طبقه بندی ابزار اندازه گیری

لیست تجهیزات اندازه گیری الکتریکی و الکترونیکی

آمپرمتر : جریان را اندازه گیری می کند.
خازن سنج : ظرفیت خازنی را اندازه گیری می کند.
آمپرمتر کلمپی : جریان را بدون اتصال فیزیکی اندازه گیری می کند.
Curve tracer : از این وسیله برای آناليز مشخصات داخلي المان هاي نيمه هادي مانند ديود ، ترانزستور و …. بر اساس مقدار ولتاژ و جريان تعبيه شده به دستگاه استفاده مي شود.
Cos Phi Meter : ضریب توان را اندازه گیری می کند.
اعوجاج سنج : Distortionmeter اعوجاج اضافه شده به مدار را اندازه گیری می کند.
توان سنج : میزان انرژی اتلاف شده را اندازه گیری می کند
ESR meter : مقاومت سری معادل خازن ها را اندازه گیری می کند.
شمارنده فرکانس(فرکانس متر) : فرکانس جریان را اندازه گیری می کند.
نشتی سنج : جریان نشتی را از طریق صفحات خازن اندازه گیری می کند.
متر LCR : اندوکتانس ، ظرفیت و مقاومت را اندازه گیری می کند.
تستر میگر Meger : مقاومت یک سیم پیچ موتور یا ژنراتور را اندازه گیری می کند و مقاومت زمین را نیز اندازه گیری می کند.
توان سنج مایکروویو : قدرت را در فرکانس های مایکروویو اندازه گیری می کند.
مولتی متر : ولتاژ ، جریان و مقاومت را اندازه گیری می کند.
عیب یاب کابل شبکه : پارامترهای شبکه را اندازه گیری می کند.
اهم متر : مقاومت یک جز را اندازه گیری می کند.
اسیلوسکوپ : شکل موج سیگنال را نشان می دهد ، اندازه گیری فرکانس ، زمان ، پیک سفر ، جابجایی ، …
Psophometer : دستگاهی است برای اندازه گیری نویز در سیستم های مخابراتی است.
Q متر : ضریب Q مدارهای RF را اندازه گیری می کند.
دور سنج (Tachometer) : سرعت و دور موتورها را اندازه گیری می کند.
آنالایزر سیگنال : سیگنال دامنه و مدولاسیون سیگنال RF را اندازه می گیرد.
سیگنال ژنراتور : سیگنال هایی را برای اهداف آزمایش تولید می کند.
اسپکتروم آنالایزر : طیف فرکانس را نمایش می دهد.
Sweep generator : برای ایجاد پاسخ فرکانس با دامنه ثابت امواج سینوسی فرکانس متغیر ایجاد می کند.
تستر ترانزیستور : ترانزیستور را آزمایش می کند.
Tube tester : تست لوله آزمایش لوله های خلاuum (تریود ، تترود و غیره)
وات متر : قدرت را در مدار اندازه گیری می کند.
وکتوراسکوپ (Vectorscope) : فاز رنگ ها را در تلویزیون رنگی نشان می دهد.
ویدئو سیگنال ژنراتور : ویدیویی سیگنال ویدئویی را برای اهداف آزمایش تولید می کند.
ولت متر : اختلاف پتانسیل بین دو نقطه در یک مدار را اندازه گیری می کند. (شامل: DVM و VTVM)
VU متر : سطح سیگنال های AF را در واحد میزان اندازه گیری می کند.
CRO (اسیلوسکوپ کاتدی ری) ترانزیستور را بررسی کنید.

در اینجا ما به ابزار اندازه گیری الکتریکی علاقه مند هستیم ، بنابراین در مورد آنها به طور مفصل بحث خواهیم کرد. ابزارهای الکتریکی مقادیر مختلف الکتریکی مانند ضریب توان الکتریکی ، توان ، ولتاژ و جریان و غیره را اندازه می گیرند.
ابزار الکتریکی برای اندازه گیری مقادیر الکتریکی مانند جریان ، ولتاژ ، توان و غیره استفاده می شود. آمپرمتر ، ولت متر ، وات متر نمونه هایی از ابزار اندازه گیری الکتریکی هستند. آمپرمتر جریان را در آمپر اندازه گیری می کند. ولت متر ولتاژ را اندازه گیری می کند و وات متر برای اندازه گیری قدرت استفاده می شود. طبقه بندی ابزارهای الکتریکی بستگی به روش های نمایش قرائت خروجی دارد.
همه ابزارهای الکتریکی آنالوگ از سیستم مکانیکی برای اندازه گیری مقادیر مختلف الکتریکی استفاده می کنند اما همانطور که می دانیم تمام سیستم مکانیکی دارای مقداری سکون است بنابراین ابزارهای الکتریکی دارای پاسخ زمان محدود هستند.

