پرشر سوئیچ | ساختار پرشر سوئیچ

پرشر سوئیچ | ساختار پرشر سوئیچ چیست ؟ پرشر سوئیچ (Pressure switch) تجهیزی است که برای کنترل فشار یک فرایند طراحی شده است. این تجهیز زمانی که به یک فشار معین از قبل تعیین تنظیم شده برسد خروجی را فراهم می کند. تعریف دیگر اینکه پرشر سوئیچ نوعی سوئیچ است که زمانی که فشار به یک میزان معین برسد تماس الکتریکی را برقرار می کند. پرشر سوئیچ ممکن است به گونه ای طراحی شود که بر اثر افزایش و یا کاهش فشار این سوئیچ را بدهد یا تماس الکتریکی را برقرار کند. سوییچ های فشار به طور گسترده‌ای در صنعت برای نظارت و کنترل اتوماتیک سیستم هایی که از مایعات تحت فشار استفاده می کنند، استفاده می‌شود. نوع دیگر پرشر سوئیچ نیروی مکانیکی را تشخیص می دهد به عنوان مثال یک قطعه حساس به فشار برای باز کردن خودکار در ها در ساختمان های تجاری استفاده می شود. از این سنسورها در برنامه های زنگ خطر امنیتی مانند سطوح حساس به فشار نیز استفاده می ‌شود.

ساختار پرشر سوئیچ
سوئیچ فشاری که برای فشار مایعات ساخته می‌شود شامل اجزای زیر است:
1- کپسول
2- دم
3- لوله بوردون
4- دیافراگم یا پیستون
جزء آخر متناسب با فشار وارد شده تغییر شکل داده یا جابجا می شود. این حرکت و جابه جایی مستقیماً و یا از طریق اهرم های تقویت کننده روی مجموعه ای از اتصالات سوئیچ اعمال می شود. از آنجا که فشار ممکن است به آرامی تغییر کند و کانتکت ها یا اتصالات باید به سرعت کار کنند بعضی از مکانیزم ها از نوع اوور سنتر ( over-center ) مانند سوئیچ های مینیاتوری واکنش سریع (snap action) برای اطمینان از سرعت عملکرد مورد استفاده قرار می گیرند. یک نوع حساس از انواع پرشر سوئیچ ها سوئیچ جیوه ای است که بر روی لوله بوردون نصب می شود. تغییر وزن جیوه یک ویژگی موثری از مکانیسم اوور سنتر می باشد. پرشر سوئیچ ممکن است با حرکت دادن کنتاکت ها یا تنظیم تنش در فنر غیر متعادل قابلیت تنظیم را داشته باشد همچنین پرشر سوئیچ های صنعتی ممکن است دارای مقیاس و نشانگر کالیبره شده باشند تا نقطه تنظیم شده یا ست پوینت سوئیچ را نشان دهند. یک پرشر سوئیچ دارای حلقه هیسترزیس است یعنی یک رنج تفاضلی در اطراف ست پوینت (set point) که به باند بست یا dead band سوئیچ معروف است که تغییرات کوچک فشار درون آن حلقه تاثیری در حالت کنتاکت آن دارد. بعضی از انواع ،مقادیر تفاضلی تنظیم شده را مجاز می دانند. المان حسگر فشار یک سوئیچ فشار ممکن است طوری تنظیم شود که به اختلاف دو فشار پاسخ دهد این سوئیچ ها زمانی که اختلاف فشار زیاد است بسیار مفید هستند به عنوان مثال برای تشخیص فیلتر گرفتگی در سیستم تامین آب سوئیچ ها باید طوری طراحی شوند که فقط به تفاوت پاسخ دهند و برای تغییر در فشار معمولی عملکرد نادرست نداشته باشند.
کنتاکت های پرشر سوئیچ ممکن است از چند دهم آمپر تا ۱۵ آمپر درجه بندی شوند با درجه بندی های کوچکتر در سوئیچ های حساس تر غالباً پرشر سوئیچ ها رله یا دستگاه کنترل دیگری را دارند اما بعضی از انواع مستقیما می‌توانند موتورهای الکتریکی کوچک یا بار های دیگر را کنترل کنند. از آنجا که قسمت‌های داخلی سوئیچ ها در معرض سیال فرآیند است باید به گونه‌ای انتخاب شود که قابلیت سازگاری و ماندگاری در برابر این سیالات را داشته باشد به عنوان مثال دیافراگم های لاستیکی معمولاً در تماس با آب استفاده می‌شوند اما در صورت استفاده در سیستم‌های حاوی روغن به سرعت تخریب می شوند سوئیچ هایی که برای استفاده در مناطق خطرناک با گاز قابل اشتعال طراحی شده‌اند دارای محفظه ای برای جلوگیری از احتراق گاز اطراف قوس در کنتاکت ها هستند. همچنین ممکن است محفظه های سوئیچ ضد آب، مقاوم در برابر خوردگی یا غوطه ور شدن باشند. یک پرشر سوئیچ الکترونیکی شامل انواع مختلف مبدل فشار، فشار سنج، عنصر خازنی یا سایر مدار ها و یک مدار داخلی برای مقایسه فشار اندازه گیری شده با یک نقطه تنظیم شده است. چنین دستگاه هایی ممکن است قابلیت تکرار و دقت را روی یک سوئیچ مکانیکی فراهم کنند.

