ตัวแปลงสัญญาณที่ใช้งานอยู่

Active transducerเป็นตัวแปลงสัญญาณซึ่งแปลงปริมาณที่ไม่ใช่ไฟฟ้าเป็นปริมาณไฟฟ้า ให้เราพิจารณาปริมาณที่ไม่ใช่ไฟฟ้าเช่นความดันการส่องสว่างของแสงและอุณหภูมิ ดังนั้นเราจะได้รับตัวแปลงสัญญาณที่ใช้งานอยู่สามตัวต่อไปนี้ขึ้นอยู่กับปริมาณที่ไม่ใช่ไฟฟ้าที่เราเลือก

  • เครื่องแปลงสัญญาณไฟฟ้า Piezo
  • เครื่องแปลงสัญญาณไฟฟ้าภาพถ่าย
  • เครื่องแปลงสัญญาณไฟฟ้าเทอร์โม

ตอนนี้ให้เราพูดคุยเกี่ยวกับตัวแปลงสัญญาณที่ใช้งานทั้งสามนี้ทีละตัว

เครื่องแปลงสัญญาณไฟฟ้า Piezo

มีการกล่าวถึงตัวแปลงสัญญาณที่ใช้งานอยู่ piezo electric transducerเมื่อมันสร้างปริมาณไฟฟ้าซึ่งเทียบเท่ากับอินพุตแรงดัน สารสามชนิดต่อไปนี้แสดงฤทธิ์ไฟฟ้าแบบเพียโซ

  • Quartz
  • เกลือ Rochelle
  • Tourmaline

ผลกระทบของเพียโซไฟฟ้าที่แสดงโดยสารทั้งสามนี้คือเกลือ Tourmaline, Quartz และ Rochelle ตามลำดับจากน้อยไปมาก ลำดับความแข็งแรงเชิงกลจากน้อยไปมากที่มีสารทั้งสามนี้ ได้แก่ เกลือ Rochelle, Quartz, Tourmaline

Quartz ใช้เป็นตัวแปลงสัญญาณไฟฟ้าแบบเพียโซเนื่องจากมีการแสดงผลไฟฟ้าแบบเพียโซในระดับปานกลางและมีความแข็งแรงเชิงกลปานกลางระหว่างสารไฟฟ้าเพีโซทั้งสามชนิดนี้

เครื่องแปลงสัญญาณควอตซ์

circuit diagramของตัวแปลงสัญญาณควอตซ์แสดงไว้ในรูปด้านล่าง ดังแสดงในรูปผลึกควอตซ์วางอยู่ระหว่างฐานและสมาชิกผลรวมของแรง สามารถวัดแรงดันไฟฟ้าขาออกผ่านขั้วไฟฟ้าโลหะซึ่งวางอยู่บนผลึกควอตซ์ทั้งสองด้าน

output voltage, $ V_ {0} $ ของตัวแปลงสัญญาณแรงดันสูงกว่าจะเป็น

$$ V_ {0} = \ frac {Q} {C} $$

เครื่องแปลงสัญญาณไฟฟ้าภาพถ่าย

ทรานสดิวเซอร์ที่ใช้งานอยู่กล่าวได้ว่าเป็นตัวแปลงสัญญาณไฟฟ้าภาพถ่ายเมื่อผลิตปริมาณไฟฟ้าซึ่งเทียบเท่ากับการส่องสว่างของอินพุตแสง circuit diagram ของตัวแปลงสัญญาณไฟฟ้าภาพถ่ายแสดงไว้ในรูปด้านล่าง

working ของตัวแปลงสัญญาณไฟฟ้าภาพถ่ายมีการระบุไว้ด้านล่าง

  • Step1 - เครื่องแปลงสัญญาณไฟฟ้าภาพถ่ายจะปล่อยอิเล็กตรอนเมื่อแสงตกบนแคโทดของมัน

  • Step2 - ตัวแปลงสัญญาณไฟฟ้าภาพถ่ายสร้างกระแส I ในวงจรเนื่องจากแรงดึงดูดของอิเล็กตรอนต่อขั้วบวก

เราสามารถค้นหาไฟล์ sensitivity ของตัวแปลงสัญญาณไฟฟ้าภาพถ่ายโดยใช้สูตรต่อไปนี้

$$ S = \ frac {I} {i} $$

ที่ไหน

$ S $ คือความไวของตัวแปลงสัญญาณไฟฟ้าภาพถ่าย

$ I $ คือกระแสเอาท์พุตของเครื่องแปลงสัญญาณไฟฟ้าภาพถ่าย

$ i $ คือการส่องสว่างของอินพุตแสงของตัวแปลงสัญญาณไฟฟ้าภาพถ่าย

เครื่องแปลงสัญญาณไฟฟ้าเทอร์โม

มีการกล่าวถึงตัวแปลงสัญญาณที่ใช้งานอยู่ thermo electric transducerเมื่อผลิตปริมาณไฟฟ้าซึ่งเทียบเท่ากับอินพุตอุณหภูมิ ทรานสดิวเซอร์สองตัวต่อไปนี้เป็นตัวอย่างของตัวแปลงสัญญาณไฟฟ้าแบบเทอร์โม

