شرکت زیمنس در صنعت برق و الکترونیک
شرکت زیمنس در صنعت برق و الکترونیک شرکت زیمنس در صنعت... ادامه مطلب →
اساساً،سه نوع ابزار اندازه گیری وجود دارد:
موضوع مورد نظر ما در اینجا ابزار اندازه گیری الکتریکی است و ما درباره جزئیات آن با هم بحث خواهیم کرد.
ابزار الکتریکی کمیتهای الکتریکی مختلف مانند فاکتور نیروی الکتریکی،نیرو،ولتاژ و جریان و غیره را اندازه میگیرید.همه ابزار های ابزار دقیق آنالوگ از سیستم مکانیکی برای اندازه گیری کمیتهای الکتریکی استفاده میکنند ولی همان طور که میدانیم،همه سیستمهای مکانیکی دارای نوعی خاصیت اینرس هستند،بنابراین ابزار الکتریکی دارای زمان پاسخ محدودی هستند.
حالا راههای مختلفی برای طبقهبندی تجهیزات ابزار دقیق وجود دارد.در مقیاس وسیع ما میتوانیم آنها را اینگونه طبقه بندی کنیم:
تجهیزات اندازه گیری مطلق
این گونه ابزار خروجیها را در ترمهای ثابت فیزیکی از ابزار به ما تحویل میدهد.برای مثال تعادل جریان Rayleigh و گالوانومتر تانژانت،ابزار مطلق هستند.
این گونه ابزار؛با کمک ابزار مطلق ساخته میشوند.ابزار ثانویه به وسیله مقایسه با ابزار مطلق،کالیبره میشوند.در مقایسه با ابزار مطلق،اینگونه ابزار بیشتر در اندازه گیری کمیتها استفاده میشوند،چون استفاده از ابزار مطلق زمانبر است.
راه دیگر برای طبقه بندی ابزار اندازه گیری الکتریکی بستگی به روشی دارد که آنها نتایج اندازه گیری را به وجود می آورند.بر اساس این مقوله به دو نوع تقسیم میشوند:
در این نوع ابزار،اشاره گر ابزار اندازه گیری الکتریکی،انحنا پیدا میکند تا کمیت را اندازه بگیرد.مقدار کمیت میتواند با اندازه گیری شبکه انحنای اشاره گر نسبت به موقعیت اولیه آن اندازه گیری شود.برای درک این نوع ابزار،اجازه دهید مثالی از آهنربای دائمی نوع انحنایی که سیم پیچ آمپرسنج را حرکت میدهد .
در مقابل نوع انحنایی، ابزار اندازه گیری الکتریکی نوع صفر یا خنثی در تلاش برای نگه داشتن موقعیت ایستایی اشاره گر است.آنها موقعیت ایستایی اشاره گر را با تولید نیروی مخالف،نگه میدارند.بنابراین،برای راه اندازی(عملیات)ابزار نوع خنثی،گامهای زیر مورد نیاز است:
۱٫مقدار تأثیر(نیرو)مخالف باید مشخص باشد تا بتوان مقادیر مجهول را محاسبه کرد.
۲٫شناساگر به صورت صحیحی شرایط تعادل و عدم تعادل را نشان میدهد.شناساگر باید همچنین ابزاری(means)برای نیروی بازگشتی(restoring) داشته باشد.
بیایید نگاهی به مزایا و معایب نوع انحنایی و خنثی بیندازیم.
۱٫در نوع انحنایی صحت کمتر است چون در نوع خنثی،تأثیر(نیروی مخالف)با ضریب بالایی از صحت کالیبرهمیشود،در حالی که کالیبراتور نوع انحنایی بستگی به مقدار ضریب یا ثابت دستگاه دارد که در نتیجه معمولاً ضریب بالایی از صحت را ندارد.
۲٫نوع خنثی نسبت به نوع انحنایی حساسیت بیشتری دارد.
