ابزار دقيق

سنسورهاي الكترونيكي

در قسمت شكل يك اشعه نوري وارد فضاي مياني دو صفحه شده و منعكس مي‌شود. چون كريستال مايع داراي ساختمان منظم است اشعهٔ منعكس شده به گونه‌اي مخرب با شعاع نور ورودي تداخل مي‌كند و سنسور، تيره و مات مي‌شود. در شكل تا دماي كريستال بالا مي‌رود تا حدي كه ساختمان منظم كريستالي آن به خاطر آشفتگي حرارتي، درهم شكسته مي‌شود.

دمايي را كه در آن، اين پديده اتفاق مي افتد بستگي به ساختمان دقيق مولكولي دارد. مي‌توان تركيبات را به گونه‌اي توليد كرد كه از تغييرات دماي مشخصي تبعيت كند. اگر در اين شرايط يك اشعه نوراني وارد فاصله بين دو صفحه شود، در مسير معمولي خودش منعكس مي‌شود و به نظر مي‌رسد سنسور، شفاف است (رنگ مادهٔ پشت صفحه معمولاً قابل رؤيت است). اگر در روش فوق از نور پلاريزه استفاده شود، مي‌توان تغييرات درجات حرارت كوچك‌تر از را نيز اندازه گيري كرد. اگر از نور سفيد معمولي در روش فوق استفاده شود، دقت ريزولوشن تا خواهد بود. امتيازسنسورهاي دماي كريستال مايع اين است كه اولاً نسبتاً ارزان تهيه  مي‌شوند ثانياً تداخل الكترومغناطيسي در آنها بوجود نمي ايد. عدم تأثير ميدان الكترومغناطيسي بر اين ستسورها باعث شده است در كاربردهايي كه تداخل الكترومغناطيسي براي سنسورهاي الكترونيكي معمولي مشكل جدي است، سنسورهاي كريستال مايع جايگزين خوبي براي سنسورهاي دماي معمولي باشند. مي‌توان توسط يك لينك فيبر نوري، از فاصله دور توسط سنسور كريستال مايع درجه حرارت را اندازه گرفت.

بي متالها در مواردي كه در تعيين دماي نقطهٔ اندازه گيري، دقت زياد لازم نيست و يا پايين بودن هزينه مورد تقاضا است و نيز در سيستمهاي كنترلي به عنوان كليد خاموش – روشن به كار مي‌روند. اين وسايل غالبا به عنوان كليد قطع اضافه بار در موتورهاي الكتريكي نصب مي‌شوند

مدارات ترموكوپل

 ضعف سيستم با روشي معروف به جبران سازي اتصال سرد (در مباحث آينده توضيح داده خواهد شد) كه در آن، مشخصهٔ تقويت كنندهٔ سيگنال ساز با قرار دادن يك ترميستور در مدار اصلاح مي‌شود، رفع خواهد شد. معمولاً در مواردي كه از ترموكوپل استفاده مي‌شود، طرح  وارهٔ شكل كاربرد دارد. براي حفاظت فيزيكي ترموكوپل غالباً دو سيم آن را داخل لوله و يا روكشي از جنس فولاد زنگنزن و يا مس كه قابل انعطاف است قرار مي‌دهند. البته اين محفظه سازي باعث افزايش ثابت زماني سيستم خواهد شد. امتياز عمدهٔ ترموكوپلها محدودهٔ وسيع اندازه گيريآن‌ها است كه به طور اسمي اگر جنس ترموكوپل كرومل آلومل باشد را  دربرمي گيرد. ديگر امتياز ترموكوپلها، عملكرد خطي آنها در محدودهٔ اندازه گيري است. جدول مشخصات انواع معروف‌ترين ترموكوپل‌هاي تجارتي موجود را نشان مي‌دهد. اگر قسمت كوچكي نوك جوشكاري شده ترموكوپل برداشته شده و ترموكوپل داخل خط لوله جاسازي شود، دماي سيال جاري در داخل لوله، بدون هيچگونه زحمتي قابل اندازه گيري است. اين نوع سنسورها در بازار موجود هستند و غالباً جهت اندازه گيريهاي تجربي مورد استفاده قرار مي‌گيرند.

جبران سازي ترموكوپل همانگونه كه قبلاً گفته شد، معمولاً نگهداشتن اتصالات سرد ترموكوپل در دماي مرجع كنترل شده عملي نيست. اما  وقتي اتصالات سرد ترموكوپل در درجه حرارت محيط قرار داده شوند، چون دماي محيط ممكن است تغيير كند، لذا جبران سازي اتصال سرد ضروري به نظر مي‌رسد. شكل را در نظر بگيريد، همانگونه كه در شكل پيداست اتصال مخصوص اندازه گيري ترموكوپل در درجه حرارت واتصال سرد آن در دماي محيط قرار دارد. خروجي ترموكوپل عبارت است از، اما خروجي ترموكوپل در شرايطي كه اتصال سرد در قرار دارد يعني را، جهت اندازه  گيري دما مورد لزوم است. بنابراين مقدار ولتاژ بايستي به اضافه شود تا تصحيح شود.

ولتاژ جبران سازي اتصال سرد ناميده مي‌شود و به طور خودكار توسط مدار شكل كه شامل ترميستور است ايجاد مي‌شود۔ مقاومت‌هاي  غيرقابل تغيير با دما هستند. أبتسادا پل ثدر با همه اجزايش متعادل مي‌شود. هنگامي كه دماي محيط از تغيير كند، يك ولتاژ عدم تعادل در طول ايجاد مي‌شود.

ترموكوپل در ابزار دقيق

ترموكوپل يكي از ابزار هاي مهندسي ابزار دقيق مي باشد كه در موارد  زيادي كاربرد دارد. ما در تلاش هستيم تا به شما درباره آن اطلاعات كافي را بدهيم . 

آرايش‌هاي چند ترموكوپلي

 مي‌توان چند ترموكوپل را به طور  سري و يا موازي به هم متصل كرد و كاربردهاي بهتري براي آنها يافت. آرايش سري اصولاً جهت افزايش حساسيت ترموكوپل استفاده مي‌شود.  همهٔ اتصالات اندازه گيري در يك دما نگه داشته مي‌شوند و همه اتصالات مرجع در دماي ديگري قرار مي‌گيرند. اين آرايش ترموكوپل ها، اغلب به نامترموپيل ناميده مي‌شود و براي تعداد ترموكوپل، خروجي آرايش فوق برابر  خروجي يك ترموكوپل تنها خواهد بود. يك نمونه تجاري ترموپيل از جنس كروملا! كنستانتان داراي 25 اتصال است و در حدود مقدار خروجي آن است. آرايش موازي ترموكوپل ها مطابق شكل در صورتي كه اتصالات سرد و مرجع در دماهاي يكسان باشند مثل يك ترموكوپل واحد، دما را  اندازه مي‌گيرد. اگر اتصالات اندازه گيري در دماهاي مختلف قرار داده شوند و مربوط به ولتاژ خروجي، دماي متوسط است (تا زماني كه ترموكوپل ها در فاصله دماي اندازه گيري رفتار خطي داشته باشند).