آشنایی با اصطلاحات ابزار دقیق
در گذشته تمامی فرایندهای تولید، اندازه‌گیری و آزمایش در کارخانه‌ها و کارگاه‌های تولیدی را نیروی کار انجام می‌دادند؛ اما با اتوماسیون‌سازی شدن مراحل تولید محصولات، دیگر دخالت افراد در کارهای صنعتی کمتر شده است. امروزه در تمامی کارخانه‌های بزرگ و حتی کارگاه‌های کوچک، برای ساخت انواع تجهیزات صنعتی و دستگاه‌های مختلف، از ابزار دقیق و اصطلاحات مربوط به آن استفاده می‌کنند. ابزار دقیق به منظور بالا بردن راندمان کاری نیروی کار و ایجاد ایمنی بیشتر برای آن‌ها ساخته شده است و فرایند تولید را آسان می‌کند.
بنابراین فرقی ندارد که شما در چه زمینه‌ای فعالیت می‌کنید؛ چرا که برای کار کردن با ابزار دقیق، باید به طور کامل آشنایی با اصطلاحات ابزار دقیق داشته باشید. از همین رو ما در داتیس، برای آنکه شما تا حدودی آشنایی با تعاریف ابزار دقیق پیدا کنید، انواع اصطلاحات آن را در ادامه معرفی می‌کنیم.
سنسور (sensor)
سنسورها یکی از مهمترین ابزارها و اصطلاحات موجود مرتبط با ابزار دقیق هستند. سنسورها برای اندازه‌گیری موارد مختلفی از جمله دما، فشار، سطح، جریان و ویسکوزیته به کار گرفته می‌شوند و انواع مختلفی هم دارند. شما می‌توانید بر اساس نوع فعالیت، انواع سنسورهای القایی و خازنی، سنسورهای فشار و سنسورهای رطوبت را استفاده کنید. توجه کنید که در حال حاضر پیچیدگی سنسورها نسبت به سال‌های پیش، بیشتر شده است؛ به طوری که شما می‌توانید از انواع مختلف آن برای کیفیت‌سنجی مواد جامد، رنگ، وزن و آب هم استفاده کنید.
ترانسدیوسر (transducer)
یکی دیگر از ابزارهای مهم در خرید کالای ابزار دقیق، ترانسدیوسر یا همان مبدل است. ترانسدیوسر مبدلی است که انرژی‌ها را در حالت خاصی دریافت می‌کند و آن را به شکل دلخواه منتقل می‌کند. این مبدل‌ها برای تولید کمیت‌های الکتریکی مانند جریان و ولتاژ با سیگنال‌های مناسب استفاده می‌شوند. ترانسدیوسرها در دسته‌های مختلفی از جمله مبدل فعال و غیر فعال، مبدل آنالوگ و دیجیتال، مبدل اولیه و ثانویه و مبدل مستقیم و معکوس قرار می‌گیرند. هر کدام از این دسته‌ها برای انجام کار خاصی استفاده می‌شوند و کاربردهای متنوعی دارند.
ترانسمیتر (transmiter )
ترانسمیتر یا همان فرستنده، ابزاری برای انتقال و تبدیل سیگنال‌های تولید شده در سنسور به اتاق کنترل است. به بیان ساده‌تر، تمامی دستگاه‌های کنترل، در اتاق فرمان قرار می‌گیرند. بنابراین فرد برای کنترل و مشاهده متغیرهای تمامی دستگاه‌های موجود در کارخانه، باید به این اتاق مراجعه کند. اما برای آن که سیگنال‌ها از دستگاه‌ها به اتاق فرمان برسند، باید از ترانسمیتر استفاده کنید. فرستنده‌ها در گروه‌های مختلفی از جمله ترانسمیتر الکترونیکی و پنوماتیکی قرار می‌گیرند. از طرفی این فرستنده‌ها بر اساس نوع سیگنال، در سه دسته پنوماتیکی، آنالوگ و دیجیتال هستند.
