Test: Measurements & Instruments- 1 (Hindi) - Electrical Engineering (EE) MCQ

एक सटीक प्रकार के इलेक्ट्रोडायनामोमीटर का उपयोग एक पोटेंशियोमीटर के मानकीकरण प्रक्रिया में किया जाता है। यह एक ट्रांसफर डिवाइस है। एक ट्रांसफर डिवाइस वह है जो D.C. कैलिब्रेटेड सोर्स और A.C के साथ होता है। मापदंडों का उपयोग बिना किसी संशोधन के किया जाता है। इस D.C. और A.C में दोनों मापों के लिए समान सटीकता है। इसलिए इलेक्ट्रोडायनामोमीटर प्रकार के उपकरणों का उपयोग मानक और स्थानांतरण उपकरणों दोनों में किया जाता है।

उपकरण ट्रांसफॉर्मर(परिणामित्र) दो प्रकार के होते हैं:

1. विभव ट्रांसफॉर्मर(परिणामित्र)

2. धारा ट्रांसफॉर्मर(परिणामित्र)

प्रेरण प्रकार के उपकरण की सीमा के विस्तार के लिए इन उपकरणों का प्रयोग किया जाता है।

पुनरुत्पादकता: यह निकटता का परिमाण है जिसके द्वारा दिए गए मान को बार-बार मापा जा सकता है। इसे दी गई समयावधि के लिए इकाइयों के अनुसार निर्दिष्ट किया जा सकता है।

सटीक पुनरुत्पादकता का अर्थ है कि उपकरण में कोई विचलन नहीं है।

कोई विचलन नहीं है का अर्थ है कि किसी दिए गए इनपुट के साथ मापा गया मान समय के साथ नहीं बदलता है।

दिया गया है कि,

मापित मान = 25.34 W

पूर्ण त्रुटि = -0.11 W

पूर्ण त्रुटि = मापित मान – वास्तविक मान

⇒ -0.11 = 25.34 – वास्तविक मान

⇒ 25.34 + 0.11 = 25.45 W

प्रमापक गुणांक को लंबाई में प्रति इकाई परिवर्तन और प्रतिरोध में प्रति इकाई परिवर्तन के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है।

प्रमापक गुणांक,  

जहाँ ε = विकृति = ΔL/L

प्रमापक गुणांक को इस प्रकार लिखा जा सकता है

प्रमापक गुणांक = लंबाई बदलने के कारण प्रतिरोध परिवर्तन + क्षेत्रफल में बदलाव के कारण प्रतिरोध परिवर्तन + पिझो प्रतिरोधी प्रभाव के कारण प्रतिरोध परिवर्तन

यदि विकृति होने पर सामग्री की प्रतिरोधकता के मान में परिवर्तन नगण्य है, तो प्रमापक गुणांक इस प्रकार है:

उपरोक्त समीकरण केवल तभी वैध होता है जब पिझो प्रतिरोधी प्रभाव जो विकृति के कारण प्रतिरोधकता में बदल जाता है, नगण्य होगा।

कुण्डलित तार के विकृति प्रमापक के लिए पिझो प्रतिरोधी प्रभाव नगण्य होता है।

पी.एम.एम.सी. उपकरण में हिस्टैरेसीस त्रुटि: इसे चलप्रणाली में एलुमिनियम फ्रेम प्रदान करके कम किया जा सकता है, चूँकि, एलुमिनियम में पतली हिस्टैरेसीस लूप होती है। ताकि चुंबकीय क्षेत्रों के बीच का अंतर कम हो जाए। हम हिस्ट्रेसिस त्रुटि को खत्म नहीं कर सकते हैं लेकिन हम इसे कम कर सकते हैं।

