مهندسی برق , الکترونیک , ابزار دقیق

خرید - نصب - مشاوره ( امین مظاهری 09125307214: موبایل)

سیستم های ابزار دقیق
ساعت ۱٠:٠٥ ‎ق.ظ روز ۱۳٩۳/٤/٤  کلمات کلیدی: ابزار دقیق ، دما ، رطوبت ، روش

 

ابزارهای دقیق:

1- آشنایی کلی با تعمیرات ادوات مورد نیاز در تعمیر ابزارهای دقیق

2- آشنایی و کار در تعمیرات و میزان کردن فشارسنجها و حرارت سنجها

3- آشنایی و کار در تعمیرات شیرهای کنترل و آزمایش صحت کار آنها

4- آشنایی و کار در تعمیرات اندازه گیرهای جریان و سیالات و گازها، فشار، درجه حرارت و سطح مایعات و غیره

5- کمک در تعمیرات دستگاههای نشان دهنده پیچیده مانند:

Gas chormatorgaph, Analysers PH-Meter, Viscosity Meter, ETC

6- آشنایی و کار در جهت تعمیرات اضطراری و فوری ابزار دقیق در محل دستگاههای پالایش و یا اطاق کنترل

7- شناسایی و تعمیر نشان دهنده های سطح مایع و درجه حرارت در مخازن

8- شناسایی و تعمیر دستگاههای DATA LOGGER

9- آشنایی و کار در تنظیم انواع RECORDER های الکترونیکی و نیوماتیکی

10- شناسایی و تعویض انواع ترموکوپل و طرز استفاده از IC=Bor

11- آشنایی با سیستمهای کلی کنترل الکترونیک، نیوماتیک و بررسی مدارهای آن.

ابزار دقیق

ابزارهای دقیق که به منظور اندازه گیری، سنجش و کنترل مقدار فشار، جریان، ارتفاع سطح مایعات، حرارت، الکتریسیته و ... به کار می روند از حساس ترین وسایلی هستند که در استخراج و تصفیه نفت و گاز مورد استفاده قرار می گیرند.

استعمال وسایل فوق نه تنها از نظر اقتصادی کاملاً مقرون بصرفه است، بلکه در بسیاری موارد عدم استفاده از آنها غیرممکن می باشد و اداره نمودن دستگاه ها کاملاً مختل میگردد.

سیستم های ابزار دقیق در مواردی چون اندازه گیری کمیت های فیزیکی، مانیتورینگ و نیز به عنوان جزئی از سیستم های کنترل اتوماتیک مورد استفاده واقع می شوند.

همان طور که در شکل دیده می شود، یک حلقه کنترلی ساده شامل یک primary element به عنوان سنسور یا حسگر، transmitter برای تبدیل مقدار sense شده به هوای 3 تا 15 psi (و یا جریان 4 تا 20 mA)، کنترلر و در نهایت یک actuator به عنوان عملگر می باشد.

 

1- سنسورها و ترانسیمیترها:

در سیستم های ابزار دقیقی چهار عمل اصلی به عنوان وضعیت کنترل عبارتند از:

- دما temperature

- فشار pressure

- جریان flow

- ارتفاع level

بجز وضعیت های مذکور مواردی مانند: analyzing, PH conductiviy, gasdetection, و دور موتور (توسط گاورنر) و ... در یک واحد پالایشگاهی قابل ذخیره، ثبت و نمایش        می باشد.

برای اندازه گیری هر یک بعد از نصب یک المان اولیه از یک ترانسمیتر به عنوان المان ثانویه استفاده می شود. به طور مثال سنسورهایی مانند لوله بوردن در اندازه گیری فشار و دما و نیز orifice plate در اندازه گیری فلو به عنوان المان اولیه مورد استفاده قرار می گیرند.

الف) اندازه گیری دما:

گالیله اولین کسی بود که دماسنج را جهت اندازه گیری دمای اجسام ساخت. دماسنج ابداعی گالیله براساس انبساط حجم هوا کار می کرد.

مهمترین روش های اندازه گیری دما توسط دستگاه های سنجش غیرالکتریکی عبارتند از اندازه گیری با استفاده از:

1- انبساط مایعات

2- انبساط گازها

3- فشار تبخیر

4- دو فلز غیر همجنس (بی-متالیک)

در صنعت معمولاً از روش های الکتریکی برای اندازه گیری دما استفاده میکنند؛ که مهمترین ابزار برای این منظور، RTD و ترموکوپل می باشند.

ترموکوپل به دلیل رنج حرارتی بالا برای اندازه گیری دمای قسمتهای مختلف کوره‏ها مناسب تر و از نظر اقتصادی نیز به صرفه تر می باشد.

در صنعت نفت معمولاً بنا به کاربرد از ترموکوپل های نوع K (متشکل از دو فلز کرومل و آلومل)، و یا نوع J (آهن و کنستانتان) استفاده می کنند.

از RTD برای رنج های متوسط (کمتر از 300 درجه سانتیگراد) مثل اندازه گیری مای کمپرسورها و پمپ ها استفاده می شود.

RTD در مدار به صورت دو سیمه، سه سیمه و یا چهار سیمه بکار می رود که روش سه سیمه مرسوم تر است (زیرا با این روش اثر مقاومت سیم حذف می گردد):

ب) اندازه گیری فشار:

مرسوم ترین روش برای اندازه گیری فشار، استفاده از pressure gauge می باشد.

pressure gauge ها (و در مجموع تمام ابزارهای دقیق) را می توان از یک لحاظ به دو دسته Null-type و Deflection-type تقسیم نمود.

در نوع deflection، مقدار کمیت مورد اندازه گیری متناسب با میزان حرکت و انحراف یک عقربه می باشد؛ در صورتی که در نوع null این گونه نیست. به طور مثال در weight, dead-weight pressure gauge ها یا وازنه ها در روی پیستون قرار می گیرند تا وقتی که نیروی رو به پایین وارده، نیروی حاصل از فشار مایع را خنثی نماید؛ و پیستون به یک خط مبدأ، که null point نامیده می شود، برسد.

از آنجایی که کالیبراسیون وزنه ها آسان تر از کالیبراسیون فنرهای مورد استفاده در نوع deflection می باشد، عموماً دسته ی دوم از دقت بیشتری برخوردار است.

در واحدهای عملیاتی معمولاً از نوع انحرافی استفاده می گردد ولی برای تست و کالیبراسیون آنها از null-type که دقیق تر می باشد، استفاده می گردد.

در pressure gauge های انحرافی از انواع مختلفی عوامل اولیه اندازه گیری فشار استفاده می شود؛ مانند: bellows, diaphragm, capsule, bourdon tube و ...

لوله بوردون در صنعت استفاده ی بسیار گسترده ای دارد و برای اندازه گیری فشار مایعات و گازها استفاده می شود.

فشار مورد اندازه گیری به سر ثابت لوله بوردون اعمال می گردد و باعث خمش بیشتر سر آزاد آن می گردد.

یک شکل متداول لوله بوردون، c-type می باشد.

دو شکل دیگر آن helical و spiral می باشد که معمولاً در فشارهای بالاتر از آنها استفاده می شود.

فشارسنج نوع کپسول برای اندازه گیری فشارهای کم و خلأ به کار می رود و مورد اندازه گیری آن هوا یا گاز می باشد.

نوع بیلوز معمولاً برای میدان اندازه گیری 3 تا 15 پوند بر اینچ مربع و بیشتر به عنوان یک گیرنده فشار با کمیت های دیگر مورد استفاده می باشد.

دستگاه Dead Weight Tester:

یکی از روش های مورد استفاده برای کالیبراسیون فشارسنج ها در پالایشگاه، استفاده از دستگاه dead weight tester می باشد.

اگر وزنه ای بر روی پیستون (4) قرار دهیم، ایجاد فشاری در دو شاخه ی دیگر می نماید و از آنجایی که با تقسیم مقدار وزن بر سطح، فشار بدست می آید، با در دست داشتن سطح پیستون و مقدار وزنه، فشار حاصله را می توان حساب کرد.

با چرخاندن دسته ی شماره (1)، پیستون (4) به حالت تعادل در می آید. حال فشار مورد نظر را به کمک وزنه های استاندارد و پیستون ایجاد می کنیم و این فشار (فشار روغن درون دستگاه) توسط فشارسنج نشان داده می شود و به این ترتیب می توان دید که فشارسنج سالم و دقیق است یا خیر.

در هنگام تنظیم باید دقت نمود که سه نوع خطا ممکن است وجود داشته باشد:

خطای zero که در آن همه فشارها دارای یک خطای ثابت می باشند؛ خطای span که در آن خطاها به صورت مضربی زیاد می شود؛ و یا خطای زاویه ای که در آن خطا به صورت نامنظم می باشد (مثلاً تا نیمه بدون خطا و پس از آن همراه با خطا). برای رفع هر کدام از خطاهای فوق روش خاصی به کار برده می شود.

دستگاه Manometer Gauge Tester:

مانومتر دستگاهیست از نوع null-type که از دقت بسیار بالایی برخوردار است و فشارسنج هایی که در شرایط حساس تر استفاده می شوند معمولاً با این روش کالیبره می شوند.

وقتی برای میزان کردن فشارسنج از مانومتر استفاده می کنیم، حتی اگر مایع داخل آن جیوه باشد باز فشار زیادی را نمی توان ایجاد کرد چون میزان اندازه گیری آن محدود است. بنابراین برای ایجاد فشارهای زیاد مناسب نیست و باید از وسیله ای با میدان تولید فشار وسیع تری استفاده کرد.

برای تنظیم، ابتدا 3 psi و سپس 15 psi را به ستون جیوه اعمال کرده و چک می کنیم که فشارسنج نیز همان را نشان دهد.

ج) اندازه گیری فولو:

اولین بار در سال 1698 میلادی دانشمندی به نام تریچلی رابطه ای جذری بین سرعت و اختلاف فشار در جریان مایعات از دهانه ها را با روشی علمی عرضه کرد.

در سال 1887 میلادی کلمن هرشل موفق شد که برای اولین بار venturi متر را بسازد و بالاخره در سال 1910 اولین صفحه روزنه دار به نام orifice plate ساخته و به کار برده شد.

از انواع مختلف فلومترهایی که امروزه در صنعت استفاده می شود می توان venture tube, conical type, flow nozzle type, pitot static tube و orifice plate را نام برد.

یکی از مرسوم ترین ابزارهایی که برای اندازه گیری فلو استفاده می شود D/P cell می باشد که در آن از orifice plate استفاده می شود.

خروج D/P cell های فلو به صورت جذری می باشند ولی در اینجا همه سیستم ها خطی می باشند پش خروجی آنها را به extractor می دهند که جذر آن گرفته و خطی گردد.

D/P cell (برای سنجش فلو):

در ورودی D/P cell یک orifice plate (و یا venture tube، در مواردی که دقت بالا مورد نیاز است و یا ذرات معلق در مایع زیاد می باشد.) در مسیر سیال قرار داده می شود. Orifice plate صفحه مدوریست با سوراخی در مرکز (که احیاناً در مورد مایعات با ویسکوزیته ی بالا این سوراخ در نیمه پایینی صفحه تعبیه می گردد.) که در مورد مایعات به صورت عمود در سیال قرار می گیرد و در مورد گازها به شکل مایل استفاده می شود. با عبور سیال از این صفحه در دو طرف آن اختلاف فشاری ایجاد می شود. فشار طرفین اریفیس به عنوان LP و HP (به ترتیب low pressure و high pressure) به DP Cell داده می شود. این دستگاه اختلاف فشار را به یک فشار مطلق و سپس آن را به فشار هوای 3 تا 15 تبدیل می کند. خروجی 3-15 psi به عنوان سیگنال Measurement به کنترلر فرستاده می شود. فرمان از کنترلر به شیر کنترل ارسال و باعث باز یا بسته شدن آن و تنظیم جریان سیال می شود.

DP Cell از یک رله هوایی، یک Nuzzle-Flapper، یک کپسول، یک Force Bar که اهرمیست بین کپسول و Nuzzle-Flapper و یک Bellows به عنوان فیدبک تشکیل شده است و دارای دو ورودی HP و LP و یک ورودی Air Supply است.

 

هوای 20 پاوند Supply وارد رله شده و خروجی رله به Nuzzle و همچنین sBellow هدایت می شود.

HP و LP به طرفین دیافراگم (یا کپسول) اعمال می شوند. فشردگی دیافراگم باعث حرکت e BarForce و در نتیجه افزایش فاصله ی Flapper و Nuzzle می شود. از طرفی هوایی که وارد bellows شده است باعث انبساط آن و نزدیک شدن Flapper به Nuzzle می شود و به این ترتیب از ازدیاد فاصله ی Nuzzle-Flapper جلوگیری می کند. در حقیقت این Bellows با چنین مکانیسمی باعث ایجاد نوعی تعادل بین اختلاف فشار HP و LP و هوای Supply می گردد و نقش نوعی فیدبک را دارد. خروجی نهایی همان هوای Nuzzle پس از برقراری تعادل است.

رله هوایی:

رله ها عنصر اصلی در ابزارهای نیوماتیکی می باشند که وظیفه تولید هوای متناسب 3-15 psi را بر عهده دارند.

هوای ورودی به پشت دیافراگم متصل به Valve هدایت می شود. هوای مرجع نیز به صورت مستقیم به Valve فشار وارد می کند. اختلاف این دو فشار می تواند Valve را باز و به این ترتیب بخشی از هوای مرجع را از رله خارج کند که به عنوان خروجی رله وارد مابقی پروسس می شود و قسمتی از هوای مرجع نیز Exhaust می شود.

