پنل متر

پنل متر یا Panel Meter، دستگاهی است که به عنوان واحد نمایشگر برای استفاده در تجهیزات کاربرد فرآیند بکار گرفته می‌شود.

وظیفه‌ی اصلی پنل متر، دریافت سیگنال ورودی از گستره‌ی متنوعی از پروب‌ها، ترانسدوسرها، ترموکوپل‌ها، استرین گیج‌ها، پتانسیومترها و دیگر منابع، سپس تبدیل آن سیگنال به مقادیر پارامتر فیزیکی مرتبط، برای نمایش بصری مقدار مورد اندازه‌گیری است.

برگردان مستقیمِ «پنل متر» به فارسی، «سنجش‌گرِ پنل» است. به آن پنل‌متر هم می‌گویند.

انواع پنل مترها

پنل مترها به دو دسته‌بندی اصلی تقسیم می‌شوند:

پنل مترهای دیجیتال و پنل مترهای آنالوگ

پنل مترهای آنالوگ

پنل مترهای آنالوگ، مقدار اندازه‌گیری شده را از سیگنال ورودی دریافت می‌کنند و مستقیما نشان می‌دهند، بدون هیچ تغییری.

در این دستگاه‌ها، رابط کاربری منحصر به کاربرد است و می‌تواند هر واحد اندازه‌گیری را با تقریبا هر سیگنال بیان‌شده توسط فرآیند، نشان دهد.

یک پنل متر آنالوگ می‌تواند سرعت، فرکانس، ولتاژ، جریان، دما، ضربه در دقیقه یا فوت بر ثانیه را نشان دهد.

سیگنال‌های ورودی واقعی جریان یا ولتاژ آنالوگ AC یا DC هستند.

برخی از مثال‌های سیگنال‌های ورودی عبارتند از صفر تا ۱۰ ولت DC، چهار تا ۲۰ میلی‌آمپر DC یا صفر تا ۱۰۰ ولت DC.

برخی مدل‌ها می‌توانند بیش از یک ورودی دریافت کنند، همچون فرکانس‌های پالس‌دار که به آن‌ها پنل مترهای آنالوگ چند کاناله (مالتی چنل) گفته می‌شود.

پنل مترهای آنالوگ به دو روش کلی، مقادیر خوانده شده را نمایش می‌دهند:

روش اول taut band (نوارِ کشیده) است. در این روش، یک پوینتر یا سوزن متحرک وجود دارد که بین دو نوار فلزی قرار دارد، که اصطکاک را کاهش داده و حساسیت را بهبود می‌بخشد.

این دستگاه‌ها در برابر ضربه و شوک‌های بالا مقاوم هستند، در نتیجه برای استفاده در شرایط سخت محیطی مناسب هستند، محیط‌هایی که امکان ضربه و شوک شدید وجود دارد.

یک روش دیگر pivot and jewel (محور و نگین) است. در این روش، پوینتر در محیط‌هایی با لرزش بیشتر، پایداری بیشتری دارد اما به اندازه‌ی پنل مترهای taut band دقیق نیستند.

روش کاری این نوع پنل متر، بر اساس سیم‌پیچ و پوینتری است که با فولاد معلق شده و به دو یاتاقان نگین متصل شده است.

این نوع پنل مترها معمولا برای اندازه‌گیری جریان AC استفاده می‌شوند، ولی نوع taut band معمولا برای اندازه‌گیری DC استفاده می‌شود.

پنل مترهای دیجیتال

پنل مترهای دیجیتال بالاترین رزولوشن را نسبت به پنل مترهای آنالوگ ارائه می‌کنند و خواندن صفحه نمایش دیجیتال ساده‌تر است، به خصوص در محیطی که نور کم باشد.

خوانش توسط میتر آنالوگ و دیجیتال یکسان است، اما در مواردی که ورودی به شکل پیوسته تغییر می‌کند، بهتر است که از پنل مترهای آنالوگ استفاده کنید.

به طور مثال، موقع استفاده از یک موتور، پنل متر تعداد آمپری را نشان می‌دهد که موتور در هر زمانِ مورد نظر، از طریق شانت یا CT مصرف می‌کند.

برای تضمین اینکه موتور نزدیک به ۲۰ ولت مصرف کند، یک میتر آنالوگ می‌تواند نشانگر بصری خوبی از میزان آمپر مصرفی باشد.

