ઇલેક્ટ્રોનિક મેઝરમેન્ટ્સ એન્ડ ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટ્સ (૪૩૩૧૧૦૨) - ગ્રીષ્મ ૨૦૨૪ સોલ્યુશન
ઇલેક્ટ્રોનિક મેઝરમેન્ટ્સ એન્ડ ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટ્સ (૪૩૩૧૧૦૨) ગ્રીષ્મ ૨૦૨૪ પરીક્ષા માટે સોલ્યુશન ગાઈડ
પ્રશ્ન 1(અ) [3 ગુણ]
નીચેના શબ્દને વ્યાખ્યાયિત કરો: (1) Accuracy (2) precision (3) Reproducibility
જવાબ:
- Accuracy: માપવામાં આવેલા મૂલ્યની વાસ્તવિક મૂલ્યની નજીકતા
- Precision: એક જ ઇનપુટને વારંવાર લાગુ કરવા પર સમાન આઉટપુટ પુનઃઉત્પન્ન કરવાની સાધનની ક્ષમતા
- Reproducibility: બદલાયેલી પરિસ્થિતિઓ (અલગ પદ્ધતિ, નિરીક્ષક, અથવા સમય) હેઠળ માપવામાં આવે ત્યારે સમાન જથ્થાનાં માપનના પરિણામો વચ્ચે સંમતિની ડિગ્રી
સંગ્રહવાક્ય: "APR: ચોક્કસતા-સત્ય માટે, ચોકસાઈ-પુનરાવર્તન, પુન:ઉત્પાદન-ફેરફાર હેઠળ"
પ્રશ્ન 1(બ) [4 ગુણ]
RTD ટ્રાન્સડ્યુસરનું બાંધકામ જરૂરી આકૃતિ સાથે વિગતવાર સમજાવો. તેની એપ્લિકેશનની યાદી બનાવો.
જવાબ:
RTD (Resistance Temperature Detector) એ તાપમાન સેન્સર છે જે ધાતુઓના ઇલેક્ટ્રિકલ રેસિસ્ટન્સ તાપમાન સાથે બદલાય છે તે સિદ્ધાંત પર કાર્ય કરે છે.
આકૃતિ:
- સેન્સિંગ એલિમેન્ટ: સિરામિક કોર પર વીંટળાયેલા શુદ્ધ પ્લેટિનમ, નિકલ, અથવા કોપર વાયર
- લીડ વાયર: RTDને માપન સર્કિટ સાથે જોડે છે
- સપોર્ટ: સેન્સિંગ એલિમેન્ટને યાંત્રિક સ્થિરતા પ્રદાન કરે છે
- પ્રોટેક્ટિવ શીથ: સેન્સિંગ એલિમેન્ટને બાહ્ય વાતાવરણથી રક્ષણ આપે છે
RTDના ઉપયોગો:
- પ્રોસેસ ઉદ્યોગોમાં તાપમાન માપન
- ફૂડ પ્રોસેસિંગ તાપમાન મોનિટરિંગ
- HVAC સિસ્ટમ્સ
- મેડિકલ ઉપકરણો
સંગ્રહવાક્ય: "RTD: Resistance Temperature Detector - ચોક્કસ તાપમાન માપન"
પ્રશ્ન 1(ક) [7 ગુણ]
સર્કિટ ડાયાગ્રામ સાથે મેક્સવેલના બ્રિજનું કાર્ય સમજાવો. તેના ફાયદા, ગેરફાયદા અને એપ્લિકેશનોની યાદી બનાવો.
જવાબ:
મેક્સવેલ બ્રિજનો ઉપયોગ જાણીતા કેપેસિટન્સ અને રેસિસ્ટન્સની સંદર્ભમાં અજ્ઞાત ઇન્ડક્ટન્સ માપવા માટે થાય છે.
સર્કિટ આકૃતિ:
કાર્યપ્રણાલી: સંતુલન શરત પર: L1 = C4 × R2 × R3
જ્યારે બ્રિજ સંતુલિત હોય, ત્યારે ડિટેક્ટર શૂન્ય કરંટ દર્શાવે છે. અજ્ઞાત ઇન્ડક્ટન્સ L1 ઉપરોક્ત સમીકરણનો ઉપયોગ કરીને ગણવામાં આવે છે, જ્યાં C4 જાણીતા કેપેસિટન્સ અને R2, R3 જાણીતા રેસિસ્ટન્સ છે.
| પરિમાણ | મૂલ્ય |
|---|---|
| સંતુલન સમીકરણ | L1 = C4 × R2 × R3 |
| ક્વોલિટી ફેક્ટર | Q = ωL1/R1 = ωC4R3 |
ફાયદાઓ:
- મધ્યમ Q ઇન્ડક્ટર્સ માટે ઉચ્ચ ચોકસાઈ
- સંતુલન સમીકરણો ફ્રીક્વન્સીથી સ્વતંત્ર છે
- ઇન્ડક્ટન્સ માટે સરળ ગણતરી
ગેરફાયદાઓ:
- ઓછા Q ઇન્ડક્ટર માપન માટે યોગ્ય નથી
- પરિવર્તનશીલ સ્ટાન્ડર્ડ કેપેસિટરની જરૂર પડે છે
- સ્ટ્રે કેપેસિટન્સથી પ્રભાવિત થાય છે
એપ્લિકેશન્સ:
- પ્રયોગશાળાઓમાં ઇન્ડક્ટન્સ માપવા
- ઇન્ડક્ટન્સ માનકોનું કેલિબ્રેશન
- ઇન્ડક્ટિવ ઘટકોનું પરીક્ષણ
સંગ્રહવાક્ય: "મેક્સવેલની જાદુ: ઇન્ડક્ટન્સ = કેપેસિટન્સ × રેસિસ્ટન્સ વર્ગ"
પ્રશ્ન 1(ક) OR [7 ગુણ]
સંતુલન સ્થિતિ માટે સર્કિટ ડાયાગ્રામ સાથે વ્હીટસ્ટોન બ્રિજનું કાર્ય સમજાવો. તેના ફાયદા, ગેરફાયદા અને એપ્લિકેશનોની યાદી બનાવો.
જવાબ:
વ્હીટસ્ટોન બ્રિજનો ઉપયોગ જાણીતા રેસિસ્ટન્સ મૂલ્યો સાથે તેની તુલના કરીને અજ્ઞાત રેસિસ્ટન્સ માપવા માટે થાય છે.
