गैर-विद्युत मात्राओं का विद्युत माप

विद्युत विधियों द्वारा विभिन्न गैर-विद्युत मात्राओं (विस्थापन, बल, तापमान आदि) का मापन उन उपकरणों और उपकरणों की सहायता से किया जाता है जो गैर-विद्युत मात्राओं को विद्युत रूप से निर्भर मात्रा में परिवर्तित करते हैं, जिन्हें विद्युत माप उपकरणों द्वारा मापा जाता है मापा गैर-विद्युत मात्रा की इकाइयों में कैलिब्रेट किया गया संतुलन।

मापा मात्रा के प्रभाव में किसी भी विद्युत या चुंबकीय पैरामीटर (प्रतिरोध, अधिष्ठापन, समाई, चुंबकीय पारगम्यता, आदि) के परिवर्तन के आधार पर पैरामीट्रिक में विभाजित गैर-विद्युत मात्रा के विद्युत या सेंसर में कन्वर्टर्स, और एक जनरेटर जिसमें मापा गैर-विद्युत मात्रा ई में परिवर्तित हो जाती है। वगैरह। (इंडक्शन, थर्मोइलेक्ट्रिक, फोटोइलेक्ट्रिक, पीजोइलेक्ट्रिक और अन्य)। पैरामीट्रिक कन्वर्टर्स को विद्युत शक्ति के बाहरी स्रोत की आवश्यकता होती है, और जनरेटर इकाइयाँ स्वयं शक्ति स्रोत होती हैं।

एक ही ट्रांसड्यूसर का उपयोग विभिन्न गैर-विद्युत मात्राओं को मापने के लिए किया जा सकता है, इसके विपरीत किसी भी गैर-विद्युत मात्रा का माप विभिन्न प्रकार के ट्रांसड्यूसर का उपयोग करके किया जा सकता है।

कन्वर्टर्स और इलेक्ट्रिकल मापने वाले उपकरणों के अलावा, गैर-इलेक्ट्रिक मात्रा को मापने के लिए इंस्टॉलेशन में इंटरमीडिएट कनेक्शन होते हैं - स्टेबलाइज़र, रेक्टीफायर्स, एम्पलीफायर, मापने वाले पुल इत्यादि।

रैखिक विस्थापन को मापने के लिए, आगमनात्मक ट्रांसड्यूसर का उपयोग करें - विद्युत चुम्बकीय उपकरण जिसमें विद्युत और चुंबकीय सर्किट के पैरामीटर फेरोमैग्नेटिक मैग्नेटिक सर्किट या मूविंग पार्ट से जुड़े आर्मेचर को स्थानांतरित करते समय बदलते हैं।

महत्वपूर्ण विस्थापन को विद्युत मूल्य में परिवर्तित करने के लिए, एक जंगम फेरोमैग्नेटिक ट्रांसलेशनली मूविंग मैगी-कंडक्टर के साथ एक ट्रांसड्यूसर का उपयोग किया जाता है (चित्र 1, ए)। चूंकि चुंबकीय सर्किट की स्थिति कनवर्टर (छवि 1, बी) के अधिष्ठापन को निर्धारित करती है और इसलिए, इसकी प्रतिबाधा, फिर निरंतर आवृत्ति के एक वैकल्पिक वोल्टेज के साथ विद्युत ऊर्जा के स्रोत के एक स्थिर वोल्टेज के साथ एक के सर्किट को खिलाती है। कनवर्टर, वर्तमान के अनुसार यह संभव है कि चुंबकीय सर्किट से यांत्रिक रूप से जुड़े हिस्से की गति का अनुमान लगाया जाए ... उपकरण के पैमाने को माप की उपयुक्त इकाइयों में स्नातक किया जाता है, उदाहरण के लिए मिलीमीटर (मिमी) में।

चावल। 1. एक जंगम फेरोमैग्नेटिक मैग्नेटिक सर्किट के साथ इंडक्टिव कन्वर्टर: ए - डिवाइस का आरेख, बी - इसके चुंबकीय सर्किट की स्थिति पर कनवर्टर के अधिष्ठापन की निर्भरता का ग्राफ।

विद्युत माप के लिए सुविधाजनक मूल्य में छोटे विस्थापन को परिवर्तित करने के लिए, चर हवा के अंतर वाले ट्रांसड्यूसर का उपयोग कुंडली और आर्मेचर (चित्र 2, ए) के साथ घोड़े की नाल के रूप में किया जाता है, जो चलती भाग से मजबूती से जुड़ा होता है। आर्मेचर के प्रत्येक आंदोलन से वर्तमान / कॉइल (छवि 2, बी) में परिवर्तन होता है, जो माप की इकाइयों में विद्युत मापने वाले उपकरण के पैमाने को कैलिब्रेट करने की अनुमति देता है, उदाहरण के लिए, माइक्रोमीटर (माइक्रोन) में, एक स्थिर आवृत्ति के साथ एक निरंतर वैकल्पिक वोल्टेज पर।

