پایان نامه بررسی سنسورها و ترانسدیوسرها و کنترل صنعتی

کرنش مکانیکی

عبارتهای تنش و کرنش غالباً در موقع استفاده با یکدیگر اشتباه می شوند و بنابراین لازم است در اینجا تعریف روشنی از این در کلمه بیان شود.

کرنش نتیجه تنش است و به صورت تغییر نسبی ابعاد یک شی بیان می شود، بدین معنی که تغیر بعد تقسیم بر بعد اصلی می شود، به گونه ای که به عنوان مثال، از نظر طولی کرنش تغییرات طول تقسیم بر طول اصلی است. این کمیتی است که یک عدد خالص بوده و حاصل تقسیم یک طول بر طول دیگر است و بنابراین دیمانسیون فیزیکی ندارد.

کرنش به روشی مشابه تغییر کمیت تقسیم بر کمیت اصلی را می توان برای اندازه گیری های سطح و یا حجم تعریف کرد به عنوان مثال، کرنش سطح، عبارتست از تغییر سطح تقسیم بر سطح اصلی و کرنش حجم، تغییرات حجم تقسیم بر حجم اصلی است.

در مقابل، تنش، عبارتست از تقسیم مقدار نیرو بر مقدار سطح. همانگونه که درمورد یک سیم و یک میله در تنش کششس و یا فشای ، بهعنوان مثال، تنش کششی عبارت از نیروی وارده تقسیم بر سطحی که نیرو به آن وارد می شود که آن سطح،سطح  مقطع سیم و یا میله است. درمورد موادی مانند مایعات و یا گازها، که می توانند در تمام جهات به طور یکنواخت فشرده شوند، تنش کلی نیرو بر واحد سطح است که همان فشار وارده است و کرنش تغییر حجم تقسیم بر حجم اصلی است. عمومی ترین ترانسدیوسرهای کرنش از نوع تنش مکانیکی کششی (Tensile mechanical stress) هستند. اندازه گیری کرنش، اجازه می دهد که مقدار تنش با دانستن مدول الاستیک (Elastic modulus) قابل محاسبه باشد. تعریف هر نوع از ضریب کشسانی کرنش/ تنش است (که دارای واحد تنش است،چون کرنش واحد فیزیکی ندارد) و کاربردی ترین مدول الاستیک ، مدول خطی یانگ ، مدول برشی (پیچش)و مدول بولک (فشار) است.

برای مقادیر کوچک کرنش مقدار کرنش متناسب با تنش است و مدول الاستیک کمیتی است که نسبت کرنش/ تنش را در ناحیه الاستیک، بیان می کند، (قسمتی از نمودار کرنش- تنش که خطی است) به عنوان مثال مدول یانگ نسبت کرنش کششی/ تنش کششی، به طور نمونه برای هر ماده به شکل سیم اندازه گیری می شود (شکل 1-1) روش اندازه گیری کلاسیک، هنوز هم در آزمایشگاه مدارس مورد استفاده قرار می گیرد و درآن از یک زوج سیم بلند استفاده می شود، که یکی از آنها به بار وصل شده و به سیم دیگر یک ورنیه مدرج نصب می شود.

آشکارسازی و تبدیل تنش کششی در برگیرنده اندازه گیری تغییرات خصی کوچک طول یک نمونه است. این به وسیله اثر تغییرات دما، که ایجاد انبساط و یا انقباض می‌کند کامل می شود. برای تغییرات حدود صفر تا 90 درجه سانتیگراد که دمای محیط اطراف ماست، انبساط و انقباض طول در همان حدود اندازه تغییراتی که توسط مقادیر زیادی فشار ایجاد می شود خواهد بود. بنابراین هر سیستمی برای آشکار سازی و اندازه گیری کرنش بایستی به نحوی طراحی شود که اثرات دما بتواند جبران سازی شود.

قوانینی که برای آشکار سازی کرنش خطی و یا سطحی استفاده می شود پیزورزیستیو و پیزو الکتریک نامیده می شوند.

 تعداد صفحات 360 word

فهرست مطالب

فصل 1: کرنش و فشار           1

کرنش مکانیکی 2تداخل سنجی 9روشهای فیبر نوری 13گیجهای فشار 14فشار گازی کم 21گیجهای یونیزاسیون 23استفاده از ترانسدیوسر 26

فصل 2:

موقعیت ، جهت ، فاصله و حرکت         28

موقعیت 29جهت 30اندازه گیری فاصله – مقیاس وسیع 39فاصله پیموده شده 41سیستمهای شتاب سنج 50دوران 56

فصل 3:

سنسورهای دما و ترانسدیوسرهای حرارتی         68

گرما و دما- 69نوار بی متال 70انبساط مایع و گاز 74ترموکوپلها 76        سنسورهای مقاومت فلزی 85ترمیستورها 92تشخیص انرژی گرمایی تابشی 99آشکارسازهای پایروالکتریک 100ترانسدیوسرهای حرارتی 103ترانسدیوسرهای حرارتی به الکتریکی 105

فصل 4:

جامدات ، مایعات و گازها         108      

جرم و حجم 109سنسورهای الکترونیک 110آشکارسازهای مجاورتی 115سطح مایعات 130سنسورهای جریان مایع 133زمان سنجی 137گازها 141ویسکوزیته (گران روی) 145

فصل 5:

فرآیندها    174

فرآیندهای صنعتی 175بررسی رفتارهای کلی فرآیندهای صنعتی 194روشهای عملی تعیین تابع تبدیل فرآیندها 206

فصل 6:

کنترل کننده ها    220

کنترل کننده ها 221کنترل کننده ها از نظر انرژی محرکه 221کنترل کننده ها از نظر قانون کنترل 222اصل کلی ایجاد عملیات در کنترل کننده ها 236کنترل کننده های الکتریکی 237کنترل کننده های بادی 242کنترل کننده های هیدرولیکی 261انتخاب کنترل کننده ها 290تنظیم کنترل کننده ها 294جبرانسازی در سیستمهای کنترل صنعتی 307

فصل 7:

عناصر نهایی و محرک ها         319

                شیرها      321

محرک ها 329تثبیت کننده شیر 343شیرهای مخصوص 348تقویت کننده ها 353مراجع                        358