ٹرانسڈیوسر کے قسمیں

ترانسڈیوسرز: تعریف، کامکردگی اور درجہ بندی

ٹرانسڈیوزر ایک الیکٹرانک دستیاب ہے جو فزیکل مقدار کو الیکٹرانک سائنل میں تبدیل کرنے کا کام کرتا ہے۔ اس کی دو بنیادی کامکردگی ہیں: سینسنگ اور ٹرانسدیوشن۔ پہلے، یہ دلچسپ فزیکل مقدار کو پہچانتا ہے، جیسے درجہ حرارت، دباؤ یا ڈسپلیسمنٹ۔ پھر، یہ فزیکل مقدار کو مشینری کام یا عام طور پر الیکٹرانک سائنل میں تبدیل کرتا ہے جسے آسانی سے ناپا، پروسیس کیا اور تجزیہ کیا جا سکتا ہے۔

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

• استعمال کیے جانے والے ٹرانسدیوشن مکانزم کے بنیاد پر: یہ درجہ بندی ٹرانسڈیوزر کے ذریعے ان پٹ فزیکل مقدار کو الیکٹرانک آؤٹ پٹ میں تبدیل کرنے کے خاص فزیکل یا کیمیائی عمل پر مرکوز ہوتی ہے۔ مختلف ٹرانسدیوشن مکانزم مختلف قسم کی میزبانیوں اور اطلاقیات کے لئے مناسب ہوتے ہیں، جس سے وسیع طیف کی فزیکل پدیدہ کی صحت یاب اور موثق سینسنگ ممکن ہو جاتی ہے۔

• پرائمری اور سیکنڈری ٹرانسڈیوزرز کے طور پر: ایک پرائمری ٹرانسڈیوزر مستقیماً میسر کی گئی فزیکل مقدار کو الیکٹرانک سائنل میں تبدیل کرتا ہے۔ مقابلہ میں، ایک سیکنڈری ٹرانسڈیوزر پرائمری ٹرانسڈیوزر کے ساتھ کام کرتا ہے، پرائمری ڈیوائس کے ذریعے تیار کردہ الیکٹرانک سائنل کو مزید تبدیل یا پروسیس کرتا ہے تاکہ اس کی استعمال کیلیت یا صحت میں اضافہ ہو۔

• غیر فعال اور فعال ٹرانسڈیوزرز کے طور پر: غیر فعال ٹرانسڈیوزرز کام کرنے کے لئے بیرونی طاقت کی ضرورت ہوتی ہے اور ان کا آؤٹ پٹ سائنل ان پٹ فزیکل مقدار اور لاگو کردہ طاقت کا فنکشن ہوتا ہے۔ مقابلہ میں، فعال ٹرانسڈیوزرز اپنی طاقت کا سرچشمه رکھتے ہیں اور بیرونی طاقت کی ضرورت کے بغیر آؤٹ پٹ سائنل تیار کر سکتے ہیں، عام طور پر زیادہ حساسیت اور سائنل کی طاقت فراہم کرتے ہیں۔

• آنا로그 اور ڈیجیٹل ٹرانسڈیوزرز کے طور پر: آنا로그 ٹرانسڈیوزرز ان پٹ فزیکل مقدار کے ساتھ مسلسل تبدیل ہوتے ہیں، عام طور پر ولٹیج یا کرنٹ کی شکل میں۔ مقابلہ میں، ڈیجیٹل ٹرانسڈیوزرز ان پٹ مقدار کو ڈسکریٹ ڈیجیٹل سائنل میں تبدیل کرتے ہیں، جو مدرن ڈیجیٹل الیکٹرانکس اور کمپیوٹنگ سسٹم کے ذریعے پروسیس، سٹور اور ٹرانسفر کرنے کے لئے آسان ہوتا ہے۔

