1. اندازه‌گیری الکترونیکی
فصل اول:
ساختار سیستم‌های اندازه‌گیری

2. فهرست مقدمه :‌ چند تعریف کاربردهای اندازه‌گیری اجزای سیستم اندازه‌گیری
بلوک دیاگرام یک سیستم اندازه‌گیری
نمونه‌ای از یک سیستم اندازه‌گیری
روش‌های اندازه‌گیری
روش تعادلی
روش انحرافی
مزایا و معایب سیستم اندازه‌گیری الکترونیکی

3. مقدمه اندازه‌گیری: کمی کردن یک کیفیت فیزیکی
سیگنال: تغییرات یک متغیر فیزیکی (تابع) بر حسب تغییرات زمان یا مکان (متغیر مستقل)
کالیبراسیون: مدرج یا تنظیم کردن سیستم با استفاده از مراجع استاندارد یا دستگاه‌هایی با دقت اندازه‌گیری بالاتر
مثلا برای کالیبراسیون دستگاهی با دقت اندازه‌گیری 0.1، دستگاهی با دقت 0.01 استفاده می‌شود.

4. کاربردهای اندازه‌گیری
1 - نمایش اطلاعات
دما
فشار هوا
...
2 - تشخیص و عیب‌یابی
اغتشاش + +
کنترل کننده
سیستم
دستگاه اندازه‌گیری
s.p. -

5. کاربردهای اندازه‌گیری - ادامه
3 - طراحی سیستم‌های مهندسی
4 - نظارت
5 - کنترل
تفاوت نظارت و کنترل: در نظارت، در سیستم دخالتی نمی‌شود، ولی در کنترل، در صورت لزوم در سیستم دخالت صورت می‌گیرد.

6. اجزای سیستم اندازه‌گیری
حس‌گر:
مهم‌ترین جز دستگاه اندازه‌گیری
در تماس مستقیم با کمیت مورد اندازه‌گیری
گاهی در نقش مبدل؛ مثلا: تبدیل نوعی از انرژی را به نوعی دیگر، یا فشار یا به نیرو یا ...
عدم امکان دقت کامل در اندازه‌گیری به علت جذب انرژی از محیط
فعال : تامین انرژی از منبع انرژی کمکی (مستقل)
حس‌گر
غیرفعال : تامین انرژی از تبدیل انرژی کمیت ورودی
مزایای حس‌گر فعال: مصرف انرژی کم، اثر بارگذاری کم
ممکن است نویز به سیستم وارد شود، پس حس‌گر باید تکنولوژی و کیفیت خوبی داشته‌ باشد.

7. اجزای سیستم اندازه‌گیری - ادامه
تقویت‌کننده:
معمولا خروجی حس‌گر ضعیف است. برای قابل پردازش شدن آن، تقویت‌کننده‌ای بعد از حس‌گر قرار می‌دهند.
فیلتر:
برای کاهش نویز احتمالی
پردازش‌گر:
تبدیل‌کننده‌ی داده به اطلاعات
ساده (مانند یک عقربه)
پردازش‌گر
پیچیده (مانند مبدل آنالوگ به دیجیتال یا یک میکروپروسسور)

8. اجزای سیستم اندازه‌گیری - ادامه
نمایش‌گر:
جزو الزامات سیستم
نشان‌ دهنده‌ی مقدار اندازه‌گیری شده
می‌تواند در نقش ثبت‌کننده نیز ظاهر شود؛ یعنی علاوه بر نمایش سیگنال، آن را ثبت کند؛ مانند ثبت‌کننده در دستگاه الکتروکاردیوگرافی.
تفاوت داده و اطلاعات: اطلاعات، داده‌ی پردازش شده است.

9. بلوک دیاگرام یک سیستم اندازه‌گیری
Measured medium
primary sensing element
variable conversion element
variable manipulation element
Data transmission element
Data presentation element
Observer
Data storage/ playback element

10. نمونه‌ای از یک سیستم اندازه‌گیری
فشار‌سنج
تغییر ارتفاع ستون مایع در نتیجه‌ی تغییرات فشار هوا؛
حرکت پیستون؛
تغییر طول فنر؛
حرکت عقربه و تغییر میزانی که نشان می‌دهد.

11. نمونه‌ای از یک سیستم اندازه‌گیری - ادامه
بلوک دیاگرام فشارسنج
Measured medium
pressure
Primary sensing element
Variable conversion element
force
Data transmission element
motion
Variable manipulation element
Data presentation element
observer
piston
fluid
Piston rod
Pointer and scale
linkage
spring

12. روش‌های اندازه‌گیری روش تعادلی:
در این روش تغییرات ناشی از کمیت ورودی، توسط عاملی خارجی خنثی شده و حالت تعادل توسط یک آشکارساز نشان داده می‌شود.
مزیت:
دقت بیش‌تر نسبت به روش انحرافی
معایب:
سرعت کم‌تر در مقایسه با روش انحرافی
عدم کاربرد برای اندازه‌گیری کمیت‌های دینامیک
امکان بهبود سرعت با اتوماتیک کردن ایجاد تعادل توسط مکانیزم فیدبک
کاربردها :‌ در ترازوهای دوکفه‌ای، نوعی از فشارسنج‌ها و ...

13. روش‌های اندازه‌گیری - ادامه
روش انحرافی:
در این روش، تغییرات کمیت ورودی موجب تغییر یا انحراف در خروجی دستگاه می‌شود.
انواع انحراف:
انحراف مکانیکی (مانند عقربه)
انحراف الکتریکی‌ (مانند جریان یا ولتاژ)
مدرج کردن دستگاه با استفاده از رابطه‌ی تغییرات ورودی و خروجی
مزایا:
سرعت بیش‌تر نسبت به روش تعادلی
قابلیت استفاده در اندازه‌گیری کمیت‌های دینامیک استفاده
عیب:
دقت کم‌‌تر آن نسبت به روش تعادلی
کاربردها:‌ ولت‌متر‌های عقربه‌ای، ترازوهای عقربه‌ای و ...

14. مزایا و معایب سیستم اندازه‌گیری الکترونیکی
مزایا:
امکان پردازش دلخواه روی داده‌ها به روش آنالوگ یا دیجیتال
سرعت و دقت پاسخ بالا
آسانی و به‌صرفه بودن انتقال سیگنال و تلفات کم‌تر در این راه
مصرف کم، امپدانس بالا و جذب انرژی کم از محیط
تقویت آسان‌تر
امکان استفاده از تراشه‌های سیلیکونی و در نتیجه ابعاد کوچک‌تر و قیمت کم‌تر
معایب:
عدم کاربرد در دمای خارج از محدوده‌ی کار نیمه‌هادی‌ها
عدم کاربرد در در مواردی که احتمال انفجار یا اشتعال مواد برود