الکٹریکل ٹاچومیٹر

ٹیکھومیٹرز کی تعریف اور قسمیں

تعریف

ٹیکھومیٹر ایک دستیاب ہے جو میچین کی گردش کی رفتار یا زاویہ سے متعلق گردش کی رفتار کو ناپنے کے لئے استعمال ہوتا ہے جس سے وہ منسلک ہوتا ہے۔ اس کا عمل میگنیٹک فیلڈ اور منسلک دستیاب کے شافٹ کے درمیان نسبی حرکت کے اصول پر مبنی ہے۔ جب شافٹ گردش کرتا ہے تو یہ نسبی حرکت مستقل میگنیٹک فیلڈ میں رکھی گئی کوئل میں الیکٹروموٹیو فورس (EMF) کو پیدا کرتی ہے۔ پیدا ہونے والے EMF کی مقدار شافٹ کی گردش کی رفتار سے مستقیماً تناسب رکھتی ہے، جس سے میچین کی رفتار کی پیمائش کی جا سکتی ہے۔

ٹیکھومیٹرز کی قسمیں

ٹیکھومیٹرز کو بڑے طور پر دو قسموں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: مکینکل اور الیکٹرکل۔

• مکینکل ٹیکھومیٹر: یہ قسم کا ٹیکھومیٹر شافٹ کی رفتار کو منٹ میں گردش کی تعداد (RPM) کے اعتبار سے ناپتی ہے۔ یہ مکینکل لنکیج کے ذریعے اور کیلیبریٹڈ ڈائل پر اشارہ کرنے والے اشارے کے ذریعے گردش کی رفتار کی مستقیم مکینکل نشاندہی فراہم کرتا ہے۔

• الیکٹرکل ٹیکھومیٹر: الیکٹرکل ٹیکھومیٹر زاویہ سے متعلق گردش کو الیکٹرکل ولٹیج میں تبدیل کرتا ہے۔ مکینکل ٹیکھومیٹرز کے مقابلے میں، الیکٹرکل ٹیکھومیٹرز کئی فائدے فراہم کرتے ہیں، جیسے بلند درجہ کی صحت، الیکٹرانک کنٹرول سسٹم کے ساتھ آسان ترین تکامل، اور لمبی دوریوں پر رفتار کی معلومات کو منتقل کرنے کی صلاحیت۔ اس کے نتیجے میں، ان کا استعمال شافٹ کی گردش کی رفتار کو ناپنے کے لئے وسیع طور پر کیا جاتا ہے۔ پیدا ہونے والے ولٹیج کی طبیعت کے مطابق، الیکٹرکل ٹیکھومیٹرز کو مزید دو ذیلی قسموں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے:

• AC ٹیکھومیٹر جنریٹر

• DC ٹیکھومیٹر جنریٹر

DC ٹیکھومیٹر جنریٹر

DC ٹیکھومیٹر جنریٹر کئی کلیدی کامپوننٹس پر مشتمل ہے: مستقل میگنیٹ، آرمیچر، کمیوٹیٹر، بریشز، متغیر مقاومت، اور موو کوئل ولٹی میٹر۔ میچین کی رفتار کو ناپنے کے لئے، اس کا شافٹ DC ٹیکھومیٹر جنریٹر کے شافٹ کے ساتھ منسلک کیا جاتا ہے۔

DC ٹیکھومیٹر جنریٹر کا کام کرنے کا اصول الیکٹرومیگنیٹک انڈکشن پر مبنی ہے۔ جب بند لوپ کنڈکٹر میگنیٹک فیلڈ کے اندر حرکت کرتا ہے تو کنڈکٹر میں EMF پیدا ہوتا ہے۔ پیدا ہونے والے EMF کی مقدار دو عوامل سے تعین کی جاتی ہے: کنڈکٹر کے ساتھ لنکڈ میگنیٹک فلکس کی مقدار اور شافٹ کی گردش کی رفتار۔ جب شافٹ گردش کرتا ہے تو DC ٹیکھومیٹر جنریٹر کے اندر آرمیچر میگنیٹ کے مستقل میگنیٹک فیلڈ کے ذریعے گذرتا ہے، جس سے ایک EMF پیدا ہوتا ہے جو شافٹ کی رفتار کے تناسب میں ہوتا ہے۔ یہ پیدا ہونے والا EMF پھر کمیوٹیٹر اور بریشز کے ذریعے DC ولٹیج میں تبدیل کیا جاتا ہے، جس کو موو کوئل ولٹی میٹر یا الیکٹرانک سرکٹس کے ذریعے مختلف اطلاقیوں کے لئے مزید پروسیس کیا جا سکتا ہے۔

