Full transcript
0:00أهلاً بالجميع ، كيف حالكم ؟ حسناً ، في هذا الفيديو سندرس حساس حرارة . في هذه الحالة هو مزدوج حراري من النوع K ، لذا سنلقي نظرة أيضاً على بعض الجوانب التاريخية لنقوم أخيراً بمحاكاة ورؤية دائرة تناظرية لقياس درجة الحرارة . إذن ، دعونا نرى كيف نفعل ذلك . حسناً ،
0:28لنبدأ فيديو جديداً . إذن ، اليوم سندرس حساسات درجة الحرارة التي تسمى المزدوج الحراري ، حسناً ؟ وهي حساسات تُستخدم حالياً بكثرة سواء في الصناعة أو في الأجهزة مثل أجهزة القياس ( الأفوميتر ) ، أليس كذلك ؟ جهاز القياس عادةً ، ليس الكل ، ولكن تلك التي تتضمن قياس درجة
0:49الحرارة غالباً ما تستخدم هذا النوع من الحساسات . حسناً ، لنبدأ بالجزء التاريخي . بدأ هذا في عام 1822 أو 1825 ، يعتمد ذلك على المؤلف الذي تقرأ له . بدأ الأمر مع طبيب إستوني كان يُدعى توماس يوهان سيبك ، أليس كذلك ؟ بالتأكيد
1:09قد سمعتم عنه من قبل ، تأثير سيبك أو جهد سيبك أو المعامل ، حيث قام بربط قطعتين من معدنين مختلفين ، في هذه الحالة البزموت والنحاس ، أليس كذلك ؟ وبدأ في دراسة التأثيرات . هنا يمكنكم رؤية ما يشبه اللوحة التذكارية ، أليس كذلك ؟ تخليداً لذكراه . وإذا أردتم قراءة
1:30الدراسة التي أجراها ، حسناً ، أترك لكم الرابط هنا حيث يوجد المنشور . ببساطة ، ما فعله هو ربط قطعتين من معدنين مختلفين ، البزموت والنحاس ، أليس كذلك ؟ عرضهما لدرجات حرارة مختلفة ، وتبين أنه قرّب بوصلة إليهما بالصدفة ولاحظ
1:52أنها تغير اتجاهها ، أليس كذلك ؟ أطلق على هذه الظاهرة اسم " التأثير الحراري المغناطيسي " ، بينما اليوم نعلم أن هذا غير صحيح ، بل ما يحدث هو سريان تيار كهربائي . ونتيجة لهذا التيار يتولد مجال مغناطيسي ، وهو ما تسبب بوضوح في انحراف هذه البوصلة .
2:14بفضل تأثير هذه التجربة التي اكتشفها هذا الطبيب بالصدفة ، يمكننا اليوم استخدام هذا النوع من الحساسات . حسناً ، قبل البدء بدراسة هذا الحساس ، سنأخذ نظرة عامة ، أليس كذلك ؟ سنرى حساسات مختلفة وما هي مزايا وعيوب كل منها . لقد
2:36أعددت هنا جدولاً صغيراً حيث قمنا بالفعل بتغطية العديد من هذه الحساسات . اليوم سنتحدث عن المزدوجات الحرارية . ثم لدينا المقاومات الحرارية ( الثيرمستورات ) ، ولدينا فيديو عن NTC و PTC . لدينا أيضاً فيديو عن هذا الحساس ، أليس كذلك ؟ حساس RTD أو حساس PT100 أو PT1000 الشهير المصنوع من البلاتين . وبعد ذلك
2:57لدينا الدايودات والثرمستورات التي يجب في الواقع إضافة صف إضافي لها لنتحدث عن تلك المستشعرات الموجودة داخل رقاقة . لدينا أيضًا فيديو قديم عن ذلك ، لذا سأتركه لكم هنا في الأعلى . حسنًا ، هذا الجدول سيساعدنا قليلًا في فهم أنواع المستشعرات ، وسرعة استجابتها ، وتكلفتها ،
3:18ودقتها ، وخطيتها وبعض الملاحظات ، أليس كذلك ؟ لكي تتمكنوا في أي وقت من إنجاز عمل ما . محاولة اختيار المستشعر المناسب . هناك مستشعرات قد لا تكون خطية ولكنها منخفضة التكلفة ، مثل الثرمستور ، وبالتالي ، إذا قمتم بمعالجتها لتصبح خطية باستخدام
3:39إلكترونيات منفصلة ، فإن التكلفة ستزداد . وإذا قمتم بذلك عن طريق البرمجة ، فستزداد أيضًا ، ولكن بدرجة مختلفة لأن ذلك سيتطلب وقتًا للبرمجة . باختصار ، لكل منها ميزاته وعيوبه ، وبناءً على تطبيقكم ، سيتعين عليكم اختيار النوع المناسب ، أليس كذلك ؟ لهذا السبب وضعت هذا الجدول الصغير . حسنًا . إذا عدنا إلى
4:01دراسة ذلك الطبيب الإستوني ، فما سنفعله اليوم هو دراسة هذه المزدوجة الحرارية ، والتي تتكون من معدنين . الآن ، سنسميهما المعدن " أ " والمعدن " ب " . يتم ضم هذين المعدنين عند طرف واحد بلحام خاص ، وسنسمي هذا
4:22الاتحاد " وصلة " . إذن ، لدينا درجة حرارة الوصلة ونعلم أننا إذا طبقنا حرارة هنا ، بعبارة عامة نوعًا ما . سيولد هذا فرق جهد ، أو قوة دافعة كهربائية . حسنًا ، يمكننا بسعادة كبيرة توصيل محول تناظري رقمي ( ADC ) هنا .
