दूरमापन : एका ठिकाणी केलेल्या कोणत्याही राशीच्या मूल्यमापनाचे त्यापासून लांब अंतरावर दर्शन करण्याची पद्धत. मोठ्या शहरातील निरनिराळ्या विद्युत् उपकेंद्रांतून ग्राहकांना किती विद्युत्‌ शक्ती पुरविली जात आहे हे मध्यवर्ती केंद्रातील दर्शकावर सतत दिसले, तर तेथील व्यवस्थापकाला एकूण विद्युत्‌ शक्तीच्या निर्मितीचे नियंत्रण करणे सोपे जाते म्हणून पुष्कळ ठिकाणी उपकेंद्रांच्या मापकांतील मूल्ये मध्यवर्ती शक्ती केंद्रात दाखविण्याची व्यवस्था केलेली असते. हे दूरमापन पद्धतीचे सर्वसामान्य उदाहरण आहे. दूरमापनाचे सामान्यतः तीन विभाग असतात : (१) प्राथमिक मापनानुसार दूर पाठविण्यासारखा यांत्रिक किंवा विद्युत्‌ स्वरूपाचा संदेश उत्पन्न करणे (२) हा संदेश दूर अंतरावर पोहोचविणे व (३) दुरून आलेल्या संदेशाचे स्थानिक प्रणालीद्वारे वाचन करता येईल, असे परिवर्तन करणे. दूरमापनाकरिता वापरण्यात येणाऱ्या प्रणालींचे वर्गीकरण त्यांत संदेश प्रेषणाकरिता वापरलेल्या पद्धतीवरून करता येते. दूरमापनाकरिता आवश्यक संदेश दूर पोहोचविण्यासाठी यांत्रिक, विद्युत् वा रेडिओ म्हणजे बिनतारी संदेशवहन यांपैकी कोणती तरी पद्धती वापरतात. यांत्रिक पद्धती थोड्या अंतरावरच्या दूरमापनाकरिता वापरली जाते. विद्युत संवाहकाच्या मदतीने यापेक्षा लांब अंतरावर दूरमापन करता येते. रेडिओ पद्धतीत संदेश पाठविण्यासाठी विद्युत् चुंबकीय तरंगांचा उपयोग करतात. त्यामुळे या पद्धतीत सर्वांत जास्त अंतरावरचे दूरमापन करता येते.

यांत्रिक दूरमापन : या पद्धतीत यांत्रिक युग्मीकरण वापरले जात असल्यामुळे या क्रियेवर असलेल्या कार्यमर्यादेमुळे या प्रकारच्या दूरमापनाचे क्षेत्र अगदी इष्टतम परिस्थितीत सुद्धा जास्त असू शकत नाही. या कार्यमर्यादेत (१) इष्ट संदेशाचे यांत्रिकी माध्यमामध्ये होणारे क्षीणन, (२) निर्दोष यांत्रिकी विवर्धन साधण्यात येणाऱ्या अडचणी, (३) सतत यांत्रिक युग्मीकरण क्रियेत येणारे अडथळे, या सर्वांचा समावेश होतो. द्रायूच्या (वायूच्या वा द्रवाच्या) साहाय्याने युग्मीकरण (वातशक्ती किंवा द्रवीय शक्ती चलित) करण्याची प्रवृत्ती आधुनिक यंत्रसाधनांत दिसून येते. ही पद्धती जास्त कार्यक्षम असल्याने तिच्या वापरामुळे यांत्रिक दूरमापन क्रियेचे क्षेत्र काही दशक मीटरांपर्यंत वाढविता येते. अशा प्रकारची काहीशी योजना आगगाडीमध्ये निर्वात गतिरोधकात [→ गतिरोधक] वापरलेली असते.