۳٫نوع انحنایی تحت شرایط دینامیکی نسبت به نوع خنثی مناسبتر است چون پاسخ ذاتی(intrinsic)نوع خنثی کندتر از نوع انحنایی است
وظیفه نمایش(indicating)
این ابزار،اطلاعات را با توجه به کمیت متغیر تحت اندازه گیری فراهم میکنند و اکثر اوقات این اطلاعات به وسیله انحنای اشاره گر تهیه میشوند.این نوع وظیفه به عنوان وظیفه نمایش ابزار شناخته میشود.
وظیفه ثبت(recording)
این ابزار معمولاً از کاغذ برای ثبت خروجی استفاده میکنند. این نوع وظیفه به عنوان وظیفه ثبت ابزار شناخته میشود.
وظیفه کنترل
این وظیفه به طور گسترده در دنیای صنعت برق استفاده میشود.
در این کار،این گونه ابزار پروسه را کنترل میکنند.دو مشخصه در ابزار اندازه گیری الکتریکی و سیستم اندازه گیری وجود دارد.
مشخصات استاتیکی
در این نوع مشخصه،اندازه گیری کمیت یا ثابت است یا به آرامی با زمان تغییر میکند.
۱٫ صحت
این یک کیفیت مطلوب و دلخواه در اندازه گیری دستگاههای الکترونیک است.این قسمت به عنوان درجه نزدیکی عددی که دستگاه میخواند به مقدار واقعی کمیتی که مورد اندازه گیری است،تعریف میشود.صحت به سه طریق میتواند بیان شود:
.صحت اشاره
صحت به عنوان درصد مقیاس یا محدوده
صحت به عنوان درصد مقدار واقعی
۲٫ حساسیت
این هم یک کیفیت مطلوب و دلخواه در اندازه گیری است.این قسمت به عنوان ضریب سیگنال مقدار پاسخ خروجی به سیگنال مقدار پاسخ ورودی تعریف میشود.
۳٫قابلیت تکثیر
این نیز یک کیفیت مطلوب و دلخواه در اندازه گیری است.این قسمت به عنوان درجه نزدیکی مقادیر به دست آمده در تکرار اندازه گیری تجهیزات ابزار دقیق است.مقدار بالای قابلیت تکثیر به معنی مقدار پایین تفرق(drift)است.تفرق سه نوع دارد:
این نوع مشخصات در ارتباط با تغییر مقادیر صورت سریع است،بنابراین برای درک این نوع از مشخصات ما نیاز داریم که ارتباطات دینامیک بین ورودی و خروجی را مطالعه کنیم.
ابزار دقیق یک ترم جامع برای ابزار اندازه گیری است که برای نمایش، اندازه گیری و ثبت کمیتهای فیزیکی استفاده میشود.
اصطلاحابزار دقیق ممکن است به سادگی دماسنج خواندن مستقیم یا استفاده از چند سنسور برگردد یا یک بخش از سیستم کنترل صنعتی پیچیده در صنعت تولید، وسایل نقلیه و حمل و نقل باشد. ابزار دقیقرا میتوان در استفاده های خانگی مانند شناساگر دود یا ترموستات گرم کننده یافت.
تاریخچه ابزار دقیق میتواند به چند دسته تقسیم شود.
المانهای تجهیزات اندازه گیری و ابزار دقیق صنعتی تاریخچه ای طولانی دارد. ترازو هایی برای مقایسه وزن و اشاره گرهای ساده برای نشان دادن موقعیت و تکنولوژیهای دوران قدیم هستند.
بعضی از اولیه ترین اندازه گیریها مربوط به زمان بوده است که یکی از قدیمی ترین ساعتهای دیواری آبی در انگشت فرعون مصری آمنهوتپ که در سال ۱۵۰۰ قبل از میلاد سوخته شد، پیدا شد.
پیشرفت ها در ساعتهای دیواری فراگیر شد.
در حدود سال ۲۷۰ قبل از میلاد آنها ابزاری مقدماتی و اولیه از یک دستگاه سیستم کنترل اتوماتیک داشتند.
در سال ۱۶۶۳ Christopher Wren شرکت رویال را با طراحی Weather Clock مطرح شدکه یک نقاشی سنسورهای آب و هوایی را نشان میدهد که قلمهایی روی کاغذ حرکت میکند و از طرف ساعت هدایت میشود.
