سطح

سطح چیست؟

سطح در ابزار دقیق به فاصله بین سطح جسم و یک نقطه مرجع گفته می شود.

نقطه مرجع می تواند یک سطح صاف، یک نقطه خاص در جسم، یا یک سطح صاف در محیط اطراف باشد.

سطح یکی از کمیت های مهم در ابزار دقیق است و در بسیاری از کاربردها از جمله اندازه گیری، کنترل، و اتوماسیون استفاده می شود.

 برای مثال، سطح مایع در یک مخزن، سطح یک قطعه در یک ماشین، یا سطح زمین در یک نقشه همگی کمیت های سطحی هستند.

روش های اندازه گیری سطح

• روش های بصری
• روش های مکانیکی
• روش های الکتریکی

در ادامه، برخی از روش های متداول اندازه گیری سطح را با جزئیات بیشتر بررسی می کنیم.

روش بصری

روش های بصری یکی از ساده ترین و قدیمی ترین روش های اندازه گیری سطح هستند.

این روش ها بر اساس استفاده از نور برای تعیین ارتفاع سطح یک جسم کار می کنند.

برای مثال، می توان از یک تراز آب برای اندازه گیری سطح مایع در یک مخزن استفاده کرد.

یکی از روش های بصری متداول، استفاده از یک تراز آب است.

تراز آب از یک لوله شیشه ای پر از آب تشکیل شده است که در آن یک حباب هوا وجود دارد.

 برای اندازه گیری سطح، تراز آب را به طور عمودی در بالای جسم مورد نظر قرار می دهیم.

با حرکت دادن تراز آب، حباب هوا به مرکز لوله حرکت می کند.

ارتفاع سطح جسم برابر با فاصله بین مرکز حباب هوا و خط صفر تراز آب است.

روش های بصری دیگر نیز وجود دارند که از نور برای اندازه گیری سطح استفاده می کنند.

برای مثال، می توان از یک دوربین برای اندازه گیری سطح یک جسم استفاده کرد.

در این روش، دوربین از جسم مورد نظر عکس می گیرد و سپس با استفاده از نرم افزارهای پردازش تصویر، ارتفاع سطح جسم محاسبه می شود.

روش مکانیکی

روش های مکانیکی از حرکت یک جسم برای اندازه گیری سطح استفاده می کنند.

این روش ها معمولاً برای اندازه گیری سطح مایعات استفاده می شوند.

یکی از روش های مکانیکی متداول، استفاده از یک سنسور لغزشی است.

سنسور لغزشی یک میله فلزی است که در داخل مخزن قرار می گیرد.

میله فلزی به یک سنسور متصل است که حرکت میله را اندازه گیری می کند. با حرکت میله فلزی، سنسور ارتفاع سطح مایع را محاسبه می کند.

روش های مکانیکی دیگر نیز وجود دارند که از حرکت یک جسم برای اندازه گیری سطح استفاده می کنند.

برای مثال، می توان از یک سنسور رادار برای اندازه گیری سطح یک مایع استفاده کرد.

 در این روش، سنسور رادار امواج را به سمت سطح مایع ارسال می کند و سپس با اندازه گیری زمان بازگشت امواج، ارتفاع سطح مایع محاسبه می شود.

روش الکتریکی

روش های الکتریکی از خواص الکتریکی یک جسم برای اندازه گیری سطح استفاده می کنند.

این روش ها معمولاً برای اندازه گیری سطح مایعات استفاده می شوند.

یکی از روش های الکتریکی متداول، استفاده از یک سنسور خازنی است.

سنسور خازنی از دو صفحه فلزی تشکیل شده است که در داخل مایع قرار می گیرند. فاصله بین دو صفحه فلزی با ارتفاع سطح مایع تغییر می کند.

 با تغییر فاصله بین دو صفحه فلزی، ظرفیت خازنی تغییر می کند.

 سنسور ظرفیت خازنی این تغییر را اندازه گیری می کند و سپس با استفاده از یک رابطه ریاضی، ارتفاع سطح مایع محاسبه می شود.

روش های الکتریکی دیگر نیز وجود دارند که از خواص الکتریکی یک جسم برای اندازه گیری سطح استفاده می کنند.

برای مثال، می توان از یک سنسور مقاومتی برای اندازه گیری سطح یک مایع استفاده کرد.

در این روش، یک رسانای فلزی در داخل مایع قرار می گیرد.

مقاومت الکتریکی رسانا با ارتفاع سطح مایع تغییر می کند. سنسور مقاومتی این تغییر را اندازه گیری می کند و سپس با استفاده از یک رابطه ریاضی، ارتفاع سطح مایع محاسبه می شود.