Uchunguzi wa Ukimi

Uingilifu ni moja ya vitu muhimu zinazopatikana katika uhandisi wa umeme na teknolojia za elektroniki. Thamani ya uingilifu katika uhandisi inabadilika kutoka thamani ndogo kama uingilifu wa mzunguko wa transforma, hadi thamani kubwa sana kama uingilifu wa upambano wa mzunguko wa transforma huo. Ingawa multimeter inafanya kazi vizuri ikiwa tunahitaji thamani asili ya uingilifu, lakini kwa ajili ya thamani sahihi, hasa kwenye thamani ndogo sana na kubwa sana, tunahitaji njia maalum. Katika makala hii tutadiskuta njia mbalimbali za ukurani wa uingilifu. Kwa ajili ya lengo hili tutakategoriza uingilifu katika tatu kundi-

Ukurani wa Uingilifu Wa Chini (<1Ω)

Matatizo makubwa yaliyomo katika ukurani wa uingilifu wa chini ni uingilifu wa majina au uingilifu wa vifungo vya midadi, ingawa ni ndogo kwa thamani, unaweza kuwa sawa na uingilifu unaofanyika na kwa hiyo kunyanyasa makosa magumu.
Kwa hivyo ili kupunguza tatizo hili, uingilifu wa thamani ndogo wameundwa na minne minajili. Minajili miwili ni minajili ya current na minajili miwili ni minajili ya potential.
Tufe chini unaelezea jengelea la uingilifu wa chini.

Current unafanikiwa kuanza kwa minajili C1 na C2 wakati potential drop unatumika kwa minajili V1 na V2. Hivyo tunaweza kupata thamani ya uingilifu wa majaribio kwa kutumia V na I kama inavyoelezwa katika tufe chini. Njia hii hutusaidia kupunguza uingilifu wa majina kutokana na minajili ya current na hata ikiwa uingilifu wa majina wa minajili ya potential bado unaonekana, ni sehemu ndogo ya uingilifu wa potential ambayo ni ndogo na hivyo hakuna matatizo mengi.

Njia zilizotumiwa kwa ajili ya ukurani wa uingilifu wa chini ni:-

• Njia ya Kelvin’s Double Bridge

• Njia ya Potentiometer

• Ducter Ohmmeter.

Kelvin’s Double Bridge

Kelvin’s double bridge ni mabadiliko ya Wheatstone bridge rahisi. Tufe chini unaelezea circuit diagram ya Kelvin’s double bridge.

Kama tunavyoona katika tufe chini, kuna seti mbili za mikono, moja na uingilifu P na Q na nyingine na uingilifu p na q. R ni uingilifu wa chini usiojulikana na S ni uingilifu wa kiwango. Hapa r inaelezea uingilifu wa majina kati ya uingilifu usiojulikana na uingilifu wa kiwango, ambao matumizi yetu ni kupunguza. Kwa ajili ya ukurani tunaweka ratio P/Q sawa na p/q na hivyo Wheatstone bridge imeundwa na galvanometer anaonyesha null deflection. Hivyo kwa bridge iliyobalanshi tunaweza kuandika

Kutumia eqn 2 kwenye 1 na kutatua na kutumia P/Q = p/q, tunapata-

Hivyo tunavyoona kwa kutumia mikono miwili yanayoweza kubalanshi tunaweza kupunguza uingilifu wa majina kamili na hivyo makosa yanayotokana naye. Ili kupunguza makosa mengine yanayotokana na thermo-electric emf, tunapata reading nyingine na battery connection reversed na mwishoni tunapata wastani wa readings. Bridge hii ni muhimu kwa uingilifu katika kiwango cha 0.1µΩ hadi 1.0 Ω.

Ducter Ohmmeter

Ni alat electromechanical inayotumika kwa ajili ya ukurani wa uingilifu wa chini. Inajumuisha magneti daima kama PMMC instrument na coils mbili kati ya magnetic field uliyoundwa na poles za magneti. Coils mbili zinakaa kwa pembeni na zinaweza kurudi kuhusu axis common. Tufe chini unaelezea Ducter Ohmmeter na majengo yanayohitajika kwa ajili ya ukurani wa uingilifu usiojulikana R.

Moja ya coils, inaitwa current coil, imeunganishwa kwa minajili ya current C1 na C2, wakati coil nyingine, inaitwa voltage coil, imeunganishwa kwa minajili ya potential V1 na V2. Voltage coil anavuka current proportional to the voltage drop across R na hivyo ni torque produced. Current coil anavuka current proportional to the current flowing through R na hivyo ni torque too. Torque zote zinajaribu kwa mzunguko tofauti na indicator anastahimili wakati zote zinakuwa sawa. Alat hii ni muhimu kwa uingilifu katika kiwango cha 100µΩ hadi 5Ω.

Ukurani wa Uingilifu wa Kiwango (1Ω – 100kΩ)

Yafuatayo ni njia zilizotumiwa kwa ajili ya ukurani wa uingilifu ambao thamani yake ni katika kiwango 1Ω – 100kΩ –

• Njia ya Ammeter-Voltmeter

• Njia ya Wheatstone Bridge

• Njia ya Substitution

• Njia ya Carey-Foster Bridge

• Njia ya Ohmmeter

Njia ya Ammeter Voltmeter

Hii ni njia ya asili na rahisi zaidi ya ukurani wa uingilifu. Inatumia ammeter moja kwa ajili ya ukurani ya current, I na voltmeter moja kwa ajili ya ukurani ya voltage, V na tunapata thamani ya uingilifu kama

Sasa tunaweza kuwa na majengo mawili ya ammeter na voltmeter, kama inavyoelezwa katika tufe chini.

Sasa katika tufe 1, voltmeter anaelezea voltage drop kwa ammeter na uingilifu usiojulikana, hivyo

Hivyo, error ya relative itakuwa,

Kwa majengo ya tufe 2, ammeter anaelezea sumu ya current kwa voltmeter na resistance, hivyo

Error ya relative itakuwa,

Inaweza kuzingatia kuwa error ya relative ni sifuri kwa Ra = 0 kwenye tufe ya kwanza na Rv = ∞ kwenye tufe ya pili. Sasa swali liko ni njia gani lazima tuweke kwenye kipengele gani. Kupata hii tunaequate errors

Hivyo kwa uingilifu zaidi ya equation yetu tunatumia njia ya kwanza na kidogo ya equation tunatumia njia ya pili.

Njia ya Wheatstone Bridge

Hii ni bridge circuit ya asili na rahisi zaidi inayotumiwa katika masuala ya ukurani. Inajumuisha mikono manne ya resistance P, Q; R na S. R ni uingilifu usiojulikana unaojaribiwa, wakati S ni uingilifu wa kiwango. P na Q huenda kuitwa mikono ya ratio. EMF source imeunganishwa kati ya points a na b wakati galvanometer imeunganishwa kati ya points c na d.