विद्युत दूरमापन : या पद्धतीत इष्ट संदेशाचे वर्चस् विद्युत्‌ (विद्युत् पातळी) किंवा विद्युत्‌ प्रवाह यामध्ये रूपांतर करण्याकरिता ⇨ ऊर्जापरिवर्तक (एका प्रकारच्या ऊर्जेचे दूसऱ्या प्रकारच्या ऊर्जेत रूपांतर करणारे साधन) वापरतात. अशा प्रकारे मिळालेला विद्युत् संदेश बंदिस्त विद्युत मंडलाचा वापर करून एका ठिकाणापासून दूसऱ्या ठिकाणी पाठवता येतो. या प्रकारच्या दूरमापनाचे सर्वांत जुने व सामान्य उदाहरण पहिल्या परिच्छेदात वर्णिलेले आहे. विद्युत् दूरमापनाकरिता वर्चस् संतुलन, विद्युत् प्रवाह संतुलन व स्पंद या प्रणाली वापरल्या जातात.

आ. १. पूर्ण विद्युत् मंडल विद्युत् वर्चस् संतुलन पद्धती : (१) प्रेषण केंद्र, (२) नियंत्रण केंद्र, (३) मधली तार, (४) आदान, (५) प्रदान, (६) विवर्धक, (७) मापकदर्शक.

विद्युत् वर्चस् संतुलन प्रणाली : या प्रणालीमध्ये मापन करावयाच्याराशीच्या प्रमाणात एक विद्युत् वर्चस् संदेश निर्माण केला जातो. हा संदेश संवाहकातून दूरच्या नियंत्रक केंद्रामध्ये गेल्यावर तेथे एक तेवढ्याच मूल्याचा पण उलटी दिशा असलेला वर्चस् संदेश निर्माण केला जातो. या संदेशामुळे संवाहकातील परिणामी विद्युत् प्रवाह शून्य मूल्य धारण करतो. या वेळी लावाव्या लागलेल्या स्थानिक उलट्या दिशेच्या वर्चस् संदेशावरून दूर अंतरावर असलेल्या मूळ राशीचे मूल्य समजते. आ. १ मध्ये या प्रणालीचे एक सोपे उदाहरण दाखविले आहे. यामध्ये प्रेषण व नियंत्रण केंद्रे एकमेकांपासून ठराविक अंतरावर स्थिर आहेत असे मानले आहे. या उदाहरणात इष्ट माहिती या केंद्रांना जोडणाऱ्या तारमार्गाने पाठविली जाते, असे दाखविले आहे. पाठवावयाची माहिती मापक यंत्रातील वाचन, ऊर्जापरिवर्तक प्रदानमूल्य वा इतर काही अचूक राशीचे मूल्य या स्वरूपाची असू शकते. प्रेषण क्रियेची अचूकता साधारण एक टक्का एवढी तरी असावी लागते. अंतर फार नसेल, तर अचूकता आ. १ मध्ये दाखविलेला एकदिश प्रवाह परिवाह (मार्ग) वापरून मिळते. या मंडलात प्रेषण व ग्रहण स्थानी दोन उच्च अचूकतेचे वर्चस् मापक वापरून ⇨ व्हीट्स्टन सेतू प्रकारचे वर्चस् संतुलन निर्माण केले आहे. राशिबदलामुळे निर्माण झालेले विद्युत्‌ वर्चस् संकेत (३) या मधल्या तारेमध्ये पुरविला जातो. त्यामुळे (६) या विवर्धकामुळे विवर्धित संकेत (७) या मापकदर्शकावर दिसतो. या प्रकारच्या सर्व उपकरण योजनांमध्ये अशी योजना असते (जी वरील आकृतीत दाखविलेली नाही) की, तीमुळे अंती (३) या तारेच्या वर्चस् मापकावरील विद्युत् संपर्काचे स्थान योग्य प्रकारे स्वयंचलित रीत्या बदलून परत संतुलन प्रस्थापित केले जाते.


आ. २ स्पंद परमप्रसर विरूपण करण्याकरिता मंडल योजना : (१) विरूपक, (२) रेडिओ कंप्रता आंदोलक, (३) आकाशक.विद्युत प्रवाह संतुलन प्रणाली : या प्रणालीमध्ये दूर अंतरावरून नियंत्रण स्थानी आलेल्या वाहक संदेशामुळे तेथे असलेल्या तारेच्या वेटोळ्यात वाहणाऱ्या विद्युत् प्रवाहाचे मूल्य बदलते. येथील रचना अशा तऱ्हेची असते की, राशी संकेतामुळे विद्युत् प्रवाहाचे मूल्य बदलून त्यामुळे वेटोळ्यावर प्रेरणा निर्माण होते. याच मूल्याचा उलटा विद्युत् प्रवाह सोडून वेटोळ्याला पूर्वस्थितीत आणण्यात येते. हा द्यावा लागणारा विद्युत् प्रवाह मोजावयाच्या राशीचे मूल्य ठरविण्यास मदत करतो.