एम.आई. उपकरण में हिस्टैरेसीस त्रुटि: एम.आई. उपकरणों में हिस्टैरेसीस त्रुटि अधिक होती है। हिस्टैरेसीस प्रभाव के कारण समान धारा के लिए फ्लक्स घनत्व मान आरोही और अवरोही के समय अलग हो जाता है। अवरोही के दौरान, फ्लक्स घनत्व उच्च होता है और आरोही होने पर यह कम होता है। इसलिए हम छोटे लोहे के हिस्सों का उपयोग करके इस त्रुटि को कम कर सकते हैं, जो जल्दी से विचुंबकित हो सकते हैं।

ई.एम.एम.सी. उपकरण में हिस्टैरेसीस त्रुटि: ई.एम.एम.सी. उपकरणों में हिस्टैरेसीस त्रुटि अनुपस्थित होती है, क्योंकि चल प्रणाली में कोई लौह संबंधित सामग्री नहीं है।

अवरोही क्रम में हिस्टैरेसीस त्रुटि का क्रम:

एम.आई.>पी.एम.एम.सी.>ई.एम.एम.सी.

सटीकता: यह मापित मात्रा की निकटता के परिमाण को वास्तविक मूल्य पर दर्शाता है।

परिशुद्धता: रिकॉर्ड के सेट के सबसे दोहराए जाने योग्य मान (या) पुनरुत्पादन मान को परिशुद्धता के रूप में जाना जाता है। यह स्थिरता का माप है। यह सभी मापित मानों के औसत के लिए अलग से मापित मान की निकटता को दर्शाता है।

उपकरण की सटीकता के लिए अनुरूपता और परिशुद्धता दोनों आवश्यक है।

शून्य प्रकार के उपकरणों की सटीकता विक्षेपण प्रकार के उपकरणों की तुलना में अधिक होती है। इसका कारण यह है कि विरोधी प्रभाव उन मानकों की सहायता से अंशांकित होता है जिनमें उच्च सटीकता होती है। विक्षेपण प्रकार के उपकरणों की सटीकता उनके अंशांकन पर निर्भर होती है जो उपकरण स्थिरांक पर निर्भर करती है जो सामान्य रूप से उच्च स्तर की सटीकता के लिए ज्ञात नहीं होती है।

शून्य प्रकार के उपकरणों में मापित मात्रा संतुलित होती है। इसका मतलब है कि संसूचक को संतुलन (शून्य) बिंदु के चारों ओर एक छोटी सी श्रेणी को कवर करना होता है और इसलिए इसे अत्यधिक संवेदनशील बनाया जा सकता है। इसके अलावा संसूचक को अंशांकित करने की आवश्यकता नहीं होती है क्योंकि यह केवल असंतुलन की उपस्थिति और दिशा का पता लगाने के लिए है, ना कि असंतुलन के परिमाण के माप के लिए।

विक्षेपण प्रकार के उपकरण को आकार में बड़ा, अधिक कठोर और इस प्रकार अज्ञात मात्रा की बड़ी परिमाण को मापने के लिए कम संवेदनशील होना चाहिए।

विक्षेपण प्रकार के उपकरणों में शून्य प्रकार के उपकरणों की तुलना में तेज प्रतिक्रिया होती है।

नियंत्रित बलाघूर्ण संकेतक को एक निश्चित मान पर नियंत्रित करता है जो मापे जाने वाली मात्रा के समानुपाती होता है। नियंत्रित बलाघूर्ण की अनुपस्थिति में, संकेतक अपनी अंतिम संतुलित स्थिति की अवस्था से आगे बढ़ेगा और विक्षेपण अनिश्चित होगा। चलप्रणाली को हटाने के बाद संकेतक को अपनी शुरुआती स्थिति में वापस आना पड़ता है, लेकिन नियंत्रित बलाघूर्ण की अनुपस्थिति में संकेतक अपनी प्रारंभिक स्थिति में वापस नहीं आता है। निम्नलिखित प्रक्रिया का उपयोग नियंत्रित बलाघूर्ण को उत्पन्न करने के लिए किया जा सकता है।