 


 

د) اندازه گیری سطح مایعات:

در عملیات صنعتی غالباً آگاهی از چگونگی سطح مایعات درون مخازن از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است. برای این منظور در پالایشگاه از روش های متفاوتی استفاده می شود که ساده ترین آن استفاده از قانون ارشمیدوس در روش های مختلف شناوری، غوطه وری و یا روش های دستی می باشد.

از آنجایی که در صنعت در بیشتر موارد مایعات در مخازن در بسته قرار دارند، به علت عدم امکان مشاهده سطح مایعات بایستی روش های خاصی بکار برده شود. متداول ترین روش برای این منظور استفاده از متدهای مبتنی بر اختلاف فشار می باشد:

 

که برای این منظور از D/P Cell استفاده می شود.

روش های نسبتاً جدید دیگری نیز مانند روش های خازنی و یا راداری نیز در موارد خاصی استفاده می شود.

D/P Cell (برای سنجش سطح):

در مخازن بسته (مایع همراه گاز) برای اندازه گیری ارتفاع، LP فشار بالاترین نقطه مخزن (فشار گاز روی مایع) و HP فشار پایین ترین نقطه مخزن است.

عموماً Tapping مربوط به HP را از ارتفاع یک متری می گیرند زیرا قسمت پایینی مخزن محل تجمع مواد زائدیست که همراه سیال از لوله ها وارد مخزن شده اند.

در مخازن رو باز (عموماً مایعات) LP همان فشار اتمسفر و HP فشار پایین ترین نقطه مخزن است و فشار اندازه گیری شده با رابطه  ارتفاع مایع در مخزن را بدست می دهد.

کپسول DP Cell در رنجهای (Mid Range) 20-200 , (Low Range) 0-20  (Range High)  موجود است که این اعداد نماینده ی اختلاف فشار قابل تحمل توسط کپسول هستند. فشارهای LP و HP ممکن است در حدود 6000 psi باشند اما آنچه به کپسول اعمال می شود اختلاف HP و LP است.

 


 

Level ترانسمیتر خازنی FEC12

(استفاده شده در واحد desalter):

یکی از روش های اندازه گیری سطح، استفاده از خاصیت خازنی می باشد.

ترانسمیتری که در شکل آمده است دارای میله ی باریکیست که به طور عمودی در مخزن قرار می گیرد و مایع درون مخزن در حکم دی الکتریک خازنی خواهد بود که بین بدنه و میله تشکیل می شود؛ که با محاسبه ی ظرفیت خازن (توسط یک میکروکنترلر) و تولید یک سیگنال متناسب 4 تا 20 میلی آمپر، مقدار ارتفاع و میزان سطح بدست می آید. این دستگاه در range دمایی 0 تا 70 درجه سانتیگراد می تواند به طور نرمال کار می کند.

به طور مثال در پالایشگاه تهران برای اندازه گیری سطح آب در واحد desalter از این روش استفاده می شود.

 

نمک که به صورت آب نمک به همراه نفت خام به دستگاه های پالایشی وارد می شود یکی از ناخالصی های عمده ایست که باعث گرفتگی مبدل های حرارتی و تولید کک در لوله های کوره می گردد. علاوه بر این نمک های کلره تولید اسید کلریدریک می نمایند که باعث خورندگی در دستگاه های پالایش به ویژه در قسمت فوقانی برج تقطیر می شود.

برای گرفتن نمک اضافی نفت کشورهای شمالی، دو مخزن جدید در پالایشگاه اضافه گردیده است. از آنجایی که عمل نمک زدایی آن به روش الکترولیز انجام می شود، جلوگیری از تماس مایع یا مدارات برقی آن بسیار حائز اهمیت است. در نتیجه اندازه گیری سطح مایع درون این مخازن بسیار حساس و مهم می باشد.

 

2) عملگرها (actuators):

عملگرها (عناصر نهایی) انواع مختلفی دارند که شیر کنترل در مقایسه با سایر انواع آن از کاربرد بسیار وسیعتری برخوردار است. از انواع دیگر عناصر نهایی می توان دمپرها، وسایل کنترل برقی و سیستم های دوار الکتریکی را نام برد.

 

شیر کنترل:

شیر کنترل دستگاهی است که در مسیر جریان قرار گرفته و برای تنظیم جریان بکار می رود.

این دستگاه ممکن است با نیروی برق هیدرولیک و یا فشار هوا کار کند. که در این بین شیر کنترل هوایی که با هوای فشرده کار میکند از کاربرد بسیار وسیع تری برخوردار است.

برای اینکه فشار هوا را به حرکتی در شیر کنترل تبدیل نمود به وسیله ای به صورت یک دیافراگم قابل ارتجاع یک پستون و یا .... نیاز است.

متداول ترین شکل، دیافراگم لاستیکی میباشد. دیافراگم درون یک محفظه قرار گرفته و فضای آن را به دو قسمت مجزا تبدیل می کند.

شیر کنترل آخرین عنصر در یک مدار کنترل خودکار است و به همین دلیل عنصر نهایی یک لوپ کنترل (final control element) نامیده می شود.

شیر کنترل همچون یک مقاومت متغیر در لوله عمل می کند بدین ترتیب که با تغییر تلاطم در سیال ایجاد اختلاف فشار خواهد نمود و وظیفه ی تغییر جریان سیال و نزدیک کردن مقدار اندازه گیری شده به کمیت مطلوب را بر عهده دارد. به همین دلیل به شیر کنترل، واحد تصحیح (correcting unit) هم گفته می شود.

شیر کنترل بسته به اینکه با فشار وارده بر دیافراگم بسته یا باز شود مورد استفاده جداگانه دارد. شیر کنترلی را که در اثر ازدیاد فشار بر دیافراگم آن باز شود، air to open می نامند. همچنین اگر شیری در اثر ازدیاد فشار بر دیافراگم بسته شود، air to close نامیده می شود.

مثلاً شیر کنترلی که در مسیر جریان کوره ها قرار دارد، باید نوعی باشد که در هنگام قطع ناگهانی هوا بتواند جریان سوخت را به درون کوره قطع و از انفجار جلوگیری کند.

 

3) کنترلرها:

کنترلرهای مورد استفاده در صنعت به صورت On/Off و یا از خانواده ی کنترلرهای PID می باشند.

خروجی کنترلرهای On/Off به شکل باینری می باشد و می توانند از طریق سولونوئید valve باعث باز شدن و یا بسته شدن کامل شیر کنترل شوند.

در کنترلرهای proportional یک خروجی پیوسته و غیر باینری داریم ولی مشکل عمده در آن وجود یک خطای ماندگار است که باعث می شود مقدار measurement هرگز به set point نرسد.

در کنترلرهای PI این خطای ماندگار از بین می رود ولی وجود انتگرال سیستم را کند کرده و ثابت میرایی سیستم و زمان نشست افزایش می یابد. (تعداد peak های بیشتر)

در کنترلرهای PID این مشکل نیز برطرف شده است و یکی از پرکاربرترین کنترلرها در صنعت می باشند. برای مثال در کنترل دما به علت وجود تأخیر زمانی ذاتی سیستم، استفاده از Derivative در کنترلر الزامی می باشد؛ اما در کنترل سطح وجود عنصر مشتق گیر الزامی نیست ولی از intergral حتماً استفاده می شود.

طیف وسیعی از کنترلرهایی که در پالایشگاه استفاده می شود را کنترلرهای نیوماتیکی تشکیل می دهند ولی در سال های اخیر میکروکنترلرها و نیز PLC استفاده گسترده ای یافته اند.

 

الف) کنترلرهای نیوماتیکی:

اساس این سیستم ها بر ارسال و دریافت سیگنال هوای 3-15 psi می باشد که بین Transmitterها، و کنترلر و Actuator نیوماتیکی رد و بدل می شود. علت استفاده از 3-15 psi range به جای 12-0 اینست که حد پایین فشار از حالت فشار صفر متمایز شود وبا توجه به این که اکثر ابزارها از صفر مدرج شده اند، امکان اندازه گیری فشارهای منفی نیز به وجود آید.

در اینجا وظیفه ی Transmitter تبدیل کمیت مورد اندازه گیری به هوای 3-15 psi و ارسال آن به کنترلر می باشد. کنترلر پس از دریافت این سیگنال (Measurement) آنرا با  Set Point مقایسه کرده و فرمان لازم را به Actuator ارسال می کند.

کنترلرهای نیوماتیکی از 4 عدد bellows تشکیل شده اند.

Bellows های PV (process value) و SV (set value) که به هم متصلند و bellowsهای reset یا proportional که با feedback bellows در تبادل هوایی می باشند. با تغییر PV, load باز می شود و در نتیجه nozzle به flapper نزدیک تر می شود. هوای فشرده وارد رله می شود و سپس رله هوای متناسب 3-15 تولید می کند. در صورت تفاوت بین PV و SV، یک مقدار offset ایجاد می شود که باعث ساختن هوای بیشتر (و یا کمتر) توسط رله می گردد.

شکل زیر شمای داخلی یک کنترلر را نشان می دهد.

در مجموع معایب این سیستم های نیوماتیکی عبارتند از هزینه بسیار سنگین نصب، نیاز به هوای کاملاً خشک، پاسخ دهی و تأثیرپذیری کند، اشغال فضای زیاد در محل نصب و نیز در اتاق کنترل، کاهش کیفیت پاسخ دهی با مرور زمان و به وجود آمدن خطاهای ناشی از نشتی هوا در محل اتصالات. همچنین به دلیل اینکه این سیستم ها دارای سیگال های ارسالی و فرمانهای اعمالی 3-15 psi می باشد باید تمامی این سیگنال ها توسط لوله های مخصوص مسی و یا استیل کشیده شود که نیاز به ادوات مخصوص  نصب و فرم دهی به آنها می باشد. و نیز از آنجا که بیشتر دستگاه های این سیستم مکانیکی می باشند، ساخت، تعمیر، نگهداری و کالیبره کردن آن ها مشکلاتی را به همراه دارد.

در زیر دو نمونه کنترلر نیوماتیکی برای نمونه آورده شده است:

 

- LIC314:

در این LIC (Level Indicator and Controller) برای اندازه گیری سطح، از floater (شناور) استفاده می شود. این شناور با بالا و پایین رفتن خود باعث تغییر فاصله flapper از nozzle می گردد و سپس ترانسمیتر هوای 3-15 psi متناسب با آن را تولید می کند.

این کنترلر دارای دو bellows است برای proportional به حالت معکوس و مستقیم.

 

- FRC 130F-N4

در این FRC (Flow Recorder and Controller) سه bellows وجود دارد که یکی از آنها برای measurement و دو تای دیگر برای تنظیم set point به حالت local و یا remote هستند.

در تنظیم فلو نیازی به وجود دریوتیو نمی باشد و قسمت مربوط به آن در این کنترلر block شده است. همان طور که گفته شد قسمت proportional خود از چهار bellows تشکیل شده است؛ که دو به دو با مدارهای هوایی به یکدیگر متصلند.

 

 

 

ب) کنترلرهای الکترونیکی:

این کنترلرها مزایای فراوانی نسبت به سیستم های نیوماتیکی دارا می باشند. علاوه بر امکان کنترل کامل تر و دقیق تر، حجم بسیار کمتری نیز اشغال می کنند. با توجه به امکان برنامه نویسی در آنها در سخت افزار بسیار صرفه جویی می شود.

اولین میکروکنترلرها را شرکت Intel به بازار عرضه می کرد ولی امروزه میکروکنترلرهای microchip و Motorola نیز گسترش زیادی یافته اند.

در کاربردهایی که نویز زیادی وجود دارد استفاده از میکروهای Intel چندان مناسب نیست؛ و استفاده از میکروهای PIC بسیار معقول تر است. همچنین در میکروهای microchip به تمامی بیت ها جداگانه دسترسی داریم برخلاف میکروهایی مانند 8051 که به بایت ها و تنها تعداد محدودی بیت دسترسی داریم. این امر سرعت و راحتی برنامه را بیشتر می کند. یک مزیت بزرگ دیگر این میکروها جدا بودن خط آدرس و data می باشد.

در مجموع میکروکنترلرها در صنعت کاربرد بسیار گسترده ای دارند؛ ولی بدلیل این که سرعتشان کم است، استفاده از تکنولوژی های جدیدتری همچون PLC و ... گسترش فراوانی یافته است.

(Programmable Logical Controller) PLC عبارت است از یک کامپیوتر که نرم افزار و سخت افزار لازم جهت کنترل فرآیند را دارد. برنامۀ کنترل به صورت یک سری دستورالعمل های منطقی در حافظۀ PLC ضبط می گردد. PLC ورودی ها را خوانده و براساس برنامۀ کنترلی موجود در حافظه، فرمان های خروجی را محاسبه و به Actuatorها ارسال می دارد.

اولین PLC در سال 1968 به نام PC در آمریکا ساخته شد. و در حال حاضر بیشترین تولید PLC مربوط به شرکت آلمای زیمنس می باشد.

اجزای اصلی تشکیل دهنده ی یک PLC عبارتند از power supply, cpu، کارت های ورودی و خروجی و کارت شبکه.

شرایطی که در ورودی یک سیستم PLC باید در نظر گرفت عبارتند از:

1- ولتاژ مورد استفاده در ورودی

2- مقاومت (امپدانس)

3- جریان ورودی

4- تأخیر در کلیدزنی ورودی ها.