DC ٹیکھومیٹر جنریٹر کا آپریشن اور فنکشننگ

DC ٹیکھومیٹر جنریٹر میں، آرمیچر مستقل میگنیٹ کے میگنیٹک فیلڈ کے اندر گردش کرتا ہے۔ جب آرمیچر گردش کرتا ہے تو الیکٹرومیگنیٹک انڈکشن کا عمل ہوتا ہے، جس سے آرمیچر کے گرد چکر لگائے گئے کوئل میں الیکٹروموٹیو فورس (emf) پیدا ہوتی ہے۔ نمایاں طور پر، پیدا ہونے والے emf کی مقدار آرمیچر سے منسلک شافٹ کی گردش کی رفتار سے مستقیماً تناسب رکھتی ہے؛ جتنی تیز گردش کرتا ہے، اتنا ہی بڑا emf پیدا ہوتا ہے۔

کمیوٹیٹر، بریشز کے ساتھ، جنریٹر کے آپریشن میں ایک اہم کردار ادا کرتا ہے۔ یہ آرمیچر کوئل میں پیدا ہونے والے متبادل کرنٹ (AC) کو مستقیم کرنٹ (DC) میں تبدیل کرتا ہے۔ یہ تبدیلی ضروری ہے کیونکہ یہ الیکٹرکل سگنل کی میزبانی کو آسان اور مسلسل بناتا ہے۔ موو کوئل ولٹی میٹر پھر پیدا ہونے والے emf کو میپ کرنے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے، جس سے شافٹ کی گردش کی رفتار کا مقداری خروج حاصل ہوتا ہے۔

نکٹ کرنے کے لئے، پیدا ہونے والے ولٹیج کی قطبیت کی اہم معلومات ہوتی ہیں۔ یہ شافٹ کی حرکت کی سمت کا تعین کرتا ہے۔ مثال کے طور پر، مثبت قطبیت کلک وائیز گردش کی نشاندہی کر سکتی ہے، جبکہ منفی قطبیت کاؤنٹر کلاک وائیز گردش کی نشاندہی کر سکتی ہے۔ ولٹی میٹر کو حفاظت کرنے اور صحیح پیمائش کے لئے، اس کے سلسلے میں ایک مقاومت جڑا ہوتا ہے۔ یہ ریزسٹر آرمیچر سے پیدا ہونے والے پوتینشیل طاقتور کرنٹ کو محدود کرتا ہے، پیمائش ڈیوائس کو نقصان سے بچاتا ہے اور پیمائش کے عمل کی سالمیت برقرار رکھتا ہے۔

DC ٹیکھومیٹر جنریٹر میں پیدا ہونے والے emf کو نیچے دی گئی فارمولہ کے ذریعے ظاہر کیا جا سکتا ہے:

جہاں، E - پیدا ہونے والے ولٹیج
Φ - پول کے لئے فلکس ویبر میں
P- پولز کی تعداد
N - منٹ میں گردش کی تعداد
Z - آرمیچر واائنڈنگز میں کنڈکٹر کی تعداد۔
a - آرمیچر واائنڈنگز میں متوازی راستوں کی تعداد۔

DC ٹیکھومیٹر جنریٹر کے فوائد اور نقصانات اور AC ٹیکھومیٹر جنریٹر کا متعارف کرائی
DC ٹیکھومیٹر جنریٹر کے فوائد

DC ٹیکھومیٹر جنریٹر کئی قابل ذکر فوائد فراہم کرتا ہے، جو نیچے بیان کیے گئے ہیں:

• شافٹ کی گردش کی سمت کی نشاندہی: پیدا ہونے والے ولٹیج کی قطبیت شافٹ کی گردش کی سمت کی واضح نشاندہی کرتی ہے۔ یہ خصوصیت میچین کی گردش کی پوائنٹ کے بارے میں قیمتی معلومات فراہم کرتی ہے، جس سے آپریٹرز کو سسٹم کو زیادہ موثر طور پر مانیٹر کرنے اور کنٹرول کرنے کی صلاحیت حاصل ہوتی ہے۔

