प्रतिरोधी ट्रांसड्यूसर

रेजिस्टिव ट्रांसड्यूसर की परिभाषा और कार्य

परिभाषा: रेजिस्टिव ट्रांसड्यूसर एक प्रकार का ट्रांसड्यूसर होता है जिसमें प्रतिरोध पर्यावरणीय प्रभावों के उत्तर में बदलता है। प्रतिरोध में परिवर्तन वैकल्पिक धारा (AC) या सीधी धारा (DC) मापन उपकरणों का उपयोग करके मापा जा सकता है। इस विविध प्रकार के ट्रांसड्यूसर का उपयोग तापमान, विस्थापन और कंपन जैसी विभिन्न भौतिक मात्राओं को मापने के लिए किया जाता है।

भौतिक मात्राओं को सटीक रूप से मापना एक जटिल कार्य हो सकता है। रेजिस्टिव ट्रांसड्यूसर इस प्रक्रिया को भौतिक मात्राओं को चर प्रतिरोध में परिवर्तित करके सरल बनाते हैं, जिन्हें विद्युतीय मीटरों द्वारा आसानी से मापा जा सकता है। प्रतिरोध भिन्नता का सिद्धांत अनेक औद्योगिक सेटिंग्स में व्यापक रूप से उपयोग किया गया है, जिससे विभिन्न पैरामीटरों का सटीक मॉनिटोरिंग और नियंत्रण संभव होता है।

रेजिस्टिव ट्रांसड्यूसर प्राथमिक या द्वितीयक ट्रांसड्यूसर के रूप में कार्य कर सकते हैं। प्राथमिक ट्रांसड्यूसर के रूप में, यह भौतिक मात्राओं को यांत्रिक संकेतों में परिवर्तित करता है। इसके द्वितीयक ट्रांसड्यूसर के रूप में, यह यांत्रिक या अन्य इनपुट संकेतों को सीधे विद्युतीय संकेतों में परिवर्तित करता है, जिससे आगे की प्रक्रिया और विश्लेषण सुविधाजनक होता है।

उदाहरण: स्लाइडिंग रेजिस्टिव ट्रांसड्यूसर

नीचे दिखाए गए चित्र में दिखाए गए स्लाइडिंग रेजिस्टिव ट्रांसड्यूसर के सर्किट को ध्यान में रखें। इस सेटअप में, स्लाइडिंग कंटैक्ट्स एक प्रतिरोधी तत्व पर स्थित होते हैं। स्लाइडर को क्षैतिज रूप से घुमाने के लिए डिज़ाइन किया गया है। जब स्लाइडर घूमता है, तो यह ट्रांसड्यूसर के प्रतिरोधी तत्व के प्रतिरोध मान को बदल देता है। इस प्रतिरोध में परिवर्तन को E लेबल की वोल्टेज स्रोत द्वारा पहचाना और मापा जाता है। यह सरल लेकिन प्रभावी तंत्र दिखाता है कि रेजिस्टिव ट्रांसड्यूसर कैसे यांत्रिक गति (विस्थापन का एक रूप) को एक विद्युतीय संकेत में परिवर्तित कर सकते हैं, जिसे विभिन्न उद्देश्यों के लिए मापा और उपयोग किया जा सकता है, जैसे ऑटोमेटेड मशीनरी या नियंत्रण प्रणालियों में स्थिति सेंसिंग।

रेजिस्टिव ट्रांसड्यूसर: सिग्नल कन्वर्जन, फायदे और कार्य सिद्धांत
सिग्नल कन्वर्जन

रेजिस्टिव ट्रांसड्यूसर में, स्लाइडर का विस्थापन प्रभावी रूप से एक विद्युतीय संकेत में परिवर्तित हो जाता है। यह कन्वर्जन प्रक्रिया भौतिक गतिविधियों के मापन और विश्लेषण की अनुमति देती है, जिससे रेजिस्टिव ट्रांसड्यूसर विस्तृत मापन अनुप्रयोगों में उपयोगी होते हैं।

रेजिस्टिव ट्रांसड्यूसर के फायदे

रेजिस्टिव ट्रांसड्यूसर कई उल्लेखनीय लाभ प्रदान करते हैं जो विभिन्न उद्योगों में उनके व्यापक उपयोग का योगदान करते हैं:

• विविध मापन क्षमता: वैकल्पिक धारा (AC) और सीधी धारा (DC) प्रणालियों, चाहे वे धारा या वोल्टेज का उपयोग करें, इन ट्रांसड्यूसरों के चर प्रतिरोध को मापने के लिए उपयुक्त हैं। यह योग्यता विभिन्न विद्युतीय सेटअपों के साथ अस्थायी एकीकरण को सुविधाजनक बनाती है, जिससे मौजूदा मापन और नियंत्रण प्रणालियों में आसानी से एकीकरण संभव होता है।