चावल। 2. एक चर वायु अंतर के साथ आगमनात्मक कनवर्टर: ए - डिवाइस का आरेख, बी - चुंबकीय प्रणाली में हवा के अंतराल पर कनवर्टर के कॉइल के वर्तमान की निर्भरता का ग्राफ।

दो समान चुंबकीय प्रणालियों और एक सामान्य आर्मेचर के साथ डिफरेंशियल इंडक्टिव कन्वर्टर्स, समान लंबाई (छवि 3) के एक एयर गैप के साथ दो मैग्नेटिक सर्किट के सममित रूप से स्थित होते हैं, जिसमें आर्मेचर की रैखिक गति अपनी मध्य स्थिति से दोनों एयर गैप को बदल देती है। समान रूप से, लेकिन विभिन्न संकेतों के साथ जो पूर्व-संतुलित चार-कुंडल एसी ब्रिज के संतुलन को बिगाड़ते हैं। यह पुल के मापने वाले विकर्ण की धारा के अनुसार आर्मेचर की गति का अनुमान लगाना संभव बनाता है, अगर यह निरंतर आवृत्ति के स्थिर वैकल्पिक वोल्टेज पर शक्ति प्राप्त करता है।

चावल। 3. आगमनात्मक अंतर कनवर्टर के उपकरण की योजना।

यांत्रिक बलों, तनावों और विभिन्न संरचनाओं के संयोजनों में होने वाली लोचदार विकृतियों को मापने के लिए उपयोग करें - तनाव ट्रांसड्यूसर, जो विकृत हो रहे हैं, अध्ययन के तहत भागों के साथ मिलकर, उनके विद्युत प्रतिरोध को बदलते हैं।आमतौर पर, एक स्ट्रेन गेज का प्रतिरोध कई सौ ओम होता है, और इसके प्रतिरोध में सापेक्ष परिवर्तन एक प्रतिशत का दसवां हिस्सा होता है और विरूपण पर निर्भर करता है, जो लोचदार सीमा में लागू बलों और परिणामी यांत्रिक तनावों के सीधे आनुपातिक होता है।

स्ट्रेन गेज 0.02-0.04 मिमी के व्यास के साथ या 0.1-0.15 मिमी की मोटाई के साथ विशेष रूप से संसाधित तांबे की पन्नी से उच्च-प्रतिरोध वाले ज़िगज़ैग तार (कॉन्स्टेंटन, निक्रोम, मैंगानिन) के रूप में बनाए जाते हैं, जिन्हें सील किया जाता है कागज की दो पतली परतों के बीच बेक्लाइट वार्निश और गर्मी उपचार के अधीन (चित्र 4, ए)।

चावल। 4. टेनोमीटर: ए - डिवाइस का आरेख: 1 - विकृत भाग, 2 - पतला कागज, 3 - तार, 4 - गोंद, 5 - टर्मिनल, बी - असंतुलित प्रतिरोधक पुल को बांह से जोड़ने के लिए सर्किट।

फैब्रिकेटेड स्ट्रेन गेज को इंसुलेटिंग ग्लू की बहुत पतली परत के साथ अच्छी तरह से साफ किए गए विकृत भाग से चिपकाया जाता है ताकि भाग के अपेक्षित विरूपण की दिशा तार के छोरों के लंबे पक्षों की दिशा से मेल खाती हो। जब शरीर विकृत होता है, तो सरेस से जोड़ा हुआ स्ट्रेन गेज उसी विरूपण को मानता है, जो संवेदन तार के आयामों में परिवर्तन के साथ-साथ इसकी सामग्री की संरचना में परिवर्तन के कारण इसके विद्युत प्रतिरोध को बदलता है, जो तार के विशिष्ट प्रतिरोध को प्रभावित करता है।

चूंकि स्ट्रेन गेज के प्रतिरोध में सापेक्ष परिवर्तन अध्ययन के तहत शरीर के रैखिक विरूपण के सीधे आनुपातिक है और, तदनुसार, आंतरिक लोचदार बलों के यांत्रिक तनावों के अनुसार, मापने वाले विकर्ण पर गैल्वेनोमीटर की रीडिंग का उपयोग करते हुए पूर्व-संतुलित प्रतिरोधी पुल, जिनमें से एक हथियार तनाव गेज है, मापा यांत्रिक मात्रा (चित्र 4, बी) के मूल्य का अनुमान लगा सकता है।

प्रतिरोधों के एक असंतुलित पुल के उपयोग के लिए विद्युत स्रोत के वोल्टेज के स्थिरीकरण या विद्युत मापने वाले उपकरण के रूप में मैग्नेटोइलेक्ट्रिक अनुपात के उपयोग की आवश्यकता होती है, जिसके रीडिंग पर स्केल पर संकेतित नाममात्र वोल्टेज के ± 20% के भीतर वोल्टेज परिवर्तन होता है। डिवाइस का कोई महत्वपूर्ण प्रभाव नहीं है।