پرشر سوئیچ پنوماتیک:
موارد استفاده از سوئیچ های فشار پنوماتیک عبارتند از:
1- خاموش کردن کمپرسور گاز با فشار الکتریکی هنگام رسیدن فشار تنظیم شده در مخزن.
2- خاموش کردن کمپرسور گاز هر زمان که در مرحله مکش خوراکی وجود نداشته باشد.
3- اگر فشار کابین بر اساس ارتفاع بسیار کم شده باشد چراغی در کابین خلبان هواپیما روشن بشود.
4- شلنگ های پر از هوا که سوئیچ ها را هنگام عبور وسایل نقلیه از بالای آنها فعال می کند که معمولاً برای شمارش در ترافیک و ایستگاه های سوخت مورد استفاده قرار می گیرد.

پرشر سوئیچ هیدرولیک:
سوئیچ های فشار هیدرولیک در اتومبیل ها کاربردهای مختلفی دارند به عنوان مثال برای هشدار در صورت افت فشار روغن موتور به زیرسطحی ایمن، یا کنترل قفل‌شدن مبدل گشتاور گیربکس اتوماتیک. قبل از دهه ۱۹۶۰ از سوئیچ فشار در مدار ترمز هیدرولیک برای کنترل نیرو در چراغ های ترمز استفاده می شد اتومبیل های جدیدتر از یک سوئیچ که مستقیماً توسط پدال ترمز فعال می شود استفاده می کنند. در سیستم های کنترل گرد و غبار فیلتر کیسه ای یک سوئیچ فشار روی هدر نصب می شود تا هنگامی که فشار هوا در هدر کمتر از حد لازم باشد زنگ هشدار را ایجاد کند. یک سوئیچ فشار دیفرانسیل ممکن است روی یک عنصر فیلتر نصب شود تا افت فشار افزایش یابد، این نشان دهنده نیاز به تمیز کردن فیلتر یا تعویض آن است. از پرشر سوئیچ ها در فرآیندهای مختلف صنعتی و فنی استفاده می شود در صورت رسیدن به فشار از پیش تعیین شده پرشر سوئیچ یک کنتاکت مربوطه را باز یا بسته می کند بسته به نیاز می توان از مدل های مکانیکی یا الکترونیکی استفاده کرد.

پرشر سوئیچ مکانیکی استاندارد
اگر یک سوئیچ فشار مکانیکی به فشار تعریف شده برسد و سوئیچ فعال شود سوئیچ یک سیگنال الکتریکی ارسال می کند برای این امر نیازی به نیرو و توان کمکی نیست این قابلیت اطمینان و اتکا یکی از مزایای پرشر سوئیچ های مکانیکی است .

پرشر سوئیچ های مکانیکی ضد انفجار
برای استفاده در مناطق خطرناک معمولاً از پوشش های رزین اپوکسی که از آلومینیوم بدون مس ساخته شده اند استفاده می شود.

انواع mcb

فیوز مینیاتوری
کارشناسان برق از فیوز مینیاتوری (MCB)  که مخفف Miniature Circuit Breaker می باشد و نوعی قطع کننده جریان الکتریکی است در نقطه اتصال ورودی برق شهری به سیستم برق رسانی ساختمان و مراکز استفاده می نمایند، کاربرد اصلی فیوز‌ها بدین گونه می باشد که در صورتی که جریان اولیه و اضافه بار  در مسیر انتقال انرژی مشاهده گردد به طور آنی جریان برق را قطع می‌کنند. فیوز های مینیاتوری در شدت جریان متناوب 16 آمپر الی جریان تا ۱۰۰ آمپر طراحی و تولید می گردند. به ظور کلی وطیفا اصلی فیوز جلوگیری از بروز آسیب های مالی  جانی ناشی از افزایش آمپر جریان الکتریکی می باشد، در صورت بروز این اتفاق فیوز آسیب دیده و می سوزد لذا از آسیب دیدن وسایل برقی جلوگیری می نماید.
درون بدنه نارسانا فیوز یک نوار فلزی وجود دارد که در صورتی که ولتاژ عبور از آن بیش از حد استاندارد آن فیوز باشد نوار فلزی ذکر شده ذوب می گردد و باعث قطع شدن جریان می گردد.

دورمن اسمیت

از لحاظ سرعت عکس العمل فیوز ها به دو دسته تقسیم می گردند:

فیوز‌ کندکار: در صورت ایجاد عبور جریان بیش از حد مجاز از این نوع فیوز‌، برق دیرتر قطع می گردد، همچنین  واکنش این فیوز در مقابل جریان اتصال کوتاه لحظه‌ای می باشد.

فیوز‌های تندکار: این فیوز زمان قطع کمتری نسبت به دسته اول دارا می باشند و اکثرا از آن جهت مصارف روشنایی استفاده می گردد.
جریان بلند مدت از طریق یک فلز (بیمتال) مورد بررسی قرار می گیرد و در صورت عبور جریان بیش از حد مجاز، فلز گرم شده و خم می گردد که این باعث می شود، عمل کنتاکت در فیوز مینیاتوری قطع گردد. در همین راستا جریان اتصال کوتاه از طریق سیم پیچی که درون فیوز موجود می باشد تشخیص داده می شود.

