اين فرامين؛ تركيب سوخت و هوا ؛ مقدار سوخت ؛ و نسبت جريان سوخت و نظير اينها را تنظيم مي

نمايند. لذا عليرغم تغييرات در شرايط كار موتور؛ كارآئي آن در بهترين حالت تنظيم و كنترل ميگردد.

در هر سيستم كنترل و ابزار دقيق علاوه بر اجزاء اصلي كنترل (كامپيوتر؛ ريز پردازنده و غيره) حداقل سه

قسمت و احتمالاً چهار قسمت موجود ميباشد. اين اجزاء عبارتند از :

(Sensors, Transducers) 1. اجزاء حس كننده و يا مبدل ها

( Signal Conditioner ) 2. اجزاء اندازه گيري و آماده سازي سيگنال

(Actuator) 3. وسايل كنترل كننده و عمل كننده ها

4. و احتمالاُ نشانگر و ثبات

در ادامه اين مبحث بشرح هركدام از اجزاء فوق پرداخته ميشود.

1. حس كننده ها و يا مبدل ها :

معمولاُ اولين قسمت سيستم كنترل خودكار؛ قسمت احساس كننده و يا حسگر ميباشد كه شرايط؛ حالات ؛

يا متغيرهاي فرآيند را احساس كرده و متناسب با اين شرايط سيگنال هاي خروجي متناسب با آنها ايجاد

مينمايد.

غالباٌ سيگنال خروجي اين قسمت بصورت الكتريكي ؛ و قياسي از شرايط متغير فرآيند ميباشد. براي مثال؛

فشار؛ يك ولت تغيير ولتاژ و يا به ازاء يك درجه تغيير دما (Pound) خروجي حس كننده به ازاء يك پوند

يك ميلي آمپر تغيير جريان ميباشد. امروزه در سيستم هاي كنترل از مبدلهاي و يا ترانسديوسرهاي

مختلفي استفاده ميشود. بطور نمونه ميتوان حس كننده هاي ، حركت و نيرو ( شتاب؛ دامنه ؛ تغييرمكان؛ نيرو ؛ گشتاور؛ فشار؛ قدر مطلق سرعت؛ سرعت؛ كشش)؛ شرايط سيال ( جريان؛ فشار؛ سطح

مايع )؛ رطوبت ؛ بخار هوا ؛ روشنائي ؛ پرتوزائي ؛ دما و صدا را ميتوان نام برد.

نظر به اينكه امكان جمع آوري اطلاعات در خصوص انواع مبدلها و حسگرهاي مختلف در يك كتاب درسي

وجود ندارد. لذا انواع مهمتر و مورد نظر؛ اين مبدلها در بخش هاي بعدي توضيح داده خواهند شد.

2. اجزاء اندازه گيري و آماده سازي سيگنال :

اندازه گيري؛ مهمترين قسمت سيستم هاي كنترل و ابزار دقيق ميباشد. براي مثال دما و فشار و يا بطور

كلي متغيرهاي فرآيند؛ مانند سرعت جريان سيال ؛ خاصيت اسيدي و بسياري ديگر از كميت ها اندازه

گيري ميشوند. اندازه گيري فقط براي فهميدن شرايط و يا كميت متغير انجام نميگيرد؛ بلكه بيشتر اوقات ؛

مقايسه ميشود تا سيگنال خطا تعيين گردد. توسط (Set Point) مقدار اندازه گيري شده با مقدار مطلوب

اين سيگنال خطا يك عمل كننده بكار مي افتد تا متغير فرآيند را به مقدار معيني برساند و يا خروجي

فرايند را كنترل نمايد.

در سيستمهاي كنترل معمولي ؛ نخست توسط يك حسگر شرايط يا كميتهاي متغير فرآيند؛ به سيگنال

الكتريكي يا فشارهواي معادل تبديل ميشود. معمولاٌ سيگنال الكتريكي كه به اين ترتيب تبديل شده و سپس

اندازه گيري ميشوند ، در قالب اوقات جريان؛ ولتاژ؛ مقاومت؛ ظرفيت خازني؛ ظرفيت القائي ؛ فركانس و

سرعت تكرار پالس ميباشند. در سيستم هاي بر مبناي ريز كامپيوتر؛ فرآيند اندازه گيري ؛ شامل تبديل

مقادير آنالوگ ( مثلاٌ ولتاژ معادل فشار و غيره ) به مقادير عددي ( ديجيتال) و برعكس نيز ميباشد. بعبارت

ديگر؛ چون در كامپيوترها پالسهاي ديجيتالي مورد استفاده قرار ميگيرد ؛ لذا در اين سيستمها از مدارهاي

استفاده ميشود. (D/A) و مبدل ديجيتال به آنالوگ (A/D) مبدل آنالوگ به ديجيتال

3. وسايل كنترل كننده و عملگرها :

در اكثر سيستمهاي كنترل ؛ آخرين مرحله از سيستم معمولاٌ شامل:

• يك كليد يا كنتاكت ميباشد كه در حالت باز و يا بسته قرار ميگيرد.

