ತರಳಿಕೆಗಳ ವಿದ್ಯುತ್ ಪರಿವರ್ತಕಗಳ ರೂಪಗಳು

ट्रांसड्यूसर: परिभाषा, कार्य आणि वर्गीकरण

ट्रांसड्यूसर हे एक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण आहे जे भौतिक मापनांचे इलेक्ट्रिक सिग्नलमध्ये रूपांतरित करण्याच्या महत्त्वाच्या भूमिकेला बजावतो. त्याची दोन मूलभूत कार्ये आहेत: संवेदन आणि ट्रांसड्यूक्शन. सर्वप्रथम, ते तापमान, दबाव, किंवा विस्थापन यासारख्या भौतिक मापनांचे शोध करते. नंतर, ते या भौतिक मापनांना यांत्रिक काम किंवा, अधिक सामान्यपणे, एक इलेक्ट्रिक सिग्नलमध्ये रूपांतरित करते जे आसानीने मोजले, प्रक्रिया केले, आणि विश्लेषण केले जाऊ शकते.

ट्रांसड्यूसर अनेक प्रकारचे असू शकतात आणि त्यांचे वर्गीकरण अनेक विभिन्न मानदंडांनुसार केले जाऊ शकते:

• ट्रांसड्यूक्शन मेकानिझ्म वापरल्याने: या वर्गीकरणात ट्रांसड्यूसर इनपुट भौतिक मापनांना इलेक्ट्रिक आउटपुटमध्ये रूपांतरित करण्यासाठी वापरलेल्या विशिष्ट भौतिक किंवा रसायनिक प्रक्रियांचा ध्यान दिला जातो. विविध ट्रांसड्यूक्शन मेकानिझ्म विविध प्रकारच्या मापनांसाठी आणि अनुप्रयोगांसाठी तयार केले जातात, जे विस्तृत भौतिक घटनांचे योग्य आणि विश्वसनीय संवेदन साधू शकतात.

• प्राथमिक आणि द्वितीयक ट्रांसड्यूसर: प्राथमिक ट्रांसड्यूसर निर्दिष्ट भौतिक मापनांना सीधा इलेक्ट्रिक सिग्नलमध्ये रूपांतरित करते. त्याशिवाय, द्वितीयक ट्रांसड्यूसर प्राथमिक ट्रांसड्यूसरशी एकत्र काम करते, प्राथमिक उपकरणाद्वारे निर्मित इलेक्ट्रिक सिग्नल आणि त्याची वापरक्षमता किंवा योग्यता वाढविण्यासाठी त्याचे अधिक मोडीफिकेशन किंवा प्रक्रिया करते.

• पॅसिव आणि एक्टिव ट्रांसड्यूसर: पॅसिव ट्रांसड्यूसर बाहेरील विद्युत विद्युत स्रोतावर आणि इनपुट भौतिक मापनांना आणि लागू केलेल्या विद्युत विद्युत शक्तींच्या फंक्शनमध्ये आउटपुट सिग्नल निर्मित करतात. एक्टिव ट्रांसड्यूसर, तर त्यांच्याकडे त्यांचे स्वतःचे विद्युत स्रोत आहे आणि ते बाहेरील विद्युत सप्लाई न घेता आउटपुट सिग्नल निर्मित करू शकतात, अधिकतर वेगवानता आणि सिग्नल शक्ती देतात.

• एनालॉग आणि डिजिटल ट्रांसड्यूसर: एनालॉग ट्रांसड्यूसर इनपुट भौतिक मापनांशी निरंतर वार्तात आउटपट सिग्नल निर्मित करतात, अधिकतर वोल्टेज किंवा करंटचे रूपात. डिजिटल ट्रांसड्यूसर, तर इनपुट मापनांना डिस्क्रेट डिजिटल सिग्नलमध्ये रूपांतरित करतात, जे आधुनिक डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक्स आणि कंप्यूटिंग सिस्टम्सने आसानीने प्रक्रिया केले, जतन केले, आणि ट्रांसमिट केले जाऊ शकते.

• ट्रांसड्यूसर आणि इन्वर्स ट्रांसड्यूसर: स्टॅंडर्ड ट्रांसड्यूसर भौतिक मापनांना इलेक्ट्रिक सिग्नलमध्ये रूपांतरित करते. इन्वर्स ट्रांसड्यूसर, तर इलेक्ट्रिक सिग्नल इनपुट घेते आणि ते नंतर भौतिक मापनांमध्ये रूपांतरित करते, त्यामुळे पारंपारिक ट्रांसड्यूसरच्या प्रक्रियेला विलोम करते. ही धारणा त्या अनुप्रयोगांमध्ये उपयुक्त आहे जेथे विद्युत नियंत्रण आवश्यक आहे एक निश्चित भौतिक प्रतिसाद निर्मित करण्यासाठी.