و شرایطی که در خروجی یک سیستم PLC باید در نظر گرفت:

1- حداکثر جریانی که می توان به خروجی داد

2- حداکثر بار خروجی

3- حداکثر زمان کلید زنی خروجی

4- سرعت قطع و وصل خروجی (فرکانس قطع و وصل)

5- تعداد قطع و وصل خروجی زیر بار (عمر الکتریکی)

6- تعداد قطع و وصل خروجی بدون جریان (عمر مکانیکی)

 

بویلر (ساختمان داخلی و شیوه های کنترل):

یکی از پیشرفته ترین سیستم های کنترل در صنعت ایران را می توان در بویلرها دید. در پالایشگاه تهران، بویلرها از اهمیت بسیاری برخوردار هستند و در واقع قلب پالایشگاه به شمار می روند. زیرا ژنراتورهای نیروگاه، توربین کمپرسورهای هوای مورد نیاز برای عملکرد ابزارهای نیوماتیکی و پمپهای آب برای حرکت به بخار نیاز دارند و در واقع وظیفه ی آن گرم کردن آب و تولید بخار می باشد که پس از خشک شدن، برای توربین ها و ژنراتورها برده می شود. در صورت قطع بخار کلیه این واحدها و به تبع آن مابقی واحدهای عملیاتی پالالیشگاه متوقف خواهند شد. از این رو کنترل عملکرد بویلر و به ویژه کنترل میزان بخار آن بسیار حائز اهمیت است.

واحد Utility شمالی پالایشگاه دارای چهار Boiler با ظرفیت 145 ton/hour در فشار 650 psi و دمای 700 F می باشد که سیستم کنترلی سه بویلر نیوماتیکی و یک بویلر جدید PLC است؛ و واحد جنوبی نیز دارای چهار بویلر نیوماتیکی می باشد.

بویلر از یک محفظه شامل چهار مشعل و تعدادی تیوپ حاوی Feed Water و دو محفظه Upper Drum و Lower Drum تشکیل شده است و نیز یک محفظه هوا است. هوای مورد نیاز برای احتراق سوخت، توسط یک موتور الکتریکی یا توربین بخار به درون Air Tank هدایت می شود. معمولاً موتور به عنوان راه انداز استفاده شده و سپس با توربین جایگزین می شود.

هوا توسط fan به پشت burner دمیده می شود و دریچه ی خروجی فن به ورودی بویلر متصل است. قبل از اینکه بویلر شروع به کار نماید، باید مدت زمانی در حدود پنج دقیقه fan در داخل بویلر بدمد و به اصطلاح سیستم Purge گردد تا گازهای اضافی داخل بویلر تخلیه گردد. بعد از این به سیستم اجازه ی روشن شدن داده می شود. (روی برد BMS بویلر مشخص می شود.) این کار از انفجار احتمالی بویلر جلوگیری می نماید.

بویلر 2D در قسمت شمالی پالایشگاه، دارای دو فن الکتریکی و همچنین دو فن steamای (به عنوان standby) می باشد.

شمای داخلی یک بویلر در ادامه دیده می شود:

 

 

 

سوختهای مصرفی در بویلر عبارتند از Gasoline, Gas و نفت کوره؛ که عمدتاً Gas مورد استفاده قرار می گیرد مگر زمانی که با افت فشار مواجه باشیم که در این صورت Gasoline جایگزین آن میشود. نفت کوره به علت ایجاد آلودگی زیست محیطی به ندرت استفاده می شود. هنگام استفاده از Gasoline و oil (نفت کوره) برای ایجاد شعله مناسبتر، باید نخست با استفاده از روش های مناسب مولکولهای سنگین این سوختها را به اجزاء سبکتر تبدیل نمود.

هر مشعل دارای یک ورودی Gas، یک ورودی Gasoline، یک ورودی نفت کوره و یک ورودی Pilot Gas است. در نقاط متعددی از مسیر Gas، دما و فشار آن اندازه گیری و نمایش داده می شود. جریان Gas هم توسط Position Transmitter به عنوان یکی از سیگنالهای کنترلی به CCB (Central Control Board) فرستاده می شود. برای اینکه Pilot روشن بماند فشار Pilot Gas نیز در مسیر اندازه گیری و نمایش داده می شود.

در مسیر سوختها و در نزدیکی Burner برای جلوگیری از برگشت سوخت یا برگشت شعله، روی لوله های سوخت شیرهای یکطرفه تعبیه شده است. درون Burner برای تشخیص وضعیت شعله از Flame Detector و چشم الکترونیکی UV و IR استفاده می شود زیرا در صورت نبود شعله ممکن است تجمع سوخت و هوا به انفجار بیانجامد. در صورتی که شعله Detect نشود Solenoid Valve هایی به صورت خودکار مسیر سوختها را به Burner مسدود می کنند.

نوع دیگری شیر که در boiler استفاده می شود، shutdown valve است که در  مواقعی که بویلر تریپ و یا shutdown می دهد، ورود سوخت به بویلر را قطع می کند.

روی برخی از شیرهای کنترل سیستم positioner قرار می دهند. Positioner می تواند شیر کنترل را مثلاً از حالت air to open به air to close تبدیل نماید و باعث بهبود کارکرد valve گردد.

در اینجا روی لوله های آب دو control valve وجود دارد که اگر یکی از سرویس خارج شد، دیگری در مسیر قرار گیرد. این موضوع به خاطر اهمیت زیاد آب در بویلرها می باشد چون سیستم آب رسانی بویلرها مشترک می باشد و اگر مثلاً آب یکی از بویلرها زیادتر شود آب بقیه بویلرهای واحد کم می شود.

آب ورودی به بویلر از نظر مشخصات شیمیایی مثل PH باید اصلاح شود. همچنین برای جلوگیریاز زنگ زدن تیوپها آب باید اکسیژن زدایی شود که به این منظور بخار آب را با فشار به آب تزریق می کنند. برای این منظور از Oxygen Analayer هم استفاده می شود.

در مجموع مهمترین پارامترهایی را که باید در بویلر مورد کنترل قرار گیرند عبارتند از فشار بخار خروجی، جریان هوا، سطح آب upper drum و جریان سوخت ها.

در بویلر یک کنترلر master وجود دارد که با خروجی همه ی transmitter ها سری شده است تا در صورت نامناسب بودن هر یک از پارامترها alarm دهد.

 

کنترل فشار بخار خروجی:

برای کنترل فشار بخار خروجی از Ratio Control استفاده می شود. در اینجا Wild Flow همان جریان بخار خروجی است که به مصرف کننده ها بستگی دارد و قابل کنترل نیست. Controlled Flow سوختها و هوا هستند. خروجی این کنترل کننده با توجه به فشار بخار خروجی، نسبت هوا و سوختها را تنظیم می کند و نیز به عنوان Set Point به Level Controller اعمال می شود. یعنی در نهایت فشار بخار با تنظیم سوخت و هوا (تنظیم شعله) و همچنین مقدار آب ورودی صورت می گیرد.

 

 

کنترل سطح آب:

کنترل ارتفاع آب در Upper Drum از اهمیت ویژه ای برخوردار است زیرا در صورت پایین رفتن سطح آب، تیوپها بدون آب مانده و خواهند سوخت؛ و در صورتی که سطح از یک حدی بالاتر رود، آب و بخار با یکدیگر مخلوط می گردند.

این کنترل به صورت Cascade انجام می شود. ورودیهای آن عبارتند از سطح آب Upper Drum، Steam Flow، Feed Water Flow (اصلی یا اضطراری)، و موقعیت شیر آب (اصلی یا اضطراری) ورودی. خروجی این کنترلر به Pneumatic Control Valve آب ورودی اعمال می شود.

 

کنترل جریان سوختها:

در اینجا کنترل به صورت Single Loop صورت می گیرد.

از موقعیت Control Valve سوخت به عنوان فیدبک استفاده می شود.

در سوخت گاز، ورودیها عبارتند از دما، فشار و جریان Gas و خروجی به عنوان فرمان به Pneumatic Control Valve موجود در مسیر Gas اعمال می شود.

در کنترل جریان lineGaso و نفت کوره، ورودی جریان سوخت و خروجی فرمان Pneumatic Control Valve است.

هر سه کنترلر یک سیگنال از کنترلر فشار بخار دریافت می کنند که نسبت سوخت ها به یکدیگر را تنظیم می کند.

Detect کردن وجود شعله:

برای detect کردن شعله در داخل boiler از چشم های الکترونیکی استفاده می شود.

در بویلرها دو نوع چشم استفاده می گردد. چشم های UV حساس به ماورای بنفش هستندو برای شناسایی شعله ی آبی حاصل از سوخت گاز به کار می روند. چشم های نوع دوم حساس به مادون قرمز می باشند که در موارد شناسایی شعله ی زرد حاصل از سوخت مایع استفاده می شوند. (شعله توسط ایجاد جرقه از یک ترانس high voltage پدید می آید.)

چشم الکترونیکی UV با ولتاژهای 110v و 220v کار می کنند. ولتاژ ورودی به یک اتوترانس داده می شود و یک ولتاژ 660v-2Kv برای اعمال به لامپ UV به دست می دهد. این ولتاژ گاز درون لامپ را یونیزه می کند و با برخورد اشعه UV به این گاز بین دو الکترود لامپ جرقه و اتصال الکتریکی برقرار می شود. به این ترتیب در صورت وجود شعله یک پالس در سر لامپ خواهیم داشت. یک Shutter با تغذیه 17v هر سه ثانیه یکبار جلوی لنز را می پوشاند تا پالس از بین رفته و وجود شعله مجدداً چک شود. زیرا در موارد وجود شعله ی زیاد، اتصال بین الکترودها به طور پیوسته باقی می ماند و در نتیجه شعله ی کاذب دیده می شود.

 

با توجه به موارد فوق و تأذیر پارامترهای مختلف بر روی یکدیگر، سیستم کنترل بویلر بسیار گسترده و شامل لوپ های زیاد و تودرتویی می باشد که آن را یکی از پیچیده ترین سیستم های کنترلی کرده است.

 

 

 

 

 

 

 

کارت ترانسمیتر سطح مخازن پالایشگاه تهران:

این برد به چرخ دنده وصل است با چرخش چرخ دنده پالس ها را می شمارد خروجی چرخ دنده به ورودی ترانسمیتر وصل است خروجی ترانسمیتر به ورودی Tester وصل است.

اگر چرخ دنده را یک دور کامل بچرخانیم باید تعداد پالس 100 تا افزایش پیدا می کند مثلاً اگر عدد روی 700 است با چرخاندن یک دور کامل مقدار به 800 می رسد Tester هم عدد 800 را نشان می دهد. سه کلید  با عناوین Set, Up, Down در اختیار کاربر است. این کلیدها برای روشن کردن LCD، تنظیم ارتفاع، تنظیم ضریب ارتفاع است. با فشردن یکی از کلیدها سه گانه LCD روشن می گردد و ارتفاع مخزن بر روی آن نمایش داده می شود. چنانچه هیچ کلیدی فشرده نشود بعد از 2 دقیقه LCD خاموش می گردد.

 

تنظیم ارتفاع:

با نگه داشتن کلید Set به مدت 2 ثانیه وارد حالت تنظیم ارتفاع می شویم. با کلیدهای Down, Up تنظیم ارتفاع خواهیم کرد. با فشردن کلید Set از حالت تنظیم ارتفاع خارج می شویم.

تنظیم ضریب ارتفاع:

با فشردن کلیدهای Up (یکبار) Down (سه بار) و Set (دو بار) وارد حالت تنظیم ضریب ارتفاع می شویم. در این حالت نیز با استفاده از کلیدهای Down, Up قادر به تنظیم ارتفاع خواهیم بود. در کلیه مراحل بالا چنانچه در مدت 15 ثانیه هیچ کلیدی فشرده نشود آخرین تغییرات ذخیره می گردد و دستگاه به حالت عادی کار خود (LCD خاموش) باز می گردد.

 

میکروکنترلر:

در طراحی مدار از میکروکنترلر MEGA16L از شرکت Atmel استفاده شده است برای پالس ساعت این میکروکنترلر از پالس داخلی آن با فرکانس MHZ1 استفاده شده است. امکانات میکروکنترلر MEG16L عبارتند از: 16 کیلوبایت حافظه FLASH-512 بایت حافظه E2PROM-1 کیلوبایت حافظه SPI, USRT SRAM مقایسه گر آنالوگ (ADC) 10 بیت سه تایمر با قابلیت ایجاد BOD, WDT, PWM قابل برنامه ریزی- نوسان ساز RC داخلی- توانایی اجرا تا 8 میلیون دستور در ثانیه (فرکانس پالس ساعت: MHZ8)

 

مدار تشخیص قطع Power:

در این بخش با استفاده از دو مقاومت R4, R3 از VCC یک نمونه گرفته می شود و به مقایسه گر آنالوگ میکروکنترلر داده می شود. به محض پایین آمدن نمونه گرفته شده از ولتاژ مبنای داخلی مقایسه کننده آنالوگ، مقادیر فعلی ارتفاع و ضریب ارتفاع در حافظه E2PROM میکروکنترلر ذخیره می شود.

 

بخش LCD:

از یک عدد LCD 2*8 برای هر بر استفاده شده است. نور Contrast, back light توسط مقاومتهای R12, R11, R10 مشخص می گردد. شدت نور back light به گونه ای تنظیم شده است که اطلاعات نوشته شده بر روی LCD در تاریکی هم قابل رویت باشد.

 

بخش تغذیه:

تغذیه مدار از طریق کانکتور J1 به مدار داده می شود. خازن C2 در خروجی به اندازه Mf1000 در نظر گرفته شده است تا از ذخیره مقدار ارتفاع در هنگام قطع تغذیه مطمئن باشیم. همچنین پل دیودی استفاده شده در ابتدای مدار تغذیه، جهت استقلال عملکرد تغذیه از پلاریته ولتاژ ورودی می باشد. ولتاژ ورودی می باشد. ولتاژ ورودی تغذیه از 8 ولت تا 30 ولت می تواند تغییرات داشته باشد.

