توضیحات

زمان مطالعه توضیحات: 3 دقیقه

ابزار دقیق (Instrumentation) چیست؟

ابزار دقیق شاخه‌ای از مهندسی است که به اندازه‌گیری، کنترل و نظارت بر کمیت‌های فیزیکی و شیمیایی در سیستم‌های صنعتی و تحقیقاتی می‌پردازد. این کمیت‌ها می‌توانند شامل دما، فشار، جریان، سطح، رطوبت، غلظت گازها، ولتاژ، جریان الکتریکی و بسیاری دیگر باشند.

ابزار دقیق در صنایع مختلف مانند نفت و گاز، پتروشیمی، نیروگاه‌ها، صنایع غذایی، داروسازی، خودروسازی و پزشکی کاربرد دارد.

---

اجزای اصلی ابزار دقیق

ابزار دقیق شامل سه بخش اصلی است:

۱. حسگرها (Sensors) / مبدل‌ها (Transducers)

این تجهیزات وظیفه اندازه‌گیری کمیت‌های فیزیکی و تبدیل آن‌ها به سیگنال الکتریکی یا مکانیکی را دارند.

• مثال‌ها:
  • ترموکوپل (Thermocouple) ➝ اندازه‌گیری دما
  • سنسور فشار (Pressure Transmitter) ➝ اندازه‌گیری فشار
  • فلومتر (Flow Meter) ➝ اندازه‌گیری جریان سیال
  • لول متر (Level Transmitter) ➝ اندازه‌گیری سطح مایعات

---

۲. سیستم‌های کنترل (Control Systems)

این سیستم‌ها داده‌های دریافتی از حسگرها را پردازش کرده و دستورات مناسب را به عملگرها ارسال می‌کنند.

• انواع سیستم‌های کنترل:
  • کنترلرهای منطقی برنامه‌پذیر (PLC)
  • سیستم‌های کنترل توزیع‌شده (DCS)
  • کنترل‌کننده‌های حلقه بسته مانند PID Controller

---

۳. عملگرها (Actuators)

این تجهیزات بر اساس دستورات کنترلر عمل کرده و وضعیت سیستم را تنظیم می‌کنند.

• مثال‌ها:
  • شیرهای کنترلی (Control Valves) ➝ تنظیم میزان جریان سیال
  • موتورهای الکتریکی (Electric Motors) ➝ تغییر سرعت و موقعیت
  • سیلندرهای هیدرولیکی و پنوماتیکی ➝ ایجاد حرکت خطی در سیستم‌ها

---

انواع ابزار دقیق بر اساس کاربرد

۱. ابزار دقیق اندازه‌گیری دما:

• ترموکوپل (Thermocouple)
• ترمیستور (Thermistor)
• RTD (Resistance Temperature Detector)

۲. ابزار دقیق اندازه‌گیری فشار:

• ترانسمیتر فشار (Pressure Transmitter)
• گیج فشار (Pressure Gauge)
• سوئیچ فشار (Pressure Switch)

۳. ابزار دقیق اندازه‌گیری جریان:

• فلومترهای الکترومغناطیسی
• فلومترهای آلتراسونیک
• فلومتر ونتوری

4. ابزار دقیق اندازه‌گیری سطح مایعات:
   • لول ترانسمیتر اولتراسونیک
   • لول ترانسمیتر راداری
   • لول ترانسمیتر خازنی

---

سیستم‌های کنترلی در ابزار دقیق

در سیستم‌های صنعتی، ابزار دقیق در دو نوع کلی کنترل حلقه باز (Open Loop Control) و کنترل حلقه بسته (Closed Loop Control) به کار می‌رود.

۱. کنترل حلقه باز (Open Loop)

• سیستم بدون بازخورد است و خروجی اندازه‌گیری نمی‌شود.
• مثال: هیتر برقی که بدون توجه به دمای محیط کار می‌کند.

