چکیده ای از تاریخچه اختراع دماسنج (ترمو متر)

چکیده ای از تاریخچه اختراع دماسنج (ترمو متر)

تاریخچه: گالیله نخستین وسیله واقعی علمی را برای اندازه‌گیری درجه حرارت در سال 1592اختراع کرد وی برای این منظور یک بطری  شیشه‌ای گردن باریک انتخاب کرده بود. بطری با آب رنگین تا نیمه پر شده و وارونه در یک ظرف محتوی آب رنگینی قرار گرفته بود. با تغییر دما هوای محتوی بطری منبسط یا منقبض می‌شد و ستون آب در گردن بطری بالا یا پایین می‌رفت. وسیله گالیله مقیاسی واقعی برای سنجش دما نبود به طوری که وسیله وی بیشتر جنبه دما نما داشت. تا جنبه دماسنج در سال 1631ری تغییراتی را در دمانگار گالیله پیشنهاد کرد. پیشنهاد وی همان بطری وارونه گالیله بود که در آن فقط سرد و گرم شدن از روی انقباض و انبساط آب ثبت می‌شد. در سال 1635 دوک فردینالند توسکانی، که به علوم علاقه‌مند بود دماسنجی ساخت که در آن از الکل (که در دمایی خیلی پایین‌تر از دمای آب یخ می‌بندد.) استفاده کرد. و سر لوله را چنان محکم بست که الکل نتواند تبخیر شود.سرانجام در سال 1640 دانشمندان آکادمی لینچی در ایتالیا نمونه‌ای از دماسنج‌های جدیدی را ساختند که در آن جیوه به کار برده و هوا را دست کم تا حدودی از قسمت بالای لوله بسته خارج کرده بودند. توجه به این نکته جالب است که در حدود نیم قرن طول کشید تا دماسنج کاملاً تکامل یافت. به دنبال کشف دماسنج گابریل دانیل فارنهایت دانشمند هلندی در قرن هفدهم نوعی دماسنج گازی و الکلی ساخت که با دقت اندازه‌گیری بیشتری می‌تواند دمای هوا را اندازه‌گیری کند. او به سال 1714 میلادی دماسنج جیوه‌ای را طراحی و با ضریب دقت بالایی با شیوه‌ای خاص درجه‌بندی نمود. فارنهایت نتایج تحقیقات خود را در سال 1724 میلادی منتشر ساخت. آندرس سیلیسیوس دانشمند سوئدی به سال 1723 دماسنج جیوه‌ای را به صد قسمت مساوی تقسیم‌بندی نمود. اندازه‌گیری دمای هوا به روش سانتیگراد، (سیلیسیوس) به نام پرافتخار ایشان ثبت شده است. ژول دانشمند انگلیسی با اعتقاد به این که گرما نوعی انرژی است آزمایش‌های فراوانی در این راستا به انجام رسانید. او با اندازه‌گیری اختلاف دمای آب در بالا و پایین یک آبشار صد و ده متری روی تبدیل انرژی پتانسیل آب به گرما بررسی‌های فراوانی به انجام رسانید. پس از انجام این بررسی‌ها او به این نتیجه رسید که مقدار انرژی در جهان ثابت است فقط می‌تواند از صورتی به صورت دیگر تبدیل شود. پس اجسام می‌توانند در حالت تعادل گرمایی وجود داشته باشند. ژول در سال 1843 اظهار داشت که هرگاه مقدار معینی از انرژی مکانیکی به نظر ناپدید آید، همراه آن مقدار معینی گرما ظاهر شده است و این دلالت بر پایستگی چیزی دارد که امروزه آن را انرژی می‌نامیم. ژول می‌گوید که او خشنود است از اینکه عوامل بزرگ طبیعت به فرمان خالق فناناپذیر هستند و اینکه هرگاه (انرژی) مکانیکی صرف شود هم ارز گرمایی دقیقی از آن به دست می‌آید. این گفته را ژول با کار خود در آزمایشگاه به دست آورده بود او اساساً مرد عمل بود و وقتی اندک برای تفکرات فلسفی درباره‌ یافته‌های خود داشت. در حالی که دیگران بر مبنای استدلالهای ذهنی به همان نتیجه رسیده بودند که مقدار کل انرژی در جهان ثابت است. اینک پس از سالها گذر از نظریات ارزشمند دانشمندان انسان توانسته است با بکارگیری روابط و قوانین انرژی گرمایی را بیشتر شناخته و در نیروگاههای تولید برق، کارخانه‌های فولاد سازی، نیروگاههای هسته‌ای، موتور هواپیمای غول پیکر و هزاران هزاران پدیده او را مهار ساخته و بکار گیرد

