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.
هواپیمای اولیه تعداد کمی سنسور داشتند. system gauge فشار هوا را به انحنای سوزن تبدیل میکرد که به عنوان ارتفاع و سرعت هوا تفسیر می شد. یک قطب نمای مغناطیسی تشخیص جهت را فراهم میساخت. نمایش به خلبان به اندازه اندازه گیریها حیاتی بود.
یک هواپیمای مدرن مجموعه ای از سنسورها و نمایشگرهای بسیار کارآمدتر دارد که به سیستمهای avionics وارد شده است. هواپیما ممکن است شامل سیستم مسیریابی اینرسی ،سیستم موقعیتی جهانی ،رادار هوا، اتوپیلوت و سیستم پایدار کننده هواپیما شود. سنسورهای اضافی برای اطمینان پذیری بیشتر استفاده میشود. یک زیر مجموعه از اطلاعات ممکن است به یک ثبت کننده سقوط (جعبه سیاه) منتقل شود تا به تحقیقات حادثه کمک کند. نمایشگر خلبان مدرن در حال حاضر شامل نمایشگر کامپیوتری با نمایشگر head-up است.
رادار کنترل هواپیما سیستم ابزار دقیق توزیع شده است. بخش زمین یک پالس الکترومغناطیس را مخابره میکند و یک اکو (حداقل) دریافت میکند. هواپیما ترانسپوندرها (دستگاه دریافت مخابرات) را حمل میکند که که کدها را به محض دریافت کد مخابره میکند. سیستم، مکان هواپیما در را روی نقشه، یک شناساگر و ارتفاع را به صورت آپشنال نمایش میدهد. مکان روی نقشه بر اساس جهت آنتن حس شده و تاخیر زمانی حس شده است. دیگر اطلاعات به انتقال ترانسپوندر وارد میشود.
از میان استفاده های ممکن از ترم، یک مجموعه از تجهیزات آزمون آزمایشگاهی است که به وسیله یک کامپیوتر از طریق یک IEEE-488 bus (همچنین به عنوان GPIB General Purpose Instrument Bus) یا (HPIB Hewlitt Packard Instrument Bus شناخته میشود). تجهیزات آزمایشگاهی برای اندازه گیری بسیاری از مقادیر الکتریکی و شیمیایی در دسترس است. چنین مجموعه ای از
تجهیزات اندازه گیری و ابزار دقیق ممکن است برای اتومات کردن آزمون آب آشامیدنی برای از نظر آلودگی استفاده شود.
ابزار دقیق برای اندازه گیری بسیاری پارامترها (مقادیر فیزیکی)استفاده میشود.این پارامترها شامل:
ابزار دقیق ، تخصص مهندسی است که روی اصول و عملیات ابزار اندازه گیری که در طراحی و پیکربندی سیستمهای خودکار در حوزه های الکتریک و غیره استفاده میشود، تمرکز دارد. آنها به طور شاخص برای صنایع با پروسه های خودکار مانند کارخانجات تولیدی یا شیمیایی با هدف اصلاح سیستم تولید، اطمینان پذیری، ایمنی، بهینه سازی و پایداری کار میکنند. برای کنترل پارامترها در یک پروسه یا در یک سیستم خاص، وسایلی مانند ریزپردازشگر، ریزکنترلرها یا PLC استفاده میشود ولی هدف نهایی آنها کنترل پارامترهای یک سیستم است.
مهندسی ابزار دقیق به صورت بی قاعده تعریف میشود چون وظایف مورد نیاز، خیلی وابسته به حوزه استفاده است. یک مهندس خبره ابزار دقیق در پزشکی و موشهای آزمایشگاهی دل مشغولیهای بسیار متفاوت تری نسبت به کارشناس ابزار دقیق راکت دارد. دغدغه های مشترک هر دو انتخاب سنسورهای مناسب بر اساس اندازه، وزن، هزینه، اطمینان پذیری، صحت، طول عمر، کارآمدی محیطی و پاسخ فرکانسی هستند. بعضی سنسورها به صورت تحت اللفظی در پوسته های توپخانهای آتش میگیرد. بقیه، انفجارات درون هسته ای را حس میکنند تا اینکه خراب شوند.
