ابزار دقیق

کاربرد ابزار دقیق در هواپیما

هواپیمای اولیه تعداد کمی سنسور داشتند. system gauge فشار هوا را به انحنای سوزن تبدیل می­کرد که به عنوان ارتفاع و سرعت هوا تفسیر می­ شد. یک قطب­ نمای مغناطیسی تشخیص جهت را فراهم می­ ساخت. نمایش به خلبان به اندازه­ اندازه ­گیریها حیاتی بود.

یک هواپیمای مدرن مجموعه ای از سنسورها و نمایشگرهای بسیار کارآمدتر دارد که به سیستمهای avionics وارد شده است. هواپیما ممکن است شامل سیستم مسیریابی اینرسی، سیستم موقعیتی جهانی ،رادار هوا، اتوپیلوت و سیستم پایدار کننده هواپیما شود. سنسورهای اضافی برای اطمینان پذیری بیشتر استفاده می­ شود. یک زیر مجموعه از اطلاعات ممکن است به یک ثبت کننده­ سقوط (جعبه سیاه) منتقل شود تا به تحقیقات حادثه کمک کند. نمایشگر خلبان مدرن در حال حاضر شامل نمایشگر کامپیوتری با نمایشگر head-up است.

رادار کنترل هواپیما سیستم ابزار دقیق توزیع شده است. بخش زمین یک پالس الکترومغناطیس را مخابره می­ کند و یک اکو (حداقل) دریافت می­ کند. هواپیما ترانسپوندرها (دستگاه دریافت مخابرات) را حمل می­ کند که که کدها را به محض دریافت کد مخابره می­ کند. سیستم، مکان هواپیما در را روی نقشه، یک شناساگر و ارتفاع را به صورت آپشنال نمایش می­ دهد. مکان روی نقشه بر اساس جهت آنتن حس شده و تاخیر زمانی حس شده است. دیگر اطلاعات به انتقال ترانسپوندر وارد می­ شود.

ابزار دقیق آزمایشگاهی

از میان استفاده­ های ممکن از ترم، یک مجموعه از تجهیزات آزمون آزمایشگاهی است که به وسیله­ یک کامپیوتر از طریق یک IEEE-488 bus (همچنین به عنوان GPIB General Purpose Instrument Bus) یا (HPIB Hewlitt Packard Instrument Bus شناخته می­ شود). تجهیزات آزمایشگاهی برای اندازه­ گیری بسیاری از مقادیر الکتریکی و شیمیایی در دسترس است. چنین مجموعه­ ای از تجهیزات اندازه گیری و ابزار دقیق  ممکن است برای اتومات کردن آزمون آب آشامیدنی برای از نظر آلودگی استفاده شود.

پارامترهای ابزار دقیق و اندازه ­گیری

ابزار دقیق برای اندازه­ گیری بسیاری پارامترها (مقادیر فیزیکی)استفاده می ­شود.
این پارامترها شامل:

• فشار، هم دیفرانسیلی و هم استاتیک
• شار
• دما
• سطح مایع و غیره
• چگالی
• ویسکوزیته
• اشعه­ های یونیزه کننده
• فرکانس
• جریان
• ولتاژ
• اندوکتانس
• ظرفیت خازن
• مقاومت
• ترکیبات شیمیایی
• ویژگیهای شیمیایی
• لرزش
• وزن

مهندسی ابزار دقیق

ابزار دقیق، تخصص مهندسی است که روی اصول و عملیات ابزار اندازه­ گیری که در طراحی و پیکربندی سیستم های خودکار در حوزه­ های الکتریک و غیره استفاده می­ شود، تمرکز دارد. آن ها به طور شاخص برای صنایع با پروسه­ های خودکار مانند کارخانجات تولیدی یا شیمیایی با هدف اصلاح سیستم تولید، اطمینان پذیری، ایمنی، بهینه سازی و پایداری کار می­ کنند. برای کنترل پارامترها در یک پروسه یا در یک سیستم خاص، وسایلی مانند ریزپردازشگر، ریزکنترلرها یا PLC استفاده می­ شود ولی هدف نهایی آنها کنترل پارامترهای یک سیستم است.

مهندسی ابزار دقیق به صورت بی قاعده تعریف می­ شود چون وظایف مورد نیاز، خیلی وابسته به حوزه­ استفاده است. یک مهندس خبره ابزار دقیق در پزشکی و موش های آزمایشگاهی دل مشغولی های بسیار متفاوت تری نسبت به کارشناس ابزار دقیق راکت دارد. دغدغه­ های مشترک هر دو انتخاب سنسورهای مناسب بر اساس اندازه، وزن، هزینه، اطمینان پذیری، صحت، طول عمر، کارآمدی محیطی و پاسخ فرکانسی هستند. بعضی سنسورها به صورت تحت اللفظی در پوسته ­های توپخانه­ ای آتش می­ گیرد. بقیه، انفجارات درون هسته­ ای را حس می­ کنند تا اینکه خراب شوند.

مهندسین ابزار دقیق مسئول تلفیق سنسورها با ریکوردرها، مخابره کننده­ ها، نمایشگرها یا سیستم کنترل و ایجاد طرح و دیاگرام ابزار دقیق برای پروسه هستند. آن ها ممکن است طراحی کنند یا نصب را تخصصی کنند، سیم و کابل کشی انجام دهند و اصلاح سیگنال کنند. آن ها ممکن است مسئول کالیبراسیون، آزمون و نگهداری سیستم شوند.

