ابزار دقیق چیست؟
ابزاردقیق به مجموعه ابزار هایی برای کنترل دما، فشار، جریان، سطح، رطوبت گفته می شود.
مهندسی ابزار دقیق زیر شاخه‌ای از مهندسی کنترل است، که با بهره‌گیری از ابزارهای اندازه‌گیری به کنترل کمیت‌های فیزیکی می‌پردازد. رشته‌ی ابزار دقیق به دلیل استفاده‌ی سنسورهای الکتریکی در آن با رشته برق و الکترونیک ارتباط بسیار نزدیکی دارد. مهندسی ابزار دقیق به طور گسترده‌ای در زمینه‌های طراحی و کنترل سیستم‌های صنعتی نظیر سنسورها، ترانسمیترها، دستگاه‌های اندازه‌گیری و کنترل‌کننده‌ها، به فعالیت می‌پردازد.
ابزار دقیق را همچنین می‌توان از نظر پارامتری که این ابزار عملیاتی بر روی آن انجام می‌دهد دسته‌بندی کرد برای مثال بخش‌های: ابزار دقیق مربوط به دما نظیر تنظیمات دما، ترانسمیتر دما و ترمومتر یا نمایشگر دما، ابزار اندازه‌گیری و کنترل دقیق فشار، فلومتر یا سنجش جریان سیالات و انتقال مقادیر فلو یا کنترل فلو، ابزار سطح سنجی یا اندازه‌گیری سطح مواد درون مخازن و کنترل دقیق آن‌ها و ابزار سرعت سنجی، ابزار رطوبت سنجی و…
تعدادی از ابزارهای دقیق:
- سنسورها
- ترنسدیوسرها
- ترانسمیترها
- ترموستات‌ها
- کنترلرها
- ترمومترها
سنسورها Sensor:
سنسور ابزاری است که در همه دستگاه‌های اندازه‌گیری وجود دارد و وظیفه تبدیل یک کمیت فیزیکی به یک سیگنال الکتریکی را در تجهیزات الکترونیکی یا تبدیل کمیت فیزیکی به یک سیگنال نیوماتیکی در تجهیزات نیوماتیکی را دارد. انواع دستگاه‌های اندازه‌گیری دارای سنسور یا حس کننده‌های متفاوتی هستند که کمیت‌هایی مانند دما، فشار، دبی و غیره را اندازه‌گیری می‌کنند. این سنسورها بر حسب نوع عملکرد، دارای خروجی‌های متفاوتی از قبیل مقاومت، ظرفیت الکتریکی، جابجایی و غیره است. سنسورها البته کاربردهایی نظیر آشکارسازی وجود یا عدم وجود نیز دارند نظیر سنسور نوری. سنسورهای دما نظیر انواع ترموکوپل و RTD و همچنین سنسورهای سیلیکونی دما.
ترنسدیوسرها Transducer:
ک ترانسدیوسر (مبدل) بنا به تعریف، وسیله‌ای است که سیگنال فیزیکی حاصله از سنسور را تبدیل به یک سیگنال الکتریکی می‌کند، یعنی اگر یک سنسور فشار همراه یک ترانسدیوسر باشد، سنسور، پارامتر فشار را اندازه می‌گیرد و مقدار تعیین شده را به ترانسدیوسر تحویل می‌دهد، سپس ترانسدیوسر آن را به یک سیگنال الکتریکی و صد البته قابل ارسال توسط سیم‌های فلزی، تبدیل می‌کند؛ بنابراین همواره خروجی یک ترانسدیوسر، سیگنال الکتریکی است که در سمت دیگر خط می‌تواند مشخصه‌ها و پارامترهای الکتریکی نظیر ولتاژ، جریان و فرکانس را تغییر دهد، البته به این نکته باید توجه داشت که سنسور انتخاب شده باید از نوع سنسورهای مبدل پارامترهای فیزیکی به الکتریکی باشد و بتواند به عنوان مثال دمای اندازه‌گیری شده را به یک سیگنال بسیار ضعیف تبدیل کند که در مرحله بعدی وارد ترانسدیوسر شده و سپس به مدارهای الکترونیکی تحویل داده خواهد شد.