در این حالت، با افزایش یا کاهش گشتاور، سوزن به شکل پیوسته، در بازه‌ی نمایشگر، نوسان می‌کند. اما اگر پنل متر دیجیتال باشد، خواندن آن سخت‌تر می‌شود چون ارقام روی نمایشگر به شکل پیوسته تغییر می‌کنند.

البته که این مساله برای تمام کاربردها صدق نمی‌کند. به طور مثال خواندن اعداد و ارقام روی یک پنل متر دیجیتال با یک نگاه، بسیار ساده‌تر از پنل متر آنالوگ است.

پنل متر دیجیتال را می‌توان تنظیم کرد تا چندین پارامتر مختلف را نمایش دهد، همچون ولت، آمپر، دما یا هر واحد مهندسی دیگر.

گاهی اوقات خروجی‌های رله هم وجود دارند و به پنل متر این امکان را می‌دهند که یک فرآیند را بسته به سیگنال ورودی اندازه‌گیری شده یا مقدار نمایشگر، کنترل کند.

سیگنال ورودی پنل متر

برای کارکرد صحیح، دستگاه باید به شکل طراحی شود که ورودی آنالوگی که به آن ارسال می‌شود را دریافت کند.

انواع ورودی عبارتند از:

ولتاژ AC – سیگنال ورودی به عنوان فرمی قابل اندازه‌گیری از ولتاژ AC با واحد VAC پذیرفته می‌شود.
جریان AC – سیگنال ورودی به عنوان فرمی قابل اندازه‌گیری از جریان AC با واحد میلی‌آمپر (mA AC) یا آمپر (A AC) پذیرفته می‌شود.
توان AC – سیگنال ورودی به عنوان بازه‌ای قابل تنظیم از فرکانس، جریان و/یا ولتاژ AC پذیرفته می‌شود.
ولتاژ DC – سیگنال ورودی به عنوان فرمی قابل اندازه‌گیری از ولتاژ DC با واحد ولت DC (یا VDC) پذیرفته می‌شود.
جریان DC – سیگنال ورودی به عنوان فرمی قابل اندازه‌گیری از جریان DC با واحد میلی‌آمپر (mA DC) یا آمپر (A DC) پذیرفته می‌شود.
توان DC – سیگنال ورودی به عنوان بازه‌ای قابل تنظیم از فرکانس، جریان و/یا ولتاژ DC پذیرفته می‌شود.
مقاومت – سیگنال ورودی از المان‌هایی پذیرفته می‌شود که تغییر مقاومت را اندازه‌گیری می‌کنند، همچون سنسورهای پیزومقاومتی یا استرین گیج‌ها.
دما – سیگنال ورودی بسته به تغییری در دما، از یک ترموکوپل، RTD یا ترمیستور پذیرفته می‌شود.

خروجی پنل متر

خروجی ساده نمایشگر

کارکرد اصلی که تمام پنل‌های دیجیتال انجام می‌دهند، دریافت سیگنال ورودی و تبدیل آن به مقدار نمایش‌داده شده است.

این ورودی ابتدا از سنسور در فرآیند یا سیستم، مخابره می‌شود و سپس به دستگاهی ارسال می‌شود که پنل، که میتر آنجاست، به آن متصل شده است. وظیفه‌ی پنل این است که برق دستگاه و ورودی‌های برای نمایشگر را تامین کند.

خروجی‌های بیشتر

علاوه بر نمایشگر ساده، برخی پنل مترهای دیجیتال، قابلیت‌های بیشتری همچون کنترل دلخواه یا رابط کاربری ارائه می‌کنند.

قابلیت آنالوگ: در این نوع، دستگاه می‌تواند یک خروجی آنالوگ ارائه کند (همچون جریان یا ولتاژ متغیر) که متناسب با سیگنال ورودی برای استفاده در دستگاه‌های آنالوگ است.

رابط داده: در این قابلیت، کاربر می‌تواند برای تحلیل داده‌ها، با اطلاعات نمایش داده شده تعامل داشته باشد.

قابلیت ست‌پوینت (نقطه تنظیم شده): کاربر می‌تواند مقادیر ورودی را تعیین کند که کارکردهایی مثل آلارم‌ها (هشدارها) یا کنترل ساده را فعال کند.