تاریخ: ۱۳۹۲/۲/۲۸

انواع دما سنج ها

انواع دما سنج ها ترمو متر پزشکی گرما نگار پزشکی ، این گرماسنج جهت اندازه گرفتن حرارت بدن بکار می رود و چون حد متوسط حرارت بدن انسان 37 درجه سانتی گراد (5/98 درجه فارنهایت ) است در ترمومترهای پزشکی بر اساس سانتیگراد بین 33 تا 42 در میشود .و برای اینکه بمجرد جدا شدن ترمومتر از بدن انسان (زیر زبان - زیر بغل داخل مقعد...) و برخورد با حرارت یا برودت محیط، جیوه داخل ترمومتر تغییر مکان پیدا نکند، خمیدگی مخصوصی در انتهای لوله ترمومتر نزدیک مخزن جیوه قرار میدهند و هر بار که بخواهند آنرا بکار برند چندین بار ترمومتر را بطرف مخزن تکان شدید میدهند تا جیوه داخل لوله از خمیدگی بگذرد و کاملا وارد مخزن گردد. پیرو متر یا ترموالکتریک ترمومتر دیگری در صنایع بکار میرود بنام : پیرومتر یا ترموالکتریک - اساس این ترمومتر بر این خاصیت است که اگر فصل مشترک دو سیم فلزی مختلف را حرارت دهیم جریان برق در آنها برقرار میشود و بوسیله یک «میلی آمپرمتر» دقیق میتوان ثابت کرد که هرچه درجه حرارت زیادتر شود شدت جریان حاصل نیز بیشتر خواهد شد و با اندازه گرفتن شدت جریان درجه حرارت را معلوم میسازند. باید دانست که اختراع ترمومتر را به بسیاری از دانشمندان نسبت میدهند ولی حقیقت آن است که گالیله دانشمند ایتالیایی پیش از سال 1597 م . این ابزار را اختراع کرده و سپس تکامل یافته است . دما سنج گازی جنس ، ساختمان ، و ابعاد دماسنج در ادارات و موسسات مختلف سراسر دنیا که این دستگاه را به کار می‌برند. تفاوت دارد و به طبیعت گاز و گستره دمایی که دماسنج برای آن در نظر گرفته شده است، بستگی دارد. این دماسنج شامل حبابی از جنس شیشه ، چینی ، کوارتز ، پلاتین یا پلاتین ـ ایریدیم ( بسته به گستره دمایی که دماسنج در آن به کار می‌رود ) ، که به وسیله یک لوله موئین به فشارسنج جیوه‌ای متصل است، می باشد. این دماسنج براساس دو قانون ذکر شده در مورد گاز کامل کار می‌کند. دماسنج مایعی این نوع دماسنج یکی از رایج ترین انواع دماسنجهای مورد استفاد درصنعت و غیره می باشد. عمدتا این نوع دماسنج را بعنوان دماسنجهای جیوه ای یا الکلی می شناسیم. ساختمان این نوع دماسنجها از یک مخزن مایع و یک لوله مویین تشکیل شده که مایع درون مخزن در اثر انبساط از لوله مویین بالا رفته و دمای متناسب را نشان میدهد. دماسنج جیوه ای را می توان برای اندازگیری دما از 37.8- تا315 سانتی گراد استفاده نمود. اما اگرفضای بالای سطح جیوه را از گاز ازت پر نمایند ، می توان تا دمای 538 درجه از آن استفاده نمود. دماسنج انبساط سیال این نوع دماسنج یکی از باصرفه ترین ، رایج ترین و تطبیق پذیر ترین وسایل اندازگیری دما در صنعت می باشد.اساس کار این دماسنج در شکل مقابل نشان داده شده است.همانگونه که ملاحظه می شود با افزایش دما فشار درون حباب که می تواند محتوی مایع ، گاز یا بخار باشد ، بالا رفته و توسط فشار سنج اندازه گیری می شود. طول لوله مویین می تواند تا 60 متر باشد ؛ اما این مقدار بر دقت اندازه گیری دما تاثیر گذار خواهد بود.بهترین حالت زمانی است که از لوله مویین کوتاه که به یک ترانس دیوسر فشار الکتریکی متصل شده استفاده گردد. دماسنج الکتریکی این نوع دماسنجها اصولا کاربردهای فراوانی در صنعت داشته و قادرند از دماهای پایین تا دماهای بسیار بالا را اندازه گیری نمایند.