स्पंद दूरमापन प्रणाली : या पद्धतीत स्पंद जनित्राच्या (स्पंद निर्माण करणाऱ्या साधनाच्या) द्वारे स्पंद नियमितपणे पाठविले जातात. इष्ट राशीविषयीची माहिती या स्पंदांची संख्या (प्रती सेकंद), त्याची रुंदी म्हणजे स्पंदकाल, त्यांची उंची व त्यांमधील अंतर योजना यांपैकी कोणत्याही एका प्रचलाचा (विशिष्ट परिस्थितीत स्थिर राहणाऱ्या राशीचा) उपयोग करून पाठविता येते. नियंत्रण स्थानी हा स्पंद संकेत ग्रहण करून त्यापासून मिळणाऱ्या प्रदान संकेताने विद्युत् चलित्र (मोटर) किंवा परिनलिका योजना (एक अगर अधिक गुंडाळ्यांच्या थरांचे बनलेले व एकदिश विद्युत्‌ प्रवाह त्यातून वाहत असताना दंड चुंबकाप्रमाणे कार्य करणारे वेटोळे असलेली योजना) कार्यान्वित करून इष्ट राशीचे मूल्य मिळविता येते.आ. ३. काल-विविधसंकेतभरण पद्धतीमध्ये मिळणारे निरनिराळ्या राशींचे स्पंदरूपी संकेत

रेडिओ दूरमापन : या प्रकारच्या दूरमापनाचा उपयोग जर्मनीत १९३० मध्ये रबरी फुगा हवेत वर सोडून त्याच्या साहाय्याने उच्चतर वातावरणाविषयी माहिती मिळविण्याकरीता प्रथम केला गेला. सध्या मानवासहित व मानवरहित अवकाशयाने, उपग्रह आणि क्षेपणास्त्रे यांचे नियंत्रण करण्याकरिता, त्यांच्याशी संपर्क ठेवण्याकरिता आणि त्यांपासून प्रेषित केलेल्या माहितीचे ग्रहण करण्याकरिता या प्रणालीचा उपयोग केला जातो. सु. ३० स्वतंत्र परिवाहांतून मिळालेली माहिती एकाच वेळी प्रेषित करण्यापर्यंत आणि तिचे नियंत्रक स्थानी योग्य विश्लेषण करून त्यापासून या प्रत्येक राशीविषयीची माहिती मूळ स्वरूपात परत मिळविण्याइतकी प्रगती झालेली आहे.

रेडिओ दूरमापनामध्ये एक महत्त्वाचे तत्त्व पुढे आले आहे. त्याचे स्पष्टीकरण खालील उदाहरणावरून करता येईल. अवकाशातील एका ठराविक उंचीवरचे (१) तापमान, (२) आयनीकरण (विद्युत् भारित अणू, रेणू वा अणुगटात होणारे रूपांतर) आणि (३) विश्वकिरणांची (बाह्य अवकाशातून पृथ्वीवर पडणाऱ्या अतिशय भेदक किरणांची) तीव्रता यांचे मापन करण्यासाठी समजा आपण एक मानवासहित उपग्रह त्या ठिकाणी पाठविला आहे. या विविध राशींचे मापन करून सर्वसामान्य रेडिओ संपर्क पद्धती वापरून तो ही माहिती, एकामागून एक अशा कालक्रमाने पृथ्वीवरील नियंत्रण केद्रांवर पाठवू शकेल. आता जर या राशींची संख्या अधिक असेल व त्यामध्ये कालानुसार त्वरेने बदल होत असतील, तर ही पद्धत उपयुक्त ठरणार नाही, हे उघड आहे. ही अडचण दूर करण्याकरिता रेडिओ (व विद्युत्) दूरमापन पद्धतीत एकाच परिवाहामधून निरनिराळ्या मापक प्रयुक्तींपासून मिळालेली माहिती एकाच वेळी पाठविण्याकरिता विविध प्रणाली शोधून काढण्यात आल्या आहेत. या प्रणालींचे हे वैशिष्ट्य आहे की, नियंत्रण केंद्रावर या बहुविध माहितीचे योग्य रीतीने पृथक्करण करता येत असून त्यापासून प्रेषित माहितीचा प्रत्येक घटक मूळ स्वरूपात मिळवता येतो. या प्रणालीस विविधसंकेतभरण असे म्हणतात. हे कार्य मुख्यतः दोन प्रकारे करता येते. या प्रकारांची नावे अनुक्रमे काल–विविधसंकेतभरण आणि कंप्रता–विविधसंकेतभरण (कंप्रता म्हणजे दर सेकंदास होणाऱ्या कंपनांची संख्या) अशी आहेत. पहिल्या प्रकारची प्रातिनिधिक म्हणून स्पंद परमप्रसर विरूपण पद्धती खाली विशद केलेली आहे (परमप्रसर म्हणजे मध्यम स्थितीपासून लंबदिशेने होणारे कमाल स्थानांतरण).


