ابزار دقیق چیست؟

ابزار دقیق

ابزار دقیق یک اصطلاح جمعی برای اندازه گیری ابزار است که برای نشان دادن، اندازه گیری و ضبط مقادیر فیزیکی استفاده می شود. به عبارتی ابزار دقیق، علم اندازه گیری، کنترل خودکار و محرک است. از ابزارها برای اندازه گیری و کنترل وضعیت جریان ها هنگام عبور از یک سیستم یا پارامترهای فیزیکی دیگر استفاده می شود. به طور کل برای اندازه گیری و کنترل متغیرهایی مانند: دما؛ جریان؛ ولتاژ؛ مقاومت؛ فشار از ابزار دقیق استفاده می شود. تمام ابزاردقیق ها دارای سنسور می باشند و وظیفه ی آن ها تبدیل کمیت فیزیکی به سیگنال الکتریکی می باشد.

نحوه عملکرد دستگاههای ابزار دقیق:

  • ابزار دقیق به پارامترهایی نظیر حرکت، حرارت، فشار، الکتریسیته، مغناطیس و ... حساس است و در هنگام تحریک هر یک، از خود عکس العمل نشان میدهد.
  • ابزار دقیق انواع انرژی ها را به یکدیگر تبدیل می کند.
  • ابزار دقیق پارامترهای فیزیکی در بند یک را به یک سیگنال خروجی استاندارد تبدیل میکند.

استانداردها در سیستم های ابزار دقیق بسیار دارای اهمیت می باشند و استانداردها می توانند داخلی یا خارجی باشند؛ اهمیت اصلی داشتن استاندارد مناسب، بدین جهت است که اگر ابزار، دقت عمل بالایی نداشته باشد وکاملا دقیق تنظیم نشده باشد مقادیری که می خواند یا تولید می کند دقیق نمی باشد و در سیستم ها خلل وارد می شود و ممکن است در فرایندهایی دچار مشکلاتی بس جبران ناپذیر شویم.

تجهیزات پس از مدتی کار کردن در اندازه گیری دچار خطا میشوند، که برای عملکرد صحیح تجهیزات و سیستم باید دقت لازم را برای اندازه گیری داشته باشند و بدین گونه هر دستگاهی یا ابزاری باید توسط یک دستگاه مرجعی به صورت دوره ای کالیبره شود و حتی دستگاه ها و ابزارهای مرجع نیز خود باید کالیبره شوند و تمام این موارد از یک سیستم استاندارد جهانی پیروی می کنند. به طور مثال اگر یک دستگاه تست روغن سری OTS شرکت MEGGER به طور دقیق کالیبره نشده باشد و میزان حساسیت آن استاندارد نشده باشد، میزان دقیق ولتاژ شکست روغن یا عایقی روغن را نشان ندهد، در نتیجه روغن به کار گرفته شده در سیستم به درستی کارش را انجام نخواهد داد و سیستم دچار مشکل می شود.

تجهیزات ابزار دقیق در یک نگاه جامع شامل مولتی مترها، کالیبراتورها، کلمپ مترها، دوربین های ترموگرافی، ترمومترها، اسیلوسکوپ ها، گیج های فشار، ددویت تسترها، تجهیزات کالیبراسیون دما می باشند در صنایع پتروشیمی، صنایع سیمان و معدن، آزمایشگاها و خودروسازی، حمل و نقل و راهسازی کاربرد دارد.

شرکت های FLUKE، MEGGER، EUROTRON، FLIR، WIKA، ISOTECH و TESTO از شرکت های پیشرو جهانی در عرصه تامین تجهیزات ابزار دقیق می باشند که در بحث تحقیقات و تولید ابزارهای با دقت و کیفیت بالا پیشگام بوده اند.

