ઇલેક્ટ્રોનિક મેઝરમેન્ટ્સ & ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટ્સ (4331102) - વિન્ટર 2024 સોલ્યુશન

પ્રશ્ન 1(અ) [3 ગુણ]

#

નીચેના શબ્દને વ્યાખ્યાયિત કરો: (1) Accuracy (2) Resolution (3) Error

જવાબ:

યાદ રાખવાની યુક્તિ: “ARE સચોટ: Accuracy વાસ્તવિકતા દર્શાવે છે, Error વિચલન બતાવે છે, Resolution વિગત દર્શાવે છે.”

પ્રશ્ન 1(બ) [4 ગુણ]

#

અનબાઉન્ડેડ સ્ટ્રેઈન ગેજ ટ્રાન્સડ્યુસરનું બાંધકામ જરૂરી આકૃતિ સાથે વિગતવાર સમજાવો. તેની એપ્લિકેશનની યાદી બનાવો.

જવાબ:

અનબાઉન્ડેડ સ્ટ્રેઈન ગેજમાં પાતળા તારની ગ્રીડ પેટર્ન હોય છે જે એક બેકિંગ મટીરિયલ પર લગાવેલી હોય છે.

graph TD
    A[બેકિંગ મટીરિયલ] --- B[પાતળા તારની ગ્રીડ]
    B --- C[લીડ તાર]
    C --- D[ઇલેક્ટ્રિકલ કનેક્શન]
    style B fill:#f9f,stroke:#333,stroke-width:2px

• બાંધકામના ઘટકો: પાતળા રેસિસ્ટન્સ તારને ઇન્સ્યુલેટિંગ બેઝ મટીરિયલ પર આગળ-પાછળ લૂપ્સમાં ગોઠવેલ હોય છે
• કાર્યસિદ્ધાંત: જ્યારે સ્ટ્રેઈન (તણાવ) લાગે ત્યારે પ્રતિરોધમાં ફેરફાર થાય છે
• એપ્લિકેશન: વજન માપન, પ્રેશર સેન્સર, ફોર્સ સેન્સર, સ્ટ્રક્ચરલ હેલ્થ મોનિટરિંગ

યાદ રાખવાની યુક્તિ: “WIRE Flexes: તાર ગ્રીડ બાહ્ય તણાવથી પ્રતિરોધ બદલાવ દર્શાવે છે.”

પ્રશ્ન 1(ક) [7 ગુણ]

#

સંતુલન સ્થિતિ માટે સર્કિટ ડાયાગ્રામ સાથે Schering બ્રિજનું કાર્ય સમજાવો. તેના ફાયદા, ગેરફાયદા અને એપ્લિકેશનોની યાદી બનાવો.

જવાબ:

Schering બ્રિજ એ AC બ્રિજ છે જે અજ્ઞાત કેપેસિટન્સ અને તેના ડિસિપેશન ફેક્ટરને માપવા માટે વપરાય છે.

graph TD
    A[R1] --- B[R2]
    B --- C[C2]
    C --- D[Cx]
    D --- A
    E[AC સ્ત્રોત] --- A
    E --- C
    F[ડિટેક્ટર] --- B
    F --- D
    style Cx fill:#f9f,stroke:#333,stroke-width:2px

સંતુલન શરત:

ફાયદા:

• ઉચ્ચ ચોકસાઈ
• કેપેસિટન્સનું સીધું રીડિંગ
• વ્યાપક માપન શ્રેણી

ગેરફાયદા:

• સાવચેત શીલ્ડિંગની જરૂર પડે છે
• આવૃત્તિ આધારિત ભૂલો
• સંતુલન સાધવામાં જટિલ

એપ્લિકેશન:

• કેપેસિટર ટેસ્ટિંગ
• ઇન્સ્યુલેશન ટેસ્ટિંગ
• ડાઇલેક્ટ્રિક મટીરિયલ મૂલ્યાંકન

યાદ રાખવાની યુક્તિ: “SCUBA ડાઇવ: Schering અજ્ઞાત કેપેસિટન્સને એડવાન્સ્ડ સર્કિટ ડિઝાઇન દ્વારા વિવિધ ઉપકરણોમાં ગણે છે.”

પ્રશ્ન 1(ક OR) [7 ગુણ]

#

સંતુલન સ્થિતિ માટે સર્કિટ ડાયાગ્રામ સાથે Maxwell’s બ્રિજનું કાર્ય સમજાવો. તેના ફાયદા, ગેરફાયદા અને એપ્લિકેશનોની યાદી બનાવો.

જવાબ:

Maxwell’s બ્રિજ અજ્ઞાત ઇન્ડક્ટન્સને જાણીતા કેપેસિટન્સના સંદર્ભમાં માપવા માટે વપરાય છે.

graph TD
    A[R1] --- B[R2]
    B --- C[R3]
    C --- D[Lx + Rx]
    D --- A
    E[AC સ્ત્રોત] --- A
    E --- C
    F[ડિટેક્ટર] --- B
    F --- D
    G[C4] --- B
    G --- C
    style G fill:#f9f,stroke:#333,stroke-width:2px
    style D fill:#bbf,stroke:#333,stroke-width:2px

સંતુલન શરત:

ફાયદા:

• આવૃત્તિથી સ્વતંત્ર
• મધ્યમ Q કોઈલ્સ માટે ઉચ્ચ ચોકસાઈ
• સંતુલન સાધવામાં સરળ

ગેરફાયદા:

• ઓછા Q કોઈલ્સ માટે યોગ્ય નથી
• સ્ટાન્ડર્ડ કેપેસિટરની જરૂર પડે છે
• મર્યાદિત રેન્જ

એપ્લિકેશન:

• ઇન્ડક્ટર્સનું માપન
• ઓડિયો ફ્રિક્વન્સી માપન
• ટ્રાન્સફોર્મર ટેસ્ટિંગ

યાદ રાખવાની યુક્તિ: “MAGIC બ્રિજ: Maxwell મહાન ઇન્ડક્ટર્સનું બ્રિજ તત્વોની તુલના દ્વારા વિશ્લેષણ કરે છે.”

