سنسورهای حرارتی و چگونگی عملکرد آن

سنسورهای حرارتی و چگونگی عملکرد آن

سنسورهای حرارتی چگونه کار می کنند:

هدف از سنسورهای حرارتی این است که میزان گرم یا سرد بودن چیزی را توصیف کنند، اما این توصیف خوبی برای نحوه کار آنها نیست. آنچه سنسورها در واقع اندازه گیری میکنند میزان فعالیت اتمی درون یک جسم است. این همان چیزی است که ما به عنوان دمای یک جسم در نظر میگیریم.

ذرات و گرما

اندازه گیری معروف به صفر مطلق حالتی از ماده را توصیف می کند که در آن هیچ حرکتی حتی در سطح زیر اتمی وجود نداشته باشد. این سردترین حالت ماده است.به محض گرم شدن یک جسم، ذرات داخل آن شروع به حرکت می کنند. سنسورهای گرما میتوانند این حرکت را تحمل کرده و اندازه بگیرند، که می تواند به دما تبدیل شود.

انواع سنسورهای حرارتی:

دو نوع اصلی سنسورهای حرارتی سنسورهای سنتی و سنسورهای مدرن تر مبتنی بر سیلیکون هستند. سنسورهای قدیمی اغلب از دستگاه هایی تشکیل می شوند که به ترموکوپل معروف هستند. یک ترموکوپل از دو فلز ساخته شده است که با هم جوش داده می شوند. به هر قسمت جوش خرده اتصال می گویند. سپس یک اتصال از دو فلز غیر مشابه در دمای مرجع مانند صفر درجه سنتیگراد قرار می گیرد. محل اتصال دیگر فلزات در دمایی است که می خواهید اندازه بگیرید.تفاوت بین میزان هیجان ذرات در هر فلز باعث ایجاد جریان الکتریکی می شود. سپس می توانید میدان الکتریکی را اندازه گیری کنید تا دما را تعیین کند زیرا ولتاژ وابسته به دما خواهد بود. این اثر SEEBECK نامیده می شود.

مزایای سنسورهای حرارت سیلیکونی:

سنسورهای دمای سیلیکون مدارهای مجتمع هستند.سنسورهای قدیمی برای کار کردن اغلب به جبران خسارت یا بافر احتیاج دارند. سنسورهای سیلیکون می توانند سیگنال ها را در یک واحد ادغام شده با سنسور پردازش کنند. برق از طریق سیلیکون ارسال می شود و برهم کنش بین الکتریسیته و ذرات فلز نشان دهنده درجه حرارت است. این بدان معنی است که آنها می توانند در طیف دمایی بسیار گسترده از سنسور های سنتی که به جبران کننده نیاز دارند، از 155 تا -55 درجه سانتیگراد کار کنند.

کاربرد سنسورهای حرارتی:

از آنجا که این سنسورها گرمای ساطع شده از یک جسم را اندازه گیری می کنند، که به عنوان امضای مادون قرمز آن نیز شناخته می شود، مزایای آنها نسبت به سایر ابزارهای تشخیص است. این به این دلیل است که همه اشیا امضای گرما می دهند. این بدان معناست که برای تشخیص آن لازن نیست نور از جسم منعکس شود. در نتیجه؛ از سنسورهای مادون قرمز در عینک دید در شب برای کمک به شما در دیدن تاریکی استفاده می شود.

• وارمتر،کسینوس فی متر، مولتی متر، پاورمتر، ترانس های اندازه گیری

.    وارمتر

یکی دیگر از دستگاه های اندازه گیری الکتریکی وارمتر است. وارمتر دستگاهی است که توان راکتیو (غیر مفید) مدار را اندازه گیری می کند. اتصالات وارمتر مشابه اتصالات وات متر است.

• کسینوس فی متر

در کارخانجات و نیروگاه ها که باید ضریب قدرت مدار تحت کنترل باشد از کسینوس فی متر برای اندازه گیری آن استفاده می شود. کسینوس فی متر یکی دیگر از دستگاه های اندازه گیری الکتریکی است که دارای دو سیم پیچ متحرک و یک سیم پیچ ثابت بوده و در مجموع دارای چهار یا پنج پیچ اتصال است و در مدارهای سه فاز و یک فاز به کار می رود. باید توجه داشت که کسینوس فی متر چه به صورت تک فاز و چه بصورت سه فاز فقط کسینوس فی فازی را که سیم پیچ ثابتش بر روی آن بسته شده است نشان می دهد. اگر ضریب قدرت مدار کمتر از حد مجاز باشد، در قبوض برق بهایی به عنوان جریمه لحاظ می شود. لذا کنترل و اندازه گیری پارامتر الکتریکی مذکور cosᴓ متر انجام می شود.

