ઇલેક્ટ્રોનિક મેઝરમેન્ટ્સ અને ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટ્સ (4331102) - વિન્ટર 2023 સોલ્યુશન

પ્રશ્ન 1(અ) [3 ગુણ]

એક્યુરેસી, રીપ્રોડ્યુસીબિબિટી અને રિપીટેબિલિટી ની વ્યાખ્યા આપો.

જવાબ:

મેમરી ટ્રીક: "ARR - સચોટ પરિણામો વારંવાર"

પ્રશ્ન 1(બ) [4 ગુણ]

વ્હીટસ્ટોન બ્રિજની આકૃતિ દોરી અને સમજાવો.

જવાબ:

આકૃતિ:

મેમરી ટ્રીક: "WBMP - સંતુલિત થઈને ચોક્કસ માપો"

પ્રશ્ન 1(ક) [7 ગુણ]

Q મીટરનો સિદ્ધાંત સમજાવો. અને સાથે સાથે પ્રેક્ટીકલ Q મીટરની આકૃતિ દોરી અને સમજાવો.

જવાબ:

Q મીટરનો સિદ્ધાંત:

Q-મીટર શ્રેણી અનુનાદના સિદ્ધાંત પર કાર્ય કરે છે, જ્યાં Q ફેક્ટર અનુનાદ સમયે લાગુ વોલ્ટેજની તુલનામાં કેપેસિટર પરના વોલ્ટેજના ગુણોત્તર તરીકે માપવામાં આવે છે.

પ્રેક્ટીકલ Q મીટરની આકૃતિ:

• અનુનાદ સૂત્ર: f = 1/(2π√LC)
• Q ગણતરી: Q = Vc/Vs (કેપેસિટર પરનું વોલ્ટેજ / સ્રોત વોલ્ટેજ)

મેમરી ટ્રીક: "RIVQ - અનુનાદ મૂલ્યવાન ગુણવત્તા દર્શાવે છે"

પ્રશ્ન 1(ક OR) [7 ગુણ]

મુવિંગ કોઈલ ટાઈપ ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટની રચના દોરો અનેસમજાવો.

જવાબ:

આકૃતિ:

goat

• કાર્ય સિદ્ધાંત: વળાંક બળ = BIlN (B-ક્ષેત્ર તીવ્રતા, I-વીજપ્રવાહ, l-લંબાઈ, N-આંટા)
• નિયંત્રિત બળ: વળાંક ખૂણા પ્રમાણે સ્પ્રિંગ્સ દ્વારા પ્રદાન કરાયેલ

મેમરી ટ્રીક: "MAPS-C: ચુંબક ક્રિયા કરે છે, પોઇન્ટર વીજપ્રવાહ બતાવે છે"

પ્રશ્ન 2(અ) [3 ગુણ]

અલગ અલગ પ્રકારની એરરની યાદી બનાવો અને કોઈપણ બે સમજાવો.

જવાબ:

બે એરર ની સમજૂતી:

1. સિસ્ટેમેટિક એરર:

   • વાસ્તવિક મૂલ્યથી સાતત્યપૂર્ણ અને અનુમાનિત વિચલન
   • ઉપકરણ અંશાંકન, ડિઝાઇન, અથવા પદ્ધતિને કારણે થાય છે

2. રેન્ડમ એરર:

   • માપનમાં અણધારી વિવિધતાઓ
   • નોઇઝ, પર્યાવરણીય ફેરફારો, અથવા નિરીક્ષકની મર્યાદાઓને કારણે થાય છે

મેમરી ટ્રીક: "GSREL - સારી પદ્ધતિઓ ભૂલ સ્તર ઘટાડે છે"

પ્રશ્ન 2(બ) [4 ગુણ]

મેક્સવેલ બ્રિજ દોરો અને સમજાવો.

