ট্রান্সডিউসারের প্রকারভেদ
ট্রান্সডিউসার: সংজ্ঞা, ফাংশন এবং শ্রেণীবিভাগ
ট্রান্সডিউসার হল একটি ইলেকট্রনিক ডিভাইস যা পদার্থগত রাশিকে ইলেকট্রিক সিগন্যালে রূপান্তর করার জন্য গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। এটি দুইটি মৌলিক ফাংশন পালন করে: সেন্সিং এবং ট্রান্সডিউশন। প্রথমত, এটি তাপমাত্রা, চাপ, বা সরণ এর মতো আগ্রহের পদার্থগত রাশিকে শনাক্ত করে। তারপর, এটি এই পদার্থগত রাশিকে যান্ত্রিক কাজে বা, সাধারণত, একটি ইলেকট্রিক সিগন্যালে রূপান্তর করে, যা সহজে মাপা, প্রক্রিয়াজাত এবং বিশ্লেষণ করা যায়।
ট্রান্সডিউসার বিভিন্ন ধরনের হয় এবং এগুলি কয়েকটি স্পষ্ট মানদণ্ড অনুযায়ী শ্রেণীবদ্ধ করা যায়:
ট্রান্সডিউশন মেকানিজম অনুযায়ী: এই শ্রেণীবিভাগ ট্রান্সডিউসার যে নির্দিষ্ট পদার্থিক বা রাসায়নিক প্রক্রিয়া দ্বারা ইনপুট পদার্থগত রাশিকে ইলেকট্রিক আউটপুটে রূপান্তর করে তার উপর ফোকাস করে। বিভিন্ন ট্রান্সডিউশন মেকানিজম বিভিন্ন প্রকারের মেজারমেন্ট এবং অ্যাপ্লিকেশনের জন্য পরিকল্পিত, যা প্রশাস্ত এবং বিশ্বসনীয় সেন্সিং এর জন্য প্রশাস্ত এবং বিশ্বসনীয় সেন্সিং এর জন্য প্রশাস্ত এবং বিশ্বসনীয় সেন্সিং এর জন্য প্রশাস্ত এবং বিশ্বসনীয় সেন্সিং এর জন্য প্রশাস্ত এবং বিশ্বসনীয় সেন্সিং এর জন্য বিস্তৃত পদার্থিক ঘটনার জন্য প্রশাস্ত এবং বিশ্বসনীয় সেন্সিং এর জন্য সম্ভব করে।
প্রাথমিক এবং দ্বিতীয় ট্রান্সডিউসার: প্রাথমিক ট্রান্সডিউসার সরাসরি মেজার পদার্থগত রাশিকে ইলেকট্রিক সিগন্যালে রূপান্তর করে। বিপরীতে, দ্বিতীয় ট্রান্সডিউসার প্রাথমিক ট্রান্সডিউসারের সাথে কাজ করে, প্রাথমিক ডিভাইস দ্বারা উৎপাদিত ইলেকট্রিক সিগন্যাল আরও পরিবর্তন বা প্রক্রিয়াজাত করে তার ব্যবহারযোগ্যতা বা সঠিকতা বাড়ানোর জন্য।
প্যাসিভ এবং এক্টিভ ট্রান্সডিউসার: প্যাসিভ ট্রান্সডিউসার একটি বহিরাগত পাওয়ার সোর্সের উপর নির্ভর করে কাজ করে এবং একটি আউটপুট সিগন্যাল উৎপাদন করে যা ইনপুট পদার্থগত রাশি এবং প্রয়োগকৃত পাওয়ারের একটি ফাংশন। অন্যদিকে, এক্টিভ ট্রান্সডিউসার তাদের নিজেদের পাওয়ার সোর্স ধারণ করে এবং বহিরাগত পাওয়ার সরবরাহ ছাড়াই একটি আউটপুট সিগন্যাল উৎপাদন করতে পারে, যা সচরাচর বেশি সংবেদনশীলতা এবং সিগন্যাল শক্তি প্রদান করে।
এনালগ এবং ডিজিটাল ট্রান্সডিউসার: এনালগ ট্রান্সডিউসার ইনপুট পদার্থগত রাশির সাথে সাথে একটি সিগন্যাল উৎপাদন করে যা সাধারণত ভোল্টেজ বা কারেন্টের আকারে থাকে। বিপরীতে, ডিজিটাল ট্রান্সডিউসার ইনপুট রাশিকে একটি ডিসক্রিট ডিজিটাল সিগন্যালে রূপান্তর করে, যা আধুনিক ডিজিটাল ইলেকট্রনিক্স এবং কম্পিউটিং সিস্টেম ব্যবহার করে প্রক্রিয়াজাত, সংরক্ষণ এবং স্থানান্তর করা সহজ।