کسینوس فی مترها که برای نصب روی تابلو استفاده می شوند معمولاً برای ولتاژهای 110، 220، 380 و 500 ولت و جریان پنج آمپر و یک آمپر ساخته می شوند. برای ولتاژها و جریان های بیشتر از مقدار نامی ذکر شده باید از مبدل ولتاژ و مبدل جریان استفاده کرد.

در جریان سه فاز چنانچه بار متعادل باشد، اتصال یک کسینوس فی متر کافیست. ولی اگر بار نامتعادل باشد، سر راه هر فاز از یک کسینوس فی متر جداگانه استفاده می شود. 

کسینوس فی متر در مدار به شکل سری و موازی بسته می شود. دارای یک سیم پیچ ثابت جریان (سری) و دو سیم پیچ متحرک برای ولتاژ است از یک مقاومت اهمی خالص و یک مقاومت تقریباً سلف خالص نیز استفاده شده است که هر کدام با یکی از سیم پیچ های ولتاژ سری بسته می شوند.

هر کسینوس فی متر چه در مدار تک فاز بسته شده باشد و یا در مدار سه فاز، فقط ضریب توان فازی را نشان می دهد که سیم پیچ جریان روی آن قرار گرفته، مقدار ولتاژ و جریان در سیم پیچها همانند وات متر است به همین جهت برای نصب روی تابلوهای صنعتی حتماً به ترانسفورماتور جریان احتیاج است.

صفحه نشان دهنده برای کسینوس فی مترها به طور معمول در سه مدل طراحی و ساخته می شوند. زمانی که بار مصرفی فقط سلفی باشد از مدل 90 درجه که در انتها مقدار عدد 1) Cos ᴓ) نشان داده شده است، استفاده می شود.

اگر بار فقط سلفی (اندوکتیو) و یا خازنی (کاپاسیتیو) باشد از کسینوس فی متر با صفحۀ مدرج یک طرفه و در صورتی که به هر دو صورت سلفی یا خازنی باشد از صفحۀ مدرج دو طرفه و یا دوار (360 درجه) استفاده می شود.

در کارخانه هایی که به غیر از بار سلفی از بار خازنی هم استفاده می کنند (اصلاح ضریب توان) از صفحه نشان دهنده 90 درجه ای که عدد 1 در وسط قرار دارد استفاده می شود.

البته در هر طرف صفحه اندازه گیری کمتر از 1 مشخص شده که در یک طرف ضریب توان بارهای سلفی با علامت Ind و طرف دیگر برای بارهای خازنی با علامت Cap است. (علامت اندوکتیو (ind) و کاپاسیتیو (cap) روی صفحه مدرج درج می شود.) در نیروگاه ها و مرکزهای پست از صفحه نشان دهنده 360 درجه استفاده می شود که در این مدل عدد Cos ᴓ=1 دو بار با اختلاف 180 نسبت به هم نوشته می شود که در اطراف هر کدام نیز درجه بندی برای ضریب توان بارهای سلفی و خازنی نشان داده شده است.

عقربه اگر به طرف  indحرکت کند مصرف کننده، اندوکتیو است و مقدار اندازه گیری شده، ضریب قدرت مدار اندوکتیو یا سلفی را نشان می دهد. در صورتی که عقربه به طرف cap حرکت کند، مصرف کننده، کاپاسیتیو خازنی است و مقدار اندازه گیری شده، ضریب قدرت مدار کاپاسیتیو را نشان می دهد.

همان طور که گفته شد کسینوس فی متر در تابلوهای صنعتی فقط ضریب توان یک فاز از سه فاز را نشان می دهد که اگر بارهای مصرف در کارخانه تقریباً متعادل باشند، یعنی قبلاً هماهنگی لازم برای متعادل کردن سه فاز توسط مسئول برق کارخانه انجام گرفته شده است، یک کسینوس فی متر کافی است.

اما در کارخانه و محل هایی که تغییرات بار زیاد است و همچنین نامتعادلی در فازها نیز خیلی متغیر است بهتر است از سه کسینوس فی متر در کنار هم مثل سه آمپرمتر یا سه وات متر هر کدام برای یک فاز استفاده شود.

