Klassificering af måleenheder
Måleenheder: Definition, Klassifikation og Karakteristika
En måleenhed er et instrument, der bruges til at kvantificere fysiske og elektriske størrelser. Begrebet måling indebærer grundlæggende en sammenligning af to størrelser, der deler den samme enhed. En af disse størrelser har en ukendt størrelse, som derefter sammenlignes med en foruddefineret standardværdi. Gennem denne sammenligning opnås et numerisk resultat, der repræsenterer den ukendte størrelses målte værdi.
Måleenheder kan inddeles i tre hovedtyper:
Elektriske Instrumenter
Elektroniske Instrumenter
Mekaniske Instrumenter
Mekaniske instrumenter er primært designet til at måle fysiske størrelser. De er godt egnet til anvendelser, der involverer statiske og stabile forhold. Deres begrænsning ligger imidlertid i deres evne til at reagere effektivt på dynamiske eller hurtigt skiftende forhold. For eksempel kan de ikke præcist registrere kortvarige begivenheder eller fluctuationer i fysiske parametre.
Elektroniske instrumenter giver derimod en betydelig fordel med deres hurtige respons tider. I forhold til både elektriske og mekaniske instrumenter kan de hurtigt detektere og reagere på ændringer i den målte størrelse. Dette gør dem ideelle til anvendelser, der kræver realtidsovervågning og måling af hurtigt variabede fænomener.
Elektriske instrumenter er specifikt designet til at måle elektriske størrelser såsom strøm, spænding og effekt. Eksempler på elektriske måleenheder inkluderer ammeter, voltmeter og wattmeter. Ammeter bruges til at måle elektrisk strøm i ampere, voltmeter anvendes til at måle spænding, og wattmeter benyttes til at fastslå elektrisk effekt. Klassificeringen af elektriske instrumenter afhænger ofte af de metoder, der bruges til at vise eller repræsentere udgangsværdien. Forskellige instrumenter kan bruge analoge ure, digitale displays eller andre midler til at formidle de målte værdier, hver med sine egne sæt af fordele og anvendelser afhængigt af de specifikke krav til målingen.
Typer af Elektriske Instrumenter
I denne artikel vil vi udforske de forskellige typer elektriske instrumenter, hver med deres unikke karakteristika og anvendelser.
Absolutte Instrumenter
Et absolut instrument bestemmer værdien af en målt størrelse baseret på fysiske konstanter. Disse fysiske konstanter kan inkludere parametre såsom deflections vinkel, specifikke grader eller meterkonstanter. For at opnå værdien af den målte størrelse fra et absolut instrument, er matematiske beregninger typisk nødvendige for at fortolke forholdet mellem den observerede fysiske konstant og den målte størrelse.
Et primært eksempel på et absolut instrument er tangentgalvanometeret. I dette instrument beregnes størrelsen af strømmen, der passerer igennem dens spole, ved hjælp af tangens af spolens deflections vinkel, sammen med faktorer som den horisontale komponent af Jords magnetfelt, spolens radius og antallet af tråde. På grund af deres afhængighed af præcise fysiske forhold og behovet for detaljerede beregninger, anvendes absolutte instrumenter ofte i laboratorier, hvor præcise og fundamentale målinger er afgørende.
Sekundære Instrumenter
Sekundære instrumenter viser størrelsen af den målbare størrelse gennem deflection. For præcis måling er kalibrering af disse instrumenter mod et standardinstrument afgørende. I modsætning til absolutte instrumenter giver sekundære instrumenter en direkte output, hvilket eliminerer behovet for komplekse matematiske beregninger for at fastslå den målte værdi. Denne simplicitet gør dem meget praktiske til en bred vifte af almindelige målingstasker.
Digitale Instrumenter
Digitale instrumenter præsenterer deres output i en numerisk format, hvilket tilbyder flere fordele over deres analoge modparter. En af de vigtigste fordele er øget præcision, da digitale læsninger eliminerer potentiellen for menneskelige fejl, der er forbundet med læsning af analoge skalaer. Dette gør digitale instrumenter særligt egnet til anvendelser, hvor præcision er af afgørende betydning, såsom i videnskabelig forskning, ingeniørvidenskab og industrielt kvalitetskontrol.
Analoge Instrumenter
Analoge instrumenter er karakteriseret ved en output, der varierer kontinuerligt. De har typisk en pegepind, der bevæger sig langs en kalibreret skala for at indikere størrelsen af den målbare størrelse. Analoge instrumenter kan yderligere inddeles i to undergrupper:
Nulltype Instrumenter
Nulltype instrumenter bruger nul eller null deflection til at indikere størrelsen af den målte størrelse. Disse instrumenter er kendte for deres høje præcision og følsomhed. De fungerer på princippet om at sammenligne en kendt størrelse med en ukendt størrelse. Når værdierne af den kendte og ukendte størrelse er ens, viser instrumentets pegepind en nul eller null deflection. Nulltype instrumenter anvendes ofte i potentiometre og galvanometre for at præcist identificere nulpunkter, der er afgørende for præcise målinger i forskellige elektriske og elektroniske anvendelser.
Deflectionstype Instrumenter
Deflectionstype instrumenter fastslår værdien af den målte størrelse baseret på deflectionen af en pegepind. Når den målte størrelse virker på instrumentet, forårsager det, at pegepinden i det bevægelige system (som er monteret på en kalibreret skala) deflecterer. Ved at observere positionen af pegepinden på skalaen, kan størrelsen af den målte størrelse fastslås.
Deflectionstype instrumenter kan yderligere inddeles i tre kategorier:
I forhold til elektriske og mekaniske instrumenter viser elektroniske instrumenter generelt betydeligt hurtigere responstider. Denne hurtige respons gør det muligt for dem at hurtigt detektere og reagere på ændringer i elektriske størrelser, hvilket gør dem højst egnet til anvendelser, der kræver realtidsovervågning og analyse, såsom i højhastigheds dataindsamlings systemer, kontrolsystemer og moderne kommunikationsteknologier.