स्पंद परमप्रसर विरूपण पद्धती : हिच्याकरिता पुरेशा उच्च कंप्रतेच्या रेडिओ तरंगाचा वाहक म्हणून उपयोग करतात. उदाहरणाच्या सुलभतेसाठी आपण पाच निरनिराळ्या प्रकारच्या राशींविषयीची माहिती दूरमापन पद्धतीने प्रेषित करावयाची आहे असे गृहीत धरू. आ. २ मध्ये दाखविल्याप्रमाणे आ येथे असलेल्या निरनिराळ्या प्रकारच्या ऊर्जापरिवर्तकांच्या द्वारे आलेल्या निरनिराळे कालपरिवर्ती (कालानुसार बदलणारे) असे पाच विद्युत् वर्चस् संकेत स, स, स, स, स, हे एका धूर्ण (परिभ्रमी) यांत्रिक विवेचकाच्या (निवड करणाऱ्या साधनाच्या) निरनाराळ्या निरोधी (विसंवाही) अग्रांना जोडतात. (स हा अ पासून आलेला कोणताही म्हणजे स, सइ. वर्चस् संकेत आहेत). ही पद्धत योग्य रीतीने कार्यान्वित होण्याकरिता स ते स या राशींत काळानुसार होणारे बदल वाहकतरंग कंप्रतेच्या दृष्टीने मंद असावे लागतात. अ हा ए क स्थिर घूर्णी गतीने फिरविला असता स, स. . . इ. संकेत याच क्रमाने ठराविक कालावधी ‘ह’ (सेकंद) यानंतर विरूपकापर्यंत पोहोचविले जातील. एका अग्रापासून दूसऱ्या अग्रापर्यंत जाण्यास ह एवढाच कालावधी लागतो, हे येथे अभिप्रत आहे. त्यामुळे स पासूनचा संकेत ५ ह (से.) नंतर परत विरूपकाला पुरविला जातो. स्पंदाची रुंदी विवेचकाचा संपर्क बिंदू अग्रावर किती वेळेपर्यंत राहतो यावर अवलंबून राहील. आ. ३ मध्ये दाखविल्याप्रमाणे क येथील स१ या स्पंदाची उंची राशी (१) चे ह सेकंदास असणारे मूल्य दाखवील, तर ५ ह (से.) नंतरचे मूल्य छ येथील स१ या स्पंदाच्या उंचीवरून कळेल. अशा प्रकारे विविध स्वतंत्र संकेतांचे मिश्रण कालवितरणानुसार केले असता त्यास काल–विविधसंकेतभरण म्हणतात. या पद्धतीत घूर्णी विवेचक शीघ्र गतीने फिरवून निरनिराळ्या परिवाहांशी विद्युत् संपर्क साधतो. संपर्क साधणे किंवा तोडणे या क्रियेला काही तरी कालवधी अवश्य लागतो. या क्रिया यांत्रिक संचरणाने होत असल्यामुळे तिची कार्यक्षमता विचारात घ्यावी लागते. या सर्व गोष्टींचा विचार इष्ट संकेत जेव्हा मंद त्वरेचा असेल (उदा., तापमान) तेव्हाच ही पद्धत सोपी असल्यामुळे उपयुक्त ठरते.

