سبد خرید خالی
کالاتجهیز - کالاتجهیز
کالاتجهیز

کالاتجهیز

سه شنبه, 01 خرداد 1397 12:33

دوربین حرارتی و مزایای آن

از اجسام مختلف انرژی گرمایی منتشر میشود و برای اینکه تصویر این گرمای منتشر شده را ببینیم، از دوربین حرارتی میتوانیم استفاده کنیم. امواج مادون قرمز را که با چشم غیر مسلح قابل دیدن نیستند و اگر فقط شدت آن بالا باشد، احساس میشوند، را میتوان به وسیله ترموویژن دریافت و دما را شناسایی کرد و به یک تصویر قابل دیدن تبدیل کرد. هر چه یک شیء داغ تر باشد، اشعه های مادون قرمز که از آن منتشر میشود نیز بیشتر است. به عبارت دیگر گرمانگار این قابلیت را برای ما فراهم میکند که مقدار گرما را بوسیله یک تصویر مشاهده کنیم. هر پیکسل در تصویر، در واقع نشان دهنده یک مقیاس سنجش دما میباشد. تصاویری که توسط گرمانگار اینفرارد تولید میشوند در اصل تصاویری خاکستری هستند که با کمک کامپیوتری که در داخل دوربین تعبیه شده به تصویر رنگی تبدیل می‌شوند. یکی از نکات مهمی که برای دستیابی به دمای واقعی در دماسنج‌های مادون قرمز و توزیع دمایی صحیح در عکسهای بدست آمده از دوربینهای مادون قرمز، باید به آن توجه شود، تنظیم صحیح پارامتر ضریب تابش سطح مورد اندازه‌گیری است. تصویربردار مادون قرمز، هر دما را با رنگ مخصوصی نمایش میدهد تا شما بتوانید دمای خارج شده از هر جسم را با اشیای کناری اش مقایسه کنید. در ترموویژن معمولا دما های پایین با رنگ هایی مانند آبی، بنفش یا سبز نمایش داده می شوند، و دمای های بالا با رنگ هایی همچون قرمز، نارنجی یا زرد به نمایش درمی آیند. در دوربین حرارتی، هزاران سنسور قرار گرفته که هر یک از سنسورها دمای بخش کوچکی از میدان دید لنز دوربین را اندازه گیری میکند. این سنسورهای دوربین حرارتی روی صفحه ای که دیتکتور نامیده میشود، به صورت سطری و ستونی در کنار هم مانند پیکسل های مانیتورهای کامپیوتر چیده شده اند. برای مثال در ترموویژنی که دارای دیتکتور 320X240 پیکسل میباشد، تعداد سنسورها 320X240=76,800 عدد است. دوربین ترموویژن تا اینجای کار فقط دمای سوژه یا میدان دید خود را، اما نه فقط دمای یک نقطه بلکه بسته به تعداد سنسورها دمای هزاران نقطه را در کسری از ثانیه اندازه گیری میکند. نتیجه اندازه گیری در جدولی با تعداد خانه هائی برابر تعداد سنسور ها، مثلاً 320×240 خانه، ثبت میشود. دوربین حرارتی، بعد از اندازه گیری دما، به هر دما رنگی را اختصاص میدهد و بدین ترتیب به هر یک از خانه های جدول دمای فوق رنگی اختصاص داده میشود. در نهایت جدول رنگها به صفحه نمایش ارسال میشود و آنچه ما در دوربین میبینیم در واقع یک جدول دماست که هر یک از خانه های آن به جای دمای اندازه گیری شده توسط سنسور مربوطه رنگ اختصاص داده شده به آن را منعکس میکند. چرا از دوربین حرارتی استفاده کنیم؟ •دما غير تماسي و بدون نفوذ در تجهيز يا سوژه اندازه گیری میشود. •نيازي به توقف فرآيند نيست و در حین کار تجهیز میتوان بازرسی را انجام داد. •در هنگام ترموگرافي نياز به تخريب يا دست‌كاري موضع مورد اندازه‌گيري وجود ندارد. •با اين روش مي‌توان اجسام متحرك را بازرسي نمود. •سرعت اين روش بسيار بالاست و شما مي‌توانيد شاهد اتفاقات حرارتي جسم در كسري از ثانيه باشيد. •اين روش مي‌تواند دماي اَشكال غير عادي را نيز به‌دست آورد كاري كه با استفاده از روش‌هاي معمول تقريبا غير ممكن است. •با اين روش حجم عظيمی ‌از داده‌هاي حرارتي در آن واحد جمع آوري مي‌شود. •با اين روش مي‌توان از ميان يك جو پر دود و خطرناك اندازه‌گيري را انجام داد. •در اين روش مشاهده و دستيابي به الگوهاي حرارتي براي تشخيص بهتر عيوب نسبت به اندازه‌گيري نقطه‌اي يك مزيت بزرگ است . •با استفاده از پنجره‌هاي مادون قرمز (IR Window) مي‌توان اندازه‌گيري را بدون باز نمودن درب تجهيزات و بدون خطر انجام داد •داده‌ها به راحتي براي تحليل و يا پايش قابل ذخيره سازي هستند.
یکشنبه, 28 خرداد 1396 13:00

آشنایی با کدورت سنج(Turbiditymeter)

آشنایی با  کدورت سنج  (Turbiditymeter)

تعریف کدورت سنج:

کدورت سنج(Turbiditymeter) دستگاهیست که مقدار کدورت محلولها را به روش اپتیکی (انعکاس نور توسط ذرات معلق)  اندازه گیری می کند.بر روی یک خط مستقیم در آب وجود کدورت موجب پراکندگی /جذب نور در حین عبور آن می گردد در واقع  یک خاصیت فیزیکی نمونه باعث می شود تا نور تابیده شده به نمونه متفرق شده و یا جذب شود ولی عبور نکند.  کدورت یا تیرگی، ظاهر تیره و ابری مانند می باشد که از طریق ذرات معلق موجود در آب بوجود می آید و معياري براي تهيه ، تأمين و توزيع آب آشاميدني است كه ميزان  شفافيت آب را تعیین مي كند . کدورتی که در آب وجود دارد در حقیقت ذرات خاک رس، شن ، ذرات مواد آلی، ذرات مواد معدنی و پلانکتونها وساير ارگانهای ذره بينی است که در آب معلق  اند  و مانع عبور نور از آب می شوند .

يك ذره كوچك در داخل يك ليوان آب  كدورتي ايجاد نمي كنداما اگر اين ذره به هزاران ذره كوچكتر با اندازه هاي كلوئيدي شكسته شود كدورت به مقداری مي رسد كه قابل اندازه گيري است .مواد کلوییدی، کدوریت Turbidity (کدر بودن) نمونه را تشکیل می دهند. کدوریت اندازه گیری ذرات معلق و حل نشده درمایعات یا اندازه گیری میزان شفافیت نمونه می باشد،
یک کدورت سنج یا توربیدومتر از یک منبع نوری، عدسی های متمرکز کننده برای مستقیم سازی پرتوی نور از میان نمونه، تشکیل شده است.یک آشکار ساز فوتو الکتریک که در زاویه ی 90 درجه ای به نسبت پرتوی نور قرار داده می شود تا مقدار نور پراکنده شده را اندازه گیری کند و همچنین یک تله نوری نیز جلوی آشکار سازی هرگونه نوری که قبلا از نمونه عبور کرده است را میگیرد تا خطایی در نتایج به دست نیاید.
کدورت سنج ها (Turbiditymeter)پرتو های نور ( خطوط زرد ) را به درون نمونه ( آبی ) که حاوی ذرات ( نقطه های سیاه ) است، می فرستند. این ذرات انرژی این نور را جذب و در تمامی جهات می تابانند. شیوه ای که بواسطه ی آن این دو با هم در ارتباط هستند بستگی به اندازه، شکل و ترکیب ذرات، طول موج پرتوی نور و شاخص انکسار نمونه دارد. شاخص انکسار ذرات باید متفاوت با مایع معلق کننده باشند. همانطور که این تفاوت افزایش پیدا می کند، عمل پراکنده کردن نور شدید تر می شود. کدورت سنج های نسبتی و غیر نسبتی ، دارای طراحی مشابهی هستند. کدورت سنج غیر نسبتی تنها دارای یک آشکار ساز در زاویه ی 90 درجه ای با پرتوی نور است در حالیکه کدورت سنج نسبتی دارای دو آشکار ساز اضافی در زوایای متناوب است.
هرجه شدت نور پراکنده شده در زاويه ٩٠درجه مسير نور برخورد کننده incident بيشتر باشد ، کدورت بالاتر است ، حباب هوا ، رنگ ، شيشه آلات کثیف از جمله عوامل تداخل کننده مي باشند.
کدورت در آب عموما” توسط مواد معلقی مثل خاک و گل و لای ، مواد آلی و معدنی ریز، ترکیبات آلی رنگی محلول و پلانکتونها و سایر میکرواورگانیسمها ایجاد مـی شـود. کدورت سنج ، میزان پراکندگی و جذب نور حاصل از منبع نوری حین عبور از محلـول
بعلت اندازه ، شکل، ضریب شکست نور مربوط بـه ذرات و ویژگـی پراکنـدگی نور در سوسپانسیون ارتباط دادن کدورت با غلظت وزنی مواد معلق بسیار مشکل اسـت. همچنین ذرات سیاه مثل کربن فعال می توانند نور را جذب و مقدار کدورت را به طـور موثر افزایش دهند.
کدورت آب تصفیه شده بعنوان یک پارامتر مهم درتعیین کیفیت آب در کلیه تصفیه خانه ها اندازه گیری می شود، اما در سا لهای اخیر با توجـه بـه مـوارد فـوق و اهمیـت یافتن اندازه ذرات عبوری از فیلتر بدلیل رابطه آن با میزان عبور میکرو اورگانیـسمهایی
مثل ژیاردیا و کریپتوسپوریدیوم ؛ علاوه بر کدورت، شمارش ذرات Particle Count نیز به عنوان یک پارامتر کیفی آب در کنار کدورت مطرح گردیده است.
میزان کدورت استاندارد که روش کار با دستگاه کدورت سنج اندازه گیری شده باشد برای آب آِشامیدنی حداکثر ۵ NTU می باشد.نسبت مواد معلق به کدورت در آب با رنـگ کـم بـین 0.7تـا 2.2متغیـر اسـت و از فصلی به فصل دیگر در همان آب خام تغییر می کند . اگر تصفیه خانه بتوانـد جامـدات معلق را به شکل پیوسته اندازه گیری کند یا در صورت امکان رابطـه اش بـا کـدورت را پیدا کند، روش محاسباتی قابل اجرا است.استاندارد ENISO7027 تحت عنوان "کيفيت آب ، تعيين کدورت " تمام روش های ممکن برای اندازه گيری کدورت را در بر می گیرد.

کاربرد دستگاه کدورت سنج:

مزیت استفاده از دستگاه کدورت سنج در آب های باز اندازه گیری کدورت در عمق های مختلف است که آن جا چندین لایه کدورت وجود دارند . استفاده از دستگاه کدورت سنج هم چنین آسان و نسبتا ارزان است .
بطور کلی آب آشامیدنی و آب مورد نیاز در صنایع باید صاف و زلال باشد.کاهش کدریت آب در حفظ وسلامتی و بهداشت مردم و جلوگیری از مسایل و مشکلات سیستم توزیع آب مهم است.کدورت آب همچنین باعث کاهش راندمان گندزدایی و کاهش اثر گندزدا ها و افزایش هزینه گندزدایی می‌شود. واژه ی کدورت برای توضیح ظاهر مات یا شیری محیط های مایع یا جامد مانند آب ( آب فاضلاب ، حمام ، معدنی و آشامیدنی ) ، نوشیدنی ها (آبجو، آب میوه و …..) یا شیشه ی پنجره ( شیشه ی نیمه شفاف) استفاده می شود.
• تصفیه آب آشامیدنی
• تصفیه آب فاضلاب
• صنایع غذایی و نوشیدنی
• صنایع پتروشیمایی


انواع دستگاه های کدورت سنج:

این دستگاه به ۳ صورت پرتابل،رومیزی پرتابل و آزمایشگاهی موجود است.
این دستگاه ها  جهت اندازه گیری  سریع کدورت استفاده می شود.
* دارای ۴ محدوده اندازه گیری۲۰۰۰NTU تا۲۰۰ ،۲۰۰تا۲ ،۲ تا۰/۲
* دارای منبع نور مادون قرمز
* دارای فن آوری میکروپروسور
* پایداری بالای نور در صفحه
* حاوی چهار محلول کالیبراسیون ۱،۱۰،۱۰۰،۱۰۰۰NTU
* قابلیت کدورت سنجی مایعات رنگی


واحدهاي اندازه گيري كدورت

واحد کدریت ، JTU یا NTU است.

JTU = Jackson Turbidity unit
NTU = Nephelometric Turbidity unit

رنج کاربری

کدورت سنج دو رنج کاربری دارد:
(50.00 – 0.00) و (1000 – 50) که می تواند بیشترین میزان تیرگی که ممکن است باآن مواجه شوید را در بر می گیرد.

كدورت و مواد جامد معلق در آبTurbidity & Total Suspended Solids

آب خالص درطبيعت به دليل ويژگي حلاليت بالاي آن وجود ندارد و داراي ناخالصي هاي گوناگون مي باشد. ناخالصي هاي آب را به سه دسته كلي مواد جامد محلول، مواد جامد معلق و كلوئيدي و گازها دسته بندي مي كنند. مواد جامد در آب موجب تغييراتي در رنگ، بو ، مزه و كدورت آب مي شوند كه با حواس پنج گانه انسان به طور تقريبي قابل تشخيص هستند. اين خواص تحت تاثير شرايط محيطي واقع شده و خصوصيات ظاهري آب راتشكيل مي دهند.
آب خالص بدون رنگ است ولي آب ناخالص با توجه به ميزان و نوع مواد نامحلول و يا معلق در آن مي تواند داراي رنگ باشد. براي مثال آب زرد رنگ مي تواند نشان دهنده وجود اسيد هاي آلي و آب قهوه اي رنگ نشانگر وجود يون هاي آهن باشد. كدورت آب ناشي از ذرات ريز و درشت نا محلول و معلق در آب مي باشد كه مضرات ذيل را به دنبال دارد :
در منابع طبيعي آب ، رنگ خاكستري را به آب مي بخشد .
مواد كلوئيدي كدورت زا ، سطوحي را برابر جذب ارگانيسم هاي بيولوژيكي و يا مواد شيميايي مضر يا عامل طعم و بوي نامطبوع فراهم مي كنند .
گندزدايي آب هاي كدر به علت خواص جذبي برخي از كلوئيدها ، عملي مشكل به شمار مي رود .
تجمع ذرات كدورت زا در بسترهاي متخلخل آب ، منجر به ته نشيني موادي است كه مي توانند اثرات سوء بر گياهان و جانوران آبزي بگذارند .
كدورت آب ممكن است ناشي از موجودات ريز زنده ( ميكرو ارگانيزم ها ) مانند باكتري ها و يا ناشي از رنگ ها و روغن ها باشد.
كدورت ممكن است ناشي از سيليس كلوئيدي ، كلوئيد ها ، سوسپانسيون ها (ذرات جامد معلق در مايع ) و امولسيون ها ( مايع معلق در مايع ) باشد.

مضرات اثرات وجود مواد معلق در آب

• زيبايي آب را از بين مي برد .
• محل هايي براي جذب سطحي مواد شيميايي و بيولوژيكي بوجود مي آورد .
• به صورت بيولوژيكي مورد تجزيه قرار گرفته و مواد جانبي نامطلوبي را بوجود مي آورند .
• جامدات معلق فعال ارگانيسم هاي بيماري زا نظير جلبك هاي توليد كننده سم را بوجود مي آورند.

منابع كدورت آب

• قسمت عمده كدورت در آب هاي سطحي از فرسايش مواد كلوئيدي نظير خاك رس ، لاي خرده سنگها و اكسيدهاي فلزي حاصل از خاك است .
• رشته هاي گياهي و ميكروارگانيسم ها
• فاضلاب هاي صنعتي و خانگي
• صابون ها ، شوينده ها و عوامل امولسيون كننده ها

کدورت سنج ( Turbidimeter ) طرز استفاده و کالیبراسیون دستگاه

برای تهيه نتایج مشخص و قابل تکرار، کدورت سنج ها با استفاده از محلول های فرمازين ( استانداردهای مرجع) تنظيم و کاليبره می شوند. اين سنجه ها نتايجشان را برحسب FNU= Fotmazin Turbidity unit (پخش در نمونه مرجع) نمايش می دهند. برای کار با دستگاه پس از روشن کردن cell حاوی نمونه ی استاندارد را درون دستگاه قرار می دهیم. سپس دکمه ی Read را فشار داده و مقدار آن را می خوانیم ،اگر این عدد محدوده ی درست را به ما نشان دهد، دستگاه کالیبره می باشد و ما می توانیم cell حاوی نمونه را درون دستگاه گذاشته و دکمه ی Read را فشار دهیم. عدد قرائت شده میزان کدورت را بر حسب NTU بیان می کند.
کالیبره کردن دستگاه : پس از اماده کردن دستگاه ، با استفاده از استانداردهاي آماده که بطورتجاري موجود مي باشند ومتناسب با تخمين دامنه کدورت نمونه ها ، رنج مورد نظر را انتخاب واستاندارد مربوطه را در محفظه کدورت سنج قرار داده وميزان آنرا قرائت کنيد. سپس نمونه ها را کاملا مخلوط نموده و وقتي که حبابهاي هوا ازبين رفت داخل سل کدورت سنج ريخته ،سطح خارجي سل را خشك نموده ودر داخل محفظه قرار داده ومستقيما ميزان کدورت را قرائت ويادداشت کنيد.
طرز استفاده و کالیبراسیون دستگاه بـدیـن صورت می باشد که ابتدا دستگاه را روشن کرده، سپس سل نمونه را در صورت نیاز با اسید سولفوریک ۱۰% شسته و خوب آبکشی نمایید و کاملا با آب مقطر شستشو دهید. دمای نمونه را به دمـای آزمایشگاهی حدود برسانید، سپس نمونه را خوب بهم بزنید و داخل سل نمونه بریزید. بیرون سل را خوب بـا دستمال کاغذی پاک کنید تـا هر گونه اثر انگشت و یـا قطرات و بخار آب از دیواره سل پـاک شود. نمونه را داخل محفظه سل قرار دهید بـه طوری کـه فلش روی سل با فلش روی دستگاه مماس باشد. اولین عددی که دستگاه نمایش می دهد را یـادداشت کنید. محدوده قابل قبول بین NTU 5 – 0 می باشد. بررسی میانی بطور هفتگی با محلول فرمازین NTU 20 انجام می گیرد. کالیبراسیون طبق ایـن روش به صورت دوره ای در پریود سه مـاهـه بـا محلول هـای فـرمازین انـجـام می پذیرد. مقادیر قرائت شده توسط دستگاه بـر حسب واحد NTU ثبت می شـود. در صورت رقـیـق سـازی اولیه عـدد بـدسـت آمـده در ضریب رقیق سـازی ضـرب و در فـرم ثبت نتایج فیزیکوشیمیایی ثبت می گردد.

3

دیتالاگر دما یکبار مصرف(PDF Temperature Datalogger)


تعریف دیتالاگر دما یکبار مصرف:

برای ثبت و ذخیره اطلاعات مربوط به دمای یک محیط دستگاه دیتالاگر دما یکبار مصرف (PDF Temperature Datalogger )مورد استفاد قرار می گیرد. تنظیم دیتالاگر های یکبار مصرف معمولا در کارخانه سازنده انجام می گیرد .این تنظیمات شامل برهه ی زمانی بین دو اندازه گیری ، بازه مجاز دما و ... می باشد. برای استفاده  از دیتالاگر یکبار مصرف دما کافیست ، دیتالاگر را در محیط مورد نظر قرار داده و آن را فعال کنیم.

کاربردهای دیتالاگر یکبار مصرف:

 به منظور ثبت اطلاعات دمایی از دیتالاگرهای یکبار مصرف دما  در  موارد زیر باستفاده می شود:

حمل مواد غذایی

حمل مواد داروئی

حمل مواد بیولوژی

حمل مواد آزمایشگاهی

کامیون های یخچال دار 

داروسازی ها 

مراکز نگهداری و انتقال خون

آزمایشگاه های مواد غذایی و ...

دیتالاگر یکبار مصرف دارای مشخصات فنی زیر می باشد :

1.    رنج دما و دقت اندازه گیری : رنج دمای این دیتالاگر های یکبار مصرف معمولا بین منفی 30 در جه تا 70 درجه سانتی گراد بوده و دقت آن ها 0.5±  سانتی گراد می باشد.
2.    Sampling Rate : مدت زمان بین هر دو اندازه گیری را Sampling Rate  میگویند که معمولا 5 تا 30 دقیقه می باشد.
3.    بیشترین مدت زمان اندازه گیری: بسته به میزان حافظه  دیتالاگر یکبارمصرف ، حداکثر زمانی که یک دیتالاگر می تواند داده ها را اندازه گیری کند را بیشترین زمان اندازه گیری می گویند که معمولا از 10 روز تا 90 روز می باشد.
4.    رنج مجاز اندازه گیری : بازه ی مجاز دمائی را می گویند که معمولا از -10 درجه تا 25 درجه می باشد.برای نموداری که در گزارش خروجی یک دیتالاگر وجود دارد این رنج به صورت دو خط افقی نمایش داده شده است.

pdf datalogger 0025.    نوع اتصال به کامپیوتر: معمولا به صورت USB می باشد.