مهندسین ابزار دقیق مسئول تلفیق سنسورها با ریکوردرها، مخابره کننده ها، نمایشگرها یا سیستم کنترل و ایجاد طرح و دیاگرام ابزار دقیق برای پروسه هستند. آنها ممکن است طراحی کنند یا نصب را تخصصی کنند، سیم و کابل کشی انجام دهند و اصلاح سیگنال کنند. آنها ممکن است مسئول کالیبراسیون، آزمون و نگهداری سیستم شوند.
متخصصین تکنولوژی ابزار دقیق ، تکنسینها و متخصصین مکانیک در عیب یابی، تعمیر و نگهداری سیستم ابزار و ابزار دقیق،به کار گرفته میشوند.
رالف مولر (۱۹۴۰)گفته است “که تاریخ علم فیزیک عمدتا تاریخ ابزار است و استفاده هوشمندانه از آنها شناخته شده است.عمومی سازی وسیع و تئوری هایی که از زمانی به زمان دیگر رشد کرده اند روی پایه اندازه گیری دقیق ایستاده یا افتاده اند و در چندین لحظه، ابزار جدید برای اهداف خاص درست شده اند. شواهد کمی برای نشان دادن اینکه ذهن انسان مدرن نسبت به انسان کهن برتری دارد، یافت شده است. ابزار او بهتر بوده است.
دیویس بیرد تصریح کرده که تغییرات عمده در ارتباط با شناسایی فلوریس کهن از یک انقلاب علمی بزرگ چهارم بعد از جنگ جهانی دوم، گسترش اندازه گیری علمی نه تنها در شیمی بلکه در کل علوم صورت گرفت. در شیمی، معرفی ابزار دقیق جدید در دهه ۱۹۴۰ چیزی کمتر از یک انقلاب علمی و تکنولوژی نبود که در آن متدهای کلاسیک خیس و خشک از شیمی عالی ساختاری کنار رفت و حوزه های جدید تحقیق باز شد.
در سال ۱۹۵۴ ،W A Wildhack موارد پتانسیل ذاتی مولد و مخرب در کنترل پردازش را مورد بحث قرار داد. توانایی برای اندازه گیری دقیق ، قابل بازبینی و تجدیدپذیر از دنیای طبیعی در سطوحی که قبلا قابل مشاهده نبود، با استفاده از ابزار دقیق علمی یک بافت جدید از دنیا را ارائه داد. این انقلاب ابزار دقیق به شکل اساسی تواناییهای بشر برای نظارت و پاسخ را تغییر داد همانطور که در مثالهایی از نظارت DDT و استفاده از طیف شناسی UV و رنگ نگاری گازی برای نظارت آلاینده های آب آمده است.
منبع : سایت https://en.wikipedia.org
کنترلر PID اولیه سه ترمی که به طور گسترده قبلا در صنعت برق و الکترونیک استفاده میشد و قابل اطمینان و ارزانتر بود.
یک pre-DCS/SCADA محدوده اتاق کنترل مرکزی است. در مدتی که کنترلها در یک مکان مرکزی کتمرکز میشد، اینها هنوز به صورت مجزا و غیر پیوسته درون یک سیستم بودند.
یک اتاق کنترل DCS که در آن اطلاعات کارخانه و کنترلها بر روی صفحه نمایش کامپیوتر نمایش داده میشود.
اپراتورها نشانده میشوند و میتوانند هر بخش از پروسه را زوی صفحه نمایش نگاه و کنترل کنند و یک نگاه کلی روی کارخانه داشته باشند.کنترل پردازش در کارخانجات صنعتی بزرگ در چندین سطح پدیدار شد.
در ابتدا، کنترلها از پنل های محلی در محل پردازش کارخانه بود.
ولی این کار نیازمند قدرت انسانی بالا برای مواظبت این پنل های پراکنده بود و نگاه کلی روی روند امکان پذیر نبود.
اغلب کنترلرها پشت پنل های اتاق کنترل بودند و همه خروجیهای کنترل خودکار و دستی به سمت کارخانه برگشت داده میشود.
