วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีต้องการการวัดที่หลากหลาย วิธีและวิธีการที่มีการพัฒนาและปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง บทบาทที่สำคัญที่สุดในพื้นที่นี้คือการวัดปริมาณไฟฟ้าซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ
แนวคิดของการวัด
การวัดปริมาณทางกายภาพใดๆ ทำได้โดยการเปรียบเทียบกับปริมาณของปรากฏการณ์ชนิดเดียวกันบางปริมาณซึ่งถือเป็นหน่วยวัด ผลลัพธ์ที่ได้จากการเปรียบเทียบจะแสดงเป็นตัวเลขในหน่วยที่เหมาะสม
การดำเนินการนี้ดำเนินการโดยใช้เครื่องมือวัดพิเศษ - อุปกรณ์ทางเทคนิคที่โต้ตอบกับวัตถุ ซึ่งจะต้องวัดพารามิเตอร์บางอย่าง ในกรณีนี้ จะใช้วิธีการบางอย่าง - เทคนิคโดยการเปรียบเทียบค่าที่วัดได้กับหน่วยการวัด
มีสัญญาณหลายอย่างที่ใช้เป็นพื้นฐานในการจำแนกการวัดปริมาณไฟฟ้าตามประเภท:
- จำนวนการกระทำของการวัด ที่นี่ครั้งเดียวหรือหลายหลากของพวกเขาเป็นสิ่งจำเป็น
- ระดับความแม่น มีเทคนิค การควบคุม และการตรวจสอบ การวัดที่แม่นยำที่สุด ตลอดจนการวัดที่เท่ากันและไม่เท่ากัน
- ลักษณะของการเปลี่ยนแปลงในค่าที่วัดได้เมื่อเวลาผ่านไป ตามเกณฑ์นี้ การวัดจะเป็นแบบคงที่และเป็นไดนามิก ด้วยการวัดแบบไดนามิก จะได้ค่าของปริมาณที่เปลี่ยนแปลงตามเวลาในทันที และการวัดแบบคงที่ - ค่าคงที่บางค่า
- การเป็นตัวแทนผล การวัดปริมาณไฟฟ้าสามารถแสดงในรูปแบบสัมพัทธ์หรือแบบสัมบูรณ์
- วิธีได้ผลลัพธ์ที่ต้องการ ตามคุณลักษณะนี้ การวัดจะถูกแบ่งออกเป็นทางตรง (ซึ่งได้ผลลัพธ์โดยตรง) และโดยอ้อม ซึ่งปริมาณที่เกี่ยวข้องกับค่าที่ต้องการโดยการพึ่งพาฟังก์ชันบางอย่างจะถูกวัดโดยตรง ในกรณีหลัง ปริมาณทางกายภาพที่ต้องการจะคำนวณจากผลลัพธ์ที่ได้ ดังนั้น การวัดกระแสด้วยแอมมิเตอร์จึงเป็นตัวอย่างของการวัดโดยตรง และกำลังเป็นการวัดทางอ้อม
การวัด
อุปกรณ์ที่ใช้สำหรับการวัดต้องมีลักษณะที่ทำให้เป็นมาตรฐาน และยังคงไว้เป็นระยะเวลาหนึ่งหรือสร้างหน่วยของค่าที่ตั้งใจไว้ขึ้นมาใหม่
วิธีการวัดปริมาณไฟฟ้าแบ่งออกเป็นหลายประเภทขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์:
- มาตรการ. เครื่องมือเหล่านี้ใช้สร้างคุณค่าของบางอย่างที่ให้มาขนาด - เช่น ตัวต้านทานที่สร้างความต้านทานบางอย่างพร้อมข้อผิดพลาดที่ทราบ
- การวัดทรานสดิวเซอร์ที่สร้างสัญญาณในรูปแบบที่สะดวกสำหรับการจัดเก็บ การแปลง การส่ง ไม่มีข้อมูลประเภทนี้สำหรับการรับรู้โดยตรง