પ્રશ્ન 2(અ) [3 ગુણ]

#

જરૂરી ડાયાગ્રામ સાથે ઇલેક્ટ્રોનિક મલ્ટિમીટરની કામગીરી સમજાવો.

જવાબ:

ઇલેક્ટ્રોનિક મલ્ટિમીટર વિવિધ ઇલેક્ટ્રિકલ પેરામીટર્સને સમપ્રમાણિત DC વોલ્ટેજમાં રૂપાંતરિત કરે છે.

graph LR
    A[ઇનપુટ સિલેક્શન] --> B[એટેન્યુએટર/રેન્જ સિલેક્ટર]
    B --> C[કન્વર્ટર સર્કિટ]
    C --> D[એમ્પ્લિફાયર]
    D --> E[ADC]
    E --> F[ડિસ્પ્લે]
    style E fill:#f9f,stroke:#333,stroke-width:2px

• સર્કિટ ઘટકો: ઇનપુટ સિલેક્ટર → એટેન્યુએટર → કન્વર્ટર → એમ્પ્લિફાયર → ADC → ડિસ્પ્લે
• માપન પ્રકારો: DC વોલ્ટેજ, AC વોલ્ટેજ, કરંટ, રેસિસ્ટન્સ
• પાવર સ્ત્રોત: પોર્ટેબિલિટી અને સુરક્ષા માટે બેટરી પાવર

યાદ રાખવાની યુક્તિ: “SACRED ઉપકરણ: સિગ્નલ એટેન્યુએટ, કન્વર્ટ અને રેક્ટિફાઈ થઈને ઇલેક્ટ્રોનિક ડિસ્પ્લે પર દર્શાવાય છે.”

પ્રશ્ન 2(બ) [4 ગુણ]

#

એનાલોગ વોલ્ટમીટર અને ડિજિટલ વોલ્ટમીટર વચ્ચે તફાવત લખો.

જવાબ:

યાદ રાખવાની યુક્તિ: “PARIOS: પેરેલેક્સ-ફ્રી, ચોકસાઈ ઉચ્ચ, રિઝોલ્યૂશન ઉચ્ચ, ઇમ્પિડન્સ ઉચ્ચ, અવલોકન ડિજિટલ, સેમ્પલિંગ રેટ.”

પ્રશ્ન 2(ક) [7 ગુણ]

#

એનર્જીમીટરના બાંધકામ ડાયાગ્રામનું વર્ણન લખો અને વિગતવાર સમજાવો.

જવાબ:

એનર્જી મીટર સમય સાથે કિલોવોટ-અવર્સ (kWh) માં વીજળી ઊર્જાની ખપતને માપે છે.

graph TD
    A[વોલ્ટેજ કોઈલ] --> B[કરંટ કોઈલ]
    B --> C[એલ્યુમિનિયમ ડિસ્ક]
    C --> D[મેકેનિકલ કાઉન્ટર]
    E[પર્મેનેન્ટ મેગ્નેટ] --> C
    F[બ્રેકિંગ સિસ્ટમ] --> C
    G[લોડ ટર્મિનલ] --> B
    style C fill:#f9f,stroke:#333,stroke-width:2px

ઘટકો:

• વોલ્ટેજ કોઈલ: વોલ્ટેજના સમપ્રમાણમાં ફ્લક્સ ઉત્પન્ન કરે છે
• કરંટ કોઈલ: કરંટના સમપ્રમાણમાં ફ્લક્સ ઉત્પન્ન કરે છે
• એલ્યુમિનિયમ ડિસ્ક: એડી કરંટને કારણે ફરે છે
• કાઉન્ટિંગ મેકેનિઝમ: ડિસ્કના ફરવાની ગણતરી કરે છે
• પર્મેનેન્ટ મેગ્નેટ: ડિસ્કની ગતિ નિયંત્રિત કરવા બ્રેક તરીકે કાર્ય કરે છે
• એડજસ્ટમેન્ટ સિસ્ટમ: કેલિબ્રેશન અને ચોકસાઈ માટે

કાર્યસિદ્ધાંત: ડિસ્કની ફરવાની ગતિ પાવર વપરાશ (V×I×cosΦ) ના સમપ્રમાણમાં હોય છે

યાદ રાખવાની યુક્તિ: “VADCR મીટર: વોલ્ટેજ અને કરંટ ફરવા દ્વારા કાઉન્ટરને ચલાવે છે.”

પ્રશ્ન 2(અ OR) [3 ગુણ]

#

ક્લેમ્પ ઓન એમીટરનું કામ જરૂરી ડાયાગ્રામ સાથે સમજાવો.

જવાબ:

ક્લેમ્પ-ઓન એમીટર ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શનનો ઉપયોગ કરીને સર્કિટને તોડ્યા વિના કરંટ માપે છે.

