ਟਰਨਸਡਯੂਸਰ ਦੀਆਂ ਕਿਸਮਾਂ

ترانزڈیوسر: تعریف، کامکرد اور درجہ بندی

ٹرانزڈیوسر ایک الیکٹرانک دستاویز ہے جس کا کام فزیکل مقدار کو الیکٹرک سگنل میں تبدیل کرنا ہوتا ہے۔ یہ دو بنیادی کام کرتا ہے: سینسنگ اور ٹرانزڈیوشن۔ پہلے یہ دلچسپ فزیکل مقدار کو جیسے درجہ حرارت، دباؤ یا ڈسپلیسمینٹ کو شناسی کرتا ہے۔ پھر یہ فزیکل مقدار کو عام طور پر مکینکل کام یا زیادہ عام طور پر ایک الیکٹرک سگنل میں تبدیل کرتا ہے جس کو آسانی سے میپنگ، پروسیسنگ اور انالائز کیا جا سکتا ہے۔

ٹرانزڈیوسر کئی قسم کے ہوتے ہیں اور ان کو کئی مختلف معیار کے تحت درجہ بندی کیا جا سکتا ہے:

• ایمپلوائڈ ٹرانزڈیوشن مکانزم کے بنیاد پر: یہ درجہ بندی ترانزڈیوسر کے ذریعے ان پٹ فزیکل مقدار کو الیکٹرک آؤٹ پٹ میں تبدیل کرنے کے لیے استعمال کیے جانے والے خاص فزیکل یا کیمیکل پروسیس پر مرکوز ہوتی ہے۔ مختلف ٹرانزڈیوشن مکانزم مختلف قسم کی میزرنگ اور ایپلیکیشن کے لیے ڈیزائن کیے جاتے ہیں، جس سے وسیع طیف کے فزیکل پھینومینن کی صحت یاب اور موثق سینسنگ ممکن ہو جاتی ہے۔

• پرائمری اور سیکنڈری ٹرانزڈیوسر کے طور پر: ایک پرائمری ٹرانزڈیوسر نیچے میز کی فزیکل مقدار کو مستقیماً الیکٹرک سگنل میں تبدیل کرتا ہے۔ اس کے مقابلے میں، ایک سیکنڈری ٹرانزڈیوسر پرائمری ٹرانزڈیوسر کے ساتھ کام کرتا ہے، پرائمری ڈیوس کے ذریعے پیدا ہونے والے الیکٹرک سگنل کو مزید میڈیفائی یا پروسیس کرتا ہے تاکہ اس کی استعمال کی آسانی یا صحت میں بہتری ہو۔

• پاسیو اور ایکٹو ٹرانزڈیوسر کے طور پر: پاسیو ٹرانزڈیوسر کام کرنے کے لیے بیرونی پاور سرس پر منحصر ہوتے ہیں اور ان کا آؤٹ پٹ سگنل ان پٹ فزیکل مقدار اور لاگو کی گئی طاقت کی فنکشن ہوتا ہے۔ ایکٹو ٹرانزڈیوسر کے مطابق، ان کے پاس اپنا پاور سرس ہوتا ہے اور بیرونی پاور سپلائی کی ضرورت کے بغیر آؤٹ پٹ سگنل پیدا کر سکتے ہیں، عام طور پر زیادہ حساسیت اور سگنل کی طاقت فراہم کرتے ہیں۔

• آنا لوجیکل اور ڈیجیٹل ٹرانزڈیوسر کے طور پر: آنا لوجیکل ٹرانزڈیوسر کا آؤٹ پٹ سگنل ان پٹ فزیکل مقدار کے ساتھ مستقل طور پر بدل رہا ہوتا ہے، عام طور پر ولٹیج یا کرنٹ کی شکل میں۔ ڈیجیٹل ٹرانزڈیوسر کے مقابلے میں، ان کا کام ان پٹ مقدار کو ڈیجیٹل سگنل میں تبدیل کرنا ہوتا ہے، جس کو مدرن ڈیجیٹل الیکٹرونکس اور کمپیوٹنگ سسٹمز کے ذریعے پروسیس، سٹور اور ٹرانسمیٹ کرنا آسان ہوتا ہے۔

• ٹرانزڈیوسر اور انورس ٹرانزڈیوسر کے طور پر: ایک معیاری ٹرانزڈیوسر فزیکل مقدار کو الیکٹرک سگنل میں تبدیل کرتا ہے۔ ایک انورس ٹرانزڈیوسر کے مقابلے میں، یہ الیکٹرک سگنل کو ان پٹ کے طور پر لیتے ہیں اور اسے واپس فزیکل مقدار میں تبدیل کرتے ہیں، موثر طور پر روایتی ٹرانزڈیوسر کے عمل کو الٹ دیتے ہیں۔ یہ کانسیپٹ الیکٹرکل کنٹرول کی ضرورت کے ساتھ مخصوص فزیکل ری ایکشن پیدا کرنے کے لیے مفید ہوتا ہے۔

عمل میں، ٹرانزڈیوسر میزرنڈ - میز کی جا رہی فزیکل مقدار - کو دریافت کرتا ہے اور ایک آؤٹ پٹ سگنل پیدا کرتا ہے جو ان پٹ کی شدت کے تناسب میں ہوتا ہے۔ پھر یہ آؤٹ پٹ سگنل ایک سگنل کنڈیشننگ ڈیوس کو منتقل کیا جاتا ہے۔ یہاں سگنل کو ایٹینیویشن (سگنل کی امپلی ٹیوڈ کو ٹیون کرنا)، فلٹرنگ (غیر مطلوبہ نوئز یا فریکوئنسیز کو ہٹانا) اور مودیولیشن (سگنل کو بہتر ٹرانسمیشن یا پروسیسنگ کے لیے کوڈ کرنا) جیسے کئی پروسیس سے گزارا جاتا ہے۔ ان مرحلوں سے یقینی بنایا جاتا ہے کہ آخری سگنل کی شکل میں تجزیہ، دکھائی یا کنٹرول آپریشن کے لیے مثلى ہوتی ہے۔

ٹرانزڈیوسر کی ان پٹ مقدار عام طور پر غیر الیکٹرک ہوتی ہے، جبکہ آؤٹ پٹ الیکٹرک سگنل کرنٹ، ولٹیج یا فریکوئنسی کی شکل میں ہو سکتی ہے۔

1. ٹرانزڈیوشن کے اصول کے بنیاد پر درجہ بندی

ٹرانزڈیوسر کو ان کے استعمال کرتے ہوئے ٹرانزڈیوشن میڈیم کے بنیاد پر درجہ بندی کیا جا سکتا ہے۔ ٹرانزڈیوشن میڈیم ریزسٹو، انڈکٹو یا کیپیسٹو ہو سکتے ہیں۔ یہ درجہ بندی ان پٹ ٹرانزڈیوسر کے ذریعے ان پٹ سگنل کو ریزسٹنس، انڈکٹنس یا کیپیسٹنس میں تبدیل کرنے کے کنورژن پروسیس کے ذریعے ڈیٹرمنڈ کی جاتی ہے۔ ہر قسم کا ٹرانزڈیوشن میڈیم اپنے منفرد خصوصیات کا حامل ہوتا ہے اور مختلف میزرنگ ایپلیکیشن کے لیے موزوں ہوتا ہے، مختلف فزیکل مقدار کو الیکٹرک سگنل میں م準ی تبدیلی کی مدد سے ممکن بناتا ہے۔

2. پرائمری اور سیکنڈری ٹرانزڈیوسر

• پرائمری ٹرانزڈیوسر
  ٹرانزڈیوسر عام طور پر مکینکل اور الیکٹرک کمپوننٹ دونوں کو شامل کرتا ہے۔ ٹرانزڈیوسر کا مکینکل حصہ فزیکل ان پٹ کمیٹی کو مکینکل سگنل میں تبدیل کرنے کے ذمہ دار ہوتا ہے۔ یہ مکینکل کمپوننٹ کو پرائمری ٹرانزڈیوسر کہا جاتا ہے۔ یہ ابتدائی سینسنگ عنصر کے طور پر کام کرتا ہے، میزرنگ کی جا رہی فزیکل مقدار جیسے دباؤ، درجہ حرارت یا ڈسپلیسمینٹ کے ساتھ مستقیم تفاعل کرتا ہے اور اسے ایک مکینکل شکل میں تبدیل کرتا ہے جس کو مزید پروسیس کیا جا سکتا ہے۔