 

Sular Recovery Plant

گوگرد ناخالص را درون کوره هایی می سوزانند گوگرد خالص وارد حوضچه مخصوص گوگرد می شود این کوره توسط پیلوت روشن می شود پیلوت باعث روشن شدن مشعل کوره می شود سوئیچ پیلوت درون برد قرار دارد سوئیچ را باید در مسیر فاز قرار داد اگر سوئیچ در مسیر نول باشد ما همواره در سیستم برق داریم هنگامی که سوئیچ وصل است برق 110 ولت توسط ترانس به 1000 ولت تبدیل می شود تولید جرقه می کند، جرقه باعث روشن شدن pilot می شود برای تست کردن درستی pilot سوخت به کوره را بستیم کوره خاموش می شود سوئیچ را نگه می داریم pilot روشن می شود سوخت به کوره را باز می کنیم کوره روشن می شود.

 

PLC (Programmable Logic Controller)

PLC وسیله ای است که متناسب با برنامه ای که دریافت می کند وظیفه ای انجام می دهد بعبارت دیگر PLC نوعی کامپیوتر است که برنامه خاصی را اجرا می کند. بعد از طراحی یک تابلوی فرمان چنان چه نکته ای از قلم افتاده باشد با استفاده از PLC تنها کافی است چند سطر از برنامه را تغییر دهیم.

وظیفه سیستم کنترل:

هدایت اعمال ماشین ها یا فرآیندها به منظور دستیابی به نتایج مورد نظر است.

ساختار سیستم کنترل:

از چند قسمت اصلی شامل: ترمینال ورودی، واحد پردازش اطلاعات، ترمینال خروجی تشکیل می شود.

 

2- روند انتقال اطلاعات:

خروجی     تقویت کننده       واحد پردازش   هم سطح کننده        ورودی

منبع تغذیه

 

 

 

1-2) واحدهای مختلف:

واحد ورودی:

اطلاعات را از کلیدها و سنسورها به ورودی ها منتقل می شوند این اطلاعات معمولاً به شکل سیگنال های الکتریکی هستند که می توانند دیجیتال یا آنالوگ باشند.

 

واحد پردازش:

هسته سیستم کنترل است و اعمال منطقی و کارهای محاسباتی در این واحد صورت می گیرد علاوه بر این تایرها، شمارشگرها و ... در این قسمت شکل می گیرند.

 

واحد تقویت کننده:

سیگنال های ضعیف دریافت شده از واحد پردازش ارسال شده تقویت شده تا بتوانند وسایل کنترل کننده مانند شیرهای برقی یا کنتاکتورها را کنترل نموده و یا لامپ های نشان دهنده را روشن کند.

 

واحد خروجی:

فرمان های سیستم کنترل به اجرا کننده ها فرمان یعنی محرک ها (Actuators) ارسال می شوند.

 

2-2) انواع سیستم های کنترل:

1- سیستم کنترل سخت افزاری:

مدارهایی هستند که با استفاده از رله ها، عناصر الکترونیکی مانند دیودها، ترانزیستورها ساخته می شوند.

 

2- سیستم کنترل نرم افزاری:

دارای حافظه ای است که برنامه ها در آن ذخیره می شوند مهمترین مزیت این سیستم ها در این است که نحوه کنترل را با تغییر برنامه بدون نیاز به تغییر در سخت افزار سیستم می توان تغییر داد. اگر حافظه RAM استفاده شود بدون دخالت فیزیکی تنها با تغییر چند سطر برنامه می توان برنامه جدید را به اجرا درآورد اگر ROM استفاده شود به اجرا در آوردن برنامه جدید تنها با تعویض حافظه ROM ممکن است.

 

 

قسمتهای اصلی PLC:

PLC پنج قسمت اصلی دارد: 1- منبع تغذیه 2- واحد پردازش مرکزی (CPU) 3- حافظه 4- ترمینال ورودی 5- ترمینال خروجی

تمایز در عملکرد PLC ها عمدتاً به دلیل برنامه سیستم عامل و طراحی خاص CPU آنها است.

 

اشکال مختلف نمایش برنامه ها:

1- نردبانی (ladder) 2- فلوچارت (Control System Flowchart) 3- عبارتی (Statement List) 4- نمودار مداری (Circuit Diagram)

 

شرح علائم و کلیدهای روی CPU:

Stop: دیود نوری قرمز رنگی که نشان می دهد PLC در حال توقف بوده و برنامه کنترلی را اجرا نمی کند. این علامت بمفهوم توقف عملکرد CPU نمی باشد بلکه به دلایل امنیتی به کار برده می شود.

Run: دیود نوری سبز رنگی است نشان می دهد PLC در حال اجرای برنامه کنترلی است.

Error : دیود نوری زرد که وقوع خطا در سیستم ارتباطی PLC با پروگرامر را نشان می دهد.

PLC دارای محدود کار محدود است قابلیت عبور جریان تا A2 را دارد خروجی PLC را رله ها که دارای جریان A10 و ولتاژ 250 ولت است وصل می کنیم.

 

 

اندازه گیری و سنجش در علوم تربیتی 

مقدمه :

یکی از فعالیتهای آموزشی معلم ارزشیابی و سنجش عملکرد دانش آموزان است هر چند که سنجش یا ارزشیابی پیشرفت یادگیرندگان و اندازه گیری عملکردهای آنان آخرین فعالیت آموزشی معلم به حساب می آید . این فعالیت معلم را نباید جدا از جریان آموزش و تنها به عنوان وسیله ای برای نمره دادن تلقی کرد . هدف از ارزشیابی و اندازه گیری بازده یادگیری دانش آموزان و ارزشیابی از پیشرفت تحصیلی آنان ، علاوه بر آن تعیین میزان یادگیری ، کمک به معلم دربهبود بخشیدن به شیوه های آموزشی خود و تشخیص و رفع نواقص یادگیری دانش آموزان است .

با توجه به هدف بالا این مقاله سعی دارد  به صورت موجز و مختصر به روشها و فنون اندازه گیری و ارزشیابی ازآموخته های دانش آموزان پرداخته همچنین به انواع آزمونهای مورد استفاده درآموزش و پرورش اشاره شد و. امید است این مقاله قابل استفاده برای کلیه دبیران زحمتکش قرار گرفته و کاستیهای موجود را برما بخشایند .

تعریف آزمون

آزمون وسیله اندازه گیری در آموزش و پرورش و روانشناسی است در اندازه گیری ما ویژگیها یا صفات اشیاء و افراد را تعیین و به صورت اعداد و ارقام گزارش می کنیم .

آزمونها به چند منظور عمده مورد استفاده قرار می گیرند . برای اندازه گیریهای شناختی و  توانایی های حرکتی و نیز برای اندازه گیری ویژگیهای شخصیت و ویژگیهای عاطفی . بنابراین آزمونهای مختلف را می توان به دو دسته کلی آزمونهای توانایی و آزمونهای عاطفی تقسیم کرد .

1-آزمونهای توانایی

آزمونهای توانایی آموخته ها ، مهارتها و استعدادهای افراد را می سنجد . دسته ای از این آزمونها

توانایی های شناختی افراد را می سنجد و تعدادی دیگر توانایی های روانی ، حرکتی را اندازه می گیرند . هر یک از این دو دسته آزمون کاربرد خاص را دارد . آزمونهای توانایی های شناختی بیشتر در زمینه های تحصیلی و فعالیتهای فکری و ذهنی مورد استفاده قرار می گیرند . و آزمونهای روانی – حرکتی غالباً در موقعیتهای صنعتی و نظامی و تربیت بدنی به کار می روند .

آزمونهای توانایی به دو دسته آزمونهای استعداد وآزمونهای پیشرفت تحصیلی تقسیم می شوند . آزمونهای استعداد مقدار توانایی یا آمادگی فرد را برای انجام دادن کارهایی که در پیش دارد و همچنین ظرفیت او را برای یادگیری می سنجد . اما آزمونهای پیشرفت تحصیلی دانش و مهارتهایی را که فرد تا لحظه اجرای آزمون کسب کرده است اندازه می گیرند . به سخن دیگر آزمونهای استعداد ناظر به آینده اند و برای پیش بینی موفقیتهای آتی فرد به کار می روند . در حالی که آزمونهای پیشرفت تحصیلی ناظر به گذشته اند و برای تعیین آموخته های قبلی فرد مورد استفاده قرار می گیرند .

2- آزمونهای عاطفی :

آزمونهای شناختی و روانی – حرکتی توانایی های فکری و عملی افراد را اندازه می گیرند . اما آزمونهای عاطفی و شخصیتی افراد را می سنجد آزمون عاطفی وضع فرد را در موقعیت طبیعی  می سنجد اما در آزمون توانایی نشان می دهد که فرد در بهترین شرایط قادر به انجام چه کاری است .

3- آزمونهای شخصیت :

شخصیت را به صورت مجموعه رفتارهای فرد در موقعیتهای اجتماعی تعریف کرد ( ایبل 1979)

آزمونهای شخصیت به طورعمده به اندازه گیری متغیرهای مزاج ، سازگاری ، منش و ... اختصاص می یابد .

ابزارهای اندازه گیری شخصیت را می توان به سه دسته عمده تقسیم کرد .

1- پرسشنامه های گزارش شخصی این ابزارها وسایلی هستند که درآن فرد نظر شخصی اش را نسبت به خود بیان می کند .

2- پرسشنامه های جامعه سنجی  در ای وسایل اندازه گیری ، افراد دیگر نظرشان را نسبت به فرد مورد سنجش ابراز می دارند .

3- فنون مشاهده ای در این نوع اندازه گیری رفتار فرد در یک موقعیت بخصوص زیر مشاهده قرار می گیرد .

4- آزمونهای علاقه و نگرش :

علاقه و نگرش دو بخش دیگر شخصیت هشتند که به خاطر اهمیت زیادی که در امور مشاوره شغلی و تربیتی دارند معمولاً به طور جداگانه سنجش می شوند . هم علاقه و نگرش به دوست داشتن و نداشتن افراد اشاره می کنند و هر دوبه رجهانهای فرد درباره فعالیتها ، نهادهای اجتماعی یا گروهها ارتباط دارند .

معروفترین وسیله اندازه گیری در این دو زمینه پرسشنامه های علاقه و نگرش است .پرسشهای علاقه جمله هایی درباره مشاغل و فعالیتهای گوناگون را شامل می شوند .

انواع ارزشیابی در آموزش و پرورش

ارزشیابی ملاکی و ارزشیابی هنجاری

ارزشیابی های پیشرفت تحصیلی را به دو دسته ملاکی و هنجاری تقسیم می کنند . درارزشیابی ملاکی یا ملاک مرجع ، معیار یا ملاک ارزشیابی از پیش تعیین و عملکرد یادگیرنده درآزمون با توجه به آن ملاک سنجش می شود . مثلاً اگر دانش آموزی با در داشت داشتن طول و قاعده و ارتفاع آن را درست محاسبه کند گفته می شود که به او هدف آموزشی مورد نظر را آموخته است . در این ارزشیابی ملاک ارزشیابی نوعی ملاک مطلق از پیش تعین شده است که دانش آموزان همه باید به آن برسند .

کسب موفقیت در آزمونهای ملاکی یا وابسته به ملاک مطلق مستلزم یادگیری تمام هدفهای آموزشی در سطحی است که معلم از پیش تعیین کرده است . برای مثال ملاک ارزشیابی دریک دوره آموزش ماشین نویسی ممکن است اینگونه بیان شود . بعد از ده هفته شرکت دریک دوره آموزش ماشین نویسی . یادگیرنده باید بتواند در هر دقیقه 50 کلمه را با حداکثر 5  اشتباه ماشین کند .اگریادگیرنده از عهده انجام این کار برآید گفته می شود که او به هدف آموزشی رسیده است .

ارزشیابی هنجاری یا هنجار مرجع و یا ارزشیابی مبتنی بر ملاک سنجی ، برخلاف ارزشیابی ملاکی عملکرد در آزمون شونده رانه بایم ملاک مطلق از پیش تعیین شده بلکه با عملکرد آزمون شوندگان که همان آزمون را گذرانده اند می  سنجد در این ارزشیابی می توان تعیین کرد که پیشرفت یک دانش آموز نسبت به دانش آموزان دیگرچه وضعی دارد . چنانچه اگرنمره 15 یک دانش آموز از 90% نمره های سایر دانش آموزان بالاتر باشد نمره خوبی ارشیابی می شود . اما اگر همین نمره درحد 10% آزمون شوندگان باشد نمره ضعیفی به حساب می آید .

یکی ازتفاوتهای مهم آزمونهای هنجاری وآزمونهای ملاکی در توزیع فراوانی نمرات حاصل از اجرایی آنها است . نمره آزمونهایی هنجاری به صورت توزیع طبیعی پراکنده می شوند. در این توزع اکثر نمرات حول و حوش میانگین قرار دارند . و تعداد کمی از آنها بسیار بالاتر از میانگین و به همان نسبت هم تعداد کمی از نمرات بسیار پایین تر ازمیانگین قرار دارند ( شکل 3-1)

 

         

               13%   2%    14%    34%    34%    14%    2%    13%

               شکل 1-1 توزیع فراوانی نمرات آزمونهای هنجاری ( توزیع هنجار )

برخلاف نمرات آزمونهای هنجاری توزیع فراوانی نمرات آزمونهای ملاکی یک منحنی بهنجار نمی سازد بلکه توزیع نمرات دارای کجی منفی است  شکل (4-1) که نشانه بالا بودن نمره همه دانش آموزان است که نشان می دهد اکثر یک بزرگی ازآنان به اکثریت هدفهای آموزشی مورد نظر ملاک مطلق رسیده اند.