• બાંધકામ: સેન્સિંગ કોઈલ સાથે સ્પ્લિટ ફેરાઈટ કોર
• કાર્યસિદ્ધાંત: કરંટ-વાહક તાર ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરે છે → સેન્સિંગ કોઈલમાં વોલ્ટેજ પ્રેરિત કરે છે
• ફાયદા: નોન-કોન્ટેક્ટ માપન, ઝડપી, સુરક્ષિત

યાદ રાખવાની યુક્તિ: “CICS: ક્લેમ્પિંગ દ્વારા કરંટ સિગ્નલ પ્રેરિત થાય છે.”

પ્રશ્ન 2(બ OR) [4 ગુણ]

#

PMMC પ્રકાર મીટર અને મૂવિંગ આયર્ન પ્રકાર મીટર વચ્ચે તફાવત લખો.

જવાબ:

યાદ રાખવાની યુક્તિ: “PMMC એ DAUPHIN છે: ફક્ત DC, ચોકસાઈ ઉચ્ચ, સમાન સ્કેલ, પાવર કાર્યક્ષમ, ઉચ્ચ સંવેદનશીલતા, આવૃત્તિથી સ્વતંત્ર, ધ્રુવીયતા જરૂરી.”

પ્રશ્ન 2(ક OR) [7 ગુણ]

#

જરૂરી ડાયાગ્રામ અને વેવફોર્મ સાથે ઇન્ટિગ્રેટિંગ ટાઇપ DVM નું બ્લોક ડાયાગ્રામ અને કામગીરી સમજાવો.

જવાબ:

ઇન્ટિગ્રેટિંગ ટાઇપ DVM ઉચ્ચ ચોકસાઈના માપન માટે ઇનપુટ વોલ્ટેજને ઇન્ટિગ્રેશન દ્વારા સમય સાથે રૂપાંતરિત કરે છે.

graph LR
    A[ઇનપુટ બફર] --> B[ઇન્ટિગ્રેટર]
    B --> C[કમ્પેરેટર]
    C --> D[કંટ્રોલ લોજિક]
    D --> E[ક્લોક]
    D --> F[કાઉન્ટર]
    F --> G[ડિસ્પ્લે]
    D -->|રીસેટ| B
    style B fill:#f9f,stroke:#333,stroke-width:2px

કાર્યસિદ્ધાંત:

• ઇનપુટ વોલ્ટેજને નિશ્ચિત સમય માટે ઇન્ટિગ્રેટ કરવામાં આવે છે
• ઇન્ટિગ્રેટર આઉટપુટ ઇનપુટના પ્રમાણમાં ઉપર તરફ જાય છે
• વિરુદ્ધ ધ્રુવીયતા સાથે રેફરન્સ વોલ્ટેજ ઇન્ટિગ્રેટરને ડિસ્ચાર્જ કરે છે
• ડિસ્ચાર્જ માટે લાગતો સમય ક્લોક પલ્સ દ્વારા માપવામાં આવે છે
• કાઉન્ટ ઇનપુટ વોલ્ટેજના પ્રમાણમાં હોય છે

વેવફોર્મ:

ફાયદા:

• ઉચ્ચ નોઈઝ રિજેક્શન
• સારી ચોકસાઈ
• ઉત્તમ રિઝોલ્યુશન
• કોમન-મોડ નોઈઝને નકારે છે

યાદ રાખવાની યુક્તિ: “DIRT મીટર: ડાયરેક્ટ ઇન્ટિગ્રેશન વોલ્ટેજ માપવા માટે સમયને સંબંધિત કરે છે.”

પ્રશ્ન 3(અ) [3 ગુણ]

#

CRO અને DSO વચ્ચે તફાવત લખો.

જવાબ:

યાદ રાખવાની યુક્તિ: “PASSED: પ્રોસેસિંગ-એનાલોગ/ડિજિટલ, સ્ટોરેજ-નહીં/હા, સિગ્નલ-કાચો/પ્રોસેસ્ડ, સરળ-મૂળભૂત/અદ્યતન, ડિસ્પ્લે-ફોસ્ફર/ડિજિટલ.”

પ્રશ્ન 3(બ) [4 ગુણ]

#

CRO સ્ક્રીન સમજાવો.

જવાબ:

CRO સ્ક્રીન ઇલેક્ટ્રિકલ સિગ્નલ્સને દર્શાવે છે અને તેમાં કેટલાક મહત્વપૂર્ણ ઘટકો હોય છે.

ઘટકો:

• ફોસ્ફર કોટિંગ: ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા અથડાવા પર પ્રકાશ આપે છે
• ગ્રેટિક્યુલ: માપન સંદર્ભ માટે ગ્રિડ લાઈન્સ
• સ્કેલ: વોલ્ટેજ/સમય માટે કેલિબ્રેટેડ માર્કિંગ્સ
• સેન્ટર રેફરન્સ પોઈન્ટ: (0,0) કોઓર્ડિનેટ
• ઇન્ટેન્સિટી કંટ્રોલ: ડિસ્પ્લેની બ્રાઇટનેસ એડજસ્ટ કરે છે

યાદ રાખવાની યુક્તિ: “PGSCR: ફોસ્ફર ઇલેક્ટ્રોન અથડાવાથી પ્રકાશે છે, પ્રતિનિધિત્વ બનાવે છે.”

પ્રશ્ન 3(ક) [7 ગુણ]

#

CRO નો બ્લોક ડાયાગ્રામ, કામગીરી અને ફાયદા જરૂરી ડાયાગ્રામ સાથે સમજાવો.