تفاوت دیتالاگر یکبارمصرف با دیتالاگرهای دائمی:

دیتالاگرهای یکبار مصرف تنها جهت یکبار استفاده  به کار می رود و بعد از فشار دادن دکمه ی stop تنها می توان اطلاعات ذخیره شده را بر روی کامپیوتر بارگزاری کرد اما در دیتالاگرهای دائمی می توان اطلاعات ذخیره شده را پس از انتقال به کامپیوتر از روی حافظه دستگاه پاک کرد و دوباره جهت ثبت اطلاعات استفاده کرد.
•    قیمت:دیتالاگرهای یکبارمصرف تسبت به دیتالاگرهای دائمی از قیمت کمتری برخوردارند.
•    عدم نیاز به تنظیمات اولیه: در دیتالاگر یکبار مصرف (تنظیمات در دیتالاگر یکبار مصرف در کارخانه انجام می گیرد.)
•    عدم نیاز به نرم افزار خاص : برای انتقال داده ها ی ذخیره شده به صورت یک فایل PDF ایجاد شده و داده ها بر روی نمودار و همچنین جدول قابل نمایش خواهد بود.
•    کارکرد سریع  و آسان

روش کار با دیتالاگر یکبار مصرف :

دیتالاگرهای یکبار مصرف معمولا دارای 2 دکمه Start و Stop می باشند.
با فشار دادن دکمه ی Start و نگه داشتن آن به مدت زمان معلوم (5 ثانیه) دیتالاگر شروع به کار کرده و اطلاعات دما بر روی آن ذخیره می شود.
سپس در انتهای زمان داده  برداری با فشار دادن دکمه ی Stop می توان  پبت داده های دما را متوقف کرد. سپس دیتالاگر را به کامپیوتر وصل کرده و چند ثانیه صبر می کنیم تا گزارش اطلاعات ذخیره شده بر روی دیتالاگر به صورت یک فایل PDF ایجاد شده و آن را مشاهده کنیم.

طریقه ی ساخت چرخش‌نما یا استروبوسکوپ (Stroboscope)

چرخش‌نما (Stroboscope) وسیله ای برای ثابت نگه داشتن (ساکن بنظر رسیدن) اشیاء مرتعش یا در حال دوران  بوده که امکان تنظیم اجسام دوار را با قطع و وصل نور  با فرکانس مشخص و قابل تنظیم ایجاد می کند.به طور نمونه اگر بخواهید پره ی یک توربین آبی را از حرکت متوقف کنید، باید هزینه زیادی پرداخت کنید و کل نیروگاه را از کار بیاندازید. برای خواندن این جور نوشته ها و یا مشاهده دقیق این سطوح که جسم در حال حرکت بوده و نوشته ای(نظیر : شماره سریال)که روی آن ثبت شده را بخواهیم بخوانیم یا ترک های احتمالی ایجاد شده بر روی آن را بررسی نماییم و کاهش سرعت دوران آن جسم نیز یا امکان پذیر نباشد یا اینکه بسیار پرهزینه باشد از  استروبوسکوپ (Stroboscope)استفاده می کنیم تا دیگر نیازی به متوقف کردن توربین آبی و امثال آن نباشد.
برای ثابت دیدن  اجسام متحرک بایستی به صورت لحظه ای به آنها نور بتابانیم به گونه ای که  فرکانسی معادل فرکانس حرکت آنها ایجاد شود.

تصور کنید سوراخی در داخل یک صفحه گرد دوار ایجاد کنیم. حال اگر این صفحه را در مقابل یک منبع نور قرار دهیم، باهر دور چرخش صفحه، منبع نور یک بار در مقابل سوراخ قرار گرفته و دستگاه یک فلاش خواهد زد. با تغییر سرعت چرخش این صفحه می توان فرکانس این فلاش ها را نیز کم و زیاد نمود.

pict6

  استفاده از این روش ایمن ترین و ساده تر ین بوده و همچنین می توان از هر نوع لامپی به عنوان منبع نور استفاده نمود. در این پروژه نیز برای ساخت استروبوسکوپ از همین روش (روش مکانیکی) استفاده خواهیم نمود. البته این روش مزایای دیگری نیز دارد. برای مثال برای دست یابی به فرکانس های بالاتر می توان به جای یک عدد سوراخ، چند سوراخ در صفحه ایجاد نماییم.

pict7

 بهتر است در این روش از لامپ هالوژن به عنوان منبع نور استفاده نماییم زیرا نور را به صورت متمرکز و با شدت مناسب از خود خارج می کند.جنس صفحه باید به گونه ای باشد که به هیچ عنوان نور را از خود عبور ندهد و هم چنین در برابر گرمای تولید شده توسط لامپ مقاوم باشد.مناسب ترین گزینه استفاده از صفحه ی فلزی )آهنی یا آلومینیومی( می باشد. همچنین منبع نور باید تا حد امکان به صفحه دوار نزدیک باشد تا نور بتواند با شدت مناسب از سوراخ خارج شود.در ساخت این دستگاه برای قطع و وصل نمودن نور، از یک صفحه مدور سوراخ دار استفاده می نماییم و لامپ را دایما روشن خواهیم گذاشت.هر بار که سوراخ موجود بر روی صفحه از جلوی منبع نور عبور کند، دستگاه یک فلش می زند.چون دستگاه باید قادر باشد نور را با فرکانس بالا قطع و وصل نماید، لذا بهتر است از موتورهای عادی برای چرخاندن صفحه استفاده کنیم تا دستگاه بتواند در فرکانس های بالا نیز کار کند.چون سرعت چرخش موتور باید قابل تنظیم باشد، لذا نیاز داریم موتور دستگاه از نوع DC یا جریان مستقیم انتخاب گردد.

 pict8

ساخت صفحه دوار:

همان گونه که اشاره شد، صفحه مدور باید از استحکام بالایی برخوردار باشد و حرارت تولید شده توسط منبع نور به آن آسیب وارد نکند.مناسب ترین گزینه برای ساخت صفحه مدور استفاده از صفحه آلومینیومی می باشد  

پس از ساخت صفحه گرد، باید سوراخی برای عبور نور در آن ایجاد نمایید. چون منبع نور ما لامپ هالوژن است، بهتر است قطر سوراخ برابر قطر لامپ هالوژن باشد. برای ایجاد سوراخ بهترین راه ایجاد سوراخ های متناوب بر روی محیط دایره مورد نظر می باشد.

pict9

 اتصال صفحه دوار به موتور:

برای نصب صفحه به شافت موتور هرگز از چسب استفاده نکنید زیرا به دلیل ارتعاشات ایجاد شده پس از کمی چرخیدن، صفحه از موتور جدا خواهد شد. برای اتصال صفحه به موتور باید از قطعه ای مانند شکل زیر استفاده نمایید.

pict10 در این قطعه شافت موتور داخل سوراخ شماره 1 وارد می شود و توسط پیچ شماره 2 به شافت موتور به قطعه محکم می شود. صفحه دوار را نیز می توان به سادگی به وسیله پیچ به قسمت شماره 3 متصل نمود.

 pict11 
بالانس کردن دستگاه

حال موتور را در دست بگیرید و به آن برق 12 ولت وصل کنید. از آن جایی که هنوز منبع تغذیه دستگاه را نساخته اید، برای تست دستگاه از آداپتور استفاده نمایید. پس از روشن شدن موتور، لرزش زیادی در دست خود حس خواهید نمود. این لرزش با افزایش سرعت موتور بیشتر خواهد شد.دلیل این لرزش بالانس نبودن صفحه دوار می باشد. چون ما یک دایره به عنوان محل عبور نور داخل آن سوراخ نمودیم، کمبود وزن سوراخ ایجاد شده باعث ایجاد لرزش می گردد. برای حل این مشکل باید این کمبود وزن را جبران نمایید. ساده ترین راه اینست که سوراخی دیگر به صورت قرینه سوراخ اول نسبت به مرکز دایره در صفحه دوار ایجاد نمایید تا سیستم بالانس شود.راه دیگر اینست که به وسیله چند وزنه کوچک (مثلا چند عدد پیچ و مهره) که در اطراف سوراخ ایجاد شده نصب می کنید، این کمبود وزن را جبران نمایید.
 pict12pict13

ساخت جعبه:

پس از ساختن صفحه مدور و نصب آن بر روی موتور، جعبه اصلی دستگاه را ساخته و منبع نور، موتور و صفحه دوار را درون آن نصب نماییم.ساده ترین و مطمئن ترین راه برای ساخت جعبه، استفاده از چوب می باشد. با توجه به دلیل شرایط کاری دستگاه، نئوپان گزینه مناسبی برای ساخت جعبه می باشد. pict14وجه بالایی درب دستگاه می باشد و لازم است به صورت متحرک نصب گردد تا امکان دسترسی به داخل جعبه برای انجام تعمیرات و یا ... فراهم گردد.پس از ساخت جعبه، باید مجموعه موتور و صفحه دوار را بگونه ای داخل جعبه نصب نمایید که صفحه موازی با وجه جلویی دستگاه باشد و با آن حدود 1 سانتی متر فاصله داشته باشد.

 pict15 
نصب موتور :

موتور را به نحوی نصب نمایید که صفحه در حال چرخش با وجه جلویی موازی باشد و از آن حدود 2 سانتی متر فاصله داشته باشد.پس از نصب موتور و صفحه دوار، باید سوراخی برای خروج نور از دستگاه تعبیه نمایید. صفحه دوار را به گونه ای قرار دهید که سوراخ آن در بالاترین حالت قرار گیرد، در این حالت سوراخ خروجی نور از جعبه باید هم راستا و هم اندازه سوراخ موجود بر روی صفحه دوار باشد.پس از تعیین موقعیت و اندازه این سوراخ آن را بر روی وجه جلویی جعبه ایجاد نمایید.
 pict16                                                                                                                                                                                                                                                                                                      اره گرد بر

نصب منبع نور:

آخرین مرحله نصب منبع نور )لامپ هالوژن( می باشد. لامپ نیز باید با سوراخ موجود بر روی جعبه و سوراخ موجود بر روی صفحه دوار، هم راستا باشد و با صفحه دوار حدود نیم تا 1 سانتی متر فاصله داشته باشد.
 pict17 مدارات الکترونیکی از وصل کردن چندین قطعه الکترونیکی به هم و با ترتیبی خاص حاصل می شوند .لازم است برای عملکرد صحیح یک مدار، کلیه قطعات آن طبق نقشه خاصی و با دقت به هم متصل شوند. نقشه مدار در حقیقت نحوه اتصال قطعات را به هم مشخص می کند و توسط طراح مدار تهیه می شود.
در شکل زیر یک نمونه نقشه مدار را مشاهده می کنید.pict18شکل زیر نیز یک نمونه مدار الکترونیکی ساخته شده را نشان می دهد.
 pict19برای حل این مشکل می توان از نوارهای نازک مسی که بر روی فیبر حک شده اند برای اتصال دادن پایه های مورد نظر به هم استفاده نمود. این نوارها پایه های کلیه اجزاء مدار را طبق نقشه به هم متصل می نمایند.با استفاده از این روش خطر اتصالی کردن سیم ها یا فراموش کردن اتصال دادن پایه ها به هم برطرف خواهد

 
البته روش های دیگری برای ساخت مدارات الکترونیکی وجود دارد مانند استفاده از اسپری positive، روش لامینت، روش رایانه ای و ...

انواع جریان ها

به طور کلی در صنعت دو نوع جریان داریم:جریان مستقیم (DC) و جریان متناوب (AC)
جریان مستقیم یا DC، تنها در یک جهت و با شدت ثابت برقرار می باشد مانند باطری ها و آداپتورها.
 ولی در جریان های متناوب یا AC، شدت و جهت جریان با زمان تغییر می کند و جریان فرکانس 60 هرتز (60 بار در ثانیه) جهت خود را تعویض می کند مانند برق شهر یا برق تولید شده به وسیله ژنراتورها.

pict24

برخی از موتورهای الکتریکی برای عملکرد به جریان DC و برخی به جریان AC نیاز دارند. مدارهای الکترونیکی نیز معمولا با جریان DC کار می کنند. با این که جریان DC بسیار پرکاربرد است، منبع انرژی الکتریکی برق شهر که در دسترس ما است، AC می باشد، لذا باید این جریان را به DC تبدیل نماییم.البته علاوه بر تبدیل کردن AC به DC، باید ولتاژ آنرا نیز کاهش دهیم تا برای موتورها و مدارات ما قابل استفاده شوند. اکثر موتورهای DC و مدارات الکترونیکی با ولتاژ 12 ولت (مستقیم) کار می کنند.لذا باید اول ولتاژ برق شهر که 320 ولت AC می باشد به ولتاژ 12 ولت AC تبدیل نموده و سپس آن را به 12 ولت DC تبدیل نماییم.برای کاهش یا افزایش ولتاژ برق AC از وسیله ای به نام ترانس فورماتور استفاده می شود.
 
ترانس فورماتور چیست؟
 pict25ترانس فورماتور یک ماشین الکتریکی ایستا است یعنی مانند موتورها و ژنراتورها دارای بخش متحرک نمی باشد.ترانس فورماتورها دارای دو عدد سیم پیچ می باشند: یکی سیم پیچ اولیه که به منبع ولتاژ AC وصل می شود و دیگری سیم پیچ ثانویه است که به سمت مصرف کننده می رود این سیم پیچ ها توسط یک عدد هسته فلزی با هم پیوند مغناطیسی برقرار می کنند.ترانس فورماتور ولتاژ را به نسبت تعداد دورهای سیم پیچ های اولیه و ثانویه کم یا زیاد می کند.

 pict26ساخت منبع تغذیه DC

پس از تنظیم مقدار ولتاژ، باید آنرا به DC تبدیل نماییم.برای این تبدیل می توانیم از وسیله ای بنام پل دیود استفاده نماییم.
پل دیود یک قطعه الکترونیکی است که 4 عدد پایه دارد و اگر ولتاژ AC را به پایه هایی که با علامت ~ مشخص شده اند وصل کنیم، در پایه های + و – پل دیود ولتاژ DC خواهیم داشت.پل دیود جریان را به صورت زیر تغییر می دهد.با این کار نمودار شدت - زمان جریان نیز به صورت زیر خواهد شد.
برای اینکه بتوانیم آن را به جریان DC ایده آل نزدیک نماییم باید یک خازن با خروجی پل دیود به صورت زیر موازی نماییم.
 pict27می توانید از یک خازن 4700 میکروفاراد 50 ولت برای موازی کردن با پل دیود استفاده کنید.

pict28

ساخت مدار کنترل سرعت:

تا  اینجا بخش مکانیکی دستگاه را ساخته اید. منبع تغذیه دستگاه نیز ساخته شد. حال خروجی منبع تغذیه را به موتور دستگاه متصل نمایید. موتور با سرعت بالا شروع به چرخش خواهد نمود و سرعت چرخش ثابت خواهد ماند. در نتیجه نور به صورت منقطع و با فرکانس ثابتی به بیرون خواهد آمد. و ما قادر نخواهیم بود حرکت و سرعت تمامی اجسام را بررسی کنیم، لذا باید به نحوی بتوانیم فرکانس نور دستگاه را تنظیم نماییم.تنها راه برای تنظیم فرکانس نور خروجی، تنظیم سرعت چرخش صفحه ی مدور می باشد. هر چه سرعت چرخش بالاتر باشد، فرکانس نور ایجاد شده بیشتر و هر چه سرعت چرخش کمتر باشد، فرکانس نور ایجاد شده کمتر خواهد بود.در زیر نقشه لازم جهت کنترل سرعت یک موتور DC را مشاهده می کنید.
 pict29نحوه چیدمان قطعات در نقشه کاملا مشخص است. لیست قطعات مورد نیاز برای ساخت این مدار به صورت : ( 2 عدد آی سی 555 ،  4 عدد دیود 1N4148 ، 2 عدد دیود 1N4007 ، 6 عدد خازن 103 ، 6 عدد خازن 104  ، 1 عدد خازن 10 میکروفاراد ،  2 عدد مقاومت 1 کیلو اهم ،  2 عدد مقاومت 47کیلو اهم
 ، 2 عدد ترانزیستور BD140 ، یک عدد پتانسیومتر 100 کیلو اهم) است.
 اگر در نقشه به سرهای موتور دقت کنید مشاهده می کنید که یک سر آن ها دارای ولتاژ زمین یا صفر است و سمت دیگر آن از کلکتور ترانزیستور تغذیه می شود که کلکتور وظیفه اش در این حالت ارسال ولتاژ 12 ولت بر روی سمت دیگر موتور است که با این اختلاف پتانسیل موتور شروع به حرکت کند.با پیچاندن پتانسیومتر متوجه می شوید که سرعت موتور تغییر می کند. هرگاه پتانسیومتر را به سمتی بپیچانید که مقاومتش زیاد شود، سرعت موتور کاهش می یابد و بالعکس.ابتدا مدار را بر روی بردبورد سوار کنید و آن را تست نمایید. در صورتی که توانستید با پیچاندن پتانسیومتر سرعت چرخش موتور را تنظیم کنید، کار ساخت مدار با موفقیت به انجام رسیده است. حال قطعات را از روی بردبورد باز کنید و نقشه مدار را روی فیبر مسی رسم کنید و پس از اسید شویی و آماده شدن مدار، جای پایه ها را سوراخ نموده و قطعات را سر جای خود لحیم نمایید. از مدارهای آماده کنترل سرعت موتور DC نیز می توانید در ساخت این پروژه استفاده نمایید که در فروشگاه های کیت های الکترونیکی موجود می باشند.لازم به ذکر است که چون زمان کار دستگاه ممکن است طولانی باشد، حتما برای ترانزیستورها هیت سینک (Heat sink) نصب نمایید تا دمای آنها خیلی بالا نرود.پس از آماده شدن مدار، آن را درون جعبه دستگاه نصب نمایید و منبع تغذیه را به آن اتصال دهید و خروجی آن را به موتور وصل کنید.پتانسیومتر را به گونه ای در بدنه جعبه نصب کنید که از بیرون دستگاه قابل تنظیم باشد (سر آن از دیواره های کناری دستگاه بیرون بزند)اگر از لامپ هالوژن به عنوان منبع نور استفاده می کنید، لازم است که برای کاهش دادن دمای هوای درون دستگاه، یک عدد فن در وجه عقبی دستگاه نصب کنید تا هوای داغ داخل دستگاه را به بیرون هدایت نمایید.
 pict30کار ساخت دستگاه در اینجا به پایان می رسد.حال می خواهیم آن را کالیبره نماییم یعنی مشخص کنیم که سرعت قطع و وصل شدن نور خروجی از دستگاه چند هرتز است؟شاید ساده ترین راه استفاده از سرعت سنج های موجود باشد. این دستگاه ها انواع مختلفی دارند. می توان با نصب کردن یک قطعه کوچک بر روی صفحه مدور و قرار دادن یک سنسور در مجاور آن، سرعت دوران آن را اندازه گیری نماییم. این دستگاه، سرعت دوران را با دقت خوبی به ما نشان خواهد داد.
 pict31البته انواع زیاد دیگری دستگاه های دور سنج وجود دارد.

pict32

تعریف و انواع مولتی متر(Multi Meter) و روش استفاده ازمولتی متر دیجیتال

مولتی متر / آوومتر نام دیگر اهم مترمی باشد.مولتی‌مترmulti meter بسته به نوع و مدل برای مشاهده چندین کمیت الکتریکی از قبیل ولتاژ یا اختلاف پتانسیل و تست دیود ، امپراژ یا جریان، ظرفیت خازن، و تست اتصال کوتاه و مقاومت الکتریکی بوده و برای ارزیابی سلامت قطعات یا مشخصات یک قطعه مورد استفاده می باشد به همین خاطر آنرا اندازه گیر چند حالته(مولتی متر) می نامند . از مولتی‌مترmulti meter برای ارزیابی قطعات خودرو نیز استفاده می شود.
بطور کلی مولتی متر ها (multi meter) را می شود به دو دسته کلی Auto Range و  Manual تقسیم بندی نمود. در نوع غیر اتوماتیک(Manual)، برای اندازه گیری پارامترهایی همچون ولتاژ، مقاومت و … باید حدود مورد نظر را روی مولتی متر انتخاب کرد، به کمک سلکتور کمیت‌های الکتریکی، مولتی متر می‌تواند بر حسب نیاز گردش نماید برای استفاده از مولتی متر آشنایی با هر کدام از کمیت‌ها ضروریست که یک واحد مشخص اندازه گیری برای هریک از آن ها معین می‌شود.مثلا اگر میخواهیم ولتاژ ۱۲ ولت را اندازه بگیریم باید سلکتور مولتی متر را در قسمت ولتاژ روی ۲۰ قرار دهیم که بتوانیم ولتاژ های زیر ۲۰ ولت را با دقت خوبی اندازه بگیریم. یکی از قسمت های مهم ، ولت مترDC آن می باشد. اساس کار یک ولت متر DC دیجیتالی بر مبنای مقایسه است. یعنی ولتاژ وارد شده به ولت متر ، با یک ولتاژ مرجع معمولا ۱۰۰ میلی ولت مقایسه شده و نتیجه مقایسه به کمک مدارات الکترونیکی و دیجیتالی به صورت ارقام که مبین مقدار ولتاژ DC اعمالی به ولت متر است، روی صفحه نمایش آن ظاهر می‌گردد.
انواع مولتی متر های دیجیتال قادر به اندازه گیری ولتاژ از چند صد میلی ولت تا ۱۰۰۰ولت به صورت خودکار هستند و نیاز به تنظیم رنج دستی ندارند، فقط کافیست کاربر جهت انتخاب ولتاژ AC رنج یاب را روی قسمت AC و جهت انتخاب ولتاژ DC رنج یاب را روی قسمت DC قرار دهد. همچنین جهت اندازه گیری کمیت های دیگر از جمله مقاومت یا آمپر باید نشانگر رنج را روی قسمت مربوطه قرار دهد. به این نوع مولتی مترها که به صورت خودکار تنظیم می شوند اتو رنج Auto Range می گویند. در زیرتصویر یک نمونه مولتی متر غیر اتوماتیک نمایش داده شده است

 

mul1

در مولتی متر های اتوماتیک، نیازی به این کار نبوده و صرفا باید نوع پارامتر را مشخص کنیم مثلا برای اندازه گیری ولتاژ باتری، سلکتور مولتی مترمان را روی ولتاژ مستقیم قرار می دهیم و اقدام به اندازه گیری می کنیم. ولتاژ هرچقدر که باشد (در بازه مجاز مولتی متر) روی صفحه نمایش داده می شود و البته اغلب مولتی متر ها امکان تنظیم دقت اندازه گیری را به کاربر می دهند. نمونه یک مولتی متر اتوماتیک را نیز در تصویر زیر می بینید.
mul2همانطور که در تصویر مربوط به مولتی متر اتوماتیک اشاره کردیم، تعداد حالت های قابل انتخاب تنها محدود به انتخاب پارامتر مورد اندازه گیری می باشد.