امروزه از کسینوس فی مترهای پرتابل که به راحتی می توانند ضریب توان هر فاز را به طور جداگانه مشخص نمایند استفاده می کنند. صفحه نشان دهنده نیز می تواند به صورت سون سگمنت (دیجیتال) باشد. کاربرد این نوع کسینوس فی متر بیشتر برای شرکت هایی که وظیفه نصب بانک خازن جهت اصلاح ضریب قدرت را دارند، است.

• مولتی متر

مولتی متر، دستگاهی است که چندین پارامتر الکتریکی از جمله: جریان هر فاز مدار، ولتاژ فازها نسبت به هم و نسبت به نول و در بعضی موارد فرکانس شبکه یا انرژی و توان را اندازه گیری می کند.

• پاورمتر 

  پاورمتر به منظور اندازه گیری و محاسبه توان، انرژی، توان اکتیو، توان راکتیو، ضریب توان یا Power Factor، جریان و ولتاژ طراحی و تولید شده است. پاورمتر تابلویی یا پاور آنالایزر از دستگاه های اندازه گیری الکتریکی است که برای سنجش و مانیتورینگ پارامترهای متعددی در زمینه توان و انرژی، در صنایع برق، کارخانجات بزرگ و کوچک، اپراتورهای برق صنعتی و تست ترانسفورماتورهای قدرت تک فاز و سه فاز استفاده می شود.

پاورمتر اشنایدر الکتریک با داشتن کلاس دقت بالا، قابلیت محاسبه دیماند، پورت ارتباطی سریال یا شبکه اترنت، ورودی – خروجی دیجیتال یا آنالوگ، ساعت داخلی یا RTC، قابلیت ایجاد تعرفه، محاسبه THD و یا TDD، نمایش بزرگی مولفه های هارومونیکی به صورت انفرادی از مرغوب ترین پاورآنالیزرهای موجود به شمار می آید. در حال حاضر پاورمترهای سری 2000 اشنایدر الکتریک جایگزین پاورمترهای سری 1000 شده است و همچنین قیمت پاورمتر اشنایدر الکتریک باتوجه به امکانات آن افزایش می یابد.

·          ترانس های اندازه گیری

از آن جا که جریان و ولتاژ خطوط زیاد است و نمی توان مستقیماً آن را اندازه گرفت با استفاده از این دستگاه ها از جریان نمونه برداری می کنند. این دستگاه ها به صورت سری CTها و به صورت موازی CVT، PTها در مدار قرار می گیرند. هم چنین برای ایزوله شدن شبکه های فشار قوی از سیستم های اندازه گیری و حفاظت از این وسیله استفاده می شود.

عایق بندی تجهیزات متصل شده به ثانویه این ترانس ها از قسمت اولیه شبکه و هم چنین امکان استاندارد کردن تجهیزات اندازه گیری و حفاظتی برای مقادیر مشخص جریان یا ولتاژ از دیگر ویژگی های مهم با اهمیت آن ها است. در هر ترانسفورماتور ولتاژ جریان، مقدار کمیت اندازه گیری شده ولتاژ و یا جریان، باید با یک نسبت مشخص کاهش یافته و دقت مقادیر اندازه گیری شده در ثانویه از محدوده مجاز تجاوز نکند.

این بدان معنی است که این نمونه گیرها باید دارای راندمان بسیار بالا باشند. در شرایط گذاری سیستم قدرت تغییرات بزرگ لحظه ای در کمیت های ورودی ممکن است به تغییر شکل موج سینوسی شبکه منجر شود. اثر این خطا، ممکن است در عملکرد دستگاه های اندازه گیری ناچیز باشد، اما برای رله های حفاظتی می تواند به عملکرد غلط رله ها منجر شود. که برای برطرف کردن این موضوع نیز مهندسین طرح و ساخت این شرایط را در نظر می گیرند.

ساختمان ترانسفورماتورهای اندازه گیری برای به کارگیری در جریان و ولتاژهای نامی پائین چندان تفاوتی با یکدیگر ندارد، ولی زمانی که جریان و ولتاژ اولیه دارای مقادیر نامی بالا باشد، تفاوت در ساختمان ترانسفورماتورهای جریان و ولتاژ اجتناب ناپذیر می شود. ضمن اینکه نحوۀ اتصال این ترانسفورماتورها به مدار از دیگر موارد تفاوت آنها است.

