Chart recorder
ચાર્ટ રેકોર્ડર એ ઇલેક્ટ્રોમિકેનિકલ ઉપકરણ છે જે કાગળના ટુકડા (ચાર્ટ) પર વિદ્યુત અથવા યાંત્રિક ઇનપુટ વલણને રેકોર્ડ કરે છે. ચાર્ટ રેકોર્ડર્સ વિવિધ રંગ પેનનો ઉપયોગ કરીને ઘણા ઇનપુટ્સ રેકોર્ડ કરી શકે છે અને સ્ટ્રીપ ચાર્ટ્સ અથવા ગોળાકાર ચાર્ટ્સ પર રેકોર્ડ કરી શકે છે. ચાર્ટ રેકોર્ડર ઘડિયાળની કાર્યપ્રણાલી સાથે સંપૂર્ણપણે યાંત્રિક હોઈ શકે છે, ચાર્ટને ચલાવવા માટે વિદ્યુત ઘડિયાળની કાર્યપ્રણાલી સાથે વિદ્યુત-યાંત્રિક હોઈ શકે છે (યાંત્રિક અથવા દબાણના ઇનપુટ્સ સાથે), અથવા કોઈ પણ યાંત્રિક ઘટકો વિના સંપૂર્ણપણે ઇલેક્ટ્રોનિક હોઈ શકે છે (વર્ચ્યુઅલ ચાર્ટ રેકોર્ડર). ચાર્ટ રેકોર્ડર્સ ત્રણ પ્રાથમિક સ્વરૂપોમાં બનાવવામાં આવે છે. સ્ટ્રિપ ચાર્ટ રેકોર્ડરમાં કાગળની લાંબી પટ્ટી હોય છે જે રેકોર્ડરમાંથી બહાર કાઢવામાં આવે છે. ગોળાકાર ચાર્ટ રેકોર્ડર્સ પાસે કાગળની ફરતી ડિસ્ક હોય છે જેને વધુ વખત બદલવી આવશ્યક છે, પરંતુ તે વધુ સઘન હોય છે અને કાચની પાછળ બંધ કરવા માટે અનુકૂળ હોય છે. રોલ ચાર્ટ રેકોર્ડર્સ સ્ટ્રીપ ચાર્ટ રેકોર્ડર્સ જેવા જ હોય છે સિવાય કે રેકોર્ડ કરેલ ડેટા રાઉન્ડ રોલ પર સંગ્રહિત થાય છે, અને એકમ સામાન્ય રીતે સંપૂર્ણપણે બંધ હોય છે. ચાર્ટ રેકોર્ડર્સ પૂર્વ-તારીખવાળા ઇલેક્ટ્રોનિક ડેટા લોગર્સ કે જેમણે તેમને ઘણી એપ્લિકેશનોમાં બદલ્યા છે. ચાર્લ્સ બેબેજે 1838 અથવા 1839માં બનાવેલી ડાયનેમોમીટર કારમાં ચાર્ટ રેકોર્ડરનો સમાવેશ કર્યો હતો. તેમણે તેનું વર્ણન આ રીતે કર્યુંઃ "એક હજાર ફૂટ લાંબો કાગળનો રોલ ધીમે ધીમે લાંબા ટેબલ પર પોતાને ઢાંકી રહ્યો હતો. ટેબલની વચ્ચેથી પસાર થતા પુલ સાથે જોડાયેલી લગભગ એક ડઝન પેન ધીમે ધીમે અથવા કૂદીને તેના પોતાના સ્વતંત્ર વળાંકને ચિહ્નિત કરતી હતી". પેપર એડવાન્સ રેલરોડ ગાડીના પૈડાઓ તરફ સજ્જ હતું, જ્યારે પેન સમય, લોકોમોટિવના ડ્રોબાર ખેંચાણ અને અન્ય અસંખ્ય ચલ નોંધે છે. સેમ્યુઅલ મોર્સની ટેલિગ્રાફ સિસ્ટમનો એક ભાગ કોડના બિંદુઓ અને ડેશનો સ્વચાલિત રેકોર્ડર હતો, જે કાગળની ટેપ પર ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ દ્વારા ખસેડવામાં આવેલી પેન દ્વારા અંકિત હતો, જેમાં કાગળને આગળ વધારતી ઘડિયાળની પદ્ધતિ હતી. 