انواع جریان های قابل کنترل در فیوز مینیاتوری

جریان لحظه‌ای: به جریان ابتدایی ای گفته می‌شود که در یک لحظه (کمتر از یک ثانیه)  وارد فیوز می گردد و فیوز توانایی تحمل این جریان را دارد.

جریان نامی: به حداکثر جریانی گفته می‌شود که فیوز قادر است آن را تحمل نماید و در صورتی که جریانی بیش از حد مجاز از آن عبور نماید باعث آسیب دیدن فیوز می گردد.

انواع فیوز از لحاظ تیپ بندی:

فیوز مینیاتوری نوع B. روشنایی:
 این فیوز عموما در مصارف خانگی و روشنایی قابل استفاده می باشد و قادر است جریان اضافه بار بین ۳ تا ۵ برابر جریان نامی مشخص را قطع نماید و حساسیت مناسبی برای کاربرد‌های خانگی دارند و به عنوان فیوز مینیاتوری تندکار در سطح بازار شناخته می شود.

فیوز مینیاتوری نوع C. موتوری:

کاربرد اصلی این فیوز در صنعت می باشد و قادر است جریان اضافه بار بین ۵ تا ۱۰ برابر جریان نامی مشخص را قطع نماید و  نسب به فیوز های تیپ B زمان بیشتری را صرف می نماید. بیشتر است و به عنوان فیوز مینیاتوری کندکار در سطح بازار شناخته می شود.

فیوز مینیاتوری نوع D. ترانسفورماتوری:
جهت مصارف صنعتی خاص (مانند مولد‌های اشعه ایکس X-Ray و یا ترانسفورماتور‌ها) از فیوز مینیاتوری نوع D استفاده می گردد و در برابر جریان اضافه بار بین ۱۰ تا ۲۰ برابر جریان نامی مدار را قطع می کند و دارای زمان قطع  بیشتری نسبت به سایر تیپ‌های فیوز می باشد.

فیوز مینیاتوری نوع K. قدرت:
جهت حفاظت از مدارات قدرت، ترانسفورماتور و موتور‌ها از مینیاتوری های نوع K استفاده می گردد، کاربرد این دسته از فیوز ها بدین گونه می باشد که در برابر جریان اضافه به نسبت سایر فیوز ها بسیار حساس تر می باشد و سریع جریان الکتریکی را قطع می نماید.

فیوز مینیاتوری نوع Z. بسیار حساس:
در صورتی که جریان عبوری از جریان نامی بیشتر گردد، این نوع از کلیدهای مینیاتوری در مدت زمان معین شده، فرمان قطع را صادر می‌کند و دارای حساسیت بسیار بالا در برابر اضافه بار و اتصال کوتاه نسبت به تمامی فیوز های مینیاتوری دارد و در صورت رویت خطا مدار را قطع می نماید.

انواع مانومتر

از مانومتر برای اندازه گیری فشار استفاده می شود که به وسیله آب یا جیوه انجام می شود. میزان ارتفاع این مواد در ستون مانومتر، نشان دهنده میزان فشار خواهند بود.در زمانی که جیوه در مانومتر به کار گرفته شده باشد، به آن مانومتر جیوه ای و اگر آب در آن استفاده شده باشد مانومتر آبی گفته می شود.

در فشارسنج یو شکل شیشه ای، هر دو طرف لوله باز بوده و با میزان مشخصی از جیوه پرشده وهنگامی که هر دو سوی لوله را متاثر از فشار اتمسفر نمایند،ارتفاع جیوه در دو سوی لوله به یک اندازه خواهد بود.این ارتفاع مبنا می باشد.

در زمانی که می خواهیم فشاری را اندازه بگیریم می بایست یکی از ستون های لوله U شکل را به آن متصل کرده وبا وارد کردن فشار اتمسفریک بر یکی از ستون ها در سمت دیگر با این فشار مقابله می شود.هنگامی که فشاری که از سوی مخزن وارد می شود بیش از فشار اتمسفر باشد،باعث می شود که جیوه ای که در سمت متصل شده به مخزن است، پایین آمده ودر صورتی که این فشار کمتر باشد، سطح جیوه در همان ستون بالا خواهد رفت.

فشارسنج با فشاری پایین تر از اتمسفر را خلا گفته و آن را بر مبنای میلی متر جیوه می خوانند.از آن جایی که آب و جیوه دارای اختلاف دانسیته هستند،فشارهای بسیار کم در ستون جیوه نیز می تواند تغییرات زیادی را در ستون آب ایجاد نماید.به همین منظور است که مانومترهایی که آبی هستند را جهت اندازه گرفتن فشار کم به کار می گیرند.از سویی دیگر سیالات، هنگامی که تغییر دما حاصل می شود دچار انقباض و انبساط می شوند،به همین منظور در مواقعی که دقت زیادی نیاز است باید انحرافات درجه حرارت در مانومتر را نیز در نظر گرفت.

2# ساختار مانومتر

همانگونه که اشاره شد، یکی از وسایلی که برای اندازه گیری فشار استفاده می شود مانومتر است که به طور معمول می توان فشار گاز درون مخازن را با توجه به فشاری در لوله مانومتر اعمال می شود اندازه گیری نمود.

