Ölçüm Cihazlarının Sınıflandırılması

Ölçüm Aletleri: Tanım, Sınıflandırma ve Özellikler

Ölçüm aleti, fiziksel ve elektriksel miktarları nicelleştirmek için kullanılan bir cihazdır. Ölçüm kavramı temel olarak aynı birimde olan iki miktarın karşılaştırılmasını içerir. Bu miktarlardan birinin bilinmeyen büyüklüğü, önceden belirlenmiş standart bir değere karşılaştırılır. Bu karşılaştırma aracılığıyla, bilinmeyen miktarın ölçüm değerini temsil eden bir sayısal sonuç elde edilir.

Ölçüm aletleri üç ana tipe ayrılabilir:

• Elektriksel Aletler

• Elektronik Aletler

• Mekanik Aletler

Mekanik aletler, fiziksel miktarların ölçülmesi için tasarlanmıştır. Statik ve istikrarlı koşullar gerektiren uygulamalar için çok uygunlardır. Ancak, dinamik veya hızlı değişen koşullara etkili bir şekilde tepki verme konusunda sınırlılıkları vardır. Örneğin, geçici olayları veya fiziksel parametrelerdeki dalgalanmaları doğru bir şekilde yakalamayabilirler.

Diğer taraftan, elektronik aletler, hızlı tepki süreleri sunarak önemli bir avantaja sahiptir. Hem elektriksel hem de mekanik aletlere kıyasla, ölçülen miktarın değişikliklerini hızlıca algılayıp tepki verebilirler. Bu, gerçek zamanlı izleme ve hızla değişen olguların ölçümü gerektiren uygulamalar için onları ideal hale getirir.

Elektriksel aletler, akım, voltaj ve güç gibi elektriksel miktarların ölçülmesi için özel olarak tasarlanmıştır. Elektriksel ölçüm aletleri arasında ampermetre, voltmetre ve wattmetre örnek olarak sayılabilir. Ampermetre, amper cinsinden elektrik akımını ölçmek için kullanılır, voltmetre voltajı ölçmek üzere kullanılır ve wattmetre ise elektrik gücünü belirlemek için kullanılır. Elektriksel aletlerin sınıflandırılması genellikle çıkış okumasının gösterimi veya ifade edilmesi yöntemine bağlıdır. Farklı aletler, analog göstergeler, dijital ekranlar veya diğer yöntemler kullanarak ölçüm değerlerini iletebilir, her biri ölçüm görevinin spesifik gereksinimlerine bağlı olarak kendine özgü avantajlarına ve uygulamalarına sahiptir.

Elektriksel Aletlerin Türleri

Bu makalede, her biri benzersiz özelliklere ve uygulamalara sahip çeşitli elektriksel aletlerin türlerini inceleyeceğiz.

Mutlak Aletler

Mutlak alet, ölçüm yapılan miktarın değerini fiziksel sabitlere dayanarak belirler. Bu fiziksel sabitler, sapma açısı, belirli dereceler veya metre sabitleri gibi parametreleri içerebilir. Mutlak aletten ölçüm yapılan miktarın değerini elde etmek için, gözlemlenen fiziksel sabit ile ölçülen miktar arasındaki ilişkiyi yorumlamak için genellikle matematiksel hesaplamalar gerekir.

Mutlak aletin başlıca bir örneği, tanjant galvanometresidir. Bu cihazda, bobinin sapma açısının tanjantı, Dünya'nın manyetik alanının yatay bileşeni, bobinin yarıçapı ve tel sarımının sayısı gibi faktörler kullanılarak bobinin içinden geçen akımın büyüklüğü hesaplanır. Hassas fiziksel ilişkilere ve detaylı hesaplamalara olan bağımlılıkları nedeniyle, mutlak aletler genellikle hassas ve temel ölçümlerin gerekli olduğu laboratuvar ortamlarında yaygın olarak kullanılır.

İkincil Aletler

İkincil aletler, sapma aracılığıyla ölçülen miktarın büyüklüğünü gösterir. Doğru ölçüm için, bu aletlerin standart bir alete göre kalibrasyonu önemlidir. Mutlak aletlere karşılık, ikincil aletler doğrudan bir çıktı sağlar, bu da ölçüm değerinin belirlenmesi için karmaşık matematiksel hesaplamaların gerekmemesini sağlar. Bu basitlik, günlük ölçüm görevleri için geniş bir yelpazedeki uygulamalar için oldukça pratiktir.