1848-1850 માં જ્હોન લોકે દ્વારા તારાઓના ખગોળશાસ્ત્રીય અવલોકનોની ચોકસાઇમાં સુધારો કરવા માટે આવા રજિસ્ટરની પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો, જે અગાઉની પદ્ધતિઓ કરતાં ઘણી વધારે સમયની ચોકસાઇ પૂરી પાડે છે. આ પદ્ધતિ અન્ય દેશોમાં પણ ખગોળશાસ્ત્રીઓ દ્વારા અપનાવવામાં આવી હતી. વિલિયમ થોમસન, પ્રથમ બેરોન કેલ્વિનનું 1858નું સિફોન રેકોર્ડર એક સંવેદનશીલ સાધન હતું જેણે પાણીની અંદરના લાંબા ટેલિગ્રાફ કેબલ દ્વારા ટેલિગ્રાફ સંકેતોનો કાયમી રેકોર્ડ પૂરો પાડ્યો હતો. આ રેકોર્ડરને પેન રજિસ્ટર તરીકે ઓળખવામાં આવતા હતા, જોકે આ શબ્દ પાછળથી ડાયલ કરેલા ટેલિફોન નંબરોને રેકોર્ડ કરવા માટે આવા રજિસ્ટરના ઉપયોગનો ઉલ્લેખ કરતા કાયદા અમલીકરણ શબ્દપ્રયોગનો ભાગ બની ગયો હતો. 18 સપ્ટેમ્બર, 1888ના રોજ વિલિયમ હેનરી બ્રિસ્ટોલને 'પ્રેશર ઇન્ડિકેટર એન્ડ રેકોર્ડર' માટે પેટન્ટ આપવામાં આવી હતી. બ્રિસ્ટલે 1889માં બ્રિસ્ટોલ મેન્યુફેક્ચરિંગ કંપનીની રચના કરી હતી. બ્રિસ્ટોલ કંપનીને ઇમર્સન ઇલેક્ટ્રિક કંપની દ્વારા માર્ચ 2006માં હસ્તગત કરવામાં આવી હતી અને તે સંખ્યાબંધ વિવિધ ઇલેક્ટ્રો-મિકેનિકલ ચાર્ટ રેકોર્ડર તેમજ અન્ય ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટેશન, માપન અને નિયંત્રણ ઉત્પાદનોનું ઉત્પાદન કરવાનું ચાલુ રાખે છે. પર્યાવરણીય દેખરેખ માટેના પ્રથમ ચાર્ટ રેકોર્ડરની રચના અમેરિકન શોધક જે. સી. સ્ટીવન્સ દ્વારા પોર્ટલેન્ડ, ઓરેગોનમાં લ્યુપોલ્ડ એન્ડ સ્ટીવન્સ માટે કામ કરતી વખતે કરવામાં આવી હતી અને 1915માં આ ડિઝાઇન માટે પેટન્ટ જારી કરવામાં આવી હતી. ચાર્ટ રેકોર્ડરનો ઉપયોગ હજુ પણ એવી એપ્લિકેશનોમાં થાય છે જ્યાં ત્વરિત દ્રશ્ય પ્રતિસાદ જરૂરી હોય અથવા જ્યાં વપરાશકર્તાઓને કમ્પ્યુટર પર ડેટા ડાઉનલોડ કરવાની અને જોવાની જરૂર, તક અથવા તકનીકી ક્ષમતા ન હોય અથવા જ્યાં કોઈ વિદ્યુત શક્તિ ઉપલબ્ધ ન હોય (જેમ કે ઓઇલ રિગ પર જોખમી ઝોનમાં અથવા દૂરસ્થ ઇકોલોજીકલ અભ્યાસોમાં). જો કે, ડેટાલોગર્સની ઘટતી કિંમત અને વીજળીની જરૂરિયાતો તેમને ચાર્ટ રેકોર્ડર્સને વધુને વધુ બદલવાની મંજૂરી આપે છે, એવી પરિસ્થિતિઓમાં પણ જ્યાં બૅટરી પાવર એકમાત્ર વિકલ્પ છે. ચાર્ટ ડ્રાઇવ કાગળનો ચાર્ટ ઘડિયાળની કામગીરી અથવા ઇલેક્ટ્રિકલ ડ્રાઇવ મિકેનિઝમ દ્વારા સ્થિર દરે પેનની પાછળથી ચલાવવામાં આવે છે. એક સામાન્ય પદ્ધતિ લઘુચિત્ર સિંક્રોનસ મોટરનો ઉપયોગ કરવાની છે જે પાવર આવર્તન સાથે સંબંધિત સતત ઝડપે વળે છે; કાગળને આગળ વધારવા માટે ગિયર-ટ્રેનનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. ઔદ્યોગિક સ્ટ્રીપ-ચાર્ટ રેકોર્ડર્સમાં બે-સ્પીડ ગિયર ટ્રેન હોઈ શકે છે જે પ્રક્રિયાના પ્રારંભિક ગોઠવણો માટે અથવા પ્રક્રિયામાં ઉથલપાથલને અનુસરવા માટે વધુ ઝડપનો ઉપયોગ કરવાની મંજૂરી આપે છે. તબીબી અને વૈજ્ઞાનિક રેકોર્ડર્સ ચોક્કસ નિયંત્રિત ઝડપની વિશાળ શ્રેણીને સેટ કરવાની મંજૂરી આપે છે. "X-Y" રેકોર્ડર અન્ય પ્રક્રિયા સંકેતના મૂલ્યના આધારે ચાર્ટ ચલાવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, સાર્વત્રિક પરીક્ષણ મશીન તેની લંબાઈ સામે નમૂના પર તણાવ બળને ગોઠવી શકે છે. ચોક્કસ રેકોર્ડરના આધારે, કાં તો કાગળનો ચાર્ટ ખસેડવામાં આવે છે અથવા તો પેન ગાડીમાં ગતિની બે અક્ષો હોય છે. વરાળ એન્જિનમાં દબાણ અને વોલ્યુમ રેકોર્ડ કરવા માટે ઉપયોગમાં લેવાતા વરાળ સૂચક આકૃતિઓના સ્વરૂપમાં X-Y રેકોર્ડરના ઉદાહરણો 18મી સદીના છે. માર્કિંગ મિકેનિઝમ્સ પેપર માર્કિંગ માટે ઘણી પદ્ધતિઓ અપનાવવામાં આવી છે. 1858ના ટેલિગ્રાફિક સાઇફન રેકોર્ડરમાં એક બારીક કેશિકા નળી શાહીના ભંડાર સાથે જોડાયેલી છે અને પ્રક્રિયા સંકેત દ્વારા વિક્ષેપિત થાય છે. આધુનિક સ્ટ્રીપ ચાર્ટ રેકોર્ડર્સમાં, ફાઇબર-ટિપ્ડ પેન અને શાહી ભંડાર બંનેને જોડતા નિકાલજોગ કારતુસનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે. અન્ય પ્રકારના રેકોર્ડરમાં ગરમ સ્ટાયલસ અને ઉષ્મીય રીતે સંવેદનશીલ કાગળનો ઉપયોગ થાય છે, રિબન અને વિદ્યુત સંચાલિત હેમરનો ઉપયોગ કરતું ઇમ્પેક્ટ પ્રિન્ટર, વિદ્યુત-સંવેદનશીલ કાગળ પર સ્ટાયલસ દ્વારા કામ કરતું વિદ્યુત સંકેત અથવા વિદ્યુત સ્પાર્ક કે જે એલ્યુમિનિઝ્ડ કાગળ પર દૃશ્યમાન સ્થળ બનાવે છે. સંવેદનશીલ અને હાઇ-સ્પીડ રેકોર્ડરનું એક સ્વરૂપ પ્રકાશ-સંવેદનશીલ કાગળ પર નિર્દેશિત મિરર ગેલ્વેનોમીટરથી પ્રતિબિંબિત થતા અલ્ટ્રાવાયોલેટ પ્રકાશના બીમનો ઉપયોગ કરે છે. પ્રારંભિક સાધનોએ પેનને સંવેદનાત્મક પ્રક્રિયા સંકેતમાંથી સીધા ખસેડવા માટે શક્તિ પ્રાપ્ત કરી હતી, જે તેમની સંવેદનશીલતા અને પ્રતિક્રિયાની ગતિને મર્યાદિત કરતી હતી. માર્કિંગ ઉપકરણ અને કાગળ વચ્ચેનું ઘર્ષણ માપનની ચોકસાઈમાં ઘટાડો કરશે. વાયુયુક્ત, યાંત્રિક અથવા ઇલેક્ટ્રોમિકેનિકલ એમ્પ્લીફાયર્સ સાથેના ઉપકરણો પ્રક્રિયા માપનમાંથી પેનની હિલચાલને અલગ કરે છે, જે સાધનની સંવેદનશીલતા અને રેકોર્ડરની લવચીકતામાં ઘણો વધારો કરે છે. સીધા સંચાલિત પેન ઘણીવાર વર્તુળની ચાપમાં ફરે છે, જેનાથી સ્કેલને વાંચવું મુશ્કેલ બને છે; પૂર્વ-મુદ્રિત ચાર્ટ્સ પર વક્રરેખીય સ્કેલ છાપવામાં આવે છે જે માર્કિંગ પેનના માર્ગને વળતર આપે છે. ગેલ્વેનોમીટર સાધનો ઘણા પ્રકારના ચાર્ટ રેકોર્ડર્સ માર્કિંગ ઉપકરણને ચલાવવા માટે ગેલ્વેનોમીટરનો ઉપયોગ કરે છે. કાયમી ચુંબકના ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં લટકાવેલી વાયરની હળવી કોઇલ તેના દ્વારા વહેતા પ્રવાહના પ્રમાણમાં વિક્ષેપિત થાય છે; ડાયરેક્ટ-રીડિંગ મીટરના નિર્દેશક અને માપકને બદલે, રેકોર્ડર પેન અથવા અન્ય માર્કિંગ ઉપકરણને વિક્ષેપિત કરે છે. લેખન પદ્ધતિ ગરમી-સંવેદનશીલ કાગળ પર ગરમ સોય લેખન અથવા ખાલી ખાલી શાહીથી ભરેલી પેન હોઈ શકે છે. જો પેનને કાગળની સામે સતત દબાવવામાં આવે, તો ગેલ્વેનોમીટર કાગળના ઘર્ષણ સામે પેનને ખસેડવા માટે પૂરતું મજબૂત હોવું જોઈએ. ગેલ્વેનોમીટર પરના તાણને ઘટાડવા માટે પેનને તેના બદલે છાપ બનાવવા માટે લેખન માધ્યમની સામે થોડા સમય માટે જ દબાવવામાં આવે છે, અને પછી દબાણ મુક્ત થાય ત્યારે ખસેડી શકાય છે. જ્યાં વધુ સંવેદનશીલતા અને પ્રતિક્રિયાની ઝડપ જરૂરી હોય ત્યાં મિરર ગેલ્વેનોમીટરનો ઉપયોગ પ્રકાશના કિરણને વિક્ષેપિત કરવા માટે થઈ શકે છે, જેને ફોટોગ્રાફિક રીતે રેકોર્ડ કરી શકાય છે. લાઇટ બીમ ઓસિલોગ્રાફ પેપર ચાર્ટ રેકોર્ડરનો બીજો પ્રકાર લાઇટ બીમ ઓસિલોગ્રાફ હતો. તેની બેન્ડવિડ્થ ~ 5 કિલોહર્ટ્ઝ પૂર્ણ સ્કેલ (દિવસના લાક્ષણિક પેન રેકોર્ડર કરતા આશરે 100 ગણી વધારે) હતી. મૂળ મોડેલોમાં પ્રકાશસંવેદનશીલ કાગળ પર પ્રકાશના ઉચ્ચ-તીવ્રતાના કિરણને લક્ષ્ય બનાવવા માટે ગેલ્વેનોમીટર સાથે જોડાયેલા નાના અરીસાનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. અરીસાના નાના જથ્થાનું સંયોજન ચાર્ટ ડ્રાઇવ સાથે જોડાયેલું છે જે કાગળને પ્રતિ સેકન્ડ સુધી ખસેડી શકે છે જે ઉચ્ચ બેન્ડવિડ્થ અને પ્રભાવશાળી સમય અક્ષ રીઝોલ્યુશન પ્રદાન કરે છે. પછીના નમૂનાઓએ અરીસાને સ્થિર ફાઇબર-ઓપ્ટિક કેથોડ રે ટ્યુબ સાથે બદલ્યું જે કાગળ સાથે સીધા સંપર્કમાં હતું. આ રેકોર્ડરમાં ઘણી ભૂલો હતી. ફોટો-સેન્સિટિવ પેપર ખૂબ જ મોંઘુ હતું, અને જ્યારે આજુબાજુના પ્રકાશના સંપર્કમાં આવે ત્યારે તે ઝડપથી ઝાંખુ થઈ જાય છે. ઉચ્ચ ચાર્ટ ઝડપનો અર્થ એ હતો કે પરીક્ષણનો સમયગાળો અત્યંત ટૂંકો હતો. આ સાધનોનો હેતુ 1960ના દાયકામાં નાસાના રોકેટ પ્રક્ષેપણ અને બેલિસ્ટિક ઘટનાઓની વ્યાપક શ્રેણી જેવી ટૂંકા ગાળાની ઘટનાઓને પકડવાનો હતો. પોટેન્શિયોમેટ્રિક (સર્વો) સાધનો એનાલોગ ચાર્ટ રેકોર્ડર જે સીધા પેનને ચલાવવા માટે ગેલ્વેનોમીટરની