مهندسی ابزار دقیق (به انگلیسی: Instrumentation engineering) زیر شاخهای از مهندسی کنترل است، که با بهرهگیری از ابزارهای اندازهگیری به کنترل کمیتهای فیزیکی میپردازد. رشته ابزار دقیق به دلیل وجود سنسورهای الکتریکی با رشته برق و الکترونیک ارتباط بسیار نزدیکی دارد. مهندسی ابزار دقیق بطور گسترده به طراحی و کنترل سیستمهای صنعتی نظیر سنسورها، ترانسمیترها، دستگاههای اندازهگیری و کنترلکنندهها، میپردازد.
ابزار دقیق را همچنین میتوان از نظر پارامتری که این ابزار بایستی عملیاتی بر روی آن انجام دهد دستهبندی کرد برای مثال بخشهای: ابزار دقیق مربوط به دما نظیر کنترلر دما، ترانسمیتر دما و ترمومتر یا نمایشگر دما، ابزار اندازهگیری و کنترل دقیق فشار، فلومتر یا سنجش جریان سیالات و انتقال مقادیر فلو یا کنترل فلو، ابزار سطح سنجی یا اندازهگیری سطح مواد درون مخازن و کنترل دقیق آنها و ابزار سرعت سنجی، ابزار رطوبت سنجی و …
خازن یا انباره وسیلهای الکتریکی است که میتواند بار الکتریکی (و بنابراین انرژی الکتریکی) را در خود ذخیره کند. انواع مختلفی از خازنها وجود دارد اما همه آنها شامل حداقل دو هادی هستند که توسط یک عایق، از یکدیگر جدا شدهاند. نام این هادیها صفحات خازن است. صفحات خازن میتوانند از جنس ف یا الکترولیت باشند. عایق دی الکتریک نیز لایهای عایق است که بین صفحات خازن قرار میگیرد و ظرفیت خازن را افزایش میدهد، و جنس آن میتواند از شیشه، آب، سرامیک، پلاستیک، میکا، کاغذ و … باشد.
خازنها کاربردهای وسیعی دارند. آنها به همراه مقاومتها، در مدارات تایمینگ استفاده میشوند. همچنین از خازنها برای صاف کردن سطح تغییرات ولتاژ مستقیم استفاده میشود. از خازنها در مدارات بهعنوان فیلتر هم استفاده میشود. زیرا خازنها به راحتی سیگنالهای متناوب را عبور میدهند ولی مانع عبور سیگنالهای مستقیم میشوند.
خازن را با حرف C که ابتدای کلمه capacitor است نمایش میدهند.
با توجه به اینکه بار الکتریکی در خازن ذخیره میشود، برای ایجاد میدانهای الکتریکی یکنواخت میتوان از خازن استفاده کرد. خازنها میتوانند میدانهای الکتریکی را در حجمهای کوچک نگه دارند؛ به علاوه میتوان از آنها برای ذخیره کردن انرژی استفاده کرد. وسیله ای است که برای ذخیره سازی بار الکتریکی به کار می رود. تعریف ظرفیّت خازن: نسبت بارذخیره شده در خازن به اختلاف پتانسیل دوسر خازن ا ظرفیّت خازن می نامند. آن را با Cنمایش داده واحد آن فاراد است.
اجزای یک مدار الکتریکی میتواند شکلهای مختلفی داشته باشد، که میتواند شامل عناصری چون مقاومتها، خازنها، کلیدها، ترانسفورماتورها وسایل الکترونیکی میباشد. مدارهای الکتریکی حاوی اجزای فعال به ویژه نیمرساناها میباشند و رفتاری غیر خطی نشان میدهند که نیازمند آنالیز پیچیدهای است. سادهترین اجزای الکتریکی آنهایی هستند که نامشان غیرفعال و خطی اند: اگرچه ممکن است بهطور موقت انرژی را ذخیره کنند، ولی شامل هیچ منبعی از آن نمیشوند و به تحریکها، پاسخهای خطی میدهند.