که عمدتا بصورت مقاومتی و ترموکوپل هستند. دماسنج با مقاومت الکتریکی دماسنج مقاومتی به صورت یک سیم بلند و ظریف است، معمولا آن را به دور یک قاب نازک می‌پیچند تا از فشار ناشی از تغییر طول سیم که در اثر انقباض آن در موقع سرد شدن پیش می‌آید، جلوگیری کند. در شرایط ویژه می‌توان سیم را به دور جسمی که منظور اندازه گیری دمای آن است پیچید یا در داخل آن قرار داد. در گستره دمای خیلی پایین ، ( دماسنجهای مقاومتی معمولا از مقاومتهای کوچک رادیویی باترکیب کربن یا بلور ژرمانیوم که ناخالصی آن آرسنیک است و جسم حاصل در درون یک کپسول مسدود شده پر از هلیوم قرار دارد، تشکیل می‌شوند. این دماسنج را می‌توان بر روی سطح جسمی که منظور اندازه گیری دمای آن است سوار کرد یا در حفرهای که برای این منظور ایجاد شده است، قرار داد. دماسنج مقاومتی پلاتین را می‌توان برای کارهای خیلی دقیق در گستره –253 تا 1200 درجه سانتیگراد به کار برد. ترمیستور ترمیستور یک وسیله نیمه رساناست که برخلاف فلزات ، دارای ضریب دمای مقاومت منفی است . بعلاوه مقاومت آن بصورت نمایی با دما تغییر می کند. ترمیستور یک وسطله بسیار حساس است و انتظار می رود که با درجه بندی مناسب ، دارای عملکرد ثابتی تا 0.01 سانتی گراد باشد.یکی از ویژگی های جالب آن اینستکه می توان از آن بعنوان جبران کننده دمای مدار های الکتریکی استفاده نمود. دماسنج کریستال کوارتز یک روش جدید و بسیار دقیق اندازه گیری دما بر مبنای حساسیت فرکانس تشدید کریستال کوارتز به تغییر دما استوار است .وقتی از زاویه برش مناسب برای کریستال استفاد شود، یک تطابق کاملا خطی میان فرکانس و دما برقرار میگردد. مدلهای تجاری این وسیله از شمارنده های الکترونیکی و دستگاه قرائت رقم نما برای اندازه گیری فرکانس استفاده می کنند.گستره دمایی کار کرد این دستگاه از منفی 40 درجه تا 230 درجه سانتیگراد ادعا شده است. دمانگاری کریستال مایع کریستالهای مایع خمیری ، که از استرهای کلسترول ساخته شده اند پاسخ جالبی به دما از خود نشان می دهند . در یک گستره تکرار پذیر دما ، کریستال مایع همه رنگهای طیف رنگی را از خود آشکار می سازد.این پدیده بازگشت پذیر و تکرار پذیر است . با تغییر دادن فرمول مورد نظر می توان از کریستالهای مایع از کمتر از صفر درجه تا چند صد درجه سانتی گراد استفاده نمود. ترموکوپل ترموکوپل وسیله دیگری است که برای اندازه‌ گیری دما مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این نوع دماسنج از خاصیت انبساط و انقباض اجسام جامد استفاده می‌گردد. گستره یک ترموکوپل بستگی به موادی دارد که ترموکوپل. از ان ساخته شده است گستره یک ترموکوپل پلاتنیوم ـ ایرودیوم که 10 درصد پلاتینیوم دارد از صفر تا 1600 درجه است است. مزیت ترموکوپل در این است که بخاطر جرم کوچک ، خیلی سریع با سیستمی که اندازه‌ گیری دمای آن مورد نظر است، به حال تعادل گرمایی در می‌آید. لذا تغییرات دما به آسانی بر آن اثر می‌کند، ولی دقت دماسنج مقاومتی پلاتین را ندارد. -دمانگار (Thermograph) دمانگار یک وسیله کاملاً مکانیکی است و با استفاده از یک عنصر فلزی که انحنای آن با دما تغییر می کند ساخته شده است یک طرف عنصر فلزی حساس به تغییرات دما که دارای انحنا می باشد به بازوی اهرم طویل و متحرکی بسته شده است که این بازو ممکن است مستقیماً دما را از روی یک مقیاس ساده درجه بندی شده نشان دهد و یا اینکه انتهای بازو به یک قلم ثبات متصل گردد. با تغییر دمای هوا انحنای فلز تغییر می کند و این امر با توجه به نحوه تغییرات دما باعث انحراف قلم در انتهای بازوی مکانیکی به طرف بالا و پایین در روی کاغذ گراف می گردد و دماها ثبت می شوند