Dijital Aletler

Dijital aletler, çıktısını sayısal biçimde sunarak, analog eşyalarına kıyasla birçok avantaja sahiptir. Dijital okumalar, analog ölçeklerin okunmasında potansiyel insan hatası riskini ortadan kaldırarak artmış doğruluk sağlar. Bu, hassasiyetin en üst düzeyde olması gereken bilimsel araştırma, mühendislik ve endüstriyel kalite kontrolü gibi uygulamalar için özellikle uygun hale getirir.

Analog Aletler

Analog aletler, sürekli olarak değişen bir çıkışı karakterize eder. Genellikle, ölçülen miktarın büyüklüğünü göstermek üzere kalibre edilmiş bir ölçek boyunca hareket eden bir işaretçi içerir. Analog aletler, daha iki alt türe ayrılabilir:

Sıfır Tip Aletler

Sıfır tip aletler, sıfır veya sıfır sapması ile ölçülen miktarın büyüklüğünü belirler. Bu aletler, yüksek doğruluk ve hassasiyetleri ile bilinir. Bilinen bir miktarı bilinmeyen bir miktarla karşılaştırma prensibi üzerinde çalışırlar. Bilinen ve bilinmeyen miktarların değerleri eşit olduğunda, aletin işaretçisi sıfır veya sıfır sapmasını gösterir. Sıfır tip aletler, potansiyometreler ve galvanometrelerde, çeşitli elektrik ve elektronik uygulamalarda hassas ölçüm için kritik olan sıfır noktaları belirlemek üzere yaygın olarak kullanılır.

Sapma Tip Aletler

Sapma tip aletler, işaretçinin sapmasına dayanarak ölçüm miktarının değerini belirler. Ölçüm yapılan miktar, alete etki ederken, hareketli sistemin işaretçisi (kalibre edilmiş bir ölçekte monte edilmiştir) sapar. İndikatörün ölçek üzerindeki konumunu gözlemleyerek, ölçülen miktarın büyüklüğü belirlenebilir.

Sapma tip aletler, daha üç kategoriye ayrılabilir:

• Gösterge Aletleri: Bu aletler, ölçüm yapılan miktarın büyüklüğünü doğrudan göstermek üzere tasarlanmıştır. Genellikle, işaretçisinin hareket ettiği bir gradüel ölçekli bir göstergesi bulunur. Gösterge aletlerine örnek olarak, çeşitli devreler ve sistemlerde elektrik parametrelerinin izlenmesi ve ölçülmesinde yaygın olarak kullanılan voltmetreler, ampermetreler ve güç faktörü metrelere sayılabilir.

• Entegre Aletler: Entegre aletler, belirli bir süre boyunca sağlanan toplam enerjiyi ölçmek için kullanılır. Bu aletler tarafından ölçülen toplam enerji, zamanın ve ölçülen elektriksel miktarın çarpımı olarak hesaplanır. Entegre aletlere örnek olarak, tüketicilerin tükettiği elektrik enerjisi için doğru faturalandırma için kritik olan enerji metreleri ve watt-saat metrelere sayılabilir.

• Kayıt Aletleri: Kayıt aletleri, düzenli aralıklarla devre koşullarını belgelemek için kullanılır. Genellikle, bir kalemi veya stilusi taşıyan bir hareketli sisteme sahiptir, bu kalemin veya stilusun hafifçe bir kağıt sayfasına veya başka bir kayıt ortamasına dokunduğu yerdir. Ölçüm yapılan elektriksel miktar değiştiğinde, bobinin hareketi, elektriksel miktarın zaman içindeki değişiminin grafiğini oluşturacak şekilde kayıt ortamasına izlenir. Bu grafiksel gösterim, trendleri analiz etmek, sorunları teşhis etmek ve elektrik sistemlerinin performansını izlemek için son derece değerlidir.

Elektriksel ve mekanik aletlere kıyasla, elektronik aletler genellikle aniden daha hızlı tepki süreleri sergiler. Bu hızlı tepki, elektriksel miktarlardaki değişiklikleri hızlıca algılamalarına ve reaksiyon vermelerine olanak tanır, bu da gerçek zamanlı izleme ve analiz gerektiren uygulamalar, örneğin yüksek hızlı veri alma sistemleri, kontrol sistemleri ve modern iletişim teknolojileri için onları son derece uygun hale getirir.