• ترانس جریان CT

سیم پیچ اولیه ترانس های جریان با مدار قدرت به طور سری قرار می گیرند و سیم پیچ ثانویه آن ها، به تجهیزات اندازه گیری مناسبی مثل کنتورها، تجهیزات حفاظتی مثل رله ها و غیره متصل می شوند. امپدانس با Zb متصل شده به سیم پیچ ثانویه، در مقایسه با امپدانس اولیه بسیار کوچک بوده و به عبارت دیگر، ثانویه CT حالت اتصال کوتاه دارد. عایق کردن مناسب مدارهای اندازه گیری و حفاظتی از ولتاژ اولیه شبکه، و هم چنین حفظ وسایل در برابر اضافه بار، از ویژگی های مهم این ترانسفورماتورها است.

نکته: برای توسعه حدود اندازه گیری یک آمپرمتر، می توان به دو سر بوبین آن یک مقاومت به صورت موازی وصل کرد. در این حالت مقاومت داخلی آمپرمتر کم شده و می تواند جریان بیشتری را از خود عبور بدهد.

سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور جریان را با حروف بزرگ K و L و سیم پیچ ثانویه آن را با حروف کوچک k و  lنمایش می دهند و لازم است که سیم پیچ اولیه طوری در مدار قرار گیرد که ورودی آن به K وصل شود، به عبارت دیگر جریان فاز باید به K وارد شود.

همان طور که می دانید ترانس های جریان به دو نوع ترانس های اندازه گیری و حفاظتی تقسیم می شوند. ترانس جریان با هسته اندازه گیری یکی از دستگاه های اندازه گیری الکتریکی است که انواع متفاوتی دارد. ترانس جریان اندازه گیری نوع حلقوی یا کوربالانس از دستگاه های اندازه گیری الکتریکی تابلویی است که در آن هادی یا شین به عنوان اولیه، ترانس و سیم پیچ حلقه به عنوان ثانویه ترانس در نظر گرفته می شود.

زمانی که جریان از هادی عبور کند یک میدان مغناطیسی (یک ولتاز القایی در دو سر سیم) در سیم پیچ ثانویه ایجاد می شود. با اتصال آمپرمتر به ثانویه CT، جریان القایی مذکور که مساوی و یا کمتر از جریان نامی آمپرمتر است از آن عبور می کند. از این رو، ترانسفورماتورهای جریان همراه با یک نسبت تبدیل یا ضریب تبدیل بیان می شوند مانند یک ترانس جریان 100/5.

 توجه: ضریب تبدیل CT ها به صورت یک عدد کسری روی آن نوشته می شود. (مانند 100 A/5 A یا 100A/1 A) که در واقع نشانگر نسبت جریان اولیه به جریان ثانویه است. جریان ثانویه این ترانسفورماتورها اغلب 5 آمپرمتر است.

نسبت تبدیل معمولاً در این مبدل ها به گونه ای است که همواره جریان خروجی (ثانویه) از محدودۀ 5 آمپر بیشتر نمی شود و مثلاً با نسبت های 100 به 5 آمپر یا 200 به 5 آمپر ساخته می شوند.

• رله نشتی جریان

رله ارت فالت اشنایدر الکتریک یا رله حفاظتی جریان نشتی با استفاده از ترانس، جریان‌  نشتی به زمین را شناسایی و فرمان قطع مدار را صادر می‌ کند و از اتصال به زمین قطعات جهت جلوگیری از بروز تلفات انسانی و آتش سوزی حفاظت می کند. ترانس رلۀ نشتی جریان برای نمونه گیری جریان عبوری از کابل های اصلی استفاده می شود.

• ترانس ولتاژ (PT)

 برای توسعۀ حدود اندازه گیری ولت متر در شرایطی که ولتاژ مصرف کننده در حد مجاز ولت متر نباشد و در شرایطی که امکان اتصال مستقیم ولت متر به دو سر مصرف کننده وجود ندارد، می توان از ترانسفورماتور کاهنده ولتاژ (PT) در کنار ولت متر استفاده و به عبارت دیگر ولتاژ را به روش غیرمستقیم اندازه گیری کرد. در این حالت دو سر سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور ولتاژ را به صورت موازی در مدار قرار می دهیم و ولت متر را نیز به سیم بندی ثانویه متصل می کنیم.

ولتاژ ثانویه PT ها یا ترانسفورماتورهای ولتاژ اغلب 100 ولت است و مشابه ترانسفورماتورهای جریان، نسبت تبدیل یا ضریب تبدیل آنها (Kv) برای شرایط نامی به صورت یک عدد کسری بیان می شود (مانند 20KV/100 V).