U شکل بودن مانومتر، از آن ساختاری می سازد که از یک سو، باز بوده و از سوی دیگر به مخزن و محل فشار اتصال یابد. نوع دیگر مانومتر دارای لوله بوردون است که در محفظه فشارسنج جایگذاری شده و کالیبره شده است. هنگامی که فشار وارد می شود عقربه با کمک گیربکسی که در داخل محفظه وجود دارد به حرکت درآمده و فشار را نشان می دهند در این نوع از فشارسنج می توان فشاری بین سی تا پنجاه هزار پوند بر این اینچ مربع را سنجش نمود.

 کاربرد مانومتر

از مانومتر برای کاربرد های متفاوتی استفاده می شود که از آن جمله می توان به موارد زیر اشاره نمود

1:سنجش ارتفاع از سطح دریا که با مانومتر ممکن است

. 2- استفاده در صنایعی مانند موشک، کشتی و ماهواره که تغییر فشار را متناسب با ارتفاع اندازه گیری می کنند

. 3- برای اندازه گیری جریان، با توجه به اثر ونتوری در نوعی از مانومتر و ارتباطش با فشار، می توانند جریان را سنجش نمایند. روش کار چنین است که بین دو قسمت ابتدا و انتهای یک تیوپ، اختلاف فشار را با سنسور فشار اندازه گیری می کنند.

4- سنجش عمق و ارتفاع مایعات نیز با کمک سنسورهای فشار سنج ممکن می شود.این روش به طور معمول در مواقعی استفاده می شود که اجسام حالت معلق در مایعات دارند. کاربرد آن می تواند در زیردریایی یا جهت اندازه گیری سطحی از مایع در درون یک محفظه باشد.

5- اندازه گیری فشار از مهم ترین و کاربردی ترین وظایف مانومتر می باشد که با کمک آن می توان فشار را دقیق اندازه گیری نمود.

انواع فشارسنج

فشارسنج U شکل

فشارسنج یو شکل، دارای یک لوله به شکل U می باشد که یک سوی آن باز بوده و سوی دیگر را به مخزن گاز وصل کرده اند. در درون این لوله عمدتا جیوه ریخته می شود به شکلی که در دو سمت لوله ارتفاعی برابر را خواهید داشت.

در زمانی که شیر مخزن گاز باز شده و به لوله مانومتر متصل می شود، ارتفاع جیوه تغییر کرده و بر اساس آن میزان فشار گاز سنجش خواهد شد.

فشارسنج مورب

این تجهیز همانند فشارسنج های معمولی می باشند با این تفاوتی که یکی از لوله ها بصورت شیب دار یا مورب می باشد و

در شرایط معمول در این لوله سطح مایع در نقطه صفر قرار می گیرد و هنگام وارد آمدن فشار، در لوله شیب دار مایع بالا خواهد رفت. این نوع از فشارسنج دارای دقت بالایی است.

از فشارسنج مورب برای سنجش فشار پایین استفاده می کنند.

3-4# میکرو مانومتر

میکرومانومتر

میکرو مانومترها ساختاری شبیه به مانومترهای ساده یا دیفرانسیل دارند. فشارسنج ساده یک مخزن و مانومتر دیفرانسیل دو مخزن دارد و تفاوت میکرومانومترها با این دو نوع در میزان دقت بالای آن در سنجش و نوع مخزن دقیق آن است. این نوع از مانومتر همانند مانومتر مورب یا مایل، برای اندازه گیری فشارهایی که بسیار کم است، کاربرد دارد. از این وسیله به دلیل دقت بالا، جهت اندازه گیری اختلاف فشارهای بسیار پایین استفاده می شود.

4-4# پیزومتر

پیزومتر

این وسیله بسیار ساده بوده و کاربرد آن ها برای سنجش فشار سیالات و فشار نسبی پایین می باشد.در این مانومتر انتهای لوله باز است و هنگامی که فشار منفی است هوا وارد آب شده و به همین منظور فشار را نمی توان اندازه گیری کرد.

به همین دلیل است که این نوع از مانومتر برای سنجش فشار نسبی منفی مناسب نیست و برای این شرایط مانومتر یو شکل مناسب خواهد بود.

 بارومتر

بارومتر

از بارومتر یا همان مانومتر مخزنی، برای اندازه گرفتن فشار جو استفاده می کنند. هوا یک سیال است که همواره میزان آن در تغییر بوده و بنابراین وزن هوا یا همان فشار هوا، پیوسته در حال تغییر می باشد. هنگامی که فشار هوا تغییر می کند می تواند تغییراتی را نیز در آب و هوا و شرایط آن ایجاد نماید. برای اندازه گیری این تغییرات به نوعی از مانومتر که به بارومتر شناخته می شود، نیاز است.

اسیلوسکوپ چیست

از اسیلوسکوپ (Oscilloscope) برای مشاهده شکل موج سیگنال ولتاژ الکتریکی نسبت به زمان استفاده می‌شود؛ کاری که توسط مولتی‌متر قابل اجرا نیست. اسیلوسکوپ‌ها دارای انواع مختلفی هستند که هر کدام از آن‌ها با یکدیگر تفاوت دارند. در این مطلب سعی داریم تا به بررسی اجزای اصلی مشترک در اکثر اسیلوسکوپ‌ها بپردازیم که برای شروع کار بیشترین کاربرد را نیز دارند. همچنین نحوه اندازه‌گیری دامنه و فرکانس سیگنال ولتاژ به وسیله اسیلوسکوپ را نشان می‌دهیم.

