9.5 ডিজিটের কোনও মাল্টিমিটার বা উচ্চতর কেন নেই?

Question

আপনি কেন 9 ¹ ⁄ ₂ -ডিজিট মাল্টিমিটার কিনতে পারবেন না ?

এর দরকার নেই? একটি 8 ¹ ⁄ ₂ -ডিজিট মাল্টিমিটার আপনি কিনতে পারেন এমন সর্বশেষ উচ্চ প্রান্তটি কী? আমি কীসাইট, কিথলি এবং ফ্লুক চেষ্টা করেছি, তবে 8 ¹ ⁄ ₂ অঙ্কের চেয়ে বেশি কিছু নেই ।

Comments

তোমার লক্ষ্য কি?

— ক্রিস স্ট্রাটন

এটি ক্রমাঙ্কিত করতে আপনার 10.5 ডিজিটার মিটার দরকার।

— ট্রানজিস্টর

8.5 ডিজিটের ডিএমএম এমনকি সত্যিকারের সঠিকতা কী? সম্ভবত 100 মিলিয়ন অংশে 1 অংশ নয় ...

— ব্রায়ান ড্রামন্ড

এনআইএসটি পরীক্ষা করুন। আমি মনে করি আপনি তাদের সেরা জোসেফসন জংশন ডিভাইসগুলির নির্ভুলতাটি কিছু অংশের ক্রম অনুসারে পেয়ে যাবেন । সুতরাং, মোটামুটিভাবে বলতে, প্রায় 9.5 ডিজিট। এবং এটি সর্বোত্তম অবস্থার অধীনে। এই জাতীয় স্ট্যান্ডার্ড সরবরাহ করতে ব্যবহৃত সরঞ্জামগুলির জন্য প্রতিটি প্রায় 300 ডলার খরচ হয় এবং সম্ভবত ভালভাবে পরিচালনার জন্য পিএইচডি প্রয়োজন হবে। এই বিষয়ে সাম্প্রতিক 2018 সালের একটি প্রবন্ধ রয়েছে, "এসি এবং ডিসি বৈদ্যুতিন মেট্রোলজিতে জোসেফসন ভোল্টেজ স্ট্যান্ডার্ডের সর্বশেষ প্রজন্মের প্রভাব" রাফেনাচ্যাট, ইত্যাদি আল। ডিওআই: 10.1088 / 1681-7575 / এডি 41 এ। আপনি 9.5 ডিজিটের একটি ভোল্টেজ স্ট্যান্ডার্ড কিনতে পারেন । যদিও মাল্টিমিটার নয়। $10^{10}$

— ২৪

প্রতিটি সম্ভাব্য গ্রাহককে নিম্নলিখিত প্রশ্নের নিজের উত্তর দিতে হবে: আপনি কী পরিমাপ করার চেষ্টা করছেন? আপনার কেন প্রয়োজন বা 1000 মিলিয়ন অংশের একটি নির্ভুলতা চান? আপনি কিভাবে এটি ক্রমাঙ্কন করতে হবে? আপনার বাজেট কত?

— রাসেল ম্যাকমাহন

Answer 1

চারটি কারণ:

• কারণ আধুনিক মিটারগুলির একটি অটোরেঞ্জিং ফাংশন রয়েছে।
• কারণ অ্যানালগ সিস্টেমের গতিশীল পরিসর 9 ¹ ⁄ ₂ ডিজিটকে সমর্থন করবে না , 1 ভি এর পরিসীমা সহ নয়েভ ফ্লোরটি ন্যানোভোল্টে থাকবে (তাপীয় আওয়াজের কারণে আপনি ন্যানোভোল্টের চেয়ে কম পেতে পারবেন না, কোনও উল্লেখযোগ্য শীতলতা ছাড়াই) তাপ শব্দের তাপমাত্রা হ্রাস করতে আপনার পরিমাপ) এবং 9 ম এর নীচের সমস্ত অঙ্ক শোরগোল হবে।
• এডিসিগুলিতে সাধারণত 5 ভি সীমা থাকে এবং এমনকি 24-বিট এডিসি সহ আপনার বিট প্রতি প্রায় 60 এনভি থাকে যা শেষ অঙ্কগুলির রেজুলেশনকে সীমাবদ্ধ করে।
• সাধারণত ব্যবহৃত হয় এমন .5.৫ ডিজিটের মিটারে, সাধারণ ল্যাবের চারপাশে বেশিরভাগ পরিমাপের জন্য ইউভি সীমার মধ্যে শব্দ হয়। এবং শেষ অঙ্কগুলি 6.5 ডিজিটাল মিটারে সাধারণত গোলমাল করে। কিছু অ্যাপ্লিকেশনের জন্য আরও একটি ডিজিট ভাল হতে পারে, আরও 3 টি সংখ্যা অপ্রয়োজনীয় হবে।