شاید مقاومت سادهترین عنصر غیرفعال مدار باشند: همانطور که نامش نشان میدهد، او در مقابل جریان مقاومت نشان میدهد و انرژی را به صورت گرما به هدر میدهد. مقاومت حاصل حرکت بار در یک رساناست: برای مثال، ر فات، مقاومت ناشی از برخورد بین الکترونها و یونهاست. قانون اهمقانون ابتدایی نظریه مدارها میباشد و بیان میکند که جریان گذرا از یک مقاومت، با اختلاف پتانسیل دو سر آن متناسب است. مقاومت بیشتر مواد در طیفهای مختلف دما و جریان تقریباً ثابت است؛ موادی که از این شرایط پیروی میکنند، مواد «اهمی» نام دارند. اهم، واحد مقاومت بوده و به افتخارگئورگ زیمون اهم انتخاب شدهاست و علامتش با توجه به حروف یونانی، به شکل Ω است. یک Ω مقاومتی است که در پاسخ به جریان یک آمپری، اختلاف پتانسیل یک ولتی ایجاد میکند.
خازن حاصل توسعه بطری لیدن است و وسیلهایست که میتواند بار را ذخیره کند، او بدین وسیله انرژی الکتریکی را در میدان حاصل ذخیره میکند. از دو صفحه رسانا ساخته شده که به وسیله یک عایق دیالکتریک از یکدیگر جدا شدهاند. در عمل، ورقههای فی نازک به یکدیگر چسبیدهاند تا سطح تماس در واحد حجم و در نتیجه ظرفیت خازنی را افزایش دهند. واحد ظرفیت خازن فاراد است، که بعد از مایکل فارادی این نام اختصاص داده شد و با علامت F نشان داده میشود: یک فاراد عبارتست از اختلاف پتانسیل یک ولتی حاصله به هنگام ذخیره یک کولن بار الکتریکی در خازن. یک خازن متصل به منبع تغذیه در ابتدا به این دلیل که بار الکتریکی انباشته میکند، جریانی ایجاد مینماید. این جریان رفته رفته با پر شدن خازن کم میشود و در انتها به صفر میرسد؛ لذا یک خازن جریان شرایط پایدار ایجاد نمیکند، بلکه مسیر آن را میبندد.
القاگر یک رساناست که اغلب به شکل سیم پیچ است و در میدان مغناطیسی حاصل از جریان عبوری انرژی ذخیره میکند. زمانی که جریان تغییر میکند، میدان مغناطیسی و همچنین ولتاژ بین دو سر رسانا نیز دچار تغییر و تحول میگردد. ولتاژ حاصله با مشتق زمانی جریان متناسب است. ثابت تناسب آندوکتانس نام دارد. واحد آندوکتانس هانری است که به افتخار جوزف هانری، هم دوره فارادی انتخاب شدهاست. یک هانری آندوکتانسی است که اگر جریان گذرا از آن القاگر در هر ثانیه یک آمپر تغییر کند، اختلاف پتانسیل یک ولتی را ایجاد میکند. از برخی جهات رفتار القاگر برعکس خازن است: القاگر به جریان نامتغیر اجازه میدهد اما در مقابل جریان در حال تغییر ایستادگی میکند.
نوساننگار یا اُسیلوسکوپ (به انگلیسی: Oscilloscope) دستگاهی الکترونیکی برای مشاهده شکل موج سیگنالها (ولتاژ) است.
در اُسیلوسکوپ، دامنۀ سیگنال در نموداری دوبُعدی نمایش دادهمیشود که محور افقی، زمان و محور عمودی، مقدار ولتاژ است. از اسیلوسکوپ برای نمایش دقیق شکل موج استفاده میشود. علاوه بر دامنه، اندازهگیری دیگر پارامترهای سیگنال مانند عرض پالس، دوره تناوب و فاصله زمانی دو رویداد در سیگنال (مانند وقوع دو پیک) نیز بر روی نمایشگر اسیلوسکوپ ممکن است.
