Transdutores ativos
Active transduceré um transdutor, que converte a grandeza não elétrica em uma grandeza elétrica. Vamos considerar as grandezas não elétricas como pressão, iluminação da luz e temperatura. Portanto, obteremos os três transdutores ativos a seguir, dependendo da quantidade não elétrica que escolhermos.
- Piezo Transdutor Elétrico
- Transdutor fotoelétrico
- Transdutor Termoelétrico
Agora, vamos discutir sobre esses três transdutores ativos, um por um.
Piezo Transdutor Elétrico
Um transdutor ativo é considerado piezo electric transducer, quando produz uma grandeza elétrica que é equivalente à entrada de pressão. As três substâncias a seguir exibem efeito piezoelétrico.
- Quartz
- Sais de Rochelle
- Tourmaline
O efeito piezoelétrico exibido por essas três substâncias são os sais de turmalina, quartzo e Rochelle, nesta ordem crescente. A ordem ascendente de resistência mecânica dessas três substâncias é sais de Rochelle, quartzo, turmalina.
Quartz é utilizado como transdutor piezoelétrico, por apresentar efeito piezoelétrico moderado e possuir resistência mecânica moderada entre essas três substâncias piezoelétricas.
Transdutor de quartzo
o circuit diagramdo transdutor de quartzo é mostrado na figura abaixo. Conforme mostrado na figura, o cristal de quartzo é colocado entre a base e o membro somador de forças. A tensão de saída pode ser medida nos eletrodos de metal, que são colocados nos dois lados do cristal de quartzo.
o output voltage, $ V_ {0} $ do transdutor de pressão acima será
$$ V_ {0} = \ frac {Q} {C} $$
Transdutor fotoelétrico
Um transdutor ativo é chamado de transdutor fotoelétrico, quando produz uma quantidade elétrica que é equivalente à iluminação da entrada de luz. ocircuit diagram do transdutor fotoelétrico é mostrado na figura abaixo.
o working do transdutor fotoelétrico é mencionado abaixo.
Step1 - O transdutor fotoelétrico libera elétrons, quando a luz incide no cátodo dele.
Step2 - O transdutor fotoelétrico produz uma corrente I no circuito devido à atração de elétrons em direção ao ânodo.
Podemos encontrar o sensitivity do transdutor fotoelétrico usando a seguinte fórmula.
$$ S = \ frac {I} {i} $$
Onde,
$ S $ é a sensibilidade do transdutor fotoelétrico
$ I $ é a corrente de saída do transdutor fotoelétrico
$ i $ é a iluminação da entrada de luz do transdutor fotoelétrico
Transdutor Termoelétrico
Um transdutor ativo é considerado thermo electric transducer, quando produz uma grandeza elétrica que é equivalente à entrada de temperatura. Os dois transdutores a seguir são exemplos de transdutores termoelétricos.
- Transdutor de termistor
- Transdutor Termopar
Agora, vamos discutir sobre esses dois transdutores, um por um.
Transdutor de termistor
O resistor, que depende da temperatura, é chamado de resistor térmico. Em suma, é chamadoThermistor. O coeficiente de temperatura do termistor é negativo. Isso significa que, conforme a temperatura aumenta, a resistência do termistor diminui.
Mathematically, a relação entre a resistência do termistor e a temperatura pode ser representada como
$$ R_ {1} = R_ {2} e ^ \ left (\ beta \ left [\ frac {1} {T_ {1}} - \ frac {1} {T_ {2}} \ right] \ right) $$
Where,
$ R_ {1} $ é a resistência do termistor na temperatura $ {T_ {1}} ^ {0} K $
$ R_ {2} $ é a resistência do termistor na temperatura $ {T_ {2}} ^ {0} K $
$ \ beta $ é a constante de temperatura
o advantage do transdutor termistor é que ele irá produzir uma resposta rápida e estável.
Transdutor Termopar
O transdutor termopar produz uma tensão de saída para uma mudança correspondente de temperatura na entrada. Se dois fios de metais diferentes são unidos para criar duas junções, toda essa configuração é chamadaThermocouple. O diagrama do circuito do termopar básico é mostrado abaixo -
O termopar acima tem dois metais, A e B e duas junções, 1 e 2. Considere uma temperatura de referência constante, $ T_ {2} $ na junção 2. Considere a temperatura na junção, 1 é $ T_ {1} $. O termopar gera umemf (força eletro motriz), sempre que os valores de $ T_ {1} $ e $ T_ {2} $ forem diferentes.
Isso significa que o termopar gera uma fem, sempre que há uma diferença de temperatura entre as duas junções, 1 e 2 e é diretamente proporcional à diferença de temperatura entre essas duas junções. Mathematically, pode ser representado como
$$ e \ alpha \ left (T_ {1} -T_ {2} \ right) $$
Onde,
$ e $ é a fem gerada pelo termopar
O circuito do termopar acima pode ser representado como mostrado na figura abaixo para aplicações práticas.
A parte do circuito, que fica entre as junções quente e fria, incluindo essas duas junções, é um modelo equivalente de termopar básico. Um galvanômetro PMMC é conectado na junta fria e desvia de acordo com a fem gerada na junção fria.Thermocouple transducer é o transdutor termoelétrico mais comumente usado.