تاریخ: ۱۳۹۲/۲/۲۸

منظور از صوت چیست ؟

منظور از صوت چیست ؟

منظور از صوت چیست ؟ صوت ارتعاش یا موجی است که از یک وسیله قابل ارتجاع متصاعد می‌شود. سرعت صوت، فاصله‌ای‌ست که یک موج صوتی در مدت زمان یک ثانیه در یک سیال می‌پیماید. سرعت صوت (به انگلیسی: Speed of sound) مشخص می‌کند که این موج در بازهٔ مشخصی از زمان چه مسافتی را طی می‌کند. در هوای خشک و در دمای ۲۰ درجه سانتی‌گراد (۶۸ درجه فارنهایت)، سرعت صوت ۳۴۳.۲ متر بر ثانیه (۱۱۲۶ فوت بر ثانیه)، ۱۲۳۶ کیلومتر بر ساعت (۷۶۸ مایل بر ساعت) یا به طور تقریبی، یک کیلومتر در سه ثانیه و یا تقریبا یک مایل در پنج ثانیه است. در دینامیک سیالات، سرعت صوت در یک سیال (گاز یا مایع)، به عنوان یک ابزار حساب‌گری نسبی خود سرعت استفاده می‌شود. سرعت یک شیئ (فاصله بر زمان) تقسیم بر سرعت صوت در سیال به عنوان عدد ماخ شناخته می‌شود. اشیایئ که با سرعت بیشتر از یک ماخ حرکت می‌کنند، در سرعت‌های سوپرسونیک حرکت می‌کنند. سرعت صوت در یک گاز ایده‌آل، مستقل از فرکانس است  وتابعی از ریشه‌ی دوم دمای مطلق است ولی به فشار یا چگالی آن گاز وابسته نیست. برای گاز‌های مختلف، سرعت صوت به طور معکوس به ریشه دوم میانگین جرم مولکولی گاز بستگی دارد. در گفتگو‌های مرسوم روزمره، منظور از سرعت صوت، سرعت موج صوتی در سیالِ هوا است. با این حال، سرعت صوت از یک ماده به ماده‌ی دیگر متفاوت است. صوت در مایعات و جامدات نامتخلخل سریع‌تر از هوا، حرکت می‌کند. می‌توان گفت سرعت صوت در آب حدود ۴.۳ برابر (۱۴۸۴ متر بر ثانیه)، و در آهن تقریبا ۱۵ برابر (۵۱۲۰ متر بر ثانیه) سرعت آن در هوای ۲۰ درجه سانتی‌گراد است. سرعت صوت در فلزات و جامدات، مایعات، درون محیط هایی که فشرده گی هوای آن ها نسبت به محیط آزاد بیشتر است، مناطق سرد و مرطوب و پست تر از دریا، مناطق سرد و مرطوب در کنار دریا، مناطق سرد و مرطوب بالاتر از دریا، مناطق مرطوب بالاتر از دریا نسبت به هوای آزاد در حالت عادی به ترتیب ذکر شده بیشتر است. صوت از محیط هایی که مادی نیستند (در آنجا ماده وجود ندارد) نمی تواند عبور کند. واحد اندازه گیری صوت دسی‌بل، (به انگلیسی: Decibel)، یک واحد لگاریتمی برای بیان نسبت یک کمیت فیزیکی (معمولاً توان یا شدت) به یک مقدار مرجع مشخص است. مقدار دسی‌بل یک کمیت، ۱۰ برابر لگاریتم در پایه ۱۰ نسبت مقدار واقعی آن به مقدار مرجع است.