مولتی متر دیجیتال :

مولتی متر دیجیتال کمیت‌های اندازه گیری شده را به صورت رقم و یا ارقامی‌بر روی صفحه نمایش نشان می‌دهد و معمولاً واحد کمیت اندازه گیری شده را نیز به طریق مناسبی نمایش می‌دهد . در شکل زیر یک نمونه مولتی متر دیجیتالی معمولی قابل حمل نمایش داده شده است . دقت اندازه گیری و همچنین سهولت کار از ویژگی های مهم مولتی مترهای دیجیتال می باشد. مولتی متر دیجیتال برای اندازگیری کمیت های الکتریسیته ازقبیل اختلاف پتانسیل یا ولتاژ، مقاومت وجریان طراحی گردیده و مقادیر اندازه گیری شده را به صورت ارقام روی نمایشگر نشان می‌دهند. دستگاه مولتی متر قابلیت‌های دیگری جهت اندازه گیری میلی آمپر، میکرو آمپر، تست خازن،فرکانس، میکروفاراد، تست مقدار دما، تست دیود،  تست اتصال و ... را دارا می باشد. در ظاهر کلی دستگاه مولتی متر یک صفحه مدرج به همراه یک selector وجود دارد. همانطور که از اسم آن مشخص است این دستگاه برای اندازگیری کمیت‌هایی مانند اختلاف پتانیسل، مقاومت و جریان طراحی گردیده و برای استفاده از selector دستگاه به ترتیب روی واژه‌های volt- ohm – ampere کمک گرفته می‌شود. روی دسته سلکتور علامتی قرار دارد که بیان کننده دامنه کاری در اندازگیری‌های می‌باشد. این دستگاه نیز مانند دیگر سیستم ها دو ترمینال آند و کاتد دارد. برای استفاده صحیح از دستگاه بایستی سیم مشکی را به ترمینال منفی و سیم قرمز را به ترمینال مثبت وصل کرد. حالا می توانید دکمه power دستگاه را روشن و هر نوع اندازگیری را شروع کنید.
mul3

مولتی متر انبری:

نوع دیگری مولتی متر دیجیتالی نیز وجود دارد که در آن علاوه بر امکانات بیان شده ، انبری نیز وجود دارد . توسط این انبر می‌توان بدون نیاز به سری کردن مولتی متر با المان مورد نظر در مدار ، جریان گذرنده از آن المان را اندازه گرفت . اگر سیم حامل جریان متصل به المان مورد نظر را بین انبرهای این مولتی متر قرار دهیم ، مولتی متر مقدار جریان گذرنده از سیم و در نتیجه مقدار جریان گذرنده از المان مورد نظر را نمایش می‌دهد . بنابراین توسط این مولتی متر به راحتی و خیلی سریع می‌توان مقدار جریان را اندازه گرفت . در شکل زیر تصویری از یک مولتی متر دیجیتالی انبری نمایش داده شده است.

mul4مولتی متر آنالوگ :

در ظاهر مولتی متر آنالوگ یا عقربه ای معمولاً از یک صفحه با تعدادی خطوط مدرج ، یک عقربه که می‌تواند روی خطوط مدرج حرکت کند ، یک سلکتور ، تعدادی ترمینال ، یک پتانسیومتر تنظیم صفر و دو سیم رابط تشکیل می‌شود نمونه ای از این نوع مولتی متر در شکل زیرنمایش داده شده است .این ابزارها ساختمان ظاهری یک مولتی متر عقربه ای را تشکیل می دهد.

 mul5مولتی متر حرفه ای :

از مزایای مولتی مترهای حرفه ای دقت بالا ،پایداری دقت در دراز مدت،پهنای باند وسیع اندازه گیری، امپدانس ورودی بالا،ثبت و نمایش مقادیر اندازه گیری شده یا دیتالاگر Data Logger و قابلیت اتصال به کامپیوتر جهت ذخیره نمودن و بررسی مجدد می توان نام برد.

چگونه از مولتی متر دیجیتال استفاده کنیم ؟
mul6

1-طریقه اندازه گیری مقاومت:
کلید سلکتور اهم متر را روی قسمت Ω قرار می دهیم در این قسمت،علامت های۲۰۰ و ۲kو ۲۰kو ۲۰۰kو ۲Mو ۲۰M نوشته شده است. وقتی سلکتور اهم متر را روی عدد ۲۰۰ قرار می دهیم،یعنی اهم متر در این حالت قابلیت اندازه گیری مقاومت های بین صفر تا ۲۰۰ اهم را دارا می باشد و هنگامی که کلید را روی ۲۰K قرار می دهیم،یعنی اهم متر قابلیت اندازه گیری مقاومت های بین صفر تا ۲۰ کیلو اهم را دارا می باشد و …. ضمنا در این حالت پروب (فیش) سیاه اهم متر را در محل COM و پروب قرمز اهم متر را در محلی که با V/F/Ω مشخص شده قرار می دهیم و مقدار مقاومت را بر روی صفحه می خوانیم.هرگاه اهم متر قادر به خواندن مقدار مقاومت نباشد عدد ۱ ظاهر می شود که باید کلید را تغییر داد و هرگاه اهم متر در همه حالت عدد ۱ را نشان دهد معرف خرابی مقاومت است. که قسمت ●مربوط به تست دیود،تست ترانزیستور و تست قطع و وصل بودن می باشد (بیزر یا بوق).
2-طریقه تست دیود و ترانزیستور:
برای تست دیودها و ترانزیستورها،سلکتور مولتی متر را روی قسمت علامت دیود  قرار می دهیم و فیش سیاه اهم متر را در نقطه COM و فیش قرمز را در نقطه V/F/Ω قرار داده و دیود و ترانزیستور را تست می کنیم. برای تست دیود پروب قرمز را روی آند و پروب مشکی را روی کاتد قرار می دهیم باید عدد نمایش داده شده حدود ۰٫۶۰۰ باشد . اگر ۰ یا ۱ بود دیود سوخته است. سپس جای پروب ها را عوض می کنیم و نباید در این حالت مقداری نمایش داده شود.
3-طریقه اندازه گیری ولتاژ مستقیم(DC):
کلید سلکتور مولتی متر را روی محدوده ولتاژ DC که با علامت( _V ) مشخص شده قرار می دهیم.در این محدوده شماره های مختلفی دیده می شود.چنانچه کلید را روی رنج ۲۰۰m قرار دهیم،به ابن مفهوم است که مولتی متر در این حالت قادر است ولتاژهای بین صفر تا ۲۰۰ میلی ولت را اندازه گیری کند. اگر کلید سلکتور را روی عدد ۲۰ قرار دهیم مفهومش اینست که اهم متر در اینحالت قادر است ولتاژهای بین صفر تا ۲۰ ولت را اندازه گیری کند و به همین نحو مقادیر بالاتر سقف های اندازه گیری ولتاژ بالاتر را میسر می سازند. در این حالت نیز فیش سیاه در محل COM و فیش قرمز در محل V/F/Ω نصب می شود.ضمنا به علت اینکه بایستی فیش مثبت و منفی را درست وصل کنیم،در صورت برعکس زدن فیشها،مقدار ولتاژ با علامت منفی روی صفحه ظاهر می شود.

4-طریقه اندازه گیری ولتاژ متناوب(AC):
کلید سلکتور مولتی متر را روی محدوده ولتاژ AC که با علامت (~V) مشخص شده قرار می دهیم. در این محدوده شماره های مختلفی دیده میشود که همانند آنچه در مورد ولتاز مستقیم گفتیم، عدد انتخاب شده، سقف ولتاژ قابل اندازه گیری ما خواهد بود مثلا چنانچه کلید را روی رنج ۷۵۰ قرار دهیم، مولتی متر قادر خواهد بود ولتاژهای بین صفر تا ۷۵۰ ولت متناوب را اندازه گیری کند. در این حالت فیش سیاه را در محل COM و فیش قرمز را در محل V/F/Ω قرار داده و فیش ها را از هر طرف به محل ولتاژ وصل کنیم فرقی نمی کند چون ولتاژ متناوب قطب منفی و مثبت ندارد.
5- طریقه اندازه گیری جریان DC:
کلید سلکتور مولتی متر را روی قسمت mA یا uA یا A قرار داده و فیش سیاه را در محل COM و فیش قرمز را در محل mA (برای جریان کم) و یا ۲۰A (برای جریان زیاد) قرار داده و آنگاه برای اندازه گیری جریان، اهم متر را در مدار بصورت سری می بندیم. یعنی جریان از یکی از پروبها وارد و از پروب دیگر خارج می شود.
نکته۱: توجه کنید که عدد ۲۰A که اعلام شد روی بدنه مولتی متر کنار یکی از کانکتور ها نوشته شده و بسته به سقف جریان قابل اندازی مولتی متر این عدد ممکن است بیشتر یا کمتر باشد. در هر صورت شما نباید جریانی بیشتر از مقدار اعلام شده از مولتی متر عبور دهید. ضمنا تفاوت دو کانکتور mA و ۲۰A مقدار فیوز سری شده با آنهاست. برای ایمنی بیشتر با هر کانکتور یک فیوز سری شده تا اگر جریانی بیش از جریان قابل اندازه گیری از آن کانکتور کشیده شد، فیوز بسوزد و مولتی متر آسیب نبیند. بنابراین در صورتی که جریانی که میخواهید اندازه بگیرید بیش از ۵۰۰ میلی آمپر است، از کانکتور جریان بالای ۲۰A استفاده نمایید.
نکته۲: برخی مولتی متر ها فقط جریان DC را می توانند اندازه گیری کنند. در این مولتی متر ها کنار عبارات مربوط به جریان (mA و A) علامت جریان مستقیم (__) قرار دارد و در برخی مولتی متر ها که علاوه بر جریان مستقیم، جریان متناوب را نیز اندازه گیری می کنند، در کنار علامت جریان مستقیم، علامت جریان متناوب (~) نیز دیده می شود.
6-طریقه اندازه گیری مقدار ظرفیت خازن:
پایه های خازن را پس از خالی خازن،در محلی که با CX در قسمت بالای اهم متر مشخص شده است قرار داده و کلید سلکتور را در قسمت CX،بر روی یکی از شماره ها قرار می دهیم.به طور مثال وقتی کلید سلکتور را روی رنج ۲۰n قرار می دهیم یعنی اهمتر قادر است ظرفیت خازنهایی که بین صفر تا ۲۰ نانوفاراد است را اندازه گیری نماید.
7- طریقه کار تستر ترانزیستور:
ابتدا مشخص می کنیم که ترانزیستور PNP(مثبت) است و یا NPN(منفی) و سپس پایه های Bو Eو C آن را مشخص می کنیم.سپس ترانزیستور مورد تست را در محل مربوطه قرار داده و کلید سلکتور را روی hFE قرار می دهیم و آنگاه مقدار hFE ترانزیستور بر روی صفحه اهم متر ظاهر می شود که با مقایسه کردن آن با مقدار hFE که در جلوی شماره آن ترانزیستور،در کتاب مشابهات ترانزیستورها نوشته شده است،می توان پی برد که ترانزیستور سالم است یا خراب.
8-طریقه اندازه گیری مقدار فرکانس:
کلید سلکتور مولتی متر را روی قسمت فرکانس (۲۰KHZ) (حداکثر فرکانس در مولتی متر های مختلف متفاوت است) قرار داده و فیش سیاه را به محل COM و فیش قرمز را در محل V/F/Ω قرار می دهیم و آنگاه مقدار فرکانس را اندازه می گیریم.
6-طریقه اندازه گیری مقدار حرارت :
قطعه حساس به حرارت را که به دو فیش وصل است و در جعبه اهم متر قرار دارد به محلی که در قسمت بالای اهم متر قرار دارد و با علامت – و + مشخص شده قرار داده و آنگاه اگر قطعه فوق را به محل دما نزدیک کنیم مقدار حرارت بر روی صفحه اهم متر ظاهر می شود.
7- کاربرد کلید Hold :
گاها در مولتی متر های دیجیتال، مقدار پارامتر مورد اندازه گیری، مدام کم و زیاد شده و متناوبا تغییر کند که برای ثابت دیده شدن عدد، می توان کلید Hold را فشار داد. در حقیقت با زدن دکمه Hold، عددی که در آن لحظه در حال نمایش بوده روی صفحه ثابت می شود.
8-تست فیوز:
کلید سلکتور اهم متر را روی رنج مقاومت (۱اهم) قرار داده به دو سر فیوز زده،اگر مقدار صفر اهم نمایش داده شده، فیوز سالم است. اگر مولتی متر تست اتصال کوتاه دارد، کلید سلکتور را روی آن حالت قرار داده و با اتصال پروبها به دو سر فیوز، اگر فیوز سالم باشد، مولتی متر بوق می زند.

هنگام کار با مولتی متر دیجیتال و مولتی متر آنالوگ به موارد زیر دقت کنید:

جهت اندازه گیری شدت جریان دستگاه را به صورت سری در مدار قرار دهید.
جهت اندازه گیری اختلاف پتانسیل یا ولتاژ بایستی دستگاه را به صورت موازی بین دو نقطه از مدار قرار داد.
در هنگام اندازه گیری مقاومت جریان برق را قطع کنید چون ممکن است به این وسیله آسیب برسد.
برای استفاده از این وسیله شما باید با کارکرد هریک از کمیت ها آشنا باشید و برای هر کدام واحد مشخص اندازه گیری تعیین می شود.
این دستگاه ها امروزه در انواع مختلف دیجیتالی با قابلیت های زیاد و متفاوت در بازار یافت می شوند و برای مصارف گوناگونی از آن ها استفاده می شود.
روی نوع دیجیتالی آن یک صفحه نمایش جهت نمایش مقادیر اندازه گیری شده وجود دارد که در قسمت بالای آن تعبیه شده است .
نوع دیجیتال کمیت های اندازه گیری شده را به صورت رقم یا ارقامی روی صفحه نمایش نشان می دهد و معمولاً کمیت اندازه گیری شده را نیز به صورت مناسبی نمایش می دهد.
هنگامی که از رنج های غیر اتوماتیک استفاده می کنیم برای محافظت از آن باید ابتدا بیشترین ضریب رنج را انتخاب کنیم و اگر دقت اندازه گیری کافی نبود ضریب سلکتور را کاهش می دهیم .
اگر مقدار کمیت مورد نظر بیشتر از ضریب سلکتور باشد صدای بوق به علامت اضافه بار بلند خواهد شد و حروف OL که از عبارت Over Load به معنای اضافه بار گرفته شده است روی صفحه نمایش نشان داده خواهد شد .
برای اندازه گیری مقدار اهمی مقاومت ، باید پس از انتخاب رنج مربوط به مقاومت ، سیم ها را به دو سر مقاومت وصل کرد و مقدار اندازه گیری شده را خواند. البته اگر مقاومت مورد نظر در مدار قرار دارد باید دقت نمود که این مقاومت با المان های دیگری موازی نباشد چون در این صورت مقدار مقاومت به طور صحیح بدست نمی آید. امروزه نوع دیجیتال نسبت به نوع آنالوگ بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند زیرا دارای طول عمر بیشتر ، دقت بالاتر و ارزانتر از نوع آنالوگ می باشند. اکثر این دستگاه ها همچنین توانایی تست دیود و ترانزیستور را دارند .


نکات ضروری و قابل توجه هنگام کار با مولتی متر :


1. دستگاه را با احتیاط جابه جا کنید و از وارد آمدن ضربه به دستگاه و یا سقوط آن جلوگیری کنید.
2. اگر قصد داشتید اختلاف پتانسیل یا ولتاژ را اندازه گیری کنید مولتی متر را به صورت موازی بین دو نقطه از مدار قرار دهید.
3. اگر قصد داشتید شدت جریان را اندازه گیری کنید مولتی متر را به صورت سری در مدار قرار دهید.
4. هنگام اندازه گیری مقاومت جریان برق را قطع کنید ، در غیر این صورت به دستگاه آسیب می رسد.
5. پیچ تنظیم صفر مولتی متر آنالوگ را نباید دستکاری کرد، چرا که این قسمت بسیار حساس است و امکان دارد فنر مربوط به آن قطع شود و دستگاه خراب شود.
6. روی دسته سلکتور نشانگری وجود دارد که تعیین کننده دامنه کاری در اندازه گیری های شما است.
7. حتی الامکان کلید سلکتور را در جهت حرکت عقربه‌های ساعت می‌چرخانیم، به علاوه چرخاندن سریع کلید سلکتور برای دستگاه خالی از ضرر نیست. .
8. همیشه هنگام اندازه گیری کمیت‌ها کلید سلکتور را روی بیشترین درجه قرار می‌دهیم و در صورت لزوم به تدریج آن را کاهش می‌دهیم تا به دستگاه لطمه ای وارد نشود.


نوسان‌نما یا اسیلوسکوپ :( Oscilloscope)

اسیلوسکوپ یک دستگاه مفید و چند کاره آزمایشگاهی است که برای نمایش دادن و اندازه گیری‬ ‫تحلیل شکل موجها و دیگر پدیده های مدارهای الکتریکی و الکترونیکی بکار میرود.نوسان نمادر گذشته اسیلوگراف نیز نامیده می شده و گاهی بطور مختصر با حروف CRO اسیلوسکوپ اشعه کاتدی یا DSO نیز نمایش داده می شود .‬ ‫اصولا  ‪ oscilloscope‬ یا نوسان سنج  امکان مشاهده ولتاژ را فراهم می‌نماید. در اسیلوسکوپ اغلب مقدار ولتاژ به صورت نموداری دوبعدی نشان داده می‌شود که محور افقی زمان را نمایش میدهد و محور عمودی محور اختلاف‬ ‫ولتاژ بین دو نقطه از مدارمی باشد.‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬ از نوسان سنج(‪ oscilloscope‬) عموماً برای نمایش دقیق موج استفاده می‌شود. نوسان‌نماها علاوه بر دامنه، معمولاً توانایی اندازه‌گیری و نمایش دیگر پارامترها همچون عرض پالس، دوره تناوب و زمان بین دو حادثه (مانند وقوع دو پیک) را دارند .می توان گفت که با اسیلوسکوپ یک دستگاه اندازه گیری است که می توان از آن برای مشاهده  شکل موج ها و اندازه گیری ولتاژ, فرکانس, زمان تناوب, اختلاف فاز و همچنین مشخصه های ولت -آمپر عناصر نیمه هادی (مانند دیودها, ترانزیستورها و...) استفاده نمود.  همچنين اسيلوسکوپ قادر به نمایش رويدادهائيست که تکرار مي شوند و يا با تغييرات کمي تکرار مي شوند . سیگنال های غیر الکتریکی (نظیر:صدا ، لرزش و شدت نور و …. ) نیز می توانند به حالت الکترونیکی تبدیل شوند و بر روی اسیلوسکوپ به نمایش گذاشته شوند.‬‬‬‬نوسان نما قابلیت آنکه یک شکل موج ولتاژ را برحسب دیگری نمایش دهند ، را نیز دارند.‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬از طرفی اسیلوسکوپ ها قادرند تا دو یا چند شکل موج ولتاژ در واحد زمان را به طور همزمان روی صفحه اسیلوسکوپ نمایش دهند.