कार्यात, ट्रांसड्यूसर यांत्रिक रिसीव्ह करते - मापन केलेले भौतिक मापन - आणि त्याचे आउटपुट सिग्नल इनपुटच्या परिमाणाशी संपाती आहे. या आउटपुट सिग्नल नंतर सिग्नल कंडिशनिंग डिव्हाइसमध्ये प्रसारित केले जाते. येथे, सिग्नल एक श्रृंखला प्रक्रिया जाते, जसे की अटेन्युएशन (सिग्नलची एम्प्लिट्यूड टाकणे), फिल्टरिंग (अवांछित नोइज किंवा फ्रिक्वेंसी दूर करणे), आणि मोड्युलेशन (सिग्नलला चांगल्या प्रसारणासाठी किंवा प्रक्रिया करण्यासाठी एन्कोड करणे). या चरणांमुळे अंतिम सिग्नल नंतरच्या विश्लेषणासाठी, डिस्प्ले, किंवा नियंत्रण कार्यांसाठी योग्य रूपात आहे.

ट्रांसड्यूसरचे इनपुट मापन अधिकतर न इलेक्ट्रिकल मापन आहे, जरी आउटपुट इलेक्ट्रिक सिग्नल वोल्टेज, करंट, किंवा फ्रिक्वेंसीचे रूपात असू शकते.

1. ट्रांसड्यूक्शन तत्त्वावर आधारित वर्गीकरण

ट्रांसड्यूसर त्यांच्याकडे वापरलेल्या ट्रांसड्यूक्शन माध्यमानुसार वर्गीकृत केले जाऊ शकतात. ट्रांसड्यूक्शन माध्यम रेझिस्टिव, इंडक्टिव, किंवा कॅपेसिटिव असू शकते. या वर्गीकरणाची निर्धारण इनपुट ट्रांसड्यूसर इनपुट सिग्नल रेझिस्टन्स, इंडक्टन्स, किंवा कॅपेसिटन्समध्ये रूपांतरित करण्याच्या रूपांतरण प्रक्रियेद्वारे केला जातो. प्रत्येक प्रकारचा ट्रांसड्यूक्शन माध्यम त्याचे स्वतःचे विशिष्ट वैशिष्ट्य असतो आणि विविध मापन अनुप्रयोगांसाठी योग्य आहे, जे विविध भौतिक मापनांना इलेक्ट्रिक सिग्नलमध्ये योग्य रूपांतरित करते.

2. प्राथमिक आणि द्वितीयक ट्रांसड्यूसर

• प्राथमिक ट्रांसड्यूसर
  ट्रांसड्यूसर अधिकतर यांत्रिक आणि इलेक्ट्रिकल घटकांनी बनलेले असते. ट्रांसड्यूसरचा यांत्रिक भाग भौतिक इनपुट मापनांना यांत्रिक सिग्नलमध्ये रूपांतरित करण्याचे जबाबदार आहे. हा यांत्रिक घटक प्राथमिक ट्रांसड्यूसर असे ओळखले जातो. तो आधारभूत संवेदन घटक असतो, जो तापमान, दबाव, किंवा विस्थापन यासारख्या मापनांशी सीधा व्यवहार करतो, आणि ते यांत्रिक रूपात रूपांतरित करतो जे नंतर प्रक्रिया केले जाऊ शकते.

• द्वितीयक ट्रांसड्यूसर
  द्वितीयक ट्रांसड्यूसर प्राथमिक ट्रांसड्यूसरद्वारे निर्मित यांत्रिक सिग्नल घेते आणि ते इलेक्ट्रिक सिग्नलमध्ये रूपांतरित करते. आउटपुट इलेक्ट्रिक सिग्नलचे परिमाण इनपुट यांत्रिक सिग्नलच्या वैशिष्ट्यांशी संबंधित आहे. या रीतीने, द्वितीयक ट्रांसड्यूसर यांत्रिक आणि इलेक्ट्रिकल डोमेनमध्ये निर्मित करतो, जे मूळभूत भौतिक मापनांचे इलेक्ट्रिक मापन आणि प्रक्रिया करण्यास आणि विश्लेषण करण्यास साध्य करते.

प्राथमिक आणि द्वितीयक ट्रांसड्यूसर उदाहरण

निम्नलिखित चित्रात दिलेल्या बोर्डन ट्यूबचे उदाहरण घ्या. बोर्डन ट्यूब प्राथमिक ट्रांसड्यूसर असे काम करते. ते दबाव शोधण्याचे आणि त्याचे विस्थापन त्याच्या मुक्त बाजूवर रूपांतरित करण्याचे डिझाइन केले आहे. जेव्हा ट्यूबवर दबाव दिला जातो, त्याचे आकार बदलतो, जे मुक्त बाजूला चालू जाते. हे विस्थापन नंतरच्या टेक्स्टच्या अगाडी इनपुट असते.

