विस्थापन ट्रांसड्यूसर: सर्किट, प्रकार, कार्य और इसके अनुप्रयोग

स्थिति संवेदक एक प्रकार का उपकरण है जिसका उपयोग किसी उपकरण/मशीन में या किसी वस्तु की स्थिति के भीतर परिवर्तन की निगरानी और मापने के लिए किया जाता है और संकेतों में परिवर्तन होता है जो संचरण, प्रसंस्करण या नियंत्रण के लिए उपयुक्त होते हैं। विभिन्न प्रकार के पोजिशन सेंसर उपलब्ध हैं जहां विस्थापन ट्रांसड्यूसर एक विशिष्ट प्रकार का पोजिशन सेंसर है। आम तौर पर, सामान्य सेंसर वस्तु के अस्तित्व को महसूस करते हैं जबकि विस्थापन सेंसर किसी भी वस्तु के एक स्थान से दूसरे स्थान पर जाने पर विस्थापन का पता लगाते हैं। तो, विस्थापन का पता लगाने की मात्रा आपको वस्तु की मोटाई और ऊंचाई निर्धारित करने की अनुमति देती है। यह आलेख एक के अवलोकन पर चर्चा करता है विस्थापन ट्रांसड्यूसर - अनुप्रयोगों के साथ काम करना।

विस्थापन ट्रांसड्यूसर क्या है?

एक विस्थापन ट्रांसड्यूसर एक इलेक्ट्रोमैकेनिकल डिवाइस है जिसका उपयोग किसी वस्तु की गति को इलेक्ट्रोस्टैटिक, इलेक्ट्रोमैग्नेटिक, या मैग्नेटोइलेक्ट्रिक सिग्नल में परिवर्तित करने के लिए किया जाता है जिसे डेटा में पढ़ा और व्याख्या किया जाता है। रैखिक और रोटरी जैसे विस्थापन ट्रांसड्यूसर की एक विस्तृत श्रृंखला है। ये ट्रांसड्यूसर सेंसर और लक्ष्य के बीच की भौतिक दूरी को मापने में भी सहायक होते हैं। अधिकांश विस्थापन ट्रांसड्यूसर स्थिर और गतिशील विस्थापन को मापते हैं, इसलिए उनका उपयोग अक्सर किसी वस्तु के कंपन को मापने के लिए किया जाता है। मापा विस्थापन माइक्रो इंच से लेकर कुछ फीट तक होता है।

विस्थापन ट्रांसड्यूसर कार्य सिद्धांत अत्यंत विश्वसनीय आगमनात्मक माप सिद्धांत पर आधारित है। ये ट्रांसड्यूसर ऊबड़-खाबड़ हैं, उपयोग में बहुत आसान हैं और उच्च परिशुद्धता प्राप्त कर सकते हैं। विस्थापन ट्रांसड्यूसर उत्पादन, अनुसंधान और विकास के विभिन्न क्षेत्रों में विश्वसनीय माप परिणाम देते हैं।

विस्थापन ट्रांसड्यूसर सर्किट आरेख

नीचे के सर्किट में प्रयुक्त विस्थापन ट्रांसड्यूसर एक आगमनात्मक ट्रांसड्यूसर है। इस सर्किट का उपयोग इंडक्टिव ट्रांसड्यूसर के साथ विस्थापन को मापने के लिए किया जाता है।

उपरोक्त सर्किट में, ट्रांसफार्मर में एक प्राथमिक वाइंडिंग और दो द्वितीयक वाइंडिंग शामिल हैं। दो द्वितीयक वाइंडिंग के समापन बिंदु एक साथ जुड़े हुए हैं, इस प्रकार, हम यह घोषित कर सकते हैं कि ये दो वाइंडिंग केवल श्रृंखला विरोध के भीतर जुड़े हुए हैं।

ट्रांसफॉर्मर की प्राइमरी वाइंडिंग पर 'VP' वोल्टेज लगाया जाता है, माना कि हर सेकेंडरी वाइंडिंग में विकसित वोल्टेज 𝑉𝑆1 & 𝑉𝑆2 है। तो, 'V0' आउटपुट वोल्टेज द्वितीयक वाइंडिंग्स के पहले बिंदुओं पर प्राप्त होता है। तो आउटपुट वोल्टेज को V0 = VS1 - VS2 के रूप में लिखा जा सकता है। उपरोक्त सर्किट में प्रयुक्त ट्रांसफॉर्मर अंतर ट्रांसफॉर्मर है क्योंकि यह एक ओ/पी वोल्टेज उत्पन्न करता है, जो वीएस1 और वीएस2 के बीच असमानता है।