اسیلوسکوپ یک ولت متر دقیق است ولی توانایی اندازه گیری جریان را به طور مستقیم ندارد و برای اندازه گیری جریان باید از روش های غیر مستقیم مانند قانون اهم استفاده کرد . یکی از مزایای اسیلوسکوپ این است که بر خلاف مولتی مترهای معمولی ، در فرکانس های بالا نیز به خوبی کار می کند . اندازه گیری و مشاهده شکل موج ها در اسیلوسکوپ از ولتاژ با فرکانس صفر  DC  شروع و به فرکانس مشخصی ختم می گردد که معمولاً اسیلوسکوپ را با این فرکانس مشخص می کنند . مثلاً اسیلوسکوپ 40 مگاهرتز ، یعنی اسیلوسکوپی که می تواند ولتاژهای DC و AC تا 40MHZ را نمایش دهد . اسیلوسکوپ ها در نوع آنالوگ و دیجیتال ساخته می شوند.
اسیلوسکوپ ها برای مشاهده تغییرات سیگنال در زمان به کار برده می شوند که اغلب به صورت گراف پیوسته ای بر روی واحد های مشخص شده از نظر مقیاس نمایش داده می شوند. از روی شکل موج سیگنال ها که بر روی اسیلوسکوپ نمایش داده می شود می توان اطلاعاتی مانند دامنه ، طول موج ، فرکانس ، زمان بالارفتن و پایین آمدن موج و میزان اعوجاج امواج را مشاهده و محاسبه نمود که برای محاسبه این کمیت ها باید بر اساس واحد های مدرج روی صفحه و ضرایب سلکتور های اسیلوسکوپ اقدام نمایید.
قبل از اینکه الکترونیک دیجیتال فراگیر شود ، اسیلوسکوپ ها از نمایشگر های CRT : Cathode Ray Tube برای نمایش سیگنال ها و آمپلی فایر های خطی برای پردازش سیگنال ها استفاده می نمودند که CRO به این دست اسیلوسکوپ ها اشاره می نماید.CRO های بعد از فراگیر شدن الکترونیک دیجیتال ، جای خود را به اسیلوسکوپ های حافظه دیجیتال دادند که دارای صفحه نمایش های LCD یا LED باریک و مبدل های آنالوگ به دیجیتال سریع و پردازنده سیگنال دیجیتال (DSP) هستند.از آنجا که قیمت اسیلوسکوپ های دیجیتال گرانتر از نوع CRT است ، اسیلوسکوپ های دیجیتالی نیز وجود دارند که برای ارزانتر شدن قیمت بدون نمایشگر داخلی ارائه می شوند و این دستگاه ها که دیجیتایزر Digitiser نامیده می شوند به یک کامپیوتر متصل می شوند و سیگنال ها بواسطه کامپیوتر پردازش و نمایش داده می شود اسیلوسکوپ های حافظه دار امکان ذخیره و بازبینی سیگنال ها را فراهم می کنند که به شما کمک می کند. تا سیگنال های فرکانس بالا را با دقت بیشتری تحلیل نمایید.
یک اسیلوسکوپ ایده آل نباید هیچ تاثیری بر روی سیگنال ورودی داشته باشه و فقط اون رو نمایش بده.‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬
osi1

عموماً دستگاه های اندازه‌گیری براساس اعمال نیروی مکانیکی(کوپل مکانیکی) یا حرارت که موجب انحراف عقربه می شوند کار می کنند ولی با توجه به وجود اینرسی و اصطکاک معمولاً این ابزارها نمی توانند تغییرات سریع را نمایش دهند. با اختراع لامپ اشعه کاتد و با توجه به وزن بسیار کم بازوی الکترونی(پرتوی کاتدی) امکان نشان دادن یک متغیر به صورت خطی با زمان فراهم شد و اسیلوسکوپ اولین دستگاه الکترونیکی بود که از این امکان بهره‌مند شد

osi2

اسیلوسکوپ ها ممکن است یک کاناله و یا چند کاناله باشند . اسیلوسکوپ های یک کاناله در هر لحظه فقط می توانند یک سیگنال را روی صفحه نمایش خود نمایش دهند . اما اسیلوسکوپ های چند کاناله ، همزمان می توانند چند سیگنال را روی صفحه نمایش خود ، نمایش دهند . اسیلوسکوپ نمایش داده شده بالا ، یک اسیلوسکوپ دو کاناله می باشد یعنی همزمان قادر به نمایش دادن دو سیگنال روی صفحه نمایش خود می باشد . اما سیگنال های الکتریکی چگونه به اسیلوسکوپ منتقل می شوند ؟ برای انتقال سیگنال های الکتریکی به اسیلوسکوپ ، از پروب استفاده می شود که در ادامه به بررسی آن می پردازیم .
پروب ( Probe ) : برای انتقال سیگنال های الکتریکی به اسیلوسکوپ ، از پروب که به آن پراب نیز می گویند استفاده می شود . یک نمونه پروب در شکل نمایش داده شده است .

osi3

سیم رابط پروب معمولاًً از جنس کابل کواکسیال می باشد تا میزان نویز به حداقل برسد . نوک پروب به صورت گیره ای فنری است که می توان آن را به یک نقطه از مدار وصل کرد . اگر پوشش پلاستیکی نوک پروب را برداریم ، نوک آن به صورت سوزنی می شود که در بعضی مواقع از آن استفاده می گردد . انتهای فلزی سیم رابط که به ورودی اسیلوسکوپ وصل می شود BNC نام دارد . BNC دارای یک شیار مورب است که وقتی آن را به ورودی اسیلوسکوپ وصل می کنیم و 90 درجه در جهت عقربه های ساعت می چرخانیم این قطعه کاملاً به اسیلوسکوپ متصل می شود . همچنین روی پروب کلیدی با دو حالت 1× و 10× وجود دارد که در حالت 1× ، سیگنال بدون هیچ گونه تضعیفی از طریق پروب به اسیلوسکوپ اعمال می گردد و در حالت 10×، ابتدا سیگنال در داخل پروب 10 برابر تضعیف شده و سپس بهاسیلوسکوپ اعمال می گردد . باید توجه داشت که اگر از حالت 10× پروب ، برای اندازه گیری استفاده شود مقادیر قرائت شده دامنه را باید در عدد 10 ضرب نمود تا مقدار واقعی دامنه سیگنال بدست آید . موارد کاربرد 10× برای سیگنال های با دامنه زیاد می باشد .
در ادامه ابتدا به بررسی صفحه نمایش و کلیدها و ولوم های روی پانل اسیلوسکوپ می پردازیم و سپس به بررسی کاربردهای اسیلوسکوپ می پردازیم . برای نمایش بهتر پانل اسیلوسکوپ ، تصویری از نمای روبه روی اسیلوسکوپ نمایش داده شده است .
   osi4

1-صفحه نمایش اسیلوسکوپ : اسیلوسکوپ ها دارای یک صفحه نمایش هستند که این صفحه نمایش در راستای افقی به 10 قسمت و در راستای عمودی به 8 قسمت تقسیم می شود که برای دقت بیشتر در اندازه گیری ، در راستاهای افقی و عمودی ، خطوط وسط دارای تقسیمات ریزتری نیز می باشند به طوری که هر خانه به 5 قسمت تقسیم شده و هر قسمت معادل 0.2 خانه است .

2- کلید روشن و خاموش کردن اسیلوسکوپ : در هر اسیلوسکوپ کلیدی برای روشن و خاموش کردن اسیلوسکوپ وجود دارد که آن را با کلمه POWER و یا ON/OFF نمایش می دهند . در نزدیکی این کلید ، معمولاً یک LED جهت نمایش روشن و یا خاموش بودن اسیلوسکوپ وجود دارد.

3- ولومIntensity  :  این ولوم شدت نور سیگنال نمایش داده شده را کم و زیاد می کند . این ولوم باید در حالتی قرار گیرد که شدت نور برای رؤیت سیگنال کافی باشد . این ولوم ممکن است به اختصار با Inten نمایش داده شود .
4- ولوم Focus :کلمه Focus به معنای کانونی و یا تمرکز است و این ولوم ضخامت موج رسم شده بر روی صفحه اسیلوسکوپ را کم و زیاد می کند . این ولوم باید در حالتی قرار داده شود که خطوط شکل موج ، حداقل ضخامت را داشته باشند .
5- پین تنظیمات یا کالیبراسیون : این قسمت برای تست و تنظیم سلکتورهای Volt/Div و Time/Div و نیز برای بررسی سالم و یا معیوب بودن پروب مورد استفاده قرار می گیرد . اسیلوسکوپ یک سیگنال مرجع با دامنه و فرکانس معین برای تست و تنظیم خود ایجاد می کند و به این پین انتقال می دهد . اگر سیگنال مزبور به ورودی اسیلوسکوپ داده شود می توان شکل موج آن را مشاهده کرد . در عین حال چون دامنه و فرکانس سیگنال مزبور معین است ، می توان صحت تنظیمات سلکتورهای Volt/Div و Time/Div را تحقیق کرد . همچنین اگر در اثر تماس نوک پروب با این پین ، سیگنال موجود بر روی پین ، در صفحه نمایش اسیلوسکوپ ظاهر شود و زمانی که گیره زمین پروب را همزمان با نوک پروب به این پین متصل می کنیم یک خط افقی و یا به عبارتی ولتاژ صفر ، روی صفحه اسیلوسکوپ ظاهر شود پروب سالم است .
6- پیچ آستیگمات : این پیچ به همراه ولوم تنظیم نقطه کانونی برای ایجاد واضح ترین نقطه گرد استفاده می شود و معمولاً با عبارت Astig مشخص می شود . بعضی از اسیلوسکوپ ها  این ولوم را ندارند .

7- پیچ چرخش محور افقی : توسط این پیچ کجی محور افقی کاملاً در وضعیت افقی تصحیح می گردد . این ولوم با عبارت Trace Rotation مشخص می شود .
برای بررسی بقیه ولوم ها و کلیدهای اسیلوسکوپ ، تصویر واضح تری از نیمه سمت راست اسیلوسکوپ نمایش داده شده در شکل بالا ، در شکل زیر نمایش داده شده است .
osil

8-کلیدTime/Div  :    این کلید دارای ضرایبی بر حسب ثانیه ، میلی ثانیه و میکروثانیه است و این ضرایب نشان دهنده این هستند که چقدر زمان لازم است تا اشعه در راستای افقی به اندازه یک خانه جا به جا شود . مثلاً در شکل بالا ضریب Time/Div برابر است با 0.2 میلی ثانیه و این یعنی اینکه در این حالت برای اینکه اشعه در راستای افقی به اندازه یک خانه جا به جا شود 0.2 میلی ثانیه یا 200 میکروثانیه زمان لازم است .

9- ولوم Time Variable  :  این ولوم برای فشرده و باز کردن شکل موج در راستای افقی استفاده می شود . برای اندازه گیری زمان تناوب توسط اسیلوسکوپ باید حتماً این ولوم تا آخر در جهت حرکت عقربه های ساعت چرخانده شده و روی علامت Cal قرار گیرد . اگر این ولوم از حالت Cal خارج شود ضرایب Time/Div دیگر معتبر نبوده و نمی توان زمان تناوب را محاسبه نمود . از این ولوم زمانی استفاده می شود که صحت ضرایب Time/Div اهمیتی نداشته باشد مثل زمانی که می خواهیم اختلاف فاز دو موج هم فرکانس را محاسبه کنیم . 10-کلید بزرگنمایی در راستای افقی : توسط این کلید می توان مقیاس افقی را به میزان 5 و یا 10 برابر بزرگ نمود . به این ترتیب که در حالت عادی مقیاس افقی همان است که سلکتور Time/Div نشان می دهد اما در حالت انتخاب این کلید ، شکل موج در جهت افقی 5 و یا 10 برابر باز می شود و این معادل این است که عدد نشان داده شده توسط سلکتور Time/Div به 5 و یا 10 تقسیم شده باشد . در بعضی از اسیلوسکوپ ها کلید بزرگنمایی افقی جزئی از همان ولوم تغییر مکان افقی ( Horizontal Position ) می باشد . به این صورت که وقتی این ولوم داخل است ، بزرگنمایی غیر فعال بوده و وقتی این ولوم بیرون کشیده می شود ، بزرگنمایی فعال می شود . مورد استفاده کلید بزرگنمایی افقی در مورد نمایش امواج با فرکانس زیاد است . این کلید با MAG به همراه 5× و یا 10× نمایش داده می شود . 11-کلید بزرگنمایی در راستای افقی : این کلید نیز همانند کلید بزرگنمایی در راستای عمودی است و در مواقعی که دامنه ولتاژ خیلی کم است مورد استفاده قرار می گیرد . در این صورت میزان ولتاژ اندازه گیری شده توسط اسیلوسکوپ باید بر ضریب کلید بزرگنمایی تقسیم شود .

12- ولوم تغییر مکان افقی( Horizontal Position ) : این ولوم شکل موج را در جهت افقی جا به جا می کند . این ولوم ممکن است به اختصار با Hor.Pos و یا با علامت► ◄ نشان داده می شود .

13- کلیدVolt/Div  :این کلید نیز همانند کلید Time/Div دارای ضرایبی است که این ضرایب بر حسب ولت و میلی ولت می باشند و هر ضریب بیان کننده این است که هر خانه در راستای عمودی چند ولت می باشد . این کلید برای اندازه گیری دامنه ولتاژ به کار می رود . با تغییر این کلید ، شکل موج در راستای عمودی باز و جمع می شود . اگر ضریب کلید Volt/Div کانال 2 برابر با 0.5 ولت باشد،  این امر نشان دهنده این است که به ازای انتخاب کانال 2 ، در صفحه نمایش اسیلوسکوپ هر خانه در راستای عمودی برابر با 0.5 ولت می باشد .

14- ولوم Volt Variable    :این ولوم شکل موج را در راستای عمودی فشرده و باز می کند . اما اگر این ولوم از حالت Cal خارج شود دیگر مقادیر Volt/Div معتبر نبوده و نمی توان اندازه ولتاژ را محاسبه نمود . بنابراین این ولوم هنگام اندازه گیری ولتاژ باید روی علامت Cal یاشد .

15- ولوم Vertical Position : این ولوم شکل موج را در راستای عمودی جا به جا می کند و ممکن است به اختصار با Ver.Pos و یا با استفاده از علامت های ▼ و ▲ نمایش داده شود .

16- پیچ بالانسDC  :به دلیل استفاده از اسیلوسکوپ در مناطق و حرارت های متفاوت می بایست سلکتورهای Volt/Div هر یک از دو کانال ، از نظر DC بالانس شوند . با تنظیم این پیچ ها باید حالتی را انتخاب نمود که در آن حالت با تغییر سلکتور Volt/Div ، خط افقی هیچ تغییر مکانی در جهت عمودی نداشته باشد . این پیچ ها معمولاً با DC–Bal مشخص می شوند .

17- کلید AC–GND–DC :  اگر این کلید در حالت AC باشد یک خازن در مسیر ورودی اسیلوسکوپ قرار می گیرد که سبب حذف مؤلفه DC شکل موج می گردد . یعنی در این حالت فقط سیگنال های AC روی صفحه نمایش اسیلوسکوپ ، نمایش داده می شوند و سیگنال های DC حذف می شوند . اما اگر این کلید در حالت DC باشد هر چه در ورودی باشد بدون تغییر در صفحه نمایش اسیلوسکوپ ، نمایش داده می شود . یعنی در این حالت مؤلفه های AC و DC روی صفحه نمایش اسیلوسکوپ ، نمایش داده می شوند و در صورتی که این کلید در حالت GND باشد ورودی اسیلوسکوپ به صفحات انحراف عمودی که در ادامه در رابطه با آنها صحبت می کنیم منتقل نخواهد شد بلکه این صفحات به اختلاف پتانسیل صفر ولت متصل می شوند . بنابراین در این حالت روی صفحه اسیلوسکوپ یک خط افقی دیده می شود که از آن برای تعیین خط مبنای عمودی و یا ولتاژ صفر ولت استفاده می شود .

18- کلیدADD–DUAL–CH2–CH1 :  اگر این کلید در حالت CH1 باشد فقط سیگنال اعمال شده به کانال 1 روی صفحه نمایش اسیلوسکوپ نمایش داده می شود و اگر این کلید در حالت CH2 باشد فقط سیگنال اعمال شده به کانال 2 روی صفحه نمایش اسیلوسکوپ نمایش داده می شود . در صورتی که DUAL را انتخاب کنیم شکل موج های هر دو کانال همزمان روی صفحه نمایش اسیلوسکوپ نمایش داده می شوند و در صورت انتخاب ADD حاصل جمع لحظه ای دو شکل موج روی صفحه نمایش اسیلوسکوپ نمایش داده می شود .
 
19-کلیدCHOP–ALT : اگر فرکانس سیگنال های ورودی بیشتر از 1KHZ باشد با استفاده از حالت ALT می توانیم دو شکل موج را به طور همزمان در صفحه نمایش اسیلوسکوپ مشاهده کنیم . در این حالت در یک دوره تناوب موج Ramp ( در ادامه در رابطه با موج Ramp صحبت خواهیم کرد ) ، سیگنال اعمال شده به کانال 1 و در دوره تناوب بعدی این موج ، سیگنال اعمال شده به کانال 2 روی صفحه نمایش اسیلوسکوپ ، نمایش داده می شود اما به دلیل فرکانس بالای موج Ramp و سیگنال های ورودی ، سیگنال های هر دو کانال به طور همزمان بر روی صفحه نمایش اسیلوسکوپ قابل مشاهده هستند . اما اگر فرکانس سیگنال های ورودی کم باشد مشاهده دو شکل موج به طور همزمان در حالت انتخاب ALT امکان پذیر نخواهد بود . زیرا در این صورت وقتی اسیلوسکوپ سیگنال کانال 1 را نمایش می دهد سیگنال کانال 2 از دید محو می شود و وقتی اسیلوسکوپ سیگنال کانال 2 را نمایش می دهد سیگنال کانال 1 از دید محو می شود و بنابراین دو موج به صورت چشمک زن روی صفحه نمایش اسیلوسکوپ ظاهر می شوند . برای نمایش سیگنال های با فرکانس کم از حالت CHOP استفاده می کنیم . در این حالت یک نقطه کوچک از سیگنال کانال 1 و سپس یک نقطه کوچک از سیگنال کانال 2 و به همین ترتیب تا آخر نمایش داده می شود . در این روش لحظه ای که سیگنال کانال 1 نمایش داده می شود کانال 2 قطع است و برعکس در لحظه ای که سیگنال کانال 2 نمایش داده می شود کانال 1 قطع است اما چون این نقاط فوق العاده کوچک هستند ما آنها را کنار هم و به صورت پیوسته مشاهده می کنیم و در نتیجه دو شکل موج به طور همزمان بر روی صفحه نمایش اسیلوسکوپ قابل مشاهده هستند .