 

 


 

                 شکل 2-1 توزیع فراوانی نمرات آزمونهای ملاکی ( توزیع کجی منفی)

 ارزشیابی تکوینی ، تشخیصی ، تراکمی

هدف ارزشیابی تکوینی آگاهی یافتن از نحوه یادگیری  دانش آموزان برای تعیین نقاط قوت و ضعف یادگیری آنان و نیز تشخیص مشکلات روش آموزش معلم در رابطه با هدفهای آموزشی معینی و مشخصی است. این ارزشیابی در طول دوره آموزشی ، یعنی زمانی که فعالیت آموزشی معلم در جریان است و یادگیری دانش آموزان درحال تکوین یا شکل گیری است  انجام می شود.

در ارزشیابی تکوینی  در پایان هرواحد درسی ، یک آزمون دقیق و مختص که حاوی هدفهای آموزشی آن واحد است اجرا می شود. و نشان می دهد که دانش آموزان کدام هدف آموزشی را یاد گرفتند وکدام هدف را به بخوبی متوجه نشوند.

در ارزشیابی تکوینی آزمونهای که مورد استفاده قرارمی گیرندمختصرند و به یک موضوع معینی وبا یک یا چند هدف دقیق آموزشی منحصر می شوند .برای مثال معلمی که در یکی از کلاسهای دبستان موضوع جمع اعداد دو رقمی را درس می دهد وهدف آموزشی خود را اینگونه بیان می کند که دردانش آموزان باید بتوانند هر دو عدددو رقمی را که به آنان داده می شود درست باهم جمع کنند آزمون شامل تعدادی اعدا دورقمی خواهد بود که به دانش آموزان می دهد تا با هم جمع کند مانند:                             50        17        90          15        61

                                               20+      14+      11+         17+       12+

ارزشیابی تشخیصی :

یکی از انواع ارزشیابی ملاکی است که شبیه ارزشیابی تکوینی است علت نام گذاری آن این است که این ارزشیابی باهدف تشخیص مشکلات دانش آموزان دریک موضوع درسی به کار می رود.

این ارزشیابی علاوه بر تشخیص دادن مشکلات یادگیری دانش آموزان باید بتواند روشهای مناسب رفع مشکلات را نیز به معلمان نشان دهد . گفتن اینکه یک دانش آموز بخصوص در آزمون درس ریاضی ضعیف است مشکل گشا نیست بلکه معلم نیز با زمینه های ضعف تدریسی خود نیز آشنا می شود. مانند ناتوانی او در درک واژگان جمع با انتقال .

ارزشیابی تراکمی : در ارزشیابی تراکمی تمامی آموخته های دانش آموزان در طول یک دوره آموزشی تعیین می شوند و هدف آن نمره دادن به دانش آموزان و قضات درباره اثربخشی کار معلم و برنامه درسی ،یا مقایسه برنامه های مختلف درسی با یکدیگر است .از آنجا به این نوع ارزشیابی تراکمی گویند که به وسیله آن می توان یادگیریهای تراکم دانش آموزان را در طول یک دوره آموزش اندازه گیری کرد .

این ارزشیابی معمولاً در آخر دوره آموزشی به عمل می آید اما می توان از آن به دفعات مختل آموزشی نیز استفاده کرد .

طرح آزمون پیشرفت تحصیلی

یک آزمون خوب پیشرفت تحصیلی آن است که به بهترین صورت منعکس کننده تمامی هدفهای آموزشی و همه محتوای برنامه درسی باشد از لحاظ نظری بهترین آزمون برای یکدرس آزمون است که تمام مطالب و کلیه هدفهای آموزشی آن درس را شامل شود .

اما چنین آزمونی غیر عملی است بنابراین به جای گنجاندن تمامی موضوعها  هدفها درآزمون ، تهیه کننده آزمون به انتخاب تعدادی سؤال نمونه که معرف هدفها محتوی درس باشند اقدام می کند .

مهم : برای تعیین درصد سؤالهایی که به بخشهایی  مختلف محتوا و هدفهای گوناگون آموزشی تعلق می گیرند . دو نکته را باید در نظرگرفت .یکی توجه به اهمیت مطالب خاص درسی و هدفهای آن مطلب ودیگری مقدار زمانی که صرف آموزشی آن مطلب و هدفهای آن شده است .

( انواع هدفهای آموزشی )

هدفهای آموزشی با عناوین دانش – مهندسین – تحلیل – ترکیب – ارزشیابی دسته بندی      می شونداین عناوین معرف انواع هدفهای آموزشی هستند اطلاع از طبقه بندی انواع هدفهای آموزشی معلم را به هنگام تهیه هدفهای آموزشی یاری می دهند. تا هدفهای آموزشی متنوعی را برای درس خود بنویسد .

معروفترین هدفهای آموزشی با نام حوزه های یادگیری به وسیله بنجامین بلوم و همکاران او در (1956) تهیه شده وبه وسیله سیف علی آبادی با عنوان طبقه بندی هدفهای پرورشی (1368) به فارسی ترجمه شده است .در این طبقه بندی هدفهای آموزشی ابتدا به سه حوزه با نام های حوزه شناختی ، حوزه عاطفی ، وروانی،حرکتی تقیم شده اند و هر حوزه شامل تعدادی طبقه است .

1- حوزه شناختی هدفهایی را شامل می شودکه با یادآوری( بازخوانی ) یا بازشناسی دانش و رشد توانایی ها و مهارتهای ذهنی سروکاردارد.

2- حوزه عاطفی سامل هدفهایی است که تغییرات حاصل در علاقه ها،نگرشها ، ارزشها و نیز رشد ارج شناسی و سازگاری را نشان می دهد.

3- حوزه روانی – حرکتی به زمینه مهارتهای حرکتی  یا حرکات بدنی مربوط است . هر فعالیتی که علاوه بر جنبه روانی دارای جنبه جسمانی هم باشد در این حوزه جای دارد .

تفاوت عمده هدفهای این حوزه با هدفهای حوزه شناختی در این است که هدفهای حوزه شناختی صرفاً به فعالیتهای ذهنی ختم می شوند . امام هدفهای حوزه روانی – حرکتی هم به فعالیتهای ذهنی وعاطفی و هم به فعالیتهای جسمی نیاز دارند.

طبقه بندی هدفهای آموزشی : حوزه شناختی

هدفهای حوزه شناختی به جریانهایی که با فعالیت ذهنی و اندیشه آدمی و کار دارد مربوط می شوند . از این لحاظ این حوزه مهمترین حوزه یادگیری است : زیرا اکثر فعالیتهای تحصیلی آموزشگاه ها و غالب موضوعهای درسی و هدفهای آموزشی به این حوزه مربوط می شوند .          آزمون های این حوزه غالباً شناختی هستندکه به صورت گیتی به صورت آزمونهای پیشرفت تحصیلی تهیه و اجرا می شوند. در حالی که وسایل اندازه گیری هدفهای حوزه عاطفی و روانی ، حرکتی کمتربا آزمونهای معمولی پیشرفت تحصیلی تهیه و اجرا می شوند. در حالی که وسایل  اندازه گیری هدفهای حوزه عاطفی و روانی ، حرکتی کمتر با آزمونهای معمولی پیشرفت تحصیلی و بیشتر با پرسشنامه ها وآزمونهای عملی سنجش می شوند .در این بخش طبقات اصلی و طبقات فرعی طبقه بندی حوزه شناختی را باذکر هدفهای نمونه برای هر یک از آنها معرفی می کنیم .

00/1 دانش- شامل یادآوری (بازخوانی و بازشناسی) امور جزئی وکلی،روشها و فرایندها، الگوها،ساختها یا موقعیت هاست درواقع دانش عبارت است از حفظ و نگهداری ذهنی مطالب قبلاًآموخته شده

- دانش واقعیتهای مشخص : بیان خواص فیزیکی و شیمیایی عناصر مختلف

- دانش طبقه بندی و ملاکها : گفتن نقش و هدف رشته های گوناگون علمی

- دانش ملاکها : بیان ملاکهای مورد استفاده در تعیین ارزش غذایی مواد خوراکی

- دانش روالها و توالیها : بیان تأثیر مشترک عوامل ارثی و محیطی بر رشد زد

00/2 فهمیدن: فهمیدن یعنی درک مطالب که فرد ازآن طریق در می یابد که هدف اصلی مطلب مورد نظر چیست . در واقع فهمیدن یک مرحله بالاتر ازدانش است . در دانش یادگیرنده مطالبی را که قبلاً آموخته بدون دخل و تصرف به یادمی آورد . اما در این طبقه بندی یادگیرنده علاوه بر حفظ مطالب باید آنها را بفهمد خرده طبقات فهمیدن به شرح زیر است .

10/2 – ترجمه یا برگردان : بیان یک مطلب پیچیده به صورت ساده ویابرگردان یک مطلب از یک زبان خارجی به زبان فارسی

20/2- تفسیر : توضیح دادن یا بیان کردن مطالب از طریق معنی کردن یا دادن مثالها یا     خلاصه ای از آنها .

30/2- برون یابی : توانایی تشخیص عواملی که نتایج نادرست دارند . ویا توانایی پیش بینی یابرآورد نتایج اقدامات مختلف

00/3به کار بستن : استفاده ازمطالب انتزاعی در موقعیتهای غیبی و عملی

مانند : توانایی استفاده از محاسبات انتزاعی در موقعیتهای عملی زندگی

00/4 تحلیل : شکستن یک موضوع به اجزاء یا عناصر تشکیل دهنده آن که از سرخرده طبقه به نام های زیر تشکیل یافته است :

10/4- تحلیل عناصر : توانایی تشخیص واقعیتها از عناصر

20/4- تحلیل روابط : توانایی تشخیص روابط علت و معلولی ازسایر عناصر

30/4- تحلیل روابط سازمانی : توانایی تشخیص نقطه نظرها یا تعصب های نویسنده در بیان یک واقعه تاریخی

00/5 ترکیب : پهلوی هم گذاشتن عناصر برای ایجاد یک کل یکپارچه و تولید طرح وساختی که قبلاًبدین شکل نبوده است.

10/5- تولید یک اثر بی همتا و منحصر به فرد : توانایی نوشتن یک داستان ،مقاله یا مشتری ابتکاری

20/5- استنتاج مجموعه ای از روابط انتزاعی :توانایی انجام اکتشافاتی ریاضی و تدوین اصول و قوانین ریاضی

00/6 ارزشیابی : داوری در مورد ارزش مطالب و موضوعات برای مقاصد معین که ازدو خرده طبقه تشکیل شده است.

10/6- داوری بر اساس شواهد درونی : توانایی نشان دادن اشتباهات یک بحث

20/6- داوری بر اساس ملاکهای بیرونی : توانایی مقایسه و ارزیابی نظریه ها ، تعلیم ها، و واقعیتها درباره فرهنگهای مختلف .

« انواع آزمونهای پیشرفت تحصیلی »

آزمونها پیشرفت تحصیلی به دو دسته عینی و ذهنی تقسیم می شونددر آزمونهای عینی هم سؤالها و هم جوابها را دراختیار دانش آموزان قرار می دهندتا تصمیماتی اتخاذ کنند .آزمونهای عینی به طورعمده از سه نوع اصلی چند گزینه ای ، صحیح غلط ریال و جور کردنی تشکیل می یابند .

در تصحیح این دسته ازسؤالات نظر مصحح هیچ دخالتی ندارد . از این روبه این آزمونها عینی می گویند .

آزمونهای ذهنی : که به آزمونهای ذهنی و تشریحی یا انشایی معروفند آزمونهایی هستند که درآنها سؤالها در اختیار آزمون شونده گذاشته می شوند و او جواب سؤالها را خود آماده می کند ودر برگه امتحانی می نویسد که به دو دسته گسترده پاسخ و کوته پاسخ تقسیم می شوندو نظر مصحح در آن دخالت دارد .

 

 

 

( اجرا نمره گذاری و تحلیل آزمونها )

ترتیب سؤالها آزمون

درباره طرز تهیه سؤالهای مختلف آزمونهای پیشرفت تحصیلی این نکته را باید مورد توجه قرارداد که سؤالهای تهیه شده باید تکلیفی را در اختیار آزمون شنوندگان قرار دهند که تا حد امکان آشکار باشد . لذا باید این دسته ازسؤالها را دسته بندی نمود که این کار به آزمون شونده نظم فکری می دهد و پاسخدهی به سؤالها را از سوی آن آسان می سازد . ترتیب  سؤالهای مختلف یک آزمون به دنبال یکدیگر:

1- سؤال های صحیح غلط 2 – سؤال های جورکردنی 3- سؤال های چند گزینه ای              4- سؤال های کوته پاسخ 5- سؤال های تشریحی

علاوه بر گروه بندی سؤالهای برحسب نوع لازم است سؤالهای مختلف هر نوع را نیز برحسب موارد زیر دسته بندی کنید :

1- سؤالهای مربوط به هر طبقه از هدفهای آموزشی مانند « دانش اصطلاحات » « کاربرد اصول » و غیره را دنبال هم قرار دهید .

2- سؤالها را از ساده به مشکل مرتب کنید. این موجب اعتماد به نفس آزمون شوندگان شده و کارآیی آنان را درعملکرد بر روی سؤالهای پیچیده افزایش می دهد .

3- در تنظیم سؤالهای یک آزمون سؤالها باید با ترتیب مطالب درس هماهنگ باشد . یعنی سؤالهای آزمون به ترتیب فصلهای کتاب یا بخشهای مطلب آموزش داده شده مرتب شوند .

 

 

« نوشتن دستورالعمل یا راهنمایی آزمون »

راهنمای آزمون باید مختصر و مفید باشد وبه طور آشکار به آزمون شونده بگوید که چه کاری انجام دهد . مهرنزولیمان (1984) گفته اند که راهنمای آزمون باید اطلاعات زیر را در اختیار آزمون شوندگان قرار دهد .

