Նստակ փոխանցիչ

Սունկցիան և սահմանումը դիմանալի փոխանցիչների համար

Սահմանումը: Դիմանալի փոխանցիչը այնպիսի փոխանցիչ է, որտեղ դիմանությունը փոփոխվում է շրջապատական ազդեցությունների արդյունքում: Դիմանության փոփոխությունը կարող է չափվել փոփոխական հոսանքի (AC) կամ հաստատուն հոսանքի (DC) չափիչների օգնությամբ: Այս բազմակի օգտագործման փոխանցիչը կիրառվում է տարբեր ֆիզիկական մեծությունները չափելու համար, ներառյալ ջերմաստիճանը, տեղաշարժը և տատանումը:

Ֆիզիկական մեծությունները ճշգրտորեն չափելը կարող է լինել բարդ առաջադրանք: Դիմանալի փոխանցիչները պարզեցնում են այս գործընթացը, փոխելով ֆիզիկական մեծությունները փոփոխական դիմանությունների, որոնք կարող են հեշտությամբ չափվել էլեկտրական չափիչներով: Դիմանության փոփոխության սկզբունքը լայնորեն կիրառվում է բազմաթիվ արտադրական դիրքերում, թույլ տալով ճշգրիտ հետևել և կառավարել տարբեր պարամետրերը:

Դիմանալի փոխանցիչները կարող են գործել որպես առաջնային կամ երկրորդական փոխանցիչներ: Որպես առաջնային փոխանցիչ, նա փոխում է ֆիզիկական մեծությունները մեխանիկական ազդանշանների: Երկրորդական փոխանցիչի դերում նա անմիջապես փոխում է այդ մեխանիկական կամ այլ մուտքային ազդանշանները էլեկտրական ազդանշանների, հնարավորություն տալով հետագա մշակման և վերլուծության համար:

Օրինակ. Կարգավորելի դիմանալի փոխանցիչ

Դիտարկենք կարգավորելի դիմանալի փոխանցիչի շղթան, ինչպես ցուցադրված է ներքևում նկարում: Այս կազմում կարգավորելի կոնտակտները դիմաց են դիմանալի էլեմենտի: Սլայդը կառուցված է հորիզոնական շարժվելու համար: Սլայդը շարժվելու արդյունքում փոփոխվում է փոխանցիչի դիմանալի էլեմենտի դիմանության արժեքը: Այս դիմանության փոփոխությունը հետո հայտնաբերվում և չափվում է E նշված լարումի աղբյուրով: Այս պարզ և արդյունավետ մեխանիզմը ցույց է տալիս, թե ինչպես դիմանալի փոխանցիչները կարող են մեխանիկական շարժումը (տեղաշարժի մի տեսակ) փոխակերպել էլեկտրական ազդանշանի, որը կարող է քանակացվել և օգտագործվել տարբեր նպատակների համար, ինչպիսիք են ավտոմատացված մեքենաների կամ կառավարման համակարգերի դիրքի հայտնաբերումը:

Դիմանալի փոխանցիչներ. Սահմանումներ, առավելություններ և աշխատանքի սկզբունք
Սահմանումներ

Դիմանալի փոխանցիչում սլայդի տեղաշարժը արդյունավետ ձևով փոխակերպվում է էլեկտրական ազդանշան: Այս փոխակերպման գործընթացը թույլ է տալիս քանակացնել և վերլուծել ֆիզիկական շարժումները, դարձնելով դիմանալի փոխանցիչները շատ օգտակար մի շարք չափման կիրառություններում:

Դիմանալի փոխանցիչների առավելությունները

Դիմանալի փոխանցիչները առաջացնում են մի շարք նշանակալի առավելություններ, որոնք ներկայացնում են դրանց լայն օգտագործումը տարբեր գործուรกաներում.

• Բազմանային չափման հնարավորություն: cả AC và DC hệ thống, dù sử dụng dòng điện hay điện áp, đều phù hợp để đo độ trở biến đổi của các biến đổi này. Sự linh hoạt này cho phép tích hợp liền mạch với nhiều thiết lập điện khác nhau, giúp dễ dàng kết hợp vào các hệ thống đo lường và điều khiển hiện có.

• Phản hồi nhanh: Các biến trở phản ứng rất nhanh. Chúng có thể phát hiện và phản ứng nhanh chóng với sự thay đổi của lượng vật lý được đo, cung cấp phản hồi gần như tức thì. Tính nhanh chóng này rất quan trọng trong các ứng dụng yêu cầu đo lường chính xác và kịp thời, chẳng hạn như trong các hệ thống giám sát và điều khiển động.