20- کلید CH2INV: زمانی که این کلید انتخاب می شود شکل موج کانال 2 به اندازه 180 درجه اختلاف فاز پیدا می کند .
21-کلید X–Y  : اگر این کلید فعال شود ارتباط موج Ramp با صفحات انحراف افقی قطع شده و هر یک از سیگنال های ورودی به یکی از صفحات انحراف افقی یا عمودی اعمال می شود . مثلاً در اسیلوسکوپ ای که  در کنار ترمینال ورودی کانال 1 حرف X و در کنار ترمینال ورودی کانال 2 حرف Y درج شده باشد، در این اسیلوسکوپ ، در حالت انتخاب کلید X–Y ، سیگنال ورودی کانال 1 به صفحات انحراف افقی و سیگنال ورودی کانال 2 به صفحات انحراف عمودی اعمال می شود . این کلید برای مشاهده منحنی مشخصه ولت – آمپر عناصر نیمه هادی و نیز مشاهده اشکال لیساژور کاربرد دارد . در هر اسیلوسکوپی قسمتی مربوط به کنترل تریگر وجود دارد که در ادامه می خواهیم به بررسی آن بپردازیم اما قبل از معرفی کلیدها و ولوم های این قسمت به سؤالی که ممکن است برای بعضی ها مطرح شود پاسخ می دهیم و آن سؤال این است که منظور از تریگر چیست ؟ برای پاسخ به این سؤال باید مطالبی را در مورد ساختمان داخلی اسیلوسکوپ بدانید . در اسیلوسکوپ در ابتدا یک اشعه الکترونی تولید می شود . منظور از اشعه الکترونی تعداد زیادی الکترون می باشد که به صورت یک اشعه فوق العاده باریک درآمده و با سرعت بسیار زیاد ( چند هزار کیلومتر در ثانیه ) در حرکت است . زمانی که این اشعه الکترونی با سرعت زیاد با مواد فسفرسانس پشت صفحه نمایش اسیلوسکوپ برخورد می کند مواد فسفرسانس از خود نور تولید می کنند . برای اینکه این اشعه الکترونی شکل موج ها را روی صفحه نمایش اسیلوسکوپ نمایش دهد لازم است در دو جهت عمودی و افقی حرکت کند و بر این اساس دو سری صفحه به نام های صفحات انحراف عمودی و صفحات انحراف افقی را در مسیر حرکت اشعه الکترونی قرار می دهند . هر سری از این صفحات ، خود شامل دو صفحه موازی می باشد . در اثر ایجاد اختلاف پتانسیل بین دو صفحه موازی ، اشعه الکترونی به سمت صفحه دارای پتانسیل بیشتر متمایل می شود و به این ترتیب محل برخورد اشعه الکترونی با مواد فسفرسانس پشت صفحه نمایش تغییر می کند و در نتیجه محل تولید نور روی صفحه نمایش تغییر می کند . سیگنالی که ما می خواهیم روی صفحه نمایش اسیلوسکوپ نمایش داده شود به صفحات انحراف عمودی اعمال می شود و متناسب با تغییرات دامنه این سیگنال ، اشعه الکترونی در راستای عمودی جا به جا می شود . اما برای اینکه شکل موج به طور صحیح روی صفحه نمایش اسیلوسکوپ نمایش داده شود باید همزمان با جا به جا شدن اشعه در راستای عمودی ، اشعه در راستای افقی نیز جا به جا شود . مثلاً اگر هدف ، نمایش یک موج سینوسی بر روی صفحه نمایش اسیلوسکوپ باشد با رسیدن موج سینوسی به صفحات انحراف عمودی ، اشعه الکترونی متناسب با دامنه موج سینوسی در راستای عمودی جا به جا می شود و اگر هیچ موجی به صفحات انحراف افقی اعمال نشود ، روی صفحه نمایش اسیلوسکوپ به جای یک موج سینوسی فقط یک خط عمودی دیده می شود . بنابراین همیشه باید همزمان با سیگنال ورودی ، یک موج به صفحات انحراف افقی اعمال شود تا شکل موج ورودی به درستی بر روی صفحه نمایش اسیلوسکوپ نمایش داده شود . این موج را موج Ramp می گویند که یک موج دندانه اره ای است . اگر فرکانس موج Ramp با فرکانس سیگنال ورودی یکی باشد یک سیکل کامل از موج ورودی بر روی صفحه نمایش اسیلوسکوپ نمایش داده می شود و اگر فرکانس موج Ramp بیش از فرکانس سیگنال ورودی باشد چند سیکل از سیگنال ورودی بر روی صفحه نمایش اسیلوسکوپ نمایش داده می شود . برای اینکه شکل موج ساکنی بر روی صفحه نمایش اسیلوسکوپ داشته باشیم لازم است تا حرکت افقی اشعه الکترونی هر بار از محل مشخصی از سیگنال ورودی شروع شود که این وظیفه بر عهده قسمت تریگر اسیلوسکوپ می باشد . اگر عمل تریگر انجام نشود ممکن است سیگنال ورودی در صفحه نمایش اسیلوسکوپ حرکت کند . برای عمل تریگر روش های مختلفی وجود دارد و بر این اساس کلیدهایی بر روی پانل اسیلوسکوپ تعبیه شده است که به وسیله آنها می توان نوع تریگر را انتخاب نمود . این کلیدها عبارتند از :
22-کلید Auto–Normal :اگر این کلید در حالت Auto باشد حتی اگر به ورودی اسیلوسکوپ سیگنالی اعمال نشود مدار داخلی اسیلوسکوپ یک موج دندانه اره ای به صفحات انحراف افقی اعمال می کند و بنابراین خطی افقی بر روی صفحه نمایش اسیلوسکوپ ظاهر می شود که نشان دهنده آماده به کار بودن اسیلوسکوپ است . اما در صورتی که این کلید در حالت Normal باشد عمل تریگر فقط به کمک موج ورودی انجام می شود و لذا در صورتی که ورودی نداشته باشیم هیچ گونه خطی و یا موجی بر روی صفحه نمایش اسیلوسکوپ ظاهر نخواهد شد . این کلید در حالت عادی باید بر روی Auto باشد .

23-کلید Source Trigger : این کلید ممکن است دارای حالت های زیر باشد .
الف ) AC : در این حالت عمل تریگر با مؤلفه AC انجام می شود .
ب ) DC : در این حالت عمل تریگر با خود موج به اضافه مؤلفه DC انجام می شود .
پ ) CH1 : در این حالت عمل تریگر توسط سیگنال اعمال شده به کانال 1 انجام می شود .
ت ) CH2 : در این حالت عمل تریگر توسط سیگنال اعمال شده به کانال 2 انجام می شود .
ث ) Line : در این حالت عمل تریگر با فرکانس برق شهر انجام می شود .
ج ) Ext : در این حالت باید موجی را که می خواهیم توسط آن عمل تریگر انجام شود از خارج اسیلوسکوپ و توسط ترمینال مخصوص آن به اسیلوسکوپ اعمال کنیم .
چ ) TV : در این حالت یک فیلتر پایین گذر مؤلفه های فرکانس بالای موج ورودی را حذف نموده و سپس عمل تریگر انجام می شود . این کلید در حالتی استفاده می شود که یک موج مزاحم بر روی موج اصلی ، مانع عمل تریگر شود .
ح ) TV–H : در این حالت عمل تریگر توسط سیگنال های افقی تلویزیون انجام می شود .
خ ) TV–L : در این حالت عمل تریگر توسط سیگنال های عمودی تلویزیون انجام می شود .

24- ولوم Level : این ولوم نقطه شروع موج نشان داده شده بر روی صفحه نمایش اسیلوسکوپ را معین می کند . همچنین اگر موج نمایش داده شده بر روی صفحه نمایش اسیلوسکوپ ، در جهت افقی حرکت کند و ثابت نباشد باید به کمک این ولوم شکل موج را ثابت نگهداشت .

25- کلید Slope : این کلید مشخص کننده این است که اولین نیم سیکل موج نشان داده شده مثبت و یا منفی می باشد . در حالت عادی باید علامت مثبت ( + ) انتخاب شود . در واقع علامت مثبت ( + ) به معنای شیب مثبت و علامت منفی ( – ) به معنای شیب منفی در نقطه شروع موج می باشد .

اسکوپهای دیجیتال و آنالوگ تفاوتهای چشم گیری دارند مهمترین اختلاف آنها در نوع نمایش سیگنال است که در اسیلوسکوپهای آنالوگ صفحه نمایشگر شطرنجی CRT اما در اسیلوسکوپ دیجیتال حافظه دار ،صفحه نمایشLCD  است .همچنین توابع اندازه گیری اتوماتیک،مدهای تریگر پیشرفته،ارتباط با کامپیوتر از مهمترین مشخصه های اسیلوسکوپ های دیجیتال  هستند. بدون شک امکانات اسکوپ های دیجیتال بسیار بیشتر از انواع آنالوگ هستند.

انواع اسیلوسکوپ:

‫اسیلوسکوپ آنالوگ


اسیلوسکوپ در حقیقت رسامهای بسیار سریع هستند که سیگنال ورودی را در برابر زمان یا در‬ ‫برابر سیگنال دیگر نمایش می دهند. قلم این رسام یک لکه نورانی است که در اثر برخورد یک باریکه‬ ‫الکترون به پردهای فلوئورسان بوجود می آید.‬
‫به علت لختی بسیار کم باریکه الکترون می توان این باریکه را برای دنبال کردن تغییرات لحظه ای‬ ‫(ولتاژهایی که بسیار سریع تغییر میکنند، یا فرکانسهای بسیار بالا) بکار برد. اسیلوسکوپ بر اساس‬ ‫ولتاژ  کار میکند. البته به کمک مبدلها (ترانزیستورها) می توان جریان الکتریکی و کمیتهای دیگر‬ ‫فیزیکی و مکانیکی را به ولتاژ تبدیل کرد.‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬
osi6

‫اسیلوسکوپ دیجیتال‬

اسیلوسکوپ دیجیتال در واقع تشکیل شده از یک مبدل آنالوگ به دیجیتال به علاوه یک مبدل‬ ‫دیجیتال به آنالوگ سیگنال توسط ‪ adc‬دیجیتال شده و توسط ‪ dac‬برای نمایش به شکل اولیه باز‬ ‫تبدیل می شود.‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬
osi7

رزولوشن اسیلوسکوپ دیجیتال چیست؟ تفاوت بین اسیلوسکوپ 8 بیتی و 12 بیتی چیست؟


با دیجیتالی شدن دستگاه ها، مفاهیم و تعاریف جدیدی ایجاد گردید. یکی از مهمترین ویژگی های اسیلوسکوپ های دیجیتال، رزولوشن می باشد. همانند دوربین های دیجیتال که رزولوشن بیان کننده کیفیت تصویر می باشد در اسکوپ های دیجیتال، بیان کننده قدرت نمایش و وضوح سیگنال است. در اسیلوسکوپ ها، مبدلی بنام ADC تعبیه شده که به معنی Analogue to Digital Converter (مبدل آنالوگ به دیجیتال) است. دیگر اسامی A/D یا A to D نیز می گویند. این مبدل وظیفه تبدیل سیگنال آنالوگ به دیجیتال را دارد و تعداد بیت هایی که ADC تبدیل میگردد را رزولوشن میگویند. به طور مثال اسیلوسکوپ با  A/D 8 بیتی را اسیلوسکوپ 8 بیتی می نامند.
هر چه میزان رزولوشن بالا تر باشد قابلیت تفکیک سیگنال بهتر و واضح تر می شود. امروزه معرفی اسیلوسکوپ های 12 بیتی این امکان را به کاربر می دهد که سیگنالی با کیفیت 16 برابر 8 بیتی داشته باشد.

کاربرد های اسیلوسکوپ

از اسيلوسکوپ در علوم مختلف ، طب ، مهندسي ، ارتباطات و صنعت به عنوان يک دستگاه چند منظوره بوده براي مثال مي توان از اين ابزار دقيق در آناليز سيستم جرقه زن اتومبيل يا در شکل موج ضربان قلب که به الکتروکاردياگرام موسوم است استفاده کرد.
اسیلوسکوپ ها در مراکز علمی ، پزشکی ، مهندسی و صنایع ارتباطی و نظامی کاربرد دارند. معمولا اسیلوسکوپ های معمولی و با کاربرد عمومی برای تعمیر و رفع عیب دستگاه های الکترونیکی و در آزمایشگاه ها استفاده می شوند اما اسیلوسکوپ های مخصوص ممکن است برای بررسی سیستم احتراق خودرو یا نمایش ضربان قلب ( الکتروکاردیوگرافی ) استفاده شوند.
اسیلوسکوپ ها کاربرد های گسترده ای در علم الکترونیک دارند و ابزاری بسیار کاربردی در رفع عیب و اندازه گیری اغلب مدارهای الکترونیکی علی الخصوص مدار های الکترونیکی فرکانس بالا هستند. یکی از مهم ترین پارامتر های یک اسیلوسکوپ، فرکانس کاری اسکوپ و سرعت نمونه برداری آن است که در هنگام خرید حتما باید به این پارامتر توجه نمود و اسیلوسکوپ ها از چند مگاهرتز تا چند گیگاهرتز وجود دارند که هرچه فرکانس بالاتر می رود کاربرد ها محدود تر و حرفه ای تر می شود و قیمت اسیلوسکوپ نیز به شدت به این پارامتر بستگی دارد و باعث شده تا محدوده قیمت اسیلوسکوپ ها از چند صد هزارتومان تا چند صد میلیون گسترده باشد.

اسیلوسکوپ ها مزایای زیادی دارند:‬‬‬

حمل آسان‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬

ذخیره سازی شکل موج ها‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬

قابلیت اتصال به کامپیوتر‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬

دارای امکانات جانبی )مالتی متر(‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬

قابلیت نمایش تمام شکل موجها با فرکانس های بالا‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬

دارای کلیه امکانات اسکوپ انالوگ‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬

نرخ نمونه برداری بالا‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬

زمان سعود پایین )‪( 14ns‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬

‫رنج زمان اولیه اسکن وسیع ‪5ns~50s/div‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬

اصول عملکرد اسیلوسکوپ‬‬‬‬‬‬‬‬‬

اسیلوسکوپ در حقیقت رسامهای بسیار سریع هستند که سیگنال ورودی را در برابر زمان یا در برابر سیگنال دیگر نمایش می‌دهند. قلم این رسام یک لکه نورانی است که در اثر برخورد یک باریکه الکترون به پرده‌ای فلوئورسان بوجود می‌آید.
به علت لختی بسیار کم باریکه الکترون، می‌توان این باریکه را برای دنبال کردن تغییرات لحظه‌ای (ولتاژهایی که بسیار سریع تغییر می‌کنند، یا فرکانسهای بسیار بالا) بکار برد. اسیلوسکوپ بر اساس ولتاژ کار می‌کند. البته به کمک مبدلها (ترانزیستورها) می‌توان جریان الکتریکی و کمیتهای دیگر فیزیکی و مکانیکی را به ولتاژ تبدیل کرد.

osi8

 

یک اسیلوسکوپ آنالوگ مدل ۴۷۵A قابل حمل، یک دستگاه بسیار رایج در اواخر دهه ۱۹۷۰ (سال ۱۹۷۰ تا ۱۹۷۹)

osi9

اجزاء اسیلوسکوپ

    لامپ پرتو کاتدی
    اسیلوسکوپ از یک لامپ پرتو کاتدیکه قلب دستگاه است و تعدادی مدار برای کار کردن لامپ پرتو کاتدیتشکیل شده‌است.
    تفنگ الکترونی
    تفنگ الکترونی باریکه متمرکزی ازالکترونهارا بوجود می‌آورد که شتاب زیادی کسب کرده‌اند. این باریکه الکترون با انرژی کافی به صفحه فلوئورسان برخورد می‌کند و بر روی آن یک لکه نورانی تولید می‌کند. تفنگ الکترونی از رشته گرمکن، کاتد، شبکه آند پیش شتاب دهنده، آند کانونی کننده و آند شتاب دهنده تشکیل شده‌است. الکترونها از کاتدی که بطور غیر مستقیم گرم می‌شود، گسیل می‌شوند. این الکترونها از روزنه کوچکی در شبکه کنترل می‌گردند. شبکه کنترل معمولاً یک استوانه هم محور با لامپ است و دارای سوراخی است که در مرکز آن قرار دارد. الکترونهای گسیل شده از کاتد که از روزنه می‌گذرند (به دلیل پتانسیل مثبت زیادی که به آندهای پیش شتاب دهنده و شتاب دهنده اعمال می‌شود)، شتاب می‌گیرند. باریکه الکترونی را آند کانونی کننده، کانونی می‌کند.
    صفحات انحراف دهنده
    صفحات انحراف دهنده شامل دو دسته صفحه‌است. صفحات انحراف قائم که بطور افقی نصب می‌شوند و یک میدان الکتریکی در صفحه قائم ایجاد می‌کنند و صفحات y نامیده می‌شوند. صفحات انحراف افقی بطور قائم نصب می‌شوند و انحراف افقی ایجاد می‌کنند و صفحات x نامیده می‌شوند. فاصله صفحات به اندازه کافی زیاد است که باریکه بتواند بدون برخورد با آنها عبور کند.
    صفحه فلوئورسان
    جنس این پرده که در داخل لامپ پرتو کاتدی قرار دارد، از جنس فسفر است. این ماده دارای این خاصیت است که انرژی جنبشی الکترونهای برخورد کننده را جذب می‌کند و آنها را به صورت یک لکه نورانی ظاهر می‌سازد. قسمتهای دیگر لامپ پرتو کاتدی شامل پوشش شیشه‌ای، پایه که از طریق آن اتصالات برقرار می‌شود، است.
    مولد مبنای زمان
    اسیلوسکوپها بیشتر برای اندازه گیری و نمایش کمیات وابسته به زمان بکار می‌روند. برای این کار لازم است که لکه نورانی لامپ روی پرده با سرعت ثابت از چپ به راست حرکت کند. بدین منظور یک ولتاژ مثبت به صفحات انحراف افقی اعمال می‌شود. مداری که این ولتاژ مثبت را تولید می‌کند، مولد مبنای زمان یا مولد رویش نامیده می‌شود.
           osi10

مدارهای اصلی اسیلوسکوپ
 

   سیستم انحراف قائم
    چون سیگنالها برای ایجاد انحراف قابل اندازه گیری بر روی صفحه لامپ به اندازه کافی قوی نیستند، لذا معمولاً تقویت قائم لازم است. هنگام اندازه گیری سیگنالهای با ولتاژ بالا باید آنها را تضعیف کرد تا در محدوده تقویت کننده‌های قائم قرار گیرند. خروجی تقویت کننده قائم، از طریق انتخاب همزمانی در وضعیت داخلی، به تقویت کننده همزمان نیز اعمال می‌شود.
    سیستم انحراف افقی
    صفحات انحراف افقی را ولتاژ رویش که مولد مبنای زمان تولید می‌کند، تغذیه می‌کند. این سیگنال از طریق یک تقویت کننده اعمال می‌شود، ولی اگر دامنه سیگنالها به اندازه کافی باشد، می‌توان آن را مستقیماً اعمال کرد. هنگامی که به سیستم انحراف افقی، سیگنال خارجی اعمال می‌شود، باز هم از طرق تقویت کننده افقی و کلید انتخاب رویش در وضعیت خارجی اعمال خواهد شد. اگر کلید انتخاب رویش در وضعیت داخلی باشد، تقویت کننده افقی، سیگنال ورودی خود را از مولد رویش دندانه‌داری که با تقویت کننده همزمان راه اندازی می‌شود، می‌گیرد.
    همزمانی
    هر نوع رویشی که بکار می‌رود، باید با سیگنال مورد بررسی همزمان باشد. تا یک تصویر بی حرکت بوجود آید. برای این کار باید فرکانس سیگنال مبنای زمان مقسوم علیه‌ای از فرکانس سیگنال مورد بررسی باشد.
    مواد محو کننده
    در طی زمان رویش، ولتاژ دندانه‌دار رویش اعمال شده به صفحات x، لکه نورانی را بر یک خط افقی از چپ به راست روی صفحه لامپ حرکت می‌دهد. اگر سرعت حرکت کم باشد، یک لکه دیده می‌شود و اگر سرعت زیاد باشد، لکه به صورت یک خط دیده می‌شود. در سرعتهای خیلی زیاد، ضخامت خط کم شده و تار به نظر می‌رسد و یا حتی دیده نمی‌شود.
    کنترل وضعیت
    osi11

این شکل لوله پرتوهای کاتدی داخلی را برای استفاده در یک اسیلوسکوپ نشان می‌دهد. اعداد در شکل: ۱. الکترود ولتاژ انحراف ۲. تفنگ الکترونی ۳. شعاع الکترون ۴. سیم پیچ تمرکز ۵. سطح داخلی فسفرپوش شده صفحه نمایش
    وسیله‌ای برای کنترل حرکت مسیر باریکه بر روی صفحه لازم است. با این کار شکل موج ظاهر شده بر روی صفحه را می‌توان بالا یا پائین یا به چپ یا راست حرکت داد. این کار را می‌توان با اعمال یک ولتاژ کوچک سیستم داخلی (که مستقل است) به صفحات انحراف دهنده انجام داد. این ولتاژ را می‌توان با یک پتانسیومتر تغییر داد.
    کنترل کانونی بودن
    الکترود کانونی کننده مثل یک عدسی با فاصله کانونی تغییر می‌کند. این تغییر با تغییر پتانسیل آند کانونی کننده صورت می‌گیرد.
    کنترل شدت
    شدت باریکه با پتانسیومتر کنترل کننده شدت که پتانسیل شبکه را نسبت به کاتد تغییر می‌دهد، تنظیم می‌شود.
    مدار کالیبره سازی
    در اسیلوسکوپهای آزمایشگاهی معمولاً یک ولتاژ پایدار داخلی تولید می‌شود که دامنه مشخصی دارد. این ولتاژ که برای کالیبره سازی مورد استفاده قرار می‌گیرد، معمولاً یک موج مربعی است.
    از فاکتورهاي مهم در انتخاب اسيلوسکوپ پهناي باند ميباشد که ميزاني براي تعيين رنج فرکانسي که ميتواند نمايش دهد است براي مثال در صورتي که اسيلوسکوپ مورد نظر ما براي نمايش پالسي با زمان يک نانو ثانيه باشد پهناي باند بايستي 350 مگاهرتر در نظر گرفته شود .در نمونه هاي ديجتال اسيلوسکوپ نرخ نمونه برداري پيوسته بايستي ده برابر بيشترين فرکانس مورد نظر باشد براي مثال نرخ 20 مگاسمپل بر ثانيه براي اندازه گيري دو مگاهرتر مناسب است .

تعریف فشارسنج (Barometer) / مانومتر (manometer)و کاربردهای آن

نیروی وارد بر سطح را فشار می نامند.را که برای اندازه گیری فشارهوا از فشارسنج (Barometer) / مانومتر (manometer) استفاده می کنند. طریقه ی ساخت فشارسنج / مانومتر به گونه ای است که برای اندازه گیری فشار دارای ستون مایعی از آب یا جیوه است .  مقدار فشار با ارتفاع این ستونمشخص می شود. مانومتر (manometer) یا فشار سنج جیوه ای (مانومتری که از جیوه استفاده می کند.) فشار سنج آبی (مانومتری که از آب استفاده می کند). مانومتر نشان داده در شکل دارای لوله شیشه ای U شکل است که از هر دو طرف باز می باشد و با مقداری جیوه پر شده است. هنگامی که هر دو ساق لوله ی مانومتر به اتمسفر وصل شود فشار اتمسفریک در هر دو لوله اثر می کند و ارتفاع جیوه در هر دو ستون مانومتر برابر خواهد شد.