- เครื่องวัดไฟฟ้า. เครื่องมือเหล่านี้ออกแบบมาเพื่อนำเสนอข้อมูลในรูปแบบที่ผู้สังเกตการณ์สามารถเข้าถึงได้ พวกเขาสามารถพกพาหรืออยู่กับที่ อนาล็อกหรือดิจิตอล บันทึกหรือส่งสัญญาณ
- การติดตั้งการวัดทางไฟฟ้าเป็นความซับซ้อนของเครื่องมือข้างต้นและอุปกรณ์เพิ่มเติมซึ่งรวมอยู่ในที่เดียว หน่วยช่วยให้การวัดที่ซับซ้อนมากขึ้น (เช่น ลักษณะแม่เหล็กหรือความต้านทาน) ทำหน้าที่เป็นอุปกรณ์ตรวจสอบหรืออ้างอิง
- ระบบวัดไฟฟ้าเป็นการผสมผสานวิธีการต่างๆ อย่างไรก็ตาม ต่างจากการติดตั้ง อุปกรณ์สำหรับการวัดปริมาณไฟฟ้าและวิธีการอื่นๆ ในระบบจะกระจายออกไป ด้วยความช่วยเหลือของระบบ คุณสามารถวัดปริมาณได้หลายแบบ จัดเก็บ ประมวลผล และส่งสัญญาณข้อมูลการวัด
หากจำเป็นต้องแก้ปัญหาการวัดที่ซับซ้อนโดยเฉพาะ คอมเพล็กซ์การวัดและการคำนวณจะถูกสร้างขึ้นที่รวมอุปกรณ์จำนวนหนึ่งและอุปกรณ์คอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์
ลักษณะของเครื่องมือวัด
อุปกรณ์วัดมีคุณสมบัติบางอย่างที่สำคัญเพื่อทำหน้าที่โดยตรง ซึ่งรวมถึง:
- ลักษณะทางมาตรวิทยา เช่น ความไวและเกณฑ์ ช่วงการวัดปริมาณไฟฟ้า ข้อผิดพลาดของอุปกรณ์ ค่าหาร ความเร็ว ฯลฯ
- ลักษณะไดนามิก เช่น แอมพลิจูด (ขึ้นอยู่กับแอมพลิจูดของสัญญาณเอาท์พุตของอุปกรณ์บนแอมพลิจูดที่อินพุท) หรือเฟส (ขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนเฟสของความถี่ของสัญญาณ)
- ลักษณะประสิทธิภาพที่สะท้อนถึงขอบเขตที่เครื่องมือตรงตามข้อกำหนดของการใช้งานภายใต้เงื่อนไขบางประการ ซึ่งรวมถึงคุณสมบัติต่างๆ เช่น ความน่าเชื่อถือของตัวบ่งชี้ ความน่าเชื่อถือ (ความสามารถในการทำงาน ความทนทาน และการทำงานของอุปกรณ์ที่ไม่เสียหาย) การบำรุงรักษา ความปลอดภัยทางไฟฟ้า ประหยัด
ชุดคุณลักษณะของอุปกรณ์กำหนดขึ้นโดยเอกสารข้อบังคับและทางเทคนิคที่เกี่ยวข้องสำหรับอุปกรณ์แต่ละประเภท
วิธีสมัคร
การวัดปริมาณไฟฟ้าทำได้หลายวิธี ซึ่งสามารถจำแนกได้ตามเกณฑ์ต่อไปนี้:
- ปรากฏการณ์ทางกายภาพบนพื้นฐานของการวัด (ปรากฏการณ์ทางไฟฟ้าหรือแม่เหล็ก)
- ธรรมชาติของการโต้ตอบของเครื่องมือวัดกับวัตถุ ขึ้นอยู่กับวิธีการสัมผัสและไม่สัมผัสในการวัดปริมาณไฟฟ้า
- โหมดการวัด ตามนั้น การวัดจะเป็นไดนามิกและคงที่
- วิธีวัด พัฒนาเป็นวิธีการประมาณค่าโดยตรงเมื่อต้องการหาปริมาณกำหนดโดยอุปกรณ์โดยตรง (เช่น แอมมิเตอร์) และวิธีการที่แม่นยำยิ่งขึ้น (ศูนย์ ดิฟเฟอเรนเชียล ฝ่ายค้าน การทดแทน) ซึ่งตรวจพบโดยเปรียบเทียบกับค่าที่ทราบ ตัวชดเชยและสะพานวัดทางไฟฟ้าของกระแสตรงและกระแสสลับทำหน้าที่เป็นอุปกรณ์เปรียบเทียบ
