कैपेसिटिव ट्रांसड्यूसर क्या है: कार्य करना और इसके अनुप्रयोग

कैपेसिटिव ट्रांसड्यूसर क्या है: कार्य करना और इसके अनुप्रयोग

ऊर्जा, हम इसे नष्ट नहीं कर सकते लेकिन हम ऊर्जा को एक रूप से दूसरे रूप में बदल सकते हैं। कुछ स्थितियों में, हमें इसे दूसरे रूप में बदलने के लिए ऊर्जा के एक रूप की मदद लेनी होगी। तो ऊर्जा रूपांतरण प्रक्रिया का उपयोग करके किया जा सकता है ' ट्रांसड्यूसर ”। विभिन्न प्रकार के ट्रांसड्यूसर हैं जैसे दबाव ट्रांसड्यूसर, पीजोइलेक्ट्रिक ट्रांसड्यूसर, अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर, तापमान ट्रांसड्यूसर, कैपेसिटिव ट्रांसड्यूसर, आदि। इस लेख में, हम एक कैपेसिटिव ट्रांसड्यूसर, इसके कार्य सिद्धांत, सर्किट आरेख, प्रकार, और इसके अनुप्रयोगों, फायदे और नुकसान के बारे में जानने जा रहे हैं।



कैपेसिटिव ट्रांसड्यूसर क्या है?

ट्रांसड्यूसर को दो प्रकारों में वर्गीकृत किया जाता है जैसे कि सक्रिय ट्रांसड्यूसर और निष्क्रिय ट्रांसड्यूसर। सक्रिय ट्रांसड्यूसर एक प्रकार के ट्रांसड्यूसर होते हैं जिनके संचालन के लिए किसी भी प्रकार की शक्ति की आवश्यकता नहीं होती है। जबकि निष्क्रिय ट्रांसड्यूसर को ऊर्जा रूपांतरण प्रक्रिया में उनके संचालन के लिए बाहरी शक्ति की आवश्यकता होती है। ये ट्रांसड्यूसर निष्क्रिय ट्रांसड्यूसर के तहत आए हैं।


कैपेसिटिव ट्रांसड्यूसर की परिभाषा विस्थापन को मापने के लिए है (यह कितनी दूरी तय करता है), दबाव और अन्य कई भौतिक मात्रा, इन ट्रांसड्यूसर को पसंद किया जाता है। इन ट्रांसड्यूसर में, प्लेटों के बीच की दूरी, प्लेटों के ओवरलैपिंग, ढांकता हुआ मध्यम परिवर्तन आदि के कारण प्लेटों के बीच समाई भिन्न होती है।





कैपेसिटिव ट्रांसड्यूसर कार्य सिद्धांत

उपरोक्त आरेख कैपेसिटिव ट्रांसड्यूसर को इंगित करता है। एक कैपेसिटिव ट्रांसड्यूसर का कार्य सिद्धांत परिवर्तनशील धारिता है। इसकी संरचना के अनुसार, ये दो समानांतर धातु के द्वार हैं जो उनके बीच की दूरी को बनाए रख रहे हैं। उनके बीच में, ढांकता हुआ माध्यम (जैसे हवा) भरा जा सकता है। तो, इन दो धातु प्लेटों और प्लेटों की स्थिति के बीच की दूरी समाई को बदल सकती है। तो, परिवर्तनीय समाई इन ट्रांसड्यूसर का सिद्धांत है। सामान्य कैपेसिटर और कैपेसिटिव ट्रांसड्यूसर के बीच बुनियादी अंतर है, संधारित्र प्लेटें सामान्य में स्थिर रहती हैं संधारित्र जिसमें इन ट्रांसड्यूसर, संधारित्र प्लेटें जंगम स्थिति हैं।

कैपेसिटिव-ट्रांसड्यूसर

कैपेसिटिव-ट्रांसड्यूसर



चर संधारित्र के समाई को इस सूत्र द्वारा मापा जा सकता है।

कैपेसिटिव-ट्रांसड्यूसर-सूत्र

कैपेसिटिव-ट्रांसड्यूसर-सूत्र

इस सूत्र में:


C चर समाई की समाई को इंगित करता है
εo मुक्त स्थान की पारगम्यता को इंगित करता है
εr सापेक्ष पारगम्यता को इंगित करता है
ए प्लेटों के क्षेत्र को इंगित करता है
डी प्लेटों के बीच की दूरी को इंगित करता है

