విద్యుత్ కొలతల రకాలు మరియు పద్ధతులు

ఎలక్ట్రికల్ ఇంజినీరింగ్ చదివేటప్పుడు, ఎలక్ట్రికల్, మాగ్నెటిక్ మరియు మెకానికల్ పరిమాణాలను ఎదుర్కోవాలి మరియు కొలవాలి.

విద్యుత్, అయస్కాంత లేదా ఇతర పరిమాణాన్ని కొలవడం అంటే దానిని యూనిట్‌గా తీసుకున్న మరొక సజాతీయ పరిమాణంతో పోల్చడం.

ఈ వ్యాసం అత్యంత ముఖ్యమైన కొలత వర్గీకరణను చర్చిస్తుంది విద్యుత్ కొలతల సిద్ధాంతం మరియు అభ్యాసం… ఈ వర్గీకరణలో ఒక పద్దతి కోణం నుండి కొలతల వర్గీకరణ ఉండవచ్చు, అనగా. కొలత ఫలితాలు (రకాలు లేదా కొలతల తరగతులు) పొందే సాధారణ పద్ధతులపై ఆధారపడి, సూత్రాలు మరియు కొలిచే పరికరాల ఉపయోగం (కొలత పద్ధతులు) మరియు కొలిచిన విలువల డైనమిక్స్‌పై ఆధారపడి కొలతల వర్గీకరణపై ఆధారపడి కొలతల వర్గీకరణ.

విద్యుత్ కొలతల రకాలు

ఫలితాన్ని పొందే సాధారణ పద్ధతులపై ఆధారపడి, కొలతలు క్రింది రకాలుగా విభజించబడ్డాయి: ప్రత్యక్ష, పరోక్ష మరియు ఉమ్మడి.

ప్రత్యక్ష కొలతల కోసం, ప్రయోగాత్మక డేటా నుండి నేరుగా పొందిన ఫలితాలు ఉంటాయి.ప్రత్యక్ష కొలత Y = X ఫార్ములా ద్వారా సాంప్రదాయకంగా వ్యక్తీకరించబడుతుంది, ఇక్కడ Y అనేది కొలవబడిన విలువ యొక్క కావలసిన విలువ; X — ప్రయోగాత్మక డేటా నుండి నేరుగా పొందిన విలువ. ఈ రకమైన కొలత అనేది స్థాపించబడిన యూనిట్లలో క్రమాంకనం చేయబడిన పరికరాలను ఉపయోగించి వివిధ భౌతిక పరిమాణాల కొలతలను కలిగి ఉంటుంది.

ఉదాహరణకు, అమ్మీటర్‌తో కరెంట్ యొక్క కొలతలు, థర్మామీటర్‌తో ఉష్ణోగ్రత మొదలైనవి. ఈ రకమైన కొలతలు కూడా కొలతలను కలిగి ఉంటాయి, ఇక్కడ పరిమాణం యొక్క కావలసిన విలువ కొలతతో ప్రత్యక్ష పోలిక ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. సరళ రేఖ కొలతను ఆపాదించేటప్పుడు ఉపయోగించిన సాధనాలు మరియు ప్రయోగం యొక్క సరళత (లేదా సంక్లిష్టత) పరిగణనలోకి తీసుకోబడవు.

పరోక్ష అటువంటి కొలత అని పిలుస్తారు, దీనిలో పరిమాణం యొక్క కావలసిన విలువ ఈ పరిమాణం మరియు ప్రత్యక్ష కొలతలకు లోబడి ఉన్న పరిమాణాల మధ్య తెలిసిన సంబంధం ఆధారంగా కనుగొనబడుతుంది. పరోక్ష కొలతల కోసం, Y = F (Xl, X2 ... Xn) సూత్రాన్ని లెక్కించడం ద్వారా కొలవబడిన విలువ యొక్క సంఖ్యా విలువ నిర్ణయించబడుతుంది, ఇక్కడ Y - కొలిచిన విలువ యొక్క అవసరమైన విలువ; NS1, X2, Xn - కొలిచిన పరిమాణాల విలువలు. పరోక్ష కొలతలకు ఉదాహరణ ఒక అమ్మీటర్ మరియు వోల్టమీటర్‌తో DC సర్క్యూట్‌లలో శక్తిని కొలవడం.

అవసరమైన పరిమాణాల విలువలను నేరుగా కొలిచిన పరిమాణాలతో అనుసంధానించే సమీకరణాల వ్యవస్థను పరిష్కరించడం ద్వారా వివిధ పరిమాణాల యొక్క అవసరమైన విలువలు నిర్ణయించబడే వాటిని ఉమ్మడి కొలతలు అంటారు. ఉమ్మడి కొలతలకు ఉదాహరణగా, దాని ఉష్ణోగ్రతతో రెసిస్టెన్స్ రెసిస్టర్‌కు సంబంధించిన ఫార్ములాలోని గుణకాల యొక్క నిర్వచనం ఇవ్వవచ్చు: Rt = R20 [1 + α (T1-20) + β (T1-20)]

విద్యుత్ కొలత పద్ధతులు

సూత్రాలు మరియు కొలిచే సాధనాలను ఉపయోగించడం కోసం సాంకేతికతల సమితిపై ఆధారపడి, అన్ని పద్ధతులు ప్రత్యక్ష అంచనా పద్ధతి మరియు పోలిక పద్ధతులుగా విభజించబడ్డాయి.