જવાબ:

CRO (કેથોડ રે ઓસિલોસ્કોપ) ઇલેક્ટ્રિકલ સિગ્નલને વેવફોર્મ તરીકે વિઝ્યુઅલાઈઝ કરે છે.

graph LR
    A[વર્ટિકલ ઇનપુટ] --> B[વર્ટિકલ એટેન્યુએટર]
    B --> C[વર્ટિકલ એમ્પ્લિફાયર]
    C --> D[વર્ટિકલ ડિફ્લેક્શન પ્લેટ્સ]
    E[ટ્રિગર સર્કિટ] --> F[ટાઇમ બેઝ જનરેટર]
    F --> G[હોરિઝોન્ટલ એમ્પ્લિફાયર]
    G --> H[હોરિઝોન્ટલ ડિફ્લેક્શન પ્લેટ્સ]
    I[પાવર સપ્લાય] --> J[ઇલેક્ટ્રોન ગન]
    J --> K[CRT]
    D --> K
    H --> K
    I --> B
    I --> C
    I --> E
    I --> F
    I --> G
    style K fill:#f9f,stroke:#333,stroke-width:2px

કાર્યસિદ્ધાંત:

• ઇલેક્ટ્રોન ગન: ઇલેક્ટ્રોન બીમ ઉત્પન્ન કરે છે
• વર્ટિકલ સિસ્ટમ: ઇનપુટ સિગ્નલના પ્રમાણમાં Y-એક્સિસ ડિફ્લેક્શન નિયંત્રિત કરે છે
• હોરિઝોન્ટલ સિસ્ટમ: સ્થિર દરે સ્ક્રીન પર બીમને સ્વીપ કરે છે
• ટ્રિગર સર્કિટ: ઇનપુટ સિગ્નલ સાથે હોરિઝોન્ટલ સ્વીપ સિન્ક્રોનાઈઝ કરે છે
• CRT: ફોસ્ફર સ્ક્રીન પર ઇલેક્ટ્રોન બીમની ગતિ દર્શાવે છે

ફાયદા:

• રીઅલ-ટાઇમ સિગ્નલ ડિસ્પ્લે
• વિશાળ બેન્ડવિડ્થ
• ઉચ્ચ ઇનપુટ ઇમ્પિડન્સ
• બહુવિધ ટ્રિગરિંગ વિકલ્પો
• એકાધિક સિગ્નલ એનાલિસિસ

યાદ રાખવાની યુક્તિ: “EARTH વ્યૂ: ઇલેક્ટ્રોન બીમ એમ્પ્લિફિકેશન સમય-આધારિત હોરિઝોન્ટલ વ્યૂને પ્રગટ કરે છે.”

પ્રશ્ન 3(અ OR) [3 ગુણ]

#

(frequency) આવર્તન માપન અને ફેઝ એંગલ માપન માટે લિસાજસ પેટર્ન લાગુ કરો.

જવાબ:

લિસાજસ પેટર્ન ત્યારે બને છે જ્યારે બે સાઇન વેવ્સ CROના X અને Y ઇનપુટ પર લાગુ કરવામાં આવે છે.

પેટર્ન પ્રકાર	ઉદાહરણ	માપન સૂત્ર
આવૃત્તિ માપન		fx/fy = ny/nx
ફેઝ એંગલ માપન		sin(φ) = A/B

• આવૃત્તિ ગુણોત્તર: ઊભા ટેન્જન્ટ પોઈન્ટ્સ / આડા ટેન્જન્ટ પોઈન્ટ્સની ગણતરી
• ફેઝ માપન: sin(φ) = sin/sinmax જ્યાં sin એ ઝીરો ક્રોસિંગ પર પેટર્નની ઊંચાઈ છે
• એપ્લિકેશન: સિગ્નલ તુલના, આવૃત્તિ કેલિબ્રેશન

યાદ રાખવાની યુક્તિ: “LIPS પેટર્ન: લિસાજસ ફેઝ અને સાઇન આવૃત્તિ દર્શાવે છે.”

પ્રશ્ન 3(બ OR) [4 ગુણ]

#

CRO માં Graticules સમજાવો. તેના પ્રકારો પણ સમજાવો.

જવાબ:

ગ્રેટિક્યુલ્સ એ CRO સ્ક્રીન પર રેફરન્સ ગ્રિડ છે જે વેવફોર્મ પેરામીટર્સના માપનમાં મદદ કરે છે.

ગ્રેટિક્યુલ્સના પ્રકારો:

યાદ રાખવાની યુક્તિ: “GRIT: ગ્રેટિક્યુલ્સ સમય-વોલ્ટેજ માપન માટે મહત્વપૂર્ણ રેન્ડરિંગ કરે છે.”

પ્રશ્ન 3(ક OR) [7 ગુણ]

#

ડિજિટલ સ્ટોરેજ ઓસિલોસ્કોપ (DSO)નો બ્લોક ડાયાગ્રામ, કામગીરી અને ફાયદા જરૂરી ડાયાગ્રામ સાથે સમજાવો.

