ابزار دقیق اصطلاحی کلی برای ابزارهای اندازه گیری است که برای نشان دادن، اندازه گیری و ثبت مقادیر فیزیکی استفاده می شود. همچنین یک رشته تحصیلی در مورد هنر و علم ساخت ابزارهای اندازه گیری است که حوزه های مرتبط با مترولوژی، اتوماسیون و نظریه کنترل را در بر می گیرد.
برخی از نمونه های ابزار دقیق عبارتند از دماسنج ها، گیج های فشار، فلومترها، pH مترها و سنسورها. ابزار دقیق را می توان در زمینه های مختلفی مانند مهندسی، پزشکی، تولید و تحقیقات استفاده کرد. مهندسان ابزار دقیق، ابزارها و سیستم هایی را که فرآیندهای مختلف را اندازه گیری و کنترل می کنند، طراحی، توسعه و نگهداری می کنند.
چه انواع مختلفی از ابزار دقیق وجود دارد؟
انواع ابزار دقیق را بر اساس معیارهای مختلفی می توان دسته بندی کرد. یک دسته بندی ممکن بر اساس سیگنال خروجی ابزارها باشد که می تواند آنالوگ، آنالوگ هوشمند یا دیجیتال باشد.
ابزارهای آنالوگ سیگنال خروجی پیوسته ای تولید می کنند که با پارامتر اندازه گیری شده مانند فشار، جریان، سطح یا دما تناسب دارد. رایج ترین سیگنال آنالوگ 4-20 میلی آمپر است که می تواند بر فواصل طولانی ارسال شود و دقت خوبی دارد. این ابزارها به راحتی نگهداری و کالیبره می شوند، اما فقط می توانند داده های یک متغیر را در یک زمان منتقل کنند.
ابزارهای آنالوگ هوشمند مشابه ابزارهای آنالوگ هستند، اما ویژگی های اضافی مانند خود تشخیصی، ارتباط دیجیتال و عملکرد بهبود یافته دارند. این ابزارها می توانند داده های بیش از یک متغیر و همچنین اطلاعات مربوط به وضعیت و پیکربندی ابزار را ارسال کنند. آنها همچنین می توانند با استفاده از پروتکل های ارتباطی دیجیتال مانند HART یا Fieldbus به صورت از راه دور کالیبره و پیکربندی شوند.
ابزارهای دیجیتال از سیگنال های خروجی گسسته یا باینری استفاده می کنند که پارامتر اندازه گیری شده را به صورت دیجیتال نشان می دهند. این ابزارها می توانند داده های چندین متغیر و همچنین اطلاعات پیچیده مانند تصاویر، صداها یا متن را منتقل کنند. آنها همچنین می توانند با سایر دستگاه ها و سیستم ها با استفاده از استانداردهای مختلف مانند Ethernet، USB یا بلوتوث ارتباط برقرار کنند. این ابزارها دقت و رزولوشن بالایی دارند، اما ممکن است به توان و ظرفیت پردازش بیشتری نسبت به ابزارهای آنالوگ یا آنالوگ هوشمند نیاز داشته باشند.
دسته بندی دیگر بر اساس عملکرد ابزارها انجام می شود که می تواند اندازه گیری، نمایش، ضبط یا کنترل باشد.
ابزارهای اندازه گیری دستگاه هایی هستند که مقدار یک کمیت فیزیکی مانند فشار، جریان، سطح یا دما را اندازه گیری کرده و آن را به سیگنالی تبدیل می کنند که توسط سایر ابزارها یا سیستم ها قابل پردازش باشد. نمونه هایی از این ابزارها عبارتند از دماسنج ها، گیج های فشار، فلومترها و سنسورها.
ابزارهای نشانگر دستگاه هایی هستند که مقدار یک پارامتر اندازه گیری شده را یا به صورت محلی یا از راه دور با استفاده از روش های بصری یا شنوایی نمایش می دهند. نمونه هایی از این ابزارها عبارتند از صفحه ها، مترها، گیج ها و آلارم ها.
ابزارهای ضبط دستگاه هایی هستند که مقدار یک پارامتر اندازه گیری شده را در طول زمان روی کاغذ، حافظه مغناطیسی یا الکترونیکی ذخیره می کنند. نمونه هایی از این ابزارها عبارتند از ثبت کننده های نمودار، ثبت کننده های داده و کارت های حافظه.