[۱] از آنجا که دسی‌بل نسبت دو کمیت فیزیکی با یکای یکسان است، بی‌بعد است. یک دسی‌بل، یک دهم یک بِل است ولی بِل به ندرت مورد استفاده قرار می‌گیرد و معمولاً از دسی‌بل استفاده می‌شود. دسی‌بل معمولاً به عنوان یکای تراز فشار صدا شناخته می‌شود، ولی علاوه بر تراز صدا، دسی‌بل در بسیاری از اندازه‌گیری‌های علمی و مهندسی از جمله در زمینه‌های آکوستیک، الکترونیک و کنترل مورد استفاده قرار می‌گیرد. در الکترونیک، بهرهٔ تقویت‌کننده‌ها، افت سیگنال‌ها و نسبت سیگنال به نویز معمولاً برحسب دسی‌بل بیان می‌شوند. آکوستو اپتیک آکوستو اپتیک شاخه ای از فیزیک است که به بررسی برهم کنش امواج نوری و امواج صوتی و به خصوص پراش لیزر به وسیله ی امواج صوتی می پردازد. مقدمه اپتیک تاریخچه ای بسیار طولانی دارد: از زمان یونانیان باستان تا عصر حاضر[۸] درست مانند اپتیک، آکوستیک نیز تاریخچه ای طولانی دارد که به زمان یونانیان باستان باز می گردد. [۹] در مقابل آکوستو اپتیک علمی بسیار نوین با تاریخچه ای کوتاه است. این زمینه از علم با پیش بینی ]]بریلوئن[[ در مورد پراش نور بوسیله ی امواج صوتی منتشر شده در ماده در سال 1922 میالادی آغاز شد.[۱۰] این پیش بینی ده سال بعد توسط دبای و سیرز[۱۱] و همچنین لوکاس و بیکارد[۱۲] آزمایش و تایید شد. مورد خاص پراش مرتبه ی اول تحت یک زاویه ی فرود خاص (که بریلوئن هم پیش بینی آن را کرده بود) برای اولین بار توسط ریتوف دیده شد. رامان و نث در سال 1937 یک مدل عمومی تر را طراحی کردند که پراش های مرتبه ی بالاتر را آشکار کند. این مدل بعد ها در سال 1956 توسط فریزو توسعه پیدا کرد. مدل وی قابل تنظیم بر مرتبه ی پراشی مشخص بود. اساس آکوستو اپتیک، تغییر ضریب شکست به خاطر حضور موج صوتی در ماده است. موج صوتی یک شبکه ی ضریب شکست در ماده به وجود می آورد و این شبکه توسط موج نوری "دیده" می شود. تغییر ضریب شکست که به خاطر نوسان فشار ایجاد شده، به وسیله آثار شکست نور، بازتاب نور، تداخل و پراش قابل شناسایی است. تئوری اثر آکوستو اپتیکی در واقع حالت خاصی از فوتوالاستیسیته (تغییر در ضریب گذر دهی الکتریکی به خاطر کشش مکانیکی) است. فوتوالاستیسیته یعنی تغییر مولفه های ضریب شکست به خاطر کشش مکانیکی که تانسور فوتو الاستیک است در مورد خاص آکوستواوپتبک کشش مکانیکی به خاطر موج صوتی منتشر شده در محیط شفاف ایجاد می شود که همین موضوع ضریب شکست را تغییر می دهد.