विक्षेपण बलाघूर्ण का उपयोग विक्षेपण के लिए किया जाता है, नियंत्रण बलाघूर्ण विक्षेपण बलाघूर्ण के विपरीत काम करता है। इसलिए संकेतक विरामावस्था में जाने से पहले हमेशा जड़त्व के कारण दोलन करता हैं, जिससे संकेतक को थोड़े समय में ही विरामावस्था में लाने के लिए, हम बलाघूर्ण (या) जड़त्व को नियंत्रित किए बिना अवमन्दन बलाघूर्ण का उपयोग करेंगे

पूर्ण स्केल रेटिंग वोल्टमीटर = 100 V,

पहले वोल्टमीटर की संवेदनशीलता (s₁) = 10 kΩ/v

धारा (I_FSD) का पूर्ण स्केल विक्षेपण

दूसरे वोल्टमीटर की संवेदनशीलता (s₂) = 20 kΩ/v

धारा अधिकतम श्रेणी संयोजन के माध्यम से प्रवाहित हो सकती है,

पहले वोल्टमीटर का आंतरिक प्रतिरोध

पहले वोल्टमीटर का आंतरिक प्रतिरोध

परिपथ में कुल प्रतिरोध (R) = 3000 kΩ

अधिकतम DC वोल्टेज= IR = 3000 × 10³ × 0.05 × 10^-3 = 150 V.

दिया गया है कि,

I_m = 1 mA

R_m = 100 Ω

V_m = I_mR_m = 0.1 V

दी गई सीमा के लिए, V₁ = 150 V

दी गई सीमा के लिए, V₂ = 300 V

हम जानते हैं कि, शक्ति गुणांक निम्न प्रकार से निकला जाता है

दिया गया है कि,

W₁ = धनात्मक मान

W₂ = ऋणात्मक मान

यहाँ शक्ति गुणांक का कोण 60 डिग्री से 90 डिग्री के बीच परिवर्तित होता है।

अतः शक्ति गुणांक शून्य से 0.5 के बीच परिवर्तित होते रहता है।

इलेक्ट्रोडडायनेमोमीटर उपकरण में दो स्थिर कुंडल और एक चल कुंडल होते हैं। बिजली को मापने के लिए एक वाटमीटर के रूप में इस उपकरण का उपयोग करने के लिए, स्थिर कुंडल धारा कुंडल के रूप में कार्य करता है जिसे एक भार के साथ श्रृंखला में जुड़ा होना चाहिए। चल कुंडल एक दबाव कुंडल के रूप में कार्य करता है जिसे इसे आपूर्ति टर्मिनलों में जुड़ा होना चाहिए।

इस सवाल में, कनेक्टिविटी के दौरान एक डायनेमोमीटर प्रकार वाटमीटर के धारा और विभव कुंडल को गलती से बदल दिया गया था। इसलिए कुल वोल्टेज धारा कुंडल पर लागू होता है जिसमें बहुत कम प्रतिरोध होता है जो धारा कुंडल को नुकसान पहुँचाता है।

चल-कुंडल स्थायी चुम्बक उपकरण का उपयोग एममीटर और वोल्टमीटर के रूप किया जा सकता है लेकिन वाटमीटर के रूप में नहीं।

इलेक्ट्रोडडायनेमोमीटर उपकरण में दो स्थिर कुंडल और एक चल कुंडल होते हैं। बिजली को मापने के लिए एक वाटमीटर के रूप में इस उपकरण का उपयोग करने के लिए, स्थिर कुंडल धारा कुंडल के रूप में कार्य करता है जिसे एक भार के साथ श्रृंखला में जुड़ा होना चाहिए। चल कुंडल एक दबाव कुंडल के रूप में कार्य करता है जिसे इसे आपूर्ति टर्मिनलों में जुड़ा होना चाहिए।