સર્કિટ આકૃતિ:
કાર્યપ્રણાલી: સંતુલન સ્થિતિ પર: P/Q = R/S અથવા R = S × (P/Q)
જ્યારે બ્રિજ સંતુલિત હોય, ત્યારે ગેલ્વેનોમીટર શૂન્ય વિક્ષેપ બતાવે છે. અજ્ઞાત રેસિસ્ટન્સ R અન્ય રેસિસ્ટન્સના ગુણોત્તરનો ઉપયોગ કરીને ગણવામાં આવે છે.
| ઘટક | કાર્ય |
|---|---|
| P, Q, S | જાણીતા રેસિસ્ટન્સ |
| R | અજ્ઞાત રેસિસ્ટન્સ |
| G | ગેલ્વેનોમીટર (ડિટેક્ટર) |
| E | DC વોલ્ટેજ સ્ત્રોત |
ફાયદાઓ:
- રેસિસ્ટન્સ માપનમાં ઉચ્ચ ચોકસાઈ
- સરળ બાંધકામ અને સંચાલન
- રેસિસ્ટન્સ માપનની વિશાળ શ્રેણી
ગેરફાયદાઓ:
- ખૂબ ઓછા અથવા ખૂબ ઊંચા રેસિસ્ટન્સ માપી શકતા નથી
- પાવર સોર્સ તરીકે બેટરીની જરૂર પડે છે
- રેસિસ્ટર્સ પર તાપમાનની અસરો ભૂલો પેદા કરે છે
એપ્લિકેશન્સ:
- ચોક્સાઈપૂર્ણ રેસિસ્ટન્સ માપન
- સ્ટ્રેન ગેજ માપન
- RTDsનો ઉપયોગ કરીને તાપમાન સંવેદન
- ટ્રાન્સડ્યુસર એપ્લિકેશન્સ
સંગ્રહવાક્ય: "જ્યારે વ્હીટસ્ટોન સંતુલિત થાય: વિરોધાભાસી પાસાઓનું ગુણનફળ સમાન હોય છે (P×S = Q×R)"
પ્રશ્ન 2(અ) [3 ગુણ]
મૂવિંગ આયર્ન અને મૂવિંગ કોઇલ પ્રકારના સાધનોની સરખામણી કરો.
જવાબ:
| વિશેષતા | મૂવિંગ આયર્ન ટાઇપ | મૂવિંગ કોઇલ ટાઇપ |
|---|---|---|
| સિદ્ધાંત | ચુંબકીય આકર્ષણ/અપકર્ષણ | ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક બળ |
| સ્કેલ | બિન-એકસરખી | એકસરખી |
| ડેમ્પિંગ | નબળી | સારી |
| ચોકસાઈ | ઓછી ચોકસાઈ (2-5%) | ઉચ્ચ ચોકસાઈ (0.1-2%) |
| આવૃત્તિ શ્રેણી | DC અને AC | DC ફક્ત (રેક્ટિફાયર વિના) |
| પાવર વપરાશ | ઉચ્ચ | નીચો |
| કિંમત | ઓછી ખર્ચાળ | વધુ ખર્ચાળ |
સંગ્રહવાક્ય: "IMAP-CAD: આયર્ન-ચુંબકીય-AC-નબળી ડેમ્પિંગ, કોઇલ-ચોક્કસ-DC-સારી ડેમ્પિંગ"
પ્રશ્ન 2(બ) [4 ગુણ]
Successive approximation પ્રકાર DVM નું કાર્ય અને બાંધકામ જરૂરી ડાયાગ્રામ સાથે સમજાવો.
જવાબ:
Successive Approximation પ્રકારનું Digital Voltmeter (DVM) દ્વિઅંકી શોધ તકનીકનો ઉપયોગ કરીને એનાલોગ વોલ્ટેજને ડિજિટલ મૂલ્યમાં રૂપાંતરિત કરે છે.
બ્લોક ડાયાગ્રામ:
કાર્યપ્રણાલી:
- Sample & Hold સર્કિટ ઇનપુટ વોલ્ટેજને પકડે છે
- SAR MSBને 1, અન્ય બિટ્સને 0 પર સેટ કરે છે
- DAC ડિજિટલ શબ્દને એનાલોગ વોલ્ટેજમાં રૂપાંતરિત કરે છે
- કમ્પેરેટર DAC આઉટપુટની ઇનપુટ વોલ્ટેજ સાથે તુલના કરે છે
- જો DAC આઉટપુટ > ઇનપુટ, બિટ 0 પર રીસેટ થાય છે; અન્યથા 1 રાખે છે
- બધા બિટ્સનું પરીક્ષણ થાય ત્યાં સુધી પ્રક્રિયા આગલા બિટ માટે પુનરાવર્તિત થાય છે
- અંતિમ ડિજિટલ શબ્દ ઇનપુટ વોલ્ટેજનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે
ફાયદાઓ:
- મધ્યમ રૂપાંતર ગતિ (10-100 μs)
- સારા રિઝોલ્યુશન અને ચોકસાઈ
- મધ્યમ કિંમત
સંગ્રહવાક્ય: "SAR DVM: Sample-And-Register દ્વારા Digital-Voltage-Matching"
પ્રશ્ન 2(ક) [7 ગુણ]
1- 10 એમ્પીયર સુધી રીડિંગ કરતી મૂવિંગ કોઇલ એમીટર 0.02 ઓહ્મનો પ્રતિકાર ધરાવે છે. 1000 એમ્પીયર સુધીનો વર્તમાન વાંચવા માટે આ સાધન કેવી રીતે અપનાવી શકાય? 2- મૂવિંગ કોઇલ વોલ્ટમીટર 200 mV સુધીનું રીડિંગ 5 ઓહ્મનું પ્રતિકાર ધરાવે છે. 300 વોલ્ટ સુધીના વોલ્ટેજને વાંચવા માટે આ સાધનને કેવી રીતે અપનાવી શકાય?
જવાબ:
ભાગ 1: એમીટર રેન્જ એક્સટેન્શન
એમીટરની રેન્જ 10A થી 1000A સુધી વધારવા માટે, મીટરની સમાંતર શંટ રેસિસ્ટર જોડવામાં આવે છે.
આકૃતિ:
ગણતરી:
- મૂળ મીટર રેસિસ્ટન્સ (Rm) = 0.02 Ω
- મૂળ પૂર્ણ-સ્કેલ કરંટ (Im) = 10 A
- ઇચ્છિત પૂર્ણ-સ્કેલ કરંટ (I) = 1000 A
- શંટ દ્વારા કરંટ (Ish) = I - Im = 1000 - 10 = 990 A
- મીટર પરનું વોલ્ટેજ = શંટ પરનું વોલ્ટેજ
- Im × Rm = Ish × Rsh
- Rsh = (Im × Rm) ÷ Ish = (10 × 0.02) ÷ 990 = 0.0002 Ω
ભાગ 2: વોલ્ટમીટર રેન્જ એક્સટેન્શન
વોલ્ટમીટરની રેન્જ 200mV થી 300V સુધી વધારવા માટે, મીટર સાથે શ્રેણીમાં મલ્ટિપ્લાયર રેસિસ્ટર જોડવામાં આવે છે.