જવાબ:

આકૃતિ:

• સંતુલન સમીકરણ: L = CR2R3
• અવરોધ સમીકરણ: RL = R2R3/R4
• ઉપયોગ: નોંધપાત્ર અવરોધ સાથેના ઇન્ડક્ટન્સનું માપન

મેમરી ટ્રીક: "MBLR - મેક્સવેલ બ્રિજ અવરોધને જોડે છે"

પ્રશ્ન 2(ક) [7 ગુણ]

મુવિંગ આયર્ન ટાઈપ ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટની રચના દોરો અનેસમજાવો.

જવાબ:

આકૃતિ:

goat

• કાર્ય સિદ્ધાંત: જ્યારે કોઇલમાંથી વીજપ્રવાહ પસાર થાય છે, ત્યારે બંને લોખંડના ટુકડા સમાન ધ્રુવતા સાથે ચુંબકિત થાય છે જેના કારણે વિકર્ષણ થાય છે
• ફાયદા: AC અને DC બંને માટે યોગ્ય, મજબૂત બાંધકામ
• ગેરફાયદા: બિન-સમાન સ્કેલ, PMMC કરતાં વધુ વીજ વપરાશ

મેમરી ટ્રીક: "IRAM - આયર્ન વિકર્ષણ ગતિ સક્રિય કરે છે"

પ્રશ્ન 2(અ OR) [3 ગુણ]

બેસિક ડીસી વોલ્ટમીટર સમજાવો.

જવાબ:

આકૃતિ:

goat

• કાર્ય સિદ્ધાંત: વોલ્ટમીટર શ્રેણી અવરોધક સાથેનું PMMC મીટર છે
• ગણતરી: Rs = (V/Im) - Rm (Rs=શ્રેણી અવરોધક, V=વોલ્ટેજ, Im=પૂર્ણ સ્કેલ વીજપ્રવાહ, Rm=મીટર અવરોધ)

મેમરી ટ્રીક: "SVM - શ્રેણી વોલ્ટેજ માપન"

પ્રશ્ન 2(બ OR) [4 ગુણ]

શેરિંગ બ્રિજ દોરો અને સમજાવો.

જવાબ:

આકૃતિ:

• સંતુલન સમીકરણ: C1 = C4(R3/R1)
• વિસર્જન ફેક્ટર: D = ωC1R1 = ωC4R4
• ઉપયોગ: કેપેસિટન્સ અને ડાયલેક્ટ્રિક લોસનું માપન

મેમરી ટ્રીક: "SCDR - શેરિંગ કેપેસિટન્સ અવરોધ નક્કી કરે છે"

પ્રશ્ન 2(ક OR) [7 ગુણ]

ઇલેક્ટ્રોનિક મલ્ટીમીટર ઉપર ટૂંકનોંધ લખો.

જવાબ:

આકૃતિ:

• પ્રકાર: એનાલોગ ઇલેક્ટ્રોનિક મલ્ટીમીટર, ડિજિટલ મલ્ટીમીટર (DMM)
• ફાયદા: ઉચ્ચ ઇનપુટ ઇમ્પીડન્સ, ન્યૂનતમ લોડિંગ અસર, ઘણા કાર્યો
• મુખ્ય સર્કિટ: ઇનપુટ એટેન્યુએટર, સિગ્નલ કન્વર્ટર, એમ્પ્લિફાયર, રેક્ટિફાયર, ડિસ્પ્લે ડ્રાઇવર

મેમરી ટ્રીક: "VCAR-D: વોલ્ટેજ, વીજપ્રવાહ અને અવરોધ - પ્રદર્શિત"

પ્રશ્ન 3(અ) [3 ગુણ]

CRO ના અલગ અલગ પ્રોબ્સ સમજાવો.

જવાબ:

• પસંદગીના માપદંડ: બેન્ડવિડ્થ, લોડિંગ ઇફેક્ટ, માપન રેન્જ
• કોમ્પેન્સેશન: સચોટ વેવફોર્મ માટે 10X પ્રોબ્સને કોમ્પેન્સેશન એડજસ્ટમેન્ટની જરૂર પડે છે

મેમરી ટ્રીક: "PAC-S: પ્રોબ્સ સર્કિટ સેન્સિંગની મંજૂરી આપે છે"

પ્રશ્ન 3(બ) [4 ગુણ]

ક્લેમ્પોન મીટરની રચના દોરો અને સમજાવો.