ولی در مدتی که یک کنترل مرکزی ایجاد شد، این چیدمان، انعطاف پذیر بود چون هر حلقه کنترل سخت افزار کنترل کننده خود را داشت و حرکتهای پیوسته اپراتورها درون اتاق کنترل برای مرور بخشهای مختلف پروسه مورد نیاز بود.
با آمدن پردازشگرهای الکترونیک و نمایشگرهای گرافیکی، این امکان به وجود آمد که این کنترلرهای مجزا را با الگوریتم هایی بر پایه کامپیوتر که در یک شبکه از موارد ورودی/خروجی قرار داشت و پردازشگرهای کنترلی خودش را داشت، جایگزین شود.
اینها میتوانستند دور تا دور کارخانه پخش شوند و با نمایشگر گرافیکی در اتاق یا اتاقهای کنترل در ارتباط باشند.
مدل کنترل توزیع شده متولد شد.
در بعضی موارد، سنسورها یک المان خیلی کوچک از مکانیزم هستند.
دوربینهای دیجیتال و ساعت مچی ممکن است از نظر فنی تعریف بی قاعده از ابزار دقیق را برطرف کنند چون آنها اطلاعات حس شده را ثبت و نمایش میکنند.
تحت اغلب شرایط، میتواند ابزار دقیق نامیده شود ولی وقتی برای اندازه گیری مدت سپری شده از یک مسابقه و ثبت برنده در خط پایان استفاده شود، هر دو ابزار دقیق نامیده میشوند.
یک مثال خیلی ساده از سیستم ابزار دقیق یک ترموستات مکانیکی است که برای کنترل یک تنور خانگی و در نتیجه کنترل دمای اتاق استفاده میشود. یک بخش شاخص که دما را با یک نوار دو فلزی حس میکند.
این وسیله دما را به وسیله سوزن گر انتهای آزاد نوار نمایش میدهد.
تنور را به وسیله یک سوییچ جیوه ای فعال میکند. وقتی که سوییچ به وسیله نوار چرخانده شد، جیوه تماس فیزیکی (و در نتیجه الکتریکی) بین الکترودها برقرار میکند.
لوازم آشپزخانه از سنسور برای کنترل استفاده میکنند.
یک یخچال در یک دمای ثابت با اندازه گیری دمای داخلی، نگه داشته میشود.
یک مایکرویو اغلب از راه یک سیکل حرارت-حس-حرارت پخت میکند تا وقتی که حس کردن انجام شود.
یک ماشین یخ اتوماتیک تا زمانی که حد سوییچ در کار است یخ تولید میکند.
توسترهای نان میتوانند بر اساس زمان یا اندازه گیری حرارت عمل کنند.
جسم شناور به عنوان سنسور سطح آب عمل میکند.
اتومبیل های مدرن دارای ابزار دقیق پیچیده ای هستند.
علاوه بر نمایش سرعت دور موتور و سرعت خطی، نمایش ولتاژ و جریان باطری، سطح آب، دمای مایع، مسافت طی شده و فیدبک هایی از کنترلهای مختلف (مانند روشن شدن سیگنال، هشدار پارک، چراغ جلوی ماشین، موقعیت عبور) وجود دارد.
اخطارها ممکن است برای مسائل خاصی نمایش داده شوند (بنزین کم، بررسی موتور، باد کم لاستیک، باز بودن در، بسته نشدن کمربند). مسائل ثبت میشوند و در نتیجه میتوانند برای تجهیزات تشخیصی گزارش شوند.
سیستم مسیریابی میتواند فرمانهای صدادار برای رسیدن به مقصد ایجاد کنند.
ابزار دقیق اتومبیل باید ارزان و در طی زمانی طولانی و در شرایط محیطی سخت، قابل اعتماد باشد.
در آنجا ممکن است سیستم ایربگ مستقل وجود داشته باشد که شامل سنسورها ، منطق و محرکهاست.
سیستم ترمز ضد لغزش از سنسور برای کنترل ترمزها استفاده میکند، درحالیکه کنترل CRUISE روی موقعیت دریچه کنترل بنزین(throttle) تاثیر میگذارد. تنوع گسترده خدمات میتواند از طریق لینکهای ارتباطی مانند سیستم OnStar فراهم شود. ماشین های خودکار (با ابزار دقیق عجیب و مرموز) ارائه شده است.
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.