کالیبراسیون در استانداردهای سیستم مدیریت

کالیبراسیون در استانداردهای سیستم مدیریت به‌عنوان الزامی در نظر گرفته ‌شده است و سازمان‌ها باید تجهیزات اندازه‌گیری مؤثر بر کیفیت محصول یا خدمات را شناسایی نمایند این شناسایی معمولاً در دستورالعمل‌های بازرسی یا برنامه کنترل مشخص می‌شود.فرآیند کالیبراسیون تجهیزات اندازه‌گیری ممکن است در نظامنامه‌های سازندگان وسیله، استانداردهای ملی منتشرشده یا کتب مرجع تشریح شده باشد.

کالیبراسیون در استانداردهای مدیریت

کالیبراسیون در ISO 9001:2008
بند 7-6 کنترل وسایل پایش و اندازه‌گیری

کالیبراسیون در ISO 9001:2015
بند7-1-5 منابع پایش و اندازه گیری

کالیبراسیون در ISO 45001:2018 و ISO 14001:2015
بند 4-5-1 پایش و اندازه‌گیری عملکرد

اگر در سازمان،وسایل اندازه‌گیری استفاده نمی‌شود،این الزامات استاندارد اعمال نمی‌شود. اگر امکانات تصدیق شما منحصر به بازرسی چشمی یا قضاوت حرفه‌ای است، وسیله ای وجود ندارد که بخواهید آن را کنترل نمایید. ممکن است از نرم‌افزار رایانه ای برای تعیین انطباق با الزامات استفاده نمایید،برای این کار باید تأیید نماییم نرم‌افزار آیا قادر به تأمین نتیجه قابل‌اعتماد هست یا خیر؟

درصورتی‌که پایش و اندازه‌گیری توسط تأمین کننده انجام شود، سازمان باید سوابق کالیبراسیون تجهیزاتی که که به‌وسیله آن پایش و اندازه گیری انجام شده را نگهداری نماید. نظیر پایش و اندازه‌گیری عوامل زیان‌آور توسط تأمین کننده

مستندات موردنیاز جهت کالیبراسیون 

در سازمان‌های بزرگ روش اجرایی کالیبراسیون تهیه می‌شود و در سازمان‌های کوچک تشریح فعالیت‌های مرتبط با کالیبراسیون در نظامنامه یا فرآیند توضیح داده می‌شود. برخی از مهم‌ترین مستندات موردنیاز جهت کالیبراسیون ایزو در زیر آمده است.

فهرست وسایل کالیبراسیون شامل: نوع، شماره شناسایی، دقت ابزار، گستره ابزار اندازه‌گیری، فواصل زمانی کالیبراسیون
شناسنامه تجهیزات اندازه‌گیری ،در صورت نیاز
برنامه کالیبراسیون و تصدیق ابزار اندازه‌گیری این برنامه شامل نام ابزار اندازه‌گیری، کد ابزار، دوره کالیبراسیون، دوره باردید می‌باشد

برچسب تجهیزات اندازه‌گیری

پس از کالیراسیون هر یک از تجهیزات اندازه‌گیری توسط مرکز کالیبراسیون تأیید شده، برای هر یک از تجهیزات اندازه‌گیری برچسب کالیبره و گواهینامه کالیراسیون صادر می‌شود.
در برچسب کالیبراسیون شامل: نام ابزار، کد ابزار، شماره گواهینامه، تاریخ کالیبراسیون، تاریخ کالیبراسیون بعدی می‌باشد.

فرم اعلام مقدار خطاء

پس از بررسی نتایج کالیراسیون تجهیز اندازه‌گیری، مقدار خطاء مجاز بررسی‌شده و درصورتی‌که خطاء در محدود مجاز باشد میزان آن به کاربر ابزار اندازه‌گیری اعلام می‌شود. جهت اعلام مقدار خطاء می‌توان در برچسبی مقدار خطاء را درج نمود و ان را بر روی تجهیز اندازه‌گیری نصب نمود. یا از طریق فرمی مقدار خطاء به کاربر اعلام شود.