اسیلوسکوپ چیست ؟ معمولا هنگام اندازه‌گیری با اسیلوسکوپ، در صفحه نمایش آن یک خط راست دیده می‌شود، که از یک سمت به سمت دیگر آن کشیده شده است. در واقع این خط، یک گراف از ولتاژ بر حسب زمان است. محور y بیانگر یک ولتاژ آنالوگ یا دیجیتال اندازه‌گیری‌ شده است و محور x زمان را نشان می‌دهد.

اسیلوسکوپ ‌ها دارای دو نوع آنالوگ و دیجیتال هستند. در این مطلب نحوه استفاده از اسیلوسکوپ دیجیتال را بررسی خواهیم کرد. کنترل هر دو نوع اساسا یکسان است، اما توجه کنید که ممکن است بعضی از ابزارهای کنترل اسیلوسکوپ دیجیتال در منو (Menu) روی نمایشگر باشند و برای آن‌ها از دستگیره (Knob) یا دکمه استفاده نشده باشد.

آشنایی با ابزارهای کنترل‌ اسیلوسکوپ
سرتاسر نمایشگر اسیلوسکوپ یک صفحه مشبک دیده می‌شود. این شبکه‌ برای زمانی‌ که بخواهید با اسیلوسکوپ اندازه‌گیری انجام دهید، کاربرد زیادی دارد. تمام اسیلوسکوپ‌ها دارای تعدادی دکمه و دستگیره کنترل اصلی به صورت مشترک هستند که روی اسیلوسکوپ قرار دارند. این ابزارها به صورت زیر هستند:

vertical position/offset: توسط این ابزار می‌توان شکل موج را به سمت بالا و پایین در راستای محور y جابه‌جا کرد. در تصویر، عدد ۱ دستگیره تنظیم موقعیت عمودی برای کانال اول و عدد ۲ دستگیره تنظیم موقعیت عمودی برای ورودی کانال دوم را نشان می‌دهند.
volts/div: این دستگیره به ما اجازه می‌دهد که مقیاس ولت نشان داده شده توسط هر قسمت عمودی صفحه مشبک روی نمایشگر را تغییر دهیم. در تصویر، شماره‌های ۳ و ۴ به ترتیب متعلق به تنظیم volts/div کانال اول و دوم هستند.
horizontal position/offset: توسط این ابزار می‌توان شکل موج را به سمت راست و چپ حرکت داد. عدد ۵ در تصویر نشان‌دهنده موقعیت این دستگیره در اسیلوسکوپ است.
trigger level: این ابزار که در تصویر با عدد ۶ مشخص شده است، به ما اجازه می‌دهد که شکل موج را روی صفحه نمایشگر ثابت و پایدار کنیم. در قسمت‌های بعد این ابزار را بیشتر شرح خواهیم داد.
time/div: این دستگیره به ما اجازه می‌دهد که مقیاس زمان نشان داده شده توسط هر قسمت افقی صفحه مشبک روی نمایشگر را تغییر دهیم. در شکل زیر این دستگیره با شماره ۷ مشخص شده است.
ورودی: هر اسیلوسکوپ حداقل یک ورودی دارد. پراب (Probe) اسیلوسکوپ ( یا کابل کواکسیال) به سیگنال ورودی متصل می‌شود. در تصویر زیر ورودی کانال اول با شماره 8 و ورودی کانال دوم با شماره ۹ مشخص شده است.

تنظیمات اسیلوسکوپ
ابتدا اسیلوسکوپ را روشن کنید. اگر هیچ چیزی به اسیلوسکوپ متصل نباشد، باید یک خط راست روی صفحه نشان داده شود که به این معنی است که ولتاژ ورودی تغییر نمی‌کند. اگر خطی راست مشاهده نمی‌کنید، ابتدا پراب‌ها را از اسیلوسکوپ خارج کنید. اگر هیچ چیزی روی صفحه نمایش داده نشد، مراحل زیر را انجام دهید.

اسیلوسکوپ استفاده شده در این مطلب، یک اسیلوسکوپ دو کاناله است، یعنی دو ورودی دارد. فشار دادن دکمه «channel 1» که در تصویر زیر نشان داده شده است، باعث می‌شود که ورودی متصل به کانال اول روی صفحه به رنگ زرد نشان داده شود و اگر بار دیگر فشار داده شود، ناپدید می‌شود. فشار دادن دکمه «channel 2» ورودی متصل به کانال دوم را به رنگ آبی نشان خواهد داد. اسیلوسکوپ ممکن است فقط یک ورودی داشته باشد، در این صورت دکمه‌های انتخاب کانال وجود نخواهند داشت. البته ممکن است بیشتر از دو ورودی هم وجود داشته باشد. اسیلوسکوپ‌های آنالوگ کانال‌های مختلف را به رنگ‌های مختلف نشان نخواهند داد و همه را با رنگ سبز نشان می‌دهند.
دکمه انتخاب کانال ۱
دکمه انتخاب کانال ۱
ممکن است شما بر روی یک ناحیه سیاه از فضا زوم (Zoom) کرده باشید. در این صورت باید دستگیره «volts/div» را در خلاف جهت عقربه‌های ساعت بچرخانید تا از حالت زوم خارج شود. همچنین دستگیره کنترل موقعیت عمودی (Vertical Position) را بچرخانید تا یک خط راست در مرکز صفحه دیده شود.
اطمینان حاصل کنید که اسیلوسکوپ در مد «x-y» نباشد.
از دستگیره‌های volts/div و vertical position برای قرار دادن خط افقی خود در مرکز صفحه نمایش استفاده کنید و مقدار volts/div را برای شروع برابر با 1ms قرار دهید.