  • เทอร์มิสเตอร์ทรานสดิวเซอร์
  • เทอร์โมคัปเปิลทรานสดิวเซอร์

ตอนนี้ให้เราพูดคุยเกี่ยวกับตัวแปลงสัญญาณสองตัวนี้ทีละตัว

เทอร์มิสเตอร์ทรานสดิวเซอร์

ตัวต้านทานซึ่งขึ้นอยู่กับอุณหภูมิเรียกว่าตัวต้านทานความร้อน เรียกสั้น ๆ ว่าThermistor. ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของเทอร์มิสเตอร์เป็นลบ นั่นหมายความว่าเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นความต้านทานของเทอร์มิสเตอร์จะลดลง

Mathematicallyความสัมพันธ์ระหว่างความต้านทานของเทอร์มิสเตอร์และอุณหภูมิสามารถแสดงเป็น

$$ R_ {1} = R_ {2} e ^ \ left (\ beta \ left [\ frac {1} {T_ {1}} - \ frac {1} {T_ {2}} \ right] \ right) $$

Where,

$ R_ {1} $ คือความต้านทานของเทอร์มิสเตอร์ที่อุณหภูมิ $ {T_ {1}} ^ {0} K $

$ R_ {2} $ คือความต้านทานของเทอร์มิสเตอร์ที่อุณหภูมิ $ {T_ {2}} ^ {0} K $

$ \ beta $ คือค่าคงที่ของอุณหภูมิ

advantage ของทรานซิสเตอร์เทอร์มิสเตอร์คือมันจะให้การตอบสนองที่รวดเร็วและมีเสถียรภาพ

เทอร์โมคัปเปิลทรานสดิวเซอร์

ตัวแปลงสัญญาณเทอร์โมคัปเปิลสร้างแรงดันไฟฟ้าขาออกสำหรับการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่สอดคล้องกันที่อินพุต หากลวดสองเส้นของโลหะที่แตกต่างกันถูกรวมเข้าด้วยกันเพื่อสร้างทางแยกสองเส้นจะเรียกการกำหนดค่าทั้งหมดนั้นThermocouple. แผนภาพวงจรของเทอร์โมคัปเปิลพื้นฐานแสดงไว้ด้านล่าง -

เทอร์โมคัปเปิลข้างต้นมีโลหะสองชนิดคือ A & B และสองจุดเชื่อม 1 & 2 พิจารณาอุณหภูมิอ้างอิงคงที่ $ T_ {2} $ ที่ทางแยก 2 ปล่อยให้อุณหภูมิที่ทางแยก 1 คือ $ T_ {1} $ เทอร์โมคัปเปิลสร้างไฟล์emf (แรงจูงใจทางไฟฟ้า) เมื่อใดก็ตามที่ค่าของ $ T_ {1} $ และ $ T_ {2} $ แตกต่างกัน

นั่นหมายความว่าเทอร์โมคัปเปิลจะสร้างแรงเคลื่อนไฟฟ้าเมื่อใดก็ตามที่มีความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างจุดแยกทั้งสอง 1 และ 2 และเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างทางแยกทั้งสอง Mathematicallyสามารถแสดงเป็น

$$ e \ alpha \ left (T_ {1} -T_ {2} \ right) $$

ที่ไหน

$ e $ คือแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่สร้างโดยเทอร์โมคัปเปิล

วงจรเทอร์โมคัปเปิลด้านบนสามารถแสดงได้ดังแสดงในรูปด้านล่างสำหรับการใช้งานจริง

ส่วนของวงจรซึ่งอยู่ระหว่างทางแยกร้อนและเย็นรวมทั้งทางแยกทั้งสองนั้นเป็นแบบจำลองเทอร์โมคัปเปิลพื้นฐานที่เทียบเท่ากัน กัลวาโนมิเตอร์ PMMC เชื่อมต่อผ่านทางแยกเย็นและจะเบี่ยงเบนไปตามแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่สร้างขึ้นผ่านทางแยกเย็นThermocouple transducer เป็นตัวแปลงสัญญาณเทอร์โมอิเล็กทริกที่ใช้กันมากที่สุด