ট্রান্সডিউসার এবং ইনভার্স ট্রান্সডিউসার: একটি স্ট্যান্ডার্ড ট্রান্সডিউসার একটি পদার্থগত রাশিকে ইলেকট্রিক সিগন্যালে রূপান্তর করে। বিপরীতে, ইনভার্স ট্রান্সডিউসার একটি ইলেকট্রিক সিগন্যালকে ইনপুট হিসেবে নেয় এবং এটিকে প্রত্যাবর্তন করে একটি পদার্থগত রাশিতে, প্রাথমিক ট্রান্সডিউসারের প্রক্রিয়াটি প্রত্যাবর্তন করে। এই ধারণা সেই অ্যাপ্লিকেশনে উপযোগী যেখানে ইলেকট্রিক নিয়ন্ত্রণ প্রয়োজন হয় একটি নির্দিষ্ট পদার্থগত প্রতিক্রিয়া উৎপাদন করার জন্য।
অপারেশনে, একটি ট্রান্সডিউসার মেজার্যান্ড - মেজার করা হচ্ছে পদার্থগত রাশি - গ্রহণ করে এবং একটি আউটপুট সিগন্যাল উৎপাদন করে যা ইনপুটের মাত্রার সমানুপাতিক। এই আউটপুট সিগন্যালটি তারপর একটি সিগন্যাল কন্ডিশনিং ডিভাইসে প্রেরণ করা হয়। এখানে, সিগন্যালটি একটি সিরিজ প্রক্রিয়া অতিক্রম করে, যার মধ্যে রয়েছে অ্যাটেনুয়েশন (সিগন্যালের আম্পলিটিউড সম্পর্কিত), ফিল্টারিং (অনাকাঙ্ক্ষিত নয়জ বা ফ্রিকোয়েন্সি সরানো) এবং মডুলেশন (সিগন্যালকে বিশ্লেষণ বা প্রক্রিয়াজাত করার জন্য বিকোডিং করা)। এই পদক্ষেপগুলি নিশ্চিত করে যে চূড়ান্ত সিগন্যালটি পরবর্তী বিশ্লেষণ, প্রদর্শন, বা নিয়ন্ত্রণ অপারেশনের জন্য সর্বোত্তম রূপে রয়েছে।
ট্রান্সডিউসারের ইনপুট রাশি সাধারণত একটি নন-ইলেকট্রিক রাশি, যেখানে আউটপুট ইলেকট্রিক সিগন্যাল বিদ্যুৎ বা ফ্রিকোয়েন্সির আকারে থাকতে পারে।
১. ট্রান্সডিউশনের নীতি অনুযায়ী শ্রেণীবিভাগ
ট্রান্সডিউসার তারা যে ট্রান্সডিউশন মিডিয়াম ব্যবহার করে তার উপর ভিত্তি করে শ্রেণীবদ্ধ করা যায়। ট্রান্সডিউশন মিডিয়াম রেজিস্টিভ, ইনডাকটিভ, বা ক্যাপাসিটিভ হতে পারে। এই শ্রেণীবিভাগ ইনপুট ট্রান্সডিউসার যে রূপান্তর প্রক্রিয়া দ্বারা ইনপুট সিগন্যালকে রেজিস্ট্যান্স, ইনডাকট্যান্স, বা ক্যাপাসিট্যান্সে রূপান্তর করে তার উপর নির্ভর করে। প্রতিটি ধরনের ট্রান্সডিউশন মিডিয়াম তার নিজস্ব অনন্য বৈশিষ্ট্য রয়েছে এবং বিভিন্ন মেজারমেন্ট অ্যাপ্লিকেশনের জন্য উপযোগী, যা বিভিন্ন পদার্থগত রাশিকে ইলেকট্রিক সিগন্যালে সঠিকভাবে রূপান্তর করার জন্য সম্ভব করে।
২. প্রাথমিক এবং দ্বিতীয় ট্রান্সডিউসার
প্রাথমিক ট্রান্সডিউসার
একটি ট্রান্সডিউসার প্রায়শই যান্ত্রিক এবং ইলেকট্রিক উভয় উপাদান ধারণ করে। ট্রান্সডিউসারের যান্ত্রিক অংশটি পদার্থগত ইনপুট রাশিকে একটি যান্ত্রিক সিগন্যালে রূপান্তর করার জন্য দায়িত্বপ্রাপ্ত। এই যান্ত্রিক উপাদানটি প্রাথমিক ট্রান্সডিউসার হিসাবে পরিচিত। এটি প্রাথমিক সেন্সিং উপাদান হিসাবে কাজ করে, সরাসরি মেজার পদার্থগত রাশি, যেমন চাপ, তাপমাত্রা, বা সরণ, এর সাথে যোগাযোগ করে এবং এটিকে একটি যান্ত্রিক রূপে রূপান্তর করে যা পরবর্তী প্রক্রিয়া করা যায়।দ্বিতীয় ট্রান্সডিউসার
