میزان سنجش پارامترهای الکتریکی توسط ابزار دقیق

• مدیر
• کنترل - ابزار دقیق
• 1397-04-30
• 30 تیر 1397

اساساً،سه نوع ابزار اندازه­ گیری وجود دارد:

1. ابزار اندازه ­گیری الکتریکی
2. ابزار اندازه­ گیری مکانیکی
3. 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 کمیت­ های الکتریکی مختلف مانند فاکتور نیروی الکتریکی،نیرو،ولتاژ و جریان و غیره را اندازه می ­گیرید.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 آن ها 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 می ­تواند با اندازه­ گیری شبکه­ انحنای اشاره ­گر نسبت به موقعیت اولیه­ آن اندازه­ گیری شود. برای درک این نوع ابزار،اجازه دهید مثالی از آهن ربای دائمی نوع انحنایی که سیم­ پیچ آمپرسنج را حرکت می ­دهد .

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. آن ها موقعیت ایستایی اشاره ­گر را با تولید نیروی مخالف، نگه می ­دارند. بنابراین برای راه ­اندازی (عملیات) ابزار نوع خنثی، گام ­های 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 می­ دهد. 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 کالیبره می ­شود،در حالیکه 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 می ­شوند این نوع وظیفه به عنوان وظیفه­ نمایش ابزار شناخته می­شود.

وظیفه­ ثبت (recording)

این ابزار معمولاً از کاغذ برای ثبت خروجی استفاده می ­کنند. این نوع وظیفه به عنوان وظیفه­ ثبت ابزار شناخته می­شود.

وظیفه­ کنترل

این وظیفه به طور گسترده در دنیای صنعت برق استفاده می ­شود.

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:

1. تفرق صفر
2. تفرق پوشش(span)
3. 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.