विभिन्न मीडिया के तापमान को मापने के लिए थर्मोसेंसिटिव और थर्मोइलेक्ट्रिक ट्रांसड्यूसर का उपयोग करें... थर्मोसेंसिटिव ट्रांसड्यूसर में धातु और अर्धचालक थर्मिस्टर्स शामिल हैं, जिनका प्रतिरोध काफी हद तक तापमान पर निर्भर करता है (चित्र 5, ए)।

-260 से +1100 ° C तक के तापमान को मापने के लिए प्लैटिनम थर्मिस्टर्स सबसे व्यापक हैं और -200 से +200 ° C तक तापमान रेंज के लिए कॉपर थर्मिस्टर्स, साथ ही सेमीकंडक्टर थर्मिस्टर्स विद्युत प्रतिरोध के एक नकारात्मक गुणांक के साथ - थर्मिस्टर्स , -60 से +120 डिग्री सेल्सियस के तापमान को मापने के लिए धातु थर्मिस्टर्स की तुलना में उच्च संवेदनशीलता और छोटे आकार की विशेषता है।

तापमान-संवेदनशील ट्रांसड्यूसर को नुकसान से बचाने के लिए, उन्हें एक पतली दीवार वाली स्टील ट्यूब में सीलबंद तल के साथ रखा जाता है और तारों को असंतुलित प्रतिरोधी पुल (छवि 5, बी) के तारों से जोड़ने के लिए एक उपकरण होता है, जो इसे संभव बनाता है मापने वाले विकर्ण के वर्तमान के साथ मापा तापमान का अनुमान लगाने के लिए। मीटर के रूप में उपयोग किए जाने वाले मैग्नेटोइलेक्ट्रिक अनुपात के पैमाने को डिग्री सेल्सियस (डिग्री सेल्सियस) में स्नातक किया जाता है।

चावल। 5. थर्मिस्टर्स: ए - तापमान पर धातुओं के सापेक्ष प्रतिरोध में परिवर्तन की निर्भरता का ग्राफ, बी - थर्मिस्टर्स को असंतुलित प्रतिरोधक पुल की भुजा से जोड़ने के लिए एक सर्किट।

थर्मोइलेक्ट्रिक तापमान ट्रांसड्यूसर - थर्मोक्यूल्स, छोटे ई की पीढ़ी, आदि। सी। दो अलग-अलग धातुओं के यौगिक को गर्म करने के प्रभाव में, उन्हें मापा तापमान (छवि 6, ए, बी) के क्षेत्र में एक सुरक्षात्मक प्लास्टिक, धातु या चीनी मिट्टी के बरतन खोल में रखा जाता है।

चावल। 6. थर्माकोउल्स: ए - डी की निर्भरता का ग्राफ, आदि। पी. थर्मोक्यूल्स के तापमान के लिए: टीईपी-प्लैटिनम-रोडियम-प्लैटिनम, टीएक्सए-क्रोमेल-एल्यूमेल, टीएचके-क्रोमेल-कोपेल, थर्मोकपल का उपयोग करके तापमान मापने के लिए बी-असेंबली डायग्राम।

थर्मोकपल के मुक्त सिरों को समरूप तारों द्वारा एक मैग्नेटोइलेक्ट्रिक मिलीवोल्टमीटर से जोड़ा जाता है, जिसके पैमाने को डिग्री सेल्सियस में स्नातक किया जाता है। सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले थर्माकोउल्स हैं: प्लैटिनम-रोडियम - 1300 डिग्री सेल्सियस तक तापमान मापने के लिए प्लैटिनम और 1600 डिग्री सेल्सियस तक थोड़े समय के लिए, संकेतित शासनों के अनुरूप तापमान के लिए क्रोमेल-एल्यूमल - 1000 डिग्री सेल्सियस और 1300 डिग्री सेल्सियस और क्रोमेल- कमीने, 600 ° C तक के तापमान के दीर्घकालिक माप और 800 ° C तक के अल्पकालिक माप के लिए डिज़ाइन किया गया।

विभिन्न गैर-विद्युत मात्राओं को मापने के लिए विद्युत विधियों। वे व्यापक रूप से व्यवहार में उपयोग किए जाते हैं, क्योंकि वे उच्च माप सटीकता प्रदान करते हैं, मापा मूल्यों की एक विस्तृत श्रृंखला में भिन्न होते हैं, माप की अनुमति देते हैं और नियंत्रित वस्तु के स्थान से काफी दूरी पर उनका पंजीकरण करते हैं, और दुर्गम स्थानों में माप करने की संभावना भी देता है।