• त्वरित प्रतिक्रिया: रेजिस्टिव ट्रांसड्यूसर अपने त्वरित प्रतिक्रिया समयों से विभाजित होते हैं। वे जल्दी से जल्दी मापी गई भौतिक मात्रा में परिवर्तनों का पता लगा सकते हैं और उनका प्रतिक्रिया दे सकते हैं, जिससे लगभग तात्कालिक प्रतिक्रिया प्राप्त होती है। यह त्वरितता उन अनुप्रयोगों में महत्वपूर्ण है जहाँ समय से और सटीक मापन आवश्यक होता है, जैसे गतिशील मॉनिटोरिंग और नियंत्रण प्रणालियों में।

• विस्तृत विकल्प: विभिन्न आकारों में उपलब्ध, रेजिस्टिव ट्रांसड्यूसर विभिन्न स्थानिक विवशताओं और अनुप्रयोग आवश्यकताओं को फिट करने के लिए विन्यासित किए जा सकते हैं। इसके अलावा, वे एक व्यापक प्रतिरोध रेंज प्रदान करते हैं, जो विभिन्न अनुपात की भौतिक मात्राओं को मापने की अनुमति देता है। आकार और प्रतिरोध रेंज में यह विविधता उन्हें अनेक इंजीनियरिंग और वैज्ञानिक अनुप्रयोगों के लिए एक लचीला विकल्प बनाती है।

रेजिस्टिव ट्रांसड्यूसर का कार्य सिद्धांत

रेजिस्टिव ट्रांसड्यूसर तत्वों का संचालन सिद्धांत विद्युतीय प्रतिरोध, चालक की लंबाई और चालक के अनुप्रस्थ क्षेत्रफल के बीच मौलिक संबंध पर आधारित है। विशेष रूप से, ट्रांसड्यूसर तत्व का प्रतिरोध चालक की लंबाई के सीधे अनुपाती और इसके अनुप्रस्थ क्षेत्रफल के व्युत्क्रम अनुपाती होता है। जब ट्रांसड्यूसर पर विस्थापन या तापमान भिन्नताओं जैसी भौतिक परिवर्तन लगते हैं, तो वे प्रतिरोधी तत्व की लंबाई या अनुप्रस्थ क्षेत्रफल में संबंधित बदलाव ला देते हैं। इन बदलावों के परिणामस्वरूप, प्रतिरोध मान में संशोधन होता है, जिसे मापा और मूल भौतिक मात्रा के साथ संबंधित किया जा सकता है, जिसका मॉनिटोरिंग किया जा रहा है।

जहाँ R – ओहम में प्रतिरोध।

• A – मीटर वर्ग में चालक का अनुप्रस्थ क्षेत्रफल।

• L – मीटर वर्ग में चालक की लंबाई।

• ρ – चालक सामग्री का ओहम मीटर में प्रतिरोधकता।

रेजिस्टिव ट्रांसड्यूसर धातु की लंबाई, क्षेत्रफल और प्रतिरोधकता के भिन्नता को ध्यान में रखकर डिज़ाइन किया जाता है।

रेजिस्टिव ट्रांसड्यूसर के अनुप्रयोग

रेजिस्टिव ट्रांसड्यूसर प्रतिरोध में बदलावों का लाभ उठाकर भौतिक मात्राओं को विद्युतीय संकेतों में परिवर्तित करने की क्षमता के कारण विभिन्न क्षेत्रों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। यहाँ उनके कुछ प्रमुख अनुप्रयोग दिए गए हैं:

पोटेंशियोमीटर

परिवर्ती और घूर्णन पोटेंशियोमीटर रेजिस्टिव ट्रांसड्यूसर के प्रमुख उदाहरण हैं। इन उपकरणों में, जैसे-जैसे वाइपर (स्लाइडिंग कंटैक्ट) की स्थिति बदलती है, विद्युतीय धारा द्वारा पारित प्रतिरोधी तत्व की प्रभावी लंबाई तदनुसार बदलती है। चूंकि प्रतिरोध चालक की लंबाई (सूत्र R =ρL/A) के सीधे अनुपाती होता है, इस लंबाई में भिन्नता प्रतिरोध में तदनुसार बदलाव का परिणाम होता है। यह विशेषता पोटेंशियोमीटरों को विस्थापन को मापने के लिए बहुत प्रभावी बनाती है, चाहे यह रेखीय गति हो या घूर्णन गति। इन्हें गेमिंग कंसोलों में जॉयस्टिक, रोबोटिक बाज़ूओं में स्थिति सेंसर और ऑडियो उपकरणों में वोल्यूम नियंत्रण नोब में आमतौर पर उपयोग किया जाता है।