बोर्डन ट्यूबच्या मुक्त बाजूचे चालन लिनियर वेरिएबल डिस्प्लेसमेंट ट्रांसफॉर्मर (LVDT) च्या कोरमध्ये शिफ्ट करते. कोर LVDT मध्ये चालू झाल्याने, ते आउटपुट वोल्टेज उत्पन्न करते. या उत्पन्न वोल्टेज ट्यूबच्या मुक्त बाजूच्या विस्थापनाशी निरंतर आहे, आणि त्यामुळे, बोर्डन ट्यूबवर लागू केलेल्या मूळ दबावाशी निरंतर आहे.

बोर्डन ट्यूब - LVDT सिस्टेमच्या उदाहरणात, दोन विभिन्न ट्रांसड्यूक्शन प्रक्रिया घडतात. पहिले, बोर्डन ट्यूब दबाव विस्थापनमध्ये रूपांतरित करते. नंतर, LVDT या विस्थापनाला इलेक्ट्रिक वोल्टेज सिग्नलमध्ये रूपांतरित करते. हे उदाहरण स्पष्टपणे दाखवते कसे प्राथमिक आणि द्वितीयक ट्रांसड्यूसर एकत्र काम करतात आणि भौतिक मापनांना इलेक्ट्रिक आउटपुटमध्ये रूपांतरित करतात आणि त्याचे नंतरचे विश्लेषण आणि वापर केले जाते.

बोर्डन ट्यूब प्राथमिक ट्रांसड्यूसर असे काम करते, जरी L.V.D.T. (लिनियर वेरिएबल डिस्प्लेसमेंट ट्रांसफॉर्मर) द्वितीयक ट्रांसड्यूसर असे काम करते.

3. पॅसिव आणि एक्टिव ट्रांसड्यूसर

ट्रांसड्यूसर एक्टिव आणि पॅसिव या दोन प्रकारांमध्ये वर्गीकृत केले जाऊ शकतात, ज्यापैकी प्रत्येकाची विशिष्ट कार्याची वैशिष्ट्ये आहेत.

पॅसिव ट्रांसड्यूसर

पॅसिव ट्रांसड्यूसर हे एक ऐसा ट्रांसड्यूसर आहे जो बाहेरील विद्युत सप्लाई वर आधारित आहे, जेणेकरून ते बाहेरील रूपात विद्युत आणणारा ट्रांसड्यूसर असेही ओळखले जाते. कॅपेसिटिव, रेझिस्टिव, आणि इंडक्टिव ट्रांसड्यूसर पॅसिव ट्रांसड्यूसरचे उदाहरण आहेत. या ट्रांसड्यूसर इनपुट भौतिक मापनांमुळे इलेक्ट्रिकल वैशिष्ट्यांचे (जसे की रेझिस्टन्स, कॅपेसिटन्स, किंवा इंडक्टन्स) बदल घेतात. परंतु ते स्वतःचे विद्युत ऊर्जा उत्पन्न न करतात; त्यांना बाहेरील विद्युत स्रोत आवश्यक आहे जे इनपुट भौतिक मापनांमुळे बदल झाल्याचे मापनीय आउटपुट सिग्नल उत्पन्न करतो.

एक्टिव ट्रांसड्यूसर

संपर्कात, एक्टिव ट्रांसड्यूसर बाहेरील विद्युत सप्लाईसाठी आवश्यक नाही. या ट्रांसड्यूसर स्व-उत्पन्न करणारे आहेत, ज्याचा अर्थ ते स्वतःचे वोल्टेज किंवा करंट आउटपुट उत्पन्न करू शकतात. एक्टिव ट्रांसड्यूसरचे आउटपुट सिग्नल इनपुट भौतिक मापनांपासून सीधा व्युत्पन्न आहे. एक्टिव ट्रांसड्यूसर वेग, तापमान, बल, आणि प्रकाश तीव्रता यासारख्या विविध भौतिक घटनांचे इलेक्ट्रिक सिग्नलमध्ये रूपांतरित करू शकतात बाहेरील विद्युत इनपुट विना. पायजोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल, फोटोवोल्टेइक सेल्स, टाचोजेनरेटर, आणि थर्मोकप्ल्स एक्टिव ट्रांसड्यूसरचे उदाहरण आहेत.

उदाहरण: पायजोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल

एक्टिव ट्रांसड्यूसरच्या कामकाजाचे उदाहरण दिल्यास, पायजोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल घ्या. पायजोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल दोन मेटालिक इलेक्ट्रोड्समध्ये अंतर्गत आहे, आणि पूर्ण विनिर्माण एक बेसमध्ये दृढपणे जोडले गेले आहे. नंतर एक वस्तू या सॅन्डविच स्थापनेवर ठेवली जाते.

पायजोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल एक विशिष्ट वैशिष्ट्य असतात: जेव्हा त्यांना एक बल दिला जातो, त्यांनी विद्युत वोल्टेज उत्पन्न करतात. दिलेल्या स्थापनेत, बेस त्वरण अनुभवू शकते, जे वस्तून