જવાબ:

ડિજિટલ સ્ટોરેજ ઓસિલોસ્કોપ (DSO) સિગ્નલને સ્ટોરેજ, પ્રોસેસિંગ અને ડિસ્પ્લે માટે ડિજિટાઇઝ કરે છે.

graph LR
    A[ઇનપુટ સિગ્નલ] --> B[એટેન્યુએટર/એમ્પ્લિફાયર]
    B --> C[ADC]
    C --> D[મેમરી]
    D --> E[પ્રોસેસર]
    E --> F[DAC]
    F --> G[ડિસ્પ્લે]
    H[ટાઇમ બેઝ] --> E
    I[ટ્રિગર સિસ્ટમ] --> E
    J[કંટ્રોલ પેનલ] --> E
    style D fill:#f9f,stroke:#333,stroke-width:2px

કાર્યસિદ્ધાંત:

• એક્વિઝિશન: ADC દ્વારા ઉચ્ચ દરે સિગ્નલ સેમ્પલ કરવામાં આવે છે
• સ્ટોરેજ: ડિજિટલ વેલ્યૂ મેમરીમાં સંગ્રહિત કરવામાં આવે છે
• પ્રોસેસિંગ: ડિજિટલ સિગ્નલ પ્રોસેસિંગ એનાલિસિસને વધારે છે
• ડિસ્પ્લે: પુનર્નિર્મિત સિગ્નલ સ્ક્રીન પર દર્શાવવામાં આવે છે
• ટ્રિગરિંગ: અદ્યતન ડિજિટલ ટ્રિગરિંગ વિકલ્પો

ફાયદા:

• સિગ્નલ સંગ્રહ ક્ષમતા
• પ્રી-ટ્રિગર વ્યૂઇંગ
• વન-શોટ સિગ્નલ કેપ્ચર
• અદ્યતન માપન
• લાંબા કેપ્ચર માટે ડીપ મેમરી
• ડિજિટલ ફિલ્ટરિંગ અને એનાલિસિસ
• નેટવર્ક કનેક્ટિવિટી

યાદ રાખવાની યુક્તિ: “SAMPLE: સ્ટોરેજ અને મેમરી લાંબા સમયના ઇવેન્ટ્સને સાચવે છે.”

પ્રશ્ન 4(અ) [3 ગુણ]

#

RTD અને થર્મિસ્ટરનો તફાવત લખો.

જવાબ:

યાદ રાખવાની યુક્તિ: “RTD એ PLAINS છે: પ્લેટિનમ, લિનિયર, ચોક્કસ, ઔદ્યોગિક શ્રેણી, સાંકડી સંવેદનશીલતા, સ્થિર.”

પ્રશ્ન 4(બ) [4 ગુણ]

#

ઓપ્ટિકલ એનકોડરનું તેના આઉટપુટ વેવફોર્મ સાથે સમજાવો.

જવાબ:

ઓપ્ટિકલ એનકોડર, પ્રકાશનું કોડેડ ડિસ્ક મારફતે અવરોધન થવાથી યાંત્રિક ગતિને ડિજિટલ પલ્સમાં રૂપાંતરિત કરે છે.

આઉટપુટ વેવફોર્મ:

• ઘટકો: પ્રકાશ સ્ત્રોત, કોડેડ ડિસ્ક, ફોટોડિટેક્ટર
• પ્રકારો: ઇન્ક્રિમેન્ટલ (પલ્સ) અથવા એબ્સોલ્યુટ (યુનિક પોઝિશન કોડ)
• એપ્લિકેશન: પોઝિશન માપન, સ્પીડ ડિટેક્શન, મોશન કંટ્રોલ

યાદ રાખવાની યુક્તિ: “DROPS: ડિસ્ક રોટેશન પલ્સ સિગ્નલ આઉટપુટ કરે છે.”

પ્રશ્ન 4(ક) [7 ગુણ]

#

થર્મોકપલનું કાર્યકારી સિદ્ધાંત, પ્રકારો અને એપ્લિકેશન સાથે વર્ણન કરો.

જવાબ:

થર્મોકપલ એ તાપમાન સેન્સર છે જે સીબેક ઇફેક્ટ પર કાર્ય કરે છે અને તાપમાનના તફાવતના પ્રમાણમાં વોલ્ટેજ ઉત્પન્ન કરે છે.

graph LR
    A[હોટ જંક્શન] --- B[મેટલ A]
    A --- C[મેટલ B]
    B --- D[કોલ્ડ જંક્શન]
    C --- D
    D --- E[માપન ઉપકરણ]
    style A fill:#f9f,stroke:#333,stroke-width:2px

કાર્યસિદ્ધાંત:

• બે અલગ-અલગ મેટલ એક છેડે (હોટ જંક્શન) જોડાયેલા હોય છે
• હોટ અને કોલ્ડ જંક્શન વચ્ચેના તાપમાનના તફાવતથી વોલ્ટેજ ઉત્પન્ન થાય છે
• વોલ્ટેજ તાપમાન તફાવતના પ્રમાણમાં હોય છે

થર્મોકપલના પ્રકારો:

એપ્લિકેશન: ઔદ્યોગિક ફર્નેસ, એન્જિન, કેમિકલ પ્રોસેસિંગ, ફૂડ પ્રોસેસિંગ, રિસર્ચ

યાદ રાખવાની યુક્તિ: “SHOVE સિદ્ધાંત: સીબેક હોટ-કોલ્ડ આઉટપુટ વોલ્ટેજ તાપમાનની બરાબર.”

પ્રશ્ન 4(અ OR) [3 ગુણ]

#

એક્ટીવ અને પેસિવ ટ્રાન્સડ્યુસરનો તફાવત લખો.

જવાબ:

યાદ રાખવાની યુક્તિ: “SIMPLE તફાવત: સેલ્ફ-પાવર્ડ આગળ પડતા ઊર્જા ટ્રાન્સડ્યુસરનો મુખ્ય સિદ્ધાંત છે.”

