اسیلوسکوپ چیست

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

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

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

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

vertical position/offset: توسط این ابزار می‌توان شکل موج را به سمت بالا و پایین در راستای محور y جابه‌جا کرد. در تصویر، عدد ۱ دستگیره تنظیم موقعیت عمودی برای کانال اول و عدد ۲ دستگیره تنظیم موقعیت عمودی برای ورودی کانال دوم را نشان می‌دهند.
volts/div: این دستگیره به ما اجازه می‌دهد که مقیاس ولت نشان داده شده توسط هر قسمت عمودی صفحه مشبک روی نمایشگر را تغییر دهیم. در تصویر، شماره‌های ۳ و ۴ به ترتیب متعلق به تنظیم volts/div کانال اول و دوم هستند.

انواع ترانسمیتر فشار

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

انواع فیوز مینیاتوری

 

فیوز مینیاتوری یا کلید مینیاتوری Miniature Circuit Breaker که اختصارا MCB نامگذاری شده است تجهیزات الکتریکی خانگی و صنعتی را در برابر اتصال کوتاه و اضافه بار ( عبور جریان غیر مجاز ) محافظت میکند. 

به عبارت ساده می توان گفت فیوز یک وسیله حفاظتی است که در تجهیزات و مدارات الکتریکی به کار برده می‌شود تا در مواقعی که جریانی بیشتر از حد انتظار از وسیله عبور می کند مدار قطع شود تا سایر تجهیزات آسیبی نبینند.

فیوز مینیاتوری از دو مکانیزم برای عملکرد خود استفاده میکند : عملکرد بیمتالی برای حفاظت اضافه بار و عملکرد مغناطیسی جهت حفاظت از اتصال کوتاه.

بعبارت دیگر ، تشخیص جریان اضافه به عهده یک فلز ( بیمتال) میباشد ( شماره ۵ )  که بوسیله عبور جریان مدت دار بیش از جریان نامی گرم شده و بر اثر خم شدن باعث عمل کنتاکت فیوز مینیاتوری شده و مدار را قطع میکند.

همچنین جریان اتصال کوتاه بوسیله سیم پیچ (شماره ۷ ) که دارای تعداد دور کم و قطر زیاد میباشد بصورت مغناطیسی تشخیص داده شده و فیوز مینیاتوری عمل می کند.

سایر المانهای فیوز مینیاتوری طبق تصویر عبارتند از :

۱) Actuator piker : for trip and reset

۲) Actuator Device mechanism

۳) Main contact : flow of current

۴) Terminal Block

۵) Bimetallic steel strip

۶) Tripping calibration screw

۷) Solenoid coil

۸) Arc extinguisher

فیوز مینیاتوری از نظر کاربرد به تیپهای B روشنایی ، C موتوری ، D ترانسفورماتوری ، K قدرت ، Z بسیار حساس تقسیم بندی می گردد:

فیوز مینیاتوری نوع B روشنایی :

کلید مینیاتوری نوع B عموما در مصارف خانگی و روشنایی کاربرد دارند. این کلیدها در جریان اضافه بار بین ۳ تا ۵ برابر جریان نامی در زمان مشخص ، مدار را قطع می کنند و حساسیت مناسبی برای کاربردهای عادی خانگی دارند. این کلید به فیوز مینیاتوری تندکار نیز معروف است.

فیوز مینیاتوری نوع C موتوری :

کلید مینیاتوری نوع C بیشتر کاربرد صنعتی دارند. این کلیدها در جریان اضافه بار بین ۵ تا ۱۰ برابر جریان نامی در زمان مشخص ، مدار را قطع می کنند و زمان قطعشان از تیپ B بیشتر است. این کلید به فیوز مینیاتوری کندکار نیز معروف است.

فیوز مینیاتوری نوع D ترانسفورماتوری :

کلید مینیاتوری نوع D برای مصارف صنعتی خاص ( مانند مولد های اشعه ایکس X-Ray و یا ترانسفورماتورها ) استفاده می شوند. این کلیدها در جریان اضافه بار بین ۱۰ تا ۲۰ برابر جریان نامی در زمان مشخص ، مدار را قطع می کنند و زمان قطعشان از تمامی تیپها بیشتر است.

فیوز مینیاتوری نوع K قدرت :

کلید مینیاتوری نوع K برای حفاظت در مدارات قدرت ، ترانسفورماتور و موتور ها استفاده می شوند. در این نوع از کلید مینیاتوری حد جریان برای قطع در موارد اضافه بار کمتر از سایر کلیدهاست و هنگام به وجود آمدن اضافه بار مدار را سریعتر قطع می کنند ولی در موارد اتصال کوتاه منحنی قطع این نوع کلید ها بین تیپ D و C می باشد.

فیوز مینیاتوری نوع Z بسیار حساس :

این نوع از کلید مینیاتوری هنگامی که جریان عبوری از جریان نامی بیشتر شود در یک مدت زمان خاص ( که از تمامی تیپها کمتر است ) طبق منحنی قطع ، فرمان قطع را صادر می کند. حساسیت این نوع از کلیدها ، هم در مواقع اضافه بار و هم اتصال کوتاه از تمامی تیپهای دیگر بیشتر است و در صورت بروز خطا مدار را سریعتر قطع می کند. بنابر این کاربرد این نوع فیوز مینیاتوری در مدارات با حساسیت بالا می باشد.

