DC Metrology

laser interferometer - metrology and measurement (NBTE PREP) -TAMIL (กุมภาพันธ์ 2019).

Anonim

DC Metrology

วงจรไฟฟ้ากระแสตรง


คำถามที่ 1

กำหนดคำศัพท์เชิงมาตรวิทยาต่อไปนี้:

•ความไม่แน่นอน
•ความแม่นยำ
ข้อผิดพลาด
•แม่นยำ
•การตรวจสอบย้อนกลับ
เปิดเผยคำตอบซ่อนคำตอบ

ฉันจะช่วยให้คุณค้นคว้าคำจำกัดความของคำเหล่านี้!

หมายเหตุ:

คำว่า "ถูกต้อง" และ "ความถูกต้อง" มักถูก (หรือไม่ถูกต้อง) แลกเปลี่ยนกัน พวกเขามีความหมายที่แตกต่างและแยกต่างหากแม้ว่า

เกี่ยวกับคำว่า "traceability" คุณอาจต้องการอธิบายรายละเอียดเกี่ยวกับมาตรวิทยาไฟฟ้าเป็นอาชีพในตัวเอง การรักษามาตรฐานการวัดระหว่างประเทศเป็นงานที่ต้องใช้ความพยายามอย่างมากและในหลาย ๆ ประเทศทั่วโลกจำเป็นต้องมีช่างอิเล็กทรอนิกส์ที่มีคุณภาพทุกระดับ (ช่างเทคนิควิศวกรนักวิจัยนักวิทยาศาสตร์) ในการรักษาระบบ แม้ว่ามันอาจฟังดูน่าเบื่อก็ตามมาตรวิทยาเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ที่ทันสมัยและอุตสาหกรรมสมัยใหม่

คำถามที่ 2

ในห้องปฏิบัติการเคมีเครื่องชั่งน้ำหนักจะใช้เพื่อวัดมวลของสารต่างๆได้อย่างแม่นยำ ระดับ "สมดุล" ของห้องทดลองใช้ "// www.beautycrew.com.au/sub.allaboutcircuits.com/images/quiz/00523x01.png">

เปิดเผยคำตอบซ่อนคำตอบ

สมดุล "สมดุล" ทำงานบนหลักการของฝูงในภาวะสมดุล: มวลที่ไม่รู้จักจะโต้กลับกับปริมาณที่รู้จักกันของมวลจนกว่าจะถึงระดับที่ลงทะเบียนเงื่อนไขของความสมดุล

หมายเหตุ:

จุดสำคัญที่ฉันต้องการสื่อสารกับคำถามนี้ก็คือขนาดไม่ได้ทำอะไรนอกจากบ่งบอกถึงสภาพความสมดุล (ไม่มีมวลมากเกินไปทั้งสองด้าน) เช่นนี้แหล่งที่มาหลักของความถูกต้องในระบบการวัดนี้ไม่ได้อยู่ภายในกลไกการชั่งน้ำหนักตัวเอง! นี่คือคุณภาพที่สำคัญของระบบการวัด: เพื่อแยกแหล่งที่มาของความไม่ถูกต้องไปยังส่วนที่เฉพาะเจาะจงมากของระบบที่พวกเขาอาจจะมีการควบคุมอย่างแน่นหนา

คำถามที่ 3

อธิบายว่าระบบไฟฟ้านี้ทำหน้าที่ในลักษณะเดียวกันกับ "สมดุล" ของห้องปฏิบัติการได้อย่างไร:

วงกลมที่มีตัวอักษร "G" อยู่ในนั้นเป็นสัญลักษณ์ของ เครื่องวัด ความ ร้อน สิ่งที่เป็นไปได้ในทางปฏิบัติอาจทำให้ระบบแบบนี้ตอบ "# 3"> เปิดเผยคำตอบซ่อนคำตอบ

เครื่องวัดความร้อนจะลงทะเบียนศูนย์ถ้าหากแหล่งแรงดันไฟฟ้าสองแห่งมีความเท่าเทียมกันเท่านั้น

หมายเหตุ:

คำถามแรกที่นักเรียนของคุณมีแนวโน้มที่จะถามคือ " เครื่องวัด ความ ร้อน คืออะไร" ให้พวกเขาทำการวิจัยเกี่ยวกับคำถามนี้! คำตอบคือหาได้ง่าย

จากนั้นนักเรียนของคุณจะต้องอธิบายว่าระบบนี้สามารถใช้อะไรได้บ้าง เช่นเดียวกับคานสมดุลในห้องปฏิบัติการที่ใช้ในการวัดมวลระบบนี้ยังมีมาตรการบางอย่าง ขอให้นักเรียนดึงความคล้ายคลึงกันระหว่างส่วนประกอบของระบบนี้กับส่วนประกอบของความสมดุลในห้องปฏิบัติการ คุณลักษณะสำคัญที่ต้องใช้แหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้า มาตรฐาน E มีอะไรบ้างเพื่อให้เป็นระบบการวัดที่มีประโยชน์?