4:44وقياس ذلك الجهد ثم تحويله إلى درجة حرارة . حسنًا ، هذا ليس صحيحًا للأسف . لماذا ؟ لأننا إذا قمنا بتوصيل مسارات النحاس التي ستتجه إلى المحول التناظري الرقمي هنا ، فإننا ننشئ مزدوجة حرارية جديدة لأننا سنحصل على وصلات جديدة
5:05بسبب تغيير المادة ، وهذا ما يحدث هنا ، وسنحصل على قياسات خاطئة . إذن ، هنا تبدأ تعقيدات هذا المستشعر . يجب أن يكون لدينا مرجع لنتمكن من قياس درجة الحرارة بشكل صحيح . سنقوم بإنشاء هذا المرجع هنا . نعم . هنا لدينا كتلة نسميها
5:25كتلة تعويض الوصلة الباردة وهي كتلة متساوية الحرارة . نعم ، لنتذكر أن الشيء متساوي الحرارة هو شيء له نفس درجة الحرارة ، وبالتالي سيعمل كمرجع لنا لقياس هذه الحرارة . لنتذكر دائماً أنه عندما نقوم بقياس شيء ما ، فإننا نقوم بعملية
5:46مقارنة . على سبيل المثال ، إذا أردت قياس حجم ورقة في المدرسة ، فأنا أحضر المسطرة وأقيسها . نعم ، تلك المسطرة صُنعت بالطبع بناءً على نموذج قياسي ، أليس كذلك ؟ معظم أدوات القياس التي لدينا اليوم تستند إلى نموذج قياسي موجود في
6:08فرنسا ، أليس كذلك ؟ وبهذه الطريقة ، تم إنشاء أنواع أخرى من النماذج القياسية التي أُرسلت إلى مختلف البلدان ، وبناءً عليها صُنعت المزيد من أدوات القياس . حسناً ، هنا يحدث شيء مشابه . إذا أردت قياس هذه الحرارة ، فأنا بحاجة إلى مرجع ، بالإضافة
6:29إلى وجوب الحذر من تسخين هذين المعدنين أو تسخين الموصلات المتصلة بمحول التناظر الرقمي ( ADC ) . لنفترض أننا تقدمنا خطوة أخرى . لدينا وصلة القياس الخاصة بنا والتي تكون عند درجة حرارة T1 . لدينا وصلة مرجعية عند درجة حرارة
6:49T2 ، ثم لدينا هنا مقياس جهد . على سبيل المثال ، لدينا معدن ( أ ) ومعدن ( ب ) ، ولدينا فرق في درجة الحرارة ، وبهذه الطريقة سنقيس فرق الجهد الذي سيكون الجهد عند T1 ناقص الجهد عند T2 . حسناً ،
7:10لقد حللت بعض المشكلات هنا ، لكن لا يزال لدي وصلة مرجعية لا أعرف كيف أصنعها أو كيف تعمل . حسناً ، إذاً لدينا هنا وصلة القياس . عند درجة حرارة T1 . وهنا سيكون لدينا كتلة متساوية الحرارة ، وهي في الواقع خليط من الماء والثلج . نحن
7:31نعلم أن خليط الماء والثلج ، عندما يحدث ، نحقق تغيراً طورياً متساوي الحرارة ، وإذا كان الماء نقياً ، يحدث هذا التغير عند 0 درجة مئوية . إذاً ، بهذه الطريقة أصبح لدي وصلة قياس ومرجع عند درجة صفر ، وهو أمر أعرفه
7:52مسبقاً . نعم ، اعتماداً على نوع المزدوجة الحرارية ، عادة ما تعطي قريباً من 0 فولت عند درجة حرارة قريبة من 0 درجة . حسناً ، لدينا مرجع موثوق ويمكن الحفاظ عليه عند 0 درجة . المشكلة في هذا الأمر هي أنه ، حسناً ، إنه أمر معقد ، أليس كذلك ؟ أن تحمل معك بعض
8:12الثلج والماء في كل مكان ، أليس كذلك ؟ وأن تتجول لقياس درجات الحرارة هنا وهناك . ليس بالأمر السهل . ولكن ، نحن نبحث عن حلول . حسناً ، لدينا هنا حل آخر وهو حل أفضل قليلاً . إذن ، لدينا هنا وصلة القياس التي
8:33تقع عند T1 . لدينا الكتلة المتساوية الحرارة عند درجة الحرارة T2 ، وبعد ذلك لاحظ أننا نخرج بالنحاس ونذهب إلى جهاز قياس . نعم ، هذا يمثل محول تناظري رقمي ( ADC ) . حسناً ، أو أي شيء آخر قد يخطر ببالكم . إذن هنا من الواضح ، بما أن لدينا معدنين A و B ، تتولد قوة دافعة