در گذشتههای دور، عموماً دستگاههای اندازهگیری بر اساس اِعمال نیروی مکانیکی یا حرارتی که موجب انحراف عقربه دستگاه میشدند کار میکردند. اما با توجه به اینرسی و اصطکاک، معمولاً این ابزارها نمیتوانستند تغییرات سریع ولتاژ را نمایش دهند. با اختراع لامپ اشعه کاتدی و با توجه به وزن بسیار ناچیز پرتو کاتدی (اشعه الکترونی) درون این لامپها، امکان نشان دادن یک متغیر ولتاژی بر حسب زمان فراهم شد و اسیلوسکوپ اولین وسیلهای بود که از این امکان بهرهمند شد.
مانند دیگر دستگاههای اندازهگیری، اسیلوسکوپ هم دو نوع آنالوگ و دیجیتال دارد. صرفنظر از برخی اصول عملکرد و کاربرد مشترک، این دو نوع اسیلوسکوپ تفاوتهای عمدهای در ساختار و عملکرد دارند. اسیلوسکوپ آنالوگ کمکم جای خود را به اسیلوسکوپ دیجیتال دادهاست که قابلیتهای بیشتر و متنوعتری دارد؛ اسیلوسکوپ آنالوگ، بزرگ، سنگین و بهسختی قابل حمل است که ناشی از لامپ اشعه کاتدی بهکاررفته در آن است. در مقابل، اسیلوسکوپ دیجیتال به مراتب کوچکتر و سبکتر بوده و صفحه نمایش السیدی (LCD) رنگی همراه با قابلیت کنترل عملکرد اسیلوسکوپ با لمس صفحه نمایش (در مدلهای پیشرفتهتر) دارد. از سوی دیگر، اسیلوسکوپ دیجیتال به علت بهرهمندی از پردازش سیگنال دیجیتال، دارای برخی قابلیتها مانند اجرای عملیات ریاضی و پردازشی روی سیگنالهاست که تقریباً در اسیلوسکوپ آنالوگ غیرممکن است.
A piping and instrumentation diagram (P&ID) is a detailed diagram in the process industry which shows the piping and process equipment together with the instrumentation and control devices
Superordinate to the piping and instrumentation diagram is the process flow diagram (PFD) which indicates the more general flow of plantprocesses and the relationship between major equipment of a plant facility
Letter | Column 1 (Measured value) | Column 2(Modifier) | Column 3 (Readout/passive function) | Column 4 (Output/active function) | Column 5 (Function modifier) |
A | Analysis | Alarm | |||
B | Burner, combustion | User choice | User choice | User choice | |
C | User's choice (usually conductivity) | Control | Close | ||
D | User's choice (usually density) | Difference | Deviation | ||
E | Voltage | Sensor | |||
F | Flow rate | Ratio | |||
G | User's choice (usually gaging/gauging) | Gas | Glass/gauge/viewing | ||
H | Hand | High | |||
I | Current | Indicate | |||
J | Power | Scan | |||
K | Time, time schedule | Time rate of change | Control station | ||
L | Level | Light | Low | ||
M | User's choice | Middle / intermediate | |||
N | User's choice (usually torque) | User choice | User choice | User choice | |
O | User's choice | Orifice | Open | ||
P | Pressure | Point/test connection | |||
Q | Quantity | Totalize/integrate | Totalize/integrate | ||
R | Radiation | Record | Run | ||
S | Speed, frequency | Safety | Switch | Stop | |
T | Temperature | Transmit | |||
U | Multivariable | Multifunction | Multifunction | ||
V | Vibration, mechanical analysis | Valve or damper | |||
W | Weight, force | Well or probe | |||
X | User's choice (usually on-off valve as XV) | X-axis | Accessory devices, unclassified | Unclassified | Unclassified |
Y | Event, state, presence | Y-axis | Auxiliary devices | ||
Z | Position, dimension | Z-axis or Safety | Actuator, driver or unclassified final control element |
|
مهندسی الکترونیک (به انگلیسی: Electronic engineering) یکی از شاخههای مهندسی است که از دانش علمی رفتار و اثر الکترونها استفاده نموده و به توسعه قطعات، دستگاهها، سیستمها، یا تجهیزاتی میپردازد که انرژی الکتریکی یکی از فاکتورهای آنهاست؛ همانند لامپهای خلاء،ترانزیستورها، مدارهای مجتمع و مدارهای چاپی.