คำถามที่ 4

ถ้าใช้เครื่องวัดโวลต์มิเตอร์เพื่อวัดแรงดันไฟฟ้าของแหล่งที่ไม่รู้จักโดยตรงต้อง ปรับเทียบ เพื่อตรวจสอบความถูกต้องของการวัด:

อะไรคือจำนวนต่ำสุดของจุดตามช่วงของมิเตอร์ที่จะต้องมีการสอบเทียบที่ให้สมมติฐานของการตอบสนองเชิงเส้นอย่างสมบูรณ์แบบ "// www.beautycrew.com.au//sub.allaboutcircuits.com/images/quiz/00526x02 PNG ">

เปิดเผยคำตอบซ่อนคำตอบ

เครื่องวัดโวลต์มิเตอร์แบบเส้นตรงที่ใช้ในการวัดแรงดันไฟฟ้าโดยตรงต้องได้รับการสอบเทียบที่จุดวัด สอง จุดตลอดช่วงการวัดเพื่อให้แน่ใจว่ามีความถูกต้องของการวัด

โวลต์มิเตอร์ที่ใช้สำหรับการวัดความแตกต่างจะต้องมีการสอบเทียบที่จุดเดียวตามช่วงและจุดเดียวคือศูนย์

หมายเหตุ:

สอบถามนักเรียนของคุณว่าคะแนนการปรับเทียบสองจุดในช่วงของมิเตอร์ควรใกล้เคียงกันหรือห่างกันเพื่อให้ได้การสอบเทียบที่ดีที่สุด (ครอบคลุมที่สุด) ได้หรือไม่

พูดถึงข้อกำหนดในการสอบเทียบเครื่องวัดความแตกต่างได้ง่ายขึ้น ท้าทายนักเรียนของคุณด้วยคำถามนี้ว่า "ความเป็นเชิงเส้นในการวัดของโวลต์มิเตอร์เป็นเรื่องสำคัญหรือไม่ถ้าใช้ในการวัดค่าต่างกันเมื่อเทียบกับกรณีที่ใช้เพื่อวัดโดยตรง" ทำไมหรือทำไมไม่?

คำถามที่ 5

อธิบายวิธีที่ง่ายที่สุดในการทำการสอบเทียบแบบจุดเดียวบนโวลต์มิเตอร์ความแม่นยำสูงที่มีความไวสูง คุณจะแน่ใจได้อย่างไรว่าเครื่องวัดโวลต์มิเตอร์ได้รับการป้อนข้อมูลคงที่ของปริมาณที่ทราบโดยเฉพาะอย่างยิ่งหากไม่มีอุปกรณ์สอบเทียบราคาแพง

เปิดเผยคำตอบซ่อนคำตอบ

สั้นการทดสอบโวลต์มิเตอร์นำไปสู่กัน นี้จะสร้างเงื่อนไขการป้อนข้อมูลของศูนย์โวลต์

หมายเหตุ:

ท้าทายนักเรียนของคุณด้วยคำถามนี้: "ถ้าศูนย์เป็นสัญญาณที่เหมาะสมที่จะใช้สำหรับการสอบเทียบแบบจุดเดียวทำไมไม่เพียงแค่ปล่อยให้ตัวเชื่อมต่อทดสอบสองตัวถูกตัดการเชื่อมต่อ? ทำไมคุณควรจะ ตัดกัน ด้วยกัน? "

หากคุณเกิดโวลต์มิเตอร์ที่มีความไวในห้องเรียนคำตอบอาจแสดงได้อย่างง่ายดาย นี่คือความจริงโดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้าคุณวางโวลต์มิเตอร์ไว้ในช่วง "AC millivolt" ดังนั้นจึงใช้แรงดันไฟฟ้าสายไฟหลงจากอุปกรณ์ไฟฟ้าและระบบสาธารณูปโภคใกล้เคียง

คำถามที่ 6

ตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้านี้ควรจะเอาต์พุตครึ่งแรงดันของแบตเตอรี่ระหว่างจุด A และ B:

อย่างไรก็ตามหากคุณทำการทดสอบเดียวกันนี้โดยใช้โวลต์มิเตอร์จริงการวัดที่ได้จากเครื่องวัดจะแตกต่างจากที่ ควร จะเป็นอย่างมากโดยขึ้นอยู่กับการคาดคะเนของ แบตเตอรี่ E 1/2 อธิบายว่าทำไมโวลต์มิเตอร์จึงลงทะเบียนได้เช่นเดียวกับที่ทำ อะไรคือสิ่งนี้เกี่ยวกับวงจรที่ทำให้การวัดอยู่ห่างไกลจากการคาดการณ์เมื่อเราทราบดีว่าวงจร divider แรงดันไฟฟ้าอื่น ๆ ที่เราสร้างขึ้นนั้นไม่แสดงข้อผิดพลาดที่สำคัญใด ๆ "# 6"> เปิดเผยคำตอบซ่อนคำตอบ

วงจรนี้เป็นการสาธิตการ "โหลด" โวลต์มิเตอร์ในวงจรโดยทำให้เกิดการวัดค่าต่ำผิดปกติ

หมายเหตุ:

มิเตอร์ "กำลังโหลด" เป็นปัญหาร้ายแรงในมาตรวิทยาไฟฟ้า เป็นหลักการพื้นฐานของการวัดซึ่งเครื่องมือวัดจะมีผลต่อปริมาณที่วัดได้อยู่บ้าง ในกรณีเช่นนี้ขอบเขตของผลกระทบรุนแรง

สำหรับผู้สอนที่มีพื้นฐานทางฟิสิกส์ควอนตัมบางส่วนโปรดงดเว้นตำนานที่ว่าการโหลดมิเตอร์เป็นตัวอย่างของหลักการไม่แน่นอนของ Heisenberg หลักการความไมแนนอนไมเกี่ยวอะไรกับผลกระทบของเครื่องมือวัดในสิ่งที่เราวัด ค่อนข้างอธิบายถึงความไม่แน่นอนที่ เกิดขึ้นกับปริมาณของตัวเอง ถ้าคุณต้องการแบ่งปันตัวอย่างทางไฟฟ้าที่แท้จริงของหลักการความไม่แน่นอนนี้กับนักเรียนของคุณให้รอจนกว่าจะได้ศึกษาเกี่ยวกับฮาร์โมนิกและเครื่องวิเคราะห์สเปกตรัมซึ่งคุณสามารถบอกได้ว่าเป็นไปไม่ได้ที่จะวัดทั้งความ กว้าง ของสัญญาณและ ความถี่ ของสัญญาณด้วย ความเชื่อมั่นไม่ จำกัด

คำถามที่ 7

วงจรโวลต์มิเตอร์ต่อไปนี้ช่วยหลีกเลี่ยงปัญหา "การโหลด" เมื่อวัดแหล่งแรงดันไฟฟ้าแรงสูง อธิบายวิธีการใช้วงจรนี้และวิธีการกำจัดข้อผิดพลาดในการโหลดโดยใช้เครื่องมือวัด ศักยภาพ ดังกล่าว:

เปิดเผยคำตอบซ่อนคำตอบ

เลื่อนสวิตช์ไปที่ตำแหน่ง "Bal" และปรับค่า Potentiometer จนกว่าการเคลื่อนไหวของมิเตอร์จะรีเซ็ตเป็นศูนย์โวลท์ จากนั้นให้เลื่อนสวิตช์ไปที่ตำแหน่ง "วัด" และอ่านแรงดันไฟฟ้าโดยตรงจากการเคลื่อนที่ของมิเตอร์

หมายเหตุ:

"Potentiometric" การวัดแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงเป็นเรื่องธรรมดาในอุตสาหกรรมก่อนการกำเนิดของโวลต์มิเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความแม่นยำสูงและมีอินพุตความต้านทานสูง อย่างไรก็ตามเทคนิคนี้ไม่ล้าสมัยและในความเป็นจริงก็ยังคงใช้ในห้องปฏิบัติการด้านมาตรวิทยาทั่วโลกเพื่อให้ได้ค่าแรงดันไฟฟ้าที่แม่นยำที่สุด (ไม่มีภาระ)

เป็นที่น่าประทับใจที่จะให้นักเรียนสร้างวงจรโวลต์มิเตอร์แบบโพเทนชิโอมิเตอร์โดยใช้ VOM แบบอะนาล็อก (Volt-Ohm-Milliammeter) และมีประสิทธิภาพเหนือกว่าโวลต์มิเตอร์แบบดิจิตอลที่อ่านได้จากห้องปฏิบัติการซึ่งมีมูลค่าหลายร้อยเหรียญ! ความต้านทานที่เกิดขึ้นเองกับแหล่งแรงดันไฟฟ้าจะถูกวัดค่าความผิดพลาดในการโหลดของโวลต์มิเตอร์ใด ๆ และเครื่องวัดศักย์ไฟฟ้าจะพิสูจน์ได้ว่าคุ้มค่ามากขึ้น