આકૃતિ:
ગણતરી:
- મૂળ મીટર રેસિસ્ટન્સ (Rm) = 5 Ω
- મૂળ પૂર્ણ-સ્કેલ વોલ્ટેજ (Vm) = 200 mV = 0.2 V
- ઇચ્છિત પૂર્ણ-સ્કેલ વોલ્ટેજ (V) = 300 V
- શ્રેણી રેસિસ્ટન્સ (Rs) = [(V ÷ Vm) - 1] × Rm
- Rs = [(300 ÷ 0.2) - 1] × 5 = (1500 - 1) × 5 = 1499 × 5 = 7495 Ω
સંગ્રહવાક્ય: "શંટ-શ્રેણી: શંટ-કરંટ-માટે, શ્રેણી-વોલ્ટેજ-માટે"
પ્રશ્ન 2(અ) OR [3 ગુણ]
ક્લેમ્પનું મીટર કાર્ય અને બાંધકામ જરૂરી ડાયાગ્રામ સાથે સમજાવો.
જવાબ:
ક્લેમ્પ ઓન મીટર (કરંટ ક્લેમ્પ) ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શનનો ઉપયોગ કરીને સર્કિટને તોડ્યા વિના કરંટ માપે છે.
આકૃતિ:
બાંધકામ અને કાર્યપ્રણાલી:
- ક્લેમ્પ જો: સ્પ્લિટ કોર ટ્રાન્સફોર્મર જે વાહકને ફરતે રાખવા માટે ખોલી શકાય છે
- કરંટ ટ્રાન્સફોર્મર: પ્રાથમિક કરંટને પ્રમાણસર ગૌણ કરંટમાં રૂપાંતરિત કરે છે
- રેક્ટિફાયર: ACને માપન સર્કિટ માટે DCમાં રૂપાંતરિત કરે છે
- માપન સર્કિટ: સિગ્નલ પર પ્રક્રિયા કરે છે અને કરંટ મૂલ્યની ગણતરી કરે છે
- ડિસ્પ્લે: માપવામાં આવેલા કરંટ મૂલ્યને બતાવે છે
જ્યારે કરંટ-વહન કરતો વાહક ક્લેમ્પ જો મારફતે પસાર થાય છે, ત્યારે તે ગૌણ વાઇન્ડિંગમાં પ્રાથમિક કરંટના પ્રમાણમાં કરંટ પ્રેરિત કરે છે, જેનું પછી માપન કરવામાં આવે છે.
સંગ્રહવાક્ય: "CLAMP: Current-Loop Amplifies Magnetic Proportionally"
પ્રશ્ન 2(બ) OR [4 ગુણ]
PMMC સાધનોની કામગીરી જરૂરી ડાયાગ્રામ સાથે સમજાવો.
જવાબ:
PMMC (પર્મેનન્ટ મેગ્નેટ મૂવિંગ કોઇલ) સાધનો ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં કરંટ-વહન કરતા વાહક પર ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક બળના સિદ્ધાંત પર કાર્ય કરે છે.
આકૃતિ:
કાર્યપ્રણાલી:
- ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં મૂકેલી લંબચોરસ કોઇલ મારફતે કરંટ વહે છે
- ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક બળ કરંટના પ્રમાણમાં ટોર્ક પેદા કરે છે
- સ્પ્રિંગ નિયંત્રિત ટોર્ક પ્રદાન કરે છે
- પોઇન્ટર કરંટના પ્રમાણમાં વિક્ષેપિત થાય છે
- ડેમ્પિંગ સિસ્ટમ દોલનોને અટકાવે છે
ઘટકો:
- કાયમી ચુંબક મજબૂત ચુંબકીય ક્ષેત્ર બનાવે છે
- સોફ્ટ આયર્ન કોર ચુંબકીય ફ્લક્સને કેન્દ્રિત કરે છે
- મૂવિંગ કોઇલ માપવામાં આવતા કરંટને વહન કરે છે
- કંટ્રોલ સ્પ્રિંગ્સ પુનઃપ્રાપ્તિ બળ પૂરું પાડે છે
- ડેમ્પિંગ સિસ્ટમ (હવા અથવા એડી કરંટ) દોલનોને ઘટાડે છે
સંગ્રહવાક્ય: "PMMC: Permanent Magnet Makes Current-proportional movement"
પ્રશ્ન 2(ક) OR [7 ગુણ]
જરૂરી ડાયાગ્રામ અને વેવફોર્મ સાથે ઇન્ટિગ્રેટિંગ ટાઇપ DVM નું બ્લોક ડાયાગ્રામ, કામગીરી અને બાંધકામ દોરો.
જવાબ:
ઇન્ટિગ્રેટિંગ ટાઇપ DVM (ડિજિટલ વોલ્ટમીટર) નિશ્ચિત સમય દરમિયાન ઇનપુટનું એકીકરણ કરીને એનાલોગ વોલ્ટેજને ડિજિટલ મૂલ્યમાં રૂપાંતરિત કરે છે.
બ્લોક ડાયાગ્રામ:
વેવફોર્મ્સ:
goat
કાર્યપ્રણાલી:
- ડ્યુઅલ-સ્લોપ પદ્ધતિ:
- ઇનપુટ વોલ્ટેજને નિશ્ચિત સમય T1 માટે એકીકૃત કરવામાં આવે છે
- ઇન્ટિગ્રેટર નકારાત્મક સંદર્ભ વોલ્ટેજ સાથે જોડાયેલ છે
- શૂન્ય પર પાછા ફરવા માટે જરૂરી સમય T2 ઇનપુટ વોલ્ટેજના પ્રમાણમાં હોય છે
- ડિજિટલ ડિસ્પ્લે T2 ના પ્રમાણમાં ગણતરી બતાવે છે
| ફેઝ | ક્રિયા |
|---|---|
| ફેઝ 1 | નિશ્ચિત સમય T1 માટે અજ્ઞાત વોલ્ટેજને એકીકૃત કરો |
| ફેઝ 2 | શૂન્ય સુધી જાણીતા સંદર્ભ વોલ્ટેજને એકીકૃત કરો |
| ફેઝ 3 | ફેઝ 2 (T2) દરમિયાન ક્લોક પલ્સની ગણતરી કરો |
ફાયદાઓ:
- ઉચ્ચ નોઇઝ રિજેક્શન (ખાસ કરીને 50/60 Hz)
- સારી ચોકસાઈ
- ઓટોમેટિક ઝીરો એડજસ્ટમેન્ટ
સંગ્રહવાક્ય: "બે વાર એકીકૃત કરો: અજ્ઞાત સાથે ઉપર, સંદર્ભ સાથે નીચે"
પ્રશ્ન 3(અ) [3 ગુણ]
CRO માં અજાણ્યા ડીસી વોલ્ટેજનું મૂલ્ય શું છે, જો x-અક્ષની નીચે એક સીધી રેખા 4cm અને વોલ્ટ/ડીવ નોબ = 3V ના વિસ્થાપન સાથે મેળવવામાં આવે છે. અજ્ઞાત વોલ્ટેજ Vdc ની ગણતરી કરો.