8:54كهربائية . نعم ، سيكون لدينا جهد كهربائي . ثم لدينا هنا الكتلة المتساوية الحرارة ، وبعد ذلك لدينا هنا النحاس . بما أن لدينا معدنين متطابقين ، فسيؤدي ذلك إلى توليد قوة دافعة كهربائية متساوية ومعاكسة . وبهذا نكون قد حللنا مشكلة أنه من الكتلة المتساوية الحرارة
9:14فصاعداً ، أي باتجاه جهاز القياس أو المحول ، لا توجد مزدوجة حرارية أخرى ، هل هذا مفهوم ؟ لم يعد لدينا تأثير " سيبك " بعد الآن . إذن نحن هنا نقيس الجهد عند T1 مطروحاً منه مرجعه ، وهو الجهد عند T2 . نعم ، بهذه الطريقة بدأنا في حل هذه المشكلة . الآن ما
9:35سنراه هو الأنواع المختلفة من المزدوجات الحرارية . يتم تصنيفها وفقاً لحرف معين ، هل هذا واضح ؟ الأكثر شيوعاً هي J و K. لقد رأيت النوع K كثيراً في الصناعة ، ويُستخدم كثيراً في الأفران الصناعية ، على الرغم من استخدام PT100 أو PT1000 أيضاً ، وهي مقاومات RTD . كما رأيت النوع J كثيراً أيضاً .
9:55رأيت النوع J في آلات بثق البلاستيك . في الحقيقة ، لم أعرف أبداً لماذا يستخدمون J أكثر من K ، لكنني رأيت ذلك بالفعل . إذا كان أحدكم يعرف السبب ، فليتركه في التعليقات . وهنا لدينا المعدن A ، والمعدن B ، ونطاق درجة حرارة تقريبي ، وأقصى قوة دافعة كهربائية يمكن تقديمها ، ومعامل
10:16" سيبك " ، أليس كذلك ؟ كم ميكروفولت لكل درجة مئوية تتغير هذه المستشعرات ؟ لاحظوا أن هذه سبائك . هنا مكتوب حديد ، كونستانتان ، كروميل ، ألوميل . حسناً ، يمكنكم البحث عن كل هذا على الإنترنت . إنها سبائك خاصة جداً تجعل هذه المستشعرات خطية قدر
10:37الإمكان ضمن نطاق درجات حرارة معين . حسناً ، بما أن هذه المستشعرات تعطي جهداً معيناً عند درجات حرارة مختلفة ، يوجد معهد بدأ في وضع معايير لكل نوع من المستشعرات ، وهو معهد يسمى " المعهد الوطني للمعايير والتقنية " .
10:58نعم ، هو موجود في الولايات المتحدة ، وما فعله هو تجميع الكثير من المعلومات حول هذه المستشعرات . لاحظوا أنهم يقدمون لنا هنا جدولاً يوضح جهد " سيبك " مقابل درجة الحرارة لكل نوع . لاحظوا أنها خطية إلى حد ما ، هل هذا مفهوم ؟
11:19ليست على النطاق بأكمله ، لكنها جيدة جداً ولكل منها نطاق مختلف ، أليس كذلك ؟ لاحظوا أن هذه تصل إلى ما يقرب من 1800 درجة ، وهو أمر كبير جداً . نعم ، إذا جئنا إلى الصفحة ، حسناً ؟ سأتركها لكم هناك في المستند . يمكنكم تحميل ذلك المستند من GitCab ، كما أقول دائماً . لاحظوا أن المنحنيات موجودة
11:39هنا . إذاً ، دعونا ننتقل إلى هنا . هنا لدينا بيانات المزدوجة الحرارية . نضغط هنا . سوف نرى ، على سبيل المثال ، النوع K وسننتقل من 0 إلى 300 درجة . نضغط على الحصول على البيانات ( get data ) . سوف نغلق هذا ، وهنا يعطينا الجهد بالملي
12:00فولت لكل درجة حرارة ، أليس كذلك ؟ لكل درجة مئوية . لاحظوا أنه عند 0 درجة يعطيني 0 ملي فولت . هذا جيد جداً لأنه يمنحني مرجعاً جيداً . يوجد أيضاً كتاب ، إذا أردتم يمكنكم تحميله لأنه
12:20مجاني ، حيث يشرحون الكثير من الأشياء حول هذه المستشعرات . في الحقيقة ، هذا العالم معقد للغاية . حسناً ، دعونا ننزل إلى الأسفل قليلاً . حسناً ، وبعد ذلك لدينا شروحات . هناك بيانات دقيقة جداً للقياسات وفي النهاية لدينا الجداول أيضاً . نعم .