فرم بازدید وضعیت تجهیز اندازه‌گیری

به‌منظور اطمینان از حفاظت تجهیزات اندازه‌گیری، می‌توان بازدیدهای دوره‌ای را برنامه‌ریزی نمود و وضعیت ابزار اندازه‌گیری را موردبررسی قرار داد.
آیا وضعیت ابزار اندازه‌گیری قابل شناسایی می‌باشد؟
آیا ابزار اندازه‌گیری پس از اتمام کار در جعبه خود نگهداری می‌شود؟
آیا درصورتی‌که ابزارا ندازه گیری خطا داشته باشد، توسط اپراتور اعمل می‌شود؟

نگهداری سوابق کالیبراسیون در استانداردهای سیستم مدیریت

کالیبراسیون ابزار اندازه‌گیری توسط مراکز ذی‌صلاح صورت می‌گیرد و سوابق کالیبراسیون ابزار اندازه‌گیری در سازمان نگهداری می‌شود.

سوابق تصدیق ابزار اندازه‌گیری،برخی از ابزارهای اندازه‌گیری مورداستفاده در سازمان را می‌توان با یک ابزار مرجع که کالیبره شده،به صورت دوره‌ای موردبررسی قرار داد، سوابق تصدیق ابزار اندازه‌گیری باید در سازمان نگهداری شود.

اسپکتروفتومتر

اسپکتروفتومتر چیست؟

دستگاهی می باشد که شدت نور را به صورت تابعی از طول موج اندازه گیری می نماید. اساس کار این دستگاه این گونه می باشد که با تابش الکترو مغناطیسی باعث جذب مواد شده و از روی شدت جذب هر ماده مقدار ماده یا همان غلظت ماده تعیین خواهد شد.

این دستگاه امکان این را نیز دارد که غلظت ای فوق العاده کوچک را نیز اندازه گیری نماید. بنابراین در تجزیه و تحلیل عنصرهای مولکولی همانند DNA و RNA نیز کاربرد دارد. بنابراین کاربرد اصلی آن در آزمایشگاه بیوشیمی می باشد.

اساس کار دستگاه اسپکتروفتومتر:

به صورت کلی میزان نور جذب شده در یک ماده در حالت مایع بستگی به این دارد که غلظت آن در مایع چقدر می باشد. 

 در صورتیکه ماده جامد باشد ابتدا باید در یک حلال شفاف حل شود تا به راحتی بتوانیم اندازه گیری نماییم. نمونه به همراه حلال در یک ظرف شفاف شیشه ای و یا ظرفی از جنس کوارتز ریخته می شود و در مقابل نور عبوری دستگاه اسپکتروفتومتر گذاشته می شود. در نظر داشته باشید که با استفاده از افزونه هایی بر روی دستگاه طیف سنج می توانیم نمونه های جامد و یا حتی گاز را هم آنالیز نماییم که در مقالات بعدی از رشنولب به آن خواهیم پرداخت.

چگونه غلظت ماده با اسپکتروفتومتری تعیین می شود؟

در فرایند اسپکتروفتومتری با استفاده از رابطه ای که تاثیری بر روی غلظت ماده و میزان جذب نور عبوری از آن دارد می توانیم به راحتی رابطه غلظت – جذب هر ماده شیمیایی را مشخص نماییم.

این دستگاه دارای دو نوع منبع برای تولید نمودن نور می باشد و همچنین برای تولید نور مرئی و مادون قرمز نیز که دارای طول موج 320 تا 1100 نانومتر باشند از لامپ های تنگستن یا هالوژن استفاده می شود. همچنین برای تولید امواج فرابنفش از لامپ دوتریوم با طول موج 190 تا 320 نانومتر استفاده می شود.

نوری که توسط این لامپ ها تولید می شود با استفاده از مونوکروماتور ها فیلتر می شود و سپس در طول مسیر با استفاده از چند منشوری و توری پراش، طول موج خاصی انتخاب و از شکاف عبور و یا حتی از متمرکز کننده پرتو عبور می نماید.

اجزای دستگاه اسپکتروفتومتر:

·        منبع نور یا لامپ اسپکتروفتومت

نقش منبع نور در دستگاه اسپکتروفتومتر تولید انرژی تشعشعی می باشد. لامپ های تنگستنی محدوده طول موج گسترده ای را به صورت ممتد از خود منتشر می نمایند که این طول موج ها برای اندازه گیری در مناطق مختلف الکترمغناطیس و بخصوص در منطقه مرئی و فرابنفش استفاده می شود.

·        سیستم کنترل ولتاژ

در این روش طیف سنجی، باید شدت نور خروجی از لامپ ثابت باشد. چنانچه ولتاژ برق ورودی به دستگاه تغییر نماید، شدت نور لامپ نوشان پیدا میکند و باید تنظیم کننده ولتاژ در دستگاه نصب شود.