ప్రత్యక్ష అంచనా పద్ధతి యొక్క సారాంశం ఏమిటంటే, కొలిచిన పరిమాణం యొక్క విలువ ఒకటి (ప్రత్యక్ష కొలతలు) లేదా అనేక (పరోక్ష కొలతలు) పరికరాల రీడింగుల నుండి అంచనా వేయబడుతుంది, కొలిచిన పరిమాణం యొక్క యూనిట్లలో లేదా యూనిట్లలో ముందుగా క్రమాంకనం చేయబడుతుంది. కొలిచిన పరిమాణం పరిమాణం ఆధారపడి ఉండే ఇతర పరిమాణాలు.

ప్రత్యక్ష అంచనా పద్ధతికి సరళమైన ఉదాహరణ ఏమిటంటే, ప్రతి పరిమాణాన్ని తగిన యూనిట్లలో గ్రాడ్యుయేట్ చేసిన పరికరంతో కొలవడం.

ఎలక్ట్రికల్ కొలత పద్ధతుల యొక్క రెండవ పెద్ద సమూహం సాధారణ పేరు పోలిక పద్ధతుల క్రింద మిళితం చేయబడింది... అవి అన్ని విద్యుత్ కొలత పద్ధతులను కలిగి ఉంటాయి, దీనిలో కొలిచిన విలువ కొలత ద్వారా పునరుత్పత్తి చేయబడిన విలువతో పోల్చబడుతుంది. అందువలన, పోలిక పద్ధతుల యొక్క విలక్షణమైన లక్షణం కొలత ప్రక్రియలో చర్యల యొక్క ప్రత్యక్ష ప్రమేయం.

పోలిక పద్ధతులు క్రింది విధంగా విభజించబడ్డాయి: శూన్య, అవకలన, ప్రత్యామ్నాయం మరియు సరిపోలిక.

శూన్య పద్ధతి ఇది కొలిచిన విలువను కొలతతో పోల్చే పద్ధతి, దీనిలో కొలతపై విలువల ప్రభావం యొక్క ఫలితం సున్నాకి తగ్గించబడుతుంది. అందువలన, సమతౌల్య స్థితికి చేరుకున్నప్పుడు, ఒక నిర్దిష్ట దృగ్విషయం అదృశ్యమవుతుంది, ఉదాహరణకు, సర్క్యూట్ యొక్క ఒక విభాగంలోని ప్రస్తుత లేదా దానిలో ఉన్న వోల్టేజ్, ఈ ప్రయోజనాన్ని అందించే పరికరాల సహాయంతో రికార్డ్ చేయవచ్చు. - సున్నా సూచికలు. సున్నా సూచికల యొక్క అధిక సున్నితత్వం కారణంగా, మరియు కొలతలు గొప్ప ఖచ్చితత్వంతో నిర్వహించబడుతున్నందున, అధిక కొలత ఖచ్చితత్వం కూడా పొందబడుతుంది.

శూన్య పద్ధతి యొక్క అనువర్తనానికి ఒక ఉదాహరణ పూర్తిగా సమతుల్య వంతెన ద్వారా విద్యుత్ నిరోధకతను కొలవడం.

అవకలన పద్ధతిలో, శూన్య పద్ధతిలో, కొలిచిన విలువ ప్రత్యక్షంగా లేదా పరోక్షంగా కొలతతో పోల్చబడుతుంది మరియు పోలిక ఫలితంగా కొలవబడిన విలువ యొక్క విలువ ఈ విలువల ద్వారా ఏకకాలంలో ఉత్పత్తి చేయబడిన ప్రభావాల మధ్య వ్యత్యాసం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది మరియు కొలత ద్వారా పునరుత్పత్తి చేయబడిన తెలిసిన విలువ. అందువలన, అవకలన పద్ధతితో, కొలిచిన విలువ యొక్క అసంపూర్ణ బ్యాలెన్సింగ్ పొందబడుతుంది మరియు ఇది అవకలన పద్ధతి మరియు సున్నా మధ్య వ్యత్యాసం.

అవకలన పద్ధతి ప్రత్యక్ష అంచనా పద్ధతి యొక్క కొన్ని లక్షణాలను మరియు శూన్య పద్ధతి యొక్క కొన్ని లక్షణాలను మిళితం చేస్తుంది. కొలిచిన విలువ మరియు కొలత ఒకదానికొకటి కొద్దిగా భిన్నంగా ఉంటే మాత్రమే ఇది చాలా ఖచ్చితమైన కొలత ఫలితాన్ని ఇస్తుంది.