এমনকি ন্যানোভোল্ট মিটারে 9 ¹ ⁄ ₂ সংখ্যা নেই।

বেশিরভাগ পরিমাপের জন্য ((বা তাই) সংখ্যাগুলি পর্যাপ্ত হবে কারণ শব্দের মেঝেটি 1 μV এর নীচে নামাতে খুব বেশি যত্ন নিতে হবে।

এখানে একটি দুর্দান্ত স্কেল যা এই দৃষ্টিকেও চিত্রিত করে:

উত্স: ভোল্টেজ তথ্যসূত্রগুলি বোঝা এবং প্রয়োগ করা

এনালগ সাবসিস্টেমের সাহায্যে 140 ডিবি এর চেয়ে বড় প্রাপ্তি অর্জন করা কঠিন এবং সেই বিষয়টি আপনার রেজোলিউশনেও সীমাবদ্ধ। সমস্ত এনালগ ইলেকট্রনিক্সের অন্তর্নিহিত গোলমালের কারণে প্রাপ্তি সহায়তা করে না, আপনি সিগন্যালটি অর্জন করবেন, আপনিও গোলমালটি অর্জন করতে পারবেন।

বিপণন বিভাগগুলি আরও সংখ্যার জন্য জিজ্ঞাসা করতে পারে, তবে এটি ইঞ্জিনিয়ারদের সাহায্য করবে না।

Comments

রিলে দিয়ে অটোরেঞ্জিং সংবেদনশীল পরীক্ষা-নিরীক্ষার সাহায্যে সর্বনাশ খেলতে পারে, সুতরাং আমি যে ফিজিক্স ল্যাবে কাজ করি তাতে আমরা সাধারণত এটি বন্ধ করে দিই। এইভাবে একটি পরীক্ষার জন্য আমাদের শুরুতে 3.5 ডিজিট পেতে 6.5 ডিজিটের মাল্টিমিটার প্রয়োজন এবং ফোটোডিয়োডটি শেষ না করে পূরণ করতে হবে।

— ক্রিস এইচ

আপনি আপনার সিগন্যালটি নিতে পারেন, এটি ফিল্টার করতে পারেন, তারপরে এটি 2 বা ততোধিক লাভের সাহায্যে প্রশস্ত করতে পারেন এবং সেখানে তিনটি সংখ্যা পরিমাপ করতে পারেন (তারপরে আপনার পরিমাপের জন্য আপনার লাভ দ্বারা ভাগ করুন)। অংশে বেশ কয়েকটি সেন্টের জন্য যখন আপনার 10-বিটস এডিসি (সবচেয়ে মাইক্রোকন্ট্রোলারগুলিতে আপনি যেমন পাই তেমন) এর সাথে আরও নির্ভুলতার প্রয়োজন হয় তখন এটি সাধারণত হয়।

— মাতাল কোড বানর

@ ড্রঙ্কনকোডমোনকি হ্যাঁ, এটি 10-বিটগুলির জন্য কাজ করে, 10 বিটগুলি 3.5 ডিজিটের সমান। আপনি যে ফ্রিকোয়েন্সিটি পরিমাপ করছেন তার জন্য এসএনআর বাড়ানোর কোনও উপায় নেই। ফিল্টারিং সামগ্রিক পিকে-পিকে শব্দ কমিয়ে দেবে, তবে সেন্সর গোলমালের জন্য কিছুই করবে না। যদি প্রদত্ত ফ্রিকোয়েন্সি অনুযায়ী শব্দটি ইনপুটটিতে 10nv / Hz হয় তবে আরও ভাল এসএনআর পাওয়ার জন্য কোনও লাভ বা ফিল্টারিংয়ের পরিমাণ নেই। অন্য সমস্যাটি হ'ল প্রতিবার আপনি ফিল্টার বা অ্যানালগ মঞ্চ যুক্ত করলে আপনি আওয়াজ বাড়ান ।

— ভোল্টেজ স্পাইক

Answer 2

সিগন্যাল-প্রক্রিয়াজাতকরণ চ্যালেঞ্জগুলি একপাশে রেখে আসুন কয়েকটি শব্দ তলগুলি পরীক্ষা করা যাক।