1

ارتفاع ستون جیوه در این نقطه به عنوان مبنا تعیین شده و برای خواندن انحراف ستون جیوه از شرایط صفر، مانومتر در هر دو جهت بر حسب میلی متر کالیبره می شود. هنگامی که یکی از ساق های لوله U شکلِ فشارسنج که به مخزنی که می خواهیم فشار آن را اندازه بگیریم وصل می شود؛ فشار وارد بر یک ساق لوله با فشار اتمسفریک وارد بر ساق دیگر مانومتر مقابله می نماید؛ و در صورتی که فشار مخزن بیشتر از فشار اتمسفریک باشد موجب پایین رفتن سطح جیوه در ساق متصل به مخزن و اگر هم فشار مخزن کمتر از فشار اتمسفر باشد موجب بالا رفتن سطح جیوه در ساق متصل به مخزن می گردد.
فشارهای کمتر از اتمسفر معمولا خلا نامیده می شوند و بر حسب میلی متر جیوه قرائت می گردند. به دلیل اختلاف دانسیته  جیوه  و آب، فشارهایی که تاثیر ناچیزی در ارتفاع ستون جیوه می گذارند تغییرات قابل ملاحظه ای در ارتفاع ستون آب به وجود خواهند آورد لذا مانومترهای آبی برای اندازه گیری فشارهای بسیار کم مفید خواهند بود. فشار اتمسفریک نرمال معادل  760 mm HG و 10.33 متر آب می باشد. مقدار h فشار بر حسب ستون جیوه می باشد.
چون تمام سیالات با تغییر دما منبسط و منقبض می شوند در صورت نیاز به دقت زیاد بایستی فشارهای به دست آمده توسط مانومترها برای انحراف درجه حرارت نیز تصحیح نمود.

فشار مخزن بیشتر از اتمسفر است2.jpg

هر فشارسنج (Barometer) تشکیل شده است از یک قوطی فلزی تخت و درزبندی شده که درون آن از هوا خالی است. فشار هوا می‌خواهد قوطی را مچاله کند اما چون فلز خاصیت فنری دارد کاملاً مچاله نمی‌شود. با تغییر فشارهوا جدار فلزی قوطی بالا و پایین می‌رود. مجموعه‌ای از اهرم‌ها حرکت جدار قوطی را به حرکت عقربه‌ای بر روی صفحه مدرج (شبیه صفحه ساعت) تبدیل می‌کند. با بالا رفتن از سطح زمین (مثلاً با هواپیما) و همچنین با تغییر شرایط آب و هوا، فشار هوا کم می‌شود. فشارسنج را برای سنجش ارتفاع پرواز هواپیما از سطح زمین و نیز برای پیش بینی وضع هوا به کار می‌برند. در هواشناسی فشار هوا را بر حسب میلی بار (mb) بیان می‌کنند. میانگین فشار هوا در مجاورت سطح دریا در حدود ۱۰۰۰mb است.

سنسور فشار عموما فشار گاز یا مایع را اندازه می گیرد. فشار به اصطلاح نیروی لازم برای جلوگیری از پخش شدن مایع است و معمولاً به صورت نیرو بر سطح تعریف می شود. سنسور فشار معمولاً به صورت مبدل کار می‌کند و سیگنالی تابع اثر فشار تولید می کند. برای این منظور می توان سیگنال الکتریکی در نظر گرفت. سنسورهای فشار روزانه برای کنترل و مانیتورینگ هزاران کاربرد استفاده می شوند.

سنسورهای فشار می توانند به طور غیر مستقیم برای اندازه گیری سایر متغیرها استفاده شوند. برای مثال: دبی سیال/ گاز، سرعت، سطح مایع و ارتفاع از این متغیرها هستند. به سنسورهای فشار، مبدلهای فشار، ترنسمیتر فشار، فرستنده فشار، نشاندهنده فشار، پیزومتر و مانومتر و ... نیز گفته می شود. هم چنین طبقه ای از سنسورهای فشار وجود دارند که برای اندازه گیری حالت پویای تغییرات سریع در فشار طراحی شده اند.


فشارسنج دیجیتال Digital Pressure Gauge

از آنجائیکه فشار از کمیت های مورد اندازه گیری بسیار مهم در صنایع مختلف بوده و اندازه گیری دقیق و سریع آن از اهمیت ویژه ای برخوردار است، فشارسنج دیجیتال و یا نانومتر ابزاری است که توانایی اندازه گیری فشار بصورت دیجیتالی با زمان پاسخ دهی کم و با دقت بالا را دارا می باشد و فشار اندازه گیری شده را بر روی صفحه نمایش نشان می دهد. از فشار سنج های دیجیتالی در صنایع مختلف، آزمایشگاهها، سیستم های گرمایشی، تهویه، بیمارستانها و … استفاده می شود. همچنین در صورتی که فشار سنج دیجیتالی توانایی اندازه گیری فشار کمتر از یک اتمسفر در نقطه ای مشخص را داشته باشد به آن فشار اندازه گیری شده نیز می گویند، همچنین برخی از فشار سنج ها توانایی اندازه گیری و مقایسه فشار دو یا چند نقطه را دارند که به آنها فشارسنج تفاضلی یا فشارسنج دیفرانسیلی می گویند.
یکی از مهمترین کمیت های مورد اندازه گیری در واحد های صنعتی، کمیت فشار می باشد، بگونه ای که برای تعیین نوع تجهیزات ابزار دقیق معمولا یکی از آیتم هایی که همواره مورد سوال است ، فشار سیستم و در نتیجه ماکزیمم فشار قابل تحمل آن می باشد. از اینرو همواره نیازمند تجهیزاتی هستیم تا با توجه به شرایط محیطی و استاندارد های مربوط بتوانند فشار سیستم را اعلام کنند و با توجه به آن عمل می کنند، به همین منظور فشار سنج های دیجیتال یکی از ابزارهای پرکاربرد در صنایع مختلف می باشد.
فشار سنجها در حقيقت از يك سنسور حساس از نوع استرين گيج ساخته شده كه به كمك مدار الكترونيكي از نوع پل وتسون ميتواند مقادير نيروي وارد شده بر سنسور را به صورت پارامتر الكتريكي و با اسكيل و كاليبره مناسب به فشار نشان دهد . فشار سنجها ديجيتال امكانات بيشتري به اپراتور از لحاظ تغيير واحدها ، يا ثبت مقادير ماكزيمم و مينيمم در حافظه داخلي و همچنين امكان كاليبره كردن آسان مي دهند. از معايب آنها مي توان به اين نكته اشاره كرد كه براي اپراتور گيجهاي آنالوگ ملموس تر بوده و براي مقايسه بصري بين مقادير راحت تر است .
فشار سنجهای دیجیتال نسبتا شبیه به فشار سنجهای آنالوگ به نظر میرسد با این تفاوت که به شما امکان اندازه گیری فشار را با قابلیت و دقت بالاتر می دهند . اپراتور به راحتی با فشار کلیدهای روی دستگاه می تواند رنجهای فشار را تغییر دهید یا دستگاه را کالیبره نماید . در مدلهای پیشرفته تر امکان ذخیره اطلاعات فشاری و همچنین قابلیت کالیبراسیون در نظر گرفته شده است. در مواردی که دقت بالا مورد نیاز باشد این فشار سنجهای جایگزین مناسبی برای گیج های فشار آنالوگ میباشند. در بعضی مدلهای این فشارسنج ها علاوه بر نمایش مقدار فشار می توانند به عنوان پرشر سوئیچ و یا حتی پرشر ترانسمیتر از دستگاه استفاده کرد.

mp 51

انواع اندازه گیری فشار

سنسورهای فشار می توانند براساس بازه اندازه گیری، بازه دمای عملکرد و از همه مهمتر نوع فشار اندازه گیری طبقه بندی شوند. با توجه به نوع فشار، فشار سنج ها، به ۵ دسته طبقه بندی می شوند:
 
1.    سنسور فشار مطلق
سنسور فشار مطلق ، فشار یک نقطه نسبت به خلا کامل (psi) را اندازه می گیرد. فشار اتمسفریک ۱۰۱.۳۲۵ KPa (یا ۱۴.۷psi) در سطح دریا نسبت به خلا است.
2.    سنسور فشار گیج Gauge•
سنسور فشار گیج Gauge ، در کاربردهای متفاوتی استفاده می‌شود زیرا می تواند برای اندازه گیری فشار یک نقطه نسبت به فشار اتمسفریک در نقطه دیگر کالیبره شود. گیج فشار تایر مثالی از نشانگر فشار گیج است. هنگامی که گیج فشار تایر مقدار  psi را می خواند فشار داخل تایر ۱۴.۷ psi است. یعنی برابر با فشار اتمسفر.
3.    سنسور فشار خلا
سنسور فشار خلا برای اندازه گیری فشار کمتر از فشار اتمسفر در نقطه ای مشخص استفاده می شود. مرجع سنسور خلا در صنعت متفاوت است که ممکن است موجب اشتباه شود؛ فشار نسبت به فشار اتمسفر ( مانند اندازه گیری فشار گیج منفی) و نیز فشار نسبت به فشار خلا.
4.    سنسور فشار تفاضلی
سنسور فشار تفاضلی ، تفاضل بین فشار ۲ یا چند نقطه را که به عنوان ورودی معرفی می شوند اندازه می گیرد. برای مثال اندازه گیری افت فشار در فیلتر روغن. فشار تفاضلی هم چنین برای اندازه گیری دبی یا سطح در مخازن به کار می رود.
5.    سنسور فشار مهرشده(sealed)
سنسور فشار مهرشده(sealed) همانند سنسور فشار گیج است با این تفاوت که از قبل توسط سازنده برای اندازه گیری فشار نسبت به فشار سطح دریا کالیبره شده است.

•تکنولوژی حس کردن فشار

۲ دسته بندی اساسی برای سنسورهای آنالوگ فشار وجود دارد: انواع جمع کننده نیرو: این نوع از سنسورهای فشار الکترونیکی عموما از یک جمع کننده نیرو استفاده می کنند.(مانند دیافراگم، پیستون، لوله بوردونی) تا کشش را بر اساس نیروی اعمالی و فشار بر سطح اندازه بگیرد.

• گیج‌های کشش پیزو رزیستور

از اثر پیزو رزیستور گیج‌های کشش قرارداده شده بر روی تکیه گاه برای تعیین کشش ناشی از فشار اعمالی استفاده می کند. انواع تکنولوژی‌های معمول سیلیکن (مونو کریستالی)، پوسته نازک پلی سیلیکن، ورق فلز قرار داده شده بر روی تکیه، ورق ضخیم . عموما گیج‌های کشش در یک ساختار مدار پل وتستون اتصال می یابند تا خروجی سنسور را حداکثر کنند. این معمول‌ترین تکنولوژی به کار گرفته شده برای اهداف عمومی اندازه گیری فشار است. این تکنولوژی‌ها با اندازه گیری فشار مطلق، گیج، خلا و فشار تفاضلی وفق داده می شوند.

• خازنی

از دیافراگم و کاواک فشار برای ایجاد خازن متغیر استفاده می‌شود تا کشش ناشی از فشار اعمالی را تعیین کند. تکنولوژی‌های معمولی از فلز، سرامیک و دیافراگم‌های سیلیکنی استفاده می کنند. این تکنولوژی‌ها برای فشارهای کم کاربرد دارند. ( مطلق، تفاضلی و گیج) در سنسور فشار نوع خازنی فشار تفاضلی به دیافراگم اعمال می‌شود که باعث می‌شود دیافراگم به یکی از صفحات خازن نزدیک شده و از دیگری دور شود. بنابراین ظرفیت خازن تغییر می‌کند که این تغییر متناسب با فشار اعمال شده به دیافراگم است. تغییر ظرفیت خازن توسط مدار الکتریکی و ترنسمیتر تبدیل به سیگنال الکتریکی می‌شود که در واحدهای فشار کالیبره شده است.

• الکترومغناطیسی

جابجایی دیافراگم از طریق تغییر در اندوکتانس (رلوکتانس)، LVDT، اثر هال و یا قانون جریان ادی اندازه گیری می شود. سنسور فشار القایی نشان داده شده دارای دو سیم پیچی می‌باشد که با یک هسته مغناطیسی کوپل شده اند. هنگامی که فشار اعمال شده دیافراگم را حرکت دهد، این هسته جابجا می شود. خاصیت القایی توسط مدارهای الکترونیکی مانند مدارهای رزونانس اندازه گیری می شود.

• پیزو الکتریک

از اثر پیزو الکتریک در مواد معین همانند کوارتز استفاده می‌کند تا کشش ناشی از فشار را اندازه بگیرد. این تکنولوژی برای اندازه گیری فشارهای پویا استفاده می شود. انواعی از کریستال‌ها به نام پیزوالکتریک در اثر تغییر شکل مکانیکی سیگنال الکتریکی تولید می کنند که سطح ولتاژ این سیگنال متناسب با میزان تغییر شکل است. کریستال به یک دیافراگم فلزی متصل است . یک سمت دیافراگم برای اندازه گیری فشار، در تماس با سیال فرایند می‌باشد و سمت دیگر دیافراگم به طور مکانیکی به کریستال متصل است. سیگنال ولتاژ خروجی کریستال دامنه کوچکی دارد (در محدوده میکرو ولت) پس باید یک تقویت کننده با امپدانس ورودی بالا به کار گرفته شود. به منظور جلوگیری از اتلاف سیگنال، تقویت کننده باید در نزدیکی سنسور نصب شود. کریستال تا دمای ۴۰۰ °F را تحمل می کند. تغییرات دما کریستال را تحت تاثیر قرار می دهد بنابراین جبران سازی دما باید صورت گیرد.

• نوری

از تغییر فیزیکی فیبر نوری برای تعیین کشش ناشی از فشار اعمالی استفاده می کند. به عنوان مثال درFiber Bragg Grating از این تکنولوژی استفاده می شود. این تکنولوژی در کاربردهایی که با چالش همراه هستند استفاده می شود. برای مثال در مکان‌های غیر قابل دسترس، دماهای بالا و یا در تکنولوژی‌های ذاتا مصون از تداخلات الکترومغناطیس و اندازه گیری‌های راه دور.

• پتانسیومتری

از حرکت جاروبک در طی مکانیزم مقاومتی برای تعیین کشش ناشی از فشار اعمالی استفاده می کند. انواع دیگر این انواع سنسورهای فشار الکترونیکی از خواص دیگر ( مانند چگالی) برای تعیین فشار گاز یا مایع استفاده می کنند.

• رزونانس

اعمال فشار باعث ایجاد تغییر در چگالی گاز می‌شود و آن نیز موجب تغییر فرکانس رزونانس می شود. برای استفاده از این تکنولوژی می توان از ابزار "جمع کننده نیرو" مانند موارد ذکر شده در بالا استفاده کرد. هم چنین می توان عنصر رزونانس کننده را به طور مستقیم در معرض ماده قرار داد . در این صورت نیز فرکانس نوسان وابسته به چگالی ماده می باشد. سنسورها از سیم‌های نوسان کننده، تیوب‌های نوسان کننده، کوارتز، و سیستم‌های میکرو الکترو_مکانیکی (MEMS) ساخته می شوند.در کل مشخصه این تکنولوژی، خروجی پایدار آن است.

• دما

با اعمال فشار به گاز، چگالی آن تغییر می‌کند و به دنبال آن، گذردهی گرمایی آن تغییر می کند. نمونه رایج این سنسورها، گیج های "پیرانی" هستند.

یونیزاسیون

با اعمال فشار به گاز، چگالی آن تغییر می‌کند و به دنبال آن، جریان یون‌های موجود در آن تغییر می کند. نمونه‌های رایج این نوع سنسور، گیج‌های کاتد سرد و کاتد گرم است.

دیگر
راه‌های دیگر نیز برای استنتاج فشار از طریق چگالی وجود دارد.(سرعت صوت، جرم، ضریب شکست)

عمدهترین فشارسنج ها که برحسب مکانیزم کارشناسان نامگذاری شده است عبارتنداز

ساده ترین و معروفترین آنها فشار سنج لوله U شکل است که در آن مقداری جیوه در لوله U شکل ریخته شده و میزان اختلاف فشار محیط (هوا که برابر p0 است) و ماده داخل فشارسنج که بر مایع جیوه فشار وارد می‌کند از طریق اختلاف ارتفاع ستون مایع جیوه اندازه گیری می‌شود. بنابراین از این طریق فشار واقعی را می‌توانیم بدست آوریم: (P = P0 + ρg (h - h0

در رابطه اخیر P فشار و ρ چگالی ماده و P0 فشار اتمسفر ،h0 ارتفاع ستون مایع در فشار اتمسفر ،شتاب جاذبه و h ارتفاع ستون مایع در فشار ماده می‌باشد.

فشارسنج جیوه‌ای (Mercury Barometer)

این فشار سنج اساساً از یک لوله خالی از هوا درست شده است که یک طرف آن مسدود و طرف دیگر آن که باز است در ظرف پر از جیوه فرو برده شده است. فشار هوای بیرون ، جیوه را از منبع به سمت داخل لوله می‌راند. جیوه تا حدی که وزن آن در داخل لوله ، دقیقاً معادل نیروی ناشی از فشار هوا گردد در لوله فشار سنج بالا می‌رود و سپس در حالت تبادل و سکون باقی می‌ماند. با تغییر فشار هوا ، سطح جیوه در داخل لوله نیز بالا و پایین خواهد رفت. در شرایط نرمال جیوه به اندازه 92/29 اینچ یا 760 میلی متر در لوله بالا می‌آید که فشاری معادل 15/1013 میلی بار است. جیوه در داخل لوله فشارسنج به دلیل خاصیت کشش سطحی دارای یک سطح محدب است که هنگام تعیین فشار، باید بالاترین سطح محدب قرائت شود.

فشارسنج فلزی (Aneroid)

فشارسنج فلزی وسیله‌ای است مکانیکی که از یک محفظه قوطی شکل استوانه‌ای بدون هوا تشکیل شده است؛ با تغییر فشار هوا این محفظه منقبظ یا منبسط می‌شود. با یک سیستم نسبتاً پیچیده که مرکب از تعدادی اهرم و قرقره است این تغییرات بزرگ شده و به یک عقربه که بر روی صفحه مدرجی حرکت می‌کند، منتقل می‌شود. یک شاخص متحرک که می‌تواند در یک نقطه ثابت شود بر روی فشار سنج تعبیه شده است تا بتوان تغییرات فشار را نسبت به آخرین قرائت اندازه گیری کرد.

فشار نگار (Barograph)

فشار نگار مشابه فشارسنج فلزی است با این تفاوت که اثر تغییرات فشار در محفظه بدون هوا ، به یک قلم انتقال داده شده و قلم بر روی کاغذی که دور یک استوانه چرخان پیچیده شده است خط پیوسته‌ای را رسم می‌کند. محور عمودی این صفحه بر حسب واحد فشار و محور افقی آن بر حسب زمان مدرج شده است که معمولاً برای هر دو ساعت یک خط وجود دارد. فشار نگارهای دقیقی هم ساخته شده است که قادرند تغییرات فشار را تا یک دهم میلی بار اندازه گیری نمایند، این دستگاهها میکرو باروگراف نامیده شده‌اند.

انواع فشارسنج دیجیتال

فشار سنج های دیجیتال را با توجه به نوع کاربرد می توان به انواع زیر تقسیم کرد:

فشارسنج دیجیتال
فشارسنج دیجیتال هواگاز
فشارسنج دیجیتال روغنی
فشارسنج دیجیتال تفاضلی
فشارسنج دیجیتال نیتروژن
فشارسنج دیجیتال خلاء
فشارسنج دیجیتال دیافراگمی
فشارسنج دیجیتال اکسیژن

همچنین فشار سنج های دیجیتال آزمایشگاهی با توجه به نوع پراب به دو دسته فشار سنج پراب سر خود و فشار سنج پراب مجزا تقسیم می شوند.

کاربرد سنسورهای فشار :

اندازه گیری فشار
این کاربرد، کاربرد مستقیم سنسورهای فشار است که در مواردی از جمله تجهیزات هواشناسی، هواپیما، اتومبیل و سایر وسایلی که در آن‌ها فشار کارایی دارد به کار می رود.

اندازه گیری ارتفاع از سطح دریا
کاربرد آن در هواپیما، موشک، ماهواره، بالن‌های هواشناسی و غیره می باشد. در تمامی این کاربردها از رابطه بین تغییرات فشار با ارتفاع نسبت به سطح دریا استفاده می شود. این معادله، برای ارتفاع سنجی تا ارتفاع
۳۶.۰۹۰ فوت (۱۱.۰۰۰ متر) تنظیم شده است. در خارج از این بازه، شاهد خطا خواهیم بود. این خطا را می توان برای سنسورهای فشار مختلف محاسبه کرد. عامل این خطا، تغییرات ناشی از دما درارتفاعات بالاتر می باشد. ارتفاع سنج هایی با سنسور فشار تفکیک پذیری کمتر از ۱ متر دارند و تفکیک پذیری آن‌ها بهتر از نوع ارتفاع سنجی با سیستم GPS ( که دارای تفکیک پذیری ارتفاع ۲۰ مترمی باشد) است. در کاربردهای موقعیت یابی، برای تشخیص جاده‌های تپه ای (برای موقعیت یابی اتومبیل) و یا ارتفاع طبقات ساختمان‌ها (برای موقعیت یابی فرد پیاده) استفاده می شود.

