Rezistiv transduser

Rezistiv transduserin tərif və funksiyası

Tərif: Rezistiv transduser, mühit təsirlərinə cavab verən rezistansi dəyişən transduser növüdür. Rezistans dəyişikliyi, dəyişən cərəyan (AC) və ya sabit cərəyan (DC) ölçmə cihazları ilə ölçülə bilər. Bu müxtəlif transduser, temperatur, yer dəyişikliyi və titrəmə kimi fiziiki kəmiyyətləri ölçmək üçün istifadə olunur.

Fiziiki kəmiyyətləri dəqiq ölçmək mürəkkəb bir tapşırıq ola bilər. Rezistiv transduserlər, fiziiki kəmiyyətləri dəyişən rezistanzlara çevirməklə bu prosesi sadələşdirir. Bu dəyişən rezistanlar elektrik səciyyəsi ilə asanlıqla ölçüle bilir. Rezistans dəyişikliyi prinsipi, müxtəlif endüstriyaya yayılmış və müxtəlif parametrlərin dəqiq izlənilməsinə və idarə edilməsinə imkan verir.

Rezistiv transduserlər, ya birinci və ya ikinci transduser kimi işləyə bilər. Birinci transduser kimi, onlar fiziiki kəmiyyətləri mexaniki signalara çevirir. İkinci transduser kimi, onlar bu mexaniki və ya başqa girdi signalalarını direkt elektrik signalara çevirir, daha sonra işlənmə və analiz üçün olan imkanları yaratır.

Misal: Slayding rezistiv transduser

Aşağıda göstərilən şəkillərdəki slayding rezistiv transduser qurğusunu nəzərə alın. Bu qurğuda, slayd kontaktları rezistiv elementin üzərində yerləşdirilib. Slider, orijinal olaraq üfüqi hərəkət etmək üçün dizayn olunub. Slider hərəkət etdikcə, transduserin rezistiv elementinin rezistans dəyəri dəyişir. Bu rezistans dəyişikliyi, E deyilən voltaj manasında aşkarlanır və ölçülür. Bu sadə amma effektiv mekanizm, rezistiv transduserlərin mexaniki hərəkəti (yer dəyişikliyinin bir formu) elektrik signalına çevirib, avtomatlaşdırılmış texnikada və ya idarə edici sistemlərdə pozisiya hissəçilikləri kimi müxtəlif məqsədlər üçün istifadə oluna biləcəyini göstərir.

Rezistiv Transduserlər: Signal Çevrimi, Avantajlar və İşləmə Prinsipi
Signal Çevrimi

Rezistiv transduserdə, sliderin yer dəyişikliyi effektiv olaraq bir elektrik signalına çevrilir. Bu çevrim prosesi, fiziiki hərəkətlərin kvantifikasiyasını və analizini mümkün edir, bu da rezistiv transduserlərin geniş ölçüm tətbiqlərində çox faydalı olmasına səbəb olur.

Rezistiv Transduserlərin Avantajları

Rezistiv transduserlər, müxtəlif sahələrdə geniş istifadəsi üçün bir neçə nöqtədən ibarət faydalara malikdir:

• Çoxfunksiyalı Ölçüm Qabiliyyəti: Dəyişən cərəyan (AC) və sabit cərəyan (DC) sistemləri, cərəyan və ya voltajdan istifadə edərkən, bu transduserlərin dəyişən rezistansının ölçüləndirilməsi üçün əlverişlidir. Bu adaptivlik, müxtəlif elektrik qurğuları ilə asan inteqrasiya edilməsinə imkan verir, bu da var olan ölçmə və idarə edici sistemlərə asanlıqla daxil olmağa imkan verir.

• Təz Təsir: Rezistiv transduserlər, tez təsir zamanlarını özündə cəmləyir. Onlar, ölçülən fiziiki kəmiyyətdəki dəyişiklikləri tez aşkarlaya və reaksiya göstərə bilər, bu da nizami və dəqiq ölçmələrə ehtiyac olan tətbiqlərdə, dinamik izləmə və idarə edici sistemlərdə çox vacibdir.

• Geniş Seçim Aralığı: Farklı ölçülərdə mövcud olan rezistiv transduserlər, müxtəlif mekan sərhədləri və tətbiq sahələri üçün uyğunlaşdırılabilir. Eləcə də, onlar geniş bir rezistans aralığı təqdim edir, bu da fərqli ölçülü fiziiki kəmiyyətlərin ölçüləndirilməsinə imkan verir. Bu ölçüsü və rezistans aralığındakı versatillik, onların bir çox inzhener və elmi tətbiqlər üçün fleksibil bir seçim olduğunu göstərir.

Rezistiv Transduserlərin İşləmə Prinsipi

Rezistiv transduser elementlərinin işləmə prinsipi, elektrik rezistans, ileticidən uzunluq və ileticidən kesiti arasındakı əsas əlaqəyə dayanır. Xüsusi olaraq, transduser elementinin rezistansı, ileticinin uzunluğu ilə müsbət orantılıdır və ileticinin kesit alanına tərs orantılıdır. Displasman və ya temperatur dəyişiklikləri kimi fiziiki dəyişikliklər, transduserə təsir edərkən, rezistiv elementin uzunluğunda və ya kesit alanında müvafiq dəyişikliklərə səbəb olur. Bu dəyişikliklər, sırası ile, rezistans dəyərində dəyişikliklərə səbəb olur, bu da orijinal izlənilən fiziiki kəmiyyətə uyğun olaraq ölçülüb və korrelyasiya edilir.

