Digital Voltmeter (DVM) in Hindi

 डिजिटल वाल्टमीटर Digital Voltmeter in Hindi

डिजिटल वाल्टमीटर का उपयोग ऐसे उपकरणों को मापने में किया जाता हैं, जो एनालॉग वोल्टेज सिग्नल को डिजिटल या न्यूमेरिक रीडआउट में बदलते हैं। एक डिजिटल वाल्टमीटर को एक डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक वाल्टमीटर (digital electronic voltmeter) भी कहा जाता है, यह एक निरंतर पैमाने पर एक संकेतक विक्षेपण (pointer deflection) के बजाय असतत संख्याओं (discrete numbers) के रूप में डीसी या एसी वोल्टेज को मापता है और प्रदर्शित करता है। इस तरह के एक वाल्टमीटर एनालॉग उपकरणों के रूप में निरंतर पैमाने पर संकेतक विक्षेपण (pointer deflection) के बजाय असतत संख्याओं (discrete numbers)  के रूप में डीसी या एसी वोल्टेज के माप को प्रदर्शित करता है।

Digital Voltmeter (DVM) in Hindi

 

ऊपर दिखाए गए चित्र में एक डिजिटल वाल्टमीटर या डिजिटल वोल्टमीटर सिस्टम (DVM) के ब्लॉक आरेख (Block Diagram) को दर्शाता है। एक डिजिटल इंस्ट्रूमेंट को एनालॉग वैल्यू को एक डिजिटल वैल्यू में बदलने के लिए एक एनालॉग टू डिजिटल कन्वर्टर (ADC) की आवश्यकता होती है। ADC को एक संदर्भ (reference) की आवश्यकता होती है। संदर्भ (reference) आंतरिक रूप से उत्पन्न होता है और संदर्भ जनरेटर सर्किटरी (reference generator circuitry) ADC की तकनीक के प्रकार पर निर्भर करता है। ADC का आउटपुट सिग्नल प्रोसेसिंग यूनिट पर लागू होता है। फिर इसे डिस्प्ले में प्रसारित किया जाता है। डेटा ट्रांसमिशन तत्व  (data transmission elements) इस्तेमाल की गई विधि के आधार पर लैचेस, काउंटर आदि हो सकते हैं। डिजिटल डिस्प्ले माप का डिजिटल परिणाम (digital result) दिखाता है।

 

Advantages of Digital Voltmeter (डिजिटल वाल्टमीटर के लाभ )

DVM के कई फायदे हैं, परन्तु कुछ प्रमुख नीचे दिए हैं :

 

  1. Digital Display (डिजिटल डिस्प्ले) के कारण, लंबन (parallax) जैसी मानवीय त्रुटियों को दूर किया जाता है
  2. डिजिटल डिस्प्ले को ± 0.005% तक सटीकता से पढ़ा जा सकता  है।
  3. डिजिटल डिस्प्ले के कारण पढ़ने की गति अधिक बढ़ जाती है।
  4. आगे की प्रक्रिया और रिकॉर्डिंग के लिए अन्य डिजिटल उपकरणों के साथ उपयोग किया जा सकता हैं ।
  5. अपने छोटे आकार के कारण इन्हे कन्हि भी लेजाया जा सकता हैं ।

डिजिटल वाल्टमीटर के प्रकार (Types of Digital Voltmeter)

डिजिटल वोल्टमीटर के विभिन्न प्रकार हैं:
  1. रैंप प्रकार DVM (Ramp type DVM)
  2. ड्यूल-स्लोप टाइप DVM (Dual-slope integrating type DVM)
  3. सक्सेसिवे-एप्रोक्सिमशन टाइप  DVM (Successive-approximation DVM)

रैंप-प्रकार DVM (Ramp type DVM)

एक रैंप-प्रकार डिजिटल वाल्टमीटर का ब्लॉक डायग्राम नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है। जैसा कि इस चित्र में देखा जाता है, इसमें एक वोल्टेज-टू-टाइम रूपांतरण इकाई और एक समय मापन इकाई शामिल है।
Ramp type DVM

 

रैंप-टाइप डिजिटल वाल्टमीटर का संचालन (Operation of Ramp-Type Digital Voltmeter)

रैंप टाइप DVM का ऑपरेटिंग सिद्धांत, DVM द्वारा एक रेखीय रैंप वोल्टेज (linear ramp voltage) के लिए, लिए गए समय की माप पर आधारित होता है, जो वोल्टेज के 0 V से इनपुट वोल्टेज से स्तर तक वृद्धि या इनपुट वोल्टेज से 0 V तक घटने में लगाने वाले समय  निर्भर करता हैं । इस समय अवधि को इलेक्ट्रॉनिक समय-अंतराल काउंटर (electronic time-interval counter) के साथ मापा जाता है और गणना को डिजिटल डिस्प्ले पर कई अंकों के रूप में प्रदर्शित किया जाता है।

 

रैंप-टाइप डीवीएम के फायदे (Advantages of Ramp-Type DVM)