જવાબ:

આકૃતિ:

goat

• કાર્ય સિદ્ધાંત: કરંટ ટ્રાન્સફોર્મર પર આધારિત, સર્કિટ તોડ્યા વિના વીજપ્રવાહ માપે છે
• ઉપયોગો: લાઇવ વાહકોમાં AC વીજપ્રવાહને સુરક્ષિત રીતે માપવો

મેમરી ટ્રીક: "CAMP - ચુંબકીય સિદ્ધાંત દ્વારા વીજપ્રવાહનું વિશ્લેષણ"

પ્રશ્ન 3(ક) [7 ગુણ]

સક્સેસિવ એપ્રોક્સિમેશન ટાઈપ DVM ઉપર ટૂંક નોંધ લખો.

જવાબ:

બ્લોક ડાયાગ્રામ:

• કાર્ય સિદ્ધાંત: એનાલોગ ઇનપુટને મેળ ખાતી ડિજિટલ કિંમત શોધવા બાઇનરી સર્ચ એલ્ગોરિધમનો ઉપયોગ કરે છે
• રૂપાંતરનો સમય: ઇનપુટના કદની પરવા કર્યા વિના નિશ્ચિત (8-16 બિટ માટે 8-16 ક્લોક સાયકલ)
• ફાયદા: મધ્યમ ગતિ, સારી રિઝોલ્યુશન, સાતત્યપૂર્ણ રૂપાંતરનો સમય
• ઉપયોગો: સામાન્ય હેતુના માપન જ્યાં મધ્યમ ગતિ પૂરતી છે

મેમરી ટ્રીક: "SACD - સેમ્પલ, એપ્રોક્સિમેટ, કમ્પેર, ડિસ્પ્લે"

પ્રશ્ન 3(અ OR) [3 ગુણ]

PH સેન્સર સમજાવો.

જવાબ:

આકૃતિ:

goat

• કાર્ય સિદ્ધાંત: હાઇડ્રોજન આયન સાંદ્રતાના પ્રમાણમાં વોલ્ટેજ ઉત્પન્ન કરે છે
• આઉટપુટ: 25°C પર દર pH એકમ દીઠ ~59 mV
• રેન્જ: 0-14 pH સ્કેલ (એસિડિક થી આલ્કલાઇન)

મેમરી ટ્રીક: "PHRV - pH વોલ્ટેજ સાથે સંબંધિત છે"

પ્રશ્ન 3(બ OR) [4 ગુણ]

ઇલેક્ટ્રોનિક વોટ મીટરની રચના દોરો અને સમજાવો.

જવાબ:

બ્લોક ડાયાગ્રામ:

• કાર્ય સિદ્ધાંત: પાવર = V × I × cosθ (cosθ એ પાવર ફેક્ટર છે)
• ફાયદા: ઉચ્ચ ચોકસાઈ, વિશાળ શ્રેણી, ડિજિટલ ડિસ્પ્લે
• પ્રકાર: ટ્રુ RMS, એવરેજ સેન્સિંગ

મેમરી ટ્રીક: "VIMP - વોલ્ટેજ અને તીવ્રતા પાવર બનાવે છે"

પ્રશ્ન 3(ક OR) [7 ગુણ]

ઇન્ટીગ્રેટિંગ ટાઈપ DVM ઉપર ટૂંક નોંધ લખો.