زمان قطع این تیپها به ترتیب ( از سریعترین ) عبارت است از : Z و B و C و D

 

 

انواع رطوبت سنج

رطوبت

رطوبت در تعریف عامیانه مقدار نم موجود در هواست که این نم در نگاه علمی تر بخار آب نامیده می شود. رطوبت به طور عمده با دو صورت رطوبت مطلق و رطوبت نسبی تعریف می شود. بنا بر تعریف رطوبت مطلق Absolute humidity به مقدار بخار آبی که در واحد حجم هوا موجود است گفته می شود. این مقدار رطوبتی که در حجم خاصی از هوا موجود است وابسته به دمای هواست. رطوبت نسبی Relative humidity به نسبت مقدار رطوبت موجود در حجم هوا با دمای ثابت T بر حداکثر رطوبتی است که آن هوا می‌تواند در همان دمای T داشته باشد.

رطوبت مخصوص specific humidity نسبت جرم بخار آب به جرم کل بخشی نمونه گیری شده از هوا است و گاهی اوقات به آن نسبت رطوبت humidity ratio نیز گفته می شود. رطوبت مخصوص با نسبت اختلاط یا نسبت آمیختگی مساوی در نظر گرفته می شود. نسبت اختلاط به صورت نسبت جرم بخار آب در بخشی از هوا به جرم هوای خشک برای همان نمونه تعریف می شود.

رطوبت همواره در جو موجود است به هوایی که بدون بخار آب باشد هوای خشک گفته می شود. این نوع هوا در هیچ کجای جو زمین حتی در جو روی بیابانها و لایه های بالایی جو وجود ندارد. بنا به تعریفی دیگر هوای مرطوب برابر است با هوای خشک + رطوبت. تبخیر از سطح اقیانوسها و آبهای سطحی و تعرق، تنها منبع رطوبت هوا، در نتیجه ایجاد ابرها و بارندگی است. حداکثر بخار آب موجود در جو ۴–۳ درصد است.

رطوبت سنج

تاریخچه رطوبت سنج

رطوبت سنج ها در طول تاریخ با شکل های متفاوتی ساخته شده اند. چینی ها برای سنجش رطوبت از زغال چوب قرار گرفته در معرض رطوبت هوا و مقایسه وزن آن با نمونه خشک بهره می گرفتند. یکی از راههای استفاده از این خاصیت ساخت نواری آویزان متصل به زغال چوب و مقایسه تاثیر وزن ناشی از رطوبت بر روی نوار آویزان است.

لئوناردو داوینچی دانشمند ایتالیایی نخستین رطوبت سنج را که شکلی ابتدایی داشت در سده ی پانزدهم میلادی ابداع نمود.در این مدل با استفاده از علم دوران باستان و تاثیر رطوبت بر وزن اجسام طراحی شده بود داوینچی با استفاده از دو گلوله پنبه ای خشک به وزن مساوی و قرار دادن یکی از پنبه ها در رطوبت و مقایسه وزن دو گلوله در ساختار دیده شده عکس میزان رطوبت را اندازه گیری می کرد

فرانچسکو فولی هم در سال 1664 یک رطوبت سنج دیگر را ابداع نمود.

رابرت هوک یکی از دانشمندان سده ی هفدهم هم عصر آیزاک نیوتون بود او توانست تعدادی ابزار هواشناسی نظیر فشار سنج و باد سنج را اختراع کند. رطوبت سنج اختراع شده توسط او نخستین نم سنج مکانیکی محسوب می شود که از غلافک گیاه جو در اندازه گیری استفاده می شود که طبق رطوبت هوا حلقه دار و راست می شود. در مدلی دیگر فنری حلقوی از نمک کوارتز یا هر ماده دیگری مشابه با دماسنج ترموکوپل که از دو فلز با ویژگی انبساط حرارتی متفاوت تشکیل شده ساخته میشود. تغییرات احساس شده توسط این مکانیزم بر روی صفحه ای مدرج توسط عقربه نمایش داده می شود.

اختراعات دیگر هوک قفل کاردان، دستگاه تنفس مصنوعی اولیه، چرخ لنگر و فنر تعادلی بود که برای ساخت ساعتهای دقیقتر به کار گرفته شد. اما مهمترین اختراع او باتری بود.

در سال 1783 فیزیکدان و زمین شناس سوییسی Horace Bénédict de Saussure نخستین رطوبت سنج را با استفاده از خواص موی انسان ساخت. این نم سنج که بر مبنای اصول مواد ارگانیک (مثلاً موی انسان) کار می کنند را رطوبت سنج مکانیکی می گویند. رطوبت سنج مویی با توجه به کم و زیاد شدن رطوبت با انقباض و انبساط مو و تکان دادن سوزن اندازه گیر کار می کند.در این مدل با خذف چربی از موی انسان مقادیر به سمت دقت بالاتر پیش می رود

حباب رطوبت سنج خشک و مرطوب

این رطوبت سنج دیجیتال دارای دو دماسنج (thermometer) جیوه ای است که یکی مرطوب و دیگری خشک است. آب موجود در دماسنج مرطوب تبخیر شده و گرما را جذب می کند. با این کار سطح آب ترمومتر پایین می آید. سپس با استفاده از جدول محاسباتی و اندازه گیری مقدار پایین آمدن آب رطوبت نسبیRH اندازه گیری می شود.

در سال 1820 شیمی دان و هواشناس بریتانیایی جان فردریک دانیل یک رطوبت سنج شبنمی اختراع نمود. این ابزار برای اندازه گیری دما در جایی که هوای مرطوب به نقطه ی اشباع می رسد استفاده ی همگانی یافت. برخی نم سنج ها با اندازه گیری تغییرات مقاومت الکتریکی کار می کنند. برای این کار تکه ی نازکی لیتیوم کلراید یا مواد نیمه هادی دیگری را استفاده کرده و با اندازه گیری مقاومت آنها (که تحت تاثیر رطوبت کم و زیاد می شود) رطوبت اندازه گیری می شود.