تجهیزات ابزار دقیق در بدست آوردن دقیق اطلاعات فیزیکی در دنیای پیشرفته امروز از اهمیت بسیار بالایی برخوردار شده است. یکی از عوامل مهم در تضمین کیفیت و بهبود کارایی در فرآیندها و سیستم‌ها داشتن اطلاعات دقیق از پارامترهای فیزیکی می‌باشد. به سبب همین حساسیت‌ها و نیاز به داشتن تجهیزات اندازه ‌گیری دقیق، علم ابزار دقیق به وجود آمد تا به طراحی و تولید تجهیزات اندازه ‌گیری دقیق بپردازد. در این بلاگ قصد داریم تا صفر تا صد ابزار دقیق را مورد بررسی قرار دهیم.

ابزار دقیق چیست؟

ابزار دقیق چیست، مفهومی که قصد داریم در ابتدا به آن بپردازیم. اگر در صنعت برق فعالیت داشته باشید، قطعاً کلمه ابزار دقیق را شنیده‌اید. این کلمه از دو واژه ابزار و دقیق تشکیل شده است. یعنی ابزارآلات، سنسورها و همه وسایلی که به ‌صورت دقیق و با کمترین خطا، کار می‌کند. به همین جهت می‌توان گفت ابزار دقیق تلفیقی از علم و هنر است زیرا کمیت‌‌ها را با کمترین خطا اندازه می‌گیرد.

همچنین به حسگرها، سنسورهای الکترونیکی که برای اندازه‌گیری دقیق کمیت‌های مختلف اعم از دما، فشار، جریان، ولتاژ، دبی و… که در کارخانه‌ها مورد استفاده هستند، تجهیزات ابزار دقیق گفته می‌شود. در واقع استفاده کردن از واژه دقیق به این معنا است که نیاز به اندازه گیری و کنترل فرایند با دقت بسیار بالا داریم. در این موارد پارامترهایی مانند تکرار پذیری، قابلیت اطمینان و… مهم هستند.

تجهیزات ابزار دقیق

انواع تجهیزات ابزار دقیق

1. سنسورها

سنسورها (SENSOR) مهم‌ترین و متنوع‌ترین تجهیزات ابزار دقیق هستند. هر سنسور برای اندازه گیری یک پارامتر محیطی کاربرد دارد. گاهی برای اندازه گیری یک پارامتر مانند دما، فشار و… چندین نوع سنسور مختلف وجود دارد که باید با توجه به نوع کاربردمان گزینه مناسب را انتخاب کنیم. همچنین سنسورها بر اساس نوع خروجی و نحوه نصب نیز طبقه بندی می‌شوند.

2. عملگرها

عملگرها (Actuator) تجهیزاتی هستند که فرمان خروجی را از کنترل کننده دریافت می‌کند و متناسب با این فرمان عمل می‌کند. گاهی درون یک عملگر، یک سنسور نیز وجود دارد تا از کارکرد دقیق آن مطلع شویم. مانند شیرهای برقی، موتورهای الکتریکی، پمپ‌ها و…

3. ترانسدیوسرها

ترانسدیوسرها پارامتر اندازه گیری شده توسط سنسور را دریافت کرده و به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کند. اگر در رابطه با این ابزار از تجهیزات اندازه گیری نیاز به اطلاعات بیشتری دارید، اینجا کلیک نمایید.

4. ترانسمیترها

وقتی فاصله میان سنسور تا کنترل کننده زیاد باشد، از ترانسمیترها استفاده می‌شود. ترانسمیتر خروجی سنسور را به کمیت الکتریکی استاندارد تبدیل می‌کند. گاهی سنسور و ترانسمیتر به صورت پک شده تولید می‌شود. مانند سنسورهای فشار. جهت آشنایی کامل با ترانسمیترها به مقاله کاربرد و عملکرد ترانسمیتر مراجعه فرمایید.

5. نمایشگرها

از نشانگرها در تجهیزات اندازه گیری برای دیدن میزان پارامترها استفاده می‌کنیم. مانند گیج‌های فشار یا پنل میترها.

6. کنترل کننده‌ها

کنترل کننده‌ها حلقه تکمیل کننده تجهیزات ابزار دقیق هستند. هرگاه نیاز به کنترل و نظارت بر عملکرد یک سیستم یا فرایند باشد، از یک کنترل کننده مانند پی ال سی (PLC) استفاده می‌کنیم. قطع به یقین امروز درآمد از پی ال سی بسیار بر سر زبان‌ها افتاده است. اگر نیاز به اطلاعات بیشتر در مورد این قطعه و بازار کار آن دارید، به بلاگ PLC مراجعه نمایید.