• سیکنڈری ٹرانزڈیوسر
  سیکنڈری ٹرانزڈیوسر پرائمری ٹرانزڈیوسر کے ذریعے پیدا ہونے والے مکینکل سگنل کو الیکٹرک سگنل میں تبدیل کرتا ہے۔ آؤٹ پٹ الیکٹرک سگنل کی شدت پری میئر ان پٹ مکینکل سگنل کی خصوصیات سے مستقیم تعلق رکھتی ہے۔ اس طرح سیکنڈری ٹرانزڈیوسر مکینکل اور الیکٹرک ڈومینز کے درمیان فرق کو پلٹا دیتا ہے، جس سے میزرنگ کی جا رہی اصل فزیکل مقدار کو الیکٹرک میزرنگ اور پروسیسنگ ٹیکنیک کے ذریعے میزرنگ اور تجزیہ کرنا ممکن ہو جاتا ہے۔

پرائمری اور سیکنڈری ٹرانزڈیوسر کا مثال

نیچے دی گئی تصویر میں بورڈن ٹیوب کو مثال کے طور پر لیا گیا ہے۔ بورڈن ٹیوب پرائمری ٹرانزڈیوسر کے طور پر کام کرتا ہے۔ یہ دباؤ کو شناسی کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے اور اس کو اپنے آزاد کنارے پر ڈسپلیسمینٹ میں تبدیل کرتا ہے۔ جب ٹیوب پر دباؤ لاگو کیا جاتا ہے تو اس کی شکل تبدیل ہو جاتی ہے، جس سے آزاد کنارے کو مکینکل طور پر چلا جاتا ہے۔ یہ ڈسپلیسمینٹ سسٹم کے اگلے مرحلے کے لیے ان پٹ کے طور پر کام کرتا ہے۔

بورڈن ٹیوب کے آزاد کنارے کی تحریک لینیئر ویریبل ڈسپلیسمینٹ ٹرانسفارمر (LVDT) کے کور کو چلانے کا باعث بنتی ہے۔ جب کور LVDT کے اندر منتقل ہوتا ہے تو یہ آؤٹ پٹ ولٹیج پیدا کرتا ہے۔ یہ پیدا ہونے والا ولٹیج ٹیوب کے آزاد کنارے کے ڈسپلیسمینٹ کے ساتھ مستقیم طور پر تناسب رکھتا ہے، اور نتیجے میں بورڈن ٹیوب پر لاگو کیا گیا اصل دباؤ کے ساتھ۔

بورڈن ٹیوب - LVDT سسٹم کے میں دو الگ الگ ٹرانزڈیوشن پروسیس ہوتے ہیں۔ پہلا، پرائمری ٹرانزڈیوشن بورڈن ٹیوب کے ذریعے دباؤ کو ڈسپلیسمینٹ میں تبدیل کرتا ہے۔ پھر، سیکنڈری ٹرانزڈیوشن LVDT کے ذریعے یہ ڈسپلیسمینٹ کو الیکٹرک ولٹیج سگنل میں تبدیل کرتا ہے۔ یہ مثال واضح طور پر ظاہر کرتی ہے کہ پرائمری اور سیکنڈری ٹرانزڈیوسر کس طرح مل کر کام کرتے ہیں تاکہ فزیکل مقدار کو الیکٹرک آؤٹ پٹ میں تبدیل کریں اور اس کا مزید تجزیہ اور استعمال کیا جا سکے۔

بورڈن ٹیوب پرائمری ٹرانزڈیوسر کے طور پر کام کرتا ہے، جبکہ L.V.D.T. (Linear Variable Displacement Transformer) سیکنڈری ٹرانزڈیوسر کے طور پر کام کرتا ہے۔

3. پاسیو اور ایکٹو ٹرانزڈیوسر

ٹرانزڈیوسر کو ایکٹو اور پاسیو کی قسموں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے، ہر ایک کے عین مخصوص آپریشنل خصوصیات ہوتے ہیں۔

