چگونگی سنجش عملکرد در ابزار اندازه گیری الکتریکی
اساساً،سه نوع ابزار اندازه گیری وجود دارد:
- ابزار اندازه گیری الکتریکی
- ابزار اندازه گیری مکانیکی
- ابزار اندازه گیری الکترونیک
موضوع مورد نظر ما در اینجا ابزار اندازه گیری الکتریکی است و ما درباره جزئیات آن با هم بحث خواهیم کرد.
ابزار الکتریکی کمیتهای الکتریکی مختلف مانند فاکتور نیروی الکتریکی،نیرو،ولتاژ و جریان و غیره را اندازه میگیرید.همه ابزار های ابزار دقیق آنالوگ از سیستم مکانیکی برای اندازه گیری کمیتهای الکتریکی استفاده میکنند ولی همان طور که میدانیم،همه سیستمهای مکانیکی دارای نوعی خاصیت اینرس هستند،بنابراین ابزار الکتریکی دارای زمان پاسخ محدودی هستند.
حالا راههای مختلفی برای طبقهبندی تجهیزات ابزار دقیق وجود دارد.در مقیاس وسیع ما میتوانیم آنها را اینگونه طبقه بندی کنیم:
تجهیزات اندازه گیری مطلق
این گونه ابزار خروجیها را در ترمهای ثابت فیزیکی از ابزار به ما تحویل میدهد.برای مثال تعادل جریان Rayleigh و گالوانومتر تانژانت،ابزار مطلق هستند.
ابزار اندازه گیری ثانویه
این گونه ابزار؛با کمک ابزار مطلق ساخته میشوند.ابزار ثانویه به وسیله مقایسه با ابزار مطلق،کالیبره میشوند.در مقایسه با ابزار مطلق،اینگونه ابزار بیشتر در اندازه گیری کمیتها استفاده میشوند،چون استفاده از ابزار مطلق زمانبر است.
راه دیگر برای طبقه بندی ابزار اندازه گیری الکتریکی بستگی به روشی دارد که آنها نتایج اندازه گیری را به وجود می آورند.بر اساس این مقوله به دو نوع تقسیم میشوند:
ابزار نوع انحنایی(deflection)
در این نوع ابزار،اشاره گر ابزار اندازه گیری الکتریکی،انحنا پیدا میکند تا کمیت را اندازه بگیرد.مقدار کمیت میتواند با اندازه گیری شبکه انحنای اشاره گر نسبت به موقعیت اولیه آن اندازه گیری شود.برای درک این نوع ابزار،اجازه دهید مثالی از آهنربای دائمی نوع انحنایی که سیم پیچ آمپرسنج را حرکت میدهد .
ابزار نوع خنثی
در مقابل نوع انحنایی، ابزار اندازه گیری الکتریکی نوع صفر یا خنثی در تلاش برای نگه داشتن موقعیت ایستایی اشاره گر است.آنها موقعیت ایستایی اشاره گر را با تولید نیروی مخالف،نگه میدارند.بنابراین،برای راه اندازی(عملیات)ابزار نوع خنثی،گامهای زیر مورد نیاز است:
۱٫مقدار تأثیر(نیرو)مخالف باید مشخص باشد تا بتوان مقادیر مجهول را محاسبه کرد.
۲٫شناساگر به صورت صحیحی شرایط تعادل و عدم تعادل را نشان میدهد.شناساگر باید همچنین ابزاری(means)برای نیروی بازگشتی(restoring) داشته باشد.
بیایید نگاهی به مزایا و معایب نوع انحنایی و خنثی بیندازیم.
۱٫در نوع انحنایی صحت کمتر است چون در نوع خنثی،تأثیر(نیروی مخالف)با ضریب بالایی از صحت کالیبرهمیشود،در حالی که کالیبراتور نوع انحنایی بستگی به مقدار ضریب یا ثابت دستگاه دارد که در نتیجه معمولاً ضریب بالایی از صحت را ندارد.
۲٫نوع خنثی نسبت به نوع انحنایی حساسیت بیشتری دارد.
۳٫نوع انحنایی تحت شرایط دینامیکی نسبت به نوع خنثی مناسبتر است چون پاسخ ذاتی(intrinsic)نوع خنثی کندتر از نوع انحنایی است
سه مورد از مهمترین وظایف ابزار اندازه گیری الکتریکی
وظیفه نمایش(indicating)
این ابزار،اطلاعات را با توجه به کمیت متغیر تحت اندازه گیری فراهم میکنند و اکثر اوقات این اطلاعات به وسیله انحنای اشاره گر تهیه میشوند.این نوع وظیفه به عنوان وظیفه نمایش ابزار شناخته میشود.
وظیفه ثبت(recording)
این ابزار معمولاً از کاغذ برای ثبت خروجی استفاده میکنند. این نوع وظیفه به عنوان وظیفه ثبت ابزار شناخته میشود.
وظیفه کنترل
این وظیفه به طور گسترده در دنیای صنعت برق استفاده میشود.
در این کار،این گونه ابزار پروسه را کنترل میکنند.دو مشخصه در ابزار اندازه گیری الکتریکی و سیستم اندازه گیری وجود دارد.
مشخصات استاتیکی
در این نوع مشخصه،اندازه گیری کمیت یا ثابت است یا به آرامی با زمان تغییر میکند.
مشخصه استاتیک اصلی تجهیزات اندازه گیری و ابزار دقیق
۱٫ صحت
این یک کیفیت مطلوب و دلخواه در اندازه گیری دستگاههای الکترونیک است.این قسمت به عنوان درجه نزدیکی عددی که دستگاه میخواند به مقدار واقعی کمیتی که مورد اندازه گیری است،تعریف میشود.صحت به سه طریق میتواند بیان شود:
.صحت اشاره
صحت به عنوان درصد مقیاس یا محدوده
صحت به عنوان درصد مقدار واقعی
۲٫ حساسیت
این هم یک کیفیت مطلوب و دلخواه در اندازه گیری است.این قسمت به عنوان ضریب سیگنال مقدار پاسخ خروجی به سیگنال مقدار پاسخ ورودی تعریف میشود.
۳٫قابلیت تکثیر
این نیز یک کیفیت مطلوب و دلخواه در اندازه گیری است.این قسمت به عنوان درجه نزدیکی مقادیر به دست آمده در تکرار اندازه گیری تجهیزات ابزار دقیق است.مقدار بالای قابلیت تکثیر به معنی مقدار پایین تفرق(drift)است.تفرق سه نوع دارد:
- تفرق صفر
- تفرق پوشش(span)
- تفرق منطقهای(zonal)
این نوع مشخصات در ارتباط با تغییر مقادیر صورت سریع است،بنابراین برای درک این نوع از مشخصات ما نیاز داریم که ارتباطات دینامیک بین ورودی و خروجی را مطالعه کنیم.