۲. کنترل حلقه بسته (Closed Loop)

• سیستم دارای بازخورد است و خروجی به طور مداوم اندازه‌گیری و تنظیم می‌شود.
• مثال: ترموستات که دمای محیط را بررسی کرده و هیتر را خاموش یا روشن می‌کند.

---

مزایای استفاده از ابزار دقیق در صنعت

✅ افزایش دقت و کیفیت در فرآیندهای تولید
✅ کاهش مصرف انرژی و افزایش بهره‌وری
✅ بهبود ایمنی و کاهش خطرات محیطی
✅ کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری
✅ امکان کنترل و نظارت از راه دور

---

نتیجه‌گیری

ابزار دقیق نقش حیاتی در صنایع مدرن ایفا می‌کند و با استفاده از حسگرها، سیستم‌های کنترلی و عملگرها، امکان کنترل دقیق فرآیندهای صنعتی را فراهم می‌آورد. این فناوری به بهینه‌سازی تولید، افزایش ایمنی و کاهش هزینه‌ها کمک می‌کند.

سرفصل ها:

• تاریخچه ي اتوماسیون و اجزاء سیستم هاي کنترل
• تاریخچه ي اتوماسیون
• روند پیشرفت سیستم هاي کنترل مدرن
• اجزاء کنترل
• اندازه گیرها
• کنترل کننده
• محرك ها
• مشخصات دستگاه هاي اندازه گیري ابزار دقیق
• روش هاي اندازه گیري فشار
• تعریف فشار
• مفهوم فشار
• واحدهاي فشار
• انواع فشار
• روش هاي اندازه گیري فشار
• مانومتر
• بوردن تیوب
• انواع بوردن تیوب
• دیافراگم
• کپسولی
• دمنده
• ترانسمیتر فشار
• سوییچ فشار
• اندازه گیرهاي الکتریکی فشار
• استرین گیج ها
• اندازه گیرهاي ظرفیتی فشار
• اندازه گیرهاي پیزو الکتریکی فشار
• روش هاي اندازه گیري دما
• دما
• تعریف دما
• واحدهاي دما
• روش هاي اندازه گیري دما
• دماسنج هاي شیشه اي
• ترموکوپل
• مقاومت حرارت
• ترمیستور
• بی متال
• سیستم هاي گرمایی پر شده
• روش هاي اندازه گیري سطح، فاصله و ارتعاشات
• روش هاي اندازه گیري سطح
• ارتفاع سنج شیشه اي
• ارتفاع سنج شناوري
• ارتفاع سنج غوطه وري
• ارتفاع سنج حبابی
• ارتفاع سنج اختلاف فشاري
• ارتفاع سنج اولتراسونیک
• ارتفاع سنج راداري
• ارتفاع سنج خازنی
• ارتفاع سنج سروو موتوري
• سوییچ هاي حساس به سطح
• اندازه گیري ارتعاشات و فاصله
• ترانسدیوسر پراکسی میتري
• تئوري اندازه گیري
• روش هاي اندازه گیري جریان سیالات
• جریان سیالات
• روش هاي اندازه گیري جریان سیالات
• اندازه گیري به روش اختلاف فشار
• روتامتر
• فلومتر مغناطیسی
• فلومتر توربینی
• موارد کاربرد کنتورهاي توربینی
• اجزاء کنتور توربینی
• تبدیل حجم به کمیت (جرم، حجم استاندارد)
• رنج پذیري
• وابستگی به عدد رینولدز
• جریان سنج هاي اولتراسونیک
• ترنسدیوسرها
• فلومتر جابجائی مثبت
• فلومتر جرمی
• فلومتر لوله ي پیتوت
• فلومتر ورتکس
• فلومتر حرارت
• روش هاي انتقال سیگنال در سطح فیلد
• روش انتقال سیگنال نیوماتیک
• روش انتقال سیگنال جریانی
• روش تکنولوژي HART