પ્રશ્ન 4(બ OR) [4 ગુણ]

#

કેપેસિટીવ ટ્રાન્સડ્યુસરને જરૂરી ડાયાગ્રામ સાથે વિગતવાર સમજાવો. તેની એપ્લિકેશનની યાદી બનાવો.

જવાબ:

કેપેસિટીવ ટ્રાન્સડ્યુસર ભૌતિક ડિસ્પ્લેસમેન્ટને કારણે કેપેસિટન્સમાં થતા ફેરફારના સિદ્ધાંત પર કાર્ય કરે છે.

graph TD
    A[ફિક્સ્ડ પ્લેટ] --- B[ડાઇલેક્ટ્રિક]
    B --- C[મૂવેબલ પ્લેટ]
    C --- D[ભૌતિક પેરામીટર]
    E[કેપેસિટન્સ માપન સર્કિટ] --- A
    E --- C
    style B fill:#f9f,stroke:#333,stroke-width:2px

કાર્યસિદ્ધાંત:

• કેપેસિટન્સ C = ε₀εᵣA/d
• આમાં ફેરફાર થાય છે: ક્ષેત્રફળ (A), અંતર (d), અથવા ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંક (εᵣ) માં ફેરફારથી
• ડિસ્પ્લેસમેન્ટ કેપેસિટન્સને બદલે છે
• બ્રિજ સર્કિટ અથવા ઓસિલેટર દ્વારા માપવામાં આવે છે

એપ્લિકેશન:

• પ્રેશર માપન
• લિક્વિડ લેવલ સેન્સિંગ
• હ્યુમિડિટી સેન્સર
• ડિસ્પ્લેસમેન્ટ માપન
• એક્સેલેરોમીટર

યાદ રાખવાની યુક્તિ: “CADAP: કેપેસિટન્સ અંતર, ક્ષેત્રફળ, અથવા પર્મિટિવિટી સાથે બદલાય છે.”

પ્રશ્ન 4(ક OR) [7 ગુણ]

#

LVDT ટ્રાન્સડ્યુસર ઓપરેશન, બાંધકામને જરૂરી આકૃતિ સાથે વિગતવાર સમજાવો. એલવીડીટીના લાભ, ગેરલાભ અને એપ્લિકેશનની પણ યાદી બનાવો.

જવાબ:

LVDT (લિનિયર વેરિએબલ ડિફરેન્શિયલ ટ્રાન્સફોર્મર) એ ઇલેક્ટ્રોમેકેનિકલ ટ્રાન્સડ્યુસર છે જે લિનિયર ડિસ્પ્લેસમેન્ટને ઇલેક્ટ્રિકલ આઉટપુટમાં રૂપાંતરિત કરે છે.

graph TD
    A[પ્રાઇમરી કોઈલ] --- B[સેકન્ડરી કોઈલ 1]
    A --- C[સેકન્ડરી કોઈલ 2]
    D[AC એક્સાઇટેશન] --- A
    E[ફેરોમેગ્નેટિક કોર] --- F[કોર રોડ]
    B --- G[આઉટપુટ વોલ્ટેજ]
    C --- G
    style E fill:#f9f,stroke:#333,stroke-width:2px

બાંધકામ:

• મધ્યમાં પ્રાઇમરી કોઈલ
• સમમિત રીતે વીંટળાયેલી બે સેકન્ડરી કોઈલ
• હલનચલન કરી શકે તેવો ફેરોમેગ્નેટિક કોર
• સિગ્નલ કન્ડિશનિંગ સર્કિટરી

ઓપરેશન:

• AC એક્સાઇટેશન પ્રાઇમરી કોઈલને ઊર્જાવાન કરે છે
• કોરની સ્થિતિ સેકન્ડરીમાં મેગ્નેટિક કપલિંગ નક્કી કરે છે
• ડિસ્પ્લેસમેન્ટના પ્રમાણમાં ડિફરેન્શિયલ વોલ્ટેજ આઉટપુટ મળે છે
• ફેઝ ડિસ્પ્લેસમેન્ટની દિશા દર્શાવે છે

લાભ:

• નોન-કોન્ટેક્ટ ઓપરેશન
• અનંત રિઝોલ્યૂશન
• ઉચ્ચ લિનિયરિટી
• મજબૂત બાંધકામ
• લાંબું ઓપરેશનલ જીવન
• ખરાબ પરિસ્થિતિમાં પણ ઇમ્યુનિટી

ગેરલાભ:

• AC એક્સાઇટેશનની જરૂર પડે છે
• અન્ય સેન્સર્સની તુલનામાં મોટું
• બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રોથી અસર પામે છે
• મર્યાદિત ડાયનેમિક પ્રતિસાદ

એપ્લિકેશન:

• પ્રિસિઝન માપન
• હાઇડ્રોલિક સિસ્ટમ
• એરક્રાફ્ટ કંટ્રોલ
• પાવર પ્લાન્ટ કંટ્રોલ
• ઓટોમેટેડ મેન્યુફેક્ચરિંગ

યાદ રાખવાની યુક્તિ: “CDPOS સેન્સર: કોર ડિસ્પ્લેસમેન્ટ આઉટપુટ સિગ્નલ ઉત્પન્ન કરે છે.”

પ્રશ્ન 5(અ) [3 ગુણ]

#

સેમિકન્ડક્ટર ટેમ્પરેચર સેન્સર LM35નો સિદ્ધાંત અને કાર્ય દર્શાવો.

