أنواع المجسات واستخداماتها

ما هي المجسات

المجسات هي جهاز أو وحدة تساعد في رصد أي تغيير في الكم المادي مثل الضغط أو القوة أو الكمية الكهربائية مثل التيار أو أي صورة أخرى من أشكال الطاقة، وبعد الرصد، يرسل المجس إشارات للمستقبل إلى المتحكم أو المعالج المحدد، ويخرج هذا المجس إشارة قابلة للقراءة يتم تحويلها إلى صورة بصرية أو كهربائية أو أي شكل آخر يتناسب مع التغيير في إشارة الدخول. في أي نظام قياس، تلعب المجسات دورا أساسيا، فهي العنصر الذي يبدأ مخطط الكتلة في نظم القياس والذي يتفاعل مباشرة مع المتغيرات لإنتاج مخرجات مفيدة، وتنقسم المجسات إلى ثلاثة أنواع من الأجهزة

• أجهزة الاستشعار النشطة: المجسات النشطة هي نوع من المجسات الذي يولد إشارتها بمساعدة مصدر إثارة خارجي، وتختلف الخصائص الفيزيائية المخصصة للجهاز بشأن التأثير الخارجي الذي يؤثر عليه، ولذلك يسمى أيضا المجسات الذاتية المولدة.
• أجهزة الاستشعار السلبية: المجسات السلبية هي نوع من المجسات التي تصدر إشارة من دون مساعدة من مصادر الإثارة الخارجية، ولا تحتاج إلى أي محفز أو جهد إضافي.
• أجهزة الاستشعار التناظرية والرقمية: يوجد العديد من الأنواع المختلفة لأجهزة المجسات الرقمية والتناظرية.

أنواع المجسات

• مجسات الإشعاع: أجهزة المجسات هي أجهزة إلكترونية تعمل على الكشف الإشعاعي، وتتميز بالكشف عن جسيمات ألفا أو بيتا أو جاما وتنتج إشارات للعدادات وأجهزة العرض، وتحتوي على مواصفات أساسية مثل نوع المستشعر والحد الأدنى والحد الأقصى للطاقات التي يمكن الكشف عنها، وتستخدم هذه الأجهزة للكشف عن الإشعاع في المسوحات وعد العينات.

• مجسات الأستشعار القرب: يمكن أن تعتبر هذه المجسات الأقرب إلى الأجهزة الإلكترونية ويتم استخدامها في الكشف عن تواجد الكائنات القريبة من خلال وسائل عدم الاتصال. يمكن للمجس القريب كشف تواجد الأشياء في مساحة تصل إلى عدة مليمترات، ولذلك يصدر إشارة خرج تيار دائم إلى وحدة التحكم. تستخدم المجسات القرب في عمليات صناعية لا حصر لها لمعرفة وجود مكونات الماكينة. تشمل المواصفات الأساسية للمجسات القرب نوع المجس ومسافة الاستشعار الأقصى ودرجات حرارة التشغيل الصغرى والكبرى، بالإضافة إلى أبعاد القطر والطول. تعد أجهزة المجسات القرب صورة عامة لأجهزة قصيرة الأمد، ولكنها متوفرة أيضا في التصميمات التي يمكنها اكتشاف الأشياء التي توجد في عدة بوصات، ويعرف أحد أنواع المجسات القرب المعروفة باسم “مجس القرب السعوي.

• مجسات الضغط: وتعرف أيضا بمستشعرات الضغط أو أجهزة الكشف أو محولات الطاقة، وهي تعتبر من الأجهزة الكهروميكانيكية التي تظهر وتكشف القوى لكل وحدة مساحة داخل الغازات أو السوائل، وتصدر إشارات لمدخلات أجهزة التحكم والعرض. وعادة ما يستخدم المجس الضغط أو محول الطاقة كحاجز يسد وجسر يقاس فيه الضغط لمعرفة وقياس القوة المستخدمة ضد مكان الوحدة. تحتوي المواصفات الأساسية لوظيفة المجس على ضغوط العمل الصغيرة والكبيرة والدقة الشاملة، بالإضافة إلى أي ميزات أخرى في الجهاز. يستخدم المجس الضغط عندما يكون هناك حاجة لبيانات حول ضغط الغاز أو السائل للتحكم أو القياس.