به طور مثال شرکت FLUKE در سال 2020 که جهان درگیر پاندمی بزرگی بنام بیماری کرونا (کویید 19) شد، شروع به تحقیق و طراحی ابزاری کرد که در جهت کمک به جامع بشری برای تشخیص دمای بدن افراد شود و نتیجه ی آن تولید ترمومتر لیزری Fluke 67 MAX به عنوان تب سنج یا دماسنج دستی غیر تماسی شد.

دوربین های ترموگرافی FLIR بسیار به صنعتگران برای تشخیص مناطق آسیب دیده پرخطر کمک می کنند، ممکن است ترمومترها نیز بتوانند همان کار را انجام دهند و به طور دقیق به آنالیز یک نقطه ثابت یا متحرک در فاصله ای حدود 50 متر بپردازند مثل بررسی نقاط اتصال لوله های یک پالایشگاه ولی دوربین های ترموگرافی با ضبط کردن فیلم و آنالیز کردن یک منطقه، کار را با دقت عمل بیشتری برای منطقه پیش می برند و حتی این دوربین ها با گرفتن عکس و آنالیز آن، در مکان های شلوغ قادر هستند دمای بدن افراد حتی در حال حرکت را اندازه بگیرند.

شرکت EUROTRON موارد گسترده ای از سنسورهای فشار مثل گیج فشار P100 و هند پمپ PGS-700 ، سنسورهای دما همچون کوره دمای PTB-150 و حمام PLB 150 را ارائه می دهد. یوروترون برای کالیبراسیون تجهیزات با کیفیت بالا، تست و اندازه گیری الکتریکی سیستم ها ابزاری با کیفیت را عرضه می کند.

کلیات ویژگی یک ابزاردقیق بدین شرح می باشد:

رنج اندازه‌گیری (Range): محدوده‌ای از دامنه تغییرات کمیت می باشد، که آن ابزار قادر به اندازه‌ گیری کمیت انتخاب شده در آن محدوده است.

صفر اندازه‌گیری (Zero):  نقطه مشخصی را به عنوان نقطه صفر در نظر می‌گیرند و لزوما خروجی آن نقطه صفر نمی باشد.

انحراف صفر (Zero Drift): میزان خروجی در نقطه صفر با گذشت زمان یا عوامل دیگر ممکن است تغییر کند، که انحراف صفر می‌گویند.

حساسیت (Sensitivity): حساسیت میزان تغییرات خروجی ابزار به واحد تغییرات در کمیت مورد اندازه‌گیری را گویند.

رزولوشن (Resolution): اندازه گیری کوچکترین اندازه تغییرات کمیت مورد اندازه‌گیری را رزولوشن گویند.

پاسخ دهی (Response): در عمل هر ابزار دارای ثابت زمانی و تاخیر می باشد. ثابت زمانی ابزار مرجع باید از کوچکترین ثابت زمانی موجود در سیستم زیر تست بسیار کوچکتر باشد.

خطی بودن (Linearity): شیب مشخصه ورودی-خروجی ابزاری خطی(ثابت) باشد، بهترین خطی که مشخصه را بیان می‌کند، به عنوان مشخصه خطی بودن آن ابزار در نظر گرفته می‌شود.

هیسترزیس (Hysteresis):  رفتاری غیرخطی در ابزارها که مشخصه ابزار در مسیر افزایش ورودی با مشخصه ابزار در مسیر کاهش ورودی تفاوت دارد را گویند.

دقت (Accuracy):  نشان دهنده مطابقت میزان خوانش اندازه گیری با مقدار واقعی مورد اندازه‌گیری است.

تکرارپذیری (Repeatability): تکرارپذیری در ابزاردقیق ویژگی مهمی است بدین جهت که در شرایط ثابت به بررسی نتایج می پردازد تا نتایج یکسانی را بدهد. تفاوت تکرارپذیری و دقت این است که یک ابزار تکرارپذیر ولی با دقت کم را می‌توان اصلاح کرد، اما یک ابزاری که تکرارپذیری را ندارد اگر هم دقت بالایی داشته باشد، ممکن است دچار خطا بشود.