Measuring Current Voltage and Power Handbook of Sensors and Actuators Vol 7

این کتاب جدید معتبر بر پیشرفت‌های اخیر در ابزار دقیق ارسال ولتاژ و جریان تمرکز دارد. این روندها و چالش‌های جدید در این زمینه را پوشش می‌دهد، مانند اندازه‌گیری جریان‌های زیستی، افزایش سرعت قطعات برای گرفتن داده، آزمایش رایانه‌ها و مدارهای مجتمع که در آن اندازه‌گیری تغییرات سریع ولتاژ و جریان در مقیاس هندسی بسیار کوچک ضروری است. فصل اول بر روی روش‌های اخیر برای سنجش ولتاژ و جریان تمرکز دارد، در حالی که بقیه کتاب جنبه کاربردی را بررسی می‌کند، به عنوان مثال اندازه‌گیری توان الکتریکی و انرژی را پوشش می‌دهد. هدف اصلی این جلد به‌جای ردیابی تکامل علمی و شایستگی‌ها، نشان دادن تکنیک‌های رایج به کار رفته است و بنابراین عمدتاً ادبیات ثبت اختراع را با هدف کاربردهای صنعتی پوشش می‌دهد. این یک افزوده هیجان انگیز است که ادعای سری را برای پوشش پیشرفت های پیشرفته در زمینه های کاربردی و نظری حسگرها و محرک ها توجیه می کند.

اندازه گیری ولتاژ و جریان یک کار رایج در زمینه برق و الکترونیک از نقطه نظر فنی، شناسایی مراحل مختلف چنین اندازه گیری از نظر شماتیک مفید است. در مرحله اول یک ولتاژ یا یک جریان حس می شود، مراحل میانی مانند تقویت، انتقال و عملیات بعدی ممکن است برای به دست آوردن نتیجه در مرحله نهایی دنبال شود. امروزه در اکثر موارد ریزپردازنده ها آخرین مراحل این اندازه گیری ها را انجام می دهند. مبدل های آنالوگ به دیجیتال ولتاژی را که متناسب با مقداری است که باید اندازه گیری شود دیجیتالی می کنند و یک پردازنده محاسبات بیشتری را انجام می دهد و ذخیره سازی و نمایش نتایج را مدیریت می کند. پیش نیاز چنین اندازه گیری هایی سنسورها یا مبدل هایی هستند که به روشی شناخته شده به ولتاژ یا جریان مورد اندازه گیری پاسخ می دهند. تاکید این کتاب بر پیشرفت‌های اخیر ابزار دقیق برای سنجش ولتاژها و جریان‌ها است.

علاوه بر گرایش کلی به سمت ابزار دقیق‌تر، ارزان‌تر و مطمئن‌تر، تقاضاهای جدیدی نیز مطرح شده است. برنامه های کاربردی جدید، مانند اندازه گیری جریان های زیستی، حساسیت های بالاتری را می طلبد. رایانه ها و مدارهای مجتمع چالش های جدیدی را ایجاد می کنند. برای بهره برداری از سرعت افزایش یافته قطعات برای گرفتن داده، حسگرهای مناسب مورد نیاز است. دقتی که می توان به دست آورد بیش از هر زمان دیگری به اولین مرحله، یعنی کسب داده های خام بستگی دارد. تأثیر فرآیند اندازه گیری بر نتایج بسیار مهم تر می شود. آزمایش مدارهای مجتمع خود یک برنامه کاملاً جدید است. برای چنین آزمایش هایی باید تغییرات سریع ولتاژ و جریان را در مقیاس های هندسی بسیار کوچک اندازه گیری کرد. در اینجا و همچنین در کاربردهای سنتی ولتاژ بالا، اندازه‌گیری‌های بدون تماس نقش مهمی ایفا می‌کنند.

سازمان این کتاب به شرح زیر است: در فصل اول روش‌های مختلف برای سنجش ولتاژ و جریان توضیح داده شده است. به منظور کامل بودن متداول ترین روش های مورد استفاده ذکر شده است، با این حال، ما بر روی روش هایی که اخیراً توسعه یافته اند تمرکز می کنیم. فصل‌ها به این موضوع از سمت کاربردهای مختلف که در آن ولتاژها و جریان‌ها حس می‌شوند، پرداخته می‌شود.

از آنجایی که هدف اصلی این نشریه نشان‌دادن تکنیک‌های رایج به‌کاررفته به‌جای ردیابی تکامل علمی و شایستگی‌ها در زمینه‌های خاص، به طور کلی است. آن دسته از انتشاراتی که یک اصل اندازه گیری خاص را به بهترین نحو نشان می دهند، ذکر شده اند. بنابراین استناد به یک مرجع خاص به این معنی نیست که این اولین یا مرتبط ترین نشریه در زمینه مربوطه است.

This authoritative new book focuses on recent developments in the instrumentation for sending voltages and currents. It covers new trends and challenges in the field, such as measurements of biocurrents, the increased speed of the components for data taking, testing of computers and integrated circuits where the measurement of rapid voltage and current variations on a very small geometrical scale is necessary. The first chapter concentrates on recent methods to sense voltages and currents, while the rest of the book investigates the applied side, covering for instance electrical power and energy measurements. The main purpose of this volume is to illustrate commonly employed techniques rather than track the scientific evolution and merits and therefore mainly covers patent literature aimed at industrial applications. It is an exciting addition, justifying the series' claim to cover state-of-the-art developments in both the applied and theoretical fields of sensors and actuators.

The measurement of voltages and currents is a common task in the field of electricity and electronics. From a technical point of view it is useful to identify schematically different steps of such a measurement. In a first step a voltage or a current is sensed, intermediate steps such as amplification, transmission and further treatment may follow to yield the result in the final step. Today in most cases microprocessors perform the final steps of such measurements. Analog-to digital converters digitise a voltage that is proportional to the value to be measured and a processor performs further computations and handles the storage and the display of the results. The prerequisite for such measurements are sensors or transducers that respond in a known way to the voltage or current to be measured. The emphasis of this book is put on recent developments of the instrumentation for sensing voltages and currents.

Aside from the general trend towards smaller, cheaper and more reliable instrumentation, new demands have arisen. New applications, like measurements of biocurrents, ask for higher sensitivities. Computers and integrated circuits pose new challenges. To exploit the increased speed of the components for data taking, suitable sensors are required. The accuracy that can be achieved depends more than ever on the first step, the acquisition of the raw data. The influence of the measurement process on the results becomes more crucial. Testing of integrated circuits themselves is a completely new application. For such tests one has to measure rapid voltage and current variations on very small geometrical scales. Here, as well as in the traditional high voltage applications, contactless measurements play an important role.

The organisation of this book is as follows: In the first chapter different methods to sense voltages and currents are described. For the sake of completeness most commonly used methods are mentioned, we concentrate, however, on those developed recently. The chapters address the subject from the side of different applications in which voltages and currents are sensed.

Since the main purpose of this publication is to illustrate commonly employed techniques rather than to track the scientific evolution and merits in particular fields, in general those publications that illustrate a particular measurement principle best have been cited. The citation of a particular reference does therefore not imply that this is the first or most pertinent publication in the respective field.