بررسی سنسورها و ترانسدیوسرها و کنترل صنعتی
بررسی سنسورها و ترانسدیوسرها و کنترل صنعتی
عبارتهای تنش و کرنش غالباً در موقع استفاده با یکدیگر اشتباه می شوند و بنابراین لازم است در اینجا تعریف روشنی از این در کلمه بیان شود.
کرنش نتیجه تنش است و به صورت تغییر نسبی ابعاد یک شی بیان می شود، بدین معنی که تغیر بعد تقسیم بر بعد اصلی می شود، به گونه ای که به عنوان مثال، از نظر طولی کرنش تغییرات طول تقسیم بر طول اصلی است. این کمیتی است که یک عدد خالص بوده و حاصل تقسیم یک طول بر طول دیگر است و بنابراین دیمانسیون فیزیکی ندارد.
کرنش به روشی مشابه تغییر کمیت تقسیم بر کمیت اصلی را می توان برای اندازه گیری های سطح و یا حجم تعریف کرد به عنوان مثال، کرنش سطح، عبارتست از تغییر سطح تقسیم بر سطح اصلی و کرنش حجم، تغییرات حجم تقسیم بر حجم اصلی است.
در مقابل، تنش، عبارتست از تقسیم مقدار نیرو بر مقدار سطح. همانگونه که درمورد یک سیم و یک میله در تنش کششس و یا فشای ، بهعنوان مثال، تنش کششی عبارت از نیروی وارده تقسیم بر سطحی که نیرو به آن وارد می شود که آن سطح،سطح مقطع سیم و یا میله است. درمورد موادی مانند مایعات و یا گازها، که می توانند در تمام جهات به طور یکنواخت فشرده شوند، تنش کلی نیرو بر واحد سطح است که همان فشار وارده است و کرنش تغییر حجم تقسیم بر حجم اصلی است. عمومی ترین ترانسدیوسرهای کرنش از نوع تنش مکانیکی کششی (Tensile mechanical stress) هستند. اندازه گیری کرنش، اجازه می دهد که مقدار تنش با دانستن مدول الاستیک (Elastic modulus) قابل محاسبه باشد. تعریف هر نوع از ضریب کشسانی کرنش/ تنش است (که دارای واحد تنش است،چون کرنش واحد فیزیکی ندارد) و کاربردی ترین مدول الاستیک ، مدول خطی یانگ ، مدول برشی (پیچش)و مدول بولک (فشار) است.
برای مقادیر کوچک کرنش مقدار کرنش متناسب با تنش است و مدول الاستیک کمیتی است که نسبت کرنش/ تنش را در ناحیه الاستیک، بیان می کند، (قسمتی از نمودار کرنش- تنش که خطی است) به عنوان مثال مدول یانگ نسبت کرنش کششی/ تنش کششی، به طور نمونه برای هر ماده به شکل سیم اندازه گیری می شود (شکل 1-1) روش اندازه گیری کلاسیک، هنوز هم در آزمایشگاه مدارس مورد استفاده قرار می گیرد و درآن از یک زوج سیم بلند استفاده می شود، که یکی از آنها به بار وصل شده و به سیم دیگر یک ورنیه مدرج نصب می شود.
آشکارسازی و تبدیل تنش کششی در برگیرنده اندازه گیری تغییرات خصی کوچک طول یک نمونه است. این به وسیله اثر تغییرات دما، که ایجاد انبساط و یا انقباض می‌کند کامل می شود. برای تغییرات حدود صفر تا 90 درجه سانتیگراد که دمای محیط اطراف ماست، انبساط و انقباض طول در همان حدود اندازه تغییراتی که توسط مقادیر زیادی فشار ایجاد می شود خواهد بود. بنابراین هر سیستمی برای آشکار سازی و اندازه گیری کرنش بایستی به نحوی طراحی شود که اثرات دما بتواند جبران سازی شود.
قوانینی که برای آشکار سازی کرنش خطی و یا سطحی استفاده می شود پیزورزیستیو و پیزو الکتریک نامیده می شوند.
فهرست مطالب:
فصل 1: کرنش و فشار -----------------------------------------------1
- کرنش مکانیکی-------------------------------------------2
- تداخل سنجی---------------------------------------------9
- روشهای فیبر نوری--------------------------------------13
- گیجهای فشار--------------------------------------------14
- فشار گازی کم-------------------------------------------21
- گیجهای یونیزاسیون--------------------------------------23
- استفاده از ترانسدیوسر-----------------------------------26
فصل 2: موقعیت ، جهت ، فاصله و حرکت---------------------------28
- موقعیت ------------------------------------------------29
- جهت---------------------------------------------------30
- اندازه گیری فاصله – مقیاس وسیع-----------------------39
- فاصله پیموده شده---------------------------------------41
- سیستمهای شتاب سنج----------------------------------50
- دوران------------------------------------------------56
فصل 3: سنسورهای دما و ترانسدیوسرهای حرارتی----------------68
- گرما و دما-------------------------------------------69
- نوار بی متال-----------------------------------------70
- انبساط مایع و گاز ------------------------------------74
- ترموکوپلها-------------------------------------------76
- سنسورهای مقاومت فلزی----------------------------85
- ترمیستورها-----------------------------------------92
- تشخیص انرژی گرمایی تابشی-----------------------99
- آشکارسازهای پایروالکتریک------------------------100
- ترانسدیوسرهای حرارتی----------------------------103
- ترانسدیوسرهای حرارتی به الکتریکی---------------105
فصل 4: جامدات ، مایعات و گازها------------------------------108
- جرم و حجم----------------------------------------109
- سنسورهای الکترونیک---------------------------110
- آشکارسازهای مجاورتی--------------------------115
- سطح مایعات-------------------------------------130
- سنسورهای جریان مایع---------------------------133
- زمان سنجی--------------------------------------137
- گازها--------------------------------------------141
- ویسکوزیته (گران روی)--------------------------145
فصل 5: فرآیندها---------------------------------------------174
- فرآیندهای صنعتی--------------------------------175
- بررسی رفتارهای کلی فرآیندهای صنعتی----------194
- روشهای عملی تعیین تابع تبدیل فرآیندها-----------206
فصل 6: کنترل کننده ها--------------------------------------220
- کنترل کننده ها-----------------------------------221
- کنترل کننده ها از نظر انرژی محرکه-------------221
- کنترل کننده ها از نظر قانون کنترل---------------222
- اصل کلی ایجاد عملیات در کنترل کننده ها-------236
- کنترل کننده های الکتریکی---------------------237
- کنترل کننده های بادی--------------------------242
- کنترل کننده های هیدرولیکی--------------------261
- انتخاب کنترل کننده ها--------------------------290
- تنظیم کنترل کننده ها---------------------------294
- جبرانسازی در سیستمهای کنترل صنعتی--------307
فصل 7: عناصر نهایی و محرک ها-------------------------319
- شیرها-----------------------------------------321
- محرک ها-------------------------------------329
- تثبیت کننده شیر-------------------------------343
- شیرهای مخصوص----------------------------348
- تقویت کننده ها---------------------------------353
مراجع
خرید فایل
لینک منبع :بررسی سنسورها و ترانسدیوسرها و کنترل صنعتی