متخصصین تکنولوژی ابزار دقیق ، تکنسینها و متخصصین مکانیک در عیب یابی، تعمیر و نگهداری سیستم ابزار و ابزار دقیق،به کار گرفته می ­شوند.

انواع شاخص مخابره ­کننده­ های سیگنال

• حلقه جریان (۴-۲۰ mA)-الکتریکی
• HART سیگنال بندی دیتا که اغلب روی یک حلقه­ جریان overlaid می­شود.
• فونداسیون Fieldbus-سیگنال بندی دیتا
• Profibus سیگنال بندی دیتا

تاثیر گسترش ابزار دقیق مدرن

رالف مولر (۱۹۴۰)گفته است “که تاریخ علم فیزیک عمدتا تاریخ ابزار است و استفاده­ هوشمندانه از آنها شناخته شده است.عمومی سازی وسیع و تئوری هایی که از زمانی به زمان دیگر رشد کرده ­اند روی پایه­ اندازه­ گیری دقیق ایستاده یا افتاده ­اند و در چندین لحظه، ابزار جدید برای اهداف خاص درست شده اند. شواهد کمی برای نشان دادن اینکه ذهن انسان مدرن نسبت به انسان کهن برتری دارد، یافت شده است. ابزار او بهتر بوده است.

دیویس بیرد تصریح کرده که تغییرات عمده در ارتباط با شناسایی فلوریس کهن از یک انقلاب علمی بزرگ چهارم بعد از جنگ جهانی دوم، گسترش اندازه ­گیری علمی نه تنها در شیمی بلکه در کل علوم صورت گرفت. در شیمی، معرفی ابزار دقیق جدید در دهه­ ۱۹۴۰ چیزی کمتر از یک انقلاب علمی و تکنولوژی نبود که در آن متدهای کلاسیک خیس و خشک از شیمی عالی ساختاری کنار رفت و حوزه ­های جدید تحقیق باز شد.

در سال ۱۹۵۴ ،W A Wildhack موارد پتانسیل ذاتی مولد و مخرب در کنترل پردازش را مورد بحث قرار داد. توانایی برای اندازه­ گیری دقیق ، قابل بازبینی و تجدیدپذیر از دنیای طبیعی در سطوحی که قبلا قابل مشاهده نبود، با استفاده از ابزار دقیق علمی یک بافت جدید از دنیا را ارائه داد. این انقلاب ابزار دقیق به شکل اساسی تواناییهای بشر برای نظارت و پاسخ را تغییر داد همانطور که در مثالهایی از نظارت DDT و استفاده از طیف شناسی UV و رنگ نگاری گازی برای نظارت آلاینده­ های آب آمده است.

اندازه گیری و تست ولتاژ

کاربرد مهندسی ابزار دقیق پایه­ ای

مهندسین الکتریکی مجبورند تا در محیط­ های مخاطره آمیز نزدیک تجهیزات انرژی داده شده کار کنند. ابزار مشخصی وجود دارند که باید وظیفه­ شان را به صورت  کارآمد و ایمن انجام دهند و باعث آسیب رسانی به خودشان و اطرافشان نشوند. 

پروب های اندازه­ گیری و ابزار دقیق

پروب­ های جریان

پروب­ های جریان یکی از ابزار کلیدی و تجهیزات ابزار دقیق به شمار می رود که مهندسین ابزار دقیق  برای اندازه­ گیری و در زمانی که گیره­ استاندارد روی پروب در دسترس نیست، استفاده می­کنند. اینها ممکن است شامل پنل­های شکاننده­ محکم، بسته ­بندی شده در اطراف اشکال غیرمنظم، و میله­ های اتوبوس بزرگ می­شود. این سنسور خیلی انعطاف پذیر است و یک خروجی برای تامین خواندن مستقیم برای ثبت کننده­ ها، ابزار کیفیت نیرو، DMM  ها و اسلیسکوپ  دارد. تست کننده­ فاز هم برای نشان دادن سیم موثر در سیستم AC استفاده شد.

پروب ولتاژ

اینها معمولا برای اندازه­ گیری سیگنال­های سرعت بالا تا ۱۲ ولت استفاده می­ شوند. اینها بهترین ابزار برای اندازه­ گیری المان­های مدار که فرکانس بالایی دارند و نیاز به بارگذاری پروب حداقل دارند، هستند. یک پروب با ظرفیت ورودی پایین می­تواند امکان ایجاد امپدانس ورودی بالا در فرکانس بالا را بدهد.

ولت متر دیجیتال (DVM)

DVM ها معمولا برای اندازه­ گیری ولتاژ استفاده می­شوند و ابزار معمول برای مهندسین الکتریکی هستند که در آزمایشگاه­ها و میدان استفاده می­شوند. آنها رایج ترین ابزار مورد استفاده هستند چون ولتاژ را روی LED یا LCD و در یک فرمت خاص که برای مهندسین صنعت برق آسانتر باشد، نمایش می ­دهند.

تست کننده ­های ولتاژ

یک تست کننده­ ولتاژهمانطور که از نامش پیداست ،برای آزمون حضور ولتاژ در یک مدار استفاده می­شود .یک تست کننده­ ولتاژ یک لامپ نئون با دو سیم متصل شده به ته آن دارد. این برای آزمون شار جریان در یک سیم استفاده می ­شود. یک تست کننده­ ولتاژ خوب تا ولتاژ ۵۰۰ ولتی درجه بندی شده. در زمان­ های قدیم تست کننده ­های فاز نیز برای این هدف استفاده می­ شدند.