قابلیت‌ها و ویژگی‌ها

پنل مترهای دیجیتال ممکن است شامل چندین قابلیت دیگر باشند که کارکردهای بیشتری را به دستگاه می‌افزاید، همچون موارد مرتبط با سِت‌پوینت، آلارم‌ها (هشدارها)، کنترل خاموش/روشن و نمایشگر قابل تنظیم. قابلیت‌های پنل مترها مشابه با کنترلرهای دماست، بنابراین برای اطلاعات بیشتر در مورد این قابلیت‌ها، به مقاله‌ی کنترلر دما مراجعه کنید.

صفحه نمایش

نمایشگر

دو نوع نمایشگر برای پنل مترها وجود دارد: عددی یا حروف-عددی.

عددی: این نوع نمایشگرهای پنل متر، فقط اعداد و ارقام را نمایش می‌دهند. اکثر محصولات چنین نمایشگری دارند چون مقادیری که لازم است نشان داده شود، اکثرا عددی است. همچنین پنل مترهای دیجیتال عددی هستند، چون هدف اصلی میترها، نمایش مقادیر عددی است.

حروف-عددی: در این نوع، هم اعداد و هم حروف روی صفحه نمایش داده می‌شوند. این حالت مناسب سیگنال‌های پیچیده است و همچنین اطلاعات بیشتری به کاربر ارائه می‌کند، همچون واحدها یا کانال مرتبط خوانش.

تکنولوژی

نمایشگر یک پنل متر می‌تواند LED یا LCD باشد.

نمایشگرهای LED (دیود نورگسیل)، متشکل از دیودهایی هستند که الگوریتم N-segment را روشن می‌کنند. مزیت صفحه نمایش LED این است که در تاریکی قابل دیدن است.

تکنولوژی LCD (نمایشگر کریستال مایع)، ارقام تیره/سیاه را روی یک صفحه خالی خاکستری یا سبز نمایش می‌دهد. LCDها در مقایسه با LEDها، برق کمتری مصرف می‌کنند اما برای اینکه در تاریکی دیده شوند، نیاز به بک‌لایتینگ (نور پس‌زمینه) دارند.

تعداد ارقام

تعداد ارقام یعنی خروجی نمایشگر می‌تواند چند رقم را نشان دهد. بسته به دقت و صحت مورد نیاز، این عدد باید کمتر یا برابر با تعداد ارقام مهم در ورودی سیگنال باشد. در میترها موقع نمایش اعداد نصف و نیم، همچون ۴.۵ یا ۲.۵، اولین یا آخرین رقم می‌تواند ۱ یا خاموش باشد، یا ۵ یا خاموش. این رقم «نیم» باعث می‌شود که محدوده‌ی

بالایی نمایشگر را (۱۰۰۰ و _۹۹۹) ممکن شود یا نمایش مقادیر میانی را (۱۰۰.۵ و ۱۰۰_) نیز ممکن می‌سازد.

ابعاد پنل متر

از انجایی که پنل مترها معمولا داخل پنل ابزارها و تجهیزات نصب می‌شوند، پنل باید به اندازه پنل متر بریده و ساخته شود.

برای ارائه‌ی شرایط سوییچینگ بین پنل مترها، پنل مترها در ابعاد استاندارد DIN تولید می‌شوند.

نمونه‌هایی از پنل مترها

توتالایزرها: این پنل مترها، جمع سیگنال ورودی را در مدت زمان مشخصی دریافت می‌کنند. توتالیزر یا توتالایزرها عموما برای شمارش ورودی‌های پالس سودمند هستند یا ممکن است در کاربردهای اندازه‌گیری دبی مورد استفاده قرار گیرند.

پنل مترهای دما و فرآیند: رایج‌ترین نوع پنل متر، پنل مترهای دما و فرآیند هستند. این نوع، یک ورودی تک کانال (سینگل چنل) را می‌پذیرد و آن را به شکل دیجیتال روی صفحه، نمایش می‌دهد. ورودی‌های رایج از سنسورهای دما همچون RTD یا ترموکوپل‌ها دریافت می‌شوند.

نشانگرهای چندورودی (مالتی-اینپوت): این نوع میتر دیجیتال می‌تواند بیش از یک ورودی دریافت کند. اکثر میترها یک دکمه سوییچینگ دارند که خروجی کانال بعدی را نشان می‌دهد، در حالتی که انواع دیگر، تمام کانال‌ها را به شکل اتوماتیک اسکن می‌کنند و خروجی خود را به شکل دوره‌ای تغییر می‌دهند.

