حامد گرگین پور

امروزه دستگاه های اندازه گیری کاربرد زیادی در صنایع مختلف دارند. این دستگاه ها از نظر عمل کرد به دو نوع آنالوگ و دیجیتال تقسیم می شوند. دستگاه آنالوگ به دستگاهی گفته می شود که در آن از سنسورها و المان ها و سیگنال های آنالوگ استفاده می شود و دستگاه دیجیتال به دستگاهی گفته می شود که در آن از مدارات منطقی برای ساخت استفاده شده و ارتباط بین قسمت های مختلف آن به وسیله سیگنال های دیجیتال صورت می گیرد. از این رو دستگاه های آنالوگ نسبت به دستگاه های دیجیتال دارای دقت کمتر، حجم و نویز پذیری بیشتر هستند به همین دلیل روز به روز شاهد توسعه ی دستگاه های دیجیتال و برکناری دستگاه های آنالوگ هستیم. هدف این پروژه طراحی و ساخت یک ضریب توان متر دیجیتال فشار متوسط (20 کیلوولت) و قابل حمل است که در بهره برداری از یک شبکه توزیع نیروی برق کاربرد فراوانی دارد. همچنین درکنار اندازه گیری ضریب توان، اندازه گیری ولتاژ و جریان نیز دنبال می‏شود. آگاهی از مقدار ضریب توان کاربرد مهمی در صنایع و کارخانجات بزرگ به منظور تصحیح ضریب توان (COSφ) برای کاهش توان راکتیو، افزایش ظرفیت جهت انتقال توان اکتیو و بهبود پروفیل ولتاژ و کاهش تلفات توان و افت ولتاژ است. در راستای انجام این پروژه، ابتدا یک مدار ثبات داده (Data logger) طراحی و ساخته شد که گزارش آن در ادامه آورده شده است. این تجهیز با نمونه برداری از ولتاژ و جریان، ضریب توان را با دقت بسیار بالا محاسبه می‏کند و برای کاربردی که سنسورهای ولتاژ و جریان (CT و PT) بر روی یک خط انتقال نصب شده باشند، بسیار مناسب و اقتصادی بوده و امکان ارسال اطلاعات از طریق بسترهای اینترنت و GSM را نیز داراست. اما با توجه به اینکه لازم بود تا دستگاه قابل حمل باشد، مسائل و چالش‏های فراوانی در طراحی و اجرای پروژه بوجود آمد. این چالش‏ها شامل انتخاب سنسورهای ولتاژ و جریان و مسائل عایقی مرتبط با آنها، مسائل ایمنی، ارسال اطلاعات از سنسورهای نزدیک خط انتقال به ایستگاه زمینی و همچنین نویز و اضافه ولتاژ القایی روی بردهای الکترونیکی بود. شایان ذکر است که در این زمینه هیچ منبع اطلاعاتی وجود نداشته و بدلیل نبود نمونه مشابه حتی در میان تولیدات شرکت‏های خارجی، تمامی بخش‏های سخت افزاری و نرم افزاری پروژه از ابتدا شروع به طراحی و آزمایش و ساخت شده است. نحوه عملکرد کلی دستگاه ضریب توان متر، و