1- زمان لازم برای هر قسمت

2- ارزش هر سؤال

3- مجاز یا نبودن حدس زدن

بجز با دانش آموزان خردسال ، راهنمای آزمون باید آنقدر آشکار باشدکه آزمون شونده با خواندن آن و بدون نیاز به هر توضیح شفاهی کار خود را آغاز کند .اگر آزمون شوندگان نیاز به توضیح شفاهی داشته باشند معلوم می شود که راهنمای سؤال به حد کافی روشنگر نبوده وباید بازنویسی شود . اما هنگام آزمون با کودکان ممکن است علاوه بر توضیحات کتبی ممکن است راهنماییهای شفاهی نیز ضرورت داشته باشد .

اجرای آزمون :

پس ازتهیه و اجرای آزمونهای پیشرفت تحصیلی ، نوبت تصحیح رگه های آزمون و نمره گذاری آنهامی رسد . در تصحیح آزمونهای عینی ابتدا معلم یکی از پاسخنامه ها را خود علامت گذاری کند وبا سوراخ کردن محل پاسخهای درست پاسخنامه کلید رابسازد با قراردادن این کلید بر روی پاسخنامه های دانش آموزان و شمارش تعداد علامتهای درست آنها را نمره گذاری کند .

در نمره گذاری آزمونهای عینی دو روش عمده دارد .(الف) احتساب کلیه پاسخهای درست بدون کسر نمودن برای حدس زدن.

(ب) کسر مقداری از نمره برای جبران حدس زدن روش اول روش متداول تر وساده تری است . امادر روش دوم دانش آموزان باید خوب آگاه شوند که درازاء پاسخهای غلطی که می دهند مقداری از نمره آنان کم خواهد شد . برای تعیین این مقدار چندین روش وجود دارد که معروفترین آنها استفاده از فرمول زیر است .

                                            W   -    r = نمره اصلاح شده

                                             n-1

                                              تعداد پاسخهای درست = r

                                               تعداد پاسخهای غلط   = w

                                          تعداد گزینه های هر سؤال= n

فرض کنید که در یک آزمون چهار گزینه ای (4=n) که دارای 50 سوال است دانش آموزی به 45 سؤال پاسخ داده است و از این تعداد6 سؤال غلط (6=w) و 39 سؤال درست است . (39=r) نمره اصلاح شده این دانش آموز برابر است با :

37 = 2- 39 =   6  - 39 =   6    – 39              w     - r = نمره اصلاح شده

                     3            1-4                      1-N

« تحلیل سؤالهای آزمون »

تحلیل سؤالهای آزمون

هدف از تحلیل سؤالهای آزمون وارسی یک آزمون و کیفیت تک تک سؤالهای آن تعیین می شود . تحلیل پاسخهای آزمون شوندگان همچنین اطلاعات تشخیصی لازم ا برای بررسی کیفیت یادگیری دانش آموزان و مشکلات آموزشی معلمان فراهم می آورد .

 

 

مراحل تحلیل سؤال

اطلاعات مورد نیاز برای تحلیل سؤالهای یک آزمون ، پاسخهایی هستند که آزمون شوندگان به هر سؤال داده اند . بعنی بایدتعیین شود که در هر سؤال چند نفر گزینه های درست را انتخاب      کرده اند . هر یک از گزینه های انحرافی چند نفر را به خود جلب کرده است . و چند نفر آن را بی جواب گذاشته اند . برا این منظور ، بادی هر سوال را در جدول وارد نموده و نتایج تحلیل آن رادر یک طرف و صورت اصلاح شده آن درطرف دیگرکارت نوشته شود .

جدول 3-1        کارت تحلیل سؤال

عنوان آزمون : آمار استنباطی                تاریخ اجرای آزمون

موضوع سؤال : رتبه درصدی

سؤال

چهل و هشت نمره از یک مجموعه 100 نمره ای پایین تر از 54 است چهار نمره معادل 54      است . رتبه درصدی نمره 54 چند است .

الف – 48

ب – 50

ج-   52

د-    54

گروهها  الف                ب                ج               د                      بدون پاسخ

%25% بالا 0                5                 3                0               2              10

25% پایین 5               2                 3                0                               10

ضریب دشواری = 35

ضریب تمیز = 3/0

اطلاعات موجود در جدول که برای تحلیل یکی از سؤالهای آزمون و محاسبه شاخصهای آماری آن ضروری تعیین دو گروه قرمی (بالا) وضعیف پایین آزمون شوندگان و تعیین پاسخدهی آنان به گزنه های مختلف سؤال به دست آمده اند. این اطلاعات برای تک تک سؤالهای هر آزمون ضروری هستند . برگه ها باید از بالاترین نمره شروع یا از پایین ترین نمره شروع شود وبرگه هایی را که می خواهید در گروه پایین قرار دهیدنیز بر می گزینند متخصصان آزمون سازی از جمله                        ( نیتکو 1983وسیبرز1970 ) پیشنهاد کرده اند که اگر تعدادکل دانش آموزان بین 20تا 40 نفر هستند 10 نفر نمره بالا و 10 نفر نمره پایین انتخاب شود و اگردانش آموزان کمتر از 20 نفر باشد برگه به دو دسته بالا و پایین تقسیم شوند.و اگر آزمون شوندگان بیش از 40 نفر باند بهترین رقم برای گروه بالا و پایین27% کل برگه ها است.اما برای آزمونهای کلاس ارقام 25 تا 22 درصد به عنوان برگه های گروه بالا و پایین مناسب است . بعد از گروه بالا و پایین لازم است برای هرسؤال اطلاعات زیر را تهیه کنید .

1- تعداد افراد گروه بالا که هر یک از گزینه های سؤال را انتخاب کرده و با آن را بی جواب گذاشته اند.

2- تعداد افراد گروه پایین که هر یک از گزینه های سؤال را انتخاب کرده ویا آن را بی جواب گذاشته اند .

پاس از انجام مراحل بالا اطلاعات مورد نیاز برای تعیین شاخصهای آماری و  تحلیل سؤالها در دست هستند این شاخص هابه شرح زیر محاسبه می شوند .

محاسبه ضریب دشواری

بنابر تعریف درصد کل افرادیک گروه که به یک سؤال جواب مثبت می دهند ضریب دشواری آن

 سؤال است. اگر درتحلیل سؤال کلیه افراد یا برگه های امتحانی داته باشند. مانند زمانی که تعداد کل برگه ها 20عدد یا کمتر است وآنها را به دوگروه مساوی تقسیم می کنیم .

برای محاسبه ضریب دشواری سؤال کافی است که تعداد کل افرادی که به آن سؤال جواب درست داده اند برتعداد کل آزمون شوندگان تقسیم کنیم و حاصل را در100 ضرب نماییم رقم حاصل ضریب دشواری است . اما در مواردی که تعداد آزمون شوندگان زیاد باشد و اطلاعات مابه نحوه پاسخدهی افراد گروه بالا و پایین محدود می شودباید از فرمول زیر استفاده شود.

              100 ×         انتخابهای درست گروه پایین + انتخاب  درست گروه بالا     = ضریب دشواری سؤال

                                       تعداد افراد گروه بالا   + تعداد افراد گروه پایین

برای محاسبه ضریب دشواری جدول 3-1 به نحو زیر عمل می کنیم .

                                       35 =  100×   7      =   100×   2 + 5  = ضریب دشواری سؤال

                                                         20                  10+10

برشی رای تمرین بالا

اگر گروه های بالا و پایین دریک آزمون هر یک شامل 15 دانش آموزباشد ، و9 نفر ازگروه بالا و12 نفر از گروه پایین به یک سوال جواب درست داده باشند . ضریب دشواری آن سؤال قدر خواهد بود .

رقم 35 نشان می دهد که درصد نسبتاًکمی از دو گروه بالا و پایین پاسخ درست سؤال را برگزیده اند و می توان نتیجه گرفت که سؤال نسبتاً هر اندازه ضریب دشواری یک سؤال بزرگتر (به 100) نزدیکتر باشد آن سؤال آسانتر خواهد بود .

 

 

 

 

چنانچه ملاحظه شد فرمول بالا ضریب دشواری را بر حسب یک عدد دورقمی نشان می دهد . برخی از متخصصان اندازه گیری و ارزشیابی ترجیح می دهند که این ضریب مانند ضریب تمیزکه در قسمت بعد توضیح داده خواهد شد نیز بر حسب اعداد اعشاری باشد که تفسیرآن با تفسیر ضریب تمیزهمانند صورت گیرد.در این حالت فرمول محاسبه ضریب دشواری به صورت زیر است :    

 نسبت  افراد گروه پایین که به سؤال جواب درست دادن + نسبت افراد بالا که به سؤال جواب درست داده اند =     ضریب دشواری

                                                                    2

برای محاسبه ضریب دشواری سؤال جدول 3-1 با این فرمول به نحوه زیر عمل می کنیم.

 

                                     35/0  =    7/0  =  2/0+5/0   =  ضریب دشواری

                                                   2            2

ملاحظه می کنید که ارقام حاصل از دو فرمول برابرند اما در فرمول اول ضریب حاصل به صورت عدد صحیح نشان داده می شود و در فرمول دوم به صورت عدد اعشاری .

محاسبه ضریب تمیز:

برخلاف ضریب دشواری که میزان آسان بودن یا دشوار بودن یک سؤال را برای گروه آزمون شوندگان نشان می دهد .ضریب تمیز قدرت سؤال را در تمایز گذاری یا تشخیص بین گروه قومی و گروه ضعیف مشخص می کند ، عنی معلوم می نماید که سؤال تا چه اندازه می تواند گروه قومی را از ضعیف جدا سازد .

برای محاسبه ضریب تمیز ازفرمول زیر استفاده می شود.

                   انتخابهای درست گروه پایین – انتخابهای درست گروه بالا            = ضریب * سؤال

                                           تعداد افراد یک گروه ( بالا یا پایین )

ضریب تمیز سؤال جدول 3-1 به شرح زیر محاسبه می شود :

                           3/0  =   3   =  2-5   = ضریب تمیز سؤال

                                     10      10

رقم 3/0 نشان می دهد که سؤال الا تا حدودی توانسته است گروه بالا و پایین را از یکدیگر متمایز کند یعنی 10 نفر ازگروه بالا 5 نفر به سؤال جواب درست داده اند در حالی که تنها2 نفر از 10 نفر گروه پایین به این سؤال جواب درست داده اند .

هرقدر ضریب تمیز بزرگتر باشد قوه تمیز آن سؤال بیشتر و هرقدر این ضریب کوچکتر باشدقوه تمیز آن کمتر است مثلاً اگرقوه تمیز سؤالی 90% باشد آن سؤال آزمون شوندگان قوی و ضعیف را بخوبی از هم جدا خواهد کرد . امااگرضریب تمیز سؤالی 10%باشدآن سؤال از عهده جدا سازی دانش آموزان قوی وضعیف بخوبی برنخواهد آمد .ضمیر غیر صفر حاکی ازاین است که آن سؤال به هیچ وجه نتوانسته بین گروه قوی و ضعیف تمایز قائل شود .

« روایی آزمون »

روایی اصطلاحی است که به هدفی که آزمون برای تحق بخشیدن به آن درست شده است اشاره

می کند . به بخش دیگر آزمونی داراری روایی است که برای اندازه گیری آنچه مورد نظر است مناسب باشد . برای مثال یک آزمون پیشرف تحصیلی ریاضی کلاس پنجم دبستان درصدی یک آزمون روا است که محتوا او هدفهای آن درسی را به خوبی اندازه گیری کند و بجز یادگیری دانش آموزان از آن درس چیز دیگری را شامل نباشد .

آزمون های مورد استفاده در آموزش و پرورش داراری سه هدف عمده هستند که به سرپرستی زیر پاسخ می دهند .

1-آیای سؤالهای آزمون ازمحتوای درس یا موضوع مورد نظر یک نمونه خوب ارائه می دهند .

2- آیای نمرات آزمون عملکرد فعلی یا آتی دانش آموزان را پیش بینی می کنند .

3- آیای نمرات آزمون با مفاهیم نظری یا سازه هایی که آزمون برای سنجش آنها درست شده است مربوط می شوند .

سه مورد بالا به ترتیب سه نوع روایی محتوا، پیش بینی و سازه را نشان می دهند .

حال به معرفی این روایی ها می پردازیم .

روایی محتوایی : روایی محتوایی به این مطلب اشاره می کند که نمونه سؤالهای مورد استفاده در یک آزمون تا چه حد معرف کل جامعه سؤالهای ممکن است که می توان از محتوا یا موضوع مورد نظرتهیه کرد .هر چه آزمون از این لحاظ بهتر باشد .دارای روایی بیشتر است . بنابراین اگرمعلم فیزیک بخواهد برای درس خود یک آزمون پیشرفت تحصیلی روا بسازد .آزمون او باید در برگیرنده نمونه ای درست ودقیق از مطالبی باشد که به دانش آموزان آموزش داده است . ونباید چیزی خارج از محتوا و هدفهای درسی فیزیک این معلم را اندازه گیری بکند .

روایی صوری : روایی صوری یکی از مشتقات روایی محتوایی است . روایی صوری به این مطلب اشاره می کندکه سؤالهای آزمون تا چهحد در ظاهر شبیه به موضوعی هستند که برای اندازه گیری آن تهیه شده اند . در واقع روایی صوری نمی تواند جزو انواع روایی باشد . بلکه تنها یک ویژگی آزمون است که در پاره ای مواقع وجود آن مفید به نظر می رسد .