ابزارهای کنترل دستگاه هایی هستند که مقدار یک پارامتر اندازه گیری شده را به صورت دستی یا خودکار با تنظیم ورودی یا خروجی یک فرآیند یا سیستم تنظیم می کنند. نمونه هایی از این ابزارها عبارتند از شیرها، محرک ها، سوئیچ ها و کنترلرها.
مطلب مرتبط : ابزارهای اندازه گیری حجم صنعتی کدامند؟
چگونه ابزار دقیق کار می کند؟
ابزار دقیق با استفاده از دستگاه‌های مختلفی برای اندازه‌گیری و کنترل کمیت‌های فیزیکی مانند فشار، دما، جریان، سطح و غیره کار می‌کند. این دستگاه‌ها را می‌توان بر اساس سیگنال خروجی، عملکرد یا کاربردشان به انواع مختلفی تقسیم کرد. ابزار دقیق در بسیاری از زمینه‌ها از جمله مهندسی، پزشکی، تولید و تحقیقات کاربرد دارد.
برای اندازه‌گیری یک کمیت فیزیکی، یک ابزار معمولاً آن را به یک سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کند که توسط سایر ابزارها یا سیستم‌ها قابل پردازش است. به عنوان مثال، یک دماسنج با استفاده از حسگری که مقاومت خود را مطابق با دما تغییر می‌دهد، دما را اندازه‌گیری می‌کند و سپس مقاومت را به یک سیگنال ولتاژ یا جریان تبدیل می‌کند. سپس سیگنال را می‌توان نمایش داد، ضبط کرد یا به دستگاه دیگری منتقل کرد.
برای کنترل یک کمیت فیزیکی، یک ابزار معمولاً از یک حلقه بازخورد استفاده می‌کند که مقدار اندازه‌گیری شده را با مقدار مطلوب مقایسه می‌کند و سپس ورودی یا خروجی یک فرآیند یا سیستم را بر اساس آن تنظیم می‌کند. به عنوان مثال، یک ترموستات با استفاده از حسگری که دما را اندازه‌گیری می‌کند و سپس آن را با یک نقطه تنظیم مقایسه می‌کند، دمای یک اتاق را کنترل می‌کند. اگر دما خیلی زیاد یا خیلی کم باشد، ترموستات سیگنالی به یک بخاری یا کولر ارسال می‌کند تا روشن یا خاموش شود.
ابزار دقیق همچنین می‌تواند شامل تجزیه و تحلیل داده‌ها، ارتباطات و تصویرسازی باشد، که به هدف و پیچیدگی سیستم بستگی دارد. به عنوان مثال، یک دستگاه نوار قلب فعالیت الکتریکی قلب را اندازه‌گیری می‌کند و سپس داده‌ها را برای تشخیص هر گونه غیرطبیعی بودن تجزیه و تحلیل می‌کند. داده‌ها همچنین می‌توانند به پزشک یا بیمارستان منتقل شوند و روی صفحه نمایش یا کاغذ تصویرسازی شوند.
ابزار دقیق در چه صنایعی استفاده می شود؟
ابزار دقیق در بسیاری از صنایع مانند مهندسی، پزشکی، تولید و تحقیقات نقش حیاتی ایفا می کند. در این متن به چند نمونه از کاربردهای آن در حوزه های مختلف اشاره می کنیم:
۱. مهندسی:
- طراحی، تست و کارکرد ماشین آلات، سیستم ها و سازه های مختلف به ابزار دقیق وابسته است. برای مثال، از آن برای اندازه گیری و کنترل سرعت، گشتاور و لرزش موتورها، موتورهای درونسوز و توربین ها استفاده می شود. همچنین بر ایمنی، کارایی و عملکرد پلها، سدها، خطوط لوله و نیروگاه های برق نظارت کرده و آنها را بهبود می بخشد.
۲. پزشکی:
- تشخیص، درمان و پیشگیری از بیماری ها و صدمات بدون ابزار دقیق امکان پذیر نیست. برای مثال، از آن برای اندازه گیری و ثبت علائم حیاتی، فشار خون و ضربان قلب بیماران استفاده می شود. همچنین در انجام فرآیندهای پزشکی مختلف مانند جراحی، آندوسکوپی و تصویربرداری کاربرد دارد. علاوه بر این، در توسعه و تست داروهای جدید، واکسن ها و تجهیزات پزشکی نقش مهمی ایفا می کند.