·        مونوکروماتور

این بخش دستگاه طیف سنج، نور تولیدی توسط لامپ را به پرتوهای تک رنگ تبدیل می نماید. این عمل معمولا توسط  منشور یا سیستم گریتینگ اجرا خواهد شد. این فیلترهای مونوکروماتورشیشه های رنگی هستند که بخش وسیعی از پرتوها را جذب کرده و فقط طول موج های محدودی را از خود عبور خواهد داد.

·        سیستم منشوری

منشور هایی که در روش های اسپکتروفتومتری به کار رفته اند، شیشه هایی با لبه‌ های تیز و به شکل هرمی هستند که به علت تفاوت در ضریب شکست، باعث تجزیه نور خواهند شد.

·        آشکارساز

وظیفه آشکارساز دستگاه اسپکتروفتومتر، تبدیل انرژی نورانی به الکتریکی می باشد. این تبدیل متناسب با شدت نور فرودی به سطح حساس آن ها صورت می گیرد. فوتوسل های آشکارساز، ترکیبی از مواد حساس به نور هستند که به صورت لایه ای سطح خارجی آن ها پوشش داده شده اند.

·        مفسر دستگاه اسپکتروفتومتر

ین دستگاه کار تفسیر انرژی الکتریکی خروجی از آشکارساز و نمایش داده ها به شکل قابل تفسیر برای کاربر می باشد. به طور معمول داده ها به شکل نموداری که شدت نور را برحسب میزان جذب نور نمایش می دهند، ارائه می شوند.

ساعت اندازه گیری

ساعت اندازه گیری

ساعت اندازه گیری به عنوان یک وسیله برای اندازه گیری و کنترل قطعات صنعتی که با این ابزار می توان اندازه های ابعادی قطعات را در طول و قطر مشخص کرد. ولی با توجه به محدود بودن در دامنه اندازه گیری این ابزار بیشتر برای عمل کنترل قطعات از جمله تختی، گردی،توازی،تعامد، زاویه دار بودن قطعه کار کاربرد دارد.

 دامنه کاربرد:

این استاندارد کلیه ساعتهای اندازه گیری با تفکیک پذیری 0.01 میلی متر و گستره اندازه گیری تا ۱۰ میلی متر(1 میلی متر در هر گردش کامل عقربه) و تفکیک پذیری 0.001 میلی متر و گستره اندازه گیری تا ۵ میلی متر(0.2میلی متر در هر گردش کامل عقربه)  را پوشش می دهد.

تعاریف:

در این استاندارد علاوه بر اصطلاحات و تعاریف تعیین شده در مرجع( استاندارد ملی ایران  ۴۷۲۳-1378) اصطلاحات و تعاریف زیر نیز به کار می روند:

کالیبراسیون ساعتهای اندازه گیری ساده :

عبارت است از عملیاتی که تحت شرایط خاص، بین مقادیرمشخص شده توسط وسیله اندازه گیری مرجع و مقادیر اندازه گیری شده توسط ساعت اندازه گیری با در نظر گرفتن برآورد عدم قطعیت رابطه ای برقرار می شود.

عدم قطعیت اندازه گیری استاندارد:

عدم قطعیت اندازه گیری مربوط به عوامل تاثیرگذار مشخص شده در کالیبراسیون، که برحسب نوع توزیع حاکم بر آن ها برحسب یک انحراف استاندارد بیان شده باشد.

عدم قطعیت اندازه گیری مرکب استاندارد: (uc)

به ترکیب عدم قطعیت های اندازه گیری استاندارد به کمک روش کمترین مربعات گفته می شود.

عدم قطعیت اندازه گیری گسترده  در سطح اطمینان ٩۵ درصد (U):

عدم قطعیت نهایی مربوط به نتیجه به دست آمده که با فرض توزیع نرمال و سطح اطمینان ٩۵ درصد با ضریب پوشش ((k  برابر ٢ از عدم قطعیت اندازه گیری مرکب استاندارد حاصل می شود. عدم قطعیت اندازه گیری گسترده در سطح اطمینان ٩۵ درصد و  k=2 از رابطه زیر بدست می اید.