روایی پیش بینی : وایی پیش بینی آزمونهایی است که برای پیش بینی موفقیت افراد در امور تحصیلی یا شغلی به کار می روند . آزمونهایی که برای مقاصد پیش بینی بکار می روند مختلف هستند . گاه از آزمونهای پیشرفت تحصیلی فعلی یاقبلی برای پیش بینی پیشرفت تحصیلی استفاده می شوند .

( مثلاً استفاده ازآزمونهای ورودی دانشگاهها برای پیش بینی پیشرفت تحصیلی داوطلبان ورود به دانشگاهها در دوره تحصیلی در دانشگا یا استفاده از نمرات پیشرفت دوره راهنمایی تحصیلی برای پیشرفت تحصیلی در دبیرستان ) وزمانی هم از نمرات آزمونهای هوش و استعداد برای پیش بینی موفقیت های بعدی تحصیلی و غیر تحصیلی استفاده  می شود .

روایی سازه : روایی سازه بیشتر از روایی محتوا و روایی پیش بینی جنبه نظری دارد . بنابر تعریف کرانباخ ( 1970) یک آزمون در صورتی دارای روایی سازه است که نمرات حاصل از اجرای آن به مفاهیم یا سازه های نظریه مورد نظر مربوط باشند . برای مثال یک آزمون یا پرسشنامه اضطراب در صورتی دارای روایی سازه است که نمرات حاصل از آن به سازه هایی که در نظریه های اضطراب آمده اند ارتباط داشته باشد بعنوان مثالی دیگر یک آزمون خواندن و فهمیدن               ( درک مطلب) در صورتی دارای روایی سازه است که نمرات آن مستقیماً به میزان درک وفهم دانش آموزان از مطالب خواندنی ( مانند کتابهای درسی ) مربوط باشد .

معنی سازه به معنی بسیار نزدیک است . کرلینجر ( 1965) سازه را اینگونه تعریف کرده است     « سازه یک مفهوم است اما سازه به معنی اضافی بر مفهوم داد و آن این است که سازه برای مقاصد ویژه علمی به طور عمد و از روی آگاهی ابداع می شود » مثال های سازه در روانشناسی وآموزش و پرورش فراوانند و ازجمله می توان هوش ، انگیزش ، اضطاب ، پیشرفت تحصیلی ، برون گرایی ، درون گرایی را نام برد . برای مثال سازه هوش گر چه یک مفهوم قابل مشاهده نیست نظریه های روان شناختی و پرورش مطالب زیادی درباره آن بیان کرده اند .

مثلاً این که افراد باهوش دریادگیری سریعتر ، یا هوش با پیشرفت تحصیلی رابطه مستقیمی داردر و از این متخصص هوش سنجی پس از تعریف هوش یک آزمون می سازد ورابطه بین نمرات حاصل از آن را با سرعت یادگیری و پیشرفت تحصیلی و غیره ... تعیین می کند . برای تعیین روایی سازه از روشهای مختلفی استفاده می شود.

« پایانی آزمون »

پایانی یک وسیله اندازه گیری به دقت آن اشاره می کند . آزمون در صورتی دارای پایانی است که

اگر آن را در یک فاصله زمانی کوتاه چندین بار به گروه واحدی از افراد بدهیم نمرات حاصل از این چندین بار جدا نزدیک به هم باشند . رابطه بین روایی و پایانی از این قرار است که یک آزمون باید پایا باشد تا بتواند روا باشد . اگر آزمونی در هر بار اجرا  درمورد تعدادی دانش آموز نتایج مختلفی به دست بدهد آن آزمون پایان خواهد بود .

 و هیچ چیز را به درستی اندازه نخواهد گرفت . برای مثال یک آزمون ریاضی برای اندازه گیری محتوا و هدفهای درسی تاریخ روا ( مناسب ) نیست اما این آزمون می تواند مطالب ریاضی را که اندازه می گیرد با دقت  (به طور پایا)  اندازه گیری می کند .

پس برای اینکه یک آزمون روا باشد باید پایا باشد . یعنی پایایی شرط روایی است . اما روایی برای پایایی ضرورتی نیست .

 ایبل ( 1972) پنج روش تعیین پایایی را معرفی نمده که عبارتند از 1- روش پایایی مصحح     2- روش باز آزمایی  3- روش فرمهای موازی یا هم ارز 4 روش دو نیمه کردن آزمون و روش     کودر- ریچاردسون .

«روش پایانی مصحح »

برای تعیین پایانی آزمونهای تشریعی یا انشایی که نمرات آنها تحت تأثیر قضاوت مصححان برگه های آزمون قرار می گیرد باید از دو یا چند مصحح که مستقلاً برگه ها را * را تصحیح می کنند

استفاده نمود . همبستگی بین نمرات این مصححان شاخص پایانی مصححان به حساب می آید .

« روش باز آزمایی »

ساده ترین روش تعیین پایانی یک آزمون بازآ‍زمایی است در این روش آزمون را در دو نوبت به گروه  واحدی از آزمون شوندگان می دهند و نمرات حاصل را با هم مقایسه می کنند . ضریب همبستگی بین نمرات حاصل از دوبار اجرای آ‍مون ضریب پایانی آزمون است . به این نوع پایانی ، پایانی بازآزمایی می گویند .

 انتقادی که به این آزمون وارد است این است که تجربه نوبت اول آزمون سبب می شود که آزمون شوندگان با سؤالهای آزمون آشن شوندو این آَنایی سبب خواهد شد که آنان در پاسخ دادن به همان سؤال در نوبت دوم اجرای آزمون بهتر عمل کنند .

« روش فرمهای هم ارز »

روش دیگری که برای رفع مشکلات بازآزمایی به کارمی رود روش فرمهای هم ارز است . در این روش دو آزمون معادل یا هم ارزی برای یک مطلب یا موضوع تهیه می کنند و آنها را درفاصله زمانی کوتاهی به یک گروه واحد ازآزمون شوندگان می دهند. ضریب همبستگی بین نمرات این دو فرم آزمون ، ضریب پایانی آن آزمونها به حساب می آید مشکل عمده است روش این است که تهیه فرمهای هم ارز برای آنها ه سادگی نیست و بی علاقگی دانش آموزان وایراد معلمان به اجرای دو فرم از یک آ‍زمون به جای خود باقی است .

 


 
فلومتر(دبی سنج) کنتور
ساعت ٩:٢٤ ‎ق.ظ روز ۱۳٩۳/٤/٤  کلمات کلیدی: کنتور ، فلومتر ، دبی سنج ، ابزار دقیق

 

  امروزه اندازه گیری جریان سیال بعنوان یکی از مهمترین پارامترهای اندازه گیری در صنایع مختلف از اهمیت ویژه ای برخوردار است.

در حقیقت اغلب کارشناسان پس از اندازه گیری دما مهمترین کمیت اندازه گیری در صنایع را فلو یا جریان سیال می دانند.

کاربرد دبی سنج:
تاسیسات آب وفاضلاب،خروجی سدها،چاهها،ایستگاههای پمپاژ،خطوط آبرسانی شهری و روستائی همچنین اندازه گیری آب خام،شرب ویا تصفیه شده،هرزآب، فاضلاب ،صنایع شیمیائی ، اسیدها ، سودهای سوز آور ، سریش ، چسب ،صنایع غذایی ، آب معدنی ، شیر ، ماست ، دوغ ، ملاس ، شیره چغندر وصنایع داروئی  و  صنایع کاغذ سازی ، خمیر چوب ، دوغاب و..... می باشد.


با توجه به  اهمیت اندازه گیری این کمیت و همچنین تنوع فرآیند صنایع گوناگون ، در طول زمان روشهای مختلفی برای اندازه گیری جریان سیال بوجود آمده است .که به صورت کلی شامل موارد ذیل می باشد:

1- coriolis mass flow meter

     2-ultrasonic flow Meter        

     3-electro magnetic flow meter

4-Osilliator Flow Meter

5-Thermal Mass Flow Meter

 6-Vortex Flow Meter

7-Variable Area (Rotameter)

8-Pitot Tube

9-Weir and Flume Open channel

10-Rotameter

11-Piston-Type

12-Float-Type

13-Turbine-Type Flowmeter

14-Positive-Displacement Flowmeter

 15-Open channel Flow meter

 Massflow meter 16-

انتخاب فلومتر مناسب برای هر کاربرد نیاز به دانش کلی نسبت به روشهای گوناگون فلومتری و در نظر داشتن پارامترهای اصلی اندازه گیری از قبیل دقت،قیمت تمام شده،هزینه های تعمیرات و کالیبراسیون، سازگاری عملکرد فلومتر با شرایط پروسه تولید و...می باشد.اینک به چند نمونه از این فلومترها اشاره می کنیم.

1-فلومتر جرمی کوریولیس(coriolis mass flow meter)

  ساختمان این فلومتر شامل چهار قسمت می باشد:

1-لوله های موازی       2-تحریک          3-سنسورهای  مغناطیسی      4-صفحه نمایش

در این روش دولوله موازی توسط یک سیم پیچ تحریک با فرکانس از پیش تعیین شده به نوسان در می آید.با عبور سیال درون دو لوله نیرویی در جهت عمود بر لوله ها وارد میشود که بنام نیروی کوریولیس معروف است.این نیرو هنگامی تولید میشود که سیال درون لوله در حال جابجایی بوده و بهطور همزمان لوله در حال نوسان می باشد.این نیرو در ورودی و خروجی فلومتر به صورت متضاد عمل میکند که باعث تغییر شکل جزئی در دو لوله میشود.این انحراف توسط سنسورهای مغناطیسی که در ورودی و خروجی  لوله هستند اندازه گیری شده و اختلاف فاز میان نوسان دو لوله ناشی از نیروی کوریولیس بدست می آید.این اختلاف فاز با دبی جرمی سیال درون لوله متناسب است.همچنین فرکانس رزونانس لوله ها مطابق با چگالی سیال تغییر خواهد کرد که از این کمیت جهت اندازه گیری چگالی سیاال استفاده میشود.دامنه انحراف دو لوله نیز بستگی به دمای سیال دارد که در برخی دستگاهها با این روش میتوان دمای سیال را تخمین زد.این روش فلومتری جهت اندازه گیری فلوی جرمی مایعات و گازها صرفنظر از ضریب هدایت ،چگالی ،دما،فشار و چسبندگی سیال به کار میرود.

2فلومترهای التراسونیک(ultrasonic flow meter) :

فلومترهای التراسونیک از لحاظ کارکرد به دو دسته اصلی تقسیم میشوند

:Transient time: برای مایعات همگن و یک دست بدون ذرات معلق و یا حباب هوا

Doppler : برای مایعات دوفازی دارای ذرات معلق جامد ویا حباب هوا بالاتر از 10  PPM

به طور کلی در اندازه گیریهای دقیق خصوصا در گازها از روش transient time  استفاده میشود که اساس آن بر اندازه گیری  دقیق زمان استوار است.از لحاظ کاربرد نیز فلومترهای آلتراسونسک به فلومترهای اندازه گیری گاز و مایع قابل تقسیم هستند.

اساس کارکرد:

در فلومترهای آلتراسونیک ،سیگنالهای آلتراسونیک توسط ترانسدیسرهائی که در اطراف بدنه فلومتر قرار دارند تولید و بدرون سیال در حال حرکت منتقل میشوند. در روش transient time  مدت زمان رفت و برگشت سیگنال در درون سیال time of flight   اندازه گیری گردیده و فلومتر بر اساس اختلاف زمان رفت و برگشت امواج بین دو سنسور ،سرعت سیال را محاسبه مینماید.در واقع زمان رسیدن امواج کوتاهتر شده و زمانیکه جهت حرکت امواج سیال باشد زمان رسیدن امواج به سنسور مقابل طولانی تر خواهد بود.

ودر تکنولوژی داپلر اختلاف فرکانس برخوردی به ذرات مرجع اندازه گیری می باشد

از پارامترهای مهم در انتخاب فلومترهای التراسونیک ،جنس ترانسدیوسرها ، مقاومت نسبت به ذرات مزاحم درون سیال ،عدم تاثیر بدنه بر روی اندازه گیری ، محدوده دما و فشار فلومتر و ... می باشد.

3- فلومتر الکترو مغناطیسی(electro magnetic flow meter) :

    ساختمان این فلومتر شامل چهار قسمت میباشد:

A-قسمت الکترونیک یا پروسسورB-سیم پیجهای  ایجاد میدان   C-الکترودها -بدنه فلومتر

اساس کار :

فلومترهای الکترومغناطیسی بد اساس قانون القا فاراده کار می کنند.بر اساس این قانون اگر یک جسم هادی درون یک میدان مغناطیسی حرکت کند ، ولتاژ در دو سر هادی القا میشود.این ولتاژ القایی متناسب با سرعت هادی خواهد بود.در روش فلومتری مغناطیسی معمولا مقدار رسانایی سیال را بالای 5 میکرو زیمنس در نظر می گیرند که در نتیجه کاربرد این روش را محدود به سیالات رسانا می کند.

4OSCILLATOR FLOW METER:

 این روش مشابه به روش  اندازه گیری  تفاضلی (D.P) میباشد.بدین گونه که سیال از یک اورفیس که درون فلومتر می باشد عبور داده می شود و دو گذرکاه فرعی (By pass) در دو قسمت اورفیس قرار دارد.فشار دینامیک اورفیس باعث میشود که قسمتی از سیال به درون گذرگاه فرعی وارد شود.مسیر فرعی مجهز به یک اسیلاتور بوده که در اثر ورود سیال به چپ و راست حرکت میکند و تولید فرکانس خروجی متناسب با سرعت سیال می کند که نهایتا این فرکانس توسط Hot wire   اندازه گیری میشودو به سیگنال 4-20 میلی آمپر تبدیل می شود.

