تعريف الأجهزة الرقمية
الجهاز الرقمي هو جهاز يعرض قيمة الكمية المقاسة على شكل أرقام رقمية. يعمل على مبدأ التكميم - وهو عملية تحويل الإشارة المدخلة المستمرة إلى إشارة مخرج قابلة للعد.
لدى الأجهزة الرقمية بنية نسبية معقدة وغالباً ما تكون أغلى ثمناً. ومع ذلك، فإنها تستهلك طاقة أقل بشكل كبير مقارنة بالأجهزة التناظرية. تشمل الأمثلة متعدد المتر الرقمي ومتر الفولت الرقمي ومتر التردد الرقمي.
الميزات الرئيسية للأجهزة الرقمية
تتميز الأجهزة الرقمية بالخصائص الهامة التالية:
دقة عالية في القياسات.
مكونات حساسة تتأثر بسهولة بدرجة الحرارة والرطوبة المحيطة.
مقاومة دخل عالية، مما يؤدي إلى استهلاك طاقة أقل.
قابلية نقل أقل.
تكلفة أعلى.
الحري من أخطاء الرؤية الجانبية: على عكس الأجهزة التناظرية التي تستخدم مؤشراً لتحديد القيم المقاسة (مما يؤدي إلى أخطاء محتملة في الرؤية الجانبية)، تعرض الأجهزة الرقمية النتائج مباشرة على الشاشة، مما يقلل من مثل هذه الأخطاء.
بنية الأجهزة الرقمية
توضح الشكل أدناه بنية الجهاز الرقمي.
المكونات الرئيسية للأجهزة الرقمية
تشمل الأجهزة الرقمية ثلاثة مكونات أساسية: المتحولات، معدّلات الإشارات، وأجهزة العرض.
المتحول: يقوم بتحويل الكميات غير الكهربائية أو الكميات الفيزيائية (مثل درجة الحرارة، الإزاحة) إلى كميات كهربائية قابلة للقياس (مثل الجهد أو التيار). يجب ملاحظة أن المتحولات غير ضرورية عندما يكون المدخل كهربائيًا بالفعل.
معدّل الإشارة: يعزز الإشارات المدخلة الضعيفة لضمان معالجتها بكفاءة.
جهاز العرض: يقدم الكمية المقاسة على شكل أرقام. غالباً ما يتم استخدام الثنائيات المنبعثة للضوء (LEDs) أو شاشات الكريستال السائل (LCDs) لهذا الغرض.
مزايا الأجهزة الرقمية
تُعرض القراءات على شكل أرقام، مما يقلل من الخطأ البشري.
يمكن تغذية المخرجات الرقمية مباشرة إلى أجهزة التخزين (مثل الأقراص المرنة)، أو أجهزة التسجيل، أو الطابعات.
استهلاك طاقة أقل مقارنة بالأجهزة التناظرية.
عيوب الأجهزة الرقمية
رغم هذه العيوب، لا تزال الأجهزة الرقمية تستخدم على نطاق واسع في تطبيقات القياس.