একটি 62 ওহম প্রতিরোধক 290 কেলভিনে 1 ন্যানোভোল্ট / আরটিএইচজেড আরএমএস শব্দ তৈরি করে এবং বিভিন্ন স্ফটিক-ত্রুটিপূর্ণ অবদানকারীদের উপেক্ষা করে, যার মধ্যে কিছু বর্তমান স্তরের নির্ভরশীল এবং এর ন্যানোভোল্টকে প্রশস্ততার আদেশ দিয়ে উত্সাহিত করতে পারে।

সুতরাং আমাদের কাছে 1 ভ্যান্ট ইনপুট পূর্ণ স্কেল পরিসীমাতে 1 টি ন্যানোভোল্ট এলোমেলো শব্দের তল রয়েছে। যদি আপনি কার্যকর-শব্দ-ব্যান্ডউইথকে সেকেন্ডে 1 চক্র-সেকেন্ডে সীমাবদ্ধ রাখেন।

এটি আমাদের 9 দশমিক সংখ্যা বা 30 বিট দেয় (বা সাইন সহ 31 বিট)।

আমাদের কতটা ইনপুট সিগন্যাল পাওয়ার দরকার?

একটি _{স্যুইচড} -ক্যাপাসিটার ফিল্টারের জন্য ভি _{শব্দ_ক্যাপ} = _{স্কয়ার্ট} (কে * টি / সি) ব্যবহার করে আমরা শিখি একটি 10 ​​পিএফ ক্যাপাসিটার 290 ডিগ্রি কেলভিন 20 মাইক্রোভোল্ট আরএমএস এলোমেলো শব্দ উত্পন্ন করবে। এই শব্দটি সুইচ থেকে আসে (যেমন FET বন্ধ হওয়ার সাথে সাথে একটি FET)।

আমাদের 20,000 এর ফ্যাক্টর দ্বারা গোলমাল তলটি হ্রাস করতে হবে।

এটির জন্য 10 পিএফ * 20,000 * 20,000 = 4,000 * 1,000 * 1,000 পিএফ আকারের ক্যাপাসিটারের প্রয়োজন।

বা 4 মিলিফার্ড।

এটির জন্য কোন সেন্সর শক্তি প্রয়োজন?

পাওয়ার = ফ্রিকোয়েন্সি * ক্যাপাসিট্যান্স * ভোল্টেজ ^ 2

সেন্সর শক্তি = 1 * 0.004 ফারাদ * 1 ভোল্ট ^ 2

সেন্সর শক্তি = 0.004 ওয়াট

সেন্সরগুলি 4 মিলিওয়াট উত্পাদন করে? 10 ওহম (কুণ্ডলের প্রতিরোধ) সহ একটি চলন্ত-কয়েল ফোনো-কার্তুজ 200 মাইক্রোভোল্টসআরএমএস আউটপুট উত্পাদন করতে পারে; পাওয়ার = ভিআরএমএস ^ 2 / প্রতিরোধের ব্যবহার করে আমরা পাওয়ার = 4 ই -8 / 10 = 4 ই -9 = 4 ন্যানো ওয়াটস পাই; এইভাবে আমাদের ভিনিল রেকর্ডগুলি থেকে 30 বিট সংগীত আশা করা উচিত নয়, এমনকি কঠোরভাবে ফিল্টার করা টোনগুলির জন্যও।

এখন, মজাদার জন্য অনুমান করুন, 62 ওহমস এবং 0.004 ফ্যারাডসের কার্যকর-শব্দদণ্ড ব্যান্ডউইথটি কী? -3 ডিবি কোণার প্রতি সেকেন্ডে প্রায় 4 টি রেডিয়ান হয়। ডিসি থেকে অনন্তে সংহত করে, আপনি প্রতি সেকেন্ডে 6.28 রেডিয়ান পাবেন।

প্রকৃতি মজা না?