Burada R – omur-dənələr cinsində rezistans.

• A – ileticinin kesit sahəsi kvadrat metr cinsində.

• L – ileticinin uzunluğu kvadrat metr cinsində.

• ρ – ileticinin materialının ohm metr cinsində rezistivliyi.

Rezistiv transduser, metalın uzunluğunun, sahəsinin və rezistivliyinin dəyişikliklərini nəzərə alaraq dizayn edilmişdir.

Rezistiv Transduserlərin Tətbiqləri

Rezistiv transduserlər, rezistans dəyişikliklərindən istifadə edərək fiziiki kəmiyyətləri elektrik signalına çevirmə yetənəklərinə görə müxtəlif sahələrdə əhəmiyyətli rol oynayır. Burada onların bəzi əsas tətbiqləri var:

Potensiometrler

Həm translasiya, həm də dairəvi potensiometrler, rezistiv transduserlərin ən yaxşı nümunələridir. Bu qurğularda, sərp contact (sliding contact)ın pozisiyası dəyişdikcə, elektrik cərəyanının keçdiyi rezistiv elementin effektiv uzunluğu də dəyişir. Rezistans, ileticinin uzunluğu ilə müsbət orantılı olduğundan (formulaya görə R =ρL/A), bu uzunluğun dəyişikliyi, rezistansda müvafiq dəyişikliyə səbəb olur. Bu xüsusiyyət, potensiometrlerin linear hərəkət üçün translasiya potensiometrlerində və ya dairəvi hərəkət üçün dairəvi potensiometrlerində yer dəyişikliyini ölçmək üçün çox effektiv edir. Onlar, oyun konsolları üçün joysticklarda, robot kolunun pozisiya sensorlarında və audio təchizatında səs səviyyəsi idarə edici düymələrində kimi tətbiqlərdə geniş istifadə olunur.

Deformasiya Göstəriciləri

Deformasiya göstəriciləri, rezistorun rezistansının mekanik deformasiya təsiri altında dəyişən piyezorezistiv effektindən istifadə edir. Xarici quva, deformasiya göstəricisinin materialına deformasiya və ya gerilim tətbiq edəndə, bu materialın fiziki strukturu atom seviyyəsində dəyişir, bu da elektrik rezistansını dəyişdirir. Bu rezistans dəyişikliyini dəqiq ölçməklə, mühəndislər təzyiq, quva və yer dəyişikliyi kimi parametrləri dəqiq müəyyənləşdirə bilər. Deformasiya göstəriciləri, havayolu aparatlarının struktural sağlamlığını izləmək üçün havayolu endüstrisində, motor komponentlərinin quvvalarını ölçmək üçün avtomobil mühəndisliyində və köprü və binaların zərər verməsini qiymətləndirmək üçün inşaat mühəndisliyində geniş istifadə olunur.

Rezistiv Termometrlər

Deyərli olaraq Rezistiv Temperatur Detektorlar (RTD), rezistiv termometrlər, metallerin elektrik rezistansının temperatur dəyişikliklərinə əsasən öngörülmüş şəkildə dəyişdiyinə əsaslanır. Fərqli metaller, xüsusi temperatur-rezistans xüsusiyyətləri göstərir və rezistans-temperatur əlaqəsinin kalibrasyonu vasitəsilə, bu qurğular dəqiq temperatur ölçmələr təmin edir. RTD-lər, dəqiq temperatur idarə edilməsi vacib olan endüstriyala, elmi tədqiqat laboratoriyalarında və klimat idarəedilən mühitlərdə üstünlük təşkil edir. Onlar, əminlik, təkrarlama və geniş ölçmə aralığı ilə təmin edir, bu da onları temperatur ölçmə tapşırıqları üçün etibarlı bir seçim edir.

Termistorlar

Termistorlar, materialının temperatur koeffisiyentinin temperatur ilə əlaqədar olaraq çox dəyişən prinsipinə əsaslanır. Metallardan fərqli olaraq, termistorlar adətən mənfi temperatur koeffisiyenti (NTC) göstərir. Bu, temperatur artıqca, termistorun rezistansının invers orantılı olaraq azaldığını deməkdir. Termistorlar, temperatur dəyişikliklərinə çox həssas olduğu üçün, sürətli və dəqiq temperatur ölçmələr təmin edir. Onlar, kompakt ölçüsü, yüksək həssaslıq və sürətli təsir zamanlarına ehtiyac olan tətbiqlərdə geniş istifadə olunur, məsələn, ev cihazlarının termostat kontrollerində, kompüter soğutma sistemi temperatur sensorlarında və tibbi cihazlarda insan bedeninin temperaturunu izləməkdə.

İstismar, metallerin və digər materialların rezistansının fiziiki hadisələrə cavab verərək necə dəyişə biləcəyinin müxtəlif yolları, rezistiv transduser tətbiqlərinin əsasını təşkil edir. Bu unikal xüsusiyyət, geniş bir fiziiki kəmiyyətlərin dəqiq ölçməsini və izlənməsini mümkün edir, bu da rezistiv transduserləri modern ölçmə və idarə edici sistemlərdə pisdisən komponentlər edir.