मापन यंत्रों का वर्गीकरण

मापन यंत्र: परिभाषा, वर्गीकरण और विशेषताएँ

एक मापन यंत्र भौतिक और विद्युतीय मात्राओं को मापने के लिए उपयोग किया जाने वाला उपकरण है। मापन की अवधारणा मूल रूप से दो मात्राओं की तुलना को शामिल करती है, जो समान इकाई साझा करती हैं। इनमें से एक मात्रा का परिमाण अज्ञात होता है, जिसे एक पूर्वनिर्धारित मानक मूल्य के साथ तुलना की जाती है। इस तुलना के माध्यम से, एक संख्यात्मक परिणाम प्राप्त होता है, जो अज्ञात मात्रा के मापित मूल्य का प्रतिनिधित्व करता है।

मापन यंत्रों को तीन मुख्य प्रकारों में वर्गीकृत किया जा सकता है:

• विद्युतीय यंत्र

• इलेक्ट्रॉनिक यंत्र

• यांत्रिक यंत्र

यांत्रिक यंत्र मुख्य रूप से भौतिक मात्राओं को मापने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। वे स्थिर और स्थिर स्थितियों में उपयोग के लिए अच्छी तरह से योग्य हैं। हालांकि, उनकी सीमा यह है कि वे गतिशील या तेजी से बदलती स्थितियों पर प्रभावी ढंग से प्रतिक्रिया नहीं दे पाते। उदाहरण के लिए, वे भौतिक पैरामीटरों में अस्थायी घटनाओं या उतार-चढ़ाव को सटीक रूप से नहीं पकड़ सकते।

इलेक्ट्रॉनिक यंत्र, दूसरी ओर, अपनी तेज प्रतिक्रिया समय के साथ एक महत्वपूर्ण फायदा प्रदान करते हैं। विद्युतीय और यांत्रिक यंत्रों की तुलना में, वे मापी गई मात्रा में होने वाले परिवर्तनों को जल्दी से जल्दी पकड़ सकते हैं और उन पर प्रतिक्रिया दे सकते हैं। इससे उन्हें वास्तविक समय में निगरानी और तेजी से बदलती घटनाओं के मापन की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए आदर्श बनाता है।

विद्युतीय यंत्र विशेष रूप से विद्युतीय मात्राओं जैसे विद्युत धारा, वोल्टेज और शक्ति को मापने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। विद्युतीय मापन यंत्रों के उदाहरणों में ऐमीटर, वोल्टमीटर और वाटमीटर शामिल हैं। ऐमीटर का उपयोग ऐम्पियर में विद्युत धारा मापने के लिए, वोल्टमीटर का उपयोग वोल्टेज मापने के लिए, और वाटमीटर का उपयोग विद्युत शक्ति निर्धारित करने के लिए किया जाता है। विद्युतीय यंत्रों का वर्गीकरण आमतौर पर आउटपुट पठन को दिखाने या प्रतिनिधित्व करने के तरीकों पर निर्भर करता है। विभिन्न यंत्र एनालॉग डायल, डिजिटल डिस्प्ले या अन्य साधनों का उपयोग कर सकते हैं जो मापित मूल्यों को प्रस्तुत करते हैं, प्रत्येक के अपना एक सेट फायदे और अनुप्रयोग होता है, जो मापन कार्य की विशिष्ट आवश्यकताओं पर निर्भर करता है।

विद्युतीय यंत्रों के प्रकार

इस लेख में, हम विभिन्न प्रकार के विद्युतीय यंत्रों का अध्ययन करेंगे, जिनमें से प्रत्येक की अपनी विशिष्ट विशेषताएँ और अनुप्रयोग हैं।