ترانسمیترها Transmitter:
ترانسمیتر از ترکیب دو واژه TRANSFER+METER گرفته شده‌است. یعنی تجهیزی که بتواند یک کمیت فیزیکی را اندازه‌گیری کرده(METERING)و آن را به مکانی دورتر مثل اتاق کنترل انتقال(TRANSFER) دهد. می‌تواند پنوماتیکی یا الکترونیکی باشد. در هر دو مورد، سیگنال ارسالی استاندارد بوده و برای تجهیزاتی که در LOOP کنترل قرار دارند قابل فهم می‌باشد. در نوع الکترونیکی جریان ۲۰–۴ میلی‌آمپر و در نوع پنوماتیکی فشار هوای ۱۵-۳ (PSI)یا (bar)از سوی TRANSMITTER به کنترلرهای الکترونیکی و نیوماتیکی ارسال می‌شود. به بیان دیگر ترانسمیتر صنعتی ابزاری است که برای اندازه‌گیری کمیت‌ها و پارامترهای مختلف نظیر دما، فشار، رطوبت، سطح مایعات، فلو، گازهای‌های محیطی و مواردی از این دست استفاده می‌گردند و مقادیر اندازه‌گیری شده را به صورت جریان الکتریکی استاندارد در بازه ۴ تا ۲۰ میلی‌آمپر روی یک زوج سیم ارسال می‌نمایند. ترانسمیتر ایزوله (TRANSMITTER) جهت تبدیل انواع سیگنال‌های آنالوگ با دقت و کیفیت عالی به کار می‌رود.
ترموستات‌ها Thermostat:
ترموستات یا دماپا دستگاه‌هایی هستند که قادر به اندازه‌گیری دما و فرمان به یک سیستم کنترل دما را دارند. این کار به‌وسیله کنترل شارش انرژی گرمایی به درون یا به بیرون از سامانه صورت می‌گیرد. ترموستات‌ها بر اساس عملکرد به دو دسته‌ی دیجیتال و آنالوگ تقسیم می‌شوند. ترموستات‌ها در صنعت تأسیسات مکانیکی برای کنترل دمای آب یا هوا در سیستم‌های ایجاد برودت و حرارت به کار می‌روند. رادیاتورها، دیگ‌ها و فن کویل‌ها عمومی‌ترین دستگاه‌هایی هستند که برای کنترل دما از ترموستات استفاده می‌کنند.
کنترلرها Controller:
کنترلر یا کنترل‌کننده‌ها مغز متفکر سیستم‌های کنترلی می‌باشند. خروجی‌ها یا سیگنال‌های اندازه‌گیری توسط ترانسمیتر به کنترلر، انتقال می‌یابند تا کنترلر به کمک این اطلاعات و براساس تابعی که برای آن تعریف شده‌است، تصمیمات لازم برای عکس‌العمل مورد نیاز را بگیرد. کنترل‌کننده با مقایسه سیگنال اندازه‌گیری با مقدار مطلوب و انجام محاسبات لازم، مقادیر متغیرهای تنظیم شونده را تعیین می‌کند. ;ورودی کنترل‌کننده سنسورها و ترانسمیترها و غیره.. و خروجی کنترل‌کننده‌ها کنترل ولوها و موتورها و غیره می‌باشد.
ترمومتر Thermometer:
دماسنج، وسیله‌ای است که بر مبنای واحدهای مختلف، دما را اندازه می‌گیرد. با استفاده از دماسنج‌ها می‌توان دما را اندازه گرفت؛ برای مثال، می‌توانیم دمای بدن خود را اندازه بگیریم. دماسنج‌های الکلی و جیوه‌ای رایج‌ترین دماسنج‌ها هستند که با منبسط شدن جیوه یا الکل درون مخزنشان کار می‌کنند. اندازه‌گیری دما توسط دماسنج‌های جیوه‌ای و الکلی برای دماهایی امکان‌پذیر است که بالاتر از نقطهٔ انجماد مایع درون دماسنج و نیز پایین‌تر از نقطهٔ جوش آن باشد، که معمولاً دماسنج‌های الکلی دماهای ۰ تا +۱۰۰ را می‌توانند نشان دهند، و برای اندازه‌گیری دماهای بالاتر باید از دماسنج‌های ترموکوپلی و آذرسنج‌ها استفاده کرد.