เครื่องมือวัดไฟฟ้า: ชนิดและคุณสมบัติ
การวัดปริมาณไฟฟ้าพื้นฐานต้องใช้เครื่องมือที่หลากหลาย ขึ้นอยู่กับหลักการทางกายภาพที่ทำงานของพวกเขา พวกเขาทั้งหมดถูกแบ่งออกเป็นกลุ่มต่อไปนี้:
- อุปกรณ์ไฟฟ้าต้องมีส่วนที่เคลื่อนไหวได้ในการออกแบบ เครื่องมือวัดกลุ่มใหญ่นี้รวมถึงอิเล็กโทรไดนามิก เฟอร์โรไดนามิก แมกนีโตอิเล็กทริก แม่เหล็กไฟฟ้า ไฟฟ้าสถิต อุปกรณ์เหนี่ยวนำ ตัวอย่างเช่น หลักการแมกนีโตอิเล็กทริกซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายมาก สามารถใช้เป็นพื้นฐานสำหรับอุปกรณ์ต่างๆ เช่น โวลต์มิเตอร์ แอมมิเตอร์ โอห์มมิเตอร์ กัลวาโนมิเตอร์ มิเตอร์ไฟฟ้า เครื่องวัดความถี่ ฯลฯ เป็นไปตามหลักการเหนี่ยวนำ
- อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์มีความโดดเด่นด้วยการมีบล็อกเพิ่มเติม: ตัวแปลงปริมาณทางกายภาพ, แอมพลิฟายเออร์, ตัวแปลง ฯลฯ ตามกฎแล้วในอุปกรณ์ประเภทนี้ค่าที่วัดได้จะถูกแปลงเป็นแรงดันไฟฟ้าและโวลต์มิเตอร์ทำหน้าที่เป็น พื้นฐานโครงสร้างของพวกเขา เครื่องมือวัดอิเล็กทรอนิกส์ใช้เป็นเครื่องวัดความถี่ ความจุ ความต้านทาน เครื่องวัดความเหนี่ยวนำ ออสซิลโลสโคป
- เทอร์โมอิเล็กทริกอุปกรณ์รวมการออกแบบอุปกรณ์วัดประเภทแมกนีโตอิเล็กทริกและตัวแปลงความร้อนที่เกิดขึ้นจากเทอร์โมคัปเปิลและเครื่องทำความร้อนซึ่งกระแสที่วัดได้ไหลผ่าน เครื่องมือประเภทนี้ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการวัดกระแสความถี่สูง
- ไฟฟ้าเคมี. หลักการทำงานของพวกมันขึ้นอยู่กับกระบวนการที่เกิดขึ้นบนอิเล็กโทรดหรือในตัวกลางที่กำลังศึกษาในพื้นที่อิเล็กโทรด เครื่องมือประเภทนี้ใช้สำหรับวัดค่าการนำไฟฟ้า ปริมาณไฟฟ้า และปริมาณที่ไม่ใช้ไฟฟ้าบางส่วน
ตามคุณสมบัติการใช้งาน เครื่องมือประเภทต่อไปนี้สำหรับวัดปริมาณไฟฟ้ามีความโดดเด่น:
- บ่งชี้ (สัญญาณ) - อุปกรณ์เหล่านี้อนุญาตให้อ่านข้อมูลการวัดโดยตรงเท่านั้น เช่น วัตต์มิเตอร์หรือแอมมิเตอร์
- การบันทึก - อุปกรณ์ที่สามารถบันทึกการอ่านได้ เช่น ออสซิลโลสโคปอิเล็กทรอนิกส์
ตามประเภทของสัญญาณ อุปกรณ์จะแบ่งออกเป็นอนาล็อกและดิจิตอล หากอุปกรณ์สร้างสัญญาณที่เป็นฟังก์ชันต่อเนื่องของค่าที่วัดได้ จะเป็นแอนะล็อก เช่น โวลต์มิเตอร์ ค่าที่อ่านได้จากมาตราส่วนพร้อมลูกศร ในกรณีที่สัญญาณถูกสร้างขึ้นโดยอัตโนมัติในอุปกรณ์ในรูปแบบของกระแสของค่าที่ไม่ต่อเนื่องซึ่งเข้าสู่การแสดงผลในรูปแบบตัวเลข หนึ่งพูดถึงเครื่องมือวัดแบบดิจิตอล