• ٹرانسڈیوزرز اور انورس ٹرانسڈیوزرز کے طور پر: ایک معیاری ٹرانسڈیوزر فزیکل مقدار کو الیکٹرانک سائنل میں تبدیل کرتا ہے۔ مقابلہ میں، ایک انورس ٹرانسڈیوزر الیکٹرانک سائنل کو ان پٹ کے طور پر لیتا ہے اور اسے واپس فزیکل مقدار میں تبدیل کرتا ہے، بالکل ایک معمولی ٹرانسڈیوزر کے عمل کو الٹ دیتے ہوئے۔ یہ تصور ایسی اطلاقیات میں مفید ہوتا ہے جہاں الیکٹرانک کنٹرول کی ضرورت ہوتی ہے تاکہ مخصوص فزیکل ردعمل تیار کیا جا سکے۔

عمل کے دوران، ایک ٹرانسڈیوزر میسرانڈ - میسر کی جارہی فزیکل مقدار - کو لیتا ہے اور اس کا آؤٹ پٹ سائنل جو ان پٹ کی مقدار کے تناسب میں ہوتا ہے۔ پھر یہ آؤٹ پٹ سائنل ایک سائنل کنڈیشننگ ڈیوائس کو منتقل کیا جاتا ہے۔ یہاں، سائنل کو ایک سیریز کے ذریعے پروسیس کیا جاتا ہے، جس میں شامل ہیں: ایٹینیویشن (سائنل کی ایمپلی ٹیوڈ کو تبدیل کرنا)، فلٹرنگ (نامطلوبہ نوآواز یا فریکوئنسیوں کو ہٹانا) اور مودیولیشن (سائنل کو بہتر ٹرانسفر یا پروسیسنگ کے لئے کوڈ کرنا)۔ ان مرحلوں سے یقینی بنایا جاتا ہے کہ آخری سائنل تجزیہ، دکھائی یا کنٹرول آپریشن کے لئے بہترین شکل میں ہو۔

ٹرانسڈیوزر کی ان پٹ مقدار عام طور پر غیر الیکٹرانک ہوتی ہے، جبکہ آؤٹ پٹ الیکٹرانک سائنل کرنٹ، ولٹیج یا فریکوئنسی کی شکل میں ہو سکتی ہے۔

1. ٹرانسدیوشن کے اصول کے بنیاد پر درجہ بندی

ٹرانسڈیوزرز کو ان کے استعمال کرنے والے ٹرانسدیوشن میڈیم کے بنیاد پر درجہ بندی کیا جا سکتا ہے۔ ٹرانسدیوشن میڈیم ریزسٹو، انڈکٹو یا کیپیسٹو ہو سکتا ہے۔ یہ درجہ بندی ان پٹ ٹرانسڈیوزر کے ذریعے ان پٹ سائنل کو مقاومت، انڈکٹنس یا کیپیسٹنس میں تبدیل کرنے کے کنورژن پروسیس کے ذریعے تعین کی جاتی ہے۔ ہر قسم کا ٹرانسدیوشن میڈیم اپنے خاص خصوصیات کا حامل ہوتا ہے اور مختلف میزبانی کے لئے مناسب ہوتا ہے، مختلف فزیکل مقدار کو الیکٹرانک سائنل میں صحت سے تبدیل کرنے کی اجازت دیتا ہے۔

2. پرائمری اور سیکنڈری ٹرانسڈیوزرز

• پرائمری ٹرانسڈیوزر
  ٹرانسڈیوزر کی ترکیب میں مکینکل اور الیکٹرانک دونوں کمپوننٹ ہوتے ہیں۔ ٹرانسڈیوزر کا مکینکل حصہ فزیکل ان پٹ مقدار کو مکینکل سائنل میں تبدیل کرنے کی ذمہ دار ہوتا ہے۔ یہ مکینکل کمپوننٹ پرائمری ٹرانسڈیوزر کے طور پر جانا جاتا ہے۔ یہ ابتدائی سینسنگ عنصر کے طور پر کام کرتا ہے، مستقیماً میسر کی جارہی فزیکل مقدار، جیسے دباؤ، درجہ حرارت یا ڈسپلیسمنٹ کے ساتھ تفاعل کرتا ہے، اور اسے مکینکل شکل میں تبدیل کرتا ہے جسے مزید پروسیس کیا جا سکے۔