यदि कोर केंद्रीय बिंदु पर स्थित है, तो दो वाइंडिंग्स S1 और S2 में प्रेरित वोल्टेज समतुल्य हैं। तो, आउटपुट वोल्टेज V0=0। इस स्थिति में हम कहते हैं कि विस्थापन नहीं होता है।

यदि कोर को केंद्रीय स्थिति से ऊपर विस्थापित किया जाता है, तो कॉइल S1 के भीतर उत्पन्न ईएमएफ अधिक होता है, अर्थात V1>V2।

इसी तरह, यदि कोर को केंद्रीय स्थिति से नीचे विस्थापित किया जाता है, तो S2 कॉइल के भीतर उत्पन्न ईएमएफ अधिक होता है, अर्थात V2>V1।

तो इन दो स्थितियों में, हमारे पास ऊपर और नीचे दो विस्थापन हैं। इन दो मामलों में, आउटपुट वोल्टेज 'V0' का परिमाण केंद्र के सापेक्ष मुख्य स्थिति के समानुपाती होगा।

इस प्रकार, यदि हम पिंड के विस्थापन को मापना चाहते हैं तो हमें पिंड को केंद्रीय कोर से जोड़ना होगा। इसलिए, एक बार जब शरीर एक सीधी रेखा में शिफ्ट हो जाता है, तो कोर का मध्य बिंदु बदल जाता है, इसलिए, 'V0' जैसा ओ/पी वोल्टेज भी उसी के अनुसार बदलता रहता है। इस स्थिति में, हम केवल o/p वोल्टेज को माप कर विस्थापन प्राप्त कर सकते हैं। तो, आउटपुट वोल्टेज का चरण और परिमाण शरीर के विस्थापन और दिशा को दर्शाता है।

विस्थापन ट्रांसड्यूसर अंशांकन

आम तौर पर, माप प्रणाली से प्राप्त परिणामों की सटीकता, दोहराव और विश्वसनीयता बनाए रखने के लिए ट्रांसड्यूसर अंशांकन एक आवश्यक आवश्यकता है। ये ट्रांसड्यूसर अकादमिक और औद्योगिक अनुप्रयोगों में आम हैं। इसलिए, उन्हें कैलिब्रेट करना आमतौर पर एक समय लेने वाली प्रक्रिया है, हालांकि, कैलिब्रेशन उपकरण का उपयोग करके, नॉब को घुमाकर और बटन दबाकर बहुत आसान होता है।

विस्थापन ट्रांसड्यूसर की अंशांकन प्रणाली 13 माइक्रोन रिज़ॉल्यूशन के साथ 50.8 मिमी विस्थापन तक इन ट्रांसड्यूसर को कैलिब्रेट करने का एक पूर्ण समाधान है। यह किसी भी प्रणाली के साथ प्रयोग किया जाता है, हालांकि यह कस्टम सॉफ्टवेयर के साथ आता है ताकि एक बार एनआई सिस्टम के साथ उपयोग किए जाने पर तेजी से और आसान अंशांकन किया जा सके।

विस्थापन ट्रांसड्यूसर प्रकार

विभिन्न प्रकार के विस्थापन ट्रांसड्यूसर उपलब्ध हैं जिन्हें पोटेंशियोमीटर, स्ट्रेन गेज, कैपेसिटिव और एलवीडीटी जैसे विस्थापन सेंसर के रूप में भी जाना जाता है। इसलिए प्रत्येक प्रकार की चर्चा नीचे की गई है।

प्रतिरोधी ट्रांसड्यूसर

एक प्रतिरोधक ट्रांसड्यूसर को एक चर प्रतिरोध ट्रांसड्यूसर भी कहा जाता है क्योंकि यह चर प्रतिरोध ट्रांसडक्शन के सिद्धांत पर काम करता है। यह ट्रांसड्यूसर सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले विस्थापन ट्रांसड्यूसर में से एक है, जिसका उपयोग विभिन्न भौतिक मात्राओं जैसे दबाव, विस्थापन, बल, तापमान और कंपन को मापने के लिए किया जाता है और उन्हें विद्युत संकेत में परिवर्तित करता है।