تکرار پذیری (Repeatability)
در بین تجهیزات ابزار دقیق، از اصطلاح تکرارپذیری هم استفاده می‌شود. زمانی که شما می‌خواهید اندازه‌گیری‌های مختلفی در زمان‌های گوناگون انجام دهید، از این اصلاح باید استفاده کنید. تکرارپذیری در صورتی انجام می‌شود که فشار به صورت دائمی و کاملا مناسب باشد. در واقع اپراتور، دستگاه، ابزارهای مخصوص به آزمایش، شرایط آزمایش، موقعیت مکانی و از این قبیل موارد باید کاملا یکسان باشند. همچنین فاصله بین تکرار آزمایش هم باید کوتاه باشد.
محدوده (range)
برای آشنایی با اصطلاحات ابزار دقیق ، باید به مفهوم محدوه هم توجه کنید. محدوده، فاصله بین کمترین و بیشترین مقدار را مشخص می‌کند. به بیان دیگر در هر دستگاهی، مقدار max و min وجود دارد که پایین‌ترین و بالاترین میزان اندازه‌گیری را نشان می‌دهد. فاصله ای که میان این دو به وجود می آید، محدوده است.
دقت (Precision)
دقت در تعاریف ابزار دقیق، تفاوت بین نتیجه‌های به دست آمده از چند اندازه‌گیری متوالی نسبت به هم است. به بیان دیگر، نتایج موجود از آرمایش را با مقدار استاندارد انطباق می‌دهند و میزان خطای آن را با استفاده از ابزارهای خاص مشخص می‌کنند.
درستی (Accuracy)
بسیاری از افراد به دلیل آشنایی با اصطلاحات ابزار دقیق به صورت سطحی، درستی را با دقت یکسان می‌دانند؛ در حالی که این دو مفهوم با یکدیگر تفاوت دارد. درستی به معنای اختلاف سیگنال خروجی در دستگاه اندازه‌گیری فشار، نسبت به مقدار واقعی فشار ورودی است. در حالت کلی تمامی اندازه‌گیری‌ها به صورت کاملا 100 درصد دقیق انجام نمی‌شود. بنابراین برای تشخیص میزان درستی آن، از علامت‌های ± استفاده می‌کنند. خطاهای مختلفی مانند هیسترزیس، تغییر دما، خطی بودن و تکرارپذیری را با اصطلاح درستی بررسی می‌کنند.
خطا (Error)
تفاوت جبری بین مقدارهای اندازه‌گیری شده به وسیله لوازم اندازه‌گیری فشار و مقدار واقعی فشار ورودی را با خطا نشان می‌دهند. خطا در بین اصطلاحات ابزار دقیق، با درصد خاصی از تمامی محدوده خروجی نمایش داده می‌شود. همچنین حتی در برخی از موارد هم به عنوان درصدی از خروجی ترانسمیتر هم عنوان می‌شود.
خطای مطلق (Absolute Error)
یکی دیگر از ابزارهای اندازه‌گیری میزان خطا، با اصطلاح خطای مطلق شناخته می‌شود. با استفاده از این اصطلاح هم میزان دقیق خطای اندازه‌گیری شده و مقدار واقعی را نشان می‌دهد.
میزان خطای مطلق در آزمایش‌ها، با استفاده از فرمول خاصی محاسبه می‌شود. اگر مقدار خطای مطلق منفی شود، خطای منفی را نمایش می‌دهد. همچنین اگر مقدار خطا مثبت شود، خطای مثبت ایجاد شده است.
خطای نسبی (Relative Error)
خطای نسبی در تعاریف ابزار دقیق، به خطای مطلق ابزار اندازه‌گیری بستگی دارد. زمانی که خطای مطلق افزایش پیدا می‌کند، خطای نسبی هم بیشتر می‌شود. از طرفی اگر مدار اندازه‌گیری شده بیشتر شود، خطای نسبی کاهش پیدا می‌کند. در هنگام آشنایی با اصطلاحات ابزار دقیق، متوجه خواهید شد که خطای نسبی مهم است؛ چون با توجه به اندازه واقعی، خطا را به صورت واقعی نشان می‌دهد.
هیسترزیس (Hysteresis)
هیسترزیس ییکی از اصطلاحات ابزار دقیق است که برای حسگرهای اندازه‌گیری تشخیص اشیا یا تغییرات فیزیکی به کار برده می‌شود. این اصطلاح، میزان خطا در آزمایش را بین سیگنال کنترل و تغییرات موجود در آن نشان می‌دهد. مثلا در سنسورهای فشار، میزان خطایی که به محض اعمال فشار ایجاد می‌شود را بدون فرصت برای پاسخ، نشان می‌دهد. توجه کنید که هیسترزیس برای سیستم‌هایی که تغییر حالت می‌دهند، مناسب است و در حالت پایدار خطایی در آن وجود ندارد.