12:42إذاً ، سأترك لكم الرابط في المستند ، ومن يهتم يمكنه المجيء لقراءته . إنه مفيد جداً للتعلم . حسناً ، لنواصل إذاً مع النظرية . عادةً ، توجد ثلاثة أنواع من البناء الفيزيائي للمزدوجات الحرارية ، وهناك المزيد ، سنذكر الآن واحداً ليس موجوداً هنا . لدينا المزدوجة
13:03الحرارية المكشوفة الشهيرة ، حسناً ؟ حيث لدينا المعدنان A و B ، ولدينا هنا لحام يشكل الوصلة . نعم ، تلك ستكون هي الوصلة . إذاً ، هذه جيدة لأن لدينا اتصالاً مباشراً مع العنصر المراد قياس حرارته . حسناً ؟ على سبيل المثال ، هذه هي
13:24التي تأتي مع أجهزة القياس . لذا ، يمكنني قياس درجة حرارة مكواة لحام بلمس رأس المكواة مباشرة بهذا الطرف . بعد ذلك لدينا نفس الشيء ، ولكن مع غلاف وتلامس الغلاف مع الوصلة . نعم . وبعد ذلك لدينا نفس الشيء ، ولكن الوصلة لا تلمس الغلاف
13:44. من الواضح أن لكل واحدة مزاياها وعيوبها . من الواضح أن هذه المكشوفة يجب العناية بها ، لكننا سنحصل على استجابة سريعة . هنا استجابة متوسطة وهنا استجابة أبطأ ، أليس كذلك ؟ ولكن ، يمكن أن تكون هذه النهاية هكذا ، حيث يتصل معدن بالآخر أو يمكن أن تكون أيضاً بزوج مجدول . نعم ، هذا
14:06خيار آخر متاح . حسناً هنا . سنتحدث قليلاً عما يمكننا قياسه ، أليس كذلك ؟ ذكرنا أننا بحاجة إلى وصلة ساخنة ووصلة باردة لقياس درجة الحرارة . بهذه الطريقة ، إذا قمنا بعملية الطرح ، سنحصل على درجة حرارة مطلقة .
14:26نعم . إذا لم نقم بذلك ، فسنحصل على درجة حرارة نسبية . هذا ممكن القيام به . معظم التطبيقات لا تتطلب ذلك لأنها تقيس الحرارة المطلقة ، ولكن إذا كنت تريد قياس درجة حرارة نسبية لجسم آخر ، فيمكنك ذلك ، لا توجد مشكلة . هنا لدينا بعض الجداول ،
14:47وهي مثيرة للاهتمام للغاية . يوضح هذا الجدول كيف يتغير معامل " CEC " بالنسبة لدرجة الحرارة ، ولاحظ أن الموضوع معقد نوعاً ما . الأفضل بينها في الحقيقة هي النوع " K " ، أليس كذلك ؟ لاحظ أنه في هذا النطاق المظلل باللون الرمادي ، يكون
15:08الخط مستقيماً تقريباً ، نعم ؟ سيكون بين 0 وما يقرب من 1000 درجة . بعد ذلك لدينا النوع " J " ، الذي يحاول أن يكون خطياً ، لكنه ليس بنفس كفاءة النوع " K " . ثم لدينا " E " ، وهو سيء جداً ، و " T " . أما " R " و " S "
15:26فهما جيدان جداً ، أليس كذلك ؟ لكن لنقل إن أفضلها هي النوع " K " . وهنا لدينا جدول آخر يمكننا من خلاله رؤية الخطأ للأنواع " J " و " K " . نعم . ثم هنا على اليسار نرى الخطأ للأنواع الأخرى ، " E " و " T " . لذا ، كما ترون ، هذه
15:47المستشعرات معقدة للغاية في التعامل معها . إنها ليست خطية ، كما نرى هنا ، أو بالأحرى ، ليست خطية تماماً ، مما يجعل إجراء القياسات أمراً معقداً ، وإذا أردنا تصميم دائرة تناظرية ، فعلينا مراعاة مشاكل الخطية هذه بالإضافة
16:07إلى الكتلة متساوية الحرارة . حسناً ، لنعد للحديث مجدداً عن الوصلة الباردة ، نعم ؟ لأنها الأهم . هنا لدينا تمثيل حيث ذكرنا أن درجة الحرارة النهائية ستكون حاصل طرح الجهدين ، الجهد المقاس هنا والجهد الخاص بالوصلة
16:27الباردة الذي ، حسناً ، ممثل هنا بالماء والثلج . نعم ؟ والآن ، كما قلت سابقاً ، لا يمكنني التنقل في الحياة ومعي دلو من الماء والثلج ، نعم ؟ لأن ذلك غير مريح على الإطلاق . لذا ، سأقوم باستبدال هذه الكتلة التي تمثل الكتلة متساوية الحرارة .