व्यावहारिक रूप से जब वोल्टेज उच्च होता है और शक्ति गुणांक कम होता है तब, स्थिर वैद्युत वाटमीटर का उपयोग शक्ति की छोटी मात्रा के मापन के लिए किया जाता है। इस प्रकार के वाटमीटर का उपयोग वैकल्पिक वोल्टेज पर केबल के परावैद्युत हानि के माप और वाटमीटर और ऊर्जा मीटर के अंशशोधन के लिए किया जाता है।

ब्लोंडेल के प्रमेय के अनुसार n-चरण प्रणाली में कुल शक्ति को मापने के लिए आवश्यक वाटमीटर की संख्या या तो N (या) (N – 1) होती है। जब प्रणाली में अलग उदासीन तार उपलब्ध होता है तो आवश्यक वाटमीटर की संख्या N होती है। जब प्रणाली में उदासीन तार उपलब्ध नहीं है, तो आवश्यक वाटमीटर की संख्या (N – 1) होती है। एक रेखा वापसी पथ के लिए एक सामान्य रेखा के रूप में कार्य करती है।

अतः आवश्यक वाटमीटर की न्यूनतम संख्या = 5

दिया गया है कि,

वोल्टेज (V) = 230 वाल्ट

धारा (I) = 5 एम्पियर

समय (t) = 5 घंटा

घूर्णन की संख्या = 1940

मीटर स्थिरांक = 400 मीटर स्थिरांक = चक्करों की संख्या/किलोवाटघंटा

सत्य किलोवाटघंटा = 200 × 10 = 2 किलोवाटघंटा

दिया गया है कि, वस्तु 4.2 घूर्णन प्रति मिनट घूमती है।

अभिलिखित घूर्णन = 4.2 × 60 × 10 = 2520

स्थिरांक मीटर = 1200 घूर्णन/किलोवाटघंटा

किलोवाटघंटा का मापित मान = 2520/1200 = 2.1 किलोवाट

रिकॉर्ड का अधिकतम मान = मापित मान – सत्य मान = 2.1 – 2 = 0.1 किलोवाट

तापयुग्म में एक छोर पर तापमान समान होता है।

एक ऋणात्मक तापमान गुणांक थर्मिस्टर में जब तापमान बढ़ता है तो प्रतिरोध कम होता है।

एक विकृति प्रमापक एक संवेदक है जिसका प्रतिरोध लगाये गए बल के साथ बदलता है। यह बल, दबाव, तनाव, वजन, आदि को मापन किए जा सकने वाले विद्युत प्रतिरोध के एक बदलाव में परिवर्तित करता है।

रैखिक चल विभेदी परिणामित्र एक सामान्य प्रकार का विद्युतयांत्रिक ट्रांसड्यूसर है जो किसी वस्तु की सरलरेखीय गति को परिवर्तित कर सकता है जिस पर इसे संबंधित विद्युत सिग्नल में यांत्रिक रूप से युग्मित किया जाता है।

घुमाव और मापे जाने वाले सिग्नल के बीच तुल्यकालन होना चाहिए। स्थिर स्वरुप उत्पन्न करने के लिए तुल्यकालन किया जाता है।

एक सी.आर.ओ. में तुल्यकालन नियंत्रण का उपयोग सिग्नल के प्रदर्शन को लॉक करने के लिए किया जाता है।

जिन ट्रांसड्यूसर को उनकी प्रक्रिया के लिए बाहरी शक्ति वाले स्रोत की आवश्यकता होती है उन्हें निष्क्रिय ट्रांसड्यूसर कहा जाता है। वे प्रतिरोध, धारिता या किसी अन्य विद्युत प्राचल में कुछ भिन्न रूप में आउटपुट सिग्नल उत्पन्न करते हैं, जिसे बाद में समकक्ष धारा या वोल्टेज सिग्नल में परिवर्तित किया जाना आवश्यक होता है। एल.वी.डी.टी. निष्क्रिय ट्रांसड्यूसर का एक उदाहरण है। एल.वी.डी.टी. का इस्तेमाल प्रेरक ट्रांसड्यूसर के रूप में होता है जो गति को विद्युत सिग्नल में परिवर्तित करता है।