• معمولی ولٹی میٹر کا استعمال: معمولی DC قسم کا ولٹی میٹر پیدا ہونے والے ولٹیج کو میپ کرنے کے لئے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ اس میپنگ میکانک کی آسانی نیپنے کے نظام کو قائم کرنے کے متعلق کی پیچیدگی اور لاگت کو کم کرتی ہے، جس سے یہ وسیع طور پر اطلاقیوں کے لئے رسائی کیلیبل اور آسان بن جاتا ہے۔

DC ٹیکھومیٹر جنریٹر کے نقصانات

اس کے فوائد کے باوجود، DC ٹیکھومیٹر جنریٹر کے کچھ نقصانات ہیں جن کو دیکھنا ضروری ہے:

• نگہداشت کی ضرورت: کمیوٹیٹر اور بریشز، جو آرمیچر میں پیدا ہونے والے متبادل کرنٹ کو مستقیم کرنٹ میں تبدیل کرنے کے لئے ضروری کامپوننٹس ہیں، کی دوسرے وقت نگہداشت کی ضرورت ہوتی ہے۔ معیاری طور پر، ان کامپوننٹس کو مکینکل فریکشن اور الیکٹرکل آرکنگ کے باعث کھرabit ہوتا ہے، جس سے کارکردگی میں کمی اور پروفے کی صورتحال کی وجہ سے کام کی ناکامی ہو سکتی ہے۔

• آؤٹ پٹ اور ان پٹ مقاومت کے مسئلے: DC ٹیکھومیٹر کا آؤٹ پٹ مقاومت عام طور پر اس کے ان پٹ مقاومت سے زیادہ ہوتا ہے۔ اس موقعیت میں جہاں آرمیچر کنڈکٹر میں بڑا کرنٹ پیدا ہوتا ہے، یہ مستقل میگنیٹ کے میگنیٹک فیلڈ کو مائل کر سکتا ہے۔ ایسی مائلگی پیدا ہونے والے emf کی پیمائش میں غلطی کی وجہ بنتی ہے اور اس کے نتیجے میں شافٹ کی گردش کی رفتار کا تعین کرنے میں غلطی ہو سکتی ہے۔

AC ٹیکھومیٹر جنریٹر

DC ٹیکھومیٹر جنریٹر کا کمیوٹیٹرز اور بریشز پر انحصار کرنے کی وجہ سے کچھ محدودیتیں ہوتی ہیں۔ ان مسائل کو حل کرنے کے لئے AC ٹیکھومیٹر جنریٹر کی ترقی کی گئی۔ AC ٹیکھومیٹر جنریٹر کا ایک سٹیشنری آرمیچر اور گردش کرتا ہوا میگنیٹک فیلڈ ہوتا ہے۔ یہ ڈیزائن کمیوٹیٹرز اور بریشز کی ضرورت کو ختم کرتا ہے، جس سے DC ٹیکھومیٹرز کے متعلق کئی نگہداشت اور کارکردگی کے مسائل کو حل کیا جاتا ہے۔

جب گردش کرتا ہوا میگنیٹک فیلڈ سٹیٹر کے سٹیشنری کوئل کے ساتھ تفاعل کرتا ہے تو الیکٹروموٹیو فورس (EMF) پیدا ہوتا ہے۔ پیدا ہونے والے emf کی شدت اور فریکوئنسی دونوں شافٹ کی رفتار سے مستقیماً متعلق ہوتی ہے۔ اس تعلق کی وجہ سے، اینگیولر ویلوسٹی کی پیمائش کرنے کے لئے پیدا ہونے والے الیکٹرکل سگنل کی شدت یا فریکوئنسی کا تجزیہ کیا جا سکتا ہے۔