• يك شير كه در حالت كاملاٌ باز و يا بسته و يا در يك حالت مياني ميباشد.

• يك وسيله الكترومغناطيسي كه توسط جريان الكتريكي تحريك شده و يك عمل مكانيكي را

انجام ميدهد و يا

• شامل يك موتور است كه شروع به چرخش يا توقف نموده و يا جهت آن تعويض شده؛ و يا

سرعت آن تغيير مييابد ( گاهي اوقات از موتورهاي پله اي به اين منظور استفاده ميشود ).

مابين نخستين جزء سيستم كنترل كه معمو لا حسگر بوده و عمل كنترل را شروع مينمايد و آخرين قسمت

آن كه عملگر ميباشد؛ اجزاء كنترل مختلفي قرار دارند كه هركدام عمل معيني را در سيستم انجام ميدهند. اين وسايل معمولاٌ كليد؛ شير؛ سيم پيچ مغناطيسي؛ رله ها ؛ لامپ هاي الكتروني و عناصر كنترل نيمه

هادي ميباشند.

4. نشانگر و ثبات ؛ وسايل نشان دهنده و كامپيوتر :

اصطلاح نشانگر و ثبات به وسايلي اطلاق ميشود كه سيگنالها را ثبت و يا نشان داده و يا باعث انتقال

سيگنالي بين اجزاء مختلف سيستم ميشوند. در سيستم هاي ساده تر و قديمي تر؛ نشان دهنده به ؛ فشار

سنج ها؛ دما سنج ها ؛ اندازه گيرهاي الكتريكي و چراغ هاي روي تابلوهاي كنترل كه نشان دهنده اتفاقي

در سيستم ميباشند ( نظير چراغ هاي قرمز چشمك زن كه هنگام رسيدن سطح مايع در مخزن به حد

معيني روشن و خاموش ميشوند ) و وسايلي نظير اينها اطلاق ميشد.

اما در سيستمهاي بر مبناي ريز كامپيوتر كلمه نشان دهنده معمولاٌ به نشانگر هاي ديجيتالي ؛ پايانه هاي

تصويري؛ و ماشينهاي چاپگر گفته ميشود.

اجزاء سيستم هاي كنترل و ابزار دقيق

همانطور كه در شكل زير نشان داده شده است؛ سيستم هاي اندازه گيري اصولاٌ شامل يك مبدل ميباشند كه

وضعيت و يا كميت مورد اندازه گيري ( مورد سنجش ) را به سيگنال قابل استفاده و معمولاٌ الكتريكي تبديل

مينمايد. البته اصطلاحات مبدل و حسگر غالباٌ و اصولاٌ در رشته ابزار دقيق و كنترل با هم تعويض ميشوند.

اما از نظر تخصصي مبدل يك وسيله كاملي است كه بازاء يك كميت مورد سنجش خروجي مورد نظر را

ايجاد ميكند؛ اما حسگر يك جزئي از مبدل ميباشد كه بطور واقعي كميت مورد سنجش را حس ميكند. لذا

مبدل ها يا فقط از يك حسگر تشكيل شده و يا شامل هردوقسمت حسگر و تبديل كننده ميباشند. بندرت

سيگنال هاي خروجي حسگرها و يا مبدلها به همان صورتي كه هستند مورد استفاده قرار ميگيرند، بنابراين

غالباٌ سيگنالهاي خروجي مبدل، توسط مدارهاي آماده سازي سيگنال پردازش شده و بصورت قابل استفاده

( Signal Conditioning يند. نتيجتاٌ بيشتر اوقات مبدلها، شامل مدارهاي آماده سازي سيگنال Ĥ اي در مي

نيز ميباشند. Circuits )

شكل

 

شكل 1 - اساس يك سيستم اندازه گيري وآماده سازي سيگنال

در سيستم اندازه گيري نشان داده شده در شكل فوق؛ سيگنالهاي آماده شده به سيستم كنترل و ابزار دقيق

كه ميتواند شامل يك نشان دهندهء ديجيتالي و يا آنالوگ ؛ ثبات يا چاپگر عددي نيز باشد اعمال ميگردد.

در نتيجه كميت مورد سنجش به شكل قابل استفاده براي خواندن مثل درجه ؛ عدد و غيره در نشان دهنده

نيز آشكار ميشود. در سيستم هاي كنترل مشابه آنچه در شكل زير نشان داده شده است؛ خروجي هاي

كنترل به يك كنترل كننده و يا يك وسيلهء كنترلي ديگر اعمال ميگردد. در نتيجه كنترل كننده سيگنالي

را با توجه به مبناي ورودي و مقادير حاصل از خروجي فرايند مورد نظر ايجاد ميكند تا وسايل كنترل مننده

فرايند ، نظير شيرها ؛ عمل كننده ها ؛ موتورها و غيره را بكار اندازد.