اتصال اسیلوسکوپ به یک سیگنال نوسانی
در این مرحله، به یک سیگنال پایدار با فرکانس ثابت نیاز دارید. اگر به یک مولد شکل موج (Waveform Generator) دسترسی دارید، می‌توانید از آن استفاده کنید و پالسی با دامنه 2٫5V و فرکانس 500HZ را در خروجی مولد تنظیم کنید. اگر مولد شکل موج در اختیار ندارید، به یکی از روش‌های زیر عمل کنید.

اندازه‌گیری دامنه شکل موج
دامنه موج برابر با اختلاف ارتفاع قله (Peak) موج و مقداری است که موج حول آن نوسان می‌کند (Wave’s Equilibrium). در این‌جا موج را برای نوسان حول خط مرکزی شبکه روی صفحه نمایش تنظیم کرده‌ایم و همان‌طور که در شکل دیده می‌شود، دامنه موج برابر با 2٫5 واحد عمودی روی شبکه است. چون volts/div روی 1V تنظیم شده است، 2٫5 واحد برابر با 2٫5 ولت خواهد شد. بنابراین دامنه موج نیز برابر با 2٫5 ولت است.

اندازه‌گیری دامنه شکل موج
اندازه‌گیری دامنه شکل موج
برنامه آردوینو، پین ۸ آردوینو را برای نوسان بین ۰ تا ۵ ولت تنظیم کرده است. بنابراین مقدار به دست آمده در بالا برابر با نصف این مقدار یعنی ۲٫۵ ولت است و مقداری منطقی و درست است.

اندازه‌گیری فرکانس شکل موج
فرکانس یک موج برابر با تعداد دفعات تکرار یک شکل موج در ثانیه است. فرکانس یک موج را در بعضی از اسیلوسکوپ‌ها نمی‌توان مستقیما اندازه گرفت، اما می‌توان یک پارامتر بسیار نزدیک به فرکانس، یعنی دوره تناوب (Period) را اندازه‌گیری کرد. دوره تناوب یک موج برابر با زمانی است که طول می‌کشد تا یک موج یک سیکل کامل را تکمیل کند.

همان طور که در شکل دیده می‌شود، یک سیکل کامل از موج در دو خانه افقی از شبکه روی صفحه تکمیل شده است. در پایین صفحه مقدار time/div بر روی 1ms تنظیم شده است. بنابراین دو خانه از صفحه برابر با 2ms خواهد شد.

اندازه‌گیری دوره تناوب یک شکل موج
اندازه‌گیری دوره تناوب یک شکل موج
چون فرکانس برابر با عکس دوره تناوب است، با توجه به مقدار دوره تناوب به دست آمده، فرکانس سیگنال برابر با 500 هرتز خواهد شد.

AC/DC/Ground Coupling در اسیلوسکوپ
در قسمت‌های قبل به AC coupling اشاره کردیم. در حالت کلی AC coupling برای مشاهده یک سیگنال AC و DC coupling برای مشاهده یک سیگنال DC است. AC coupling قسمت DC سیگنال را از بین می‌برد، در نتیجه سیگنال حول مقدار صفر نوسان خواهد کرد. در بسیاری از اسیلوسکوپ‌ها این یک مزیت محسوب می‌شود، زیرا به کمک آن می‌توان بیشتر بر روی شکل موج زوم کرد و اغتشاشات کوچک AC را نیز اندازه‌گیری کرد. اگر آفست DC سیگنال برای شما اهمیتی نداشته باشد و فقط بخواهید قسمت AC سیگنال را مشاهده کنید، از مد AC coupling استفاده کنید. اما اگر بخواهید هر دو قسمت AC و DC سیگنال را مشاهده کنید یا فقط قسمت DC برای شما اهمیت داشته باشد، از DC coupling استفاده کنید.

بعضی از اسیلوسکوپ‌ها ممکن است گزینه Ground Coupling را نیز داشته باشند. اگر اسیلوسکوپ در این مد قرار گیرد، خطی مسطح را خواهید دید که موقعیت صفر ولت را نشان خواهد داد. از ابزار vertical position برای تطابق این مقدار با یکی از خطوط صفحه مشبک استفاده کنید. این خط نشان‌گر ولتاژ زمین خواهد بود. حال می‌توانید دوباره به مد DC برگردید تا فاصله آن از زمین را اندازه بگیرید. در صورت لزوم از volt/div برای تنظیم سیگنال در صفحه استفاده کنید. تغییر وضعیت به مد AC باعث حذف قسمت DC سیگنال می‌شود و شاهد نوسان حول ولتاژ زمین (Ground) خواهید بود.