• سیکنڈری ٹرانسڈیوزر
  سیکنڈری ٹرانسڈیوزر پرائمری ٹرانسڈیوزر کے ذریعے تیار کردہ مکینکل سائنل کو الیکٹرانک سائنل میں تبدیل کرتا ہے۔ آؤٹ پٹ الیکٹرانک سائنل کی مقدار ان پٹ مکینکل سائنل کی خصوصیات سے مستقیماً متعلق ہوتی ہے۔ اس طرح، سیکنڈری ٹرانسڈیوزر مکینکل اور الیکٹرانک ڈومین کے درمیان فاصلہ پر پل بناتا ہے، اس طرح میسر کی جارہی میزبانی کو الیکٹرانک میزبانی اور پروسیسنگ ٹیکنالوجی کے ذریعے میسر کیا اور تجزیہ کیا جا سکتا ہے۔

پرائمری اور سیکنڈری ٹرانسڈیوزرز کا مثال

نیچے دی گئی تصویر میں دکھائی گئی بورڈن ٹیوب کو مثال کے طور پر لیں۔ بورڈن ٹیوب کام کرتا ہے جیسے پرائمری ٹرانسڈیوزر۔ یہ دباؤ کو پہچاننے کے لئے ڈیزائن کیا گیا ہے اور اسے اپنے آزاد کنارے پر ڈسپلیسمنٹ میں تبدیل کرتا ہے۔ جب ٹیوب پر دباؤ لاگو کیا جاتا ہے تو اس کی شکل ڈیفورم ہوجاتی ہے، جس سے آزاد کنارے کو موو کر دیا جاتا ہے۔ یہ ڈسپلیسمنٹ پھر سسٹم کے اگلے مرحلے کے لئے ان پٹ کے طور پر کام کرتا ہے۔

بورڈن ٹیوب کے آزاد کنارے کی حرکت لینیئر ویریبل ڈسپلیسمنٹ ٹرانسفارمر (LVDT) کے کور کو شفٹ کرتی ہے۔ جب کور LVDT کے اندر چلتا ہے تو یہ آؤٹ پٹ ولٹیج کو ہلاک کرتا ہے۔ یہ ہلاک شدہ ولٹیج ٹیوب کے آزاد کنارے کے ڈسپلیسمنٹ کے ساتھ مستقیماً متعلق ہوتا ہے، اور اس کے نتیجے میں بورڈن ٹیوب پر میسر کی گئی اصل دباؤ کے ساتھ۔

بورڈن ٹیوب - LVDT سسٹم کے مثال میں، دو واضح ٹرانسدیوشن پروسیس ہوتے ہیں۔ پہلا، پرائمری ٹرانسدیوشن جب بورڈن ٹیوب دباؤ کو ڈسپلیسمنٹ میں تبدیل کرتا ہے۔ پھر، سیکنڈری ٹرانسدیوشن جب LVDT یہ ڈسپلیسمنٹ الیکٹرانک ولٹیج سائنل میں تبدیل کرتا ہے۔ یہ مثال واضح طور پر ظاہر کرتی ہے کہ پرائمری اور سیکنڈری ٹرانسڈیوزرز کیسے مل کر کام کرتے ہیں تاکہ میسر کی جارہی فزیکل مقدار کو الیکٹرانک آؤٹ پٹ میں تبدیل کریں جس کو مزید تجزیہ اور استعمال کیا جا سکے۔

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

3. غیر فعال اور فعال ٹرانسڈیوزرز

ٹرانسڈیوزرز کو فعال اور غیر فعال قسموں میں بھی تقسیم کیا جا سکتا ہے، ہر کا خاص کام کرنے کی خصوصیات ہوتی ہیں۔

غیر فعال ٹرانسڈیوزرز

غیر فعال ٹرانسڈیوزر ایک ہے جس کے کام کرنے کے لئے بیرونی طاقت کی ضرورت ہوتی ہے، اس لئے اسے بیرونی طاقت کا ٹرانسڈیوزر بھی کہا جاتا ہے۔ کیپیسٹو، ریزسٹو، اور انڈکٹو ٹرانسڈیوزرز غیر فعال ٹرانسڈیوزرز کے مثالیں ہیں۔ یہ ٹرانسڈیوزرز ان پٹ فزیکل مقدار کے جواب میں الیکٹرانک خصوصیت (جیسے مقاومت، کیپیسٹنس یا انڈکٹنس) کو تبدیل کرتے ہیں۔ لیکن وہ اپنی الیکٹرانک توانائی پیدا نہیں کرتے؛ بلکہ ان کی ضرورت ہوتی ہے کہ بیرونی طاقت کا سرچشمه ہو تاکہ ان کی طرف سے میسر کی گئی فزیکل مقدار کی تبدیلی کو اندازہ کرنے کے لئے قابل قیاس آؤٹ پٹ سائنل تیار کیا جا سکے۔