હિલચાલનો ઉપયોગ કરે છે તેમાં મર્યાદિત સંવેદનશીલતા હોય છે. પોટેન્શિયોમેટ્રિક પ્રકારના રેકોર્ડરમાં, માર્કિંગ પેનની સીધી ડ્રાઇવને સર્વોમિકેનિઝમ સાથે બદલવામાં આવે છે જ્યાં પેનને ખસેડવા માટેની ઊર્જા એમ્પ્લીફાયર દ્વારા પૂરી પાડવામાં આવે છે. મોટર સંચાલિત પેનને પોટેંશિયોમીટરના સ્લાઇડિંગ સંપર્કને ખસેડવા માટે ગોઠવવામાં આવે છે જેથી પેનની સ્થિતિને ભૂલ એમ્પ્લીફાયર પર પાછા મોકલી શકાય. એમ્પ્લીફાયર મોટરને એવી સીધી રીતે ચલાવે છે કે જેથી ઇચ્છિત અને વાસ્તવિક પેનની સ્થિતિ વચ્ચેની ભૂલને શૂન્ય સુધી ઘટાડી શકાય. યોગ્ય સિગ્નલ પ્રોસેસિંગ એમ્પ્લીફાયર સાથે, આવા સાધનો પ્રક્રિયા સંકેતોની વિશાળ શ્રેણીને રેકોર્ડ કરી શકે છે. જો કે, સર્વો સિસ્ટમની જડતા પ્રતિક્રિયાની ગતિને મર્યાદિત કરે છે, જે આ સાધનોને સેકન્ડ અથવા વધુના ગાળામાં બદલાતા સંકેતો માટે સૌથી વધુ ઉપયોગી બનાવે છે. ડિજિટલ ચાર્ટ રેકોર્ડર આધુનિક ચાર્ટ રેકોર્ડર એ એનાલોગ-થી-ડિજિટલ કન્વર્ટર, માઇક્રોકન્ટ્રોલર અને હાર્ડ-કોપી પ્રિન્ટિંગ ઉપકરણ સાથે એમ્બેડેડ કમ્પ્યુટર સિસ્ટમ છે; આવા સાધનો સિગ્નલ પ્રોસેસિંગમાં ખૂબ જ લવચીકતા, પ્રક્રિયા અપસેટ પર ચલ ચાર્ટની ઝડપને મંજૂરી આપે છે, અને તેમના માપને દૂરસ્થ બિંદુઓ પર પણ વાતચીત કરી શકે છે. પ્રથમ ડિજિટલ એકમોમાંથી એકની રચના કેલિફોર્નિયાના સાન્ટા ક્લેરામાં ડોહરમેન ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટ કંપની માટે કામ કરતા વિલિયમ (બિલ) સી. મેકએલરોય જુનિયર દ્વારા કરવામાં આવી હતી. આ એકમ સુધી, મોટાભાગના ચાર્ટ રેકોર્ડર્સ રેક માઉન્ટ કરેલા હતા અને તેમાં એક ઝડપ અને એક સંવેદનશીલતા શ્રેણી હતી. મેકએલરોયની ડિઝાઇન સિગ્નલ રૂપાંતરણ માટે ઇન્ટિગ્રેટેડ ચોપર સર્કિટનો ઉપયોગ કરતી ઇન્સ્ટન્ટ લોડિંગ પેપર રોલ 'ટેબલ-ટોપ' એકમ હતી. એકમમાં પ્લગ-ઇન સર્કિટ બોર્ડ, પ્લગ-ઇન સિંગલ અથવા મલ્ટી-રેન્જ મોડ્યુલો અને પ્લગ-ઇન સિંગલ અથવા મલ્ટી-સ્પીડ મોડ્યુલો હતા. રેકોર્ડરની સંવેદનશીલતા 1 માઇક્રોવોલ્ટથી 100 વોલ્ટ પૂર્ણ-સ્કેલ હતી, જે તે સમયે ઉદ્યોગમાં સૌપ્રથમ હતી. મેકએલરોયે 1969 એપોલો 11 ચંદ્ર ઉતરાણમાંથી ગંદકી અને ખડકના નમૂનાઓનું વિશ્લેષણ કરવા માટે ઉપયોગમાં લેવાતા ગેસ ક્રોમેટોગ્રાફની રચના અને નિર્માણમાં પણ મદદ કરી હતી. બેરોગ્રાફ ઇલેક્ટ્રોકાર્ડિયોગ્રાફ પ્લોટર (બે પરિમાણોમાં કામ કરે છે) પોલીગ્રાફ સિસ્મોગ્રાફ થર્મો-હાઈગ્રોગ્રાફ રેફરન્સ રેકોર્ડિંગ ઉપકરણો પણ જુઓ.