कंप्रता विरूपण पद्धती : जास्त त्वरेने बदलणाऱ्या विविध राशींच्या एकाच वेळी करावयाच्या दूरमापनाकरिता कंप्रता विरूपण पद्धती वापरतात. यामागील तत्त्वाची कल्पना खालील उदाहरणावरून मिळू शकेल. रेडिओ ग्राहीत ग्रहण करण्यात येणारे संकेत परमप्रसर विरूपित असतात. त्यामुळे ग्राहीमधून एकाच वेळी एकाच केंद्रापासूनचा कार्यक्रम ऐकता येतो. या प्रकारच्या विरूपण पद्धतीत गोंगाटाचे प्रमाण बरेच असते. याउलट दूरचित्रवाणीग्राहीमध्ये येणारा दृक्‌संकेत परमप्रसर विरूपित तर ध्वनिसंकेत कंप्रता विरूपित असतात. त्यामुळे त्यामधून ध्वनी व दृश्य असे दोन निरनिराळे स्वतंत्र संकेत एकाच वेळी ग्रहण करणे शक्य होते. या पद्धतीत गोंगाटाचे प्रमाण बरेच कमी असते. याच पद्धतीचे व्यापकीकरण करून दोनापेक्षा किती तरी अधिक स्वतंत्र संकेत एकाच वेळी कंप्रता विरूपण करून पाठविता येतात. प्रेषण व ग्राही केंद्रांवर याकरिता अर्थातच सुविकसित व जटिल (गुंतागुंतीची) अशी इलेक्ट्रॉनीय मंडले वापरण्यात येतात. याच पद्धतीचा एक भाग स्पंद कंप्रता विरूपणावर आधारित आहे. यामध्ये ज्या राशीविषयीची माहिती प्रेषित करावयाची आहे, तिचे मूल्य प्रेषित स्पंद त्वरेवर अवलंबून ठेवतात. याकरिता प्रेषण केंद्रापाशी वर्चस् नियंत्रित आंदोलक (प्रत्यावर्ती प्रवाहाची म्हणजे उलटसुलट दिशेने वाहणाऱ्या प्रवाहाची आंदोलने निर्माण करणारी प्रयुक्ती) असावा लागतो. कोणत्याही राशीच्या मूल्याचे मागे सांगितल्याप्रमाणे ऊर्जापरिवर्तकाच्या साहाय्याने विद्युत् वर्चसात रूपांतर केले जाते. हा संकेत आता वरील आंदोलकास लावल्यास त्याच्या प्रदान कंप्रतेत फरक पडतो. नियंत्रण केंद्रावर हा कंप्रता फरक गणक प्रकारच्या कंप्रतामापकाच्या साहाय्याने मोजता येतो.