જવાબ:
ગણતરી: વિસ્થાપન = 4 cm (x-અક્ષની નીચે) વોલ્ટ/ડીવ સેટિંગ = 3 V/ડીવ દિશા = x-અક્ષની નીચે (નકારાત્મક વોલ્ટેજ)
Vdc = -(વિસ્થાપન × વોલ્ટ/ડીવ) Vdc = -(4 cm × 3 V/ડીવ) Vdc = -12 V
તેથી, અજ્ઞાત DC વોલ્ટેજ -12 V છે.
સંગ્રહવાક્ય: "વોલ્ટેજ = વિક્ષેપણ × સ્કેલ"
પ્રશ્ન 3(બ) [4 ગુણ]
CRT ની આંતરિક રચના દોરો. ટૂંકમાં સમજાવો.
જવાબ:
CRT (કેથોડ રે ટ્યુબ) એ એનાલોગ ઓસિલોસ્કોપમાં વપરાતું ડિસ્પ્લે ઉપકરણ છે.
આકૃતિ:
ઘટકો:
- ઇલેક્ટ્રોન ગન: હીટર, કેથોડ, કંટ્રોલ ગ્રિડ, અને એનોડ્સ સમાવે છે; ઇલેક્ટ્રોન બીમ ઉત્પન્ન કરે છે
- ફોકસિંગ સિસ્ટમ: ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક લેન્સનો ઉપયોગ કરીને ઇલેક્ટ્રોન બીમને તીક્ષ્ણ બિંદુમાં કેન્દ્રિત કરે છે
- ડિફ્લેક્શન સિસ્ટમ: ડિફ્લેક્શન પ્લેટ્સનો ઉપયોગ કરીને ઇલેક્ટ્રોન બીમને આડી અને ઊભી રીતે વિક્ષેપિત કરે છે
- ફોસ્ફર સ્ક્રીન: ઇલેક્ટ્રોન ઊર્જાને દૃશ્યમાન પ્રકાશમાં રૂપાંતરિત કરે છે
- ગ્લાસ એનવેલોપ: તમામ ઘટકોને સમાવતું વેક્યુમ-સીલ કન્ટેનર
કાર્યપ્રણાલી:
- ઇલેક્ટ્રોન ગન ઇલેક્ટ્રોન્સ ઉત્સર્જિત કરે છે
- ફોકસિંગ સિસ્ટમ ઇલેક્ટ્રોન બીમને સાંકડી બનાવે છે
- ડિફ્લેક્શન પ્લેટ્સ બીમને સ્ક્રીન પર ફેરવે છે
- બીમ ફોસ્ફર સ્ક્રીન પર અથડાય છે જેથી દૃશ્યમાન ટ્રેસ બને છે
સંગ્રહવાક્ય: "GFDS: ગન-ફોકસ-ડિફ્લેક્ટ-સ્ક્રીન"
પ્રશ્ન 3(ક) [7 ગુણ]
કન્સ્ટ્રક્શન, બ્લોક ડાયાગ્રામ, કામગીરી અને DSO ના ફાયદા જરૂરી ડાયાગ્રામ સાથે સમજાવો.
જવાબ:
ડિજિટલ સ્ટોરેજ ઓસિલોસ્કોપ (DSO) એનાલોગ સિગ્નલને ડિજિટલ ફોર્મમાં રૂપાંતરિત કરે છે અને તેને ડિસ્પ્લે અને વિશ્લેષણ માટે સંગ્રહિત કરે છે.
બ્લોક ડાયાગ્રામ:
બાંધકામ અને કાર્યપ્રણાલી:
- ઇનપુટ સ્ટેજ: એટેન્યુએટર/એમ્પ્લિફાયર સિગ્નલને કન્ડિશન કરે છે
- ADC: એનાલોગ સિગ્નલને સેમ્પલિંગ રેટ પર ડિજિટલમાં રૂપાંતરિત કરે છે
- મેમરી: ડિજિટલ સેમ્પલ્સને સંગ્રહિત કરે છે
- માઇક્રોપ્રોસેસર: ઓપરેશન નિયંત્રિત કરે છે અને ડેટા પર પ્રક્રિયા કરે છે
- DAC: ડિસ્પ્લે માટે ડિજિટલ ડેટાને પાછો એનાલોગમાં રૂપાંતરિત કરે છે
- ડિસ્પ્લે: વેવફોર્મ બતાવે છે
DSO ના ફાયદાઓ:
- પછીના વિશ્લેષણ માટે સિગ્નલ સ્ટોરેજ ક્ષમતા
- પ્રી-ટ્રિગર સિગ્નલ જોવાની ક્ષમતા
- સિંગલ-શોટ સિગ્નલ કેપ્ચર
- ઓટોમેટિક માપન અને ગણતરીઓ
- વેવફોર્મ પ્રોસેસિંગ (FFT, એવરેજિંગ, વગેરે)
- ડિજિટલ ઇન્ટરફેસિંગ (USB, ઇથરનેટ)
- ઉચ્ચ બેન્ડવિડ્થ અને સેમ્પલિંગ દર
સંગ્રહવાક્ય: "SAMPLE: સ્ટોર-એનાલાઇઝ-મેઝર-પ્રોસેસ-લિંક-એક્ઝામિન"
પ્રશ્ન 3(અ) OR [3 ગુણ]
CRO માં peak માટે વર્ટિકલ ડિસ્પ્લેસમેન્ટ = 1cm અને વોલ્ટ/div knob = 10mV છે. વોલ્ટેજનું ટોચનું મૂલ્ય અને RMS મૂલ્ય શોધો.
જવાબ:
ગણતરી: વર્ટિકલ ડિસ્પ્લેસમેન્ટ (પીક) = 1 cm વોલ્ટ/ડીવ સેટિંગ = 10 mV/ડીવ
પીક મૂલ્ય (Vp) = ડિસ્પ્લેસમેન્ટ × વોલ્ટ/ડીવ Vp = 1 cm × 10 mV/ડીવ = 10 mV
સાઇનોસોઇડલ વેવફોર્મ માટે: RMS મૂલ્ય (Vrms) = Vp ÷ √2 Vrms = 10 mV ÷ 1.414 = 7.07 mV
તેથી, પીક મૂલ્ય = 10 mV અને RMS મૂલ્ય = 7.07 mV.
સંગ્રહવાક્ય: "પીક-થી-RMS: √2 થી ભાગો"
પ્રશ્ન 3(બ) OR [4 ગુણ]
CRO સ્ક્રીનને વિગતવાર સમજાવો.
જવાબ:
CRO (કેથોડ રે ઓસિલોસ્કોપ) સ્ક્રીન વેવફોર્મ્સ પ્રદર્શિત કરે છે અને માપન સંદર્ભ પ્રદાન કરે છે.