این چنین دستگاهها در هواشناسی برای دو قرن استاندارد نشدند. طرح کلی بر اساس شواهدی از ثبتیات بدون تغییر باقی ماند که در آن دم تنطیم فشار شده مداد را جابجا میکند.
سنسورهای تلفیق شده، نشانگرها، ثبت کننده ها و کنترل تا زمان انقلاب صنعتی غیر رایج بود و به وسیله نیاز و عملی بودن محدود میشد.
علم الکترونیک باعث شد که سیم کشی جای لوله ها را بگیرد. یک فرستنده وسیله ایست که یک سیگنال خروجی تولید میکند، اغلب به شکل سیگنال جریان الکتریکی ۲۰-۴ میلی آمپر، هر چند بسیاری از آپشن های دیگر که از ولتاژ، فرکانس، فشار یا Ethernet استفاده میکنند هم موجود است. فرستنده در اواسط دهه ۱۹۵۰ تجاری شد.
ابزار متصل به سیستم کنترل، سیگنال های مورد استفاده برای عمل میدان مغناطیسی، دریچه ها،تنظیم کننده ها، قطع کننده مدار، دستگاه تقویت نیرو و دیگر دستگاهها را تامین میکرد.
این چنین دستگاهها میتوانست یک متغیر خروجی دلخواه را کنترل کند و قابلیتهای کنترل از راه دور و خودکار شده را فراهم کنند.
هر کمپانی ابزارسازی سیگنال های ابزار دقیق استاندارد خود را معرفی می کند که باعث آشفتگی در محدوده ۲۰-۴ میلی آمپر مورد استفاده در سیگنالهای ابزار الکترونیک استاندارد برای فرستنده ها و دریچه ها شد.
این سیگنال نهایتا به عنوان ANSI/ISA S50 استاندارد شد، تطبیق پذیری سیگنالهای آنالوگ برای ابزار پردازش صنعت برق در دهه ی ۷۰ به استاندارد تبدیل شد.
تبدیل ابزار دقیق از فرستنده ها و کنترلرها و دریچه های ابتدایی مکانیکی،
به ابزار الکترونیکی هزینه های نگهداری را کاهش داد چون ابزار الکترونیک قابل اعتماد تر از ابزار مکانیکی است.همچنین کارآمدی و تولید را به علت افزایش در دقت بالا میبرد.
ابزار ابتدایی از بعضی مزایا بهره مند بود که در محیط های خورنده و قابل انفجار مورد توجه بود.
در سالهای ابتدایی کنترل پردازش، اندیکاتورهای پردازش و المانهای کنترل مانند دریچه ها به وسیله یک اپراتور که دور تا دور بخش قدم میزد و دریچه ها را برای رسیدن به دما، فشار دلخواه تنظیم میکرد، نظارت میشد. با پدیدار شدن تکنولوژی کنترلرهای ابتدایی اختراع شد و در حوزهایی که پروسه را نظارت میکرد و دریچه را کنترل میکرد نصب گردید.
این کار زمان پردازش اپراتورها را که مجبور بودند پروسه را نظارت کنند کاهش داد.
سالهای بعد کنترلرهای دقیق به اتاق کنترل مرکزی راه یافت تا پروسه و سیگنالهای خروجی که به المان کنترل نهایی مانند یک دریچه ای که برای تنظیم پروسه در زمان نیاز، ارسال می شد را نظارت کند. این کنترلرها و اندیکاتورها روی یک دیوار که برد کنترل نام دارد ،نصب شدند
اپراتورهایی که در مقابل برد می ایستند به عقب برمیگردند و از راه دور بر اندیکاتورهای پروسه نظارت میکنند.
این کار دوباره مقدار زمان اپراتوری که باید به دور بخش میچرخید را کم می کند. استانداردترین سطح سیگنال اولیه که در این سه سال استفاده می شد ، ۳-۱۵ PSIG بود.
تمرکز اولیه مهندسی تجهیزات ابزار دقیق ، گسترش و کارگذاری ابزار برقی و الکترونیکی برای هدف اندازه گیری، نظارت و ثبت پدیده های فیزیکی است.