Answer 3

আমি যা বুঝি তা থেকে প্রয়োজনের যথাযথতা এবং যথার্থতার পাশাপাশি, আরও দুটি বিষয় রয়েছে: ফুটো এবং গোলমাল।

যদি আপনি উচ্চ ভোল্টেজগুলিতে যান (যেমন, 100 ভোল্ট থেকে 9.5 ডিজিট পরিমাপ করে) আপনি ফুটো ইস্যুগুলিতে চলে যান: ভোল্টেজের ফলে ছোট ছোট স্রোতগুলি প্রচুর বিভিন্ন পয়েন্টের মধ্যে প্রবাহিত করে (উদাহরণস্বরূপ, কোক্সিয়াল কেবলের মধ্যে ইতিবাচক এবং নেতিবাচক টার্মিনাল কেবলগুলির মধ্যে) মিটার ইত্যাদির স্যুইচ ইত্যাদি) যা আপনার শেষ সংখ্যাটি ইতিমধ্যে কার্যকর 8.5 ডিজিটের মিটারের তুলনায় তেমন দরকারী নয়।

তবে আপনি যখন কম ভোল্টেজগুলিতে যান, 1 ভোল্ট বলুন, আপনি শব্দ এবং তাপ অফসেট সমস্যার মধ্যে চলে যান। 1 ভোল্টের শেষ অঙ্কটি হবে 1 ন্যানোভোল্ট। আপনি যে ইনপুট প্রতিবন্ধকতাটি চান তা প্রদত্ত (এমনকি ক্ষুদ্রতম লোডিংটি 9.5 ডিজিটেও প্রভাব ফেলবে), তাপীয় শব্দ থেকে মুক্তি পেতে আপনার অবিশ্বাস্যভাবে দীর্ঘ পরিমাপ সময় প্রয়োজন। এই মুহুর্তে, 1 / f শব্দটি সত্যিই ছবিতে আসে এবং সবকিছুকে আরও খারাপ করে তোলে। এবং যেমন এটি যথেষ্ট ছিল না: তাপীয় ভোল্টেজগুলি (যখন তাদের জুড়ে কোনও তাপমাত্রার গ্রেডিয়েন্ট থাকে তখন দুটি ধাতুর মধ্যে তৈরি ভোল্টেজ) মাইক্রোভোল্টের ক্রম হতে পারে!

সুতরাং এই সমস্ত কিছুর আশেপাশে অবিশ্বাস্য নিয়ন্ত্রণের প্রয়োজন, ল্যাবটিতে বাস্তবসম্মতভাবে সম্ভব এটি ছাড়াই (আসলে, নিম্ন রেঞ্জগুলিতে 6.5 ডিজিটের মিটার থেকে সত্যিকারের পারফরম্যান্স পেতে আপনার ইতিমধ্যে থার্মাল ইএমএফ এবং ফুটোয়ের মতো জিনিসগুলি নেওয়া প্রয়োজন অ্যাকাউন্টে), যদি না আপনি চূড়ান্ত ক্রমাঙ্কন করছেন। এবং এই ক্ষেত্রে, নিখুঁত রেফারেন্স ল্যাবগুলি সাধারণত কাস্টম জোসেফসন-জংশন ভিত্তিক রেফারেন্স ব্যবহার করবে, যেখানে ক্রাইওজেনিক তাপমাত্রা এবং কোয়ান্টাম-পদার্থবিজ্ঞান সময়ের পরিমাপ (ফ্রিকোয়েন্সি, সত্যই) ভোল্টেজের পরিমাপে পরিণত করতে ব্যবহৃত হয়। এগুলির হাজার হাজার ডলারে অনেকগুলি ব্যয় হতে পারে এবং পরিচালনা করতে প্রচুর দক্ষতার প্রয়োজন হয়।

Answer 4

সম্ভবত, এটির জন্য প্রয়োজন আছে, তবে বড় প্রয়োজন নয়। খুব বেশি লোকের এতটা নির্ভুলতার প্রয়োজন হয় না, কেবলমাত্র কয়েকটি উচ্চ প্রান্তের সংস্থাগুলি সম্ভবত সম্ভবত এত বেশি নির্ভুলতা সম্পন্ন মেশিন তৈরি করে (যে অংশগুলিকে 9.5 ডিজিটের ডিএমএম দিয়ে পরিমাপ করা দরকার) জন্য। তবে, আমি এটির জন্য একটি 'প্রয়োজন' বা কমপক্ষে একটি ইচ্ছা থাকতে পারে তা কল্পনা করতে পারি।

কোনও কিছুই না থাকার কারণটি হ'ল সেই নির্ভুলতার সাথে একটি তৈরি করা সম্ভবত খুব ব্যয়বহুল; যদি এটি আদৌ সম্ভব হয় তবে এটি খুব ব্যয়বহুল এবং কেউ এটিকে কিনবে না।