خطی بودن (Linearity)
یکی دیگر از موارد مهم در هنگام آشنایی با اصطلاحات ابزار دقیق، خطی بودن است. برای این که ثابت بودن اندازه‌ها در تمامی محدوده اندازه‌گیری بررسی شود، از اصطلاح خطی بودن استفاده می‌کنند.
به بیان دیگر، برای بررسی کیفیت عملکرد سنسورها، شاخص خطی بودن کاربرد دارد. این که اندازه‌گیری ابزارها با واقعیت چقدر تطابق دارند، خطی بودن باید بررسی شود. محاسبه خطی بودن باید بر اساس نموداری با خط مستقیم باشد که هر میزان خطا را به سمت راست یا چپ خط نشان دهد.
پاسخگویی (Response)
دستگاه‌های اندازه گیری باکیفیت، باید کمیت مرتبط با دستگاه را با سرعت مناسب اندازه بگیرد. در حال حاضر بیشتر تجهیزات صنعتی، این کار را با تاخیر انجام می‌دهند. اما تاخیر ایجاد شده در زمان پاسخگویی، باید از کوچک‌ترین تاخیر زمانی در حلقه کنترل هم خیلی کمتر باشد. بنابراین باید برای استفاده از دستگاه‌های اندازه‌گیری، به اصطلاح پاسخگویی و تاخیر زمانی آن هم توجه داشته باشید.
حساسیت (sensitivity)
اصطلاح حساسیت به معنای نسبت تغییرات خروجی اندازه‌گیری به واحد تغییرات متناسب با کمیت خاص است. این اصطلاح بر اساس فرمول خاصی محاسبه می‌شود و در نهایت، میزان حساسیت دستگاه را مشخص می‌کند.
کالیبراسیون (Calibration)
کالیبراسیون، برای بهبود دقت خروجی به کار گرفته می‌شود. در واقع آزمایشی که بر اساس آن، مقدار مشخصی از کمیت اندازه‌گیری را به ترانسدیوسر انتقال می‌دهد و خروجی‌ها را با شرایط خاص ثبت می‌کند، کالیبراسیون نامگذاری می‌شود. با استفاده از این اصطلاح، تجهیزات ابزار دقیق کاملا تنظیم، اصلاح و مرتبط به هم می‌شوند.
نرخ فلو (Flow Rate)
برای اندازه‌گیری جریان سیال با محدودیت‌ها و ویژگی‌های خاص هر کدام از آن‌ها، از فلو متر استفاده می‌شود. بنابراین نرخ فلو، مقدار حجم سیالی است که در واحد زمان، از نقطه مشخصی عبور می‌کند. نرخ فلو اصولا با نماد Q نشان داده می‌شود.
تراز صفر (Zero Balance)
در زمان آشنایی با اصطلاحات ابزار دقیق، متوجه خواهید شد که تراز صفر برای اندازه‌گیری سیگنال خروجی ترانسدیوسر در زمان تحریک است. در واقع زمانی که هیچ باری به ترانسدیوسر وارد نشود، درصدی از میزان خروجی نمایش داده می‌شود.
صفر مطلق (Absolute Zero)
دمایی که بر اساس آن، هیچ حرارتی وجود ندارد و انرژی حرارتی آن صفر است، با اصطلاح صفر مطلق شناخته می‌شود. صفر مطلق به صورت -273.15 درجه سانتی‌گراد یا -459.67 درجه فارنهایت است و با کلوین هم اندازه‌گیری می‌شود.
تفکیک پذیری ( resolution)
هر وسیله اندازه‌گیری، قسمت‌های مختلفی دارد. به کوچک‌ترین قسمت‌بندی در این وسیله‌ها، قابلیت تفکیک‌پذیری می‌گویند. توجه کنید که تفکیک‌پذیری در دستگاه‌های مختلف، با یکدیگر متفاوت است. از طرفی تفکیک‌پذیری نام‌های دیگری مانند قابلیت تشخص و ریزنگری هم دارد.
