المبادئ الأساسية الفيزيائية
للقياس السعوي


يعتبر مبدأ القياس السعوي إحدى الطرق التقليدية المستخدمة للقياس الصناعي للأشواط والمسافات والمواضع. تعمل المجسات السعوية بدون تلامس ولا تآكل بدقة تصل إلى واحد على المليار من المتر، ولا يقتصر مجال استخدامها على الوحدات الإنتاجية فقط، بل يشمل العديد من المجالات الأخرى، بما في ذلك المختبرات وقاعات العمليات.

 مبدأ القياس
في مبدأ القياس السعوي، يشكل المجس والجسم المقاس "صَفيحَتين" لمكثف مثالي. عند مرور تيار متناوب ذو تردد ثابت عبر مكثف المجس، تكون سعة التيار المتناوب بالمجس متناسبة مع المسافة الفاصلة بين المجس والجسم المقاس.

تعتبر المجسات السعوية واحدة من أدق أنظمة القياس المتواجدة على الإطلاق، حيث يمكن بفضلها الحصول على دقة تفوق النانومتر الواحد بكثير. ويبقى المبدأ صالحاً للتطبيق على الرغم من التقلبات الحرارية الشديدة، نظراً لعدم تأثر القياس بتغيرات التوصيل المتولدة عن الحرارة بالجسم المقاس.

 خلال عملية القياس، من الممكن أن يمتد الحقل أيضاً على جوانب الإلكترود، مما قد يؤدي إلى تحريف معلومات المسافة المقاسة. لتجنب هذا الأثر الجانبي، يُحاط الإلكترود بحلقة واقية تعمل على عزل الحقل لتوفير مجال قياس متجانس. عند إجراء القياس، لا تؤخذ خطوط الحقل المنبعثة من الحلقة الواقية بعين الاعتبار، مما يسمح بالحصول على دالة مُميّزة خطية. لضمان دقة قياس عالية، لا بد من توفر بعض الشروط الأساسية، حيث يجب أن يكون وسط الاستخدام نظيفاً وجافاً، ذلك أن تغيرات المادة بين المجس والجسم المقاس قد تؤثر بشكل سلبي على جودة الإشارة. من الضروري أيضاً أن يكون طول الكبل الرابط بين المجس والمُتحَكِّم صغيراً نسبياً. عند استخدام الجهاز المعياري مع المضخم القبلي المدمج، يجب أن يبلغ طول الكبل متراً واحداً على سبيل المثال (مع إمكانية تمديد الطول لغاية 3 أمتار حسب الطراز). أما في حالة استخدام مضخم قبلي خارجي، فإن المسافة الفاصلة بين المتحكم والمضخم القبلي قد تصل لغاية 20 متر. إذا اقتضت الضرورة أن يمتد مجال قياس المجس على عدة مليمترات، فإن ذلك سيتطلب استخدام مجس كبير الحجم.

يستخدم نظام القياس السعوي التقنية الكهرومغناطيسية لإجراء القياسات على كافة المعادن مع حساسية وخطية ثابتتين. ويشكل استقرار ثابت العزل الكهربائي شرطاً مهماً لضمان موثوقية القياس، نظراً لحساسية نظام القياس إزاء تغيرات العازل الكهربائي في حيز القياس. تُستخدم المجسات السعوية أيضاً للقياس قبالة أسطح المواد العازلة، حيث تعامل هذه الأخيرة كعازل كهربائي متغير.

من خلال ما سبق ذكره، يتبين لنا أن المجسات السعوية تستعمل في كافة المجالات التي تتطلب دقة عالية ونتائج موثوقة. وفي هذا الإطار، فإنها تستخدم لقياس الاهتزازات والانحرافات والتمدد والأشواط والانعطاف والتشوه والسُّمك والعديد من الخصائص الأخرى.

 
Kapazitives Messprinzip

 تعليق مرافق للصورة:
في مبدأ القياس السعوي، تسمح الحلقة الواقية بالحصول على مجال قياس أكثر تجانساً.

 
كاتب المقال: شتيفان شتيلزل
ترجمة: فيصل علمي حسني

Not f'd — you won't find me on Facebook

 

Einen Kommentar verfassen

Als Gast kommentieren

0 / 1004 Zeichen Beschränkung
Dein Text sollte zwischen 1003-1004 Zeichen lang sein
Nutzungsbedingungen.
    • Keine Kommentare gefunden