نیچے دیا گیا سرکٹ شافٹ کی رفتار کو پیدا ہونے والے ولٹیج کی شدت پر توجہ مرکوز کرتے ہوئے میپ کرنے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے۔ پہلے، پیدا ہونے والے ولٹیج کو مستقیم کرنٹ میں تبدیل کرنے کے لئے ریکٹیفائر کیا جاتا ہے۔ پھر، ریکٹیفائیڈ ولٹیج کو کیپیسٹر فلٹر کے ذریعے گذرایا جاتا ہے، جس سے ریکٹیفائیڈ ولٹیج کے ویو فارم میں رپلز کو موثر طور پر مہکیل کیا جاتا ہے، جس سے شافٹ کی گردش کی رفتار سے متعلق پیدا ہونے والے ولٹیج کی شدت کی مزید مستحکم اور صحیح پیمائش حاصل ہوتی ہے۔

ڈریگ کپ روٹر AC جنریٹر
ڈریگ کپ قسم کا A.C ٹیکھومیٹر نیچے دیئے گئے چارٹ میں دکھایا گیا ہے۔

• AC ٹیکھومیٹر جنریٹر کی ساخت اور خصوصیات
  AC ٹیکھومیٹر جنریٹر کے سٹیٹر میں دو الگ الگ واائنڈنگ ہوتی ہیں: ریفرنس واائنڈنگ اور کوئڈریٹر واائنڈنگ۔ یہ واائنڈنگ 90 ڈگری کے زاویے پر رکھے گئے ہوتے ہیں، جو جنریٹر کی ساخت کا ایک کلیدی پہلو ہوتا ہے جس کی وجہ سے صحیح آپریشن ممکن ہوتا ہے۔ ٹیکھومیٹر کا روٹر نازک الومینیم کپ سے بنایا گیا ہوتا ہے اور فیلڈ سٹرکچر کے اندر واقع ہوتا ہے۔
  روٹر کو بہت مہنگی میٹریل سے بنایا جاتا ہے، جس کی وجہ سے یہ کم اینرژی کے ساتھ گردش کی رفتار میں تبدیلی کے لئے تیز جواب دیتی ہے۔ ریفرنس واائنڈنگ کو الیکٹرکل ان پٹ دیا جاتا ہے، جبکہ آؤٹ پٹ سگنل کو کوئڈریٹر واائنڈنگ سے حاصل کیا جاتا ہے۔ جب روٹر میگنیٹک فیلڈ کے اندر گردش کرتا ہے تو یہ سنسنگ (کوئڈریٹر) واائنڈنگ میں ولٹیج پیدا کرتا ہے۔ پیدا ہونے والے ولٹیج کی مقدار روٹر کی گردش کی رفتار سے مستقیماً تناسب رکھتی ہے، جس سے اینگیولر ویلوسٹی کو میپ کرنے کا ایک موثوقہ مکانیک بنتا ہے۔
  فوائد
  رپل فری آؤٹ پٹ: ڈریگ کپ ٹیکھوجنریٹر کو پیدا ہونے والے ولٹیج کی رپل فری آؤٹ پٹ کی وجہ سے مشہور ہے۔ یہ موثر آؤٹ پٹ مزید صحیح اور مستحکم رفتار کی پیمائش کو ممکن بناتا ہے، جس سے یہ پریسیزن رفتار مانیٹرنگ کی ضرورت والے اطلاقیوں کے لئے موزوں ہوتا ہے۔
  کوسٹ افیکٹو: ایک اور اہم فائدہ یہ ہے کہ یہ نسبتاً کم قیمتی ہوتا ہے۔ یہ قیمتی ہونے کی وجہ سے ڈریگ کپ ٹیکھوجنریٹر کو وسیع طور پر اطلاقیوں کے لئے موزوں بناتا ہے، خاص طور پر اس وقت جب کوسٹ افیکٹو کی پہلی ترجیح ہوتی ہے بغیر بنیادی کارکردگی کو کم کیے۔
  نقصان
  لیکن ڈریگ کپ ٹیکھوجنریٹر کا ایک قابل ذکر حد ہے۔ جب روٹر تیز رفتاری سے گردش کرتا ہے تو آؤٹ پٹ ولٹیج اور ان پٹ رفتار کے درمیان غیر خطی تعلق ظاہر ہوتا ہے۔ یہ غیر خطیت کو صحیح طور پر نہ لیا جانے کی وجہ سے رفتار کی پیمائش میں غلطی کی وجہ بنتی ہے، جس سے جنریٹر کا استعمال بالکل تیز رفتاری اور بہت زیادہ پریسیزن رفتار کی پیمائش کی ضرورت والے مواقع پر محدود ہو سکتا ہے۔