तो सूत्र के अनुसार, चर समाई मूल्य चार महत्वपूर्ण मापदंडों पर निर्भर है। वे चर संधारित्र की प्लेटों के बीच की दूरी, प्लेटों के क्षेत्र पर कब्जा, मुक्त स्थान की पारगम्यता, सापेक्ष पारगम्यता और ढांकता हुआ सामग्री हैं। ये पैरामीटर चर संधारित्र के समाई मान को अलग-अलग कर सकते हैं।

  • ढांकता हुआ स्थिरांक में परिवर्तन इस ट्रांसड्यूसर के समाई को भिन्न कर सकता है।
  • इन ट्रांसड्यूसर की प्लेटों का क्षेत्रफल इसके समाई मान को अलग-अलग कर सकता है।
  • प्लेटों के बीच की दूरी ट्रांसड्यूसर्स की कैपेसिटेंस वैल्यू को बदल सकती है। इस विधि का ज्यादातर उपयोग किया जाता है। इस विधि में, प्लेटों के ढांकता हुआ मध्यम और क्षेत्र को स्थिर रखा जाता है। जब प्लेटें चलती हैं तो दूरी भिन्न होती है और इसके परिणामस्वरूप कैपेसिटिव ट्रांसड्यूसर की धारिता बदल जाती है।

इस ट्रांसड्यूसर के कैपेसिटेंस मान को बदलने के लिए इन तीन तरीकों का इस्तेमाल किया जाता है।

कैपेसिटिव सर्किट आरेख

उपरोक्त सर्किट आरेख एक कैपेसिटिव ट्रांसड्यूसर के बराबर सर्किट आरेख को इंगित करता है। सामान्य संधारित्र के लिए चर संधारित्र के बीच का अंतर है, चर संधारित्र का समाई भिन्न है जबकि एक सामान्य संधारित्र में, समाई मान निश्चित है और इसे बदला नहीं जा सकता है।

कैपेसिटिव-ट्रांसड्यूसर-सर्किट-आरेख

कैपेसिटिव-ट्रांसड्यूसर-सर्किट-आरेख

कैपेसिटिव ट्रांसड्यूसर के प्रकार

कैपेसिटिव ट्रांसड्यूसर की संरचना के अनुसार, वे चार प्रकार हैं जिनकी चर्चा नीचे की गई है। वे

  • आयताकार प्लेटों के साथ समानांतर प्लेट समाई।
  • बेलनाकार संधारित्र ट्रांसड्यूसर।
  • अर्ध गोलाकार समानांतर प्लेटें।
  • समानांतर प्लेटों के बीच ढांकता हुआ में बदलें।

आयताकार प्लेटों के साथ समानांतर प्लेट कैपेसिटेंस

इसे समतल प्रकार का कैपेसिटिव ट्रांसड्यूसर भी कहा जाता है। इस प्रकार के ट्रांसड्यूसर में, एक प्लेट को ठीक किया जाता है और दूसरी प्लेट को स्थानांतरित किया जा सकता है। इस भिन्नता से, दूरी d या क्षेत्रफल A विविध हो सकता है। इस ट्रांसड्यूसर के समाई मूल्य में यह परिणाम है।

फ्लैट-टाइप-कैपेसिटिव-ट्रांसड्यूसर

फ्लैट-टाइप-कैपेसिटिव-ट्रांसड्यूसर

यदि क्षेत्र ए बदलता है और कैपेसिटेंस वैल्यू C होता है जब प्लेटें x की दूरी पर होती हैं, तो

सी =। (ए-डब्ल्यूएक्स) / डी

बेलनाकार कैपेसिटिव ट्रांसड्यूसर

चक्रीय-कैपेसिटिव-कैपेसिटिव-ट्रांसड्यूसर

बेलनाकार-कैपेसिटिव-ट्रांसड्यूसर

सिलेंडर की लंबाई को ध्यान में रखते हुए एल होना है, फिर समाई

बेलनाकार-कैपेक्टिव-समीकरण

बेलनाकार-कैपेसिटिव-समीकरण

अर्ध परिपत्र कैपेसिटिव ट्रांसड्यूसर

यह प्रकार दो कैपेसिटिव प्लेटों को एक-दूसरे से ओवरलैप किए जाने पर उच्चतम कैपेसिटेंस वैल्यू प्रदान करेगा। ये तब बेहतर होते हैं जब सर्किट को अधिकतम समाई की आवश्यकता होती है।

circluar-paralle-plate-diagram

गोलाकार-समानांतर-प्लेट-आरेख

इस प्रकार में कैपेसिटिव ट्रांसड्यूसर, क्षेत्र ए = πr ^ 2/2 और समाई सी =। =r ^ 2 / 2d