پاسیو ٹرانزڈیوسر

پاسیو ٹرانزڈیوسر ایک ہے جس کے لیے کام کرنے کے لیے بیرونی پاور سپلائی کی ضرورت ہوتی ہے، اس لیے یہ بیرونی طاقت کے ذریعے چلنے والے ٹرانزڈیوسر کے طور پر بھی جانا جاتا ہے۔ کیپیسٹو، ریزسٹو، اور انڈکٹو ٹرانزڈیوسر پاسیو ٹرانزڈیوسر کے عام مثالیں ہیں۔ یہ ٹرانزڈیوسر فزیکل ان پٹ کمیٹی کے جواب میں کسی بھی الیکٹرکل خصوصیت (جیسے ریزسٹنس، کیپیسٹنس یا انڈکٹنس) کو تبدیل کرتے ہیں۔ لیکن یہ اپنی الیکٹرکل توانائی پیدا نہیں کرتے؛ بلکہ ان کی ضرورت ہوتی ہے کہ وہ میز کی جا رہی فزیکل مقدار کی تبدیلی کو ظاہر کرنے کے لیے کسی بیرونی طاقت کی منبع کی ضرورت ہوتی ہے۔

ایکٹو ٹرانزڈیوسر

اس کے مقابلے میں، ایک ایکٹو ٹرانزڈیوسر کام کرنے کے لیے بیرونی پاور سرس کی ضرورت نہیں ہوتی ہے۔ یہ ٹرانزڈیوسر خود کار ہوتے ہیں، یعنی وہ اپنی ولٹیج یا کرنٹ آؤٹ پٹ پیدا کر سکتے ہیں۔ ایکٹو ٹرانزڈیوسر کا آؤٹ پٹ سگنل مستقیماً ان پٹ فزیکل مقدار سے منسلک ہوتا ہے۔ ایکٹو ٹرانزڈیوسر کی صلاحیت ہوتی ہے کہ وہ مختلف فزیکل پھینومینن جیسے ویلوسٹی، درجہ حرارت، فورس، اور روشنی کی شدت کو بیرونی طاقت کی مداخلت کے بغیر الیکٹرک سگنل میں تبدیل کر سکتے ہیں۔ ایکٹو ٹرانزڈیوسر کے مثالیں پیزی الیکٹرک کریسٹل، فوٹو ولٹائیک سیلز، تاچو جنریٹرز، اور تھرموقلس ہیں۔

مثال: پیزی الیکٹرک کریسٹل

ایک ایکٹو ٹرانزڈیوسر کے آپریشن کو ظاہر کرنے کے لیے، ایک پیزی الیکٹرک کریسٹل کو دیکھیں۔ پیزی الیکٹرک کریسٹل عام طور پر دو میٹلک الیکٹروڈ کے درمیان سینڈوچ کیا جاتا ہے، اور پوری اسیمبلی کو کسی بیس کے ساتھ محکم طور پر لگا دیا جاتا ہے۔ پھر کسی بھار کو اس سینڈوچ شدہ ساخت کے اوپر رکھا جاتا ہے۔

پیزی الیکٹرک کریسٹل کی ایک منحصر الیکٹرک ولٹیج پیدا کرنے کی صلاحیت ہوتی ہے جب ان پر فورس لاگو کی جاتی ہے۔ دی گئی سیٹنگ میں، بیس کو ایکسریلیشن کا سامنا کرنا پڑتا ہے، جس سے وزن کریسٹل پر فورس لاگو کرتا ہے۔ یہ فورس، اپنی باری میں، کریسٹل کے درمیان ولٹیج پیدا کرتا ہے۔ یہ پیدا ہونے والا ولٹیج کے میزان کو بیس کی ایکسریلیشن کے ساتھ مستقیم طور پر تناسب رکھتا ہے، موثر طور پر مکینکل ایکسریلیشن کو الیکٹرک سگنل میں تبدیل کرتا ہے۔ یہ مثال واضح طور پر ظاہر کرتی ہے کہ ایکٹو ٹرانزڈیوسر کس طرح فزیکل ان پٹ کے بنیاد پر خود کار طور پر الیکٹرک آؤٹ پٹ پیدا کرتے ہیں، پاسیو ٹرانزڈیوسر کے مقابلے میں ان کی ممتاز کارکردگی کو بھی ظاہر کرتی ہے۔

