Активные преобразователи
Active transducerпредставляет собой преобразователь, который преобразует неэлектрическую величину в электрическую величину. Давайте рассмотрим неэлектрические величины, такие как давление, освещенность и температура. Следовательно, мы получим следующие три активных преобразователя в зависимости от выбранной нами неэлектрической величины.
- Пьезоэлектрический преобразователь
- Фотоэлектрический преобразователь
- Термоэлектрический преобразователь
Теперь давайте поговорим об этих трех активных преобразователях один за другим.
Пьезоэлектрический преобразователь
Активный преобразователь называется piezo electric transducer, когда он производит электрическую величину, эквивалентную входному давлению. Следующие три вещества проявляют пьезоэлектрический эффект.
- Quartz
- Рошель соли
- Tourmaline
Пьезоэлектрический эффект, проявляемый этими тремя веществами, представляет собой соли турмалина, кварца и рошеля в этом порядке возрастания. Механическая прочность этих трех веществ в порядке возрастания - соли Рошеля, Кварц, Турмалин.
Quartz используется в качестве пьезоэлектрического преобразователя, поскольку он демонстрирует умеренный пьезоэлектрический эффект и имеет умеренную механическую прочность среди этих трех пьезоэлектрических веществ.
Кварцевый преобразователь
В circuit diagramКварцевого преобразователя показано на рисунке ниже. Как показано на рисунке, кристалл кварца помещен между основанием и элементом суммирования усилий. Выходное напряжение можно измерить на металлических электродах, которые расположены с двух сторон кристалла кварца.
В output voltage, $ V_ {0} $ вышеуказанного датчика давления будет
$$ V_ {0} = \ frac {Q} {C} $$
Фотоэлектрический преобразователь
Активный преобразователь называется фотоэлектрическим преобразователем, когда он производит электрическую величину, эквивалентную освещенности входящего света. Вcircuit diagram фотоэлектрического преобразователя показано на рисунке ниже.
В working фотоэлектрического преобразователя упоминается ниже.
Step1 - Фотоэлектрический преобразователь высвобождает электроны, когда свет падает на его катод.
Step2 - Фотоэлектрический преобразователь создает ток I в цепи из-за притяжения электронов к аноду.
Мы можем найти sensitivity фотоэлектрического преобразователя по следующей формуле.
$$ S = \ frac {I} {i} $$
Куда,
$ S $ - чувствительность фотоэлектрического преобразователя.
$ I $ - выходной ток фотоэлектрического преобразователя.
$ i $ - освещенность световода фотоэлектрического преобразователя.
Термоэлектрический преобразователь
Активный преобразователь называется thermo electric transducer, когда он производит электрическую величину, эквивалентную входной температуре. Следующие два преобразователя являются примерами термоэлектрических преобразователей.
- Термисторный преобразователь
- Преобразователь термопары
Теперь давайте поговорим об этих двух преобразователях один за другим.
Термисторный преобразователь
Резистор, который зависит от температуры, называется терморезистором. Вкратце это называетсяThermistor. Температурный коэффициент термистора отрицательный. Это означает, что при повышении температуры сопротивление термистора уменьшается.
Mathematically, связь между сопротивлением термистора и температурой может быть представлена как
$$ R_ {1} = R_ {2} e ^ \ left (\ beta \ left [\ frac {1} {T_ {1}} - \ frac {1} {T_ {2}} \ right] \ right) $$
Where,
$ R_ {1} $ - сопротивление термистора при температуре $ {T_ {1}} ^ {0} K $
$ R_ {2} $ - сопротивление термистора при температуре $ {T_ {2}} ^ {0} K $
$ \ beta $ - температурная постоянная
В advantage Термисторного преобразователя заключается в том, что он обеспечивает быстрый и стабильный отклик.
Преобразователь термопары
Преобразователь термопары создает выходное напряжение для соответствующего изменения температуры на входе. Если два провода из разных металлов соединяются вместе, чтобы создать два соединения, то вся эта конфигурация называетсяThermocouple. Принципиальная схема базовой термопары показана ниже -
Вышеупомянутая термопара имеет два металла, A и B, и два перехода, 1 и 2. Рассмотрим постоянную эталонную температуру, $ T_ {2} $ на стыке 2. Пусть температура на стыке 1 равна $ T_ {1} $. Термопара генерируетemf (электродвижущая сила), когда значения $ T_ {1} $ и $ T_ {2} $ различны.
Это означает, что термопара генерирует ЭДС всякий раз, когда существует разница температур между двумя переходами, 1 и 2, и она прямо пропорциональна разнице температур между этими двумя переходами. Mathematically, его можно представить как
$$ e \ alpha \ left (T_ {1} -T_ {2} \ right) $$
Куда,
$ e $ - ЭДС, создаваемая термопарой.
Вышеупомянутая схема термопары может быть представлена, как показано на рисунке ниже для практического применения.
Часть цепи, которая находится между горячим и холодным спаями, включая эти два спая, является эквивалентной моделью базовой термопары. Гальванометр PMMC подключен через холодный спай, и он отклоняется в соответствии с ЭДС, генерируемой через холодный спай.Thermocouple transducer является наиболее часто используемым термоэлектрическим преобразователем.