مقدمه :
مشخصات یک سیستم کنترل کننده :
سیستم کنترل دارای سه بخش است :
1- ورودی / 2- پردازش / 3- خروجی
ورودی: وضعیت فرایند و وردیهای کنترلی اپراتور را تعیین کرده و می خواند.
پردازش :با توجه به ورودیها ؛پاسخها وخروجیهای لازم را می سازد .
خروجی :فرمانهای تولید شده را به فرایند اعمال می کند .
ورودی ها :در قسمت ورودیها ؛مبدل های موجود در سیستم ؛کمیت های فیزیکی را به سیگنالهای الکتریکی تبدیل میکند ،سیگنالهای الکتریکی که تولید می شوند معمولاً دامنه ُُُُُُُ بسیار کمتری دارند و باید تقویت شوند تا در سیستم کنترل مورد استفاده قرار گیرند ،در صنعت مبدل های زیادی نظیر دما ؛ فشار ؛ مکان ؛ سرعت ؛شتاب ؛ و ..... وجود دارند و خروجی یک مبدل ممکن است گسسته (باز یا بسته بودن کلید )یا پیوسته (تغییرات پیوسته دما و سرعت ) باشند ،
خروجیها :عمل گرهایی وجود دارند که فرامین داده شده به انها را به فرایند منتقل می کنند ،پمپها ؛موتورها ؛و رله ها از جمله این عملگرها هستند . این وسایل فرامینی که از پردازش می ایند (معمولا الکتریکی هستند ) را به کمیتهای فیزیکی دیگر تبدیل می کنند .مثلا موتورها ؛سیگنال الکتریکی راد به حرکت دوار تبدیل می کنند . ادوات خروجی نیز میتوانند مانند ادوات ورودی گسسته یا پیوسته باشند .
انواع سنسور های ورودی :
چندین نوع سنسور دما در صنعت وجود دارد که هر یک دقت و محدوده کار خاص خود را دارند که در زیر به بعضی از این نوع سنسور ها اشاره می کنیم :
ترموکوپل :
ترموکوپل نوعی سنسور دما است که از اتصال دو فلز غیر هم جنس در یک انتخاب بدست می اید اصول کار این وسیله بر مبنای سیبک است که به این صورت بیان می شود :وقتی دو فلز غیر هم جنس از یک سمت به هم وصل می شوند اگر محل پیوند این دو فلز حرارت داده شود در سمت دیگر اختلاف پتانسیل کوچکی به وجود می اید . مقدار این ولتاژ در حدود چند ده میلی وات است بنابراین برای استفاده باید ان را تقویت نمود . ترموکوبل محدوده کار وسیعی دارد و برای اندازه گیری دماهای بالا (تا 1200 درجه سانتیگراد استفاده می شوند )
مقاومتهای حساس به دما RTD :
نیز گفته می شود مقاومتهایی هستند که با افزایش RTDمقاومتهای حساس به دما دما مقاومت انها بیشتر میشود این مقاومت ها از عناصری مانند پلاتین /مس / نیکل و غیره ساخته میشوند .
با توجه به اینکه تغییرات این نوع مقاومت کمتر است یک مدار مناسب برای استفاده از ان پل وتستون است .
اغلب استفاده از این نوع مقاومتها نیاز به جبران حرارتی دارد زیرا جریان درون سیمها اندکی انها را گرم می کند بنابراین دمایی که این نوع مقاومتها نشان میدهد اندکی با دمای داخلی تفاوت دارد در صورتی که دقت زیاد مورد نظر باشد استفاده از مداهای جبران کننده که با افزایش دمای ناخواسته , این نوع مقاومت را جبران کند الزامی است.
ترمیستور :
ترمیستور شبیه مقاومت های حرارتی است با این تفاوت که ضریب حرارتی ان صفر است یعنی با افزایش دما مقاومت ان کاهش می یابد هوچنین معمولا تغییرات مقاومت ترمیستور با حرارت بیشتر از مقاومت های حرارتی است .
ترمیستور ها از مواد نیمه هادی ساخته می شوند و در دو نوع وجود دارند :
1- روکش فلزی
2- روکش شیشه ای
نوع روکش فلزی را مستقیما میتوان روی اجسام مختلف قرار داد .
از ترمیستور به شیوه های مختلف در پل ویتستون میتوان استفاده کرد: مثلا از ترمیستور برای جبران حرارتی یک اندازه گیر دقیق استفاده میشود و یا همچنین از ترمیستور برای سنجش تفاوت دمای دو نقطه مختلف استفاده میشود.
ایسی های سنسور حرارت:
ایسی های سنسور دما در اندازه یک ترانزیستور معمولا ساخته می شود و عموما سه پایه دارد . استفاده از این سنسور ها بسیار ساده است و همچنین محدوده کار این نوع ایسی ها معمولا بین 55 درجه سانتی گراد تا 150 درجه سانتی گراد است . وخروجی انها خطی است که ممکن است متناسب با درجه بندی دمای مطلق یا درجه بندی سانتی گراد باشد .