เครื่องมือดิจิทัลมีข้อเสียเมื่อเทียบกับอุปกรณ์อนาล็อก: ความน่าเชื่อถือน้อยกว่าความต้องการแหล่งจ่ายไฟต้นทุนที่สูงขึ้น อย่างไรก็ตาม ยังโดดเด่นด้วยข้อดีที่สำคัญที่ทำให้การใช้อุปกรณ์ดิจิทัลเป็นที่นิยมมากขึ้น ได้แก่ การใช้งานง่าย ความแม่นยำสูง และการป้องกันสัญญาณรบกวน ความเป็นไปได้ของการทำให้เป็นสากล ใช้ร่วมกับคอมพิวเตอร์และการส่งสัญญาณระยะไกลโดยไม่สูญเสียความแม่นยำ
ความไม่ถูกต้องและความแม่นยำของเครื่องมือ
ลักษณะที่สำคัญที่สุดของเครื่องมือวัดทางไฟฟ้าคือระดับความแม่นยำ ไม่สามารถดำเนินการวัดปริมาณทางไฟฟ้าได้เช่นเดียวกัน โดยไม่คำนึงถึงข้อผิดพลาดของอุปกรณ์ทางเทคนิค รวมทั้งปัจจัยเพิ่มเติม (ค่าสัมประสิทธิ์) ที่ส่งผลต่อความแม่นยำในการวัด ค่าขีด จำกัด ของข้อผิดพลาดที่กำหนดที่อนุญาตสำหรับอุปกรณ์ประเภทนี้เรียกว่าทำให้เป็นมาตรฐานและแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ พวกเขากำหนดระดับความแม่นยำของอุปกรณ์เฉพาะ
มาตรฐานที่ใช้ทำเครื่องหมายมาตราส่วนของอุปกรณ์วัดมีดังนี้: 4, 0; 2, 5; สิบห้า; สิบ; 0.5; 0.2; 0.1; 0.05 ตามที่กำหนดไว้การแบ่งตามวัตถุประสงค์: อุปกรณ์ที่เป็นของคลาสตั้งแต่ 0.05 ถึง 0.2 เป็นแบบอย่างคลาส 0.5 และ 1.0 มีอุปกรณ์ห้องปฏิบัติการและสุดท้ายอุปกรณ์ของคลาส 1, 5–4, 0 เป็นเทคนิค.
เมื่อเลือกเครื่องมือวัด จำเป็นต้องสอดคล้องกับประเภทของปัญหาที่กำลังแก้ไข ในขณะที่ขีดจำกัดการวัดบนควรใกล้เคียงกับค่าตัวเลขของค่าที่ต้องการมากที่สุด กล่าวคือ ยิ่งสามารถเบี่ยงเบนของตัวชี้เครื่องมือได้มากเท่าใด ข้อผิดพลาดสัมพัทธ์ของการวัดก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้นหากมีเฉพาะเครื่องมือระดับต่ำ ควรเลือกเครื่องมือที่มีช่วงการทำงานที่เล็กที่สุด การวัดปริมาณไฟฟ้าสามารถทำได้อย่างแม่นยำโดยใช้วิธีการเหล่านี้ ในกรณีนี้ คุณต้องคำนึงถึงประเภทของสเกลของอุปกรณ์ด้วย (สม่ำเสมอหรือไม่สม่ำเสมอ เช่น สเกลโอห์มมิเตอร์)
ปริมาณไฟฟ้าพื้นฐานและหน่วย
บ่อยครั้ง การวัดทางไฟฟ้าเกี่ยวข้องกับชุดของปริมาณต่อไปนี้:
- ความแรงของกระแส (หรือแค่กระแส) I. ค่านี้ระบุปริมาณประจุไฟฟ้าที่ไหลผ่านส่วนตัวนำใน 1 วินาที การวัดขนาดของกระแสไฟฟ้าดำเนินการในหน่วยแอมแปร์ (A) โดยใช้แอมมิเตอร์, อะโวมิเตอร์ (ตัวทดสอบที่เรียกว่า "tseshek"), มัลติมิเตอร์แบบดิจิตอล, หม้อแปลงเครื่องมือ