स्ट्रेन गेज

स्ट्रेन गेज पाईजोरेजिस्टिव प्रभाव का उपयोग करते हैं, जहाँ गेज के अंदर की अर्धचालक या धातु सामग्री का प्रतिरोध जब यांत्रिक टेन्शन लगाया जाता है तो बदल जाता है। जब बाहरी बल गेज की सामग्री पर विकृति या टेन्शन लगाता है, तो यह अणु स्तर पर भौतिक संरचना को बदल देता है, जो विद्युतीय प्रतिरोध को संशोधित करता है। इस प्रतिरोध में परिवर्तन को ठीक-ठीक मापकर, इंजीनियर दबाव, बल और विस्थापन जैसे पैरामीटरों को सटीक रूप से निर्धारित कर सकते हैं। स्ट्रेन गेजों का व्यापक रूप से एयरोस्पेस में विमान संरचनात्मक स्वास्थ्य मॉनिटोरिंग, ऑटोमोबाइल इंजीनियरिंग में इंजन घटकों पर लगने वाले बलों को मापने और सिविल इंजीनियरिंग में पुलों और इमारतों पर लगने वाले तनाव को मापने में उपयोग किया जाता है।

प्रतिरोध थर्मोमीटर

जिन्हें रिजिस्टेंस टेम्परेचर डिटेक्टर्स (RTDs) भी कहा जाता है, प्रतिरोध थर्मोमीटर इस सिद्धांत पर कार्य करते हैं कि धातुओं का विद्युतीय प्रतिरोध तापमान के बदलाव के साथ निर्धारित रूप से बदलता है। विभिन्न धातुएं विशिष्ट तापमान-प्रतिरोध विशेषताएं प्रदर्शित करती हैं, और प्रतिरोध-तापमान संबंध को कैलिब्रेट करके, ये उपकरण उच्च रूप से सटीक तापमान मापन प्रदान कर सकते हैं। RTDs को ऐसे अनुप्रयोगों में पसंद किया जाता है जहाँ तापमान का सटीक नियंत्रण आवश्यक होता है, जैसे औद्योगिक विनिर्माण प्रक्रियाओं, वैज्ञानिक शोध प्रयोगशालाओं और जलवायु नियंत्रित वातावरणों में। वे उत्कृष्ट स्थिरता, पुनरावृत्ति और व्यापक मापन रेंज प्रदान करते हैं, जिससे उन्हें तापमान सेंसिंग के कार्यों के लिए एक विश्वसनीय विकल्प बनाता है।

थर्मिस्टर

थर्मिस्टर इस सिद्धांत पर आधारित हैं कि उनकी सामग्री का तापमान गुणांक तापमान के साथ विशेष रूप से बदलता है। अधिकांश धातुओं के विपरीत, थर्मिस्टर आमतौर पर ऋणात्मक तापमान गुणांक (NTC) होते हैं। इसका अर्थ है कि जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, थर्मिस्टर का प्रतिरोध व्युत्क्रम अनुपात में घटता है। थर्मिस्टर तापमान बदलावों के प्रति अत्यंत संवेदनशील होते हैं, जो त्वरित और सटीक तापमान मापन की अनुमति देता है। इन्हें आमतौर पर ऐसे अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है जहाँ छोटे आकार, उच्च संवेदनशीलता और त्वरित प्रतिक्रिया समय आवश्यक होता है, जैसे घरेलू उपकरणों में थर्मोस्टैट नियंत्रण, कंप्यूटर कूलिंग सिस्टम में तापमान सेंसर और शरीर के तापमान को मापने वाले चिकित्सा उपकरणों में।

मूल रूप से, धातुओं और अन्य सामग्रियों का प्रतिरोध भौतिक घटनाओं के उत्तर में बदलने के विविध तरीके रेजिस्टिव ट्रांसड्यूसर अनुप्रयोगों का आधार बनाते हैं। यह विशिष्ट गुण विभिन्न भौतिक मात्राओं का सटीक मापन और मॉनिटोरिंग संभव बनाता है, जिससे रेजिस्टिव ट्रांसड्यूसर आधुनिक मापन और नियंत्रण प्रणालियों में अपरिहार्य घटक बन जाते हैं।