જવાબ:

LM35 એક ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ ટેમ્પરેચર સેન્સર છે જે સેલ્સિયસમાં તાપમાનના પ્રમાણમાં રેખીય વોલ્ટેજ આઉટપુટ આપે છે.

કાર્યસિદ્ધાંત:

• બિલ્ટ-ઇન તાપમાન-સેન્સિંગ એલિમેન્ટ સાથે ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ
• લિનિયર આઉટપુટ વોલ્ટેજ: +10mV/°C
• સીધા સેલ્સિયસમાં કેલિબ્રેટેડ
• ઓપરેટિંગ રેન્જ: -55°C થી +150°C

સર્કિટ:

• ફક્ત પાવર સપ્લાય કનેક્શનની જરૂર
• આઉટપુટ વોલ્ટમીટર સાથે સીધું વાંચી શકાય
• બાહ્ય કેલિબ્રેશનની જરૂર નથી

યાદ રાખવાની યુક્તિ: “TEN mV TRICK: તાપમાન વધારો મિલિવોલ્ટ્સમાં નોંધાય છે: દસ વધારો સેલ્સિયસ કેલ્વિન સૂચવે છે.”

પ્રશ્ન 5(બ) [4 ગુણ]

#

હાર્મોનિક ડિસ્ટોરશન એનાલાઇઝરની કામગીરીનું વર્ણન જરૂરી આકૃતિ સાથે કરો.

જવાબ:

હાર્મોનિક ડિસ્ટોરશન એનાલાઇઝર સિગ્નલ ક્વોલિટી નક્કી કરવા માટે સિગ્નલમાં હાર્મોનિક કન્ટેન્ટનું માપન કરે છે.

graph LR
    A[ઇનપુટ સિગ્નલ] --> B[એટેન્યુએટર]
    B --> C[નોચ ફિલ્ટર]
    C --> D[એમ્પ્લિફાયર]
    D --> E[RMS ડિટેક્ટર]
    A --> F[રેફરન્સ RMS]
    E --> G[કેલ્ક્યુલેટર]
    F --> G
    G --> H[ડિસ્પ્લે]
    style C fill:#f9f,stroke:#333,stroke-width:2px

કાર્યસિદ્ધાંત:

• નોચ ફિલ્ટર દ્વારા મૂળભૂત આવૃત્તિ ફિલ્ટર કરવામાં આવે છે
• બાકીના હાર્મોનિક્સ માપવામાં આવે છે
• THD = (હાર્મોનિક્સનો VRMS)/(મૂળભૂત આવૃત્તિનો VRMS)
• ટકાવારી અથવા dB માં વ્યક્ત કરવામાં આવે છે

ઓપરેશન સ્ટેપ્સ:

1. કુલ સિગ્નલ RMS માપો
2. મૂળભૂત આવૃત્તિ ફિલ્ટર કરો
3. બાકીના હાર્મોનિક્સ માપો
4. THD રેશિઓની ગણતરી કરો

યાદ રાખવાની યુક્તિ: “FRONT એનાલિસિસ: ફિલ્ટર મૂળ નોટને સંપૂર્ણપણે દૂર કરે છે બાકીના સિગ્નલના એનાલિસિસ માટે.”

પ્રશ્ન 5(ક) [7 ગુણ]

#

સ્પેક્ટ્રમ એનાલાયઝરનું કાર્ય જરૂરી ડાયાગ્રામ સાથે વિગતવાર વર્ણન કરો.

જવાબ:

સ્પેક્ટ્રમ એનાલાઇઝર સિગ્નલના સ્પેક્ટ્રલ રચનાને દર્શાવતા આવૃત્તિ સામે સિગ્નલ એમ્પ્લિટ્યુડને દર્શાવે છે.

graph LR
    A[RF ઇનપુટ] --> B[એટેન્યુએટર]
    B --> C[મિક્સર]
    D[લોકલ ઓસિલેટર] --> C
    C --> E[IF ફિલ્ટર]
    E --> F[ડિટેક્ટર]
    F --> G[ડિસ્પ્લે]
    H[સ્વીપ જનરેટર] --> D
    H --> G
    style E fill:#f9f,stroke:#333,stroke-width:2px

કાર્યસિદ્ધાંત:

• સુપરહેટેરોડાઇન સિદ્ધાંત: ઇનપુટ સિગ્નલ લોકલ ઓસિલેટર સાથે મિક્સ કરવામાં આવે છે
• સ્વીપ ટેકનિક: LO આવૃત્તિ રસપ્રદ શ્રેણી પર સ્વીપ કરવામાં આવે છે
• રિઝોલ્યૂશન બેન્ડવિડ્થ: IF ફિલ્ટર બેન્ડવિડ્થ દ્વારા નિયંત્રિત
• ડિટેક્શન: IF સિગ્નલને એમ્પ્લિટ્યુડ માહિતીમાં રૂપાંતરિત કરે છે
• ડિસ્પ્લે: ફ્રિક્વન્સી ડોમેઇન રજૂઆત બતાવે છે

પ્રકારો:

• સ્વેપ્ટ-ટ્યુન્ડ સ્પેક્ટ્રમ એનાલાઇઝર
• FFT-આધારિત સ્પેક્ટ્રમ એનાલાઇઝર
• રીયલ-ટાઇમ સ્પેક્ટ્રમ એનાલાઇઝર

એપ્લિકેશન:

• સિગ્નલ એનાલિસિસ
• EMI/EMC ટેસ્ટિંગ
• કોમ્યુનિકેશન સિસ્ટમ ટેસ્ટિંગ
• હાર્મોનિક એનાલિસિસ
• મોડ્યુલેશન એનાલિસિસ

યાદ રાખવાની યુક્તિ: “SAFER વ્યૂ: સ્વીપ RF તપાસવા માટે આવૃત્તિઓનું એનાલિસિસ કરે છે.”