- ปริมาณไฟฟ้า (ชาร์จ) q. ค่านี้กำหนดขอบเขตที่ร่างกายสามารถเป็นแหล่งของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าได้ ประจุไฟฟ้ามีหน่วยเป็นคูลอมบ์ (C) 1 C (แอมแปร์-วินาที)=1 A ∙ 1 วินาที เครื่องมือวัดคืออิเล็กโทรมิเตอร์หรือมิเตอร์ประจุไฟฟ้า (คูลอมบ์เมตร)
- แรงดันไฟฟ้า U. แสดงความต่างศักย์ (พลังงานประจุ) ที่มีอยู่ระหว่างจุดที่แตกต่างกันสองจุดของสนามไฟฟ้า สำหรับปริมาณไฟฟ้าที่กำหนด หน่วยของการวัดคือโวลต์ (V) ถ้าเพื่อที่จะย้ายประจุ 1 คูลอมบ์จากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่ง สนามทำงาน 1 จูล (นั่นคือพลังงานที่สอดคล้องกันถูกใช้ไป) ดังนั้นความต่างศักย์ - แรงดัน - ระหว่างจุดเหล่านี้คือ 1 โวลต์: 1 V \u003d 1 J / 1 C. การวัดแรงดันไฟฟ้าทำได้โดยใช้โวลต์มิเตอร์ มัลติมิเตอร์แบบดิจิตอลหรืออนาล็อก (เครื่องทดสอบ)
- ความต้านทาน R. แสดงถึงความสามารถของตัวนำในการป้องกันไม่ให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่าน หน่วยของความต้านทานคือโอห์ม 1 โอห์ม คือความต้านทานของตัวนำที่มีแรงดันไฟฟ้า 1 โวลต์ที่ปลายด้านหนึ่งเป็นกระแส 1 แอมแปร์: 1 โอห์ม=1 V / 1 A ความต้านทานเป็นสัดส่วนโดยตรงกับส่วนตัดขวางและความยาวของตัวนำ ใช้โอห์มมิเตอร์ อะโวมิเตอร์ มัลติมิเตอร์
- ค่าการนำไฟฟ้า (การนำไฟฟ้า) G คือส่วนกลับของความต้านทาน หน่วยวัดเป็นซีเมนส์ (ซม.): 1 ซม.=1 โอห์ม-1.
- ความจุ C คือการวัดความสามารถของตัวนำในการจัดเก็บประจุ ซึ่งเป็นหนึ่งในปริมาณไฟฟ้าพื้นฐานด้วย หน่วยวัดของมันคือฟารัด (F) สำหรับตัวเก็บประจุ ค่านี้ถูกกำหนดให้เป็นความจุร่วมกันของเพลตและเท่ากับอัตราส่วนของประจุที่สะสมต่อความต่างศักย์บนเพลต ความจุของตัวเก็บประจุแบบแบนจะเพิ่มขึ้นตามการเพิ่มขึ้นของพื้นที่ของเพลตและระยะห่างระหว่างพวกมันลดลง หากด้วยประจุ 1 จี้สร้างแรงดันไฟฟ้า 1 โวลต์บนเพลตความจุของตัวเก็บประจุดังกล่าวจะเท่ากับ 1 ฟารัด: 1 F \u003d 1 C / 1 V. การวัดจะดำเนินการโดยใช้ เครื่องมือพิเศษ - มิเตอร์วัดความจุหรือมัลติมิเตอร์แบบดิจิตอล
- Power P คือค่าที่สะท้อนถึงความเร็วในการถ่ายโอน (การแปลง) ของพลังงานไฟฟ้า เป็นหน่วยระบบของพลังงานที่นำมาใช้วัตต์ (W; 1 W=1J/s) ค่านี้ยังสามารถแสดงในรูปของผลคูณของแรงดันไฟและความแรงของกระแสได้อีกด้วย: 1 W=1 V ∙ 1 A. สำหรับวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ กำลังไฟที่ใช้งาน (สิ้นเปลือง) Pa ปฏิกิริยา P ra (ไม่มีส่วนร่วมในการทำงานของกระแสไฟ) และกำลังเต็มที่ P. เมื่อทำการวัด หน่วยต่อไปนี้จะใช้สำหรับพวกเขา: วัตต์, var (ย่อมาจาก “volt-ampere reactive”) และตามนั้น โวลต์-แอมแปร์ V ∙ A. ขนาดเท่ากันและใช้เพื่อแยกความแตกต่างระหว่างปริมาณที่ระบุ เครื่องมือสำหรับวัดกำลัง - วัตต์มิเตอร์แบบแอนะล็อกหรือดิจิตอล การวัดทางอ้อม (เช่น การใช้แอมมิเตอร์) อาจใช้ไม่ได้เสมอไป เพื่อกำหนดปริมาณที่สำคัญเช่นตัวประกอบกำลัง (แสดงในรูปของมุมการเปลี่ยนเฟส) จะใช้อุปกรณ์ที่เรียกว่าเฟสเมตร
- ความถี่ฉ นี่คือลักษณะของกระแสสลับ ซึ่งแสดงจำนวนรอบของการเปลี่ยนแปลงในขนาดและทิศทาง (ในกรณีทั่วไป) ในช่วงเวลา 1 วินาที หน่วยของความถี่คือวินาทีส่วนกลับหรือเฮิรตซ์ (Hz): 1 Hz=1 s-1 ค่านี้วัดโดยเครื่องมือประเภทต่าง ๆ ที่เรียกว่าเครื่องวัดความถี่
ปริมาณแม่เหล็ก
แม่เหล็กมีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับไฟฟ้า เนื่องจากทั้งสองเป็นปรากฏการณ์ของกระบวนการทางกายภาพขั้นพื้นฐานเพียงอย่างเดียว - แม่เหล็กไฟฟ้า ดังนั้นการเชื่อมต่อที่ใกล้เคียงกันจึงเป็นลักษณะของวิธีการและวิธีการวัดปริมาณไฟฟ้าและแม่เหล็ก แต่ยังมีความแตกต่าง ตามกฎแล้วเมื่อพิจารณาอย่างหลังในทางปฏิบัติทำการวัดทางไฟฟ้า ค่าแม่เหล็กได้ทางอ้อมจากความสัมพันธ์เชิงฟังก์ชันที่เชื่อมต่อกับค่าไฟฟ้า
ค่าอ้างอิงในพื้นที่การวัดนี้คือ การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก ความแรงของสนาม และฟลักซ์แม่เหล็ก สามารถแปลงโดยใช้ขดลวดวัดของอุปกรณ์เป็น EMF ซึ่งวัดหลังจากนั้นจะคำนวณค่าที่ต้องการ
- ฟลักซ์แม่เหล็กวัดโดยใช้เครื่องมือต่างๆ เช่น เวเบอร์มิเตอร์ (โฟโตโวลตาอิก แมกนีโตอิเล็กทริก แอนะล็อกอิเล็กทรอนิกส์และดิจิตอล) และกัลวาโนมิเตอร์ที่มีความไวสูง
- ความเหนี่ยวนำและความแรงของสนามแม่เหล็กวัดโดยใช้เทสลามิเตอร์ที่ติดตั้งทรานสดิวเซอร์ประเภทต่างๆ
การวัดปริมาณไฟฟ้าและแม่เหล็กซึ่งเกี่ยวข้องกันโดยตรงช่วยให้สามารถแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์และทางเทคนิคได้มากมาย เช่น การศึกษานิวเคลียสของอะตอมและสนามแม่เหล็กของดวงอาทิตย์ โลก และดาวเคราะห์ การศึกษาของ สมบัติทางแม่เหล็กของวัสดุต่างๆ การควบคุมคุณภาพ และอื่นๆ
ปริมาณที่ไม่ใช้ไฟฟ้า
ความสะดวกของวิธีการทางไฟฟ้าทำให้สามารถขยายไปสู่การวัดปริมาณทางกายภาพต่างๆ ของธรรมชาติที่ไม่ใช่ไฟฟ้าได้สำเร็จ เช่น อุณหภูมิ ขนาด (เชิงเส้นและเชิงมุม) การเสียรูป และอื่นๆ อีกมากมาย เพื่อตรวจสอบกระบวนการทางเคมีและองค์ประกอบของสาร
