Untitled Quiz

مقدمة مبسطة في عالم المبدلات

• هذا الكتاب يُقدم لمحة مبسطة عن عالم المبدلات والحساسات والمشغلات.
• الحساسات تُكتشف التغيرات في البيئة وتُحولها لإشارات كهربائية.
• المبدلات هي أجهزة تحويل الطاقة من شكل إلى آخر.
• تشمل التطبيقات: التحكم بدرجة الحرارة، والسيارات ذاتية القيادة.

المحتويات

• تُقدم لمحة عن الحساسات والمشغلات والمبدلات وتصنيفاتها.
• تُوضح أنواع الحساسات بناءاً على الطاقة المطلوبة.
• تُوضح أنواع الحساسات بناءاً على إشارة الإخراج.
• تُوضح أنواع الحساسات حسب الخاصية الفيزيائية.
• تُوضح أنواع الحساسات حسب مبدأ العمل.
• تُقدم تصنيفات للمشغلات حسب حركتها ومصدر الطاقة.
• تُقدم نظرة على الحساسات الحرارية وكيفية اختيار الحساس المناسب من ناحية المدى والحساسية.
• تُقدم لمحة عن الحساسات الضوئية وقوانين عملها.
• تُقدم معلومات عن حساسات الضغط والكشف عن الموائع والغازات والسوائل، وأنواع الحساسات الحيوية.
• تُقدم لمحة عن ربط الحساسات والمبدلات بالدوائر الإلكترونية.

الحساسات Sensors

• الحساسات هي أجهزة ذكية تُكتشف التغيرات في البيئة (الحرارة، الضوء، الضغط...).
• تُحول هذه التغيرات إلى إشارات كهربائية يمكن فهمها ومعالجتها بواسطة الأجهزة الإلكترونية.
• تُعرف الحساسات أيضاً بتحويل الكميات الفيزيائية إلى إشارات كهربائية.
• تستخدم في فهم واستجابة الأجهزة الإلكترونية للبيئة المحيطة.

المبدل Transducer

• جهاز فيزيائي يُحول الطاقة من شكل إلى آخر.
• يتكون من عنصر حساس واستشعار وعنصر تبديل.
• يُحول عنصر الحساس الخصائص الفيزيائية إلى إشارة كهربائية.
• يُحول عنصر التبديل الإشارة إلى شكل أخر من الطاقة (كهربائية أو مكـانيكية أو حرارية أو ضوئية).

### تصنيف المبدلات

• مبدل الدخل Input Transducer: يحول الطاقة الفيزيائية إلى إشارة كهربائية.
• مبدل الخرج Output Transducer: يحول الإشارة الكهربائية إلى طاقة فيزيائية.

### كيفية اختيار الحساس

• المدى Range: النطاق بين القيم القصوى والدنيا التي يمكن للحساس استشعارها.
• الحساسية Sensitivity: مدى استجابة الحساس للتغيرات الطفيفة في المدخل.
• الدقة Accuracy: مدى قرب قراءة الحساس من القيمة الحقيقية.
• الخطأ Error: الفرق بين القيمة المقاسة والقيمة الحقيقية.
• البيئة Environment: مدى تأثير الظروف البيئية على الحساس.
• زمن الاستجابة Response time: الزمن المطلوب للتحويل من الإدخال إلى الإخراج.
• زمن الاستعادة Recovery time: الزمن المطلوب للعودة إلى حالة ثابتة بعد التغير.

### تصنيف الحساسات

• الحساسات النشطة Active Sensors: تحتاج إلى مصدر طاقة خارجي.
• الحساسات الخاملة Passive Sensors: لا تحتاج إلى مصدر طاقة خارجي.

### أنواع الحساسات بناءً على إشارة الإخراج

• الحساسات التناظرية Analog Sensors: تُعطي إشارة كهربائية مستمرة.
• الحساسات الرقمية Digital Sensors: تُعطي إشارة رقمية ثنائية (0 أو 1).

أنواع الحساسات حسب الخاصية الفيزيائية

• الحساسات الملامسة Contact Sensors: تتطلب اتصالاً مباشراً بالجسم.
• الحساسات غير الملامسة Non-Contact Sensors: لا تتطلب اتصالاً مباشراً.

أنواع الحساسات حسب مبدأ العمل

• حساسات المقاومة
• حساسات التخمين السعوية
• حساسات التخمين الحثية
• حساسية الضوء
• حساسات البيزوالكتريكية
• حساسات حرارية

تصنيف المشغلات

• حسب حركتها: مشغل خطي، مشغل دوّار.
• حسب مصدر الطاقة: مشغلات كهربائية، هيدروليكية، هوائية

حساسات كاشف درجة الحرارة بالمقاومة RTD

• تعتمد على مبدأ تغير المقاومة مع تغير درجة الحرارة.
• تُستخدم في التطبيقات التي تتطلب دقة عالية في قياس درجة الحرارة.
• تصنف حسب مادة عنصر الاستشعار (بلاتين، نيكل، نحاس) وطريقة البناء (سلكي، طبقة رقيقة).

المزدوج الحراري الثيرموكابل Thermocouple

• يستخدم في قياس درجات الحرارة العالية.
• يعمل على مبدأ فرق الجهد الناتج من التسخين واختلاف مادة التوصيل.

المقاومات الحرارية Thermistors

• تتغير مقاومتها مع تغير درجة الحرارة.
• تصنف حسب معامل درجة الحرارة ( موجب أو سالب).
• نTC (ذات معامل سلبي): تستخدم في قياس درجات الحرارة.
• PTC (ذات معامل موجب): تُستخدم في حماية دوائر ذات التيار.

حساسات الموضع والطول

• تستخدم في قياس مواقع الأجسام.
• تعتمد على عدة مبادئ (مقاومة، السعة، الحث).

### حساسات الضغط

• تُقاس من خلال الكهرباء الإجهادية و المقاومة الإجهادية.
• تستخدم في قياس ضغوط عالية.

### حساسات الموائع والغازات

• تُستخدم في الكشف عن الموائع والغازات.
• تُستخدم في الكشف غاز الأكسجين، ثاني أكسيد الكربون، والغاز الطبيعي.

### حساسات الحركة

• تستخدم في الكشف عن النشاط البيولوجي.

ربط الحساسات والمبدلات بالدوائر الإلكترونية

• تُستخدم قناطر القياس لقياس الكميات الكهربائية.
• تُستخدم مكبّرات العمليات amplifier لزيادة أو معايرة الإشارة الكهربائية.