اکنون روش های مختلفی برای طبقه بندی این ابزارها وجود دارد. در مقیاس گسترده می توانیم آنها را به صورت زیر دسته بندی کنیم:

ابزار اندازه گیری مطلق

ابزار مطلق مقدار مقادیر مربوط به ثابت فیزیکی را اندازه گیری می کند. ثابت فیزیکی به معنی زاویه انحراف ، درجه و ثابت متر است. محاسبه ریاضی نیاز به دانستن مقدار یک ثابت فیزیکی دارد.
گالوانومتر مماس نمونه هایی از ابزارهای مطلق است. در گالوانومتر مماس ، مقدار جریان عبوری از سیم پیچ با استفاده از مماس زاویه انحراف سیم پیچ آنها ، جز افقی میدان مغناطیسی زمین ، شعاع و تعداد چرخش سیم استفاده می شود. بیشترین کاربردهای این نوع ابزارها در آزمایشگاه ها دیده می شود.

ابزار اندازه گیری ثانویه

در ابزار ثانویه ، انحراف مقدار مقادیر قابل اندازه گیری را نشان می دهد. کالیبراسیون ابزارها با ابزار استاندارد برای اندازه گیری ضروری است. خروجی این نوع دستگاه مستقیماً بدست می آید و برای دانستن مقدار آنها هیچ محاسبه ریاضی لازم نیست.

ابزار دیجیتال

ابزار دیجیتالی خروجی را به شکل عددی می دهد. این ابزار در مقایسه با ابزار آنالوگ دقیق تر است زیرا هیچ خطای انسانی در خواندن رخ نمی دهد.

ابزار آنالوگ

تعریف: ابزار آنالوگ به عنوان ابزاری تعریف می شود که خروجی آن تابع مداوم زمان است و آنها یک رابطه ثابت با ورودی دارند. کمیت فیزیکی مانند ولتاژ ، جریان ، توان و انرژی از طریق ابزارهای آنالوگ اندازه گیری می شود. بیشتر ابزارهای آنالوگ از نشانگر یا صفحه برای نشان دادن مقدار مقدار اندازه گیری شده استفاده می کنند.

 طبقه بندی ابزارهای آنالوگ

طبقه بندی کمیت آنالوگ به تعداد کمیت فیزیکی که اندازه گیری می کنند بستگی دارد. به عنوان مثال ، ابزاری که برای اندازه گیری جریان استفاده می شود به نام آمپرمتر و ولت متر برای اندازه گیری ولتاژ شناخته می شود. وات متر و فرکانس متر به ترتیب توان و فرکانس را اندازه گیری می کنند.

ابزار آنالوگ با توجه به نوع جریان قابل اندازه گیری طبقه بندی می شود. موارد زیر انواع ابزار الکتریکی است.
ابزارهای آنالوگ جریان مستقیم
ابزار آنالوگ جریان متناوب
هر دو ابزار فعلی مستقیم و متناوب.

ابزارهای آنالوگ را می توان با نشان دادن خروجی مقدار اندازه گیری شده طبقه بندی کرد. نوع مختلف ابزارهای آنالوگ در زیر نشان داده شده است
نشان دادن
ضبط
ادغام ابزارها

ابزار نشانگر – ابزار نشانگر مقدار مقدار اندازه گیری شده را نشان می دهد. این ابزار از شماره گیر و نشانگر به عنوان نشانگر استفاده می کند. آمپرمتر و ولت متر از این دسته هستند.

ابزار ضبط – چنین نوع ابزارهایی یک خوانش مداوم را برای مدت مشخصی ارائه می دهند. تغییرات در مقادیر روی برگه های مقاله ثبت می شود.
ابزارهای یکپارچه سازی – ابزاری که جمع کننده مقدار الکتریکی را در یک دوره معین اندازه گیری می کند به عنوان ابزارهای ادغام شناخته می شود.