انواع ترانسمیتر فشار

ما در این مقاله در مورد انواع ترانسمیتر فشار صحبت خواهیم کرد. ترانسمیتر فشار وسیله ای مکانیکی است که نیروی انبساط یک نمونه مایع یا گازی را اندازه گیری می کند.
این نوع حسگر که به عنوان مبدل فشار نیز شناخته می شود ،معمولاً از یک سطح حساس به فشار ساخته شده از فولاد ، سیلیکون یا مواد دیگر تشکیل شده است. پشت این سطوح ، قطعات الکترونیکی وجود دارد که قادر به تبدیل نیروی وارد شده به نمونه بر حسگر فشار به سیگنال الکتریکی است. فشار به طور کلی به عنوان مقدار نیرو در واحد سطح اندازه گیری می شود و به عنوان مقدار مورد نیاز برای جلوگیری از انبساط مایع ، گاز یا بخار بیان می شود. برای اندازه گیری فشار از واحدهای مختلفی استفاده می شود ، از جمله: پاسکال یا نیوتن بر متر مربع و یا پوند بر اینچ مربع.
محیط های حساس به فشار مانند صنایع گاز ، پتروشیمی ، آزمایشگاه و داروسازی معمولاً به مانیتورهای فشار برای نظارت بر نیروی اعمال شده مایعات و گازها به عنوان مقدار Pa یا psi نیاز دارند. با این حال بیشتر اوقات ، متخصصان صنایع برای حفظ سطح فشار مطلوب برای گاز ، روغن و مایعات با دمای بالا ، به سیستم های سنجش جامع با فرستنده های فشار ترکیبی اعتماد می کنند. فرستنده های فشار سنج مجهز به اندازه گیری فشار مطلق با ملاحظات خاص صنعت برای پشتیبانی از نظارت بر فرآیندهای تشدیدی هستند.

دیافراگم های فولادی نصب شده در مخازن تحت فشار یا لوله کشی می توانند تغییر شکل های دقیق مربوط به نیروی وارد شده را ثبت کنند ، که به نوبه خود توسط یک سنسور فشار در داخل ترانسمیتر به سرعت به یک سیگنال الکتریکی تبدیل می شود.مکانیزم ها و تکنولوژی های متعددی برای تبدیل و انتقال این کمیت فیزیکی(فشار) به سیگنال های الکتریکی از قبیل 4 تا 20 میلی آمپر و یا خروجی دیجیتال HART وجود دارد .

1- سنسور های strain gauge

سنسورهایی هستند که مقاومت الکتریکی آن ها با اعمال فشار تغییر می کند: 

با تحت کشش قرار گرفتن یا فشرده شدن نمونه آزمایش (strain gauge) هادی های straing gauge به طریق مشابهی تغییر فرم می دهند. از آنجایی که مقاومت الکتریکی با طول هادی رابطه مستقیم و با سطح مقطع آن رابطه عکس دارد بنابراین با تحت کشش قرار گرفتن هادی مقاومت آن افزایش یافته و با تحت فشار قرار گرفتن آن مقاومت کاهش می یابد.طبق رابطه پل وتستون با تغییرات به وجود آمده در این مقاومت می توان تغییرات ایجاد شده در ولتاژ کل را به دست آورد. بنابراین شاهد یک خروجی سیگنال متناسب با فشار وارده بر آن هستیم. معمولا این strain gauge ها بر روی دیافراگم نصب می شوند و فشار وارده بر دیافراگم را به خروجی سیگنال تبدیل میکنند.امروزه از strain gauge های سیلیکونی به جای فلزی استفاده می شود. یک نمونه از یک ترانسمیتر فشار که از strain gauge سیلیکونی استفاده می کند، مدل IDP10 برند فوکسبرو است .

2- سنسورهای خازنی:

در این مکانیزم تغییرات فشار موجب تغییر در فاصله صفحات خازن می شود که در نهایت ظرفیت خازن را تغییر داده و خروجی سیگنال می دهد .

از ترانسمیتر هایی که از این تکنولوژی استفاده می کنند می توان به رزمونت مدل 1151 اشاره کرد.

3-سنسورهای رزونانتی:

سنسورهای رزونانتی به این شکل عمل می کنند که با اعمال فشار باعث ایجاد یک فرکانس در سیم پیچ شده و این تغییرات فرکانس موجب به وجود آمدن یک خروجی برای ترانسمیتر می شوند. مدل EJA110 یوکوگاوا ازاین تکنولوژی استفاده می کند.

کاربرد ترانسمیتر فشار:

از ترانسمیترهای فشار به طور معمول در طیف وسیعی از بخش های صنعتی استفاده می شود. درحفاری و اکتشاف نفت معمولاً از سنسورهای فشار برای اندازه گیری مقادیر افتراقی بین فضای داخلی و خارجی تجهیزات حساس به فشار استفاده می کنند صنایع زیادی برای حفظ شرایط مطلوب محصول از دستگاه های حمل و نقل و نگهداری حساس به فشار استفاده می کنند که باید برای اطمینان از تحویل ایمن و درنهایت استفاده دقیق از آنها نظارت شود. آزمایشگاه ها همچنین از سنسورهای فشار برای اندازه گیری فشار نسبی محفظه های خلا به جو استفاده می کنند و از یک طیف وسیعی از مطالعات در حال ظهور پشتیبانی می کنند.