• Đa dạng lựa chọn: Có sẵn trong một loạt kích thước, các biến trở có thể được tùy chỉnh để phù hợp với nhiều ràng buộc không gian và yêu cầu ứng dụng. Ngoài ra, chúng cung cấp một phạm vi độ trở rộng, cho phép đo lường một loạt các lượng vật lý với các mức độ khác nhau. Sự linh hoạt về kích thước và phạm vi độ trở khiến chúng trở thành lựa chọn linh hoạt cho nhiều ứng dụng kỹ thuật và khoa học.

Nguyên tắc hoạt động của biến trở

Nguyên tắc hoạt động của phần tử biến trở dựa trên mối quan hệ cơ bản giữa điện trở, chiều dài dây dẫn và diện tích mặt cắt ngang. Cụ thể, điện trở của phần tử biến trở tỷ lệ thuận với chiều dài dây dẫn và tỷ lệ nghịch với diện tích mặt cắt ngang. Khi các thay đổi vật lý, như dịch chuyển hoặc thay đổi nhiệt độ, tác động lên biến trở, chúng gây ra các thay đổi tương ứng trong chiều dài hoặc diện tích mặt cắt ngang của phần tử điện trở. Những thay đổi này, theo đó, dẫn đến sự thay đổi giá trị điện trở, có thể được đo lường và liên kết với lượng vật lý ban đầu đang được theo dõi.

Where R – resistance in ohms.

• A – cross-section area of the conductor in meter square.

• L – Length of the conductor in meter square.

• ρ – the resistivity of the conductor in materials in ohm meter.

The resistive transducer is designed by considering the variation of the length, area and resistivity of the metal.

Applications of Resistive Transducers

Resistive transducers play a pivotal role in various fields due to their ability to convert physical quantities into electrical signals by leveraging changes in resistance. Here are some of their key applications:

Potentiometers

Both translational and rotatory potentiometers are prime examples of resistive transducers. In these devices, as the position of the wiper (the sliding contact) changes, the effective length of the resistive element traversed by the electrical current varies accordingly. Since resistance is directly proportional to the length of the conductor (as per the formula R =ρL/A), this variation in length results in a corresponding change in resistance. This characteristic makes potentiometers highly effective for measuring displacement, whether it is linear movement in the case of translational potentiometers or angular rotation in rotatory potentiometers. They are commonly used in applications such as joysticks for gaming consoles, position sensors in robotic arms, and volume control knobs in audio equipment.

Strain Gauges

Strain gauges utilize the piezoresistive effect, where the resistance of the semiconductor or metallic material within the gauge changes when mechanical strain is applied. When an external force causes deformation or strain on the material of the strain gauge, it alters the physical structure at the atomic level, which in turn modifies the electrical resistance. By precisely measuring this change in resistance, engineers can accurately determine parameters such as pressure, force, and displacement. Strain gauges are extensively employed in industries like aerospace for aircraft structural health monitoring, in automotive engineering for measuring forces on engine components, and in civil engineering for assessing the stress on bridges and buildings.

Resistance Thermometers

Also known as Resistance Temperature Detectors (RTDs), resistance thermometers operate on the principle that the electrical resistance of metals changes predictably with variations in temperature. Different metals exhibit specific temperature - resistance characteristics, and by calibrating the resistance - temperature relationship, these devices can provide highly accurate temperature measurements. RTDs are favored in applications where precise temperature control is crucial, such as in industrial manufacturing processes, scientific research laboratories, and climate - controlled environments. They offer excellent stability, repeatability, and a wide measurement range, making them a reliable choice for temperature sensing tasks.

Thermistors

Thermistors are based on the principle that the temperature coefficient of their material varies significantly with temperature. Unlike many metals, thermistors typically have a negative temperature coefficient (NTC). This means that as the temperature increases, the resistance of the thermistor decreases in an inversely proportional manner. Thermistors are extremely sensitive to temperature changes, allowing for rapid and accurate temperature measurements. They are commonly used in applications where compact size, high sensitivity, and quick response times are required, such as in thermostat controls for household appliances, temperature sensors in computer cooling systems, and medical devices for monitoring body temperature.

In essence, the diverse ways in which the resistance of metals and other materials can change in response to physical phenomena form the foundation of resistive transducer applications. This unique property enables the accurate measurement and monitoring of a wide range of physical quantities, making resistive transducers indispensable components in modern measurement and control systems.