ابزاردقیق

ابزار دقیق ها چیستند و چه کاربردی دارند

ابزار دقیق یک اصطلاحی است که برای اندازه گیری دقیق کمیت های مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. با استفاده از ابزار دقیق می توان مقدار فیزیکی کمیت ها را به دست آورد و آن ها را ثبت کرد.

مهندسی ابزار دقیق، یکی از شاخه های مهندسی کنترل است و روش کار این نوع مهندسی این است که از ابزار  دقیق کمک می گیرند و سپس با سعی می کنند تا کمیت های فیزیکی را کنترل می کنند. رشته ابزار دقیق با رشته برق و الکترونیک ارتباط تنگاتنگی دارد چون در آن ها سنسور ها الکتریکی به کار رفته است.

مجموعه استفاده شده در ابزار دقیق

در داخل همه ابزار های دقیق یک مجموعه ای از قطعات به کار برده می شود که ما آن ها را به شما معرفی می کنیم. قطعاتی که در داخل این ابزار ها به کار می بزند عبارت اند از: سنسور ها، ترانسدیوسر، ترانسمیتر ها، کنترلر ها، نشان گر ها، محرک ها، ثبات ها و یا دیکودر ها، عنصر های نهایی.

• سنسور ها: در تمامی دستگاه های اندازه گیری از  سنسور ها استفاده می شود. وظیفه سنسور ها این است که در تجهیزات الکتریکی یک کمیت فیزیکی را به سیگنال الکتریکی تبدیل می کند و همچنین در تجهیزات نیوماتیکی یک کمیت فیزیکی را به سیگنال نیوماتیکی تبدیل می کند. در دستگاه های اندازه گیری از حس کننده ها و سنسور های متفاوتی استفاده می کنند. همچنین از سنسور ها برای اندازه گیری اندازه گیری کمیت هایی مانند دما و فشار و …. استفاده می شود. سنسور ها دارای خروجی های مختلفی هستند و این خروجی ها به عملکرد سنسور ها بستگی دارند. خروجی هایی که یک سنسور می تواند داشته باشد عبارت است از: تغییر مقاومت الکتریکی، تغییر جریان الکتریکی و تغییر ظرفیت خازن و غیره. سنسور ها کاربرد دیگری هم دارند و آن این است که وجود داشتن و یا وجود نداشتن چیزی را مشخص میکنند سنسور های نوری یکی از سنسوری هایی است که توانایی انجام این کار را دارند. ترموکوپل و RTD یکی از سنسور های دمایی به حساب می آیند.
• ترانسدیوسرها: ترانسدیوسرها نوعی از مبدل هستند و وظیفه آن ها این است که سیگنال فیزیکی که سنسور آن ها را به وجود آورده است را به سیگنال الکتریکی تبدیل می کند. به طور مثال فرض کنید که  ما یک سنسور فشار داشته باشیم و یک  ترانسدیوسر هم همراه آن باشد. در ابتدا سنسور اندازه فشار را به دست می آورد و سپس عدد به دست آمده را به ترانسدیوسر می دهد. در این هنگام ترانسدیوسر مقداری را که از سنسور تحویل گرفته است را به یک سیگنال الکتریکی تبدیل می کند نکته مهم این است که این سیگنال الکتریکی تولید شده باید توسط سیم های فلزی قابل حمل باشد به همین دلیل خروجی یک سنسور همیشه یک سیگنال الکتریکی است. در طرف دیگر خط می توان پارامتر ها و کمیت های الکتریکی از جمله ولتاژ و فرکانس و جریان را تغییر دهند.