16:48بماذا سأستبدلها ؟ بمستشعر درجة حرارة آخر . يمكن أن يكون مستشعر درجة الحرارة هذا " RTD " أو " NTC " أو " PTC " ، أو صماماً ثنائياً ( دايود ) ، أي شيء أريده ، لا توجد مشكلة . عادة ما يتم استخدام NTC أو RTD ، وهي الأكثر شيوعًا ، وبهذه الطريقة سأحتاج
17:09إلى حساب الكتلة متساوية الحرارة ، باستخدام أحد هذه الأنواع من المستشعرات . وبهذه الطريقة يمكنني قياس درجة الحرارة المطلقة . حسناً ، ما سأعرضه هنا هو مخطط كتلي لعملية القياس لهذه الأنواع من المستشعرات ، حيث لدينا في كتلة واحدة
17:30المحول التناظري الرقمي ( ADC ) وفي الكتلة الأخرى ، على سبيل المثال ، لدينا المتحكم الدقيق . نعم ، ليس الأمر بالضرورة هكذا تماماً . بل هو تقريب لكل ما يتعين علينا القيام به . حيث يوجد المحول ( ADC ) ، سنقوم بقياس جهد الوصلة الباردة ، وجهد المزدوجة الحرارية أو
17:52العنصر الذي أريد قياسه . نعم . بعد ذلك ، يجب أن أحول جهد الوصلة الباردة إلى جهد ، ليس بالضرورة ، يعتمد ذلك على نوع المستشعر المستخدم هنا ، لكنني وضعت هنا ، كما قلت لكم ، طريقة للقيام بذلك . بعد ذلك
18:13لدينا جهد المزدوجة الحرارية ، وهذا هو الجهد بالفعل . إذا كان لدي هنا ، على سبيل المثال ، مستشعر RTD ، حسناً ، لن نقرأ الجهد مباشرة دائماً . لكن ما أريد توضيحه هنا هو أنني سأقوم بطريقة ما بتحويل كل هذه المعلومات التي لدي هنا إلى جهد . نعم ؟ نقوم
18:34بعملية جمع . وبعد ذلك نحول الجهد إلى درجة حرارة ، وبهذه الطريقة سيكون لدي هنا مخرج ما هو الجهد . حسناً ، لدينا هنا مخطط كتلي لمحول ( ADC ) من شركة تكساس . حيث تخبرنا الشركة أن المحول الخاص بها ، بالإضافة
18:55إلى كونه محولاً عادياً ، هو محول يمكن تطبيقه لقياس المزدوجات الحرارية . نعم ، هذا مثير للاهتمام . حسناً ، هنا يقومون بحقن جهد انحياز . لأنهم يريدون الحفاظ على الجهد عند مستوى معين . ثم في الكتلة متساوية الحرارة ، لدينا هنا
19:15مستشعر RTD . لاحظوا أنه مكتوب أنه بسلكين . نعم . ولاحظوا أننا درسنا بالفعل هذا النوع من المستشعرات هنا . ما يفعله هو حقن تيار . نعم ، باستخدام هذا المحول الرقمي التناظري ( DAC ) يتم حقن تيار وهنا يتم قياس الانخفاض في الجهد . نعم ؟ بهذه الطريقة سيتم تعويض درجة حرارة الوصلة
19:37الباردة وهنا سيتم قياس الوصلة الساخنة . حسناً ، ماذا يحدث إذا أردت قياس درجة حرارة مزدوجة حرارية باستخدام متحكم دقيق ؟ حسناً ، ما يتم فعله هنا هو استخدام متعدد حدود ( Polynomial ) . نعم ، لاحظوا أنني كتبت هنا
19:57صيغتها العامة ، وهنا قمت بتوسيعها ، حيث لدينا مجموعة كبيرة من المعاملات . لاحظوا وجود المعامل D ، الذي نستخرجه من جدول معين ، حيث E هي الجهد المقاس بالميكروفولت . أما المعاملات فهي موجودة هنا . لاحظوا أنها
20:17أرقام صغيرة جداً . نعم . والتي تم تقريبها أيضاً عند درجات حرارة مختلفة . لاحظوا أن هذا النطاق يمتد من -200 إلى 0 درجة ، ومن 0 إلى 500 ، ومن 500 إلى 1300 . لماذا يفعلون ذلك ؟ حسناً ، لأنهم يريدون تقليل نسبة الخطأ . نعم ، الحقيقة أن هذا الأمر معقد للغاية . سوف نرى