این عبارت به شاخهٔ وسیعی از مهندسی اشاره دارد که زیرشاخههای بسیاری را در بر میگیرد. شامل رشتههایی که با توان، مهندسی ابزار دقیق،مخابرات، طراحی مدارهای نیمه هادی، و بسیاری دیگر در ارتباطاند.این واژه همچنین بخش بزرگی از دورههای تحصیلی مهندسی برق را که در بیشتر دانشگاههای اروپایی تدریس میشود را شامل میشود. اگرچه در آمریکا، مهندسی برق شامل تمام شاخههای آن از جمله الکترونیک است.انجمن مهندسان برق و الکترونیک آمریکا یکی از مهمترین و مؤثرترین سازمانهای این رشتههای مهندسی بهشمار میرود.
مهندسی برق (به انگلیسی: Electrical engineering) زیرمجموعهای از مهندسی است که به مطالعه و کاربردهای مرتبط با الکتریسیته،الکترومغناطیس و الکترونیک میپردازد. میتوان مهندسی برق را به دو قسمت عمده تقسیم کرد: بررسی و طراحی سیستمهای انتقال وتبدیل انرژی الکتریکی؛ یا بررسی و طراحی سیستمهای الکترونیکی برای پردازش و انتقال اطلاعات، نظیر رایانهها، سامانههای مخابراتی،مدارهای مجتمع، رادارها و نظایر آن. به بیان دیگر، مهندسان برق از الکتریسیته یا برای انتقال انرژی یا برای پردازش اطلاعات استفاده میکنند.
فراگیرتر شدن استفاده از انرژی الکتریکی و افزایش نیاز به انتقال و نیز پردازش سریعتر اطلاعات، مهندسی برق را به یکی از مهمترین و پر طرفدارترین زمینههای مهندسی و صنعت تبدیل کردهاست.
کلمه آلتراسونیک Ultrasonic به معنای مافوق صوت است. محدوده فرکانس شنوایی انسان 20 هرتز تا 20 هزار هرتز است. محدوده فرکانسی امواج مافوق صوت 40 کیلو هرتز تا چندین مگا هرتز میباشد. امواج مافوق، کاربردهای فراوانی از جمله در لیزر، تخلیه الکتریکی برای بهبود خواص سطحی و افزایش نرخ باربرداری، سنجش فاصله، عمق مخزن، شستشوی دقیق ظروف آزمایشگاهی، تعیین فشار خون بیمار، همگن کردن مواد مذاب، جوشکاری مواد غیر هم جنس، ریخته گری، تراشکاری، فرزکاری، سوراخکاری و غیره دارد.
ایندیکیتور یا نمایشگرها از دیگر اجزاء یک سیستم کنترل میباشند. نمایشگرها تجهیزاتی هستند برای نمایش مقادیر عددی یک پارامتر در تابلو کنترل یا اتاق فرمان مورد استفاده قرار میگریند. از نمایشگرهای برای مانیتور متغیرهای مختلف نظیر فشار، دما، و … در صنعت مورد استفاده قرار میگیرد. برای مثال گیج فشار یک نمایشگر یا ایندیکیتور است که مقادیر فشار را نمایش میدهد
زمانی که در یک سیستم کنترل، عضو کنترل نهایی یک شیر باشد، امکان انتقال مستقیم فرمان به آن وجود ندارد. به همین علت از دستگاهی که به آن محرک یا Actuator گفته میشود، استفاده میکنند تا فرمان ارسالی از کنترلر را دریافت نموده و موجب به حرکت درآمدن دریچه بازو بست شیر شود. به عبارت دیگر وظیفه مهم محرک، تأمین انرژی لازم برای به حرکت درآوردن باز و بست دریچه شیر میباشد. این انرژی میتواند از یک منبع انرژی الکتریکی یا هوای فشرده پنوماتیکی باشد.