از میان خیلی دیگر از انواع ابزار، مهندسین ابزار دقیق سنسورهای لرزش زمین، سنسورهای گلوکز خون، شناسای آتش و آمپرسنج ها را گسترش میدهند.
ابزار گسترش یافته به وسیله مهندسین ابزار دقیق شامل وسایل الکترونیکی آنالوگ ، دیجیتال و سیگنال تلفیقی میشود.
اکثر کاربران این ابزار شامل صنایعی میشود که روی پروسه های خودکارشده مانند کارخانجات شیمیایی و تولیدی تمرکز دارند.
ایمنی و بهبود تولید کنندگی و اطمینان پذیری این کارخانجات، به این ابزار بستگی دارد .
یک حوزه بسیار وسیع کاری نیز در مهندسی پزشکی و در مترولوژی (رشتهای که دستگاه برای اندازه گیری فنی ارائه میدهد) ایجاد میشود.
حوزه مهندسی ابزار دقیق بسیار وسیع است و ظاهرا در حال رشد است که بخشی از آن به علت افزایش استفاده از کنترل اتوماتیک در کارخانجات تولیدی و پردازش است.
رشد همچنین باعث گسترش سنسورهای دقیق تر و قوی تر شده که به ما اجازه میدهد تا پدیده مورد نظر را شناسایی کنیم (مثلا حضور مقدار کم سم در غذا) و این کار را با دقت بیشتری نسبت به یک نسل قبلتر انجام دهیم.
برنامه آموزشی الکترونیک کاربردی و تجهیزات اندازه گیری و ابزار دقیق در اکثر دانشگاه ها شامل واحدهایی در مورد طراحی دستگاههای الکترونیکی آنالوگ و دیجیتال و مورد استفاده برای اندازه گیری و کنترل پارامترهایی مانند جریان، فشار، دما و سطح و کالیبراسیون این گونه ابزار میشود.
دانشجویان یاد میگیرند تا میکرو کنترلرها را برنامه دهند و شبکه های ارتباطی متشکل از سنسورها، محرک ها و کنترلرهای منطقی قابل برنامه دهی (PLC) را طراحی و نصب کنند.
چون مهندسی ابزار دقیق به شکل نزدیکی در ارتباط با مهندسی کنترل است، بعضی دانشگاهها شامل واحدهای سیگنال، سیستمها و نظریه کنترل میشود.
در تیتر و سوال گفته شده در بالا، الکترونیک کاربردی و ابزار دقیق ، محبوب ترین موضوع در هند است.
بنابراین ما تصمیم گرفتیم به این موضوع دقت کنیم:
اینکه دانشگاه های هند که مدرک الکترونیک کاربردی و تجهیزات اندازه گیری و ابزار دقیق ارائه میدهند، راجع به مسیر شغلی ای که فارغ التحصیلان احتمالا خواهند داشت، چه میگویند.
دپارتمان الکترونیک کاربردی و ابزار دقیق در کالج مهندسی Manav Rachna هم به پیشرفت سریع و کاربردهای گوناگون این حوزه اشاره کرد:
حوزه مهندسی الکترونیک کاربردی و ابزار دقیق با گامهای سریع در حال رشد است.
در طول سه دهه گذشته،کاربردهای بسیار وسیعی در حوزه ی ابزار دقیق و تقریبا در همه رشته های مهندسی مانند:
بعضی جمعیت های حرفه ای ابزار دقیق که اطلاعات آموزشی و شغلی راجع به رشد این حوزه در اختیار ما قرار میدهند عبارتند از:
Instrument society of America, instrumentation and measurements society of IEEE, institute of diagnostic engineers (US), institute of measurement and control (UK)
منبع : سایت http://tryengineering.org/
شرکت زیمنس در صنعت برق و الکترونیک شرکت زیمنس در صنعت... ادامه مطلب →
شرکت اشنایدر الکترونیک فعال در زمینه اتوماسیون صنعتی ما قصد... ادامه مطلب →
استفاده از مطالب مجله خبری برگ نما فقط برای مقاصد غیر تجاری و با ذکر منبع بلامانع است. کليه حقوق اين سايت به برگ نما متعلق می باشد.