આકૃતિ:
goat
ઘટકો:
- ફોસ્ફર કોટિંગ: ઇલેક્ટ્રોન ઊર્જાને દૃશ્યમાન પ્રકાશમાં રૂપાંતરિત કરે છે
- ગ્રેટિક્યુલ: માપન માટે ગ્રિડ પેટર્ન
- X-અક્ષ: સમય (આડો) દર્શાવે છે
- Y-અક્ષ: વોલ્ટેજ (ઊભો) દર્શાવે છે
- સેન્ટર પોઇન્ટ: માપન માટે સંદર્ભ (0,0)
સ્ક્રીન વિશેષતાઓ:
- ડિવિઝન્સ: સામાન્ય રીતે માપન માટે 8×10 ડિવિઝન્સ
- ઇન્ટેન્સિટી કંટ્રોલ: ડિસ્પ્લેની ચમક એડજસ્ટ કરે છે
- ફોકસ કંટ્રોલ: ડિસ્પ્લે થયેલા ટ્રેસને તીક્ષ્ણ બનાવે છે
- સ્કેલ ઇલ્યુમિનેશન: ગ્રેટિક્યુલને પ્રકાશિત કરે છે
સંગ્રહવાક્ય: "PAXED: ફોસ્ફર-અક્ષો-X-સમય-Y-એમ્પ્લિટ્યુડ-સમાન-ડિવિઝન્સ"
પ્રશ્ન 3(ક) OR [7 ગુણ]
CRO નો ઉપયોગ કરીને વોલ્ટેજ, ફ્રીક્વન્સી, સમય વિલંબ અને તબક્કા કોણનું(Phase angle) માપન જરૂરી ડાયાગ્રામ સાથે સમજાવો.
જવાબ:
CRO (કેથોડ રે ઓસિલોસ્કોપ) વિવિધ ઇલેક્ટ્રિકલ પરિમાણોને ચોકસાઈથી માપી શકે છે.
1. વોલ્ટેજ માપન:
goat
પદ્ધતિ:
- વર્ટિકલ પોઝિશનને સેન્ટર લાઇન પર સેટ કરો
- વેવફોર્મના વર્ટિકલ ડિવિઝન્સની ગણતરી કરો
- V/div સેટિંગથી ગુણો
- એમ્પ્લિટ્યુડ = વર્ટિકલ ડિવિઝન્સ × V/div
2. ફ્રીક્વન્સી માપન:
goat
પદ્ધતિ:
- સમાન બિંદુઓ વચ્ચે સમય અવધિ (T) માપો
- ફ્રીક્વન્સી = 1/T
- T = હોરિઝોન્ટલ ડિવિઝન્સ × Time/div સેટિંગ
- ફ્રીક્વન્સી = 1/(હોરિઝોન્ટલ ડિવિઝન્સ × Time/div)
3. સમય વિલંબ માપન:
goat
પદ્ધતિ:
- પહેલા સિગ્નલ પર ટ્રિગર કરો
- બીજા સિગ્નલ સુધીનું ક્ષૈતિજ અંતર માપો
- સમય વિલંબ = હોરિઝોન્ટલ ડિવિઝન્સ × Time/div સેટિંગ
4. ફેઝ એંગલ માપન:
goat
પદ્ધતિ:
- એક સંપૂર્ણ સાયકલની સમય અવધિ (T) માપો
- અનુરૂપ બિંદુઓ વચ્ચેનો સમય વિલંબ (Td) માપો
- ફેઝ એંગલ = (Td/T) × 360°
સંગ્રહવાક્ય: "VFTP: વર્ટિકલ-ફ્રીક્વન્સી-ટાઇમ-ફેઝ"
પ્રશ્ન 4(અ) [3 ગુણ]
Active અને passive ટ્રાન્સડ્યુસરની સરખામણી કરો.
જવાબ:
| વિશેષતા | Active ટ્રાન્સડ્યુસર | Passive ટ્રાન્સડ્યુસર |
|---|---|---|
| પાવર સ્ત્રોત | સ્વ-જનરેટિંગ (બાહ્ય પાવરની જરૂર નથી) | બાહ્ય પાવરની જરૂર પડે છે |
| આઉટપુટ | ઇનપુટથી ઊર્જા ઉત્પન્ન કરે છે | બાહ્ય ઊર્જાને સંશોધિત કરે છે |
| ઉદાહરણો | થર્મોકપલ, ફોટોવોલ્ટેઇક સેલ | સ્ટ્રેન ગેજ, RTD, LVDT |
| સંવેદનશીલતા | સામાન્ય રીતે ઓછી | સામાન્ય રીતે ઉચ્ચ |
| પ્રતિક્રિયા સમય | ઝડપી | ધીમું |
| કિંમત | સામાન્ય રીતે ઓછી ખર્ચાળ | સામાન્ય રીતે વધુ ખર્ચાળ |
| જટિલતા | સરળ | વધુ જટિલ |
સંગ્રહવાક્ય: "APE-GSR: Active-Produces-Energy, Gets-Signal-Requiring-power"
પ્રશ્ન 4(બ) [4 ગુણ]
સ્ટ્રેઈન ગેજની કામગીરીને જરૂરી ડાયાગ્રામ સાથે વિગતવાર સમજાવો. તેની એપ્લિકેશનની યાદી પણ.
જવાબ:
સ્ટ્રેઇન ગેજ યાંત્રિક વિરૂપણને ઇલેક્ટ્રિકલ રેસિસ્ટન્સ પરિવર્તનમાં રૂપાંતરિત કરે છે.
આકૃતિ:
goat
કાર્યપ્રણાલી:
- જ્યારે વાહક ખેંચાય છે, ત્યારે તેની લંબાઈ વધે છે અને આડછેદ વિસ્તાર ઘટે છે
- આના કારણે ઇલેક્ટ્રિકલ રેસિસ્ટન્સમાં વધારો થાય છે: ΔR/R = GF × ε
- જ્યાં ΔR/R રેસિસ્ટન્સમાં અંશ પરિવર્તન છે
- GF એ ગેજ ફેક્ટર (સંવેદનશીલતા) છે
- ε એ સ્ટ્રેઇન છે
પ્રકારો:
- મેટલ ફોઇલ સ્ટ્રેઇન ગેજ
- સેમિકન્ડક્ટર સ્ટ્રેઇન ગેજ
- વાયર સ્ટ્રેઇન ગેજ
એપ્લિકેશન્સ:
- વજન પ્રણાલી માટે લોડ સેલ
- સ્ટ્રક્ચરલ હેલ્થ મોનિટરિંગ
- પ્રેશર સેન્સર્સ
- ટોર્ક માપન
- યાંત્રિક સ્ટ્રેસ એનાલિસિસ
સંગ્રહવાક્ય: "STRAIN: Stretch-To-Resistance-Alteration-In-Narrow-conductor"
પ્રશ્ન 4(ક) [7 ગુણ]
ગેસ સેન્સર MQ2 ને જરૂરી ડાયાગ્રામ સાથે વિગતવાર સમજાવો.
જવાબ:
MQ2 એ સેમિકન્ડક્ટર ગેસ સેન્સર છે જે કોમ્બસ્ટિબલ ગેસ, ધુમાડો અને LPG શોધે છે.