تکرارپذیری (repeatability)
ممکن است که شما بخواهید آزمایش خاصی را دوباره انجام دهید تا در نهایت متوجه نزدیک بودن اندازه‌های به دست آمده نسبت به اندازه‌های مشابه در دفعه قبلی شوید. برای این کار باید از اصطلاح تکرارپذیری استفاده کنید. تکرارپذیری باید دقیقه مشابه با شرایط قبلی و با همان دستگاه انجام شود. همچنین آزمایش هم باید در زمان کوتاهی انجام شود.
رزونانس (Resonance)
رزوناس در اصطلاحات ابزار دقیق، برای اندازه‌گیری فرکانس‌های معمولی ارتعاشی استفاده می‌شود. هر سیستم مکانیکی، تمایل خاصی در برابر بعضی از فرکانس‌ها دارد تا با بیشترین حالت ممکن نوسان پیدا کند. برای اندازه‌گیری این پدیده، از مفهوم رزونانس استفاده می‌شود. همچنین لازم است بدانید که هر سیستمی رفتار خاصی در برابر فرکانس رزونانس از خود نشان می‌دهد و نتیجه ها همیشه یکسان نیستند.
متغیر اندازه گیری شده (measured variable)
در هر فرایند، متغیرهای مختلفی وجود دارد که باید به صورت مداوم کنترل شوند. اندازه‌گیری این متغیرها در تعاریف ابزار دقیق، با عنوان متغیر اندازه‌گیری شده شناخته می‌شود. این ابزار، برای اندازه‌گیری جریان، درجه حرارت و فشار استفاده می‌شود.
سیگنال اندازه گیری شده (measured signal)
در حال حاضر به هر کمیتی از متغیر نسبت به زمان یا مکان که قابلیت اندازه‌گیری را داشته باشد، سیگنال می‌گویند. زمانی که سیگنال موجود در هر دستگاه را اندازه‌گیری می‌کنند، خروجی مشخصی دارد که بر اساس آن، روند فرایند آسان‌تر پیش می‌رود.
واحد اندازه گیری کمیت ها بر مبنای سیستم SI
در بین تمامی حوزه‌های مختلف صنعتی، آموزشی و موارد دیگر، از کمیت‌های مختلفی استفاده می‌شود. هر کدام از این کمیت‌ها، واحد اندازه‌گیری خاصی دارند و برای کار خاصی هم کاربرد دارند بنابراین اگر می‌خواهید با تجهیزات ابزار دقیق کار کنید، باید واحدهای هر کدام را در جدول زیر بدانید:
| کمیت | واحد اندازه گیری به حروف | واحد اندازه گیری به عدد |
| طول | متر | m |
| جرم | کیلوگرم | kg |
| زمان | ثانیه | s |
| دما | کلوین | K |
| فرکانس | هرتز | Hz |
| نیرو | نیوتن | N |
| فشار | پاسکال | Pa |
| انرژی، کار، گرما | ژول | J |
| توان | وات | W |
| بارالکتریکی | کولن | C |
| پتانسیل الکتریکی | ولت | V |
| جریان الکتریکی | آمپر | A |
| مقاومت الکتریکی | اهم | Ω |
| هدایت الکتریکی | زیمنس | S |
| ظرفیت الکتریکی خازن | فاراد | F |
| چگالی شار الکتریکی | تسلا | T |
| شار الکتریکی | وبر | Wb |
| اندکتانس | هانری | H |
جمع‌بندی
برای کار کردن با تجهیزات ابزار دقیق، باید با اصطلاحات و تعریف مربوط به آن آشنایی داشته باشید؛ چرا که این اصطلاحات کمک زیادی به نتیجه استاندارد و واقعی آزمایش‌ها می‌کند. از طرفی نکته دیگر درباره کیفیت محصول نهایی است. اگر می‌خواهید مانند شرکت داتیس، محصولات کاملا باکیفیتی تولید کنید، با کمک موارد ذکر شده درباره آشنایی با اصطلاحات ابزار دقیق، این کار آسان‌تر می‌شود.
داتیس که یکی از بزرگترین تولیدکنندگان لوازم خانگی و آشپزخانه است، تمامی ابزارهای دقیق را برای تضمین کیفیت محصولات خود به کار می‌گیرد. بنابراین اگر می‌خواهید محصولات باکیفیت و استانداردی بخرید، روی کمک کارشناسان ما در داتیس حساب کنید.