समानांतर प्लेटों के बीच ढांकता हुआ माध्यम में परिवर्तन

जब ढांकता हुआ माध्यम इस ट्रांसड्यूसर की दो समानांतर प्लेटों के बीच बदलता है, तो यह ट्रांसड्यूसर की समाई को भी बदलता है।

इसलिए समाई सी = *o (ε1 * L1 * w + *2 * L2 * w) / d

यहां - L1 और L2 1 और 2 प्लेट की लंबाई का संकेत दे रहे हैं।

डब्ल्यू प्लेट की चौड़ाई को इंगित करता है

डी प्लेटों के बीच की दूरी को इंगित करता है

लाभ

कैपेसिटिव ट्रांसड्यूसर के फायदे नीचे चर्चा की गई है। वे

  • ये ट्रांसड्यूसर उच्च इनपुट प्रतिबाधा प्रदान करते हैं। इसलिए लोडिंग प्रभाव मूल्य बहुत कम होगा।
  • इन ट्रांसड्यूसर की आवृत्ति प्रतिक्रिया बहुत अधिक है।
  • ये ट्रांसड्यूसर अत्यधिक संवेदनशील होते हैं।
  • ये संचालित करने के लिए कम बिजली की खपत कर रहे हैं। तो, इन ट्रांसड्यूसर को कम बिजली खपत वाले उपकरण कहा जाता है।
  • इन ट्रांसड्यूसर का उपयोग करके उच्च संकल्प संभव हो सकता है।

नुकसान

कुछ हैं एक कैपेसिटिव ट्रांसड्यूसर के नुकसान नीचे सूचीबद्ध हैं। वे

  • यह एक उच्च उत्पादन प्रतिबाधा है। इस उच्च आउटपुट प्रतिबाधा मूल्य के कारण, आउटपुट को मापने के लिए एक जटिल सर्किट की आवश्यकता होती है। और इस उच्च आउटपुट को बनाए रखने के लिए आउटपुट सर्किट को शक्तिशाली बनाने की आवश्यकता है।
  • ये ट्रांसड्यूसर बढ़त प्रभावों के कारण गैर-रैखिक व्यवहार प्रदर्शित करते हैं।
  • ये तापमान पर निर्भर हैं। बाहरी तापमान मान इस ट्रांसड्यूसर समाई मूल्य को प्रभावित कर सकता है।

अनुप्रयोग

कैपेसिटिव ट्रांसड्यूसर के अनुप्रयोग हैं

  • इस ट्रांसड्यूसर में तापमान, विस्थापन, और दबाव आदि की मात्रा निर्धारित करने के लिए आवेदनों की एक विस्तृत श्रृंखला है। कैपेसिटिव ट्रांसड्यूसर एप्लिकेशन नीचे सूचीबद्ध हैं।
  • इन ट्रांसड्यूसर्स के पास संवेदनशीलता कारक के साथ रैखिक और कोणीय विस्थापन के क्षेत्र में अनुप्रयोग हैं।
  • इस ट्रांसड्यूसर के सबसे अच्छे अनुप्रयोगों में से एक नमी स्तर का पता लगाना है। जैसे-जैसे आर्द्रता मूल्य बदलता है, इस ट्रांसड्यूसर के कैपेसिटेंस मूल्य में भी परिवर्तन होता है। इस मान से हम आर्द्रता में परिवर्तन को माप सकते हैं।
  • वैरिएबल कैपेसिटेंस प्रेशर ट्रांसड्यूसर वेरिएबल कैपेसिटेंस का उपयोग करके प्रेशर वेरिएशन को खोजने के लिए लागू होता है।

इस प्रकार, कैपेसिटिव ट्रांसड्यूसर समाई मूल्य में परिवर्तन करके ऊर्जा के एक रूप को दूसरे रूप में परिवर्तित करने के लिए उपयोगी होते हैं। ये निष्क्रिय ट्रांसड्यूसर हैं क्योंकि इन्हें संचालित करने के लिए बाहरी शक्ति की आवश्यकता होती है। और इन ट्रांसड्यूसर की मदद से हम दबाव, तापमान और विस्थापन आदि को माप सकते हैं।