    7. سیستم‌های اطلاعاتی

این سیستم‌های اطلاعاتی به این صورت عمل می‌کنند که، اطلاعات را از تجهیزات ابزار دقیق جمع‌آوری، ذخیره و پردازش می‌کنند و به مکان مورد نظر ارسال می‌نمایند. این سیستم‌ها توسط رایانه‌ها و شبکه‌های ارتباطی تشکیل می‌گردد.

تجهیزات ابزار دقیق

به طور خلاصه، سنسورها پارامترهای محیطی را اندازه می‌گیرند، و اطلاعات سنسورها به کمک ترانسمیترها و ترانسدیوسرها به سمت کنترل کننده فرستاده می‌شود. سپس کنترل کننده با توجه به اطلاعات دریافت شده، فرمان مناسب را به سمت عملگرها ارسال می‌کند. سپس سنسورها مجدداً شرایط جدید را اندازه می‌گیرند و کنترل کننده با توجه به اطلاعات جدید تصمیم گیری می‌کند. این حلقه تا زمان رسیدن به پایداری فرایند دائماً در حال تکرار است.

ویژگی‌های تجهیزات اندازه‌گیری

برای انتخاب هر چه بهتر ابزار آلات دقیق، یکسری پارامترهایی تعریف می‌گردد که، تجهیزات ابزار دقیق مورد نظر، می‌بایست این پارامترها را دارا باشند. همچنین رعایت این پارامترها در انتخاب خرید تجهیزات ابزار دقیق می‌تواند به شما در داشتن خرید کمک می‌کند.

• رنج اندازه گیری (RANGE): محدوده‌ای که ابزار دقیق مورد نظر می‌تواند اندازه گیری نماید.
• نقطه صفر (ZERO): نقطه مبنای صفر که الزاماً صفر نیست مثلاً در سیگنال 4-20mA نقطه صفر برابر 4mA است.
• گستردگی (SPAN): به فاصله بین کمترین و بیشترین مقدار قابل اندازه گیری، گستردگی گویند. بطور مثال یک سنسور فشار توانایی اندازه گیری تا 120BAR را دارد اما گستردگی خروجی عملیاتی آن تا 100BAR است.
• صحت (Accuracy): میزان اختلاف بین مقدار اندازه گیری با میزان واقعی می‌باشد.
• تکرار پذیری (Repeatability): یعنی در اندازه گیری‌های متنوع از یک کمیت ثابت، تمامی مقادیر به یکدیگر نزدیک باشد. در واقع سنسور، داده غیر قابل استفاده نداشته باشد. در بعضی مواقع اصطلاح تکرار پذیری و دقت به جای یکدیگر به کار می‌روند.
• حداکثر فشار کاری: بیانگر حداکثر میزان فشاری است که ابزار مورد نظر در حین کار می‌تواند تحمل نماید.
• هیسترزیس (Hysteresis): پسنماد یا هیسترزیس که در تجهیزات اندازه گیری به معنای عدم تطابق منحنی‌های گذاشت و برداشت بار است و اثرات خروجی مختلف مربوط به گذاشت و برداشت بار را گزارش یا شرح می‌دهد.
• خطی (Linearity): سیستمی خطی است که  نسبت خروجی به ورودی آن در نقاط مختلف یک عدد ثابت باشد. توجه کنید که خطی بود برای یک تجهیز اندازه گیر، رفتاری مطلوب است.
• حساسیت (Sensitivity): ویژگی حساسیت به تغییرات خروجی اندازه‌گیر به واحد تغییرات در کمیت مورد اندازه‌گیری گفته می‌شود

پرکاربردترین تجهیزات ابزار دقیق

1.سنسورهای دما

سنسورهای دما به دو دسته تماسی و غیر تماسی تقسیم می‌شود.

سنسورهای دما نوع تماسی: در این نوع از سنسورها برای اندازه گیری دما نیاز به تماس فیزیکی با جسم وجود دارد مانند ترموکوپل‌ها به همین جهت در دماهای خیلی بالا از این مدل سنسورها استفاده نمی‌شود.

سنسورهای دما نوع غیرتماسی: این نوع از سنسورها برای اندازه گیری دما نیازی به تماس فیزیکی ندارند. در واقع به صورت لیزری یا مادون قرمز دما را اندازه گیری می‌کنند.