تاریخ: ۱۳۹۲/۲/۲۸

روشهای سنجس سختی فلزات

روشهای سنجس سختی فلزات

روشهای سنجس سختی فلزات چکیده بواسطه ی این مقاله و فیلمی که به آن ضمیمه شده، دستگاههای مربوط به سختی سنجی فلزات معرفی شده اند و طرز کار آن ها به طورکامل تشریح شده است. صنعت سختی سنجی که امروزه گستره ی وسیعی دارد، نقش مهمی در عملیات مکانیکی و متالورژی ایفا می کند زیرا همانطورکه می دانیم امروزه درصنعت فلزات این دستگاهها نقش تعیین کننده ای دارند. سختی سنج ها به منظور اندازه گیری میزان سختی فلزات مخصوصاً بعد از سخت کاری و عملیات کوره مورد استفاده قرار می گیرند. اساس کار آن ها ایجاد نقطه اثر و بررسی آن به روی سطوح فلزات است. همانگونه که در قسمت چکیده اشاره شد، دستگاههای سختی سنج در صنعت نقش غیر قابل انکاری دارند. این دستگاهها، دستگاههای مکانیکی هستند که بعضاً برخی از آنها ترکیبی از علوم مکانیکی و الکتریکی هستند. چندین مدل از این دستگاههای در بازار امروز وجود دارد که هر روزه به تعداد آن ها اضافه می شود اما از انواع اصلی آن ها می توان دستگاههای راکول، برنیل، ویکرز، اولتراسونیک و لیپ را نام برد. شاید بهتر باشد که به جای کلمه ی دستگاه از کلمه روش استفاده کرد زیرا هرکدام از آن ها دارای مکانیزم متفاوتی است و دستگاههایی وجود دارند که هم به روش راکول و هم به روش ویکرز کار می کنند. دو مورد آخر یعنی اولتراسونیک و لیپ در ایران کاربرد کمتری دارند که بعداً درمورد آن ها به تشریح پرداخته خواهد شد. راکول راکول برای اندازه گیری سختی فلزات نسبتاً سخت مورد استفاده قرار می گیرد که بر سه نوع است : راکول A : که نیروی 60 کیلوگرم را اعمال می کند راکول B که نیروی 100 کیلوگرم را اعمال می کند راکول C که نیروی 150 کیلوگرم را اعمال می کند راکول هم بصورت ساچمه ای و هم بصورت سوزنی موجود است. اساس کار اغلب این دستگاهها به نقطه اثر ایجاد شده به روی سطح فلز است. راکول ساچمه ای به کمک 1 ساچمه کار می کند بطوریکه وزن اعمال شده به روی فلز بواسطه ی این ساچمه فلز منتقل می شود که دارای اندازه های مختلفی است ولی راکول سوزنی به کمک یک سوزن این نیرو را روی فلز ایجاد می کند که نقطه اثر آن بصورت یک مخروط 120 درجه خواهد بود. راکول های از نوع A و C هردو نقطه اثر آن ها بصورت یک مخروط 120 درجه است ولی راکول، ساچمه ندارد و دارای سوزن هرمی شکل با زاویه 130 درجه است که نقطه اثر آن یک چهار گوش است. ویکرز بر دو نوع است : میکرو ویکرز که در اوزان گرمی تا وزن 1 کیلوگرم مورد استفاده قرار می گیرد. ماکرو ویکرز که در اوزان 2 تا 120 کیلوگرم مورد استفاده قرار می گیرد. ویکرز همانند میکرومتر عمق فرورفتگی را اندازه گیری می کند. از آن جایی که گستره ی استفاده از میکرو ویکرز در اوزان بسیار کم است، دستگاههایی که اندازه گیری را به روش میکرو ویکرز انجام می دهند باید در محیطی ایزوله قرار گیرند که مثال نزدیک به آن می تواند ترازوهای دقیق جواهر فروشی باشد. ویکرز بیشتر در صنایع خودروسازی مورد استفاده قرار می گیرد و گستره ی اوزانی که بیشترین استفاده را دارند، وزن های 5 و 10 و 30 کیلوگرم است. برینل از دیگر روش ها یا دستگاهها سختی سنجی می توان برینل را نام برد که مکانیزم آن ساچمه ای است. ساچمه هایی که در برینل مورد استفاده قرار می گیرند ساچمه های 5/2 و 5 و 10 میلی متری است.   در کشور ما ایران بیشترین استفاده از برینل در وزن های 187 و 250 کیلوگرم است. در صنعت فولاد و فولادسازی از برنیل با وزن 3000 کیلوگرم و ساچمه 10 میلی متری استفاده می شود. از دیگر       زمینه های کاربرد برینل می توان از کاربرد آن در ریخته گری نام برد. لیپ لیپ که روش دیگری برای سختی سنجی فلزات است در سیستم های بسیار بزرگ کاربرد دارد. زیرا نمی توان همواره    قطعه ی کار را به کارگاه حمل کرد و در آن جا به سختی سنجی پرداخت. بنابراین باید دستگاهی وجود داشته باشد که بتوان آن را به محیط های گوناگون که سیستم ها و قطعات سنگین در آن جا وجود دارد حمل کرد. این دستگاه که بصورت پرتابل و قابل حمل است به روش پرتابی کار می کند بطوریکه در درون استوانه ای یک ساچمه وجود دارد که با پرتاب آن به سمت سطح فلز و اندازه گیری سرعت برگشت آن می توان مقدار سختی آن را اندازه گرفت. سرعت ساچمه در هنگام برگشت بر روی مانیتوری که به آن متصل است، نمایش داده می شود. از بین دستگاهها و روش های ذکر شده، راکول C و ویکرز بیشترین کاربرد را در ایران دارند. بنابراین اساس کار اغلب دستگاهها و روش های بالا بررسی نقطه اثر ایجاد شده بر روی سطح فلز است که برخی عمق این نقطه اثر را اندازه گیری می کنند و برخی قطرهای نقش ایجاد شده بر روی سطح فلز را اندازه گیری می کنند و سپس با تطابق آن اندازه ها با جدولی که از قبل تهیه شده است، میزان سختی را بدست می آورند. ویدئوکلیپی که به این مقاله ضمیمه شده، با جزئیات بیشتر به تشریح طرز کار   آن هاپرداخته شده است.