เครื่องมือสำหรับการวัดทางไฟฟ้าของปริมาณที่ไม่ใช่ไฟฟ้ามักจะเป็นเซ็นเซอร์ที่ซับซ้อน - ตัวแปลงเป็นพารามิเตอร์วงจรใดๆ (แรงดันความต้านทาน) และอุปกรณ์วัดทางไฟฟ้า ทรานสดิวเซอร์มีหลายประเภท ซึ่งคุณสามารถวัดปริมาณได้หลากหลาย นี่เป็นเพียงตัวอย่างบางส่วน:
- รีโอสแตติกเซนเซอร์ ในทรานสดิวเซอร์ดังกล่าว เมื่อค่าที่วัดได้เปิดเผย (เช่น เมื่อระดับของเหลวหรือปริมาตรเปลี่ยนแปลง) ตัวเลื่อนรีโอสแตทจะเคลื่อนที่ ซึ่งจะเปลี่ยนความต้านทาน
- เทอร์มิสเตอร์. ความต้านทานของเซ็นเซอร์ในอุปกรณ์ประเภทนี้เปลี่ยนแปลงภายใต้อิทธิพลของอุณหภูมิ ใช้สำหรับวัดอัตราการไหลของก๊าซ อุณหภูมิ เพื่อกำหนดองค์ประกอบของส่วนผสมของก๊าซ
- ความต้านทานความเครียดช่วยให้สามารถวัดความตึงของลวดได้
- โฟโตเซนเซอร์ที่แปลงการเปลี่ยนแปลงของการส่องสว่าง อุณหภูมิ หรือการเคลื่อนไหวเป็นโฟโตเคอร์เรนซี จากนั้นวัด
- ทรานสดิวเซอร์คาปาซิทีฟที่ใช้เป็นเซ็นเซอร์สำหรับเคมีในอากาศ การเคลื่อนตัว ความชื้น ความดัน
- ตัวแปลงสัญญาณแบบเพียโซอิเล็กทริกทำงานบนหลักการของการเกิด EMF ในวัสดุที่เป็นผลึกบางชนิดเมื่อนำไปใช้กับพวกมันด้วยกลไก
- เซ็นเซอร์อุปนัยขึ้นอยู่กับการแปลงของปริมาณ เช่น ความเร็วหรือความเร่งเป็นแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำ
การพัฒนาเครื่องมือและวิธีการวัดทางไฟฟ้า
วิธีการที่หลากหลายในการวัดปริมาณไฟฟ้านั้นเกิดจากปรากฏการณ์ต่างๆ มากมายที่พารามิเตอร์เหล่านี้มีบทบาทสำคัญ กระบวนการและปรากฏการณ์ทางไฟฟ้ามีการใช้งานที่หลากหลายในทุกอุตสาหกรรม - เป็นไปไม่ได้ที่จะระบุพื้นที่ของกิจกรรมของมนุษย์ที่พวกเขาไม่พบแอปพลิเคชัน ซึ่งจะกำหนดช่วงปัญหาของการวัดทางไฟฟ้าของปริมาณทางกายภาพที่เพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ ความหลากหลายและการปรับปรุงวิธีการและวิธีการในการแก้ปัญหาเหล่านี้มีการเติบโตอย่างต่อเนื่อง พัฒนาทิศทางของเทคโนโลยีการวัดอย่างรวดเร็วและประสบความสำเร็จเป็นพิเศษ เช่น การวัดปริมาณที่ไม่ใช่ไฟฟ้าด้วยวิธีทางไฟฟ้า
เทคโนโลยีการวัดทางไฟฟ้าสมัยใหม่กำลังพัฒนาไปในทิศทางของความแม่นยำที่เพิ่มขึ้น การกันเสียงและความเร็ว ตลอดจนการเพิ่มระบบอัตโนมัติของกระบวนการวัดและการประมวลผลผลลัพธ์ เครื่องมือวัดได้เปลี่ยนจากอุปกรณ์ไฟฟ้าเครื่องกลที่ง่ายที่สุดมาเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และดิจิตอล ไปจนถึงระบบการวัดและคำนวณล่าสุดที่ใช้เทคโนโลยีไมโครโปรเซสเซอร์ ในเวลาเดียวกัน การเพิ่มขึ้นของบทบาทของส่วนประกอบซอฟต์แวร์ของอุปกรณ์วัดเห็นได้ชัดว่าเป็นแนวโน้มการพัฒนาหลัก