आ. ४. मरिनर - ४ अवकाशयानाकरिता वापरण्यात आलेली दूरमापन पद्धती

मंगळावरील विविध माहिती मिळविण्याकरिता १९६४ साली पाठविलेल्या मरिनर – ४ या अमेरिकन मानवरहित अवकाशयानात वापरण्यात आलेली दूरमापन योजना आ. ४ मध्ये स्थूलमानाने दिली आहे. या अवकाशयानाला पृथ्वीवरून देण्यात येणारे आज्ञासंकेत २·११६ गिगॅहर्ट्‌झ या कंप्रतेचे होते. मंगळाच्या वातावरणात असणाऱ्या विश्वकिरण, आयनद्रायू (आयनीकरण झालेला वायू), स्थानबंधित प्रारण इत्यादींबद्दलची ही माहिती गोळा करण्याकरिता या अवकाशयानावर योग्य अशी उपकरणे होती. त्याशिवाय खुद्द यानाचे स्थान, त्याची गती, त्याचे तापमान, त्यावरील विद्युत् घटाची भारित अवस्था इ. विविध प्रकारची माहिती निरनिराळ्या उपकरणांच्या साहाय्याने पृथ्वीकडे पाठविण्याची व्यवस्था होती. ही विविध माहिती कंप्रता विरूपणाच्या साहाय्याने  संकेतावलीचा उपयोग करून एकाच वेळी पाठविली जात होती. याकरिता वापरलेली पद्धत आ. ४ वरून समजून येईल. रेडिओ कंप्रता स्विच (१) हा विवेचक कार्य करतो. एक तर तो पृथ्वीवरून सरळ दिल्या गेलेल्या आज्ञा संकेतानुसार येथील लघुलाभांक (लाभांक, म्हणजे प्रदान शक्ती व आदान शक्ती यांचे गुणोत्तर, कमी असलेल्या) आकाशकाच्या द्वारे आलेला दुसरा इष्ट संकेत आकृतीच्या वरील भागातील अनुक्रमे–ग्राही (२), शोधक (वाहक तरंगापासून संकेत अलग करणारे साधन) (३) व निःसंकेतक (संकेताचे मूळ माहितीत रूपांतर करणारे साधन) (४) यांच्या साहाय्याने यानातील योग्य ती उपकरण योजना कार्यान्वित करण्याकरिता लागणारा अंतिम आज्ञासंकेत निर्माण करतो. हा अंतिम संकेत बहुतेक विद्युत् वर्चसाच्या स्वरूपाचा असतो. पृथ्वीवरून येणारा आज्ञासंकेत संकेतावलीच्या स्वरूपात असल्यामुळे त्याचे निःसंकेतन आवश्यक ठरते. रेडिओ कंप्रता स्विचाला दुसरा आज्ञासंकेत मिळताच तो  आकाशकाच्या ‘२, ३, ४’ या उपकरण मालिकेशी जोडलेला संबंध तोडून तो या आकाशकाची जोडणी खालील विभागातील ‘५, ६, ७’ या उपकरण मालिकेशी करतो. ⇨ रडारमध्ये सुद्धा असाच एक प्रेषक / ग्राही स्विच असतो. आकृतीच्या सगळ्यात डाव्या बाजूला तीन राशींचे प्रदत्त (माहितीयुक्त) संकेत उदाहरणादाखल दाखविले आहेत. या सर्व संकेतांचे प्रदत्त संस्करण विभागामध्ये (५) मिश्रण होऊन त्यापासून मिळणारा परिणामी संकेत विरूपकाला (६) पुरविला जातो. यामुळे प्रेषक (७) मधील रेडिओ कंप्रता तरंगाचे विरूपण होते. या प्रेषकाची कंप्रता २·२९८ गिगॅहर्ट्‌‌झ एवढी होती. विरूपित संकेत रेडिओ कंप्रता स्विचाच्या द्वारे येथील उच्च लाभांक आकाशकाला पुरविला जात असे. अशा रीतीने संकेत पृथ्वीवर आल्यानंतर त्याचे निःसंकेतन होऊन त्यापासून मूळ संदेश मिळविणे शक्य झाले. दूरमापन पद्धतीत अवकाशयानापासून दिलेल्या आज्ञेनुसार माहितीचा पुरवठा होणे एवढीच क्रिया होत नाही. यानाच्या परिस्थितीबद्दल पृथ्वीकडे पाठविल्या गेलेल्या संकेताचे विश्लेषण करून, यानातील उपकरण योजनेत काही दोष निर्माण झाला असला तर त्याचे स्वरूप, स्थान व त्या दोषाचे निराकरण करण्यास आवश्यक कार्यपद्धती यांविषयीच्या सूचना पृथ्वीवरील नियंत्रण केंद्र यानाकडे परत पाठवू शकते. अशा प्रकारचा प्रसंग अपोलो या मानवासहित यानाच्या बाबतीत एकदा निर्माण झाला होता.

संदर्भ : 1. Brown, J.  Glazier, E. V. D. Telecommunications, London, 1964.

           2. Gruenberg. E. L. Handbook of Telemetry and Remote Control, New York, 1967.

           3. Pederson, D. O. Studer, J. J. Whinnery, J. R. Introduction to Electronic Systems, Circuits and Devices, New York, 1966.

चिपळोणकर, व. त्रिं. दातार, वि. ल. शेंडे, अ. वा.

Close Menu
Skip to content