જવાબ:

બ્લોક ડાયાગ્રામ:

મુખ્ય લક્ષણો:

• નોઇઝ રિજેક્શન: પાવર લાઇન નોઇઝ (50/60Hz) નું ઉત્કૃષ્ટ રિજેક્શન
• ચોકસાઈ: સમય સરેરાશને કારણે ઉચ્ચ ચોકસાઈ
• રૂપાંતરની ગતિ: સક્સેસિવ એપ્રોક્સિમેશન પ્રકાર કરતાં ધીમી
• રિઝોલ્યુશન: સામાન્ય રીતે 4½ થી 6½ અંક

ઉપયોગો: ચોકસાઈપૂર્ણ માપ, ધોંધાટિયા વાતાવરણ, બેન્ચ ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટ્સ

મેમરી ટ્રીક: "TINA - સમય ઇન્ટિગ્રેશન સરેરાશને શૂન્ય કરે છે"

પ્રશ્ન 4(અ) [3 ગુણ]

ડિજિટલ સ્ટોરેજ ઓસીલોસ્કોપના ફાયદા અને ઉપયોગો લખો.

જવાબ:

• મુખ્ય લાભ: એક-વખતની ઘટનાઓને કેપ્ચર કરી શકે છે, પછીના વિશ્લેષણ માટે વેવફોર્મ સંગ્રહિત કરી શકે છે
• ડિજિટલ સુવિધાઓ: ઓટોમેટેડ માપ, FFT વિશ્લેષણ, PC કનેક્ટિવિટી

મેમરી ટ્રીક: "SPADE - સંગ્રહ, પ્રોસેસિંગ, વિશ્લેષણ, ડિસ્પ્લે, ઘટનાઓ"

પ્રશ્ન 4(બ) [4 ગુણ]

ઇલેક્ટ્રોનિક એનર્જી મીટર ઉપર ટૂંકનોંધ લખો.

જવાબ:

બ્લોક ડાયાગ્રામ:

• કાર્ય સિદ્ધાંત: ઊર્જા = ∫P.dt (સમય પર પાવરનું ઇન્ટિગ્રલ)
• ફાયદા: કોઈ ગતિશીલ ભાગો નહીં, ઉચ્ચ ચોકસાઈ, છેડછાડ શોધન
• સુવિધાઓ: મલ્ટિપલ ટેરિફ સપોર્ટ, બે-દિશા માપન, રિમોટ રીડિંગ

મેમરી ટ્રીક: "VICES - વોલ્ટેજ અને કરંટ ઊર્જા સરવાળો"

પ્રશ્ન 4(ક) [7 ગુણ]

એનાલોગ C.R.O. નો બ્લોક ડાયાગ્રામ દોરો અને સમજાવો, અને દરેક બ્લોકનું વર્કિંગ લખો.

જવાબ:

બ્લોક ડાયાગ્રામ:

• વર્ટિકલ સિસ્ટમ: ઇનપુટ સિગ્નલને પ્રોસેસ કરે છે, Y-એક્સિસ ડિફ્લેક્શનને નિયંત્રિત કરે છે
• હોરિઝોન્ટલ સિસ્ટમ: X-એક્સિસ ડિફ્લેક્શનને નિયંત્રિત કરે છે (ટાઇમ બેઝ)
• ટ્રિગરિંગ: એક જ બિંદુ પર સ્વીપ શરૂ કરીને વેવફોર્મ ડિસ્પ્લેને સ્થિર કરે છે
• CRT ડિસ્પ્લે: ઇલેક્ટ્રિકલ સિગ્નલને દેખાતી ટ્રેસમાં રૂપાંતરિત કરે છે

મેમરી ટ્રીક: "VTHCP - વર્ટિકલ, ટાઇમ, હોરિઝોન્ટલ, CRT, પાવર"

પ્રશ્ન 4(અ OR) [3 ગુણ]

પીજો ઈલેક્ટ્રીક ટ્રાન્સડ્યુસર દોરો અને સમજાવો.