تاریخ: ۱۳۹۲/۲/۲۹

منبع تغذیه و نقش آن در سیستم ها

منبع تغذیه و نقش آن در سیستم ها

منبع تغذیه ، قلب تپنده تجهیزات شما در این نوشتار برای آشنایی شما با قلب تپنده تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی خود تلاش کرده‌ایم.‏‎ ‎اکثر افراد در هنگام خرید و یا ارتقای سیستم های خود به دلیل عدم آگاهی از نقش کلیدی منبع تغذیه، بودجه کمتری را نسبت به سایر قطعات سخت ‏افزاری صرف تهیه آن می‌کنند. این مسأله در دراز مدت، ساعات خروج از سرویس تجهیزات شما را بیشتر کرده و مشکلات بسیاری ایجاد می‌کند. شرکت ایمن ایستا با هدف ترویج فرهنگ انتخاب پاور مناسب، تهیه مناسبترین منابع تغذیه برای بازار ‏ایران را سرلوحه کار خود قرار داده است. هدف از این کار آگاهی دادن مستقیم به مشتری و توجه به اهمیت منبع تغذیه می‌باشد، چرا که با این روش مشتری در هنگام خرید منبع تغذیه، علاوه بر مقادیر ولت و آمپر، بر اساس شرایط مطلوب کاری و ‏توان مصرفی، مناسب ترین پاور را با در نظر گرفتن بودجه در طراحی خود انتخاب می‌کند.‏     منبع تغذیه چیست؟ همانطور که می دانید تمامی تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی بنا به طراحی خاص خود، به ولتاژ و جریان مشخصی جهت راه اندازی و کارکرد نیاز دارند. منبع تغذیه دستگاهی است که قادر است از یک ‏ورودی ولتاژ ‏AC‏ یا ‏DC‏ در محدوده معین، ولتاژهای ‏DC‏ مختلف (قابل تنظیم) با سطوح جریان مختلفی تولید نماید.‏     مقدمه‌ای بر منابع تغذیه سوئیچینگ ‏Switching power Supply )‎‏)‏ منبع تغذیه سوئیچینگ‎ (Switched-mode power Supply) ‎یا‎ SMPS ‎یک واحد تغذیه توان ‏‎(PSU)‎‏ است که به روش سوئیچینگ‎ ‎عمل رگولاسیون را انجام می‌دهد. برای ثابت نگه داشتن ولتاژ در خروجی یک ‏منبع‎ ‎تغذیه، دو روش رگولاسیون خطی و رگولاسیون به روش سوئیچینگ رایج می‌باشد.‏‎   در روش رگولاتور خطی از ترانس و المان‌های یکسو کننده جریان و فیلتر استفاده‎ ‎می‌شود. نقطه ضعف این روش، تلفات بالا و بازدهی پائین و عدم دسترسی به رگولاسیون دقیق و‎ ‎کیفیت دلخواه در ‏خروجی منبع تغذیه خطی می‌باشد. این دو‎ ‎روش را می‌توان به صورت زیر مقایسه کرد:‏ ‏1- فرکانس کار ترانس‌ها در روش خطی 50 تا 60 هرتز است. ترانس‌های فرکانس پایین، اندازه و حجم بزرگی دارند. در روش سوئیچینگ به دلیل‎ ‎استفاده از فرکانس بالای 50 تا 200 کیلوهرتز، حجم و وزن ‏ترانس‌ها به میزان قابل توجهی کاهش‎ ‎می‌یابد‎. ‏2- راندمان یا بازده توان در روش سوئیچینگ بسیار بیشتر از روش خطی است. یک منبع خطی با تلف‎ ‎کردن توان، خروجی خود را رگوله می‌کند ولی در روش سوئیچینگ با تغییر میزان‎ ‎دوره سیکل سوئیچ یا ‏همان‎ duty cycle ‎می‌توان ولتاژ و جریان خروجی را کنترل کرد‎.