۳. تولید:
- ابزار دقیق برای تولید، پردازش و بسته بندی محصولات و مواد مختلف ضروری است. برای مثال، در صنایع شیمیایی، دارویی، غذایی و نوشیدنی از آن برای اندازه گیری و کنترل دما، فشار، جریان و سطح مایعات، گازها و جامدات استفاده می شود. همچنین به اتوماتیک سازی و بهینه سازی کیفیت، کمیت و هزینه تولید و توزیع کمک می کند.
۴. تحقیقات:
- انجام، تحلیل و گزارش آزمایشات و تحقیقات علمی مختلف به ابزار دقیق نیاز دارد. برای مثال، از آن برای اندازه گیری و ثبت خواص و پدیده های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی ماده، انرژی و حیات استفاده می شود. همچنین در ایجاد و دستکاری اشکال جدید ماده، انرژی و حیات مانند فناوری نانو، بیوتکنولوژی و هوش مصنوعی به کار می آید.
اینها تنها چند نمونه از کاربردهای گسترده ابزار دقیق در صنایع مختلف هستند. این حوزه بسیار گسترده و متنوع است و مزایای زیادی برای رشته ها و حوزه های مختلف به همراه دارد.
مطلب مرتبط : سنسور چیست و انواع سنسور کدامند ؟
مزایای استفاده از ابزار دقیق چیست؟
ابزار دقیق به استفاده از دستگاه‌های اندازه‌گیری برای نظارت و کنترل کمیت‌های فیزیکی مانند فشار، دما، جریان، سطح و غیره گفته می‌شود. کاربرد این ابزارها با مزایای متعددی همراه است که از جمله می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- دقت، قابلیت اطمینان و کارآیی بالاتر در فرآیندهای آزمون و اندازه‌گیری: با استفاده از ابزار دقیق، نتایج اندازه‌گیری‌ها دقیق‌تر، قابل اعتمادتر و قابل تکرارتر هستند. این موضوع به بهبود کیفیت کلی فرآیندهای آزمون و اندازه‌گیری کمک می‌کند.
- بهبود عملکرد، ایمنی و کیفیت سیستم‌های تولید و بهره‌برداری: ابزار دقیق به شما کمک می‌کند تا عملکرد ماشین‌آلات و سیستم‌ها را به طور دقیق‌تری نظارت و کنترل کنید. این امر به بهبود ایمنی، افزایش بهره‌وری و کاهش ضایعات می‌انجامد.
- افزایش اتوماسیون، بهینه‌سازی و مقیاس‌پذیری ماشین‌آلات و دستگاه‌های مختلف: ابزار دقیق امکان اتوماسیون و کنترل خودکار فرآیندها را فراهم می‌کند. این امر به افزایش بهره‌وری، کاهش هزینه‌های نیروی انسانی و انعطاف‌پذیری بیشتر در تولید منجر می‌شود.
- توانایی تحلیل داده‌ها، ارتباطات و تصویرسازی اطلاعات پیچیده: ابزار دقیق با جمع‌آوری و ثبت داده‌های مربوط به کمیت‌های مختلف، امکان تحلیل و تفسیر این اطلاعات را فراهم می‌کند. این امر به بهبود درک فرآیندها، شناسایی نقاط ضعف و اتخاذ تصمیمات بهتر کمک می‌کند.
جمع بندی
ابزار دقیق به استفاده از دستگاه‌های اندازه‌گیری برای نظارت و کنترل کمیت‌های فیزیکی گفته می‌شود. کاربرد این ابزارها مزایای متعددی دارد، از جمله:
- دقت، قابلیت اطمینان و کارآیی بالاتر در فرآیندهای آزمون و اندازه‌گیری
- بهبود عملکرد، ایمنی و کیفیت سیستم‌های تولید و بهره‌برداری
- افزایش اتوماسیون، بهینه‌سازی و مقیاس‌پذیری ماشین‌آلات و دستگاه‌های مختلف
- توانایی تحلیل داده‌ها، ارتباطات و تصویرسازی اطلاعات پیچیده
ابزار دقیق در صنایع مختلف از جمله مهندسی، پزشکی، تولید و تحقیقات کاربرد دارد.
و اما در پایان ، این منابع برای بهتر نوشتن این مطلب به ما کمک کردند :
انتهای مطلب