ఉదాహరణకు, ఈ రెండు పరిమాణాల మధ్య వ్యత్యాసం 1% మరియు 1% వరకు లోపంతో కొలుస్తారు, అప్పుడు కొలత లోపాలను పరిగణనలోకి తీసుకోకపోతే కావలసిన పరిమాణం యొక్క కొలత లోపం 0.01%కి తగ్గించబడుతుంది. అవకలన పద్ధతి యొక్క అనువర్తనానికి ఒక ఉదాహరణ వోల్టమీటర్‌తో రెండు వోల్టేజ్‌ల మధ్య వ్యత్యాసాన్ని కొలవడం, వీటిలో ఒకటి అధిక ఖచ్చితత్వంతో పిలువబడుతుంది మరియు మరొకటి కావలసిన విలువ.

ప్రత్యామ్నాయ పద్ధతిలో ఒక పరికరంతో కావలసిన విలువను వరుసగా కొలవడం మరియు అదే పరికరంతో కొలిచిన విలువతో సజాతీయంగా ఉండే విలువను పునరుత్పత్తి చేసే కొలతను కొలవడం వంటివి ఉంటాయి. రెండు కొలతల ఫలితాల నుండి కావలసిన విలువను లెక్కించవచ్చు.రెండు కొలతలు ఒకే బాహ్య పరిస్థితులలో ఒకే పరికరం ద్వారా తయారు చేయబడతాయి మరియు కావలసిన విలువ పరికర రీడింగుల నిష్పత్తి ద్వారా నిర్ణయించబడినందున, కొలత ఫలితం యొక్క లోపం గణనీయంగా తగ్గుతుంది. పరికరం యొక్క లోపం సాధారణంగా స్కేల్ యొక్క వివిధ పాయింట్ల వద్ద ఒకేలా ఉండదు కాబట్టి, పరికరం యొక్క అదే రీడింగులతో అత్యధిక కొలత ఖచ్చితత్వం సాధించబడుతుంది.

ప్రత్యామ్నాయ పద్ధతిని వర్తింపజేయడానికి ఒక ఉదాహరణ సాపేక్షంగా పెద్ద కొలత DC విద్యుత్ నిరోధకత నియంత్రిత నిరోధకం మరియు నమూనా ద్వారా ప్రవహించే కరెంట్‌ను వరుసగా కొలవడం ద్వారా. కొలతల సమయంలో సర్క్యూట్ తప్పనిసరిగా అదే ప్రస్తుత మూలం ద్వారా శక్తిని పొందాలి. వేరియబుల్ మరియు శాంపిల్ రెసిస్టెన్స్‌లతో పోలిస్తే ప్రస్తుత మూలం మరియు కరెంట్‌ను కొలిచే పరికరం యొక్క ప్రతిఘటన చాలా తక్కువగా ఉండాలి.

సరిపోలిక పద్ధతి ఇది కొలవబడిన విలువ మరియు కొలత నుండి పునరుత్పత్తి చేయబడిన విలువ మధ్య వ్యత్యాసాన్ని స్కేల్ మార్క్ లేదా ఆవర్తన సంకేతాల సరిపోలికను ఉపయోగించి కొలవబడుతుంది. ఈ పద్ధతి నాన్-ఎలక్ట్రికల్ కొలతల ఆచరణలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది.

దీనికి ఉదాహరణ పొడవును కొలవడం వెర్నియర్ కాలిపర్… విద్యుత్ కొలతలలో, స్ట్రోబోస్కోప్‌తో శరీర వేగాన్ని కొలవడం ఒక ఉదాహరణ.

మేము కొలవబడిన విలువ యొక్క కాలక్రమేణా మార్పు ఆధారంగా కొలతల వర్గీకరణను కూడా సూచిస్తాము... కొలవబడిన విలువ కాలక్రమేణా మారుతుందా లేదా కొలత ప్రక్రియలో మారకుండా ఉందా అనే దానిపై ఆధారపడి, స్టాటిక్ మరియు డైనమిక్ కొలతల మధ్య వ్యత్యాసం ఉంటుంది. స్థిరమైన లేదా స్థిరమైన విలువల కొలతలను స్థిరంగా సూచిస్తుంది.వీటిలో rms యొక్క కొలతలు మరియు పరిమాణాల వ్యాప్తి విలువలు ఉన్నాయి, కానీ స్థిరమైన స్థితిలో ఉంటాయి.

సమయం మారుతున్న పరిమాణాల యొక్క తక్షణ విలువలను కొలిస్తే, అప్పుడు కొలతలను డైనమిక్ అంటారు ... డైనమిక్ కొలతల సమయంలో కొలిచే సాధనాలు కొలిచిన పరిమాణం యొక్క విలువలను నిరంతరం గమనించడానికి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తే, అటువంటి కొలతలు నిరంతరాయంగా పిలువబడతాయి.

t1, t2 మొదలైన కొన్ని సమయ పాయింట్లలో దాని విలువలను కొలవడం ద్వారా ఏదైనా పరిమాణం యొక్క కొలతలు చేయడం సాధ్యపడుతుంది. ఫలితంగా, కొలిచిన పరిమాణంలోని అన్ని విలువలు తెలియవు, కానీ ఎంచుకున్న సమయాల్లోని విలువలు మాత్రమే. ఇటువంటి కొలతలు వేరుగా పిలువబడతాయి.