اندازه گیری جریان
می توان با کمک اثر ونتوری و رابطه اش با فشار، جریا ن را اندازه گرفت. اختلاف فشار بین دو بخش یک تیوب نتوری (با قطرهای دهانه مختلف) اندازه گیری می شود. این اختلاف فشار، با سرعت جریان گذرنده از تیوب رابطه مستقیم دارد.از انجا که این اختلاف فشار نسبتا کوچک است از سنسور فشار با بازه کم استفاده می شود.

اندازه گیری ارتفاع / عمق
می توان از سنسور فشار برای ندازه گیری ارتفاع سطح مایع استفاده کرد. معمولا از این تکنیک برای اندازه گیری مکان جسم غوطه ور در آب (مانند غواص‌ها، زیر دریایی ها) و یا ارتفاع سطح مایع درون یک مخزن (مانند مایع داخل برج آب) استفاده می شود. برای بیشتر کاربردهای عملی، سطح مایع متناسب با فشار است. در مواردی مانند "آب شیرین" که زیر فشار اتمسفر می باشد داریم:
۱psi =۲۷.۷ in H۲O
۱pa = ۹.۸۱ mm H۲O
معادله اصلی برای این اندازه گیری معادله زیر است:
P=ρ*g*h
p= فشار
ρ=چگالی مایع
g=گرانش
h
=فشار سنسور بالای مایع ستون ارتفاع

آزمایش نشتی

می توان با اندازه گیری افت فشار، نشتی سیستم را به دست آورد. روش‌های متداول برای این منظور، دو روش هستند: ۱. مقایسه فشار سیستم با فشار سیستمی با نشتی معلوم و استفاده از این اختلاف فشار ۲. اندازه گیری فشار و بررسی تغییرات آن در طول یک بازه زمان نیروسنج وسیله‌ای است برای اندازه گیری نیرو، گشتاور یک نیرو (لنگر)، یا توان. مانند توان تولید شده توسط یک موتور الکتریکی یا ماشین گرمایی.

مثالی از کاربرد این نوع سنسور را می توان در اندازه گیری فشار احتراق سیلندر موتور و یا گاز توربین مشاهده کرد. این سنسورها به طور عمده از مواد پیزوالکتریک مانند کوارتز ساخته شده اند. بعضی از سنسورهای فشار مانند آنچه در دوربین‌های کنترل ترافیک دیده می شود، به صورت باینری (دودویی) و خاموش/ روشن کار می کنند. برای مثال وقتی فشاری به سنسور فشار اعمال می شود، سنسور یک مدار الکتریکی را قطع یا وصل می کند. این سنسورها به سوئیچ فشار معروف هستند.

 

موارد مهم در انتخاب یک فشار سنج دیجیتال

• محدوده اندازه گیری (کمترین و بیشترین فشار قابل اندازه گیری)
• دقت اندازه گیری
• امکان تبدیل واحدهای مختلف فشار m bar, psi, Kg/cm^2, mm/Hg, inch/Hg, meter/H2O, inch/H20, Atmosphere
• قابلیت اتصال به کامپیوتر
• کالیبره کردن خودکار
• قابلیت ذخیره سازی فشار حداقل , حداکثر و متوسط
• زمان پاسخ دهی
• اندازه صفحه نمایش و رزولوشن آن

تعریف منبع تغذیه و کاربرد های آن(Power supply)


منبع تغذیه (Power Supply)چیست؟

تبدیل انرژی الکتریکی عملکرد اولیه تمام منابع تغذیه می باشد که خروجی آن برای تغذیه و راه اندازی مدارات الکتریکی مورد استفاده قرار می گیرد به عبارتی دیگر دستگاهی که به عنوان منبع انرژی الکتریکی ، برای تأمین انرژی الکتریکی ِ یک یا چند بار الکتریکی بکار می رود را منبع تغذیه می نامند . اصطلاح منبع تغذیه(Power Supply) اغلب برای وسایلی که حالتی از انرژی الکتریکی را به حالتی دیگر تبدیل می کنند بکار می رود که البته می تواند برای دستگاه هایی که یک فرم دیگر انرژی هایی همچون انرژی مکانیکی، شیمیایی، خورشیدی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند، نیزاستفاده شود. منبع تغذیه قابل کنترل (regulated power supply) می تواند ولتاژ یا جریان خروجی را در یک مقدار مشخص تنظیم کند، یک منبع تغذیه تنظیم شده، برای کنترل ولتاژ خروجی یا جریان تا یک مقدار خاص می باشد.


ویژگی‌های مشخص منبع تغذیه :

  • مقدار ولتاژ و جریانی که منبع تغذیه می‌تواند برای بار خود تامین کند.
  • چگونگی پایداری ولتاژ خروجی و یا جریان منبع تغذیه زیر خط‌های مختلف و شرایط بار متفاوت.
  • منبع تغذیه چه مدت می‌تواند انرژی را بدون سوخت گیری و یا شارژ تامین کند 

Untitled 1

در منابع تغذیه ویژگی هایی (نظیر: ولتاژ خروجی، حداکثر جریان خروجی، شکل موج خروجی، دقت و در عین حال پایداری مشخصات خروجی و... ) نیاز بار اعمالی را تامین می کند. بار اعمالی همان وسیله ای است که توسط منبع تغذیه، تغذیه می شود.

هر منبع تغذیه باید انرژی ای که برای تغذیه ی بار فراهم می آورد به همراه انرژی مورد نیاز دیگر برای انجام کار خود را از یک منبع انرژی تامین کند. 

منبع تغذیه باید انرژی را از یکی از راه های زیر تامین کند:

  • سیستم های انتقال انرژی الکتریکی : مثال معمول آن شامل منابع تغذیه ای است که ولتاژ خطوط AC را به ولتاژ DC تبدیل می کنند.
  • دستگاه های ذخیره انرژی مانند باتری (battery) و پیل های سوختی (fuel cell)
  • سیستم های الکترومکانیکی مانند ژنراتور ها (generator) و آلترناتورها (alternator)
  • انرژی خورشیدی(solar energy)

منابع تغذیه می تواند به صورت یک واحد متصل به یک سیستم الکتریکی باشد و یا می تواند به صورت یک سیستم جداگانه انرژی الکتریکی سیستم دیگر را تامین نماید . منابع تغذیه الکتریکی به دو دسته منابع تغذیه جریان مستقیم DC و منابع تغذیه جریان متناوب AC تقسیم می شوند . منبع تغذیه DC می تواند باتری و یا یک مدار الکتریکی باشد که ولتاژ متناوب برق شهر را به ولتاژ مستقیم DC تبدیل می نماید .

منابع تغذیه DC نوع دوم که برق شهر را به ولتاژ DC تبدیل می کنند از پرکاربرد ترین منابع موجود در جهان می باشند که بر روی بیشتر وسایل الکتریکی چه به صورت یک واحد یکپارجه و چه به صورت یک واحد مستقل دیده می شود. در مثال اول می توان به POWER کامپیوتر های رومیزی اشاره نمود که یک منبع تغذیه یکپارچه با سیستم کامپیوتر است و در مثال دوم می توان به شارژر لپ تاپ ها اشاره کرد که در اصل یک منبع تغذیه مستقل و جدا از سیستم است .


انواع منابع تغذیه

منابع تغذیه را با توجه به نوع نمایش مقادیر ولتاژ و جریان می توان به دو دسته منابع تغذیه آنالوگ و منابع تغذیه دیجیتال تقسیم نمود که در منابع تغذیه نوع آنالوگ مقادیر ولتاژ و جریان توسط دو عقربه قرار گرفته بر روی صفحه مدرج نمایش داده می شود و در منابع تغذیه نوع دیجیتال مقادیر ولتاژ و جریان توسط Seven Segment و یا LCD نمایش داده می شود . به طور معمول خروجی این منابع تغذیه دارای سیستم حفاظتی است و در صورتی که خروجی اتصال کوتاه شود، در بعضی منابع تغذیه قابلیت جریان دهی وجود دارد و در برخی جریان خروجی صفر می شود.

منبع تغذیه DC

برخی از منابع تغذیه  DC از برق اصلی به عنوان منبع انرژی استفاده می کنند.چنین منابع تغذیه ای گاهی از یک ترانسفورماتور برای تبدیل ولتاژ ورودی به یک ولتاژAC بالاتر یا پایین تر استفاده می کنند.برای تبدیل ولتاژ متناوب به ولتاژ مستقیم ضربانی از یکسوساز (rectifier) استفاده می شود و به دنبال آن یک فیلتر (filter) متشکل از یک یا چند خازن (capacitors), مقاومت (resistors) و گاهی القاگر (inductors)برای فیلتر کردن بیش تر ضربان قرار می گیرد.باقی مانده ولتاژ متناوب کوچک ناخواسته در فرکانس برق اصلی یا دو برابر آن (بسته به این که از یکسو سازی نیم موج یا تمام موج استفاده شود) به ناچار در ولتاز خروجی مستقیم سوار می شود.

برای اهدافی مانند شارژ باتری ، این موج مشکلی ایجاد نمی کند و ساده ترین مدار منبع تغذیه غیر تنظیمی DC شامل یک ترانسفورماتور که یک دیود (diode)سری شده با یک مقاومت را تغذیه می کند ، کافی خواهد بود.

منابع تغذیه DC دارای خروجی متغیر یا ثابت می باشند. بدین معنی که در منابع تغذیه DC خروجی ثابت سیگنال DC با دامنه و جریان ثابت (مثلا 53V/A) بدست می آید اما درمنابع تغذیه DC خروجی متغیر میزان جریان یا ولتاژ در بازه ای متغیر بوده و توسط پیچی مقدار مطلوب حاصل میگردد.

بسته به تعداد کانال های خروجی به منابع تغذیه های DCآزمایشگاهی، تک کانال و دوبل تراکینگ( دو کانال متغیر) می گویند.

10378

جهت تنظیم ولتاژ با استفاده از پیچ یا کیبورد مقدار مورد نظر را ست نموده و برای محدود کردن جریان دو سر پراب قرمز مشکی که به سر مثبت منفی پاور وصل شده، را اتصال کوتاه کنید و با پیچ جریان مقدار مطلوب را مشخص کنید. جریان بعد از قطع اتصال پراپ یا در مدار قراردادن منبع تغذیه، نشان داده نمی شود. فقط زمانی که منبع تغذیه جریانی بیش از حد تعریف شده بکشد، مقدار نشان داده شده به این معناست که جریانی که تعیین کرده بودید کم بوده است که یا باید جریان را بیشتر کنید یا در طراحی مدار  اشتباهی رخ داده. البته از  زیاد کردن جریان بدون در نظر گرفتن شرایط مدار خودداری کنید که باعث صدمه زدن به بخشی از مدار نشود.

منبع تغذیه AC

منبع تغذیه AC، به طور معمول ولتاژ را از یک پریز برق می‌گیرد و آن را به ولتاژ مورد نظر کاهش می‌دهد. ممکن است مقداری فیلترینگ نیز انجام شود.
منبع تغذیه تنظیمی خطی

ولتاژ تولید شده توسط یک منبع تغذیه غیر تنظیمی، بسته به بار و تغییرات در ولتاژ تغذیه AC تغییر می‌کند. برای کاربردهای حساس الکترونیکی، برای تنظیم دقیق ولتاژ می‌توان از یک رگولاتور خطی (linear regulator) استفاده کرد و در مقابل نوسانات ولتاژ ورودی و بار آن را ثابت نگه داشت. همچنین رگولاتور تا حد زیادی نوسان و نویز جریان مستقیم خروجی را کاهش می‌دهد. رگولاتور خطی اغلب یک محدودیت جریان (current limiting) ایجاد می‌کند که از منبع تغذیه و مدار متصل به آن در برابر اضافه جریان حفاظت می‌کند.


یک منبع تغذیه سویچینگ

در یک منبع تغذیه سویچینگ (switched-mode power supply) یا SMPS، ورودی برق AC به طور مستقیم یکسو و سپس فیلتر می‌شود تا یک ولتاژ DC به دست آید. سپس ولتاژ DC به دست آمده توسط مدارات سویچینگ الکترونیکی با یک فرکانس بالا روشن و خاموش روشن می‌شود و در نتیجه یک جریان AC تولید می‌کند که از یک ترانسفورماتور فرکانس بالا و یا القاگر عبور می‌کند. سویچینگ در فرکانس بسیار بالا (معمولا 10 کیلو هرتز تا 1 مگاهرتز) انجام می‌شود و بدین وسیله امکان استفاده از ترانسفورماتور و فیلتر خازن‌های بسیار کوچک‌تر، سبک‌تر و ارزان‌تر از آن‌هایی که در منابع تغذیه خطی که با فرکانس برق کار می‌کنند، فراهم می‌شود. پس از سلف و یا سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور، برق AC فرکانس بالا یکسو و فیلتر می‌شود تا ولتاژ خروجی DC تولید شود. اگر SMPS از ترانسفورماتور فرکانس بالا با عایق کافی استفاده کند، خروجی آن از نظر الکتریکی از برق اصلی جدا می‌شود و این ویژگی اغلب برای ایمنی ضروری است.
منابع تغذیه سویچی معمولا تنظیمی هستند و برای ثابت نگه داشتن ولتاژ خروجی، منبع تغذیه از یک کنترلر فیدبکی (feedback controller) استفاده می‌کند که جریان کشیده شده توسط بار را پایش می‌کند.

Capture7

SMPS ها برای کمک به حفاظت دستگاه و کاربر در برابر آسیب ، اغلب شامل ویژگی های ایمنی مانند محدودکننده جریان ( crowbar circuit) هستند.در صورتی که خروجی توان بالای غیرطبیعی شناسایی شود، منبع تغذیه سویچینگ آن را به عنوان یک اتصال کوتاه فرض می کند و قبل از آسیب دیدن خود را خاموش می کند.منابع تغذیه کامپیوترها اغلب یک سیگنال برق خوب (Power good) به مادربرد ارسال می کنند.

SMPSها دارای یک حد مطلق در حداقل خروجی جریان خود هستند.SMPSها تنها می توانند با خروجی بالاتر از یک سطح توان مشخص کار کنند.در شرایط بدون بار ، فرکانس مدار بسیار بالا می شود و باعث می شود که ترانسفورماتور به عنوان یک سیم پیچ تسلا (Tesla coil) عمل کند و باعث آسیب های ناشی از پرش ولتاژ بسیار بالا شود.منابع تغذیه سویچی با مدارهای حفاظتی ممکن است در زمان کوتاهی روشن شوند اما بعد از آن زمانی که هیچ باری تشخیص داده نشود خاموش گردند.می توان یک بار ساختگی خیلی کوچک مانند یک مقاومت سرامیکی یا لامپ 10 وات را به منبع تغذیه متصل کرد تا بتواند بدون اتصال بار اولیه کار کند.

ضریب توان (Power factor ) به یک موضوع نگرانی برای سازندگان کامپیوتر تبدیل شده است. منابع تغذیه سویچی به طور سنتی یک منبع هارمونیک توان خط بوده اند و ضریب توان بسیار ضعیفی دارند. مرحله ورودی یکسوساز، شکل موج جریان کشیده شده از برق را مختل می کند که این می تواند اثرات بدی بر بارهای دیگر داشته باشد. جریان تغییر شکل یافته باعث گرمایش اضافی در سیم و تجهیزات توزیع می شود.منابع تغذیه سویچی در یک ساختمان می توانند باعث کیفیت پایین توان برای دیگر مصرف کنندگان برق شود. ممکن است مصرف کنندگان با قبض های برق بالاتری برای یک بار ضریب توان کمتر مواجه شوند.

برخی از منابع تغذیه سویچی برای بهبود شکل موج جریان گرفته شده از خط AC ، در مدارهای یکسوساز ورودی از فیلتر ها یا مراحل سویچینگ اضافی استفاده می کنند. این باعث افزایش پیچیدگی مدار می شود . بسیاری از منابع تغذیه کامپیوتر ساخته شده در چند سال اخیر ، دارای اصلاح ضریب توان هستند که در منبع تغذیه سویچی قرار دارد و در تبلیغات آن ها گفته شده که دارای ضریب توان 1 هستند.


منبع تغذیه ولتاژ بالا

یک منبع تغذیه ولتاژ بالا (high voltage power supply) دستگاهی است که خروجی آن صدها یا هزاران ولت است. برای جلوگیری از ایجاد قوس، خرابی عایق و یا تماس تصادفی انسان از اتصالات ویژه‌ای استفاده می‌شود.

ویژگی‌های اضافی موجود در منابع ولتاژ بالا ، توانایی معکوس کردن قطب خروجی همراه با استفاده از بریکرهای مدار (circuitbreakers) و اتصالات ویژه (special connectors) برای به حداقل رساندن قوس و تماس تصادفی با دست انسان می‌باشد. برخی از منابع تغذیه برای کنترل ولتاژ خروجی، یک ورودی آنالوگ فراهم می‌کنند که باعث تبدیل آن‌ها به آمپلی‌فایرهای ولتاژ بالا و البته با پهنای باند بسیار محدود می‌شود.

منبع تغذیه قابل برنامه‌ریزی

منابع تغذیه قابل برنامه‌ریزی (programmable power supplies) امکان کنترل از راه دور ولتاژ خروجی را به وسیله یک سیگنال ورودی آنالوگ یا یک واسط کامپیوتری مانند RS232 یا GPIB فراهم می‌کنند. خواص متغیر شامل ولتاژ، جریان و فرکانس (برای دستگاه‌های با خروجی AC) هستند. این منابع تغذیه دارای مدارهای پردازنده، مدارهای برنامه‌ریزی ولتاژ/جریان، شنت جریان و خوانش مجدد ولتاژ/جریان هستند. ویژگی‌های اضافی می‌تواند شامل اضافه جریان، اضافه ولتاژ، حفاظت اتصال کوتاه و جبران دما باشد. منابع تغذیه قابل برنامه‌ریزی در شکل‌های از جمله ماژولار (modular)، بوردی (board-mounted)، دیواری (wall-mounted)، زمینی (floor-mounted) و یا چهارپایه‌ای (bench top) موجود هستند.
منابع تغذیه قابل برنامه‌ریزی می‌توانند DC، AC و یا AC با آفست DC را پوشش دهند. خروجی AC می‌تواند تک فاز یا سه فاز باشد. تک فاز معمولا برای ولتاژ کم استفاده می‌شود در حالی که سه فاز برای ولتاژهای بالاتر معمول است .
منابع تغذیه قابل برنامه‌ریزی در حال حاضر در کاربردهای بسیاری استفاده می‌شوند. برخی از نمونه‌ها عبارت‌اند از تست خودکار تجهیزات، پایش رشد بلور و آنالیز گرمایی تفاضلی.

152931

منبع تغذیه اضطراری

منبع تغذیه اضطراری (uninterruptible power supply) یا UPS توان خود را از دو یا چند منبع به طور همزمان میگیرد. معمولا UPS به طور مستقیم از برق AC تغذیه می شود، در حالی که به طور همزمان یک باتری ذخیره سازی را شارژ می کند. در صورت افت یا قطعی برق اصلی ، باتری فوراً وارد مدار می شود و بنابراین بار هرگز دچار وقفه نمی شود. در مورد کامپیوتر ها ، UPS به کاربر زمان کافی را برای خاموش کردن مناسب سیستم می دهد.

Capture12

سایر طرح های UPS ممکن است برای تغذیه پیوسته سیستم به صورت موازی با برق AC، از یک موتور احتراق داخلی (internal combustion engine) و یا توربین (turbine ) استفاده کنند. زنراتورهای متصل به موتور به طور معمول خلاص کار می کنند، اما به منظور حفظ کارکرد بدون وقفه تجهیزات حیاتی ، می توانند در عرض چند ثانیه به توان کامل برسند.چنین طرح هایی ممکن است در بیمارستان ها و یا مخابرات مرکزی یافت شوند.

برخی از منابع تغذیه ی آزمایشگاهی موجود در فروشگاه:

تماس بگیرید منبع تغذیه دوبل مدل GPS-3603Dساخت GPS
تماس بگیرید منبع تغذیه دیجیتال رو میزی مدل GPS-3020S ساخت GPS
تماس بگیرید منبع تغذيه ديجيتالي تک کانال مدل GPS-3303S‌ ساخت GPS
تماس بگیرید منبع تغذیه دیجیتالی رو میزی مدل GPS-3305S ساخت GPS
تماس بگیرید منبع تغذیه قابل برنامه ریزی دوبل مدلGPS-3303DPX ساخت GPS
برای مشاهده لیست کامل منابع تغذیه ی موجود در سایت اینجا کلیک نمایید.