• کنترلر ها: کنترلر ها همان کنترل کننده ها هستند و مهمترین رکن در سیستم های کنترلی به حساب می آیند. سیگنال هایی که به وسیله پتانسیومتر ها اندازه می گیری می شوند و همچنین خروجی ها به کنترل کننده ها انتقال پیدا می کنند. از قبل در داخل کنترلر ها برنامه ها و توابعی تعریف شده اند. با استفاده از اعدادی که دریافت کرده و همچنین توابعی که از پیش تعریف شده اند می توانند عکس العمل های لازمی را انجام دهد و هم چنین تصمیم های مهمی را می گیرد. کنترل کننده ها سیگنال های اندازه گیری شده را با مقدار مطلوب مقایسه می کند و محاسبات لازم را انجام می دهد و مقدار متغیر های تنظیم کننده را تعیین می کنند. ورودی کنترل کننده ها سنسورها و ترانسمیتر ها هستند.
• عنصر نهایی: همان طور که گفته شد کنترل کننده ها تصمیم گیری های لازمه را انجام می دهند و آنها را به عنصر های نهایی انتقال می دهند و در آن جا تصمیمات اجرا می شوند. عنصر های نهایی آخرین عضو در داخل حلقه کنترل هستند. با استفاده از عنصر های نهایی تمام تصمیمات گرفته شده به عنصر های مربوطه انتقال داده می شوند.
• دیکودرها یا ثبات ها: دیکودر ها یکی از اجزای ابزار دقیق هستند. ثبات ها وسیله هایی هستند که تغییرات را ثبت می کنند.
• نشانگر ها: نشانگر ها یکی دیگر از ابزار دقیق هستند و نام دیگر آن ها اندیکاتور است. وظیفه نشان گر ها این است که مقدار عددی یک پارامتر را روی اتاق فرمان و یا تابلو کنترل نشان می دهد. از نشانگر ها برای بررسی متغیر های مختلفی مانند دما و فشار و غیره استفاده می شود.
• ترانسمیتر ها: ترانسمیتر ها از ادغام دو واژه TRANSFER و معنی آن این است که یک وسیله ای قادر به اندازه گیری کمیت های فیزیکی است . همچنین می تواند آن را به مکانی دیگر انتقال دهد. ترانسمیتر ها می توانند به ۲ صورت الکترونیکی و پنوماتیکی باشند. در هر صورت سیگنالی که این قطعه تولید می کند استاندارد خواهد بود. جریان در نوع الکتریکی ترانسمیتر ها بین ۴ تا ۲۰ میلی آمپر است و فشار هوا در ترانسمیترهای پنوماتیکی بین ۳ تا ۱۵ PSΙ است. ترانسمیتر ها وسیله های صنعتی هستند که قادرند کمیت ها و پارامتر های متفاوتی را از قبیل رطوبت، سطح مایعات، فشار و دما را اندازه گیری کند. از ترانسمیتر ایزوله برای تبدیل کردن سیگنال های آنالوگ استفاده می شود که کیفیت و دقت این دستگاه بسیار بالا است.

ساختمان پتانسیومتر ها

ساختمان پتانسیومتر ها به گونه ای است که از سه قسمت اصلی تشکیل شده اند که موارد زیر اجزای اصلی پتانسیومتر ها است.

1. سنسور یا حس کننده
2. مبدل یا ترانسدیوسر
3. تقویت کننده

ترانسمیتر ها با دو نوع مختلف ساخته می شود پنوماتیکی و الکتریکی. جریان خروجی پتانسیومتر های الکتریکی بین ۴ تا ۲۰ آمپر است و همچنین خروجی  پتانسیومتر های پنوماتیکی بین ۳ تا ۱۴ psi است. پتانسیومتر ها در پروسه های متنوع کاربرد های مختلفی دارند. امروزه سنسور ها و پتانسیومتر ها برای کار های زیادی مورد استفاده قرار می گیرند. در صنایع مختلفی مانند گاز، نفت، گچ، پتروشیمی، فولاد، داروسازی، مهندسی پزشکی، ریخته گری و سیمان کاربرد فراوانی دارند. در هر سیستمی که به اتوماسیون های صنعتی احتیاج باشد می توان از پتانسیومتر ها و سنسور ها استفاده کرد.