कैपेसिटिव ट्रांसड्यूसर

एक कैपेसिटिव ट्रांसड्यूसर एक निष्क्रिय ट्रांसड्यूसर है जो बाहरी शक्ति का उपयोग करके काम करता है। यह ट्रांसड्यूसर मुख्य रूप से दबाव, विस्थापन, गति, बल, वेग और अन्य मापदंडों को मापने के लिए उपयोग किया जाता है। यह ट्रांसड्यूसर वेरिएबल कैपेसिटेंस सिद्धांत पर काम करता है, इसलिए इस ट्रांसड्यूसर की कैपेसिटेंस डाइइलेक्ट्रिक कॉन्सटेंट, प्लेटों के ओवरलैपिंग और प्लेटों के बीच की दूरी के भीतर परिवर्तन जैसे कई कारणों से बदलती है। यह एक निष्क्रिय प्रकार है जहां प्लेटों पर समान और विपरीत चार्ज उत्पन्न होते हैं क्योंकि कैपेसिटर प्लेट में लगाए गए वोल्टेज को ढांकता हुआ सामग्री के माध्यम से अलग किया जाता है।

रैखिक चर अंतर ट्रांसफार्मर

LVDT या लीनियर वेरिएबल डिफरेंशियल ट्रांसफॉर्मर एक प्रकार का विस्थापन ट्रांसड्यूसर है। इस ट्रांसड्यूसर में तीन सममित दूरी वाले कॉइल शामिल हैं जहां प्राथमिक कॉइल केंद्र कॉइल है और शेष दो कॉइल द्वितीयक कॉइल हैं। ये मुख्य रूप से श्रृंखला में जुड़े हुए हैं और मुख्य कॉइल के संबंध में समान रूप से स्थित हैं। इसके बारे में अधिक जानने के लिए कृपया इस लिंक को देखें - एलवीडीटी .

आगमनात्मक ट्रांसड्यूसर

आगमनात्मक ट्रांसड्यूसर एक प्रकार का विस्थापन ट्रांसड्यूसर है जो ट्रांसडक्शन या इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंडक्शन सिद्धांत पर काम करता है। बल, विस्थापन, वेग, दबाव, त्वरण, बलाघूर्ण जैसी आवश्यक भौतिक राशियों को मापने के लिए s पारस्परिक या स्व-अधिष्ठापन विविध है। इस ट्रांसड्यूसर का सबसे अच्छा उदाहरण एलवीडीटी है। इसके बारे में अधिक जानने के लिए कृपया इस लिंक को देखें आगमनात्मक ट्रांसड्यूसर .

विकृति प्रमापक

एक तनाव गेज विस्थापन ट्रांसड्यूसर का उपयोग भौतिक मात्रा जैसे दबाव, विस्थापन, या भार को यांत्रिक तनाव में बदलने के लिए किया जाता है, और इस यांत्रिक तनाव को लोचदार शरीर पर घुड़सवार तनाव गेज के साथ विद्युत ओ / पी में बदल दिया जाता है। एक तनाव गेज विस्थापन ट्रांसड्यूसर मुख्य रूप से 0 से 10 मिमी रेंज में विस्थापन को मापने के लिए उपयोग किया जाता है। एलवीडीटी की तुलना में इस ट्रांसड्यूसर की शरीर की लंबाई कम है और विद्युत चुम्बकीय प्रभावों से मुक्त है। इन स्ट्रेन गेज ट्रांसड्यूसर्स में अत्यधिक स्थिर और विश्वसनीय प्रदर्शन होता है। कृपया इसके बारे में अधिक जानने के लिए इस लिंक को देखें विकृति प्रमापक .