فعال ٹرانسڈیوزرز

مقابلہ میں، ایک فعال ٹرانسڈیوزر کام کرنے کے لئے بیرونی طاقت کی ضرورت نہیں ہوتی ہے۔ یہ ٹرانسڈیوزرز خود کار ہوتے ہیں، یعنی وہ اپنی ولٹیج یا کرنٹ آؤٹ پٹ تیار کر سکتے ہیں۔ فعال ٹرانسڈیوزر کا آؤٹ پٹ سائنل مستقیماً ان پٹ فزیکل مقدار سے ماخوذ ہوتا ہے۔ فعال ٹرانسڈیوزرز کوئی بیرونی طاقت کی ضرورت کے بغیر مختلف فزیکل پدیدہ، جیسے رفتار، درجہ حرارت، قوت، اور روشنی کی شدت کو الیکٹرانک سائنل میں تبدیل کرنے کے قابل ہوتے ہیں۔ فعال ٹرانسڈیوزرز کے مثالیں پیزوالیکٹریک کرسٹل، فوٹوولٹائیک سیلز، ٹیکو جینریٹرز، اور تھرمی کوپل ہیں۔

مثال: پیزوالیکٹریک کرسٹل

فعال ٹرانسڈیوزر کے کام کو ظاہر کرنے کے لئے، ایک پیزوالیکٹریک کرسٹل کو دیکھیں۔ ایک پیزوالیکٹریک کرسٹل عام طور پر دو میٹلک الیکٹروڈ کے درمیان ڈالا جاتا ہے، اور پورا ایسیمبلی ایک بیس کے ساتھ محکم طور پر لگا دیا جاتا ہے۔ پھر ایک وزن اس ڈالے گئے ساخت کے اوپر رکھا جاتا ہے۔

پیزوالیکٹریک کرسٹل کی ایک منفرد خصوصیت ہے: جب ان پر قوت لاگو کی جاتی ہے تو وہ الیکٹرک ولٹیج پیدا کرتا ہے۔ درج ذیل سیٹ یپ میں، بیس کو ایکسریلیشن کا سامنا کرنا پڑتا ہے، جس کے نتیجے میں وزن کرسٹل پر قوت کا اثر ڈالتا ہے۔ یہ قوت کرسٹل کے درمیان آؤٹ پٹ ولٹیج کو ہلاک کرتا ہے۔ یہ ہلاک شدہ ولٹیج کی مقدار مستقیماً بیس کی ایکسریلیشن سے متعلق ہوتی ہے، بالکل مکینکل ایکسریلیشن کو الیکٹرانک سائنل میں تبدیل کرتی ہے۔ یہ مثال واضح طور پر ظاہر کرتی ہے کہ فعال ٹرانسڈیوزرز کیسے فزیکل ان پٹ کے بنیاد پر خود کار طور پر الیکٹرانک آؤٹ پٹ تیار کرتے ہیں، غیر فعال ٹرانسڈیوزرز کے مقابلے میں ان کی واضح کام کرنے کی صلاحیت کو دکھاتی ہے۔

بالا ذکر کیا گیا ٹرانسڈیوزر ایکسلیرو میٹر کے طور پر جانا جاتا ہے، جس کا مقصد ایکسریلیشن کو الیکٹرانک ولٹیج میں تبدیل کرنا ہے۔ نوٹ ورتی ہے کہ اس قسم کا ٹرانسڈیوزر فزیکل مقدار کو الیکٹرانک سائنل میں تبدیل کرنے کے دوران کسی بھی معاون طاقت کی ضرورت نہیں ہوتی، جس سے اس کی سائنل تیار کرنے کی خود کفا صلاحیت ظاہر ہوتی ہے۔