این روش از نظر اقتصادی بسیار با صرفه بوده و کاربرهای عمده آن عبارتند از :

-اندازه گیری هوای فشرده

-اندازه گیری گاز طبیعی هیدروژن ،پروپان ،آرگون ،نیتروژن

-اندازه گیری مایعات رسانا و نارسانا(آب مقطر)

5Thermal Mass Flow Meter:

 اساس کار این فلومتر طبق روش انتقال پروفایل دمایی توسط جریان سیال است که مقدار مشخصی گرما به سیال اعمال میشود و تغییرات دما متناسب با دبی عبور سیال می باشد.بر خلاف روشهای اندازه گیری دبی حجمی ، در این روش نیازی به تصحیح دما و فشار سیستم نمی باشد و این روش برای اندازه گیری جریان انواع گازها ایده آل می باشد.

6-  Vortex Flow Meter:

اساس کار این فلومتر همانگونه که از اسم آن پیداست بر اساس اندازه گیری جریان های گردابی در سیال است بدین صورت که با قرار دادن یک مانع بر سر راه سیال ، جریان گردابی در پشت مانع تولید میگردد که باعث بوجود آمدن افت فشار می شود که متناسب است با سرعت سیال ،حال بوسیله یک سنسورپیزو الکتریک میتوان این نوسانات مکانیکی را به سیگنال الکتریکی تبدیل کرد.

-7روتامتر (Rotameter):

این وسیله که بیشتر در مراکز آموزشی و تحقیقاتی کاربرد وسیعی دارد ، اغلب برای اندازه گیری دبی سیالاتی که جریان یکنواختی داشته و تغییر دبی آن ها تدریجی باشد ، به کار برده می شوند. از روتامتر بیشتر برای اندازه گیری دبی سیالات تمیز و یا سیالات با ذرات زائد کم باید استفاده کرد ؛ که رنج اندازه گیری برای روتامترهای شیشه ای ، در محدوده ی فشار (MPa 6/0) می باشد. از روتامتر می توان به طور مستقیم به عنوان اندیکاتور (Indicator) در وسایل آنالیز کننده ی گاز و سایر دستگاه های مشابه استفاده نمود.

روتامترها غالبا از دو قسمت زیر تشکیل شده اند:

- یک لوله ی شیشه ای عمودی که از پایین به بالا به تدریج بر قطر آن افزوده می شود.

- یک شاقول یا شناور که در داخل لوله شیشه ای قرار دارد و می تواند آزادانه به بالا یا پایین حرکت کند.

طوقه ی بالایی شناور (شاخص روتامتر) دارای شکاف های اریب می باشد. این امر باعث می شود که در اثر عبور سیال در خط لوله ، شناور هم به سمت بالا برود و هم در حول محور خود چرخش کند. با این عمل شناور هم در مرکز روتامتر قرار می گیرد و هم در اثر تغییر دبی سیال در مرکز لوله ی شیشه ای ، می تواند به صورت عمودی به سمت بالا یا پایین حرکت نماید. قرار گرفتن شناور (شاقول) در هر وضعیت نشان دهنده ی دبی مشخصی از سیال می باشد. برای تعیین مقدار عبور سیال در واحد زمان فقط کافی است که قسمت بیرونی لوله ی شیشه ای مدرج گردد و با کالیبره کردن درجه بندی ها دبی سیال را تعیین نمود. قرار گرفتن خط شاخص در شناور ، برروی هر یک از درجه بندی های لوله شیشه ای که بر حسب لیتر یا متر مکعب در ساعت کالیبره شده اند ، نشان دهنده ی میزان عبور سیال در واحد زمان خواهد بود. در بعضی از انواع روتامترها شناور چرخش نداشته و از جنس فلز می باشد ، اما برای این که شناور در مرکز روتامتر قرار داشته باشد پیش بینی های ضروری انجام می شود.

محفظه ی روتامتر را می توان از جنس شیشه یا فلز ساخت. در مواردی که سیال مورد اندازه گیری قابل اشتعال یا خطرناک باشد ، از محفظه ی فلزی استفاده می کنیم. در این حالت شناور قابل رویت نمی باشد و برای آشکار سازی موقعیت آن باید از روش های دیگری استفاده کرد. نمونه هایی که دارای لوله ی شیشه ای هستند در اصطلاح به روتامترهای دید مستقیم (Direct Viewing Rotameter) نامیده می شوند. نمونه هایی هم که دارای محفظه ی فلزی هستند ، به یک ترانسدیوسر الکتریکی و یا نیوماتیکی مجهز می شوند.

Pitot Tubeفلومتر پیتوت تیوب-8

در اندازه گیری فلو سیالات گازی خصوصا هوا در رنج کم معمولا از روش پیتوت تیوب استفاده میگردد .این خاصیت که در صورت ایجاد جریان هوا در یک سر لوله فشار آن نقطه از فشار خود لوله کمتر میشود مکانیزم اندازه گیری روش پیتوت می باشد .

-9 روتامتر نوع پیستون دار (Piston-Type):

در فلومتر های تغییر سطح از نوع پیستون دار ، شناور به صورت یک قطعه ی پیستون مانند می باشد. این پیستون در داحل یک غلاف یا لوله استوانه ای موسوم به سیلندر ، حرکت عمودی دارد. این سیلندر دارای یک دهانه ی ورودی با مقطع دایره ای شکل و یک دهانه ی خروجی با مقطع مربع یا مستطیل می باشد. دهانه ی خروجی سیلندر شبیه به یک اریفیس عمل می کند که سطح مقطع آن قابل تغییر است. قطر اریفیس بر اساس ظرفیت فلومترها انتخاب می شود. وزن پیستون با استفاده از وزنه های مناسب برای محدوده ی اندازه گیری مورد نظر تنظیم می شود. یک میله ی رابط ، پیستون را به هسته ی یک ترانسدیوسر (مبدل) جریان الکتریکی مرتبط می کند. سیالی که به داخل فلو متر می شود ، موجب بالا رفتن پیستون و در نتیجه باز شدن دهانه ی خروجی می شود. مقطع دهانه ی خروجی تا آن حد باز می شود که عبور سیال مورد نظر امکان پذیر گردد. مقطع مربع (یا مستطیل) شکل دهانه ی خروجی بین جابجایی پیستون و دبی سیال رابطه ی خطی ایجاد می کند.

-10نوع شناور دار (Float-Type):

در فلومتر شناور دار ، جسم اندازه گیری کننده (Metering Body) یک نوع شناور است. اریفیس این نوع فلومتر دارای گذرگاهی است که سطح مقطع آن از پایین به بالا افزایش پیدا می کند. این گذرگاه به صورت یکپارچه در محفظه ای جاسازی شده است. در این نوع از فلومتر ، گذرگاه مذکور نقش لوله ی شیشه ای روتامتر را ایفا می کند. تنها فرقی که بین این گذرگاه و لوله ی شیشه ای روتامتر وجود دارد این است که طول و قطر آن تقریبا یک اندازه است ؛ حال این که طول لوله ی اندازه گیری در روتامتر بسیار بیشتر از قطر آن می باشد.

-11فلومترهای تغییر سطح (Variable Area Flow Meter)

 فلومترهای تغییر سطح ، فلومترهای با اختلاف هد ثابت (Constant-Differential-Head) نیز ممکن است نامیده شوند. فلومتر تغییر سطح در اثر تغییر مکان یک جسم اندازه گیری کننده که جابجایی آن متناسب با دبی سیال می باشد، دبی سیال را اندازه گیری می کند. در فلومترهای تغییر سطح هر چه دبی بیشتر شود ، سطح عبور سیال بیشتر می گردد. در نتیجه افت فشار در عمل ثابت باقی می ماند. وزن جسم اندازه گیری کننده نقش نیروی متعادل کننده را دارد. جسم اندازه گیری کننده ممکن است به شکل شاقول ، پیستون ، و یا انواع شناورها باشد. بر همین اساس سه نوع اصلی از فلو مترهای تغییر سطح عبارتند از:

-12  فلومترهای حجم سنج

 فلومترهای حجم سنجی که کل حجم سیال را اندازه گیری می کنند ، دارای یک ترانسدیوسر و یک ثبات یا اندیکاتور برای نشان دادن کل حجم سیال می باشند. در این تراندیوسرها از سرعت حرکت یک عامل حس کننده (Sensing Element) استفاده می شود که سرعت این عامل حس کننده متناسب با دبی حجمی سیال می باشد.

-13فلومتر توربینیTurbine Flowmeter

فلومترهای توربینی مکانیزم ساده ای دارند و از یک توربین با پره های مشخص تشکیل شده که در کنار یک سنسور برای مثال پراکسیمتی سوئیچ با هر گردش توربین در اثر عبور جریان و فلو تعدادی پالس تولید       می کنند که با کالیبرۀ دستگاه بر اساس مقدار فلو و تعداد پالس ایجاد شده رنج فلومتر بدست می آید . برای انتخاب چنین فلومتری موارد زیر را در نظر داشته باشید .

سرعت زاویه ای (تندی چرخشی) پروانه متناسب با سرعت جریان سیال بوده و در نتیجه متناسب با دبی حجمی سیال است. تعداد دورچرخش های پروانه توسط یک ثبات یا محاسبه کننده ی تعیین شده و میزان جریان کل عبور داده شده ، توسط یک اندیکاتور نشان داده می شود.

این نوع دستگاه ها در دو نوع ، دستگاه اندازه گیری نوع خشک (Dry meter) و دستگاه اندازه گیری نوع تر (Wet meter) موجود هستند. نوع تر نسبت به نوع خشک دارای مزایای زیادی است ، از جمله می توان به عدم نیاز به قطعات اضافی ، سادگی و داشتن ابعاد کوچک تر اشاره کرد. ولی این نوع دستگاه ها وقتی کارایی مطلوب را دارند که آب تمیز از آن ها عبور کند و این موضوع دلیلی است برای این که چرا دستگاه های نوع خشک معمولا کاربردی تر هستند.

زمانی که یک توربین در مسیر سیال در حال حرکت قرار می گیرد ، از آنجایی که طرف دیگر توربین متصل به یک هسته ی مغناطیسی است و در مقابل هسته و در پوسته ی خارجی فلومتر سیم پیچ آشکار ساز قرار گرفته است ، عبور هسته از مقابل سیم پیچ موجب القای نیرو محرکه در آن می شود. با زیاد شدن سرعت سیال ، چرخش توربین و در نتیجه سرعت چرخش هسته ی مغناطیسی بیشتر می شود و نیرو محرکه ی بزرگ تری در سیم پیچ القاء می شود.در طرح های جدید هسته و سیم پیچ آشکار ساز را به گونه ای می سازند که سرعت سیال تبدیل به فرکانس پالس می شود و با شمارش پالس ها و میانگین گیری توسط مدارهای مربوطه ، سرعت سیال و به دنبال آن فلوی حجمی یا جرمی را به دست می آورند.

اشکال عمده ی این فلومترها ایجاد مزاحمت و اخلال در حرکت طبیعی سیال می باشد و ممکن است خود باعث تغییر فلوی مورد اندازه گیری شوند. خوردگی ونیاز به تعمیرات از معایب آن ها می باشند. همچنین این فلومترها برای اندازه گیری جریان های کم مناسب نمی باشند.

  1. 1.      رنج فلو.2 نحوه اتصال.3 نوع کانکشن .4چگالی یا ویسکوزیته 4.سیال. 5شرایط دمائی سیال .6فشار کاری سیال .7ماهیت سیال از نظر خورندگی و ذرات

14- فلومتر جابجایی مثبت (Positive-Displacement Flowmeter)

: جریان سنج های دارای عنصر جابجایی مثبت برای اندازه گیری حجم کل جریان سوخت دیزل ، نفت خام ، بنزین و مایعات مشابه نسبت به انواع پروانه پروانه دار یا توربین دار دقت عمل بیشتری دارند. دقت عمل این نوع دستگاه های اندازه گیری بیش از همه تحت تاثیر دانسیته و دبی سیال می باشد و معمولا با تجربه در دبی های ثابت و معیین بدست می آید. افزایش دانسیته و دبی سیال ، افت فشار استاتیک بیشتری را موجب می گردد. بنابر این معمولا از افت فشار جهت تعیین ظرفیت دستگاه اندازه گیری استفاده می شود.

 15- فلومتر کانال باز Open channel Flow meter

فلومترهای کانال باز جهت اندازه گیری حجم سیال عبوری مایع در یک کانال مورد استفاده قرار میگرد . اساس کار در اندازه گیری فلو در این روش هدایت آب در مقاطع از قبل تعریف شده و اندازه گیری تغییرات سطح آب یا فاضلاب عبوری و کالیبره آن بر حسب فلو می باشد . که در سه نوع 1 سازه پارشال فلوم 2 بدون سازه پارشال فلوم( سنسور کف کانال)  3 لیزر بیم (سنسور بالای کانال) 4 سر ریز کانال می باشد.

 Mass flow meter مس فلومتر -16

 یکی دیگر از روشهای اندازه گیری فلو بر حسب وزن می باشد که به فلومترهای جرمی یا مس فلومتر مشهورند . در روشهای متداول قبل برای اندازه گیری جرم سیال عبوری نیاز به اندازه گیری دانسیته مواد نیز میبود که عملا محاسبه جرم با خطای بسیار همراه میگردید . در حال حاضر انواع فلومترهای جرمی با تکنولوژیهای کوریالیس و ترمال مس این اندازه گیری را با دقتبسیار بالا انجام  و جهت سیستم های نیازمند اندازه گیری های بسیار دقیق مناسب می باشند و از قیمت بالایی برخوردارند.