Klasifikacija merilnih instrumentov

Merila: Definicija, Klasifikacija in Značilnosti

Merilo je naprava, uporabljena za kvantificiranje fizikalnih in električnih količin. Koncept merjenja temelji na primerjavi dveh količin, ki imata isto enoto. Ena od teh količin ima neznano vrednost, ki se nato primerja s preddefinirano standardno vrednostjo. Skozi to primerjavo se pridobi numerični rezultat, ki predstavlja meritveno vrednost neznanke.

Merila lahko razdelimo na tri glavne vrste:

• Električna Merila

• Elektronska Merila

• Mehanska Merila

Mehanska merila so primarno zasnovana za merjenje fizikalnih količin. Pravilno so namenjena uporabi pri statičnih in stabilnih pogoji. Vendar pa je njihova omejitev v nezmožnosti učinkovitega odziva na dinamične ali hitro spreminjajoče se pogoje. Na primer, morda ne bodo točno zajeli prehodnih dogodkov ali fluktuacij fizikalnih parametrov.

Elektronska merila pa ponujajo značilen prednost z hitrimi časi odziva. V primerjavi z električnimi in mehanskimi merili lahko hitro zaznajo in reagirajo na spremembe merjene količine. To jih čini idealnimi za aplikacije, ki zahtevajo realnočasno nadzorovanje in merjenje hitro spreminjajočih se pojavov.

Električna merila so posebno zasnovana za merjenje električnih količin, kot so tok, napetost in moč. Primeri električnih merilnih naprav so ampermetri, voltmetri in vatmetri. Ampermetri se uporabljajo za merjenje električnega toka v ampereh, voltmetri za merjenje napetosti, vatmetri pa za določanje električne moči. Klasifikacija električnih meril pogosto temelji na metodah, ki se uporabljajo za prikaz ali predstavitev izhodne vrednosti. Različna merila lahko uporabljajo analogni kazalniki, digitalne zaslone ali druge metode za prenos meritvenih vrednosti, vsaka z lastnim naborom prednosti in uporab glede na specifične zahteve merilne naloge.

Vrste Električnih Meril

V tem članku bomo raziskovali različne vrste električnih meril, vsako z lastnimi značilnostmi in uporabami.

Absolutna Merila

Absolutno merilo določa vrednost merjene količine na podlagi fizikalnih konstant. Te fizikalne konstante lahko vključujejo parametre, kot so kot nagiba, specifični koti ali konstante meril. Za pridobitev vrednosti merjene količine iz absolutnega merila so običajno potrebni matematični izračuni, da bi razložili odnos med opazovano fizikalno konstanto in količino, ki se meri.

Primer absolutnega merila je tangensni galvanometer. V tej napravi se velikost toka, ki teče skozi njegov boben, izračuna z uporabo tangensa kota nagiba bobna, skupaj z dejavniki, kot so horizontalni komponenta zemljine magnetne polja, polmer bobna in število viti. Zaradi njihove odvisnosti od natančnih fizikalnih odnosov in potrebe po podrobnih izračunih se absolutna merila pogosto uporabljajo v laboratorijskih okoljih, kjer so natančna in osnovna merjenja ključna.

Sekundarna Merila

Sekundarna merila prikazujejo velikost merljive količine skozi nagib. Za natančno merjenje je ključno, da ta merila kalibriramo proti standardnemu merilu. V nasprotju z absolutnimi merili ponujajo sekundarna merila neposredni izhod, kar odpravi potrebo po kompleksnih matematičnih izračunih za določitev meritvene vrednosti. Ta preprostost jih čini zelo praktičnimi za širok niz vsakdanjih merilnih nalog.

Digitalna Merila

Digitalna merila prikazujejo svoj izhod v numerični obliki, kar ponuja več prednosti v primerjavi z njihovimi analognimi vrstnicami. Eden ključnih prednosti je povečana točnost, saj digitalni branje odpravijo morebitne človeške napake, povezane z branjem analognih lestvic. To digitalna merila čini posebno primernimi za aplikacije, kjer je natančnost najpomembnejša, kot je v znanstvenih raziskavah, inženirstvu in industrijski kontroli kakovosti.

Analogna Merila

Analogna merila so karakterizirana z izhodom, ki se spremenjuje zvezno. Običajno imajo kazalec, ki se premika skozi kalibrirano lestvico, da pokaže velikost merljive količine. Analogna merila lahko dodatno razdelimo na dve podvrsti:

Nulna Tipa Merila

Nulna tipa merila uporabljajo ničelni ali nulni nagib za prikaz velikosti merjene količine. Ta merila so znana po svoji visoki točnosti in občutljivosti. Delujejo na principu primerjanja znane količine z neznano količino. Ko sta vrednosti znane in neznanke enaki, kazalec merila kaže nulni ali ničelni nagib. Nulna tipa merila so pogosto uporabljana v potenciometrih in galvanometrih za točno identifikacijo nulnih točk, ki so ključne za natančna merjenja v različnih električnih in elektronskih aplikacijah.

Tipa Nagib Merila

Tipa nagib merila določajo vrednost merjene količine na podlagi nagiba kazalca. Ko merjena količina deluje na merilo, povzroči, da se kazalec premičnega sistema (ki je nameščen na kalibrirani lestvici) nagiba. S spremljanjem položaja kazalca na lestvici se lahko določi velikost merjene količine.

Tipa nagib merila se lahko dodatno razdelijo na tri kategorije:

• Kazala: Ta merila so zasnovana za prikaz velikosti merjene količine neposredno. Običajno imajo števec s kazalcem, ki se premika po graduirani lestvici. Primeri kazalnih meril so voltmetri, ampermetri in faktor moči metri, ki so široko uporabljani za nadzor in merjenje električnih parametrov v različnih krugih in sistemih.

• Integracijska Merila: Integracijska merila se uporabljajo za merjenje skupne energije, posredovane v določenem časovnem obdobju. Skupna energija, merjena s temi merili, se izračuna kot produkt časa in merjene električne količine. Pogosta primeri integracijskih meril so energijski metri, vat-uropski metri, ki so ključni za točno obračunavanje potrošnikom za porabljen električni energiji.

• Zapisovalna Merila: Zapisovalna merila se uporabljajo za dokumentiranje stanja kruga na rednih intervalih. Običajno imajo premični sistem, ki nosi pero ali stilus, ki lepo dotika papirnat list ali drugo snemalno površino. Ko se merjena električna količina spremeni, se gibanje bobna sledi na snemalni površini, ustvarja krivuljo, ki prikazuje variacijo električne količine skozi čas. Ta grafična predstavitev je neocenjivo za analizo trendov, diagnosticiranje problemov in nadzor uspešnosti električnih sistemov.

V primerjavi z električnimi in mehanskimi merili običajno elektronska merila kažejo znatno hitrejše čase odziva. Ta hitri odziv jim omogoča, da hitro zaznajo in reagirajo na spremembe električnih količin, kar jih čini zelo primernejšimi za aplikacije, ki zahtevajo realnočasni nadzor in analizo, kot so sistemi za hitro nabiranje podatkov, kontrolni sistemi in moderne komunikacijske tehnologije.