مزایا منبع تغذیه DC:

  •  قابلیت تنظیم ولتاژ و جریان خروجی
  • تنظیم مقدار ولتاژ/جریان از طریق کیبورد یا پیچ تنظیم
  • دارای نمایشگر مجزا
  • قابل برنامه ریزی بودن : امکان افزایش/کاهش ولتاژ (طبق هر تابع دلخواه) در فواصل زمانی مختلف بصورت اتوماتیک. البته این مزیت شامل پاور سوپلایهایی می شود که قابل برنامه ریزی یا پروگرامبل هستند.
  • قابلیت استفاده از هر کانال بصورت کاملا مجزا ، سری نمودن منابع(جهت افزایش دامنه ولتاژ)، موازی کردن ( افزایش محدوده جریان) و منفی-مثبت ( تولید سیگنال منفی

معایب منبع تغذیه:

  • سنگین و بزرگ
  • راندمان پایین نسبت به SMPS

کاربرد منبع تغذیه

در کار های آزمایشگاهی و مهندسی برق و الکترونیک همیشه نیاز به وجود منابع تغذیه احساس می شود تا مهندسین بتوانند توسط آن تغذیه مدارات الکتریکی و الکترونیکی را تامین و با تغییر پارامتر های منابع تغذیه، مدارات خود را تست نمایند. منابع تغذیه مورد نیاز در چنین محیط هایی ، همان منابع تغذیه DC با استفاده از برق شهر است که قابلیت تغییر پارامتر های منبع تغذیه مانند ولتاژ و جریان را دارا می باشد. به این منابع، منابع تغذیه DC متغیر گفته می شود. از این منابع در تمامی محیط های آزمایشگاهی و تعمیراتی استفاده می شود. برای مثال یک تعمیر کار موبایل به صورت مداوم از این منابع برای تست و روشن کردن مدارات موبایل استفاده می کند .

انواع رطوبت سنج دیجیتالی و کاربرد آن (Digital humidity meter)


رطوبت ، میزان بخار آب موجود در هوا می باشد. رطوبت به سه  شکل رطوبت نسبی ، رطوبت مطلق و نقطه شبنم بیان می شود .اندازه گیری رطوبت توسط رطوبت سنج انجام می گیرد. رطوبت سنج دیجیتال به صورت رطوبت سنج دیجیتال رومیزی، رطوبت سنج دیجیتال صنعتی و حرفه ای و رطوبت سنج جامدات وجود دارد.رطوبت سنج دیجیتال به دو نوع رطوبت سنج پراب سرخود و رطوبت سنج پراب جدا تقسیم می گردد و همچنین رطوبت سنج جامدات که نم سنج  نامیده می شود نیز به دو دسته ی رطوبت سنج پراب مخرب و رطوبت سنج پراب غیر مخربقابل تقسیم بندی است.

هوای اتمسفری مخلوطی از گاز های مختلف ،آلاینده های متعدد و بخار آب است . صرف نظر از آلاینده ها که از یک محل به محل دیگر بسیار متفاوت است ، ترکیب هوای خشک نسبتا ثابت بوده و به طور مختصر با توجه به ارتفاع، زمان و مکان تغییر می یابد. مخلوطی از هوای خشک و بخار آب عملاً هوا نامیده می شود . مقدار بخار آب ممکن است از صفر تا مقدار حداکثری که تابع دما و فشار مخلوط است ، تغییر یابد . میزان بخار آب موجود در هوا به عنوان رطوبت شناخته شده است. در اندازه گیری رطوبت دانستن تعاریف زیر مورد نیاز می باشد:
رطوبت نسبی : نسبت بخار آب موجود در حجم معینی از هوا در دمای مشخص t به وزن ماکزیمم بخار آبی که می‌تواند در همین حجم در دمای tداشته باشد را رطوبت نسبی گویند که در هواشناسی و در زندگی روزمره از آن یاد می شود
رطوبت مطلق : مقدار بخار آب موجود در واحد حجم از هوا را رطوبت مطلق می‌گویند. واحد آن گرم بر متر مکعب یا میلی گرم در لیتر است.
نقطه شبنم :اگر دمای هوا به درجه‌ای برسد که در آن هوای مفروض صد در صد از بخار آب اشباع گردد (فشار ثابت)، چنین درجه‌ای به نقطه شبنم موسوم است یا به عبارتی نقطه شبنم دمائی است که در آن بخار آب موجود در هوا چگالش می شود . این پارامتر در صنایع هواشناسی ، شیمی و مونتاژ الکترونیکی کاربرد وسیعی دارد  .

در انتخاب ابزار دقیق اولین فاکتوری که حائز اهمیت است همانطور که از نامش پیداست دقیق (Accurate)  بودن آن می باشد. واحد اندازه گیری رطوبت برای اجسام مختلف متفاوت است . میزان رطوبت بعضی از اجسام را می توان با % نشان داد و برای بعضی دیگر از مقیاس0 الی 100 استفاده می کنیم که 100میزان حداکثر رطوبت و 0 میزان حداقل رطوبت است. تعدادی از دستگاه ها با استفاده از 3 شاخص خشک , مرطوب و خیس کار را برای کاربر بسیار ساده می کنند اما در کل معمولا میزان رطوبت به شکل درصدی از مقادیر خوانده شده یا کل رنج اندازه گیری ابزار به صورت درصد (برحسب %RH) در اطلاعات فنی تجهیز می آیند . وسایلی که رطوبت را اندازه گیری می کنند نوعا عقربه ایی بوده که نمی توان مانوری بر روی ان انجام داد اما در نوع دیجیتالی می توان مقدار دقیق تری از رطوبت و دما  و نقطه شبنم را اندازه گرفت و در صورت کاهش /افزایش رطوبت دستگاهی را روشن و خاموش نمود.


انواع رطوبت سنج های دیجیتال


•    رطوبت سنج دیجیتال رومیزی :


رطوبت سنج دیجیتال رومیزی یا ثابت با قابلیت نصب بر روی دیوار (رطویت سنج دیواری) و یا استفاده به صورت رومیزی (desktop) جهت اندازه گیری رطوبت و دما در یک محیط محصور نظیر آزمایشگاه و یا بیمارستان و دفتر کار یا محیط کاری در صنعت مورد استفاده قرار می گیرند . معمولا این رطوبت سنجها به سنسورهای سر خود (embedded ) مجهز بوده و قابلیت کالیبره در بعضی از سنسورها  وجود ندارد .

•    رطوبت سنج دیجیتال صنعتی و حرفه ای:

در برخی مدلهای صنعتی و حرفه ای رطوبت سنج امکان کالیبره سنسورهای دما و رطوبت دستگاه وجود دارد . همچنین در برخی مدلهای رطوبت سنج امکان ثبت بیشترین و کمترین مقدار و یا تنظیم ست پوینت برای آلارم در نظر گرفته شده است . . با توجه به نوع پراب می توان رطوبت سنج های آزمایشگاهی را به دو دسته رطوبت سنج پراب سرخود و رطوبت سنج پراب جدا تقسیم کرد.


•    رطوبت سنج جامدات:

رطوبت سنجی که میزان رطوبت جامداتی همچون خاک، گچ، چوب، کاغذ و بتون را اندازه گیری می کند رطوبت سنج جامدات و یا نم سنج می گویند. نم سنج ها به دو دسته تقسیم می شوند :


1.    رطوبت سنج پراب مخرب (نفوذی):


رطوبت سنج جامدات با پراب مخرب ، رطوبت اجسام را به وسیله پرابی پین مانند اندازه گیری می کند . بدین صورت که پین ها را مستقیما داخل جسم  فرو (5 میلی متر) می کنند و پس از اندازه گیری به صورت نموداری و یا عددی بر روی دستگاه نمایش داده می شوند .
 hm50

2.    رطوبت سنج پراب غیر مخرب (غیر نفوذی ):


رطوبت سنج جامدات با پراب غیرمخرب به صورت آلتراسونیک عمل اندازه گیری را انجام می دهد.
 
st128m

روش های اندازه گیری رطوبت نسبی :


•    اندازه گیری رطوبت به روش مستقیم
•    اندازه گیری رطوبت به روش غیر مستقیم


1-    اندازه گیری رطوبت به روش مستقیم :  


در اندازه گیری رطوبت به روش مستقیم از وسایلی استفاده می گردد که بطور مستقیم قادر به اندازه گیری رطوبت نسبی هوا می باشد . از وسایلی استفاده می گردد که نسبت به رطوبت هوا حساسیت زیادی دارند وبا تغییر رطوبت هوا برخی از پارامترهای فیزیکی آن مواد تغییر میکند(مانند طول ،مقاومت ،سطح،....) این وسایل درانواع واقسام مختلفی ساخته شده که ذیلا برخی از آنها شرح داده شده اند
یکی از این رطوبت سنج ها که اصطلاحا به آن هیدروگراف می گویند و کاربرد زیادی در ایستگاه های هوا شناسی دارد .بر اساس اندازه گیری تغییر طول جنس موی خاصی از انسان عمل می کند در این وسیله یک رشته موی انسان را 10الی 100برش طولی داده وتوسط وزنه کوچکی که به اهرمی متصل است درحال کشش قرار می دهند دراثر تغییر رطوبت هوا،طول مو تغییر نموده واین وسیله به عنوان ترموهیدروگراف معرفی شده اند. نوع دیگری از این رطوبت سنج ها دستگاه هایی هستند که بر اساس تغییر مساحت سطح مشخصی از پوست قورباغه (که درحال کشش میباشد) عمل می کند ومشابه دستگاه قبلی است که در صنایع نساجی که اندازه گیری وکنترل رطوبت از اهمیت ویژه ای برخوردار است ، کاربرد زیادی دارد.
ازدیگر وسایل که در این گروه ها جای دارند ترمو هیدرو متردیجیتالی  است.  ترمو هیدرو متردیجیتالی دارای سنسوری است که دراثر تغییر رطوبت هوا جریان الکتریکی ایجاد می نماید  میزان جریان الکتریکی متناسب با میزان رطوبت هوا می باشد، ترمو هیدرو متردیجیتالی در سنجش رطوبت هوا در مقابل دهانه دمنده سیستم های تهویه کاربرد زیادی  دارد همان طور که از نام آن پیداست این وسیله قادر به اندازه گیری رطوبت ودمای هواست.


2-    اندازه گیری رطوبت به روش غیر مستقیم: 

دراین روش با اندازه گیری دو پارامتر دمای دماسنج خشک چرخان و دماسنج تر چرخان ،مقدار رطوبت نسبی به کمک روابط،جداول ،خط کش ونمودار سایکرومتری تعیین می شود وخط کش ونمودار بیشترین کاربرد را دارند. دماسنج خشک و دماسنج تر چرخان ، مقدار رطوبت نسبی به کمک روابط ، جداول ، خط کش و نمودار تعیین می شود . در اندازه گیری دمای خشک و تر چرهان لازم است جریان هوای اجباری با سرعت 2.5 متر ر ثانیه از سطح بخش حساس دما سنج ها عبور داده شود . بدین منظور رطوبت سنج به گونه ای طراحی گردیده است تا دو دماسنج خشک و تر در کنار یکدیگر قرار گرفته و سرعت مورد نظر هوا از سطح مخزن آنها عبور داده شود . رطوبت سنج هایی که بر این اساس عمل می کنند به دو صورت کلی : رطوبت سنج چرخان ( whiring hygrometer ) و رطوبت سنج آسمن (  assman higromete ) ساخته و ارائه شده اند .


جهت انتخاب دستگاه رطوبت سنج به موارد زیر بایستی توجه داشت:


1.رنج رطوبت سنج
2.نحوه نصب رطوبت سنج
3.امکان کالیبره کردن سنسورهای رطوبت سنج
4.امکان ثبت مقادیر در رطوبت سنج
5.پراب سرخود یا پراب مجزا


کاربرد رطوبت سنج دیجیتالی در صنایع مختلف


وجود رطوبت سنج در محیطهای مختلف آزمایشگاهی و خانگی و مصارف نظیر مرغداری ها و در دستگاه جوجه کشی و گلخانه و در پرورش قارچ از اهمیت به سزایی برخوردار برای مثال در فصل سرما دانستن رطوبت محل زندگی بسیار مهم است و در صورت خشک بود هوا سبب بروز مشکلات تنفسی می گردد همچنین زیاد بودن رطوبت مشکلات دیگری به همراه خواهد داشت . با رطوبت سنج محیط می توان رطوبت را اندازه گیری و کنترل نمود . اندازه گیری رطوبت محیط و مواد در بسیاری مواقع از جمله انبارها، صنایع غذایی به خصوص در پروسسهای صنعتی پر اهمیت می باشد .
همیشه داشتن یک دماسنج و رطوبت سنج قابل اعتماد که اعداد قطعی را به ما نمایش دهد از ابزار اصلی کشاورزی و باغبانی است. بسیاری از شرایط تحت تاثیر این دو عامل یعنی دما و رطوبت تعیین می شود و یک کشاورز یا باغبان باید به داشتن ابزار مطمئن برنامه های پرورشی را انجام دهد. این دماسنج، رطوبت سنج دیجیتال توانایی ثبت و ذخیره بیش ترین حد(ماکزیمم) و کم ترین حد (مینیمم) را دارد. این گزینه به شما توانایی درک وقایع گذشته که معمولا برای شما مهم است را می دهد.
برای شناسایی رطوبت چوب ، دیوارها ویا سایرمصالح ساختمانی جهت جلو گیری از خسارات ناشی از رطوبت زیاد ویا مجاورت با آب و رطوبت می توان از رطوبت سنج جامدات استفاده کرد . رطوبت سنج ها در کارخانجات مبلمان سازی و بازسازی , کارخانجات جهت خشک کردن چوب , بازرسی ساختمان و مبارزه با آفات ، کنترل رطوبت زغال سنگ جهت محاسبه دقیق وزن و.....   ازاین دستگاه استفاده کرد.در کل کاربرد هیدروترمومتر (دماسنج/ رطوبت سنج) در موارد زیر می باشد:
•    آنالیزر محیطی
•    شبیه سازی الکترونیکی
•    کنترل و نظارت بر اماکن و محل نگهداری مواد غذایی
•    محیط های کاری کامپیوتری والکترونیکی
•    کنترل فرایند های گازی در کارخانجات
•    کاربردهای HVAC (تعمیر و نگهداری )
•    گلخانه ها
•    آزمایشگاههای کالیبراسیون

منبع تغذیه آزمایشگاهی چیست (Supply of laboratory)

منبع تغذیه آزمایشگاهی(Supply of laboratory) برای استفاده در آزمایشگاه الکترونیک صنعتی و راه‎اندازی مدار الکترونیک، یکی از لوازم ضروری می‎باشد.  بایستی با دقت در ویژگی‎ها‎یی نظیر: ولتاژ خروجی، حداکثر جریان خروجی، شکل موج خروجی و در عین حال پایداری مشخصات خروجی، منبع تغذیه ی آزمایشگاهی انتخاب شود.منبع تغذیه آزمایشگاهی ،انرژی الکتریکی را تامین می کند. هرچند این انرژی الکتریکی توسط مجموعه‌ی وسیعی از لوازم و ادوات الکترونیکی از جمله باتری‎ها‎ی سربی ـ اسیدی، نیکل، هیدرید فلز نیز تامین می شود اما دستگاه منبع تغذیه آزمایشگاهی علاوه بر این ویژگی قابلیت تثبیت انرژی بدست آمده را نیز دارا می باشد.


مدارات الکتریکی و الکترونیکی برای تغذیه نیاز به منبع تغذیه دارند و با تغییر پارامتر های منابع تغذیه می توان مدارات را تست نمود. در کارهای آزمایشگاهی و مهندسی برق و الکترونیک همیشه به وجود منابع تغذیه نیاز می شود . منابع تغذیه مورد نیاز در چنین محیط هایی ، همان منابع تغذیه DC با استفاده از برق شهر است که قابلیت تغییر پارامتر های منبع تغذیه مانند ولتاژ و جریان را دارا می باشد. به این منابع، منابع تغذیه DC متغیر گفته می شود. از این منابع در تمامی محیط های آزمایشگاهی و تعمیراتی استفاده می شود. به عنوان نمونه یک تعمیر کار موبایل برای تست و روشن کردن مدارات موبایل به صورت مداوم از منبع تغذیه DC استفاده می کند .

اصول عملکرد منابع تغذیه آزمایشگاهی

خروجی‎ها‎ی متغیر منبع تغذیه آزمایشگاهی علاوه بر آنکه باید بتوانند ولتاژ خروجی را تنظیم نمایند، باید قابلیت جریان خروجی را نیز داشته باشند. تنظیم ولتاژ خروجی به منظور استفاده از منبع ولتاژ تثبیت شده و قابلیت محدود کردن جریان خروجی صورت می‎گیرد به این شکل که با قرار دادن منبع تغذیه در حالت ولتاژ ماکزیمم و محدود کردن جریان خروجی، می‎توان از آن به عنوان منبع جریان استفاده کرد.
از آنجا که خروجی منبع تغذیه تراکینگ آزمایشگاهی گاهی ممکن است در حالت جریان بالا مورد استفاده قرار گیرد، لذا نمی‎توان از ترانسفورماتور دو سر، با در نظر گرفتن ولتاژ ماکزیمم منبع تغذیه استفاده نمود. برای مثال برای ساخت یک منبع تغذیه صفر تا ۴۰ ولت، باید ترانسفورماتور ۴۵ ولت به کار برد زیرا استفاده از منبع تغذیه در ولتاژ‎ها‎ی پائین و جریان بالا، تلفات ترانزیستورهای قدرت را افزایش می‎دهد که این امر موجب صدمه دیدن آنها می‎شود.
نمایشگر دقیق ولتاژ و جریان خروجی یکی از قابلیت‎های دیگری است که در طراحی منبع تغذیه سوئچینگ و تراکینگ باید مورد توجه متخصصین قرار گیرد. همچنین باید هنگام محدود شدن جریان خروجی، به کاربر اطلاع داده شود که این کار معمولاً توسط یک نمایشگر LED صورت می‎گیرد.
توجه به میزان توانائی تولید ولتاژهای ثابت نیز در طراحی منبع تغذیه الزامی است. این ولتاژها عموماً در مدارهای کوچک با جریان پائین بکار می‎روند لذا حداکثر جریان خروجی آنها می‎تواند یک آمپر تلقی شود.
با کمک موازی کردن خروجی‏ های منبع تغذیه دوبل و یا موازی کردن دو منبع تغذیه مشابه می‎توان به ولتاژها و جریانهای بالاتر دست پیدا کرد. برای مثال می‎توان با سری کردن دو منبع تغذیه صفر تا ۴۰ ولت با حداکثر جریان خروجی ۳ آمپر، ولتاژ خروجی صفر تا ۸۰ ولت با حداکثر جریان ۳ آمپر و با موازی کردن آنها ولتاژ خروجی صفر تا ۴۰ ولت با حداکثر جریان ۶ آمپر را ایجاد کرد.

power supply 12

چند نکته در طراحی منبع تغذیه آزمایشگاهی

مهم‎ترین مشخصه یک منبع تغذیه آزمایشگاهی، تثبیت ولتاژ خروجی آن است. آی سی LM723 به منظور تثبیت ولتاژ منابع تغذیه طراحی می شود و در واقع تثبیت کننده ولتاژ خروجی می‎باشد.
در قسمت نمایشگر، باید ولتاژ خروجی و مقادیر جریان منبع تغذیه اندازه گیری و برای میکروکنترلر PIC ارسال شوند.
ترانسفورماتور استفاده شده در منبع تغذیه آزمایشگاهی ، باید دارای خروجی‎های مختلف ۰ و ۷ و ۱۵ و ۲۴ و ۳۷ ولت ۴ آمپرباشد که بر حسب نیاز، هر یک از این ولتاژها به مدار یکسوکننده متصل ‎شوند.
در صورتی که از مقاومت ۲۲/۰ اهمی و ترمینال‎ها‎ی خروجی برای نمونه برداری استفاده شود، باید ترمینال مثبت خروجی منبع تغذیه مبنا قرار داده شود.

در نمونه برداری جریان باید از تقویت کننده عملیاتی در حالت غیرمعکوس و با بهره‎ای در حدود ۵/۴ استفاده شود چرا که ولتاژ دو سر مقاومت ۲۲/۰ اهمی حدوداً ۵/۴ برابر کوچکتر از جریان خروجی منبع تغذیه می‎باشد.

توصیه راجع به منبع تغذیه آزمایشگاهی

همیشه در هنگام اتصال دستگاه به لوازم الکتریکی، اول ولتاژ مصرفی مصرف کننده را بررسی کنید و قبل از اتصال حتما ولوم دستگاه را در کمترین مقدار خود قرار دهید و بعد از اتصال، اختلاف پتانسیل را به سطح دلخواه برسانید.

موارد مهم در انتخاب یک منبع تغذیه

• نوع (دیجیتال، آنالوگ)
• بازه خروجی ولتاژ
• دارا بودن ولوم کنترل ولتاژ با تفکیک پذیری کم و زیاد
• قابلیت حفاظت در برابر اتصال کوتاه
• دارا بودن ولوم محدود کننده جریان
• قابلیت جریان دهی در حالت محدود شده و اتصال کوتاه
• دارا بودن فن قوی جهت تنظیم دمای منبع در کاربرد های طولانی
• قابلیت استفاده برای تمامی کاربرد هایی که نیاز به ولتاژ مستقیم DC دارند
• قابلیت برنامه ریزی
• بدنه فلزی برای دفع بهتر حرارت
• قابلیت هشدار دیداری و شنیداری جریان بیش از حد

صفحه1 از12