کاربردهای پنل متر

پنل مترها اغلب داخل پنل‌های دستگاه نصب می‌شوند. علاوه بر اندازه‌گیری دما، همچنین می‌توانند سرعت، فشار، جریان و چندین متغیر دیگر را اندازه‌گیری کنند.

به طور مثال، یک سیستم تهویه مطبوع به شما این امکان را می‌دهد که دمای اندازه‌گیری شده را روی پنل تجهیز ببینید؛ این اطلاعات با یک پنل متر نمایش داده می‌شوند.

از آنجایی که پنل مترهای دیجیتال بسیار دقیق‌تر هستند و خواندن آن‌ها از میتر آنالوگ نیز ساده‌تر است، پنل‌های دیجیتال جایگزین آنالوگ‌ها شده‌اند.

وقتی که به دنبال سطح بالایی از دقت و صحت باشید، به یک پنل متر دیجیتال نیاز دارید. برخلاف انواع آنالوگ، پنل مترهای دیجیتال می‌توانند در مقیاس‌های متفاوت، به شکل همزمان اندازه‌گیری کنند.

همچنین از آنجایی که پنل دیجیتال، خوانش دیجیتال را فراهم می‌کند، شما می‌توانید با تغییر خروجی به یک واحد اندازه‌گیری کوچک‌تر یا بزرگ‌تر، دقت را به حداکثر برسانید.

کاربردهای متفاوتی برای پنل مترها وجود دارد و در محیط‌های صنعتی، اداری و آزمایشگاهی، به شکل گسترده استفاده می‌شوند. برخی از کاربردهای رایج و سودمند آنان عبارتند از:

اتومبیل

پنل مترها، ابزاری مهم هستند که در اتومبیل‌ها برای نمایش اعداد و آمار مهم مرتبط با عملکرد خودرو استفاده می‌شوند.

سوخت، سرعت و چرخش در دقیقه (rpm) اندازه‌گیری‌شده از پنل متر عبور می‌کند و به شکل آنالوگ یا دیجیتال روی پنل تجهیز (داشبورد، پشت فرمان) نشان داده می‌شود.

هواپیما

ارتفاع از سطح دریا، سرعت و دیگر اطلاعات مرتبط به هواپیماها می‌تواند با پنل متر نشان داده شود. تعداد بسیار زیادی پنل متر داخل اتاقک خلبان هر هواپیما وجود دارد.

خانه

پنل مترها در خانه‌های مدرن پراستفاده هستند. به طور مثال، پنل مایکروفر شامل پنل مترهایی برای اندازه‌گیری زمان، توان و وزن است. رادیو و تلویزیون از دستگاه‌های تیونر برای بازتولید سیگنال‌های صوتی و تصویری با استفاده از پنل مترهای فرکانس و بزرگی برای تفسیر سیگنال‌های موج رادیویی استفاده می‌کنند.

یک پنل متر گیج فشار و پنل متر rpm موتور در پمپ‌های آب برای تنظیم دبی آب داخل یک مخزن یا استخر شنا استفاده می‌شود.

موتور در حال کار

در صنایع، فن‌ها یا پمپ‌ها که با یک موتور کار می‌کنند، نیاز است که مورد نظارت قرار بگیرند. در شرایطی که از اندازه‌گیری‌های معمول، انحراف وجود دارد، پنل مترها برای بررسی فن یا پمپ برای پیدا کردن مسدود بودن یا سایر مشکلات استفاده می‌شود.

نظارت بر دمای فر

فِرهای صنعتی در کاربردهای مختلفی استفاده می‌شوند، همچون عمل آوردن محصولات لاستیکی. می‌توان از پنل مترهای متصل به سنسور دما، برای اندازه‌گیری دقیق دما استفاده کرد.

دمای اندازه‌گیری شده روی صفحه پنل دستگاه نمایش داده می‌شود.

نظارت بر فشار

از آنجایی که در برخی صنایع، نظارت بر فشار ضروری است، می‌توان از یک سنسور فشار برای ارسال یک سیگنال جریان به پنل متر دیجیتال استفاده کرد.

با اتصال میتر به یک آلارم. وقتی که به سطح خطرناک تعیین‌شده برسد، آلارم (هشدار) فعال می‌شود و هر گونه بی‌ثباتی و نوسانِ نامعمول، به سادگی شناسایی می‌شود.