4. آنا로그 اور ڈیجیٹل ٹرانسڈیوزرز

ٹرانسڈیوزرز کو ان کے آؤٹ پٹ سائنل کی طبيعت کے بنیاد پر بھی تقسیم کیا جا سکتا ہے، جو مسلسل یا ڈسکریٹ ہو سکتے ہیں۔

آنا로그 ٹرانسڈیوزرز

آناログ ٹرانسڈیوزر ان پٹ مقدار کو مسلسل فنکشن میں تبدیل کرتا ہے۔ یہ مطلب ہے کہ آؤٹ پٹ سائنل ان پٹ کی تبدیلی کے جواب میں مسلسل اور مسلسل تبدیل ہوتا ہے۔ آناولوج ٹرانسڈیوزرز کے مثالیں سٹرین گیجز، لینیئر ویریبل ڈسپلیسمنٹ ٹرانسفارمر (LVDTs)، تھرمی کوپل، اور تھرمیسٹرز ہیں۔ یہ دستیاب مختلف اطلاقیات میں استعمال ہوتے ہیں جہاں میسر کی جارہی فزیکل مقدار کی تناسبی اور مسلسل نمائندگی کی ضرورت ہوتی ہے، جیسے پریشن میزبانی سسٹمز اور صنعتی پروسیس کنٹرول میں۔

ڈیجیٹل ٹرانسڈیوزرز

مقابلہ میں، ڈیجیٹل ٹرانسڈیوزرز ان پٹ مقدار کو ڈیجیٹل سائنل میں تبدیل کرتے ہیں، عام طور پر پالس کی شکل میں۔ ڈیجیٹل سائنل دودھری حالتوں پر کام کرتے ہیں، معلومات کو "ہائی" یا "لو" طاقت کی سطح کے طور پر ظاہر کرتے ہیں۔ یہ ڈیجیٹل آؤٹ پٹ فارمٹ کئی فائدے فراہم کرتا ہے، جیسے مزید گنجائش برائے نوآواز، مدرن ڈیجیٹل الیکٹرانکس اور کمپیوٹنگ سسٹم کے ساتھ آسان تکمیل، اور مزید آسان ڈیٹا پروسیسنگ اور سٹوریج۔ ڈیجیٹل ٹرانسڈیوزرز مدرن میزبانی اور کنٹرول سسٹمز میں بڑھتی ہوئی ڈیجیٹل ٹیکنالوجی کی وجہ سے بڑھتی ہوئی مقبولیت کے ساتھ استعمال ہوتے ہیں۔

5. ٹرانسڈیوزرز اور انورس ٹرانسڈیوزرز

ٹرانسڈیوزرز

ٹرانسڈیوزر کو ایک ڈیوائس کے طور پر تعریف کیا جاتا ہے جو غیر الیکٹرانک مقدار کو الیکٹرانک مقدار میں تبدیل کرتا ہے۔ یہ تبدیلی کا عمل مختلف فزیکل پدیدہ، جیسے درجہ حرارت، دباؤ، ڈسپلیسمنٹ، اور قوت کو میسر کرنے، مانیٹرنگ، اور کنٹرول کرنے کی اجازت دیتا ہے، الیکٹرانک میزبانی اور پروسیسنگ ٹیکنالوجی کے ذریعے۔ ٹرانسڈیوزرز کو صنعتی اتومیشن سے سائنسی تحقیق اور کانسیمر الیکٹرانکس تک وسیع طیف کے اطلاقیات میں کلیدی کردار ادا کرتا ہے۔

انورس ٹرانسڈیوزرز

انورس ٹرانسڈیوزرز معمولی ٹرانسڈیوزرز کے مخالف کام کرتے ہیں۔ وہ الیکٹرانک مقدار کو واپس فزیکل مقدار میں تبدیل کرتے ہیں۔ یہ ٹرانسڈیوزرز عام طور پر ایک زیادہ الیکٹرانک ان پٹ اور متعلقہ کم غیر الیکٹرانک آؤٹ پٹ کے ساتھ ہوتے ہیں۔ انورس ٹرانسڈیوزرز کو ایسی اطلاقیات میں استعمال کیا جاتا ہے جہاں الی