આકૃતિ:
બાંધકામ:
- સેન્સિંગ એલિમેન્ટ: ટિન ડાયોક્સાઇડ (SnO2) સેમિકન્ડક્ટર
- હીટર: ઓપરેટિંગ તાપમાન જાળવે છે (આશરે 200-400°C)
- ઇલેક્ટ્રોડ્સ: રેસિસ્ટન્સ ફેરફારો માપે છે
- હાઉસિંગ: ઘટકોને સુરક્ષિત રાખે છે અને ગેસ પ્રવાહની મંજૂરી આપે છે
કાર્યપ્રણાલી:
- સ્વચ્છ હવામાં, સેન્સરનો રેસિસ્ટન્સ ઊંચો હોય છે
- જ્યારે કોમ્બસ્ટિબલ ગેસ હાજર હોય, ત્યારે સપાટી પ્રતિક્રિયાઓ થાય છે
- ઇલેક્ટ્રોન્સ છોડવામાં આવે છે, જેના કારણે રેસિસ્ટન્સ ઘટે છે
- રેસિસ્ટન્સ ગેસ કન્સન્ટ્રેશનના પ્રમાણમાં ઘટે છે
સર્કિટ કનેક્શન:
goat
એપ્લિકેશન્સ:
- ઘરેલુ ગેસ લીકેજ ડિટેક્ટર્સ
- ઔદ્યોગિક કોમ્બસ્ટિબલ ગેસ અલાર્મ
- પોર્ટેબલ ગેસ ડિટેક્ટર્સ
- એર ક્વોલિટી મોનિટરિંગ
- ફાયર અલાર્મ
સંગ્રહવાક્ય: "MQ2: Measures Quick-leaks of 2+ gases (LPG, Propane)"
પ્રશ્ન 4(અ) OR [3 ગુણ]
પ્રાથમિક અને ગૌણ ટ્રાન્સડ્યુસરની સરખામણી કરો.
જવાબ:
| વિશેષતા | પ્રાથમિક ટ્રાન્સડ્યુસર | ગૌણ ટ્રાન્સડ્યુસર |
|---|---|---|
| વ્યાખ્યા | સીધા જ ભૌતિક જથ્થાને ઇલેક્ટ્રિકલ સિગ્નલમાં રૂપાંતરિત કરે છે | પ્રાથમિક ટ્રાન્સડ્યુસરના આઉટપુટને વાપરવા યોગ્ય સ્વરૂપમાં રૂપાંતરિત કરે છે |
| કાર્ય | રૂપાંતરણનો પ્રથમ તબક્કો | રૂપાંતરણનો બીજો તબક્કો |
| ઉદાહરણો | થર્મોકપલ, ફોટોસેલ, પીઝોઇલેક્ટ્રિક | એમ્પ્લિફાયર્સ, ADCs, સિગ્નલ કંડિશનર્સ |
| ઇનપુટ | ભૌતિક પરિમાણ | પ્રાથમિક ટ્રાન્સડ્યુસરમાંથી આઉટપુટ |
| આઉટપુટ | ઇલેક્ટ્રિકલ સિગ્નલ | સુધારેલ ઇલેક્ટ્રિકલ સિગ્નલ |
| સ્થાન | સેન્સિંગ પોઇન્ટ પર | પ્રાથમિક ટ્રાન્સડ્યુસરથી દૂર હોઈ શકે છે |
| ચોકસાઈ | સમગ્ર સિસ્ટમની ચોકસાઈને અસર કરે છે | પહેલેથી જ રૂપાંતરિત સિગ્નલ પર વધુ પ્રક્રિયા કરે છે |
સંગ્રહવાક્ય: "PS-FLIP: Primary-Senses, Secondary-Further-Level-Improves-Processing"
પ્રશ્ન 4(બ) OR [4 ગુણ]
કેપેસિટિવ ટ્રાન્સડ્યુસરને જરૂરી ડાયાગ્રામ સાથે વિગતવાર સમજાવો. તેની એપ્લિકેશનની યાદી બનાવો.
જવાબ:
કેપેસિટિવ ટ્રાન્સડ્યુસર ભૌતિક વિસ્થાપનને કેપેસિટન્સ પરિવર્તનમાં રૂપાંતરિત કરે છે જે પછી ઇલેક્ટ્રિકલ સિગ્નલમાં રૂપાંતરિત થાય છે.
આકૃતિ:
કાર્યપ્રણાલી: કેપેસિટન્સ C = ε₀εᵣA/d જ્યાં:
- ε₀ = ફ્રી સ્પેસની પરમિટિવિટી
- εᵣ = ડાયઇલેક્ટ્રિકની રિલેટિવ પરમિટિવિટી
- A = પ્લેટ્સનો વિસ્તાર
- d = પ્લેટ્સ વચ્ચેનું અંતર
કેપેસિટન્સ આમાં ફેરફાર કરીને બદલાય છે:
- પ્લેટ્સ વચ્ચેનું અંતર બદલવું
- પ્લેટ્સના ઓવરલેપ વિસ્તારમાં ફેરફાર કરવો
- ડાયઇલેક્ટ્રિક કોન્સ્ટન્ટમાં ફેરફાર કરવો
એપ્લિકેશન્સ:
- પ્રેશર સેન્સર્સ
- ડિસ્પ્લેસમેન્ટ માપન
- લેવલ ઇન્ડિકેટર્સ
- હ્યુમિડિટી સેન્સર્સ
- થિકનેસ માપન
- ટચ સ્ક્રીન
સંગ્રહવાક્ય: "CAPACITIVE: Change-Area-Plates-And-Change-In-Thickness-Impacts-Value-Electrically"
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 ડિફરન્શિયલ ટ્રાન્સફોર્મર) એ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ટ્રાન્સડ્યુસર છે જે લીનિયર ડિસ્પ્લેસમેન્ટને ઇલેક્ટ્રિકલ સિગ્નલમાં રૂપાંતરિત કરે છે.