U = kuc = 2uc

مکانیزم ساعت اندازه گیری

ساعت اندازه گیری دارای مکانیزم چرخ دندانه است، به واسطه درگیری درگیری چرخ دندانه ها حرکت از میله لمس کننده ساعت به عقربه منتقل می گردد،عملکرد آن به گونه ای است که در امتداد میله لمس کننده دندانه هایی وجود دارد و با چرخ دنده ساده درگیر می شود و امتداد چرخ دندانه نیز با عقربه روی صفحه ساعت درگیر است و با حرکت خطی میله لمس کننده چرخ دنده درگیر با آن به چرخش درآمده و عقربه مقدار تغییرات را باتوجه به دقت ساعت نشان می دهد و برای آنکه میله لمس کننده همیشه آماده برای عمل کنترل باشد، فنر حلزونی در داخل محفظه آن تعبیه شده است که می تواند عمل برگشت میله لمس کننده را انجام دهد.

کاربردهای ساعت اندازه گیری

1-  برای کنترل دور بودن قطعه کار نسبت به محورهایی که دوران دارند.

2-  برای کنترل مخروط داخل سوراخ

3-  فاصله یک سطح نسبت به سطح دیگر

4-  کنترل توازی یک سطح نسبت به سطح دیگر

روش خواندن ساعت اندازه گیری

جهت حرکت عقربه ساعت در خواندن تغییرات اندازه از روی ساعت موثر است اگر میله لمس کننده در پایین ترین نقطه قرار داشته باشد دراین حالت باید عقربه بزرگ ساعت روی عدد صفر باشد در غیر اینصورت صفحه بزرگ ساعت را چرخانده تا صفر زیر عقربه قرار گیرد.

در صورتی که میله لمس کننده به سمت بالا جمع شود جهت عقربه ساعت به سمت راست می باشد. در صورتی که میله لمس کننده در بالاترین نقطه قرار داشته باشد و به سمت پایین حرکت کند جهت عقربه ساعت در جهت چپ دوران می کند و ملاک خواندن تغییرات اندازه نسبت به جهت چپ در نظر گرفته می شود.

1-عقربه بزرگ روی صفر صفحه بزرگ ساعت و عقربه کوچک نیز روی صفحه کوچک قرار دارد یعنی میله لمس کننده در پایین ترین نقطه می باشد.

2-عقربه بزرگ یک دوران می کند و عقربه کوچک روی عدد یک قرار دارد یعنی میله لمس کننده یک میلی متر جابجا شده است.

3-عقربه کوچک از عدد یک گذشته و عقربه بزرگ روی شاخص 30 قرار دارد یعنی میله لمس کننده به اندازه 1.20 میلیمتر جابجا شده است.

وسایل مورد نیاز جهت کالیبراسیون ساعت اندازه گیری

برای انجام کالیبراسیون باید وسایل و مواد به شرح زیر مورد استفاده قرار گیرند:

*وسیله اندازه گیری دما با تفکیک پذیری 0.1 درجه سلسیوس

*وسیله اندازه گیری رطوبت نسبی با تفکیک پذیری ۱ درصد

*وسیله اندازه گیری طول با تفکیک پذیری کمینه یک سوم تفکیک پذیری ساعت اندازه گیری

*پایه ساعت اندازه گیری

*میز صافی گرید ۱ و بهتر

*الکل سفید

روش اجرای کالیبراسیون

*شرایط محیطی مورد نیاز

1-دمای ٢ ± ٢٠ درجه سلسیوس با بیشینه تغییرات ١ درجه سلسیوس در ساعت

2-رطوبت نسبی ٥٥-35 درصد

*تهیه وسیله مرجع

*بررسی های ظاهری و آماده سازی دستگاه

1-بازبینی چشمی

ساعت اندازه گیری باید از نظ ر سلامت ظاهری کلیه اجزا ء از جمله شیشه،عقربه، صفحه مدرج و پیستون متحرک بایستی بازبینی شود.

2-تمیز کاری

3-تنظیمات اولیه

در صورت وجود لقی در حرکت عقربه و یا پیستون متحرک، باید اصلاح شود.

تنظیم صفر: در ساعت هایی که اندازه گیری آن ها در یک جهت می با شند و نیز در ساعت هایی که اندازه گیری مثبت و منفی دارند، نقطه صفر پس از اعمال یک نیروی اولیه، تنظیم می شود.

4-هم دمایی

ساعت های اندازه گیری می بایست  قبل از انجام کالیبراسیون ۸ الی ۱۲ ساعت در محیط آ زمایشگاه جهت هم دمایی نگهداری شوند.