परम यंत्र

एक परम यंत्र एक मापी गई मात्रा का मान भौतिक स्थिरांकों पर आधारित निर्धारित करता है। इन भौतिक स्थिरांकों में डिफ्लेक्शन का कोण, विशिष्ट डिग्री, या मीटर स्थिरांक जैसे पैरामीटर शामिल हो सकते हैं। परम यंत्र से मापी गई मात्रा का मान प्राप्त करने के लिए, आमतौर पर गणितीय गणनाओं की आवश्यकता होती है जो देखी गई भौतिक स्थिरांक और मापी गई मात्रा के बीच के संबंध को व्याख्या करती है।

परम यंत्र का एक प्रमुख उदाहरण टेन्जेंट गैल्वेनोमीटर है। इस उपकरण में, इसके कोइल से गुजरने वाली धारा का परिमाण कोइल के डिफ्लेक्शन के टेन्जेंट, पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के क्षैतिज घटक, कोइल की त्रिज्या और तार की लपेटों की संख्या जैसे कारकों का उपयोग करके गणना की जाती है। अपने सटीक भौतिक संबंधों पर निर्भरता और विस्तृत गणनाओं की आवश्यकता के कारण, परम यंत्र आमतौर पर उन प्रयोगशाला सेटिंग्स में उपयोग किए जाते हैं जहाँ सटीक और मौलिक मापन आवश्यक होते हैं।

द्वितीयक यंत्र

द्वितीयक यंत्र डिफ्लेक्शन के माध्यम से मापी गई मात्रा का परिमाण प्रदर्शित करते हैं। सटीक मापन के लिए, इन यंत्रों को एक मानक यंत्र के खिलाफ कैलिब्रेट करना आवश्यक होता है। परम यंत्रों के विपरीत, द्वितीयक यंत्र सीधा आउटपुट प्रदान करते हैं, जिससे गणितीय गणनाओं की आवश्यकता कम हो जाती है ताकि मापी गई मात्रा का मान निर्धारित किया जा सके। इस सरलता से उन्हें विभिन्न दैनिक मापन कार्यों के लिए बहुत उपयोगी बनाया जाता है।

डिजिटल यंत्र

डिजिटल यंत्र अपना आउटपुट एक संख्यात्मक रूप में प्रस्तुत करते हैं, जो उनके एनालॉग प्रतिभागियों की तुलना में कई फायदे प्रदान करता है। एक महत्वपूर्ण लाभ बेहतर सटीकता है, क्योंकि डिजिटल पठन एनालॉग स्केलों को पढ़ने से जुड़े मानवीय त्रुटियों को उन्मूलित करता है। यह डिजिटल यंत्रों को विज्ञान शोध, इंजीनियरिंग और औद्योगिक गुणवत्ता नियंत्रण जैसे अनुप्रयोगों में विशेष रूप से उपयुक्त बनाता है, जहाँ सटीकता सर्वोच्च महत्व की होती है।

एनालॉग यंत्र

एनालॉग यंत्र एक आउटपुट के द्वारा विशिष्ट होते हैं जो निरंतर बदलता है। वे आमतौर पर एक पोइंटर का उपयोग करते हैं, जो एक कैलिब्रेटेड स्केल पर चलता है और मापी गई मात्रा का परिमाण दर्शाता है। एनालॉग यंत्रों को दो उपप्रकारों में वर्गीकृत किया जा सकता है:

नल टाइप यंत्र

नल टाइप यंत्र शून्य या नल डिफ्लेक्शन का उपयोग करके मापी गई मात्रा का परिमाण दर्शाते हैं। ये यंत्र अपनी उच्च सटीकता और संवेदनशीलता के लिए प्रसिद्ध हैं। वे एक ज्ञात मात्रा और अज्ञात मात्रा की तुलना करने के सिद्धांत पर कार्य करते हैं। जब ज्ञात और अज्ञात मात्राओं के मूल्य समान होते हैं, तो यंत्र का पोइंटर शून्य या नल डिफ्लेक्शन दर्शाता है। नल टाइप यंत्र आमतौर पर पोटेंशियोमीटर और गैल्वेनोमीटर में उपयोग किए जाते हैं ताकि नल बिंदुओं को सटीक रूप से पहचाना जा सके, जो विभिन्न विद्युतीय और इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों में सटीक मापन के लिए आवश्यक होते हैं।