• مجسات الموضع: يعتبر الجهاز الإلكتروني الذي يسمى بالمستشعرات الموضع أو أجهزة الكشف أو محولات الطاقة، والمستخدم لاستشعار مواقع الصمامات والأبواب والخانق وما إلى ذلك، وتزويد المدخلات لأجهزة التحكم أو أجهزة العرض بإشارات، بمواصفات أساسية لنوع المستشعر ووظيفته ونطاق القياس وميزات خاصة بالمستشعر. يتم استخدام مستشعر الموضع في تطبيقات التحكم التي تتطلب معلومات محددة عن الموقع في عدد لا يحصى من الحالات. محول الطاقة الموضع الشائع هو الوتر أو مقياس الجهد الخطي.

• المجسات الكهربائية: يعمل هذا الجهاز الحساس على استشعار التيار والجهد وما إلى ذلك، ويصدر إشارات في مداخل الأجهزة التي تحكمها أو الشاشات المرئية، وعادة ما تستند المستشعرات الكهربائية إلى تأثير القاعة، ولكن يمكن أيضا استخدام أساليب أخرى. تتضمن المواصفات الأساسية نوع المستشعر ووظيفة المجس ومجالات القياس الصغيرة والكبيرة ومجال درجة حرارة التشغيل. يتم استخدام المستشعرات الكهربائية عندما يكون هناك حاجة للحصول على بيانات حول حالة النظام الكهربائي، ويتم استخدامها في جميع الأمور، بدءا من أنظمة السكك الحديدية إلى المراوح والمضخات والسخانات.

• مجسات الخلل: يعد هذا المجس مناسبا للاستخدام في مجموعة متنوعة من العمليات الصناعية التي تكشف عن التناقضات فوق الأسطح أو في المواد الأساسية مثل اللحامات، ويستخدم في أجهزة الكشف عن الأخطاء بوسائل فوق صوتية أو صوتية أو غيرها من الوسائل لمعرفة العيوب داخل المواد، سواء كانت محمولة أو ثابتة، وتشمل المواصفات الأساسية لنوع المستشعر والعيب الجائز اكتشافه أو مستوى السماكة والتطبيق المطلوب.

استخدامات المجسات

تشتمل المجالات الأساسية التي تستخدم أجهزة المجسات كما يلي:

• الصناعة الطبية.
• السيارات.
• التطبيقات الصناعية.
• الفضاء والدفاع.
• الزراعة.

مع ذلك، لا يقتصر استخدام المجس على هذه المجالات فقط، بل يظهر دور المجس أيضا في الحياة اليومية، كما يتم استخدام مجس في صنع فنجان قهوة، ويتم استخدامه في الغلاية لقياس درجة الحرارة للتأكد من وصولها إلى الدرجة المطلوبة، وتستخدم آلة القهوة مفاتيح الضغط لمراقبة كمية السائل المستخدم. وهناك أجهزة منزلية أخرى مثل أجهزة التدفئة والغسالات وغيرها التي تحتوي على مجسات حرارة.

وبالإضافة إلى ذلك، تتوفر المجسات داخل السيارات والقطارات والحافلات وما إلى ذلك، ويكون الهدف من ذلك هو مراقبة درجة حرارة الزيت وضغطه وغيرها من الأمور داخل المركبات. كما توجد مجسات في أعمال الإضاءة، وتستخدم عادة في أجهزة الكمبيوتر التي تحتوي على العديد من أجهزة الاستشعار المختلفة.

في المستشفيات، يتم استخدام أجهزة الاستشعار باستمرار لمتابعة حالة المرضى، ودرجة حرارتهم، ومعدل ضربات القلب، وأجهزة الرنين المغناطيسي، وأسطوانات الأكسجين. كما يتم استخدام مراوح لشفط الأبخرة في المطابخ، وتستخدم مفاتيح ضغط تفاضلي لتنبيه الموظفين في حالة حدوث انسداد المروحة. وتشتمل الأفران على مجسات لقياس درجة الحرارة، وتعتبر معايير النظافة والسلامة مهمة.

ما هي المجسات الحرارية