‎ با یک طراحی خوب در‎ ‎روش سوئیچینگ می‌توان به حدود 90% بازدهی دست یافت. در توان‌های بالا از‎ ‎روش‎ PWM ‎و در توان‌های پائین تر‎ ‎از 30 وات معمولاً از روش کلید زنی به صورت پالس‌های معمولی ‏استفاده می‌شود.‏ در طراحی منابع تغذیه سوئیچنگ، بحث نویز و اثرهای ناخواسته الکترومغناطیسی بسیار مهم بوده و برای حذف آن‌ها از فیلتر‎ EMI ‎و اتصالات‎ RF ‎استفاده می‌شود‎.‎ شکل مقابل بلوک‌دیاگرام منبع تغذیه سوئیچینگ را نشان می‌دهد‎. در طراحی منبع تغذیه سوئیچینگ‎ ‎اگر ورودی اصلی‎ AC ‎‏ باشد، ابتدا‎ ‎از یک طبقه یکسوکننده عبور کرده و یک ولتاژ‎ DC ‎رگوله نشده ایجاد می‌شود. این ولتاژ‎ DC ‎به خازن‌ های فیلترینگ بزرگ‎ ‎متصل می‌شود.‏ جریان کشیده شده توسط این یکسوکننده از ورودی‎ AC ‎باعث ایجاد پالس‌های جریان در اطراف پیک‎ ‎ولتاژ‎ AC ‎می‌شود‎.‎‏ این‎ ‎پالس‌های کوچک مولد فرکانس‌های بالا بوده و کاهش فاکتور توان را بهمراه دارد. ‏تکنیک ‏Power Factor Correction‏ برای مقابله ایجاد شده است. مدار ‏PFC‏ جریان مصرفی یکسوکننده را شبیه به شکل‎ ‎موج سینوسی نگاه داشته و در نتیجه فاکتور توان در برق ورودی ‏AC‏ اصلاح و ‏نزدیک به 1،00 باقی می‌ماند‎. محدوده ولتاژ ‏AC‏ ورودی توسط‎ ‎یک سوئیچ در دو حالت 115 و‎ ‎‏230‏‎ ‎ولت انتخاب می‌شود . در حالت 115 ولت یک مدار دو برابر کننده ولتاژ در طبقه ورودی اضافه می‌شود. در برخی مدل‌ها محدوده ولتاژ ‏AC‏ ‏ورودی ‏Universal‏ بوده و حداقل100  تا 240 ولت را پشتیبانی می‌کنند.‏ در یک‎ SMPS ‎با ورودی‎ DC ‎به این مرحله (یکسو کننده) احیتاجی‎ ‎نیست.‏ در مرحله اینورتر، این مقدار‎ DC ‎دوباره به‎ AC ‎تبدیل می‌شود‎.‎‏ فرکانس خروجی اینورتر بیش از 20 کیلوهرتز انتخاب می‌شود (خارج محدوده شنوایی). عمل سوئیچ‎ ‎معمولاً به کمک چند طبقه‎ MOSFET ‎‏ جهت رسیدن به بهره بالا انجام می‌شود. در مرحله بعد ترانس با تعداد دورهای پیچشی کم وجود دارد. به دلیل فرکانس بالا دور‎ ‎سیم پیچ ترانس کم می‌شود و بسته به نیاز ترانس افزاینده یا کاهنده است. ‏در مرحله نهایی هم یک طبقه یکسوکننده و فیلتر وجود دارد که وظیفه‌ی آن ساختن خروجی ‏DC‏ در محدوده معین و مشخصات مناسب است.‏

تاریخ: ۱۳۹۲/۲/۳۱