આકૃતિ:
બાંધકામ:
- પ્રાઇમરી કોઇલ: સેન્ટર કોઇલ જે AC સ્ત્રોત દ્વારા ઉત્તેજિત થાય છે
- સેકન્ડરી કોઇલ્સ: સીરીઝ વિરોધમાં જોડાયેલી બે કોઇલ
- કોર: ફેરોમેગ્નેટિક મટીરિયલ જે માપવામાં આવતા ડિસ્પ્લેસમેન્ટ સાથે ખસે છે
- હાઉસિંગ: કોઇલ એસેમ્બ્લીને સુરક્ષિત રાખે છે
કાર્યપ્રણાલી:
- પ્રાઇમરી કોઇલને AC ઉત્તેજના આપવામાં આવે છે
- નલ પોઝિશન (સેન્ટર) પર, સેકન્ડરી કોઇલ્સમાં સમાન વોલ્ટેજ પ્રેરિત થાય છે
- કોરને ખસેડવાથી ચુંબકીય કપલિંગ બદલાય છે
- ડિફરન્શિયલ વોલ્ટેજ ડિસ્પ્લેસમેન્ટના પ્રમાણમાં હોય છે
- ફેઝ ખસેડવાની દિશા દર્શાવે છે
ફાયદાઓ:
- નોન-કોન્ટેક્ટ ઓપરેશન (ઘર્ષણ વિનાનું)
- ઉચ્ચ રિઝોલ્યુશન અને સંવેદનશીલતા
- અનંત રિઝોલ્યુશન
- સારી લિનિયરિટી
- મજબૂત બાંધકામ
- લાંબું ઓપરેશનલ જીવન
ગેરફાયદાઓ:
- AC ઉત્તેજના સ્ત્રોતની જરૂર પડે છે
- બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રો પ્રત્યે સંવેદનશીલ
- અન્ય ટ્રાન્સડ્યુસર્સની તુલનામાં મોટું કદ
- ઊંચી કિંમત
- સિગ્નલ કંડિશનિંગ સર્કિટની જરૂર પડે છે
એપ્લિકેશન્સ:
- મશીન ટૂલ પોઝિશનિંગ
- હાઇડ્રોલિક/ન્યુમેટિક સિલિન્ડર પોઝિશન ફીડબેક
- રોબોટિક્સ અને ઓટોમેશન
- એરક્રાફ્ટ કંટ્રોલ સિસ્ટમ્સ
- સ્ટ્રક્ચરલ ટેસ્ટિંગ
- પ્રોસેસ કંટ્રોલ સિસ્ટમ્સ
સંગ્રહવાક્ય: "LVDT: Linear-Variation-Detected-Through electromagnetic induction"
પ્રશ્ન 5(અ) [3 ગુણ]
થર્મોકપલ સેન્સરનું કાર્ય જરૂરી ડાયાગ્રામ સાથે વિગતવાર સમજાવો.
જવાબ:
થર્મોકપલ એ સીબેક ઇફેક્ટ પર આધારિત તાપમાન સેન્સર છે, જ્યાં બે અસમાન ધાતુઓના જંક્શન તાપમાનના તફાવતના પ્રમાણમાં વોલ્ટેજ ઉત્પન્ન કરે છે.
આકૃતિ:
કાર્યપ્રણાલી:
- બે અસમાન ધાતુઓ બે બિંદુઓ (હોટ અને કોલ્ડ જંક્શન) પર જોડાયેલા છે
- જંક્શન વચ્ચેના તાપમાનના તફાવતથી સીબેક વોલ્ટેજ ઉત્પન્ન થાય છે
- ઉત્પન્ન થયેલ EMF તાપમાનના તફાવતના પ્રમાણમાં હોય છે
- માપવામાં આવેલું વોલ્ટેજ તાપમાન માટે કેલિબ્રેટ કરવામાં આવે છે
પ્રકારો:
- ટાઇપ K (ક્રોમેલ-એલુમેલ): સામાન્ય હેતુ, -200°C થી 1260°C
- ટાઇપ J (આયર્ન-કોન્સ્ટન્ટન): -40°C થી 750°C
- ટાઇપ T (કોપર-કોન્સ્ટન્ટન): -250°C થી 350°C
સંગ્રહવાક્ય: "THC: Temperature-produces Hot-junction Current"
પ્રશ્ન 5(બ) [4 ગુણ]
ડીજીટલ આઈસી ટેસ્ટરનું કાર્ય જરૂરી ડાયાગ્રામ સાથે વિગતવાર સમજાવો.
જવાબ:
ડિજિટલ IC ટેસ્ટર ટેસ્ટ વેક્ટર્સ લાગુ કરીને અને પ્રતિસાદોનું વિશ્લેષણ કરીને ડિજિટલ ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટની કાર્યક્ષમતાનું પરીક્ષણ કરવા માટે વપરાય છે.
બ્લોક ડાયાગ્રામ:
કાર્યપ્રણાલી:
- IC યોગ્ય ઓરિએન્ટેશન સાથે ટેસ્ટ સોકેટમાં મૂકવામાં આવે છે
- ટેસ્ટ મોડ પસંદ કરવામાં આવે છે (ટેસ્ટ, મલ્ટિપલ ટેસ્ટ, અથવા અજ્ઞાત IC)
- ટેસ્ટ વેક્ટર્સ IC પિન્સ પર લાગુ થાય છે
- આઉટપુટ રિસ્પોન્સની અપેક્ષિત પરિણામો સાથે તુલના કરવામાં આવે છે
- પાસ/ફેલ સૂચન પ્રદર્શિત થાય છે
વિશેષતાઓ:
- વિવિધ IC ફેમિલી (TTL, CMOS, HCMOS) પરીક્ષણ કરે છે
- અજ્ઞાત ICs ઓટો-ડિટેક્શન
- સ્ટક-એટ ફોલ્ટ્સ, ઓપન સર્કિટ્સ માટે પરીક્ષણ કરે છે
- સંપૂર્ણ ચકાસણી માટે મલ્ટિપલ ટેસ્ટ પેટર્ન
સંગ્રહવાક્ય: "VECTOR: Verify-Each-Circuit-Through-Output-Response"
પ્રશ્ન 5(ક) [7 ગુણ]
ફંક્શન જનરેટરનું કાર્ય જરૂરી ડાયાગ્રામ સાથે વિગતવાર સમજાવો.
જવાબ:
ફંક્શન જનરેટર વિવિધ વેવફોર્મ્સ (સાઇન, સ્ક્વેર, ટ્રાયએંગલ) એડજસ્ટેબલ ફ્રીક્વન્સી અને એમ્પ્લિટ્યુડ સાથે ઉત્પન્ન કરે છે.
બ્લોક ડાયાગ્રામ:
કાર્યપ્રણાલી:
- ઓસિલેટર: મૂળભૂત વેવફોર્મ (સામાન્ય રીતે ટ્રાયએંગલ) ઉત્પન્ન કરે છે
- વેવશેપિંગ સર્કિટ: સાઇન, સ્ક્વેર, અથવા ટ્રાયએંગલ વેવફોર્મમાં રૂપાંતરિત કરે છે
- એટેન્યુએટર: સિગ્નલની એમ્પ્લિટ્યુડ નિયંત્રિત કરે છે
- આઉટપુટ એમ્પ્લિફાયર: ઓછા આઉટપુટ ઇમ્પીડન્સ અને DC ઓફસેટ પ્રદાન કરે છે
- કંટ્રોલ્સ: ફ્રીક્વન્સી, એમ્પ્લિટ્યુડ, DC ઓફસેટ, ડ્યુટી સાયકલ એડજસ્ટ કરે છે
વેવફોર્મ જનરેશન:
- ટ્રાયએંગલ વેવ: ઓસિલેટર સર્કિટનો મૂળભૂત આઉટપુટ
- સ્ક્વેર વેવ: કમ્પેરેટર દ્વારા ટ્રાયએંગલ વેવમાંથી ઉત્પન્ન થાય છે
- સાઇન વેવ: વેવશેપિંગ દ્વારા ટ્રાયએંગલ વેવમાંથી ઉત્પન્ન થાય છે
એપ્લિકેશન્સ:
- ઇલેક્ટ્રોનિક સર્કિટનું પરીક્ષણ
- પ્રયોગો માટે સિગ્નલ સ્ત્રોત
- ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટ્સનું કેલિબ્રેશન
- શૈક્ષણિક નિદર્શન
- ફ્રીક્વન્સી રિસ્પોન્સ ટેસ્ટિંગ
સંગ્રહવાક્ય: "FAST: Frequency-Amplitude-Signal-Type control"
પ્રશ્ન 5(અ) OR [3 ગુણ]
PH સેન્સરનું કાર્ય જરૂરી ડાયાગ્રામ સાથે વિગતવાર સમજાવો.