দ্বিতীয় ট্রান্সডিউসার প্রাথমিক ট্রান্সডিউসার দ্বারা উৎপাদিত যান্ত্রিক সিগন্যালকে ইলেকট্রিক সিগন্যালে রূপান্তর করে। আউটপুট ইলেকট্রিক সিগন্যালের মাত্রা ইনপুট যান্ত্রিক সিগন্যালের বৈশিষ্ট্যের সাথে সরাসরি সম্পর্কিত। এইভাবে, দ্বিতীয় ট্রান্সডিউসার যান্ত্রিক এবং ইলেকট্রিক ডোমেনের মধ্যে সেতু তৈরি করে, যা ইলেকট্রিক মেজারমেন্ট এবং প্রক্রিয়াজাত করার প্রযুক্তি ব্যবহার করে মূল পদার্থগত রাশিকে মেজার এবং বিশ্লেষণ করার সম্ভব করে।
প্রাথমিক এবং দ্বিতীয় ট্রান্সডিউসারের উদাহরণ
নিচের চিত্রে বোর্ডন টিউবটি একটি উদাহরণ হিসাবে বিবেচনা করুন। বোর্ডন টিউবটি একটি প্রাথমিক ট্রান্সডিউসার হিসাবে কাজ করে। এটি চাপ শনাক্ত করার জন্য ডিজাইন করা হয় এবং এটিকে এর মুক্ত প্রান্তে একটি সরণে রূপান্তর করে। যখন টিউবে চাপ প্রয়োগ করা হয়, তার আকৃতি পরিবর্তিত হয়, যা মুক্ত প্রান্তকে সরিয়ে দেয়। এই সরণ তারপর সিস্টেমের পরবর্তী পর্যায়ের ইনপুট হিসাবে কাজ করে।
বোর্ডন টিউবের মুক্ত প্রান্তের সরণ লিনিয়ার ভেরিয়েবল ডিসপ্লেসমেন্ট ট্রান্সফরমার (LVDT) এর কোর স্থানান্তর করে। যখন কোর LVDT এর মধ্যে সরে যায়, এটি একটি আউটপুট ভোল্টেজ উৎপাদন করে। এই উৎপাদিত ভোল্টেজ টিউবের মুক্ত প্রান্তের সরণের সাথে সরাসরি সমানুপাতিক, এবং ফলস্বরূপ, বোর্ডন টিউবে প্রয়োগকৃত মূল চাপের সাথে সমানুপাতিক।
বোর্ডন টিউব - LVDT সিস্টেমের ক্ষেত্রে, দুটি স্পষ্ট ট্রান্সডিউশন প্রক্রিয়া ঘটে। প্রথমত, প্রাথমিক ট্রান্সডিউশন ঘটে যখন বোর্ডন টিউব চাপকে সরণে রূপান্তর করে। তারপর, দ্বিতীয় ট্রান্সডিউশন ঘটে যখন LVDT এই সরণকে একটি ইলেকট্রিক ভোল্টেজ সিগন্যালে রূপান্তর করে। এই উদাহরণটি স্পষ্টভাবে প্রদর্শন করে যে কিভাবে প্রাথমিক এবং দ্বিতীয় ট্রান্সডিউসার একসাথে কাজ করে একটি পদার্থগত রাশিকে ইলেকট্রিক আউটপুটে সঠিকভাবে মেজার এবং রূপান্তর করে পরবর্তী বিশ্লেষণ এবং ব্যবহারের জন্য।
বোর্ডন টিউব প্রাথমিক ট্রান্সডিউসার হিসাবে কাজ করে, যেখানে L.V.D.T. (লিনিয়ার ভেরিয়েবল ডিসপ্লেসমেন্ট ট্রান্সফরমার) দ্বিতীয় ট্রান্সডিউসার হিসাবে কাজ করে।
৩. প্যাসিভ এবং এক্টিভ ট্রান্সডিউসার
ট্রান্সডিউসার প্যাসিভ এবং এক্টিভ দুই ধরনের হতে পারে, প্রতিটি তাদের নিজস্ব পারিপার্শ্বিক কার্যক্রম বৈশিষ্ট্য রয়েছে।
প্যাসিভ ট্রান্সডিউসার
একটি প্যাসিভ ট্রান্সডিউসার একটি বহিরাগত পাওয়ার সাপ্লাই উপর নির্ভর করে কাজ করে, যার কারণে এটি বহিরাগত-পাওয়ার ট্রান্সডিউসার হিসাবেও পরিচিত। ক্যাপাসিটিভ, রেজিস্টিভ, এবং ইনডাকটিভ ট্রান্সডিউসার প্যাসিভ ট্রান্সডিউসারের সাধারণ উদাহরণ। এই ট্রান্সডিউসারগুলি ইনপুট পদার্থগত রাশির প্রতিক্রিয়ায় একটি ইলেকট্রিক বৈশিষ্ট্য (যেমন রেজিস্ট্যান্স, ক্যাপাসিট্যান্স, বা ইনডাকট্যান্স) পরিবর্তন করে কাজ করে। তবে, তারা নিজের ইলেকট্রিক শক্তি উৎপাদন করে না; বরং, তারা একটি বহিরাগত পাওয়ার সোর্স প্রয়োজন করে পদার্থগত রাশির পরিবর্তনকে প্রতিফলিত করা একটি মেজার করা যায় আউটপুট সিগন্যাল উৎপাদন করার জন্য।
এক্টিভ ট্রান্সডিউস