คำถามที่ 8

มาตรวิทยาทั่วไปใช้เป็นพื้นฐานของ สิ่งประดิษฐ์ มาตรฐาน แต่แนวโน้มทางวิทยาศาสตร์สมัยใหม่มีต่อ มาตรฐานที่แท้จริง อธิบายความหมายของคำศัพท์ทั้งสองนี้รวมถึงความสำคัญในงานทางวิทยาศาสตร์

เปิดเผยคำตอบซ่อนคำตอบ

"สิ่งประดิษฐ์" เป็นวัตถุที่ไม่สามารถทำสำเนาได้โดยพลการว่าเป็น "มาตรฐาน" มาตรฐาน "ภายใน" โดยเปรียบเทียบเป็นมาตรฐานที่สามารถทำซ้ำได้ตามค่าคงที่ทางกายภาพที่ไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้

หมายเหตุ:

ตัวอย่างที่ยอดเยี่ยมของมาตรฐาน "artifact" คือแถบโลหะซึ่งเป็นมาตรฐานสากลสำหรับ "meter" (หน่วยวัดความยาว) ถามนักเรียนว่าจะสะดวกสำหรับนักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกในการปรับเทียบอุปกรณ์ของพวกเขาหากมาตรฐานหลักสำหรับการวัดความยาวเพียงอย่างเดียวคือแถบโลหะเดี่ยว ประโยชน์ที่ได้จากการใช้มาตรฐาน "ภายใน" แผ่นงานแผ่นงาน panelpanel เริ่มต้น "itemscope>

คำถามที่ 9

ปัจจุบันเทคโนโลยีอะไรที่ได้รับการยกย่องว่าทันสมัยที่สุดสำหรับการผลิต โวลต์ มาตรฐาน?

เปิดเผยคำตอบซ่อนคำตอบ

มาตรฐานแรงดันไฟฟ้าเคยขึ้นอยู่กับชนิดของแบตเตอรี่เคมีชนิดหนึ่ง แต่ไม่ได้อีกต่อไป!

หมายเหตุ:

คำถามเช่นนี้จะไม่ล้าสมัยแม้จะมีคำตอบ ในช่วงเวลาของการเขียนนี้ (สิงหาคม 2003) เทคโนโลยีที่ได้รับการยอมรับในระดับสากลสำหรับโวลต์มาตรฐานขึ้นอยู่กับปรากฏการณ์ควอนตัมที่เรียกว่า Josephson Junction effect

คำถาม 10

ปัจจุบันเทคโนโลยีใดที่ได้รับการยกย่องว่าทันสมัยที่สุดสำหรับการผลิต โอห์ม มาตรฐาน?

เปิดเผยคำตอบซ่อนคำตอบ

มาตรฐานแรงดันไฟฟ้าที่ใช้จะขึ้นอยู่กับความยาวที่ระบุของสายพิเศษ แต่ไม่ได้อีกต่อไป!

หมายเหตุ:

คำถามเช่นนี้จะไม่ล้าสมัยแม้จะมีคำตอบ ในช่วงเวลาของการเขียน (สิงหาคม 2546) เทคโนโลยีที่ได้รับการยอมรับในระดับสากลสำหรับโวลต์มาตรฐานนั้นขึ้นอยู่กับปรากฏการณ์ควอนตัมที่เรียกว่า Quantum Hall Effect

คำถาม 11

ห้องปฏิบัติการสอบเทียบมักจะอ้างอิงถึง Test Uncertainty Ratios (TUR's) ซึ่งปกติจะถือเป็นอัตราส่วน 4: 1 หรือมากกว่าเมื่อทำการสอบเทียบเครื่องมือ ตัวเลขนี้หมายถึงอะไร?

เปิดเผยคำตอบซ่อนคำตอบ

"Test Uncertainty Ratio" หมายถึงเครื่องมือวัดเทียบถูกต้องมากเพียงใด

หมายเหตุ:

ในขณะที่นักเรียนของคุณอาจไม่ต้องคำนวณ TUR ก็ยังคงเป็นสิ่งสำคัญสำหรับพวกเขาที่จะทราบว่าหลักการทั่วไปคืออะไร หากผู้ใดประสบปัญหาในการทำความเข้าใจแนวคิดให้ถามว่าควรใช้ไม้บรรทัดเพื่อตรวจสอบการสอบเทียบไมโครเมตรหรือใช้นาฬิกาข้อมือเพื่อตรวจสอบความเสถียรในระยะยาวของโครโนกราฟเกรดในห้องปฏิบัติการหรือไม่

  • ←แผ่นงานก่อนหน้า

  • ดัชนี Worksheets

  • แผ่นงานถัดไป→