જવાબ:

આકૃતિ:

goat

• ઉપયોગો: પ્રેશર સેન્સર, એક્સેલેરોમીટર, અલ્ટ્રાસોનિક ઉપકરણો
• ફાયદા: ઉચ્ચ સંવેદનશીલતા, ઝડપી પ્રતિસાદ, વિશાળ આવૃત્તિ શ્રેણી
• મર્યાદાઓ: ઉચ્ચ આઉટપુટ ઇમ્પીડન્સ, તાપમાન સંવેદનશીલ

મેમરી ટ્રીક: "PFVD - દબાણ વિસ્થાપન દ્વારા વોલ્ટેજ બનાવે છે"

પ્રશ્ન 4(બ OR) [4 ગુણ]

CRO ની મદદથી ફ્રિકવન્સી મેઝરમેન્ટ માટેની આકૃતિ દોરો અને સમજાવો.

જવાબ:

પદ્ધતિ 1: લિસાજોસ પેટર્ન નો ઉપયોગ

goat

પદ્ધતિ 2: ટાઇમ બેઝનો ઉપયોગ

goat

• ટાઇમ બેઝ પદ્ધતિ: વેવફોર્મનો સમયગાળો માપો, આવૃત્તિની ગણતરી 1/T તરીકે કરો
• લિસાજોસ પદ્ધતિ: સંદર્ભને X ઇનપુટ સાથે જોડો, અજ્ઞાતને Y ઇનપુટ સાથે જોડો
• ડિજિટલ CRO: આંતરિક કાઉન્ટરનો ઉપયોગ કરીને સીધો આવૃત્તિ રીડઆઉટ

મેમરી ટ્રીક: "LTX - X-અક્ષ માટે લિસાજોસ અથવા સમય"

પ્રશ્ન 4(ક OR) [7 ગુણ]

થર્મિસ્ટર અને થર્મોકપલ દોરો અને સમજાવો.

જવાબ:

થર્મિસ્ટર આકૃતિ:

goat

થર્મોકપલ આકૃતિ:

goat

થર્મિસ્ટર પ્રકાર:

• NTC: નેગેટિવ તાપમાન ગુણાંક (તાપમાન વધવાથી અવરોધ ઘટે છે)
• PTC: પોઝિટિવ તાપમાન ગુણાંક (તાપમાન વધવાથી અવરોધ વધે છે)

થર્મોકપલ પ્રકાર:

• ટાઇપ K: ક્રોમેલ-એલ્યુમેલ (-200°C થી 1350°C)
• ટાઇપ J: આયર્ન-કોન્સ્ટન્ટન (-40°C થી 750°C)
• ટાઇપ T: કોપર-કોન્સ્ટન્ટન (-200°C થી 350°C)

મેમરી ટ્રીક: "TRT/TVJ - તાપમાન અવરોધ/વોલ્ટેજ જંક્શન"

પ્રશ્ન 5(અ) [3 ગુણ]

વેલોસિટી ટ્રાન્સડ્યુસર દોરો અને સમજાવો.

જવાબ:

આકૃતિ:

goat

• કાર્ય સિદ્ધાંત: ફેરાડેના ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શનના નિયમ પર આધારિત
• આઉટપુટ: વેગના પ્રમાણમાં વોલ્ટેજ (V = Blv)
• ઉપયોગો: વાયબ્રેશન માપન, ભૂકંપીય મોનિટરિંગ, મોશન નિયંત્રણ

મેમરી ટ્રીક: "VMMF - વેગ ચુંબકીય પ્રવાહ બનાવે છે"

પ્રશ્ન 5(બ) [4 ગુણ]

ટ્રાન્સડ્યુસર નું વર્ગીકરણ કરો અને સમજાવો.

જવાબ:

સમજૂતી:

મેમરી ટ્રીક: "APRCI - એક્ટિવ પેસિવ રેઝિસ્ટિવ કેપેસિટિવ ઇન્ડક્ટિવ"

પ્રશ્ન 5(ક) [7 ગુણ]

LVDT ઉપર ટૂંકનોંધ લખો.

જવાબ:

આકૃતિ:

કાર્ય સિદ્ધાંત:

• શૂન્ય સ્થિતિએ: બંને સેકન્ડરીમાં સમાન વોલ્ટેજ પ્રેરિત થાય છે, નેટ આઉટપુટ શૂન્ય
• કોર મૂવમેન્ટ: સેકન્ડરી વોલ્ટેજમાં અસંતુલન બનાવે છે
• આઉટપુટ વોલ્ટેજ: વિસ્થાપનના પ્રમાણમાં, ફેઝ દિશા દર્શાવે છે

લક્ષણો:

• રેન્જ: સામાન્ય રીતે ±0.5mm થી ±25cm
• રેખિયતા: નિર્ધારિત રેન્જમાં ઉત્કૃષ્ટ
• રિઝોલ્યુશન: લગભગ અનંત (રીડઆઉટ સર્કિટ દ્વારા મર્યાદિત)
• ફાયદા: ઘર્ષણ વિનાનું, મજબૂત, વિશ્વસનીય, ઉચ્ચ રિઝોલ્યુશન

મેમરી ટ્રીક: "CPSO: કોર પોઝિશન આઉટપુટ બદલે છે"

પ્રશ્ન 5(અ OR) [3 ગુણ]

સાદા ફ્રિક્વન્સી કાઉન્ટરનો બ્લોક ડાયાગ્રામ દોરો અને સમજાવો.

જવાબ:

બ્લોક ડાયાગ્રામ:

• કાર્ય સિદ્ધાંત: ચોક્કસ સમય અંતરાલ (સામાન્ય રીતે 1 સેકન્ડ) પર પલ્સની ગણતરી કરે છે
• આવૃત્તિ ગણતરી: f = ગણતરી/સમય અંતરાલ
• રિઝોલ્યુશન: ટાઇમ બેઝ ચોકસાઈ અને ગેટ સમય દ્વારા નિર્ધારિત

મેમરી ટ્રીક: "IGTCD - ઇનપુટ ગેટેડ ટાઇમ કાઉન્ટ્સ ડિસ્પ્લે"

પ્રશ્ન 5(બ OR) [4 ગુણ]

કેપેસિટીવ ટ્રાન્સડ્યુસર દોરો અને સમજાવો.

જવાબ:

આકૃતિ:

goat

કાર્ય સિદ્ધાંત:

• ભૌતિક પરિમાણ સાથે કેપેસિટન્સ બદલાય છે
• સિગ્નલ કન્ડિશનિંગ કેપેસિટન્સને વોલ્ટેજ/વીજપ્રવાહમાં રૂપાંતરિત કરે છે
• ઉચ્ચ ઇમ્પીડન્સ આઉટપુટને યોગ્ય શીલ્ડિંગની જરૂર પડે છે

ફાયદા: ઉચ્ચ સંવેદનશીલતા, કોઈ ગતિશીલ સંપર્ક નહીં, ઓછું દળ

મેમરી ટ્રીક: "CGAD - કેપેસિટન્સ ગેપ એરિયા ડાયલેક્ટ્રિક"

પ્રશ્ન 5(ક OR) [7 ગુણ]

ફંકશન જનરેટરનો બ્લોક ડાયાગ્રામ દોરો અને સમજાવો.

જવાબ:

બ્લોક ડાયાગ્રામ:

કાર્ય સિદ્ધાંત:

• RC ઓસિલેટર અથવા DDS નો ઉપયોગ કરીને સાઇન વેવ ઉત્પન્ન કરે છે
• શેપ કન્વર્ટર્સ સાઇનને સ્ક્વેર અને ટ્રાયએંગલમાં રૂપાંતરિત કરે છે
• આઉટપુટ એમ્પ્લિટ્યુડ એટેન્યુએટર સર્કિટ દ્વારા નિયંત્રિત
• આધુનિક જનરેટર ડિજિટલ સિન્થેસિસ તકનીકોનો ઉપયોગ કરે છે

ઉપયોગો: સર્કિટ ટેસ્ટિંગ, સિગ્નલ ઇન્જેક્શન, ફિલ્ટર કેરેક્ટરાઇઝેશન

મેમરી ટ્રીક: "FWMASO - ફ્રિક્વન્સી વેવફોર્મ મોડ એમ્પ્લિટ્યુડ સ્વીપ આઉટપુટ"