إنَّ مؤلف هذا الكتاب وإيماناً منه بالدور العظيم والمقَّدر الذي يقوم به الأستاذ الجامعي في إثراء حركة التأليف والتعريب والترجمة للمراجع والكتب الهندسية القِّيمة يأمل أن يفي هذا الكتاب بمتطلبات برامج البكالوريوس ، الدبلوم العالي والدبلوم العام لطلاب الهندسة الميكانيكية ، هندسة الإنتاج والتصنيع ، الهندسة الكهربائية والإلكترونية والهندسة المدنية لما له من أهمية كبيرة في تغطية مقررات أنظمة القياس الهندسية والتحكم ( i.e. أنظمة ميكانيكية ، هيدروليكية ، نيوماتية ، حرارية ، وكهربائية ) .
يتفق هذا الكتاب لغوياً مع القاموس الهندسي الموّحد السوداني ويُعدُّ مرجعاً في مجاله حيث يمكن أن يستفيد منه الطالب والمهندس والباحث . معظم مادة هذا الكتاب مقتبسة من محاضرات ومذكرات مؤلفة في تدريسه لهذا المقرر لفترة تزيد قليلاً عن عشرون عاماً .
يهدف هذا الكتاب لتأكيد أهمية التعرف على أجهزة القياس الهندسية ، وأنظمة التحكُّم أو السيطرة وربطهما بالأنظمة الميكانيكية لمحاولة التعرُّف على التطبيق الجديد الذي يُعرف بالميكاترونيك ( mechatronic i.e. ) والذي يربط العناصر الميكانيكية بأنظمة التحكَّم الكهربائية والإلكترونية.
يحتوي هذا الكتاب على ستة فصول . يشتمل الفصل الأول على التعريف بنظام القياس ، أنواع أنظمة القياس ، دوال أو عوامل الانتقال لأنظمة ميكانيكية ، هيدروليكية ، نيوماتية وكهربائية ، والتعريف بالصيغة القياسية أو المعيارية لدوال الانتقال ذات التأخُّر الأسِّي والمركَّب . يتضمَّن الفصل الأول أيضاً العديد من الأمثلة والمسائل المحلولة وغير المحلولة .
يناقش الفصل الثاني كيفية تمثيل دوال الانتقال أو عناصر النظام في شكل مخططات كتلية أو صندوقية موصلة على التوالي ، التوازي أو هجين بين التوالي والتوازي . بهذا الأسلوب يمكن تبسيط فهم الأنظمة المعقَّدة التي تشتمل على عناصر عديدة وبالتالي يتم تحديد دالة الانتقال الإجمالية للنظام . يشتمل هذا الفصل أيضاً على الكثير من الأمثلة والمسائل التي تساعد الطالب على فهم نظريات وتطبيقات المادة بكل سهولة ويسر .
يهتم الفصل الثالث بدراسة نظم القياس من حيث مكوناتها الأساسية ، أنواعها . حيث يتم مناقشة أجهزة قياس الضغط ، محِّولات المقاومة لقياس الإنفعالات الميكانيكية (i.e. مقاييس الانفعال ) ، محوِّلات المقاومة لقياس درجة الحرارة ( i.e. ترمومترات المقاومة والثيرمستورات ) ، ومضخمات الإزاحة الميكانيكية الخطية والزاوية . في نهاية هذا الفصل هنالك العديد من الأمثلة والمسائل .
يشتمل الفصل الرابع على مدخل لأنظمة التحكم الذاتي من حيث أنواعها ، تمثيلها في شكل مخططات كتلية ، عناصرها. أما الفصل الثاني فيشتمل على استجابة العناصر من حيث كونها تأخُر أسي أو مُركَّب بدوال انحدار ، خطوة ، دفع ، ودالة توافقية أو جيبية.
يتضمن الفصل الخامس أيضاً العديد من المسائل والأمثلة المحلولة لعناصر التأخر الأسي والمركب . يستعرض الفصل السادس بعض التقنيات المستخدمة في التحقق من استقرار نظم التحكم مثل أسلوب رسم المحل الهندسي لجذور معادلة الخاصية (Plotting root locus i .e .) وأسلوب راوث للاستقرار (Routh stability criterion i .e .) . وفي نهاية هذا الفصل هنالك العديد من المسائل والأمثلة المحلولة.
يهدف هذا الكتاب لتغطية أجهزة القياس وأنظمة التحكُّم الكلاسيكية وذلك لجعل الطالب قادراً على الآتي :-
1. صياغة نماذج رياضية لأنظمة قياس وتحكُّم ( i.e. أنظمة ميكانيكية ، هيدروليكية ، نيوماتية ، حرارية وكهربائية ) .
2. تمثيل المخططات الكتلية أو الصندوقية لعناصر أو دوال انتقال موصَّلة على التوالي ، التوازي أو عناصر هجين .
3. التعرُّف على المكُّونات الأساسية لنظام القياس ( i.e. متغِّير الدخل أو المتغِّير المطلوب أو المرغوب ، محُّول الطاقة ، مهيئ الإشارة ، وحدة العرض ، ومتغِّير الخرج أو المتغِّير الفعلي ) .
4. دراسة بعض أنظمة قياس الضغط ( i.e. أنبوب بوردون ، المانوميتر القائم أو المعتدل والمانوميتر المائل).
5. دراسة بعض أنظمة قياس درجات الحرارة ( i.e. ترمومترات سائل في زجاجة ، ترمومترات المقاومة ، الثيرمستورات ، والمزدوجات الحرارية ) .
6. التعرف على مضخَّمات الإشارة الميكانيكية خطية كانت أم زاوية ، عاكسة أو غير عاكسة للإشارة .
7. دراسة بعض أجهزة قياس الجهد والتيار .
8. إيجاد الاستجابة الزمنية لدوال الانحدار ، الخطوة ، الدفع ،والدوال التوافقية أو الجيبية لنظم تأخر أسي ومركب.
9. تحديد شرط الاستقرار لنظام من استجابته الترددية (i .e . أسلوب رسم المحل الهندسي لجذور معادلة الخاصية وأسلوب راوث للتحقق من استقرار النظم).
10. تعويض المشتقة التفاضلية الأولى للخطأ لتحسين أداء نظام التحكم.
11. تطبيق التقنيات عاليه لنظام عملي كمثال لذلك التحكم في الوضع ، الضغط ، درجة الحرارة ، سريان الموائع والتحكم في مناسيب السوائل.
12. تطبيق مبادئ الميكانيكا ونظرية التحكم لمسائل ذات استجابة ديناميكية ، الاستقرار والتحكم في الحركة للمركبات . يتم اختيار التطبيقات من مواضيع مثل الديناميكا واستقرار المركبات والطائرات .
إنَّ الكاتب يأمل أن يساهم هذا الكتاب في إثراء المكتبة الجامعية داخل السودان وخارجة في هذا المجال من المعرفة ويأمل من القارئ ضرورة إرسال تغذية راجعة إن كانت هنالك ثَمَّة أخطاء حتى يستطيع الكاتب تصويبها في الطبعة التالية للكتاب.
في الختام أسأل الله التوفيق والسداد .
والله الموفق