انواع سنسورهای فشار:

ترانسمیترهای فشار بر اساس طراحی آنها انواع مختلفی دارند.  این سنسورها می توانند به چندین شکل و اندازه باشند ، اما فناوری موجود نیز می تواند متفاوت باشد.بر این اساس 4 نوع سنسور فشار اصلی وجود دارد: 

1-strain gauge
2-ترانسمیتر فشار خازنی
3-ترانسمیتر فشار پتانسیومتری
4-ترانسمیتر فشار سیم تشدید شده

اصول کار ترانسمیترهای فشار:

به طور کلی ، یک ترانسمیتر فشار از سه جز اصلی تشکیل شده است: یک سنسور فشار ، یک مدار اندازه گیری ، و یک اتصال فرآیند. عملکرد اصلی ترانسمیتر فشار تبدیل پارامترهای فیزیکی گاز ، مایع و سایر پارامترهای فیزیکی سنسور فشار به یک سیگنال الکتریکی استاندارد است. ترانسمیترهای فشار خازنی تمام اجزای حساس را در یک ساختار کاملا جوش داده شده اندازه گیری می کنند. نصب سیستم اندازه گیری فرستنده فشار دیفرانسیل ، شامل سه قسمت است ، یعنی لوله گذاری هدایت فشار قرار دادن کابل سیگنال الکتریکی و نصب فرستنده فشار دیفرانسیل در طول عملکرد فرستنده فشار ، فشار محیط به دیافراگم اندازه گیری مرکزی منتقل می شود  از طریق دیافراگم جدا کننده و روغن سیلیکون  و اختلاف فشار از لوله هدایت فشار دو طرفه بر روی دیافراگم جدا کننده دو طرفه دریافت می شود جایی که غشا اندازه گیری می شود. این ورق به عنوان یک عنصر انعطاف پذیر عمل می کند و با اختلاف فشار تغییر شکل می یابد. یک رابطه متناسب مثبت وجود دارد بین جابجایی دیافراگم اندازه گیری و فشار دیفرانسیل  و تحت تأثیر جابجایی دیافراگم ظرفیت خازن دیفرانسیل نیز تغییر می کند و مدار اندازه گیری آن را به سیگنال جریان مستقیم 20-20 میلی آمپر تبدیل می کند. با استفاده از فرستنده مدل SI1151 به عنوان مثال ، این نوع فرستنده فشار فاقد محور مرکزی است ، صفحه ثابت کروی است و فرستنده دارای یک ساختار دو محفظه متقارن است.

فرستنده فشار سنسوری است که معمولاً در کاربردهای صنعتی استفاده می شود. این به طور گسترده ای در محیط های مختلف کنترل صنعتی استفاده می شود ، صرفه جویی در مصرف آب و انرژی آبی ، حمل و نقل ریلی ، ساختمان هوشمند ، اتوماسیون تولید ، هوافضا ، نظامی ، پتروشیمی ، چاه نفت ، نیروی برق ، کشتی. در بسیاری از صنایع ، مانند ماشین آلات و خطوط لوله ، نقش اصلی فرستنده های فشار انتقال سیگنال های فشار برای نمایش فشار بر روی کامپیوتر است. سیگنال مکانیکی فشار فشار آب به یک جریان (4-20 میلی آمپر) تبدیل می شود ، و فشار سیگنال الکترونیکی یک رابطه خطی دارد ، با مقدار ولتاژ یا جریان ، که به طور کلی متناسب استبنابراین ، ولتاژ یا جریان خروجی توسط فرستنده با افزایش فشار افزایش می یابد ، بدین ترتیب رابطه ای بین فشار و ولتاژ یا جریان بدست می آید.

خروجی فرستنده فشار چیست؟

مبدل های فشار به طور کلی با سه نوع خروجی الکتریکی در دسترس هستند:

میلی ولت

ولتاژ تقویت شده 

4-20 میلی آمپر.

ترانسمیترهای فشار با خروجی میلی ولت:

مبدل های دارای خروجی میلی ولت به طور معمول اقتصادی ترین مبدل فشار هستند. خروجی مبدل میلی ولت به طور اسمی حدود 30 میلی ولت استخروجی به طور مستقیم با توان ورودی یا تحریک مبدل فشار متناسب است. اگر تحریک نوسان داشته باشد ، خروجی نیز تغییر می کند

مبدل های فشار خروجی ولتاژ:

خروجی به طور معمول 0-5Vdc یا 0-10Vdc است از آنجا که خروجی آنها از سطح بالاتری برخوردار است ، این مبدل ها به اندازه مبدل های میلی ولت در معرض سر و صدای الکتریکی نیستند ، و بنابراین می تواند در محیط های صنعتی بسیار بیشتری مورد استفاده قرار گیرد. اطلاعات

مبدل های فشار خروجی 4-20 میلی آمپر:

این نوع مبدل ها به عنوان فرستنده فشار نیز شناخته می شوند. از آنجا که یک سیگنال 4-20mA حداقل تحت تأثیر نویز الکتریکی و مقاومت در سیم های سیگنال قرار می گیرد ، این مبدل ها بهترین زمانی استفاده می شوند که سیگنال باید در فواصل طولانی منتقل شود. استفاده از این مبدل ها در مواردی که سیم سرب باید 1000 فوت یا بیشتر باشد غیر معمول نیست.