اوپر مذکور ٹرانزڈیوسر کو ایکسلریٹر کہا جاتا ہے، جس کا مقصد ایکسریلیشن کو الیکٹرک ولٹیج میں تبدیل کرنا ہوتا ہے۔ نوٹیبلی، اس قسم کے ٹرانزڈیوسر کو فزیکل مقدار کو الیکٹرک سگنل میں تبدیل کرنے کے دوران کسی بھی ایکسیلریٹری پاور سرس کی ضرورت نہیں ہوتی ہے، جس سے ان کی سگنل جنریشن میں خود کار طور پر مکمل ہونے کی طبیعت ظاہر ہوتی ہے۔

4. آنا لوجیکل اور ڈیجیٹل ٹرانزڈیوسر

ٹرانزڈیوسر کو ان کے آؤٹ پٹ سگنل کی قسم کے بنیاد پر بھی تقسیم کیا جا سکتا ہے، جو مستقل یا ڈسکریٹ ہو سکتے ہیں۔

آنا لوجیکل ٹرانزڈیوسر

آنا لوجیکل ٹرانزڈیوسر ان پٹ مقدار کو مستقل فنکشن میں تبدیل کرتا ہے۔ یہ مطلب ہے کہ آؤٹ پٹ سگنل ان پٹ میں تبدیلی کے جواب میں مسلسل اور مستقل طور پر تبدیل ہوتا ہے۔ آنا لوجیکل ٹرانزڈیوسر کے مثالیں سٹرین گیج، لینیئر ویریبل ڈسپلیسمینٹ ٹرانسفارمر (LVDTs)، تھرموقلس، اور تھرمیسٹرز ہیں۔ ان ڈوائرس کو وسیع طور پر مختلف ایپلیکیشن میں استعمال کیا جاتا ہے جہاں میزرنگ کی جا رہی فزیکل مقدار کی تناسبی اور مستقل نمائندگی کی ضرورت ہوتی ہے، جیسے پریشن میزرنگ سسٹمز اور صنعتی پروسیس کنٹرول میں۔

ڈیجیٹل ٹرانزڈیوسر

ڈیجیٹل ٹرانزڈیوسر کے مقابلے میں، ان کا کام ان پٹ مقدار کو ڈیجیٹل سگنل میں تبدیل کرنا ہوتا ہے، عام طور پر پلسوں کی شکل میں۔ ڈیجیٹل سگنل بائنری ریاستوں پر مبنی ہوتے ہیں، معلومات کو "ہائی" یا "لو" پاور لیول کی شکل میں ظاہر کرتے ہیں۔ یہ ڈیجیٹل آؤٹ پٹ فارمٹ کئی فائدے فراہم کرتا ہے، جیسے محسوس ہونے والی نوئز کی تحفظ، ڈیجیٹل الیکٹرونکس اور کمپیوٹنگ سسٹمز کے ساتھ آسان تکامل، اور مزید آسان ڈیٹا پروسیسنگ اور سٹوریج۔ ڈیجیٹل ٹرانزڈیوسر کو مدرن میزرنگ اور کنٹرول سسٹمز میں بڑھتی ہوئی ڈیجیٹل ٹیکنالوجی کی وجہ سے زیادہ استعمال کیا جا رہا ہے۔

5. ٹرانزڈیوسر اور انورس ٹرانزڈیوسر

ٹرانزڈیوسر

ٹرانزڈیوسر کو ایک ڈیوس کے طور پر تعریف کیا جاتا ہے جو غیر الیکٹرکل کمیٹی کو الیکٹرکل کمیٹی میں تبدیل کرتا ہے۔ یہ تبدیلی کا عمل مختلف فزیکل پھینومینن جیسے درجہ حرارت، دباؤ، ڈسپلیسمینٹ، اور فورس کی میزرنگ، مانیٹرنگ، اور کنٹرول کو الیکٹرکل میزرنگ اور پروسیسنگ ٹیکنیک کے ذریعے ممکن بناتا ہے۔ ٹرانزڈیوسر کو صنعتی اتومیشن سے سائنسی تحقیق