측정 기기의 분류

측정 기기: 정의, 분류 및 특성

측정 기기는 물리적 및 전기적 양을 측정하는 장치입니다. 측정의 기본 개념은 동일한 단위를 공유하는 두 양을 비교하는 것입니다. 이 중 하나는 알 수 없는 크기를 가지며, 이를 미리 정의된 표준 값과 비교합니다. 이러한 비교를 통해 알 수 없는 양의 측정 값을 나타내는 숫자 결과가 얻어집니다.

측정 기기는 세 가지 주요 유형으로 분류할 수 있습니다:

• 전기 기기

• 전자 기기

• 기계 기기

기계 기기는 주로 물리적 양을 측정하도록 설계되었습니다. 정적인 상태와 안정적인 조건에서 사용하기에 적합하지만, 동적이나 빠르게 변하는 조건에 효과적으로 대응하지 못하는 한계가 있습니다. 예를 들어, 일시적인 사건이나 물리적 매개변수의 변동을 정확하게 포착하지 못할 수 있습니다.

반면, 전자 기기는 빠른 응답 시간이라는 큰 장점을 제공합니다. 전기 기기와 기계 기기보다 측정량의 변화를 빠르게 감지하고 반응할 수 있습니다. 이는 실시간 모니터링과 빠르게 변하는 현상을 측정해야 하는 응용 분야에 이상적입니다.

전기 기기는 전류, 전압, 전력 등의 전기적 양을 측정하도록 특별히 설계되었습니다. 전기 측정 기기의 예로는 암페어미터, 볼트미터, 와트미터 등이 있습니다. 암페어미터는 암페어 단위의 전류를 측정하는 데 사용되며, 볼트미터는 전압을 측정하고, 와트미터는 전력 측정에 사용됩니다. 전기 기기의 분류는 출력 읽기 표시 방법에 따라 달라집니다. 각각의 장치는 아날로그 다이얼, 디지털 디스플레이 등을 사용하여 측정 값을 전달하며, 특정 측정 작업의 요구 사항에 따라 각각의 장점과 응용 분야가 있습니다.

전기 기기의 종류

이 글에서는 각각 고유한 특성과 응용 분야를 가진 다양한 종류의 전기 기기에 대해 탐구하겠습니다.

절대 기기

절대 기기는 물리 상수를 기반으로 측정량의 값을 결정합니다. 이러한 물리 상수에는 편차 각도, 특정 각도, 또는 미터 상수 등이 포함될 수 있습니다. 절대 기기로부터 측정량의 값을 얻으려면 관찰된 물리 상수와 측정되는 양 사이의 관계를 해석하기 위한 수학적 계산이 일반적으로 필요합니다.

절대 기기의 대표적인 예로는 탄젠트 갈바노미터가 있습니다. 이 장치에서는 코일의 편차 각도의 탄젠트와 지구 자기장의 수평 성분, 코일의 반지름, 그리고 선의 회전 수 등을 이용하여 코일을 통과하는 전류의 크기를 계산합니다. 정확하고 근본적인 측정이 필요한 실험실 환경에서 이러한 물리적 관계에 의존하고 자세한 계산이 필요한 절대 기기가 일반적으로 사용됩니다.

보조 기기

보조 기기는 편차를 통해 측정 가능한 양의 크기를 표시합니다. 정확한 측정을 위해서는 이러한 기기를 표준 기기에 맞추어 교정하는 것이 중요합니다. 절대 기기와 달리 보조 기기는 복잡한 수학적 계산 없이 직접적인 출력을 제공하므로, 다양한 일상적인 측정 작업에 매우 실용적입니다.

디지털 기기

디지털 기기는 수치 형식으로 출력을 표시하여 아날로그 기기보다 여러 가지 장점을 제공합니다. 주요 장점 중 하나는 디지털 읽기로 인해 아날로그 스케일을 읽는 것과 관련된 인간 오류 가능성을 제거함으로써 향상된 정확성입니다. 이는 과학 연구, 공학, 산업 품질 관제 등 정밀성이 가장 중요한 응용 분야에 디지털 기기가 특히 적합하게 만듭니다.

아날로그 기기

아날로그 기기는 연속적으로 변하는 출력을 특징으로 합니다. 일반적으로 캘리브레이트된 스케일을 따라 움직이는 포인터가 측정 가능한 양의 크기를 나타냅니다. 아날로그 기기는 다음과 같은 두 하위 유형으로 더 나눌 수 있습니다:

영점 기기

영점 기기는 영점 또는 영 편차를 사용하여 측정량의 크기를 표시합니다. 이러한 기기는 높은 정확성과 민감도로 유명합니다. 알려진 양과 알려지지 않은 양을 비교하는 원칙에 따라 작동합니다. 알려진 양과 알려지지 않은 양의 값이 같을 때, 기기의 포인터는 영점 또는 영 편차를 나타냅니다. 영점 기기는 포텐셔메터와 갈바노미터에서 정확한 측정을 위해 영점을 정확히 식별하는데 일반적으로 사용됩니다.

편차 기기

편차 기기는 포인터의 편차를 기반으로 측정량의 값을 결정합니다. 측정량이 기기에 작용하면, 이동 시스템(캘리브레이트된 스케일에 장착됨)의 포인터가 편차됩니다. 스케일 위의 포인터 위치를 관찰하여 측정량의 크기를 결정할 수 있습니다.

편차 기기는 다음 세 가지 범주로 더 나눌 수 있습니다:

• 표시 기기: 이러한 기기는 측정량의 크기를 직접 표시하도록 설계되었습니다. 일반적으로 족침이 있는 다이얼을 갖추고 있으며, 이 족침이 족침선 위를 움직입니다. 표시 기기의 예로는 전압계, 전류계, 전력 인자계 등이 있으며, 다양한 회로와 시스템에서 전기 파라미터를 모니터링하고 측정하는 데 널리 사용됩니다.

• 적분 기기: 적분 기기는 특정 기간 동안 공급된 총 에너지를 측정하는 데 사용됩니다. 이러한 기기에 의해 측정된 총 에너지는 시간과 측정된 전기적 양의 곱으로 계산됩니다. 적분 기기의 일반적인 예로는 에너지 계량기, 와트-시간 계량기가 있으며, 소비자가 소비한 전기 에너지를 정확하게 청구하는 데 필수적입니다.

• 기록 기기: 기록 기기는 정기적으로 회로 상태를 문서화하는 데 사용됩니다. 일반적으로 펜이나 스타일러스가 부착된 이동 시스템을 갖추고 있으며, 이는 종이나 다른 기록 매체를 가볍게 접촉합니다. 측정 중인 전기적 양이 변경되면, 코일의 움직임이 기록 매체 위에 추적되어 시간에 따른 전기적 양의 변화를 나타내는 곡선을 생성합니다. 이 그래픽 표현은 추세 분석, 문제 진단, 전기 시스템의 성능 모니터링에 매우 유용합니다.

전기 기기와 기계 기기와 비교하여 전자 기기는 일반적으로 훨씬 빠른 응답 시간을 나타냅니다. 이 빠른 응답으로 인해 전기적 양의 변화를 빠르게 감지하고 반응할 수 있어, 고속 데이터 수집 시스템, 제어 시스템, 현대 통신 기술 등 실시간 모니터링 및 분석이 필요한 응용 분야에 매우 적합합니다.