সাদৃশ্যটি একটি সুপরিচিত ওয়েফার স্টিপার সংস্থা যা এনএম যথার্থতার সাথে মেশিন তৈরি করে। এই মেশিনগুলি অপটিক্যাল লেন্সগুলির মানের উপর নির্ভর করে। এই পৃথিবীতে খুব কম সংখ্যক সংস্থা রয়েছে যারা ভাল লেন্স তৈরি করতে পারে এবং এই ওয়েফার স্টিপার সংস্থার আরও ভাল লেন্স থাকতে হবে তবে তারা যে ব্যয় করে গ্রাহকদের কাছ থেকে তা ফিরিয়ে আনতে পারে।

Comments

ওয়েফার স্টিপার ওভারলে যথার্থতা এখনই ন্যানোমিটারের নীচে হওয়া উচিত, না? এটি 10 ​​বা 100 এর পিকোমিটারগুলির হোক না কেন, আমি নিশ্চিত নই।

— ফোটন

@ ফোটন সত্য সত্যই, ওভারলে (যা স্তর স্থাপনের জন্য সর্বনিম্ন যথার্থতা এখন 0.5 এনএম এ রয়েছে, সম্ভবত এটি আরও ছোট) তবে কিছু পদক্ষেপের জন্য পিকোমিটারগুলি অভ্যন্তরীণভাবে ব্যবহৃত হতে পারে।

— মিশেল কেইজার্স

এছাড়াও, যদি আপনাকে অ্যানালগ ফ্যাশনে এ জাতীয় সুনির্দিষ্ট মানগুলি মাপতে বা এনকোড করতে হয় তবে আপনি ভোল্টেজ ডোমেন ASAP এর পরিবর্তে সময় নেওয়ার জন্য খুব চেষ্টা করবেন।

— রেক্যান্ডবোনম্যান

এই তুলনাটি কীভাবে প্রাসঙ্গিক তা আমি দেখছি না। যান্ত্রিক অবস্থানটি অপটিকভাবে পরিমাপ করা যায়, এবং ট্রিপল প্যাটার্নিংয়ের সময় আপনার কেবলমাত্র 0.1 এনএম এর চেয়ে কম আপেক্ষিক অফসেটের প্রয়োজন । কিন্তু আপনি সত্যিই যত্ন নিতে পারেন না যে ঠিক সেই বড় 300 মিমি সিলিকন ওয়েফারে আপনি কোথায় শেষ হন।

— ম্যাসাল্টারস

@ এসএমএলটারগুলি নতুন স্তরের নয় বিদ্যমান স্তরের উপরে থাকা দরকার।

— মিশেল কেইজার্স

Answer 5

পূর্ববর্তী একটি প্রকল্পে আমি কাজ করেছি, আমরা পেনিং ট্র্যাপ পরীক্ষার জন্য নির্ভুল ভোল্টেজ উত্স তৈরি, পরীক্ষিত এবং ব্যবহার করেছি । আমরা প্রয়োজন$100\,\text{V}$ উত্স স্থিতিশীল হতে (যেমন নির্ভুল, সঠিক নয়) সাব-$\mu\text{V}$ পরিসীমা।

এই স্তরের 8.5 ডিজিটের মাল্টিমিটার এবং পরিমাপের সাথে একটি সমস্যা হ'ল আপনাকে তাপীয় সম্ভাবনা এবং যোগাযোগের সম্ভাবনার সাথে মোকাবিলা করতে হবে, যা আপনার নির্ভুলতার মারাত্মকভাবে হ্রাস করে। এছাড়াও, উভয় প্রভাব সাধারণত তাপমাত্রা নির্ভর, যা আপনার যথাযথতা অবনতি করে, যদি না আপনি টেস্ট সেটআপটির তাপীয় স্থায়িত্ব না পান। আপনার যদি 9.5 ডিজিটের মাল্টিমিটার থাকে তবে আপনার পরিমাপের পরিবেশের উপর আরও ভাল নিয়ন্ত্রণ রাখতে হবে।

আপনি যদি সত্যই সত্যই 9.5 ডিজিটের মাল্টিমিটার প্রয়োজন তবে বর্তমান এডিসি প্রযুক্তি পর্যাপ্ত নয়। আমি মনে করি আপনি সেই উদ্দেশ্যে ক্রায়োজেনিক পেনিং ট্র্যাপ সেট আপ করতে পারেন। এটি কাস্টম-বিল্ট হতে হবে, কয়েক লক্ষ ডলার এবং এক থেকে দুই পিএইচডি শিক্ষার্থী ব্যয় করতে হবে। তবে তা করা যায়! ক্রমাঙ্কন সবচেয়ে জটিল অংশ হবে তবে জোসেফসন জংশন অ্যারে (প্রাথমিক মান) এর বিরুদ্ধে করা যেতে পারে।