रैंप-टाइप डिजिटल वाल्टमीटर के दो मुख्य फायदे हैं:
  1. सर्किट डिजाइन करना आसान है और लागत में कम है।
  2. आउटपुट पल्स को लंबी दूरी पर प्रेषित किया जा सकता है।

रैंप-टाइप DVM के नुकसान (Disadvantages of Ramp-Type DVM)

रैंप-टाइप डिजिटल वाल्टमीटर के तीन मुख्य नुकसान हैं:
  1. सिंगल रैंप को रैंप की रैखिकता और समय माप के बारे में उत्कृष्ट विशेषताओं की आवश्यकता होती है।
  2. जब इनपुट सिग्नल पर शोर अधिक हो जाता है तो बड़ी त्रुटियां संभव हैं।
  3. इस प्रकार के कनवर्टर के लिए इनपुट फिल्टर की आवश्यकता होती है।

ड्यूल-स्लोप इंटीग्रेटिंग टाइप डिजिटल वाल्टमीटर (Dual-Slope Integrating Type Digital Voltmeter)

आईसी मॉड्यूल्स के विकास और पूर्णता के साथ, DVM का आकार और बिजली की आवश्यकता एक स्तर तक कम हो गई है, जहां वे पारंपरिक एनालॉग इंस्ट्रूमेंट्स के साथ कीमत और पोर्टेबिलिटी दोनों में प्रतिस्पर्धा कर सकते हैं। डुएल-स्लोप तकनीक पर आधारित एक DVM का ब्लॉक आरेख नीचे दिए गए आंकड़े में दिखाया गया है। दोहरे ढलान वाला एनालॉग-डिजिटल (AD) कनवर्टर में पांच बुनियादी ब्लॉक होते हैं: एक Op-Amp जो एक इंटीग्रेटर के रूप में, एक स्तर तुलनित्र (level comparator), एक मूल घड़ी (टाइमिंग पल्स उत्पन्न करने के लिए), दशमलव काउंटर का एक सेट और एक तर्क सर्किटरी ब्लॉक  उपयोग किये जाते है। ।
Dual-Slope Integrating Type Digital Voltmeter in hindi

 

ड्यूल-स्लोप इंटीग्रेटिंग टाइप DVM का ऑपरेशन (Operation of Dual-Slope Integrating Type DVM)

ड्यूल-स्लोप इंटीग्रेटिंग टाइप डिजिटल वाल्टमीटर के ऑपरेशन को निम्न प्रकार से समझाया जा सकता है: अज्ञात वोल्टेज Vx को स्विच S के माध्यम से इंटीग्रेटर के लिए एक ज्ञात समयावधि T  के लिए लागू किया जाता है  जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है। । यह अवधि दशमलव काउंटरों में घड़ी की आवृत्ति को गिनकर निर्धारित की जाती है। समयावधि T के दौरान, C को Vx के आनुपातिक दर पर  चार्ज किया जाता है।

 

समय अंतराल T के अंत में, S को विपरीत ध्रुवता के संदर्भ वोल्टेज Vref में स्थानांतरित कर दिया जाता है। संधारित्र आवेश समय के साथ घटने लगता है और परिणामस्वरुप एक रैखिक रैंप वोल्टेज उत्पन्न होता है।

लाभ

  1. डुएल-स्लोप DVM में उत्कृष्ट शोर अस्वीकृति का गुण होता हैं।
  2. RC  समय निरंतर इनपुट वोल्टेज माप को प्रभावित नहीं करता है।
  3. इसमें सैंपल और होल्ड सर्किट की आवश्यक नहीं होती है।
  4. इसकी सटीकता उच्च है और विशिष्ट आवश्यकताओं के अनुसार आसानी से बदली जा सकती है।

हानि

डुएल-स्लोप DVM की गति दूसरे DVM से कम होती हैं ।

सक्सेसिव – अप्रोक्सिमेशन डिजिटल वोल्टमीटर (Successive-approximation Digital Voltmeter)

 
सक्सेसिव – अप्रोक्सिमेशन डिजिटल वोल्टमीटर का ब्लॉक डायग्राम नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है। DAC के आउटपुट की तुलना तुलनित्र (comparator) द्वारा अज्ञात वोल्टेज के साथ की जाती है। तुलनित्र का आउटपुट कंट्रोल सर्किट को दिया जाता है। नियंत्रण सर्किट उस कोड का अनुक्रम (sequence) उत्पन्न करता है, जो DAC पर लागू होता है। रूपांतरण का समय निश्चित है (सिग्नल परिमाण पर निर्भर नहीं है) और अपेक्षाकृत तेज़ है।
Successive-approximation Digital Voltmeter in hindi

 

लाभ

  1. प्रति सेकंड 100 रीडिंग की बहुत उच्च गति।
  2. दशमलव के बाद 5 अंकों तक का रेसोलुशन संभव है।
  3. इसकी सटीकता अधिक है।

नुकसान

  1. इस DVM में सर्किट जटिलता अधिक है।
  2. इसमें डिजिटल से एनालॉग कन्वर्टर की आवश्यकता होती है।
  3. इनपुट प्रतिबाधा  (Input impedance) में परिवर्तनशील होती है।
  4. शोर के कारण त्रुटि हो सकती है।

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