પ્રશ્ન 5(અ OR) [3 ગુણ]

#

એનાલોગ ટ્રાન્સડ્યુસર અને ડીજીટલ ટ્રાન્સડ્યુસર સમજાવો. પ્રાથમિક ટ્રાન્સડ્યુસર અને સેકન્ડરી ટ્રાન્સડ્યુસર પણ સમજાવો.

જવાબ:

યાદ રાખવાની યુક્તિ: “PADS: પ્રાથમિક અને ડિજિટલ/એનાલોગ સેકન્ડરી.”

પ્રશ્ન 5(બ OR) [4 ગુણ]

#

ડીજીટલ આઈસી ટેસ્ટરનું કાર્ય જરૂરી ડાયાગ્રામ સાથે વિગતવાર સમજાવો.

જવાબ:

ડિજિટલ IC ટેસ્ટર ટેસ્ટ પેટર્ન લાગુ કરીને અને પ્રતિસાદનું વિશ્લેષણ કરીને ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટની કાર્યક્ષમતા ચકાસે છે.

graph TD
    A[માઇક્રોકંટ્રોલર] --> B[ટેસ્ટ પેટર્ન જનરેટર]
    A --> C[રિઝલ્ટ એનાલાઇઝર]
    B --> D[ટેસ્ટ સોકેટ]
    D --> C
    A --> E[ડિસ્પ્લે/ઇન્ટરફેસ]
    F[પાવર સપ્લાય] --> D
    style D fill:#f9f,stroke:#333,stroke-width:2px

કાર્યસિદ્ધાંત:

• IC ને ZIF (ઝીરો ઇન્સર્શન ફોર્સ) સોકેટમાં દાખલ કરવામાં આવે છે
• IC પ્રકાર માટે ટેસ્ટ પેરામીટર્સ પસંદ કરવામાં આવે છે
• પેટર્ન જનરેટર ચોક્કસ ઇનપુટ સિગ્નલ લાગુ કરે છે
• આઉટપુટની અપેક્ષિત પરિણામો સાથે તુલના કરવામાં આવે છે
• પાસ/ફેલ સૂચના પ્રદર્શિત થાય છે

ફીચર્સ:

• TTL, CMOS, મેમરી ICs ટેસ્ટ કરે છે
• અજ્ઞાત ICs ઓળખે છે
• ઓપન/શોર્ટ સર્કિટ શોધે છે
• ફંક્શન વેરિફિકેશન

યાદ રાખવાની યુક્તિ: “TRIG ટેસ્ટ: ટેસ્ટ, પેટર્ન ચલાવો, ખામીઓ ઓળખો, રિપોર્ટ જનરેટ કરો.”

પ્રશ્ન 5(ક OR) [7 ગુણ]

#

ફંક્શન જનરેટરનું કાર્ય જરૂરી ડાયાગ્રામ સાથે વિગતવાર સમજાવો.

જવાબ:

ફંક્શન જનરેટર ઇલેક્ટ્રોનિક સર્કિટના પરીક્ષણ માટે વિવિધ આવૃત્તિઓ પર વિવિધ વેવફોર્મ ઉત્પન્ન કરે છે.

graph LR
    A[ફ્રિક્વન્સી કંટ્રોલ] --> B[ઓસિલેટર]
    C[વેવફોર્મ સિલેક્ટર] --> D[વેવફોર્મ શેપર]
    B --> D
    D --> E[એમ્પ્લિટ્યુડ કંટ્રોલ]
    E --> F[આઉટપુટ એમ્પ્લિફાયર]
    F --> G[આઉટપુટ]
    H[DC ઓફસેટ] --> F
    style B fill:#f9f,stroke:#333,stroke-width:2px

કાર્યસિદ્ધાંત:

• ઓસિલેટર: મૂળભૂત વેવફોર્મ (સામાન્ય રીતે ત્રિકોણાકાર) ઉત્પન્ન કરે છે
• વેવફોર્મ શેપર: સાઇન, સ્ક્વેર, ત્રિકોણાકાર, રેમ્પમાં રૂપાંતરિત કરે છે
• ફ્રિક્વન્સી કંટ્રોલ: ઓસિલેશનનો દર સેટ કરે છે
• એમ્પ્લિટ્યુડ કંટ્રોલ: આઉટપુટ વોલ્ટેજ લેવલ એડજસ્ટ કરે છે
• DC ઓફસેટ: આઉટપુટ સિગ્નલમાં બાયસ ઉમેરે છે
• આઉટપુટ એમ્પ્લિફાયર: લો ઇમ્પિડન્સ આઉટપુટ પ્રદાન કરે છે

આઉટપુટ વેવફોર્મ:

એપ્લિકેશન:

• એમ્પ્લિફાયર ટેસ્ટિંગ
• ફિલ્ટર કેરેક્ટરાઇઝેશન
• સિગ્નલ એનાલિસિસ
• શૈક્ષણિક પ્રદર્શન
• કેલિબ્રેશન રેફરન્સ

યાદ રાખવાની યુક્તિ: “SWATOR: સાઇન વેવ અને ત્રિકોણાકાર ઓસિલેટર સિગ્નલ્સ ઉત્પન્ન કરે છે.”