हैं जिनमें माप द्वारा पुन: उत्पन्न मूल्य के साथ मापा मूल्य की तुलना की जाती है। इस प्रकार, तुलना विधियों की एक विशिष्ट विशेषता माप प्रक्रिया में उपायों की प्रत्यक्ष भागीदारी है।

तुलना विधियों को निम्नलिखित में विभाजित किया गया है: अशक्त, अंतर, प्रतिस्थापन और मिलान।

अशक्त विधि यह एक माप के साथ मापा मूल्य की तुलना करने की एक विधि है जिसमें माप पर मूल्यों के प्रभाव का परिणाम शून्य हो जाता है। इस प्रकार, जब संतुलन पहुँच जाता है, तो एक निश्चित घटना गायब हो जाती है, उदाहरण के लिए, सर्किट के एक खंड में करंट या इसके पार वोल्टेज, जिसे इस उद्देश्य की पूर्ति करने वाले उपकरणों की मदद से रिकॉर्ड किया जा सकता है। - शून्य संकेतक। शून्य संकेतकों की उच्च संवेदनशीलता के कारण, और यह भी क्योंकि माप बड़ी सटीकता के साथ किए जा सकते हैं, उच्च माप सटीकता भी प्राप्त की जाती है।

अशक्त विधि के अनुप्रयोग का एक उदाहरण एक पूरी तरह से संतुलित ब्रिज के माध्यम से विद्युत प्रतिरोध का माप होगा।

विभेदक विधि में, अशक्त विधि की तरह, मापा मूल्य की माप के साथ प्रत्यक्ष या अप्रत्यक्ष रूप से तुलना की जाती है, और तुलना के परिणामस्वरूप मापा मूल्य का मूल्य इन मूल्यों द्वारा एक साथ उत्पन्न होने वाले प्रभावों के बीच के अंतर से आंका जाता है। और माप द्वारा पुन: उत्पन्न ज्ञात मूल्य। इस प्रकार, अंतर विधि के साथ, मापा मूल्य का अधूरा संतुलन प्राप्त होता है, और यह अंतर विधि और शून्य के बीच का अंतर है।

विभेदक विधि प्रत्यक्ष आकलन विधि की कुछ विशेषताओं और अशक्त विधि की कुछ विशेषताओं को जोड़ती है। यह बहुत सटीक माप परिणाम तभी दे सकता है जब मापा मूल्य और माप एक दूसरे से थोड़ा अलग हों।

उदाहरण के लिए, यदि इन दो मात्राओं के बीच का अंतर 1% है और 1% तक की त्रुटि के साथ मापा जाता है, तो वांछित मात्रा की माप त्रुटि इस प्रकार 0.01% तक कम हो जाती है यदि माप त्रुटियों को ध्यान में नहीं रखा जाता है। विभेदक विधि के अनुप्रयोग का एक उदाहरण वोल्टमीटर के साथ दो वोल्टेज के बीच अंतर का माप है, जिनमें से एक उच्च सटीकता के साथ जाना जाता है और दूसरा वांछित मान है।

एक प्रतिस्थापन विधि में एक उपकरण के साथ वांछित मूल्य को क्रमिक रूप से मापना और उसी उपकरण के साथ माप करना शामिल है जो एक मान को पुन: उत्पन्न करता है जो मापा मूल्य के साथ सजातीय है। वांछित मान की गणना दो मापों के परिणामों से की जा सकती है।इस तथ्य के कारण कि दोनों माप एक ही डिवाइस द्वारा एक ही बाहरी परिस्थितियों में किए जाते हैं, और वांछित मान डिवाइस रीडिंग के अनुपात से निर्धारित होता है, माप परिणाम की त्रुटि काफी कम हो जाती है। चूंकि उपकरण की त्रुटि आमतौर पर पैमाने के विभिन्न बिंदुओं पर समान नहीं होती है, उच्चतम माप सटीकता उपकरण के समान रीडिंग के साथ प्राप्त की जाती है।

प्रतिस्थापन की विधि को लागू करने का एक उदाहरण अपेक्षाकृत बड़े का माप होगा डीसी विद्युत प्रतिरोध नियंत्रित रोकनेवाला और नमूने के माध्यम से प्रवाहित धारा को क्रमिक रूप से मापकर। माप के दौरान सर्किट को उसी वर्तमान स्रोत द्वारा संचालित किया जाना चाहिए। वर्तमान स्रोत और वर्तमान को मापने वाले उपकरण का प्रतिरोध चर और नमूना प्रतिरोधों की तुलना में बहुत छोटा होना चाहिए।

मिलान विधि यह एक ऐसी विधि है जिसमें मापा मूल्य और माप से पुन: उत्पन्न मूल्य के बीच अंतर को स्केल मार्क या आवधिक संकेतों के मिलान का उपयोग करके मापा जाता है। गैर-विद्युत मापन के अभ्यास में इस पद्धति का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

लंबाई नापना इसका एक उदाहरण है वर्नियर कैलिपर… विद्युत माप में, एक उदाहरण स्ट्रोबोस्कोप के साथ शरीर के वेग का माप है।

हम मापित मूल्य के समय के साथ परिवर्तन के आधार पर माप के वर्गीकरण का भी संकेत देंगे... इस पर निर्भर करते हुए कि मापा मूल्य समय के साथ बदलता है या माप प्रक्रिया के दौरान अपरिवर्तित रहता है, स्थिर और गतिशील माप के बीच एक अंतर किया जाता है। स्थिर रूप से स्थिर या स्थिर मानों के मापन को संदर्भित करता है।इनमें आरएमएस के माप और मात्रा के आयाम मान शामिल हैं, लेकिन स्थिर अवस्था में।

यदि समय-भिन्न मात्राओं के तात्कालिक मूल्यों को मापा जाता है, तो माप को गतिशील कहा जाता है। यदि गतिशील माप के दौरान मापने वाले उपकरण आपको मापी गई मात्रा के मूल्यों का लगातार निरीक्षण करने की अनुमति देते हैं, तो ऐसे मापों को निरंतर कहा जाता है।

किसी समय बिंदु t1, t2, आदि पर इसके मानों को मापकर किसी भी मात्रा का मापन करना संभव है। नतीजतन, मापा मात्रा के सभी मूल्यों को नहीं जाना जाएगा, लेकिन केवल चयनित समय पर मान। ऐसे मापों को अलग कहा जाता है।