Dijital ölçüm cihazları: avantajlar ve dezavantajlar, çalışma prensibi
Dijital ölçüm, insanlık tarihi boyunca çeşitli fiziksel büyüklükleri ölçmenin en devrim niteliğindeki yollarından biridir. Genel olarak, dijital teknolojinin ortaya çıkışından bu yana, bu tür cihazların öneminin, tüm varlığımızın geleceğini büyük ölçüde belirlediğini söyleyebiliriz.
Tüm ölçüm cihazları analog ve dijital olarak ayrılmıştır.
Dijital sayaçlar, yüksek tepki hızına ve yüksek doğruluk sınıfına sahiptir. Çok çeşitli elektriksel ve elektriksel olmayan büyüklükleri ölçmek için kullanılırlar.
Dijital analog cihazlardan farklı olarak ölçülen verileri saklamazlar ve dijital mikroişlemcili cihazlarla uyumlu değildirler. Bu nedenle, sıkıcı ve zaman alıcı olabilen, onunla yapılan her ölçümü kaydetmek gerekir.
Dijital sayaçların en büyük dezavantajı, belirli bir süre sonra harici bir güç kaynağına veya pil şarjına ihtiyaç duymalarıdır.Ayrıca, dijital cihazların doğruluğu, hızı ve verimliliği onları analog cihazlardan daha pahalı hale getirir.
Dijital ölçüm cihazları - ölçülen giriş analog değeri X'in, bilinen (örnek) değer N'nin ayrı değerleriyle ampirik olarak otomatik olarak karşılaştırıldığı ve ölçüm sonuçlarının dijital biçimde verildiği cihazlar (Analog, ayrık ve dijital sinyaller nasıl farklıdır?).
Bir dijital voltmetrenin blok diyagramı
Dijital ölçü aletlerinde karşılaştırmalı işlemler yapılırken sürekli ölçülen niceliklerin değerlerinin düzeyi ve süresi nicemlenir. Ölçüm sonucu (ölçülen değerin sayısal eşdeğeri), dijital kodlama işlemleri gerçekleştirildikten sonra oluşturulur ve seçilen bir kodda sunulur (görüntüleme için ondalık veya sonraki işlemler için ikili).
dijital ışık ölçer
Dijital ölçüm cihazlarında karşılaştırma işlemleri özel karşılaştırma cihazları ile yapılmaktadır. Genellikle, bu tür cihazlarda ölçümün nihai sonucu, X analog değerini N numune değerinin farklı ayrık değerleriyle karşılaştırmak için ayrı işlemlerin sonuçlarının saklanması ve belirli bir şekilde işlenmesinden sonra elde edilir (X'in bilinen fraksiyonlarının N ile karşılaştırılması) aynı değerde de yapılabilir).
X'in sayısal karşılığı, ölçüm cihazına algılamaya uygun bir biçimde (sayısal gösterge) ve gerekirse bir elektronik bilgisayara (bilgisayar) veya bir otomatik kontrol sistemine girilmeye uygun bir biçimde çıktı cihazları aracılığıyla sunulur. (dijital denetleyiciler, programlanabilir mantık denetleyicileri, akıllı röleler, frekans dönüştürücüler).İkinci durumda, cihazlara çoğunlukla dijital sensörler denir.
Dijital nonometre
Genel olarak, dijital ölçüm cihazları analogdan dijitale dönüştürücüler, bir referans değeri N veya önceden tanımlanmış bir dizi N değeri oluşturmak için bir birim, karşılaştırıcılar, mantık cihazları ve çıkış cihazları içerir.
Otomatik dijital ölçüm cihazları, fonksiyonel birimlerinin çalışmasını kontrol eden bir cihaza sahip olmalıdır Gerekli fonksiyonel bloklara ek olarak, cihaz, örneğin X sürekli değerlerinin ara sürekli değerlere dönüştürücüleri gibi ek içerebilir.
Bu tür dönüştürücüler, ara X'in orijinalinden daha kolay ölçülebildiği ölçüm cihazlarında kullanılır. X'in elektriksel büyüklüklere dönüştürülmesine genellikle çeşitli elektriksel olmayan büyüklükler ölçülürken başvurulur, buna karşılık elektriksel büyüklükler genellikle eşdeğer zaman aralıklarıyla temsil edilir vb.
Ayrıca bakınız:
Analogdan Dijitale Dönüştürücüler (ADC) giriş analog sinyallerini ve buna bağlı olarak bunların çıkış dijital sinyallerini kabul eden, bilgisayarlar ve diğer dijital cihazlarla çalışmaya uygun cihazlardır, yani. genellikle fiziksel sinyal önce analoğa dönüştürülür (orijinal sinyale benzer) ve ardından analog sinyal dijitale dönüştürülür.
Dijital sayaçlar, çeşitli otomatik ölçüm yöntemleri ve ölçüm devreleri kullanır. Ayrı bir n, öncelikle karşılaştırma yöntemlerinin özgüllüğünü belirler.
X ve N, dengeleme ve eşleştirme yöntemleriyle karşılaştırılabilir. Birinci yöntemde, N'deki X değerlerinin eşitliği (kesiklik hatası ile) veya bunların ürettiği etkiler sağlanana kadar N'nin değerlerindeki değişim kontrol edilir. İkinci yönteme göre, N'nin tüm değerleri aynı anda X ile karşılaştırılır ve X'in değeri, onunla eşleşen değere göre belirlenir (ayrıklık hatasıyla) n.
Eşleştirme yönteminde, genellikle birkaç karşılaştırıcı aynı anda kullanılır veya X, kendisiyle eşleşen N değerini okuyan ortak bir cihaz üzerinde işlem yapma yeteneğine sahiptir.
İzleme, tarama ve bit düzeyinde dengeleme yöntemlerinin yanı sıra izleme izleme veya okuma izleme eşleştirme yöntemleri, periyodik sayım veya karşılaştırma sonuçlarının periyodik sayımı arasında bir ayrım yapılır.
Dijital multimetre
Tarihteki ilk dijital ölçüm araçları mekansal kodlama sistemleriydi.
Bu cihazlarda (sensörlerde), ölçüm şemasına göre, ölçülen değer bir analog dönüştürücü yardımıyla doğrusal bir harekete veya bir dönüş açısına dönüştürülür.
Ek olarak, analogdan dijitale dönüştürücüde, ortaya çıkan yer değiştirme veya dönme açısı, özel kod disklerine, tamburlara, cetvellere, plakalara, katot ışını tüplerine vb. uygulanan özel bir kod maskesi kullanılarak kodlanır.
Maskeler, iletken ve iletken olmayan, şeffaf ve opak, manyetik ve manyetik olmayan bölgeler vb. şeklinde N numaralı kodun sembollerini (0 veya 1) oluşturur. Bu alanlardan özel okuyucular girilen kodu kaldırır.
Belirsizlik hatalarını ortadan kaldırmanın en yaygın yöntemi, bitişik sayıların yalnızca bir bitte farklılık gösterdiği özel döngüsel kodların kullanımına dayanır; okuma hatası niceleme adımını aşamaz. Bu, döngüsel kodda her sayı bir değiştirildiğinde, yalnızca bir karakterin değişmesi nedeniyle elde edilir (örneğin, Gray kodu kullanılır).
Dijital kodlayıcı
Kodlayıcının uygulamasına bağlı olarak, uzamsal kodlama dönüştürücüleri, temaslı, manyetik, endüktif, kapasitif ve fotoelektrik dönüştürücüler olarak ayrılabilir (bkz. Kodlayıcılar nasıl çalışır ve çalışır?).
Dijital sayaç örnekleri: