ابزار دقیق

:تاریخ آخرین بروزرسانی مقاله بهمن ۸ام, ۱۴۰۳ در ۰۶:۰۶ ق٫ظ

ابزار دقیق چیست؟

ابزار دقیق (Instrumentation) عبارتست از علم اندازه گیری و کنترل خودکار و علمی است که شامل تکنیک هایی را به منظور اندازه گیری و کنترل تجهیزات صنعتی به کار می گیرد و توسعه می دهد. کنترل فرآیند، مفهوم گسترده ای دارد و ممکن است برای هر سیستم خودکار مانند یک ربات پیچیده یا یک سیستم کنترل فرآیند رایج به عنوان یک شیر پنوماتیکی که جریان آب، روغن یا بخار را در لوله کنترل می کند، اِعمال گردد.

ابزار دقیق از سه بخش اصلی تشکیل شده است:

1. سنسور یا دستگاه ورودی
2. پردازشگر سیگنال
3. گیرنده یا دستگاه خروجی

برای اندازه‌گیری یک کمیت، معمولاً سیگنالی که مقدار مورد نیاز را نشان می‌دهد به یک دستگاه نشان‌دهنده یا محاسباتی که در آن عملیات انسانی یا خودکار انجام می‌شود، ارسال می گردد. اگر عمل کنترل خودکار باشد، رایانه، سیگنالی را به دستگاه کنترل نهایی ارسال می کند که سپس بر کمیت اندازه گیری شده تأثیر می گذارد. اجزای فیزیکی که معمولاً اندازه گیری می شوند عبارتند از:

• دما، فشار، سرعت، جریان، نیرو، حرکت، سرعت و شتاب، تنش و کرنش، سطح یا عمق، جرم یا وزن چگالی، اندازه یا حجم، اسیدیته/قلیایی. همچنین سنسورها ممکن است با کلیدهای روشن/خاموش ساده برای تشخیص موارد زیر کار کنند:

سنسورها ممکن است با کلیدهای روشن/خاموش ساده برای تشخیص موارد زیر کار کنند:

• اجسام (کلید مجاورت)، خالی یا پر (کلید سوئیچ)، سرد یا گرم (ترموستات)، فشار بالا یا کم (سوئیچ فشار)

اکثر تجهیزات آنالوگ مدرن در محدوده سیگنال استاندارد زیر کار می کنند:

• استاندارد صنعتی پذیرفته شده برای سیگنال های الکترونیکی، سیگنال جریان 4 تا 20 میلی آمپر است که شرایط فرآیند 0 تا 100 درصد را نشان می دهد.
• محدوده صنعتی استاندارد برای سیگنال های پنوماتیک، 20 تا 100 کیلو پاسکال (3 تا 15 psig) است که با شرایط فرآیند 0 تا 100 درصد مطابقت دارد.

نکته مهم: از صفر زنده (4 میلی آمپر) برای تشخیص بین 0٪ فرآیند (4 میلی آمپر) و یک حلقه سیگنال قطع یا معیوب (0 میلی آمپر) استفاده می شود. صفر زنده (20 کیلو پاسکال) به پرسنل اتاق کنترل اجازه می دهد تا بین شرایط فرآیند معتبر 0٪ (یا 20 kpa(g) قرائت) و فرستنده غیرفعال یا خط فشار قطع شده (یا kpa(g) 0 تمایز قائل شوند. خواندن)، ارائه یک تأیید عقلانیت درشت.

انگیزه اصلی استفاده از سیگنال های پنوماتیکی معمولاً در صنایع فرآیندی، برای محیط ایمن است، به ویژه زمانی که خطر آتش سوزی یا انفجار وجود دارد. مزیت داشتن برد استاندارد یا استفاده از سیگنال های دیجیتال این است که همه تجهیزات را می توان به صورت آماده کالیبره خریداری کرد. برای سیستم های آنالوگ حداقل سیگنال (دما، سرعت، نیرو، فشار و غیره) با 4 میلی آمپر یا 0.2 بار (3 psig) و حداکثر سیگنال با 20 میلی آمپر یا 1.0 بار (15 psig) نشان داده می شود.

تجهیزات الکتریکی قدیمی‌تر از 0 تا 10 ولت استفاده می‌کنند. ابزارها به طور فزاینده‌ای دیجیتال هستند و یک رمزگذار دیجیتال باینری برای ارائه خروجی دیجیتال باینری تعبیه شده است.

دستگاه های کنترل و ابزار دقیق معمولاً یکی از اشکال زیر را دارند:

• شیرهای کنترل (مثلاً برای کاهش سرعت جریان سیال)
• موتورهای الکتریکی
• بخاری های برقی

دستگاه‌های اندازه‌گیری و دستگاه‌های کنترل نهایی به سیستم فیزیکی متصل می‌شوند که به آن (فرایند) می‌گویند.

تاریخچه ابزار دقیق

ابزار دقیق ریشه در تلاش‌ های اولیه بشر برای اندازه‌ گیری و کنترل دارد. در دوران باستان، ابزارهایی نظیر تراز، ساعت آفتابی و شاقول برای اندازه‌گیری به کار می‌رفتند. با پیشرفت فناوری، ابزارهای اندازه‌گیری دقیق‌ تر و پیشرفته‌ تری نظیر ترموکوپل، فشار سنج و جریان‌ سنج طراحی شدند. انقلاب صنعتی و نیاز به کنترل پیچیده‌تر فرآیندها، توسعه ابزار دقیق را سرعت بخشید و امروزه این فناوری با استفاده از حسگرهای دیجیتال و اینترنت اشیا (IoT) به نقطه اوج خود رسیده است.

انواع تجهیزات ابزار دقیق

ابزار دقیق شامل اجزای مختلفی است که هر کدام نقش خاصی در فرآیند کنترل و نظارت ایفا می‌ کنند. این اجزا عبارت‌اند از:

1. سنسورهای دما

سنسورهای دما اولین مرحله در زنجیره ابزار دقیق هستند و وظیفه آن‌ها اندازه‌گیری پارامترهای مختلف نظیر دما، فشار، جریان، سطح و غلظت است. این ابزارها تغییرات فیزیکی یا شیمیایی را به سیگنال‌ های قابل‌ فهم تبدیل می‌ کنند.

2. ترانسدیوسرها

ترانسدیوسرها سیگنال‌ های تولید شده توسط حسگرها را به فرم دیگری تبدیل می‌ کنند. به عنوان مثال، ترانسدیوسرهای فشار، فشار را به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌ کنند.

3. مبدل‌ها

مبدل‌ ها وظیفه تبدیل سیگنال‌ ها از یک نوع به نوع دیگر را دارند. به عنوان مثال، مبدل‌ های آنالوگ به دیجیتال (ADC) سیگنال‌ های آنالوگ را به داده‌ های دیجیتال تبدیل می‌ کنند.

4. کنترل‌ کننده‌ها

کنترل‌کننده‌ ها با استفاده از سیگنال‌ های دریافتی از حسگرها و بر اساس الگوریتم‌ های خاص، تصمیم‌ گیری کرده و دستورات لازم را برای اصلاح یا تنظیم فرآیند صادر می‌ کنند. سیستم‌ های کنترلر منطقی برنامه‌پذیر (PLC) از معروف‌ ترین نمونه‌ ها هستند.

5. نمایشگر ها و ثبات‌ ها

نمایشگرها داده‌های اندازه‌گیری شده را به صورت عددی یا گرافیکی نمایش می‌ دهند و ثبات‌ها اطلاعات را برای تحلیل و استفاده بعدی ذخیره می‌ کنند.

کاربردهای ابزار دقیق در صنایع مختلف

1. صنعت نفت، گاز، پالایش و پتروشیمی

ابزار دقیق نقش کلیدی در نظارت و کنترل فرآیند های استخراج، پالایش و انتقال نفت و گاز دارد. استفاده از تجهیزاتی مانند فشارسنج‌ ها، جریان‌سنج‌ ها و دماسنج‌ ها به بهبود ایمنی و کاهش هزینه‌ ها کمک می‌ کند.

2. صنایع شیمیایی و پتروشیمی

در این صنایع، ابزار دقیق برای کنترل واکنش‌ های شیمیایی، اندازه‌ گیری غلظت مواد و نظارت بر دما و فشار استفاده می‌ گردد.

3. صنعت برق

در نیروگاه‌ ها، ابزار دقیق برای نظارت بر عملکرد توربین‌ ها، کنترل دما و فشار بخار و اندازه‌ گیری پارامترهای الکتریکی نظیر ولتاژ و جریان مورد استفاده قرار میگیرند.

4. صنعت خودرو سازی

در فرآیندهای تولید خودرو، ابزار دقیق برای نظارت بر کیفیت، کنترل اتوماسیون و اندازه‌گیری پارامترهای فنی خودرو به کار می‌ روند.

5. کاربردهای پزشکی

در حوزه پزشکی، ابزار دقیق در تجهیزاتی مانند مانیتورهای پزشکی، دستگاه‌ های تصویر برداری و آزمایشگاه‌ های تشخیصی کاربرد دارد.

مزایای استفاده از ابزار دقیق در صنایع

استفاده از ابزار دقیق در سیستم‌ های صنعتی و تجاری مزایای متعددی دارد:

1. افزایش دقت: ابزار دقیق باعث کاهش خطاهای انسانی و افزایش دقت اندازه‌ گیری و کنترل می‌ شود.
2. بهبود بهره‌ وری: با استفاده از داده‌ های دقیق و لحظه‌ ای، فرآیندها بهینه‌ سازی می‌ شوند.
3. افزایش ایمنی: نظارت دقیق بر پارامترهای حیاتی، از بروز حوادث ناگوار جلوگیری می‌ کند.
4. کاهش هزینه‌ ها: بهینه‌ سازی مصرف انرژی و مواد اولیه از هزینه‌ های اضافی جلوگیری می‌ کند.

سیستم های ابزار دقیق و کنترل صنعتی

رایج ترین سیستم های اندازه گیری و کنترل ابزار دقیق صنعتی شرایط و استانداردهای منحصر به فرد خود را دارند. رایج ترین اصطلاحات و تعاریف فرآیند کنترل شامل موارد زیر است:

فرآیند (Process): سیستم های فیزیکی به منظور کنترل یا اندازه گیری است. به عنوان مثال: سیستم های تصفیه آب، سیستم های دیگ بخار، واحدهای پالایشگاه نفت، گاز، پالایش و پتروشیمی، واحدهای تولید برق، سیستم های ریخته گری فلزات مذاب و بساری موارد دیگر.

متغیر فرآیند (Process Variable or PV): کمیت خاصی است که در یک فرآیند اندازه گیری می شود. به عنوان مثال: سطح فشار، دما، جریان، هدایت الکتریکی، pH، موقعیت، سرعت، ارتعاش و غیره.

نقطه تنظیم (Setpoint or SP): مقداری است که در آن یک متغیر فرآیند باید حفظ شود. به عبارت دیگر، مقدار “هدف” برای متغیر فرآیند است.

عنصر حسگر اصلی یا PSE: تجهیزی است که یک متغیر فرآیند را Sense یا حِس می کند و آن کمیت Sense ani را به صورت آنلوگ آنالوگ (ولتاژ الکتریکی، جریان، مقاومت، نیروی مکانیکی، حرکت و غیره) تبدیل می کند. به عنوان مثال: ترموکوپل، ترمیستور، لوله بوردون، میکروفون، پتانسیومتر، سلول الکتروشیمیایی، شتاب سنج.

پیشنهادی: سنسور ترموکوپل چیست و چگونه کار می کند؟

مبدل یا Transducer: دستگاهی است که یک سیگنال ابزار دقیق استاندارد شده را به سیگنال ابزار دقیق استاندارد شده دیگر تبدیل می کند و/یا نوعی پردازش را روی آن سیگنال انجام می دهد. اغلب به عنوان مبدل و گاهی اوقات به عنوان رِله (relay) نامیده می شود. برخی از مثال ها در این باره عبارتند از: مبدل I/P (سیگنال الکتریکی 4-20 میلی آمپر را به سیگنال پنوماتیکی 3-15 PSI تبدیل می کند)، مبدل P/I (سیگنال پنوماتیک 3-15 PSI را به سیگنال الکتریکی 4-20 میلی آمپر تبدیل می کند)، استخراج کننده ریشه مربع (ریشه مربع سیگنال ورودی را محاسبه می کند).

نکته مهم: به طور کلی، مبدل، هر وسیله ای است که یک شکل انرژی را به دیگری تبدیل می کند، مانند میکروفون یا حسگر دما ترموکوپل. با این حال، در ابزار دقیق صنعتی، عموماً از عنصر حسگر اصلی برای توصیف این مفهوم استفاده می‌شود و کلمه Transducer را برای اشاره خاص به یک دستگاه تبدیل برای سیگنال های ابزار دقیق استاندارد است.

ترانسمیتر: دستگاهی است که سیگنال تولید شده توسط “عنصر حسگر اصلی” (PSE) را به یک سیگنال ابزار دقیق استاندارد مانند فشار هوا 3-15 PSI، جریان الکتریکی DC 4-20 میلی آمپر، بسته سیگنال دیجیتال فیلدباس، و غیره، که ممکن است سپس به یک دستگاه نشانگر، یک کنترل، منتقل شود. دستگاه لینگ یا هر دو.

مقادیر پایین و بالای محدوده (LRV و URV): مقادیر یک فرآیند با 0% اندازه گیری می شوند و 100% محدوده کالیبره شده یک فرستنده. به عنوان مثال، اگر یک فرستنده دما کالیبره شده باشد برای اندازه گیری محدوده دمایی که از 300 درجه سانتیگراد شروع و به 500 درجه سانتیگراد ختم می شود، LRV آن 300 درجه سانتیگراد و URV آن 500 درجه سانتیگراد خواهد بود.

Zero و Span: توضیحات جایگزین LRV و URV برای نقاط 0% و 100% محدوده کالیبره شده یک ابزار هستند. “Zero” به نقطه شروع محدوده یک ابزار (معادل LRV) اشاره دارد، در حالی که “Span” به عرض محدوده آن (URV – LRV) اشاره دارد. به عنوان مثال، اگر یک فرستنده دما برای اندازه گیری محدوده دمایی که از 300 درجه سانتیگراد شروع می شود و به 500 درجه سانتیگراد ختم می شود، کالیبره شده باشد، صفر آن 300 درجه سانتیگراد و “span” آن 200 درجه سانتیگراد خواهد بود.

کنترل کننده (Controller): دستگاهی است که سیگنال متغیر فرآیند (PV) را از یک عنصر حسگر اصلی (PSE) یا فرستنده دریافت می کند، سیگنال را با مقدار دلخواه (به نام نقطه تنظیم) مقایسه می کند و یک مقدار سیگنال خروجی مناسب را برای ارسال به یک نهایی محاسبه می کند

Final Control Element یا FCE: دستگاهی است که سیگنال خروجی را توسط یک کنترلر دریافت کرده و مستقیماً بر فرآیند تأثیر می گذارد. مثال: موتور الکتریکی با سرعت متغیر، شیر کنترل، بخاری برقی.

متغیر دستکاری شده یا MV: اصطلاح دیگری برای توصیف سیگنال خروجی تولید شده توسط یک کنترلر است. آیا سیگنال فرمان (“یا دستکاری”) عنصر کنترلی نهایی برای تأثیرگذاری بر فرآیند است.

حالت خودکار (Automatic Mode): زمانی است که کنترلر، یک سیگنال خروجی را بر اساس رابطه یک متغیر فرآیند (PV) با نقطه تنظیم (SP) تولید می کند.

حالت دستی (Manual Mode): زمانی است که دستگاه به اپراتور انسانی اجازه می دهد مستقیماً سیگنال خروجی ارسال شده به عنصر کنترل نهایی را تعیین کند.

اعداد برچسب (Tag Numbers): حروف و اعدادی هستند که در داخل یا نزدیک دستگاه قرار می گیرند تا نوع و عملکرد دستگاه را مشخص کنند. حروف و اعدادی که در داخل یا نزدیک دستگاه قرار می گیرند تا نوع و عملکرد دستگاه را مشخص کنند.

بالون نمودار: در یک نمودار کنترل فرآیند، یک دایره به نام “balloon” برای نشان دادن یک ابزار، به عنوان “فرستنده دما” استفاده می گردد.

ISA توابع ابزار و شناسایی: استاندارد ISA شناسایی ابزارها یا توابع کنترل مرتبط با آن را در یک حلقه پوشش می دهد. کاربر آزاد است که شناسایی اضافی را با شماره سریال، شماره واحد، شماره منطقه، شماره کارخانه یا به وسیله دیگر اعمال کند. برای اطلاعات بیشتر ، استانداردهای ISA-S51.1 و ISA-S75 را ببینید.

هشدار (Alarm): دستگاه یا عملکردی که وجود یک وضعیت غیرعادی را با استفاده از یک تغییر گسسته قابل شنیدن یا قابل مشاهده، یا هر دو، برای جلب توجه نشان می دهد. عملکرد آن صرفاً برای بستن یا باز کردن مداری است که ممکن است برای اینترلاک معمولی یا غیرعادی، راه اندازی، خاموش شدن، چراغ راهنما یا دستگاه هشدار دهنده، که به درستی به عنوان سوئیچ سطح، سوئیچ جریان و غیره تعیین شده است استفاده شود.

باینری (Binary): اصطلاحی است که به سیگنال یا دستگاهی که فقط دو موقعیت یا حالت مجزا دارد به کار می رود. هنگامی که این اصطلاح در ساده‌ترین شکل خود، مانند سیگنال باینری (در مقابل سیگنال آنالوگ) استفاده می‌شود، به حالت «روشن-خاموش» یا «بالا-پایین» اشاره می‌کند، یعنی حالتی که مقادیر پیوسته متغیر را نشان نمی‌دهد.

بُرد Board: معادل کنترل پنل است.

حباب Bubble: نماد دایره‌ای است که برای نمایش و شناسایی هدف یک ابزار یا عملکرد به کار می‌رود و معادل کلمه “بالون” است. این نماد ممکن است شامل یک شماره برچسب باشد.

کنترلر Controller: دستگاهی که خروجی آن برای تنظیم یک متغیر کنترل‌ شده به شکلی مشخص تغییر می‌ کند.

کنترلر خودکار: خروجی خود را به‌ طور خودکار بر اساس ورودی مستقیم یا غیر مستقیم از یک فرآیند اندازه‌گیری‌ شده تغییر می‌ دهد.

کنترلر دستی: یک ایستگاه بارگذاری دستی است و خروجی آن وابسته به فرآیند اندازه‌گیری‌ شده نیست و تنها با تنظیم دستی تغییر می‌ کند.

ایستگاه کنترل Control Station: یک ایستگاه بارگذاری دستی است که امکان تغییر بین حالت‌های کنترل دستی و خودکار در یک حلقه کنترلی را فراهم می‌ کند. به آن “ایستگاه خودکار-دستی” نیز گفته می‌ شود. رابط کاربری سیستم کنترل توزیع‌ شده نیز می‌ تواند به‌ عنوان یک ایستگاه کنترل در نظر گرفته شود.

شیر کنترل Control Valve: می‌ تواند یک شیر دستی قطع و وصل یا یک شیر خودکار باشد که مستقیماً جریان یک یا چند سیال را تنظیم می‌کند.

ستفاده از اصطلاح “شیر کنترل دستی” برای شیرهای دستی که برای تنظیم فرآیند یا شناسایی به‌عنوان ابزار به کار می‌ روند، محدود است.

مبدل Converter: دستگاهی است که اطلاعات را به یک شکل از سیگنال ابزار دریافت کرده و به شکل دیگری از سیگنال خروجی تبدیل می‌کند. معمولاً یک عنصر دما (TE) به یک فرستنده (TT) متصل می‌شود، نه به یک مبدل (TY). مبدل گاهی به‌عنوان “ترنسدیوسر” نیز شناخته می‌شود، اما “ترنسدیوسر” یک اصطلاح عمومی است و استفاده از آن برای تبدیل سیگنال پیشنهاد نمی‌شود.

دیجیتال Digital: اصطلاحی است که به سیگنال یا دستگاهی اشاره دارد که از ارقام دودویی (باینری) برای نمایش مقادیر پیوسته یا حالات گسسته استفاده می‌کند.

سیستم کنترل توزیع‌شده Distributed Control System: سیستمی که به‌ طور عملکردی یکپارچه است، اما شامل زیرسیستم‌ هایی می‌شود که ممکن است به‌ صورت فیزیکی جدا از یکدیگر و در مکان‌ های دور قرار داشته باشند.

عنصر کنترلی نهایی Final Control Element: دستگاهی است که به‌ طور مستقیم مقدار متغیر کنترلی در یک حلقه کنترل را تنظیم می‌ کند. معمولاً عنصر کنترلی نهایی یک شیر کنترل است.

عملکرد (Function ): هدف یا عملی که توسط یک دستگاه انجام می‌ گردد.

شناسه (Identification): ترتیب حروف یا اعداد، یا ترکیبی از هر دو، که برای مشخص کردن یک ابزار یا حلقه خاص استفاده می‌شود.

ابزارآلات (Instrument): دستگاهی که به‌ طور مستقیم یا غیرمستقیم برای اندازه‌گیری یا کنترل یک متغیر استفاده می‌ شود. این اصطلاح شامل اجزای اولیه، عناصر کنترلی نهایی، دستگاه‌ های محاسباتی و دستگاه‌ های الکتریکی مانند آلارم‌ دهنده‌ها، کلیدها و دکمه‌ ها است.

ابزار دقیق (Instrumentation ): مجموعه‌ ای از ابزارها یا کاربرد آن‌ ها برای مشاهده، اندازه‌گیری، کنترل یا ترکیبی از این موارد.

حلقه (Loop): ترکیبی از دو یا چند ابزار یا عملکرد کنترلی که به گونه‌ ای تنظیم شده‌ اند که سیگنال‌ ها بین آن‌ ها برای اندازه‌گیری یا کنترل یک متغیر فرآیندی منتقل می‌ شود.

ایستگاه بارگذاری دستی (Manual Loading Station): دستگاه یا عملکردی که خروجی آن به صورت دستی تنظیم می‌ شود و برای تحریک یک یا چند دستگاه از راه دور استفاده می‌شود. این ایستگاه ممکن است نشانگرهای داخلی، چراغ‌ها یا ویژگی‌های دیگر داشته باشد و به آن ایستگاه دستی یا بارگذار دستی نیز گفته می‌شود.

اندازه گیری (Measurement): تعیین وجود یا مقدار یک متغیر.

مانیتور (Monitor): اصطلاح کلی برای دستگاه یا سیستم ابزاری که وضعیت یا مقدار یک یا چند متغیر را برای استخراج اطلاعات مفید اندازه‌گیری یا حس می‌کند. این کلمه به عنوان فعل نیز استفاده می‌شود.

چراغ مانیتور (Monitor Light): معادل چراغ پایلوت (چراغ راهنما) است.

پنل (Panel): ساختاری که مجموعه‌ ای از ابزارها روی آن نصب شده است و رابط کاربری بین اپراتور و فرآیند را در خود جای می‌ دهد. پنل ممکن است شامل یک یا چند بخش، کابین، کنسول یا میز باشد.

پنل تعبیه شده (Panel-Mounted): به ابزاری اطلاق میگردد که روی یک پنل یا کنسول نصب شده و برای استفاده معمول اپراتور در دسترس است. عملکردی که معمولاً در یک سیستم نمایش مشترک برای اپراتور قابل دسترسی باشد، معادل یک دستگاه جداگانه نصب‌ شده بر روی پنل است.

چراغ پایلوت (Pilot Light): چراغی که نشان می‌ دهد کدام یک از شرایط نرمال یک سیستم یا دستگاه وجود دارد. این چراغ برخلاف چراغ آلارم، شرایط غیر عادی را نشان نمی‌ دهد. چراغ پایلوت به چراغ مانیتور نیز معروف است.

سنسور اصلی (Primary Element): معادل سنسور اصلی است.

فرایند (Process ): هر عملیات یا دنباله‌ ای از عملیات که شامل تغییر انرژی، حالت، ترکیب، ابعاد یا ویژگی‌ های دیگر باشد و می‌ توان آن را نسبت به یک مرجع تعریف کرد.

متغیر فرآیندی (Process Variable ): هر ویژگی متغیری از یک فرآیند. این اصطلاح برای تمام متغیرها به جز سیگنال‌ های ابزاری استفاده می‌ گردد.

برنامه (Program): دنباله‌ ای تکرار شونده از اقدامات که وضعیت خروجی‌ ها را به‌عنوان رابطه‌ ای ثابت با مجموعه‌ ای از ورودی‌ها تعریف می‌ کند.

کنترل‌کننده منطقی برنامه‌پذیر  (PLC): کنترلری که معمولاً دارای ورودی‌ ها و خروجی‌ های متعدد است و برنامه‌ ای قابل تغییر در آن وجود دارد.

رله (Relay): دستگاهی که وظیفه آن انتقال اطلاعات به صورت بدون تغییر یا در قالبی اصلاح‌ شده است. گاهی از رله به معنای دستگاه محاسباتی استفاده می‌ شود. همچنین، اصطلاح “رله” به طور خاص به کلیدهای الکتریکی، پنوماتیکی یا هیدرولیکی اطلاق می‌ گردد که با یک سیگنال فعال می‌ شوند.

اسکن (Scan ): نمونه‌ گیری از متغیرها به صورت متناوب و طبق یک ترتیب مشخص. دستگاه اسکن معمولاً برای تعیین حالت یا مقدار یک متغیر استفاده می‌ شود و ممکن است با عملکردهای دیگری مانند ضبط و هشدار همراه باشد.

سنسور (Sensor): بخشی از یک حلقه یا ابزار که ابتدا مقدار یک متغیر فرآیندی را حس می‌ کند و به حالتی از پیش تعیین‌ شده و قابل درک تغییر می‌ یابد. سنسور ممکن است به صورت جداگانه یا همراه با یک عنصر عملکردی دیگر در حلقه باشد. سنسور به‌ عنوان آشکارساز دمای مقاومتی یا عنصر اصلی نیز شناخته می‌ شود.

نقطه تنظیم (Set Point): متغیر ورودی که مقدار دلخواه متغیر کنترل‌ شده را تعیین می‌ کند. نقطه تنظیم می‌ تواند به صورت دستی، خودکار یا برنامه‌ریزی‌شده تنظیم شود و مقدار آن در همان واحدهایی است که متغیر کنترل‌ شده بیان میگردد.

کنترلر مشترک (Shared Controller): کنترلی که شامل الگوریتم‌های از پیش برنامه‌ریزی‌ شده است و معمولاً قابل پیکربندی و اختصاص است. این کنترلر اجازه می‌د هد تا چندین متغیر فرآیندی توسط یک دستگاه کنترل شوند.

Shared Display (نمایشگر مشترک): دستگاه رابط کاربری اپراتور (معمولاً یک صفحه‌نمایش) که اطلاعات کنترل فرآیند را از منابع مختلف به فرمان اپراتور نمایش می‌ دهد.

Switch (کلید): دستگاهی که یک یا چند مدار را متصل، قطع، انتخاب یا منتقل می‌ کند و به‌عنوان کنترلر، رله یا شیر کنترل تعریف نمی‌ گردد. همچنین به عملکردهایی که توسط کلیدها انجام می‌ شود اشاره دارد.

نقطه تست (Test Point): اتصالی در فرآیند که به هیچ ابزاری به‌طور دائمی متصل نیست، اما برای اتصال موقتی یا متناوب یک ابزار در نظر گرفته شده است.

ترنسدیوسر (Transducer): دستگاهی عمومی که اطلاعات را به صورت یک یا چند مقدار فیزیکی دریافت می‌ کند، در صورت نیاز آن را اصلاح یا تغییر می‌ دهد و یک سیگنال خروجی تولید می‌ کند. بسته به کاربرد، ترنسدیوسر می‌ تواند عنصر اصلی، فرستنده، رله، مبدل یا دستگاه دیگری باشد.

فرستنده (Transmitter): دستگاهی که متغیر فرآیند را از طریق سنسور حس می‌ کند و خروجی آن تنها به‌ عنوان تابعی از پیش تعیین‌ شده از متغیر فرآیند تغییر می‌ کند. سنسور ممکن است با فرستنده یکپارچه یا جدا باشد.

نام گذاری شناسه (Identification Designation): بر اساس استاندارد ANSI/ISA S5.1 و ISO 14617-6، این نام‌ گذاری برای شناسایی اندازه‌ گیری‌ ها در فرآیند استفاده می‌ شود. این شناسه‌ ها شامل حداکثر ۵ حرف هستند:

• حرف اول: مقدار اندازه‌گیری‌ شده.
• حرف دوم: اصلاح‌ کننده.
• حرف سوم: عملکرد غیرفعال/نمایش.
• حرف چهارم: عملکرد فعال/خروجی.
• حرف پنجم: اصلاح‌ کننده عملکرد.

آینده ابزار دقیق

با پیشرفت فناوری‌ هایی مانند اینترنت اشیا (IoT)، هوش مصنوعی (AI) و حسگرهای هوشمند، ابزار دقیق به سمت سیستم‌ های هوشمندتر و یکپارچه‌ تر حرکت می‌ کند. در آینده، این فناوری قادر خواهد بود تا به صورت خودکار الگوهای خرابی را شناسایی کرده و راه‌حل‌ های مناسب ارائه دهد.

نتیجه گیری

در این مقاله به بررسی کامل موضوع ابزار دقیق چیست پرداختیم. ابزار دقیق بعنوان یکی از ارکان اصلی صنایع مدرن، نقش حیاتی در بهبود کارایی، دقت و ایمنی فرآیندها دارد. با پیشرفت فناوری و افزایش نیاز به سیستم‌ های پیچیده‌ تر، اهمیت این حوزه روزبه‌روز بیشتر می‌ گردد. شرکت‌ هایی که در زمینه طراحی و تولید تجهیزات ابزار دقیق فعالیت می‌ کنند، نه‌تنها به ارتقای کیفیت محصولات و خدمات کمک می‌ کنند، بلکه سهم بسزایی در پیشرفت صنایع مختلف دارند. اگر سوالی در این زمینه دارید، در بخش دیدگاه های همین مقاله حتماً آن را مطرح فرمایید.