डिफ्लेक्शन टाइप यंत्र

डिफ्लेक्शन टाइप यंत्र डिफ्लेक्शन पर आधारित मापी गई मात्रा का मूल्य निर्धारित करते हैं। जब मापी जा रही मात्रा यंत्र पर कार्य करती है, तो यह चलने वाले प्रणाली (जो एक कैलिब्रेटेड स्केल पर स्थापित होती है) के पोइंटर को डिफ्लेक्शन करती है। स्केल पर पोइंटर की स्थिति को देखकर, मापी गई मात्रा का परिमाण निर्धारित किया जा सकता है।

डिफ्लेक्शन टाइप यंत्रों को तीन श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है:

• इंडिकेटिंग यंत्र: ये यंत्र मापी गई मात्रा का परिमाण सीधा प्रदर्शित करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। वे आमतौर पर एक डायल के साथ आते हैं, जिसमें एक पोइंटर होता है जो एक ग्रेडुएटेड स्केल पर चलता है। इंडिकेटिंग यंत्रों के उदाहरणों में वोल्टमीटर, ऐमीटर और पावर फैक्टर मीटर शामिल हैं, जो विभिन्न सर्किट और सिस्टमों में विद्युतीय पैरामीटरों की निगरानी और मापन के लिए व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं।

• इंटीग्रेटिंग यंत्र: इंटीग्रेटिंग यंत्र विशेष अवधि के दौरान आपूर्ति की गई कुल ऊर्जा को मापने के लिए उपयोग किए जाते हैं। इन यंत्रों द्वारा मापी गई कुल ऊर्जा की गणना समय और मापी गई विद्युतीय मात्रा के उत्पाद के रूप में की जाती है। इंटीग्रेटिंग यंत्रों के सामान्य उदाहरणों में ऊर्जा मीटर, वाट-घंटा मीटर शामिल हैं, जो विद्युत ऊर्जा की खपत के लिए उपभोक्ताओं को सटीक रूप से बिलिंग करने के लिए आवश्यक होते हैं।

• रिकॉर्डिंग यंत्र: रिकॉर्डिंग यंत्र नियमित अंतराल पर सर्किट की स्थितियों को दस्तावेजीकरण के लिए उपयोग किए जाते हैं। वे आमतौर पर एक चलने वाली प्रणाली का उपयोग करते हैं, जिसमें एक पेन या स्टाइलस होता है, जो एक कागज की शीट या अन्य रिकॉर्डिंग मीडियम पर हल्का से स्पर्श करता है। जब मापी जा रही विद्युतीय मात्रा बदलती है, तो कोइल की गति रिकॉर्डिंग मीडियम पर ट्रेस की जाती है, जिससे एक वक्र बनता है जो समय के दौरान विद्युतीय मात्रा के परिवर्तन को दर्शाता है। यह ग्राफिक प्रतिनिधित्व ट्रेंड के विश्लेषण, समस्याओं के निदान और विद्युत सिस्टमों के प्रदर्शन की निगरानी के लिए अमूल्य है।

विद्युतीय और यांत्रिक यंत्रों की तुलना में, इलेक्ट्रॉनिक यंत्र आमतौर पर बहुत तेज प्रतिक्रिया समय दर्शाते हैं। यह तेज प्रतिक्रिया उन्हें विद्युतीय मात्राओं में होने वाले परिवर्तनों को जल्दी से जल्दी पकड़ने और उन पर प्रतिक्रिया देने की अनुमति देती है, जिससे उन्हें वास्तविक समय में निगरानी और विश्लेषण की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए बहुत उपयुक्त बनाता है, जैसे उच्च गति के डेटा अधिग्रहण सिस्टम, नियंत्रण सिस्टम और आधुनिक संचार प्रौद्योगिकियों में।