फायदे और नुकसान

विस्थापन ट्रांसड्यूसर लाभों पर नीचे चर्चा की गई है।

• विस्थापन ट्रांसड्यूसर में उत्कृष्ट रैखिकता होती है।
• उनके पास अत्यधिक उच्च सटीकता है।
• उनके पास 0.01 µm तक बकाया रिज़ॉल्यूशन है।
• ये उच्च चुंबकीय क्षेत्र, रेडियो-सक्रिय वातावरण और व्यापक तापमान रेंज के प्रति सहिष्णु हैं।
• उनके पास एक मजबूत डिजाइन और उत्कृष्ट स्थिरता है।
• इन ट्रांसड्यूसर को किसी भी दिशा में लगाया जा सकता है।
• एलवीडीटी की बिजली खपत कम है।
• ये बहुत संवेदनशील हैं और संरेखित करना और बनाए रखना बहुत आसान है।
• इन ट्रांसड्यूसरों में कम हिस्टैरिसीस हानि होती है।
• माप सीमा अधिक है।
• यह ट्रांसड्यूसर एक घर्षण रहित उपकरण है।

विस्थापन ट्रांसड्यूसर नुकसान नीचे चर्चा की गई है।

• उच्च वोल्टेज का उत्पादन करने के लिए विस्थापन ट्रांसड्यूसर को बहुत अधिक विस्थापन की आवश्यकता होती है।
• इसे परिरक्षण की आवश्यकता है क्योंकि यह चुंबकीय क्षेत्र के प्रति बहुत संवेदनशील है।
• ट्रांसड्यूसर का प्रदर्शन कंपन के साथ-साथ तापमान में बदलाव से भी प्रभावित हो सकता है।
• डीसी आउटपुट प्राप्त करने के लिए इसे बाहरी डिमोडुलेटर की आवश्यकता होती है।
• इस ट्रांसड्यूसर की गतिशील प्रतिक्रिया सीमित है।

अनुप्रयोग

विस्थापन ट्रांसड्यूसर के अनुप्रयोगों में निम्नलिखित शामिल हैं।

• विस्थापन ट्रांसड्यूसर का उपयोग सेंसर टिप और घूर्णन शाफ्ट के बीच सापेक्ष गति को मापने के लिए किया जाता है।
• इसका उपयोग कठोर मशीनरी में किया जाता है जहां शाफ्ट से मशीन के आवरण तक बहुत कम कंपन संचरित होता है।
• इनका उपयोग औद्योगिक क्षेत्र और यहां तक ​​कि सार्वजनिक क्षेत्र में भी किया जाता है जैसे मशीन स्वचालन, एयरोस्पेस और विमान, पावर टर्बाइन, हाइड्रोलिक आदि।
• एलवीडीटी का उपयोग मिमी से सेमी तक के विस्थापन को मापने के लिए किया जाता है।
• इनका उपयोग सीएनसी मशीनों में विस्थापन के मापन के लिए किया जाता है।
• इनका उपयोग रोल्ड मेटल शीट की मोटाई और माप के लिए किया जाता है।
• इनका उपयोग चैनलों के भीतर तनाव मापन के लिए किया जाता है।
• RVDT विस्थापन ट्रांसड्यूसर का उपयोग उड़ान नियंत्रण प्रणालियों के भीतर किया जाता है।
• बल, त्वरण और दबाव को मापने के लिए पोटेंशियोमीटर प्रकार का उपयोग किया जाता है।

इस प्रकार, यह एक विस्थापन का अवलोकन है ट्रांसड्यूसर - काम कर रहा है अनुप्रयोगों के साथ। यदि कोई वस्तु एक सीधी रेखा के भीतर एक स्थिति से दूसरी स्थिति में स्थानांतरित होती है, तो उन दो स्थितियों के बीच की लंबाई को विस्थापन कहा जाता है। विस्थापन एक भौतिक मात्रा है जैसे वेग, तापमान, बल आदि।

तो एक विस्थापन ट्रांसड्यूसर का उपयोग यांत्रिक कंपन/गति को परिवर्तित करने के लिए किया जाता है, विशेष रूप से सीधी गति को विद्युत संकेतों में, एक परिवर्तनशील विद्युत प्रवाह, या वोल्टेज में। विस्थापन ट्रांसड्यूसर के उदाहरण हैं; विस्थापन और झुकने वाले तनाव सामान्य विस्थापन के माप को मापते हैं, कंक्रीट के भीतर दरारें और गर्डर मोड़ को मापते हैं। यहाँ आपके लिए एक प्रश्न है, ट्रांसड्यूसर का कार्य क्या है?