ابزارهای یکپارچه سازی دو نوع هستند.
ابزار الکترومکانیکی
ابزار الکترونیکی

طبقه بندی ابزارهای آنالوگ را می توان با روش های استفاده شده توسط ابزارها برای مقایسه مقدار اندازه گیری شده نیز انجام داد. در زیر طبقه بندی ابزار توسط روش ها آورده شده است.

1. ابزارهای اندازه گیری مستقیم – ابزارها مستقیماً اندازه گیری را به انرژی تبدیل می کنند که ابزارها و مقدار مقادیر ناشناخته اندازه گیری شده از طریق آن را فعال می کند. آمپرمتر ، ولت متر ، وات متر و انرژی سنج نمونه هایی از ابزار اندازه گیری مستقیم هستند.
2. ابزار مقایسه – ابزار مقایسه مقدار ناشناخته را با مقایسه آن با مقدار استاندارد اندازه گیری می کند. نمونه ابزار مقایسه پل های AC و DC است.
دقت آنها همچنین ممکن است ابزارهای آنالوگ را طبقه بندی کند.
اصول عملیات

ابزارهای آنالوگ را می توان با توجه به اصل کار دسته بندی کرد. در زیر اثر استفاده از ابزار آنالوگ برای عملکرد آنها است.

اثر مغناطیسی

اثر مغناطیسی به معنای جریان جاری در هادی است که باعث ایجاد میدان مغناطیسی اطراف آن می شود. به عنوان مثال ، در نظر بگیرید که هادی به سیم پیچ تبدیل شده است. جمع میدان مغناطیسی سیم پیچ ها مانند یک آهنربا خیالی رفتار خواهد کرد.

اثر حرارتی

جریان اندازه گیری که از عناصر گرمایشی عبور می کند ، درجه حرارت آنها را افزایش می دهد. ترموکوپل متصل به عنصر ، دما را به یک EMF تبدیل می کند. تبدیل جریان به یک EMF با کمک دما به عنوان اثر حرارتی شناخته می شود.

اثر الکترواستاتیک

نیروی الکترواستاتیک وارد شده بین دو صفحه شارژ شده. از این نیرو برای جابجایی یکی از صفحات استفاده می شود. ابزارهایی که روی این اصل کار می کنند به عنوان دستگاه های الکترواستاتیک شناخته می شوند.

اثر القایی

دیسک رسانای غیر مغناطیسی قرار گرفته در یک میدان مغناطیسی باعث ایجاد یک نیروی الکتریکی می شود. این میدان مغناطیسی توسط آهنربای الکتریکی القا می شود که با جریان متناوب تحریک می شود.
نیروی الکتروموتور باعث القای جریان الکتریکی درامزها می شود. فعل و انفعال حاصل از جریان القایی و EMF باعث حرکت دیسک می شود. این اثر بیشتر در اثرات القایی استفاده می شود.

اثر هال

این ماده در حضور یک میدان مغناطیسی عرضی جریان الکتریکی تولید می کند. ولتاژ بین دو لبه هادی ها تولید می شود. مقدار ولتاژها به جریان ، چگالی شار و خاصیت هادی بستگی دارد.

روش دیگر برای طبقه بندی ابزار اندازه گیری الکتریکی به نحوه تولید آنها در نتیجه اندازه گیری ها بستگی دارد. بر این اساس ، آنها می توانند دو نوع باشند:

ابزار انحراف

ابزاری که در آن مقدار اندازه گیری کمیت از طریق انحراف نشانگر تعیین می شود ، به عنوان ابزار نوع انحراف شناخته می شود. مقدار اندازه گیری نشانگر سیستم در حال حرکت ساز را که در مقیاس کالیبره شده ثابت می کند منحرف می کند. بنابراین ، مقدار مقدار اندازه گیری شده مشخص است.
ابزار نوع انحراف بیشتر در سه نوع طبقه بندی می شود.
ابزار نشانگر – ابزاری که مقدار مقدار اندازه گیری شده را نشان می دهد به عنوان ابزار نشانگر شناخته می شود. ابزار نشانگر دارای صفحه ای است که بر روی صفحه مدرج حرکت می کند. ولت متر ، آمپرمتر ، متر فاکتور قدرت نمونه هایی از ابزار نشانگر هستند.
ابزار یکپارچه سازی – ابزاری که کل انرژی تأمین شده را در یک بازه زمانی خاص اندازه گیری می کند به عنوان ابزار ادغام شناخته می شود. کل انرژی اندازه گیری شده توسط ابزار محصول زمان و اندازه گیری مقادیر الکتریکی است. کنتور انرژی ، وات ساعت و کنتور انرژی نمونه هایی از ابزار ادغام هستند.
ابزار ضبط – ابزار شرایط مدار را در یک بازه زمانی خاص ضبط می کند که به عنوان ابزار ضبط شناخته می شود. سیستم متحرک دستگاه ضبط قلم حمل می کند که به آرامی ورق کاغذ را لمس می کند. حرکت سیم پیچ بر روی ورق کاغذ ردیابی می شود. منحنی رسم شده بر روی کاغذ تغییر اندازه گیری مقادیر الکتریکی را نشان می دهد.
زمان پاسخ ساز الکترونیکی در مقایسه با دستگاه الکتریکی و مکانیکی بسیار زیاد است.
نمودار نشان داده شده در بالا دارای دو آهنربای دائمی است که به آنها قسمت ثابت دستگاه و قسمت متحرک که بین دو آهنربای دائمی است که از نشانگر تشکیل شده است ، می گویند. انحراف سیم پیچ متحرک مستقیماً با جریان متناسب است. بنابراین گشتاور متناسب با جریانی است که با عبارت Td = K.I داده می شود ، جایی که Td گشتاور منحرف است.

K ثابت تناسب است که به قدرت میدان مغناطیسی و تعداد دور سیم پیچ بستگی دارد. نشانگر بین دو نیروی مخالف تولید شده توسط فنر و آهن ربا منحرف می شود. و جهت حاصل از نشانگر در جهت نیروی حاصل است. مقدار جریان با زاویه انحراف θ ، و مقدار K اندازه گیری می شود.

ابزار نوع Null

تعریف: ابزاری که در آن نشانگر صفر یا صفر مقدار مقدار اندازه گیری شده را تعیین می کند به چنین نوع ابزاری یک ابزار نوع تهی گفته می شود. این از یک آشکارساز تهی استفاده می کند که نشانگر وضعیت تهی است در حالی که مقدار اندازه گیری شده و مقدار مخالف یکسان هستند.
این نوع ابزارها دقت بالایی دارند و همچنین بسیار حساس هستند. برای عملکرد ابزار نوع null ، شرایط زیر لازم است.
تاثیری که توسط کمیت اندازه گیری تولید می شود.
اثرات مخالف که ارزش آنها به درستی مشخص است. برای اندازه گیری برای تعیین مقدار عددی مقدار دقیق اندازه گیری شده لازم است.
آشکارساز که شرایط تهی را تشخیص می دهد ، به عنوان مثال ، آشکارساز وسیله ای است که در صورت بروز شرایط تعادل ، انحراف صفر را نشان می دهد.
ابزار نقطه صفر (مثلا پتانسیومتر DC) را در نظر بگیرید که در آن یک emf Ex ناشناخته اندازه گیری می شود. سیم لغزنده پتانسیومتر در مورد EMF با کمک منبع استاندارد EMF اندازه گیری شده است. آشکارساز صفر یک گالوانومتر است که انحراف آن متناسب با عدم تعادل EMF است ، یعنی این است که تفاوت بین EF EF در قسمت ab سیم سیم اسلاید و Emf ناشناخته Ex است. به محض اینکه هر دو برابر باشند.

بنابراین emf Ex ناشناخته برابر با Eab است که به طور مستقیم با مقیاس های اندازه گیری شده در امتداد سیم کشویی نشان داده می شود.

مزایای ابزار Null Types

موارد زیر مزایای ابزارهای نوع null است.

دقت ابزار نوع null زیاد است. زیرا اثر متضاد با کمک استانداردهایی که درجه بالایی از دقت دارند اندازه گیری می شود.
ابزار نوع null بسیار حساس است. در ابزار نوع null ، مقدار متعادل اندازه گیری می شود. آشکارساز باید محدوده کوچکی در اطراف نقطه متعادل را پوشش دهد و از این رو بسیار حساس است. همچنین در ابزار نوع null ، آشکارساز نیازی به اندازه گیری نیست بلکه فقط برای تشخیص وجود و جهت عدم تعادل است و نه مقدار عدم تعادل.
توجه: ابزار نوع Null قبل از بدست آوردن شرط null به کنترل های زیادی نیاز دارد و از این رو برای اندازه گیری دینامیکی مناسب نیست. زیرا در اندازه گیری دینامیکی کمیت با گذشت زمان به سرعت تغییر می کند.