معرفی انواع تجهیزات اندازه گیری ابزار دقیق

حتما اگر در صنایع مختلفی فعالیت می کنید، عنوان “ابزار دقیق” را شنیده اید و این را هم می دانید که استفاده مناسب و به جا از انواع تجهیزات اندازه گیری این امکان را به صنعتگران می دهد تا فرآیند های صنعتی را در اوج بهره وری اجرا کنند. در ادامه این مقاله قصد داریم انواع تجهیزات اندازه گیری ابزار دقیق و کاربردشان را بررسی کنیم.

معرفی انواع تجهیزات اندازه گیری ابزار دقیق :

انواع تجهیزات اندازه گیری پرکاربرد سیستم‌های ابزار دقیق در صنایع مختلف را در این بخش بررسی می کنیم:

تجهیزات اندازه‌گیری یا گیج‌ها ( gauges ) : 

وظیفه این بخش در سیستم های ابزار دقیق کمی سازی متغیر‌ها است. به طور معمول هر ابزار اندازه‌گیری شامل سه جز اساسی شامل سنسور، ترانسدیوسر و ترانسمیتر است.

1) سنسور یا حسگر ( sensor )  : 

مهم ترین بخش از انواع تجهیزات اندازه گیری سنسور ها هستند. وظیفه سنسور یا حسگر تبدیل متغیر فیزیکی به سیگنال‌های قابل اندازه‌گیری است. از جمله پارامتر‌های فیزیکی‌ای که به وسیله سنسور‌ها اندازه‌گیری می‌شوند می توان به دما ، فشار ، سطح ، وزن و غیره اشاره کرد.

2) ترانسدیوسر ( Transducer ) :

بخش دیگر از انواع تجهیزات اندازه گیری ترانسدیوسرها هستند. ترانسدیوسر‌ها در واقع یک مبدل هستند که کمیت‌های پنوماتیکی، شیمیایی و غیره را به کمیت الکتریکی تبدیل می ‌کنند.

3) ترانسمیتر ( transmitter ) :

بخش آخر انواع تجهیزات اندازه گیری ترانسمیترها هستند. ترانسمیتر‌ها یا انتقال دهنده‌ها وظیفه تبدیل کردن سیگنال ورودی را به سیگنال خروجی‌ای که قابل استفاده سیستم و استاندارد باشد، دارند.

در شکل زیر بلوک دیاگرامی از اجزای انواع تجهیزات اندازه گیری را مشاهده می نمایید.

معرفی انواع تجهیزات اندازه گیری:

در این بخش انواع تجهیزات اندازه گیری را بر حسب کمیت مورد اندازه گیری بررسی می کنیم.

1) تجهیزات اندازه گیری دما:

در اکثر محیط های صنعتی دما (Temperature) یکی از شاخصه ها و کمیت های مهم است که می بایست با اندازه گیری آن، فرآیند های کنترلی انجام شوند به دنبال اهمیت این موضوع از انواع تجهیزات اندازه گیری دما برای کنترل دقیق درجه حرارت سیالات و جامدات مختلف، استفاده می شود. به طور کلی تجهیزات اندازه گیری دما را می توان به دو دسته تماسی (CONTACT) و غیر تماسی (NON-CONTACT) تقسیم بندی نمود. دماسنج مقاومتی، دماسنج ترموالکتریکی و یا دماسنج های معمولی که برای اندازه گیری دمای اتاق مورد استفاده قرار می گیرند جز دماسنج های تماسی هستند. دما سنج هایی که از روش های مانند لیزر و یا مادون قرمز برای اندازه گیری دما استفاده میکنند جز دماسنج های غیر تماسی هستند.

از دیگر انواع تجهیزات اندازه گیری دما می توان به ترموکوبل ها  ( متشکل از دو فلز عیز همجنس)، ترمومتر ها (اتصال پراب به سطح جسم، دادای انواع جیوه ای، الکلی و گازی)، دماسنج های کوارتزی (بر مبنای حساسیت فرکانس تشدید کریستال کوارتز)، ترمیستورها و پیرومترها اشاره کرد.

2) تجهیزات اندازه گیری رطوبت:

میزان بخار آب موجود در هوا به عنوان رطوبت  (Humidity)شناخته شده است. برای اندازه گیری رطوبت، میزان رطوبت موجود در هوا که به شکل های رطوبت نسبی، رطوبت مطلق و نقطه شبنم بیان می شود مورد بررسی قرار می گیرند.