20:39محاكاة لذلك الآن ، ولكن هذا المعهد الذي عرضته سابقاً قام بحساب هذه المعاملات لكي يتمكن أي شخص يحتاج لهذه المعلومات لتحميلها في متحكم دقيق ، مثلاً ، من القيام بذلك بهذه الطريقة . حسناً ، ما سنفعله الآن هو النظر
21:00إلى دائرة تماثلية بحتة لقياس درجة الحرارة باستخدام مزدوج حراري . يمكنكم القيام بذلك في منازلكم ، إنها تجربة مثيرة للاهتمام ، لكن كونوا حذرين ، فهي ليست شيئاً مثالياً ، أليس كذلك ؟ الآن سنشرح جيداً السبب . في المقام الأول ، لدينا هنا مرجع للجهد . نحن
21:21نريد ببساطة أن تكون إشارة المزدوج الحراري مركبة على هذا الإزاحة ( offset ) . لكي نتمكن من قياس درجات الحرارة الصغيرة . لقد استخدمت TL431 ، وسيعطيني هنا 2.5 فولت لأن المرجع متصل بالمهبط ( كاثود ) .
21:42بعد ذلك لدينا هنا المزدوج الحراري . هنا لدينا الكتلة متساوية الحرارة . لاحظوا أنها ممثلة هنا أيضاً . سيكون لدي هنا وصلات مختلطة بين مادة المزدوج الحراري والنحاس . وهنا في الكتلة متساوية الحرارة لدي مقاومة حرارية ( NTC ) . وهذا
22:03سيساعدني في الحصول على مرجع . أليس كذلك ؟ حسناً . من ناحية أخرى ، لدينا هنا مضخم آلي ( instrumentation amplifier ) . وهذا التكوين هو الأفضل دائماً عندما أرغب في قياس جهود صغيرة . لماذا ؟ لأن المداخل تحتوي على عازل ( buffer ) . إذا كانت لدينا ممانعة عالية جداً هنا وهنا ،
22:24فالدائرة عملياً لن تشعر بأنني أجري قياساً عليها ، وهو ما أريده تماماً . وهذا هو ما أسعى إليه . حسناً ، إذا قطعنا الدائرة هنا ، ماذا سيحدث ؟ سنحصل على مضخم تفاضلي . نعم ، وهو مثبت هنا أيضاً . حسناً . بعد ذلك ، لدينا هنا وحدة ضبط . إذا
22:45أردنا تحريك المرجع قليلاً ، يمكننا القيام بذلك . نعم . والآن ، لدينا هنا مستشعر NTC ، الذي سيعمل أيضاً مع المزدوجة الحرارية ، أليس كذلك ؟ من خلال هذه المقاومة . وبهذه الطريقة ، تؤثر الكتلة متساوية الحرارة بشكل أو بآخر على المزدوجة الحرارية ، أليس كذلك ؟
23:06وهكذا سأحصل على قياس لدرجة الحرارة المطلقة ، وهو ما أريده بالضبط . ما هي مشكلة هذه الدائرة ؟ هذه الدائرة رائعة ، ولكن ما هي المشكلة ؟ حسناً ، أولاً ، المزدوجة الحرارية غير خطية ، و NTC ، الذي درسناه في فيديو آخر ، ليس خطياً على الإطلاق . لذا ، غير
23:27خطي مع غير خطي سيعطيني شيئاً غير خطي للغاية ، بعبارة بسيطة . حسناً ، هذه هي المشكلة التي تواجه هذه المستشعرات ونحن نريد التعامل معها بطريقة تناظرية ، أليس كذلك ؟ إذن ، ماذا نفعل هنا ؟ حسناً ، للأسف هذا يتطلب الكثير من التجربة والخطأ . يجب أن يكون لديك مختبر
23:49مجهز جيداً بأدوات خاصة لإجراء الاختبار في درجات حرارة مختلفة . يتم قياس جهد الخرج بناءً على درجة الحرارة ، ثم تُسجل القيم ، وبعد ذلك يتم عمل منحنى انحدار لا أعرف كيف سيكون شكله ، ثم يُحمل في المتحكم
24:10الدقيق لتحويله لاحقاً إلى درجة حرارة . الحقيقة أنها معقدة للغاية ، وهي جيدة للتجربة ، لكنني لا أنصح بها . نعم . حسناً ، لدينا هنا دائرة أخرى وهي نفسها ، لكنها أبسط . من الواضح أن السابقة