2.سنسورهای فشار

این سنسورها عموماً فشار گاز یا مایعات را اندازه گیری می‌کنند. این سنسورها غالباً همراه با ترانسمیتر در یک پکیج تولید می‌شود. خروجی بیشتر سنسورهای فشار به صورت 4 تا 20 میلی آمپر می‌باشد.

3.سنسورهای فلو

این سنسورها در صنایع پتروشیمی بسیار پرکاربرد است زیرا هدف این سنسور اندازه گیری جریال سیال یا دبی است. این نوع سنسورها در انواع مختلف تولید می‌گردد.

4.سنسورهای وزن

سنسورهای وزن یا لودسل‌ها برای اندازه گیری جرم یا میزان مواد موجود در مخازن کاربرد دارد. این مدل سنسورها از یک لودسل و یک مبدل لودسل تشکیل می‌شود تا وزن را به سیگنال‌های الکتریکی استاندارد تبدیل نماید.

5.سنسورهای جریان و ولتاژ الکتریکی

سنسورهای اندازه گیری جریان جهت اندازه گیری میزان آمپر مصرفی تجهیزات مختلف مانند موتورها کاربرد دارد. مانند ترانس جریان CT که در مقاله انواع ترانس جریان به آن اشاره شد. همچنین در پست‌های نیروگاه برق برای اندازه گیری ولتاژ از سنسورهای ولتاژ (PT) استفاده می‌گردد.

انواع ابزار دقیق

مزایای استفاده از تجهیزات ابزار دقیق

در دنیای امروز با گسترش تکنولوژی و فناوری، نیاز به اتوماسیون و کنترل بیش از پیش احساس می‌شود. تجهیزات اندازه گیری و ابزار دقیق تنها راهکار برای داشتن فرایند دقیق و قابل اطمینان است. به همین علت کسب دانش و تجربه در این زمینه احساس می‌شود. از مزایای استفاده از تجهیزات ابزار دقیق می‌توان به موارد زیر اشاره کرد.

• داشتن سرعت در عملکرد در کنار داشتن دقت بالا. برای مثال تنظیم کردن دمای کوره روی یک دمای خاص مثلاً 367 درجه، برای یک انسان کار بسیار دشواری می‌باشد. این در حالی است که یک سیستم ساده کنترل دما به صورت PID به راحتی از پس این وظیفه بر می‌آید.
• کاهش تعداد نیروی کار
• افزایش حجم تولیدات
• افزایش بهره‌وری
• کنترل فرایندها با دقت بالا
• کاهش هزینه‌ها
• مدیریت اطلاعات

کاربرد ابزار دقیق

کاربرد تجهیزات اندازه گیری و ابزار دقیق به دلیل مهم بودن این ابزارآلات در فرایندهای صنعتی، کاربرد گسترده‌ای دارد. همان طور که بررسی کردیم این ابزارهای صنعتی برای اندازه‌گیری دقیق، کنترل کیفیت، تجزیه و تحلیل داده‌ها، اندازه‌گیری فشار، دما، سرعت و… مورد استفاده قرار می‌گیرند که در ادامه به شرح برخی از آن‌ها خواهیم پرداخت.

کاربرد در صنایع

• صنایع سیمان و بتن
• صنایع فولاد
• صنعت نفت و گاز
• صنایع دریایی و کشتی سازی
• صنایع نوشیدنی و غذا
• سیستم‌های کنترل تردد
• سیستم‌های پایش سرعت
• سیستم‌های کنترل سرمایش و گرمایش
• فرایندهای شیمی و پتروشیمی
• بیمارستان‌ها و صنایع دارویی
• صنعت خودروسازی
• صنعت الکترونیک

جمع بندی

با نگاهی اجمالی به کاربرد تجهیزات اندازه گیری و ابزار دقیق متوجه طیف گسترده از اهمیت و کاربرد این ابزارآلات در صنایع مختلف شدید. البته ناگفته نماند دامنه کاربردی ابزار دقیق بسیار زیاد و عمیق می‎‌باشد و در قالب یک مقاله نمی‌گنجد. ما در این بلاگ از فروشگاه محصولات NIKO، تمام تلاش خود را نمودیم تا شما را با تجهیزات ابزار دقیق آشنا نماییم.

همچنین ما در فروشگاه خود محصول ترانسدیوسر که انواع ابزار دقیق می‌باشد را داریم برای خرید آن می‌توانید به فروشگاه ما رفته و مدل مورد نظر خود را انتخاب نمایید. در صورت هر گونه سوال و ابهامی نیز می‌توانید با شماره‌های موجود در سایت در ساعات اعلام شده تماس بگیرید. منتظر انتقادات و پیشنهادات شما هستیم. با ما در تماس باشید.