3) تجهیزات اندازه گیری فشار:

فشار (Pressure) یکی از مهم ترین کمیت های فیزیکی است که در صنعت مورد اندازه گیر واقع می شود از این رو تجهیزات اندازه گیری فشار جهت سنجش و اندازه گیری فشار مخازن و لوله های انتقال، خطوط احتراق کوره و غیره مورد استفاده قرار می گیرند از اهمیت بالایی برخوردار هستند. تجهیزات اندازه گیری فشار شامل مانومتر (فشار سنج صنعتی، گیج فشار) نصب ثابت و پرتابل، ترانسمیترفشار، پرشرسوئیچ ها (سوئیچ فشار) و تجهیزات جانبی فشار می باشد.

4) تجهیزات اندازه گیری فلو ( جریان):

فلو (flow) یا همان جریان سیال یکی دیگر از مهم ترین متغیر های اندازه گیری در صنعت می باشد. در واقع فلو یا دبی لحظه ای، میزان عبور سیال در واحد زمان می باشد. تجهیزات اندازه گیری دبی شامل، فلو متر یا دبی سنج (جریان سنج)، فلو سوئیچ (سوئیچ جریان)، فلو ترانسمیتر (ترانسمیتر سطح) می شود. تجهیزات اندازه گیری فلو تقریبا در همه صنایعی که با سیالات سر و کار دارند مانند صنایع نفت وگاز، پتروشیمی و پالایشگاه، صنایع غذایی و دارویی، آب و فاضلاب، صنایع کاغذ سازی، صنایع برودتی و غیره مورد استفاده قرار می گیرند.

5) تجهیزات اندازه گیری سطح ( ارتفاع):

یک سیستم ابزار دقیق در حالت کلی شامل بخش هایی است که در تصویر نمایش داده شده است.

در بلوک دیاگرام فوق، مبدل ( Transducer ) وسیله ای است که با استفاده از یک یا چند نوع حسگر( Sensor ) کمیت فیزیکی مورد نظر مانند سرعت ، نیرو یا دما را به کمیتی دیگر و غالبا الکتریکی همانند مقاومت الکتریکی ، ولتاژ یا جریان الکتریکی تبدیل می‌ کند، امروزه در استفاده از تجهیزات اندازه گیری و کنترلی معمولا کمیت های مختلف را به ولتاژ و یا جریان های استانداردی تبدیل می کنند که با محصولات شرکت های مختلف سازگاری داشته باشند.

به عنوان مثال یک کرنش سنج ( Strain gauge ) تغییر طول نسبی را در یک جسم را به تغییر مقاومت تبدیل می‌ کند که توسط مدارات الکتریکی به ولتاژ تبدیل می‌ شود. این عملیات در بخش مدار بهسازی ( Conditioning Circuit ) صورت می ‌گیرد.
در ادامه با توجه به مقدار ولتاژ استاندارد سیستم ، ولتاژ خروجی از بخش مدار بهسازی وارد تقویت کننده می ‌شود تا به مقدار استاندارد برسد و در ادامه به منظور پایش ( monitoring ) یا کنترل فرآیند آن را به ثبت کننده ‌های دیجیتال منتقل می‌ شود. با توجه به تناسب کمیت فیزیکی ای که با تجهیزات اندازه گیری، اندازه گرفته شده است و ولتاژ تقویت شده خروجی سیستم، می توان با انجام عملیات کالیبراسیون ضریب تناسب یا همان ضریب حساسیت در سیستم ابزار دقیق را تعیین نمود.

به چه مشخصاتی از دستگاه‌های اندازه گیری  موقع خرید باید به دقت کنیم؟

انواع تجهیزات اندازه گیری باید داراي ویژگی‌ها و قابلیت‌هایی باشد تا بتواند نیازهاي طراح را برآورده کند مهمترین این ویژگی‌هایی که در هنگام خرید انواع تجهیزات اندازه گیری ابزار دقیق باید به آن ها توجه کنیم، عبارتند از:

• دامنه اندازه گیری (range)
• دقت (accuracy)
• تکرارپذیری (repeatability )
• حساسیت
• پایداري
• پاسخ دهی
• صحت (precision)
• پسماند(hysteresis)
• تفکیک پذیری(resolution)
• آستانه یا ناحیه ی مرده (dead zone, threshold )
• دریفت (drift)
• خطی بودن (linearity)
• تلرانس
• امپدانس ورودی و خروجی
• کالیبراسیون
• طول عمر
• شرایط نگهداری
• اندازه دستگاه
• استاندارد‌های دستگاه
• قیمت و هزینه نگهداری
• حفاظت در مقابل اضافه بار
• رفتار دینامیکی سیستم
• نویز پذیری