24:31أفضل ، ولكن هنا لدينا شيء أبسط نقوم فيه بقياس درجة الحرارة . لاحظوا أن لدينا هنا مخرجين . هذا سيكون درجة حرارة كتلة المرجع متساوي الحرارة . وهنا لدينا ما يمثل قياس المزدوجة الحرارية . نعم ، هي طريقة أخرى للقيام
24:52بذلك ، وإذا أردتم تجربتها في المنزل ، فهذه الدائرة جيدة للممارسة والتعلم . أنا هنا لم أضع قيمة لـ RG لأنها مقاومة الكسب ، ولكن مع 1 كيلو أوم ستعمل بشكل جيد ، لأن لدينا كسباً بمقدار 21 مرة ، إذا لم أكن
25:12مخطئاً . وتذكروا أن هناك تغيرات بالميكروفولت ، لكن جهاز القياس سيتمكن من قراءتها . حل سهل لهذه المشكلة هو استخدام دائرة متكاملة مخصصة ، وهناك الكثير منها ، والأكثر شيوعاً هو MAX 6675 . لقد قمنا بعمل فيديو عنها أيضاً ، أليس كذلك ؟ حسناً ، لنلقِ نظرة سريعة
25:34عليها . تخبرنا هنا بكيفية توصيلها . دعنا ننتقل قليلاً إلى الأسفل . أريد رؤية المخططات الصندوقية . ها هي هنا . حسناً ، لاحظوا أنه ، حسناً ، لدينا المدخل التفاضلي . حسناً ، توجد مرحلة تكبير ، ويوجد مرجع جهد ، وهنا يوجد مخزن مؤقت ، ولاحظوا
25:55وجود مفتاح هنا ، وما يفعله هنا أيضاً هو قياس المزدوجة الحرارية ، وفي مرحلة ما ، من خلال هذا المفتاح ، يقيس تعويض الوصلة الباردة . نعم ، باستخدام صمام ثنائي . حسناً ، هذا جيد ، لقد ذكرنا ذلك . أنا في الحقيقة لم أكن أتذكر . لذا فهذا يؤكد ما ندرسه ، وهذا الدوائر
26:17المتكاملة تحل كل شيء . نعم . لذا أنا في الحقيقة أوصي بهذا وليس بالقيام بذلك بطريقة منزلية . نعم ، سترى . للتعلم واللعب ، هذا جيد ، ولكن إذا أردنا القيام بذلك بطريقة أكثر احترافية ، فالأمر أكثر تعقيداً . حسناً ، لا يمكننا
26:39الاستغناء عن محاكاة جيدة ، لذا ما فعلته هو البحث على الإنترنت ، وموقع " أنا لوج ديفايس " قدم محاكاة جيدة . هذا معقد للغاية ، ولهذا سأعرضه كما قمت بتنزيله ، نظراً لوجود العديد من المعاملات والكثير من الصيغ . نعم
27:02، عندما عملنا مع مقاومة حرارية سالبة أو موجبة ، قمنا بتمثيلها بمقاومة ، لكننا ندرس الآن هذا المستشعر وقلنا إنه يولد قوة دافعة كهربائية ، لذا يجب أن أحاكيه بمولد ، هل هذا مفهوم ؟ هذا المولد ،
27:23على سبيل المثال ، للوصلة الساخنة هنا ، نضع له الدالة ، وقد أسموها هنا " V junk " بين أقواس . وإذا جئنا إلى هنا للأعلى ، فالمعامل موجود هنا ، والصيغة موجودة ، نعم ، مع المعاملات . حسناً ، في الحقيقة هذا معقد للغاية ، لذا من الأفضل
27:45استخدام محاكاة وانتهى الأمر . إذا ضغطنا على تشغيل ( Run ) ، ونقرنا هنا على أحد المخارج . لاحظوا هنا أن هذا مع تهيئة الإشارة هذه بين -40 وما يقرب من 700 درجة ، لدينا هذا المخرج ، أليس كذلك ؟ لما سيكون عليه هذه
28:07المزدوجة الحرارية . هنا وجدنا محاكاة أخرى . لاحظوا أن لدينا نفس الشيء ، لدينا مزدوجة حرارية من النوع J ، ولدينا الوصلة الساخنة والباردة ، نعم ، مع جهد مرجعي ، والكثير من الأشياء الأخرى . وهنا لدينا
28:29تهيئة الإشارة ، أليس كذلك ؟ وفي المخرج وضعت مرشحاً ( فلتر ) . حسناً ، هذا معقد للغاية . هنا أيضاً تم تحميل الصيغ . حسناً ، من الصعب جداً محاكاة ذلك ، لكن لحسن الحظ هو متاح لنا ، لذا قمنا بتنزيله من الإنترنت من موقع " أنا لوج ديفايس " . حسناً ، لا