જવાબ:
pH સેન્સર દ્રાવણમાં હાઇડ્રોજન આયન કન્સન્ટ્રેશન માપે છે, જે એસિડિટી અથવા અલ્કલિનિટી દર્શાવે છે.
આકૃતિ:
કાર્યપ્રણાલી:
- ગ્લાસ ઇલેક્ટ્રોડમાં જાણીતા pH સાથે બફર સોલ્યુશન હોય છે
- ટેસ્ટ સોલ્યુશનમાં H⁺ આયન ગ્લાસ મેમ્બ્રેન સાથે ઇન્ટરેક્ટ કરે છે
- pH તફાવતના પ્રમાણમાં પોટેન્શિયલ ડિફરન્સ વિકસે છે
- રેફરન્સ ઇલેક્ટ્રોડ સ્થિર તુલના વોલ્ટેજ પ્રદાન કરે છે
- વોલ્ટેજ તફાવત = 25°C પર પ્રતિ pH એકમ 59.16 mV
ઘટકો:
- pH-સંવેદનશીલ મેમ્બ્રેન સાથે ગ્લાસ ઇલેક્ટ્રોડ
- રેફરન્સ ઇલેક્ટ્રોડ (ઘણીવાર સિલ્વર/સિલ્વર ક્લોરાઇડ)
- તાપમાન કમ્પેન્સેશન સર્કિટ
- સિગ્નલ કંડિશનિંગ ઇલેક્ટ્રોનિક્સ
સંગ્રહવાક્ય: "pH-MVH: Potential-of-Hydrogen Measured by Voltage per Hydrogen-ion concentration"
પ્રશ્ન 5(બ) OR [4 ગુણ]
Spectrum Analyzerનું કાર્ય જરૂરી ડાયાગ્રામ સાથે વિગતવાર સમજાવો.
જવાબ:
સ્પેક્ટ્રમ એનાલાઇઝર સિગ્નલના ફ્રીક્વન્સી ઘટકો બતાવતું સિગ્નલ એમ્પ્લિટ્યુડ વિ. ફ્રીક્વન્સી પ્રદર્શિત કરે છે.
બ્લોક ડાયાગ્રામ:
કાર્યપ્રણાલી:
- ઇનપુટ સ્ટેજ: ઓપ્ટિમમ લેવલ પર સિગ્નલને એટેન્યુએટ અથવા એમ્પ્લિફાય કરે છે
- મિક્સર: ઇનપુટને લોકલ ઓસિલેટર સિગ્નલ સાથે જોડે છે
- IF ફિલ્ટર: ફક્ત ઇચ્છિત ફ્રીક્વન્સી ઘટકોને પસાર કરે છે
- ડિટેક્ટર: IF સિગ્નલની એમ્પ્લિટ્યુડ માપે છે
- ડિસ્પ્લે: એમ્પ્લિટ્યુડ વિ. ફ્રીક્વન્સી બતાવે છે
પ્રકારો:
- સ્વેપ્ટ-ટ્યુન્ડ સ્પેક્ટ્રમ એનાલાઇઝર
- FFT (ફાસ્ટ ફોરિયર ટ્રાન્સફોર્મ) સ્પેક્ટ્રમ એનાલાઇઝર
- રીયલ-ટાઇમ સ્પેક્ટ્રમ એનાલાઇઝર
એપ્લિકેશન્સ:
- સિગ્નલ શુદ્ધતા માપન
- EMI/EMC ટેસ્ટિંગ
- મોડ્યુલેશન એનાલિસિસ
- કમ્યુનિકેશન સિસ્ટમ ટેસ્ટિંગ
સંગ્રહવાક્ય: "SAFE-D: Signal-Amplitude-Frequency-Evaluation-Display"
પ્રશ્ન 5(ક) OR [7 ગુણ]
મૂળભૂત ફ્રિકવન્સી કાઉન્ટરનું કાર્ય જરૂરી ડાયાગ્રામ સાથે વિગતવાર સમજાવો.
જવાબ:
ફ્રીક્વન્સી કાઉન્ટર ચોક્કસ સમય અંતરાલમાં સાયકલ્સ ગણીને ઇનપુટ સિગ્નલની ફ્રીક્વન્સી માપે છે.
બ્લોક ડાયાગ્રામ:
કાર્યપ્રણાલી:
- ઇનપુટ કંડિશનિંગ: ઇનપુટ સિગ્નલને એમ્પ્લિફાય અને શેપ કરે છે
- શ્મિટ ટ્રિગર: સ્ક્વેર વેવમાં રૂપાંતરિત કરે છે
- ટાઇમ બેઝ: ક્રિસ્ટલ ઓસિલેટર ચોક્કસ સંદર્ભ પ્રદાન કરે છે
- ગેટ કંટ્રોલ: ચોક્કસ માપન અંતરાલ માટે ગેટ ખોલે છે
- કાઉન્ટર: ગેટ ખુલ્લા સમય દરમિયાન ઇનપુટ સાયકલ્સ ગણે છે
- ડિસ્પ્લે: ગણતરી કરેલી ફ્રીક્વન્સી બતાવે છે
માપન પ્રક્રિયા:
- ચોક્કસ ગેટ સમય દરમિયાન સિગ્નલ સાયકલ્સની ગણતરી કરવામાં આવે છે
- ગેટ સમય ટાઇમ બેઝ ઓસિલેટર દ્વારા નિર્ધારિત થાય છે
- ફ્રીક્વન્સી = ગણતરી / ગેટ સમય
ચોકસાઈ પરિબળો:
- ટાઇમ બેઝ સ્ટેબિલિટી (ક્રિસ્ટલ ઓસિલેટર ક્વોલિટી)
- ગેટ સમય (લાંબો સમય રિઝોલ્યુશન સુધારે છે)
- ટ્રિગર એરર (±1 કાઉન્ટ અનિશ્ચિતતા)
- ઇનપુટ સિગ્નલ કંડિશનિંગ ક્વોલિટી
એપ્લિકેશન્સ:
- પ્રયોગશાળાઓમાં ફ્રીક્વન્સી માપન
- રેડિયો ટ્રાન્સમિટર કેલિબ્રેશન
- ક્રિસ્ટલ ઓસિલેટર ટેસ્ટિંગ
- ડિજિટલ સિસ્ટમ ક્લોક વેરિફિકેશન
સંગ્રહવાક્ય: "COUNT: Cycles-Over-Unit-time-Numerically-Tallied"