28:50يزال قيد التحميل . والآن ما سنقوم به هو رؤية المخرج . حسناً ، هنا لدينا المحاكاة بين -40 و 200 درجة . لاحظوا أنها تبدأ عند 0 فولت تقريباً ونحصل على 1.6 فولت . ما لدينا هنا هو المزدوج الحراري . هنا لدينا تكييف الإشارة وهنا
29:12لدينا مضخم ، وهو مضخم استدلالي مخصص كما هو واضح ، أليس كذلك ؟ وهنا يمكنكم ضبط الكسب من خلال هذه المقاومة . لذا ، بصراحة ، الأمر جيد جداً . سأتركها لكم على GitHub لتقوموا بتنزيل كل شيء . سأترك لكم أيضاً رابط الصفحة التي حملتها منها ، لأن
29:33المرء يتعلم الكثير من القراءة هناك . وما سنفعله الآن هو إنهاء الفيديو في المختبر لنرى كيف تعمل دائرتنا . حسناً ، نحن هنا إذاً للقيام بالجزء العملي . إذن ، لدينا هنا المزدوج الحراري من النوع K. نعم ، اشتريته
29:53عبر الإنترنت . وهنا لدينا مقاومة حرارية ( NTC ) ستساعدني في تعويض الوصلة الباردة . وهنا لدينا كل الدوائر الإلكترونية التي رأيناها في الجانب النظري . لقد استخدمت تهيئة المضخم الاستدلالي ، ولهذا استخدمت MCP 6004 لأنني
30:13كنت بحاجة إلى ثلاثة مكبرات عملياتية . يتبقى لدي واحد ، لكن حسناً ، ها هو الـ TL431 والمقاومات لتوليد الكسب . لقد قمت بتشغيله منذ فترة قصيرة . لاحظوا أنه لا يزال يحاول الاستقرار . سوف نشعل الضوء . ها هو
30:34ذا . والآن ما سأفعله هو أنني بحذر شديد سأوجه القليل من الحرارة باستخدام المسدس الحراري ، لذا سأقوم بتشغيله . سوف ننتظر حتى يسخن قليلاً . سأضبطه على درجة منخفضة ، حوالي 170 درجة تقريباً . حسناً ، لنرَ ما إذا كان الجهد سيتغير على جهاز القياس . نعم ، سنوجه القليل من الحرارة هنا
30:56. تذكروا أن التغيرات في المزدوج الحراري تكون في نطاق الميكروفولت ، نعم ؟ أي أنها تغيرات صغيرة جداً . لهذا نستخدم مضخماً استدلالياً بكسب جيد . لاحظوا أن الجهد بدأ ينخفض ، وعندما أبعدت الحرارة بدأ يرتفع ، أليس كذلك ؟ كيف يعود ليستقر من
31:16جديد . لنعد توجيه الحرارة إليه ، بدأ بالانخفاض مجدداً . نعم . وبهذه الطريقة يمكننا رؤية أن الدائرة تعمل بشكل جيد . ما هي مشكلة هذا الأمر ؟ حسناً ، المشكلة هي أنه من الصعب جداً جعله خطياً ، لأن هذا العنصر ليس
31:38خطياً عملياً ، والآخر أقل خطية كما رأينا في فيديو سابق ، مما يجعل معايرته صعبة جداً . للقيام بذلك ، سأحتاج إلى مختبر يمكنني من خلاله توليد درجات حرارة دقيقة للغاية ، وقياس الجهد الناتج عند كل نقطة لكل درجة حرارة ، ثم إنشاء منحنى بياني لتلك النقاط ،
31:58وإجراء عملية الانحدار ، أليس كذلك ؟ لكنها في الواقع مسألة معقدة رياضيًا نوعًا ما ، رغم أنه يمكن تبسيطها بسهولة باستخدام برنامج إكسل . إذًا يا رفاق ، سننهي الفيديو هنا . كما ترون ، هو مستشعر شائع الاستخدام ولكنه معقد للغاية ويتطلب الكثير ، ومع ذلك فهو مستخدم بكثرة في الصناعة ، لذا
32:19يجب أن نتعلمه ونفهم كيفية عمله وكيفية التعامل مع مشكلاته . حسنًا ، آمل أن يكون الفيديو قد نال إعجابكم ، ونلتقي في المرة القادمة . وداعاً . وداعاً .