İçerik
- Dönüştürücü Örnekleri
- Piezoelektrik Efektin Açıklaması
- Piezoelektrik Dönüştürücü vs. Sensör Farklılıkları
- Transdüser Örneklerinin Diğer Gruplamaları
- Diyafram dönüştürücü uygulaması
- Basınç Dönüştürücü Fiziği ve Uygulamaları
Konserdeki mikrofonlardan, asitliği test etmek için kimyasalları test eden pH problarına kadar, çok çeşitli uygulamalarda transdüserler bulacaksınız. İsim güç çevirici mekanik olayları elektriksel olaylara dönüştüren herhangi bir cihaza veya bunun tersi anlamına gelir. Bu, onları radyo antenlerinden kulaklıklara kadar birçok yaşam alanında ortaya çıkarır.
Dönüştürücü Örnekleri
Transdüserlerin farklı uygulamalarını tanımlamanın birçok yolu vardır, çünkü onları sınıflandırmanın birçok yolu vardır. Birbirlerinden nasıl farklı olduklarını gösteren genel bir yöntem, transdüserlerin enerjiyi nasıl dönüştürdüğünü karşılaştırmak ve bunları gruplandırmaktır.
Dönüştürücü dönüşümünün bir örnek uygulaması, sıcaklığı bir elektrik potansiyeline dönüştüren bir sıcaklık dönüştürücüsüdür. Bu sınıflandırma yöntemi, bir tür dönüştürücünün ne için kullanıldığını anlatmakta kullanışlıdır.
Transdüserler fotovoltaik, piezoelektrik, kimyasal, karşılıklı indüksiyon bazlı, elektromanyetik, foto iletken bazlı veya Hall etkisi bazlı olabilir. fotovoltaik dönüştürücü ışığı elektrik enerjisine dönüştürür. Piezoelektrik dönüştürücüler Mekanik stresi elektrik enerjisine dönüştürmek için piezoelektrik etki kullanın. Kimyasal transdüserler Kimyasal enerjiyi diğer enerji biçimlerine dönüştürür.
Kullanan dönüştürücüler karşılıklı indüksiyon tork, kuvvet, hız, doğrusal yer değiştirme, basınç, hızlanma veya başka bir özellik gibi bir miktarı ölçün ve indüktansbir iletkenin kendisinden geçen bir elektrik akımına karşı koyma kabiliyeti.
Elektromanyetik dönüştürücüler manyetik alandaki değişiklikleri elektrik enerjisine dönüştürür. Foto iletken dönüştürücüler güneş ışığını elektrik enerjisine dönüştürün. Güvenen dönüştürücüler salon etkisi (bir elektrik iletkenindeki voltaj farkının üretimi) manyetik alandaki değişiklikleri elektrik enerjisine dönüştürür.
Bu tip transdüserlerin bazıları, piezoelektrik transdüserlerin, düğmesine bastığınızda, yay yüklü bir çekiç, kıvılcım aralığı boyunca voltaj oluşturan bir piezoelektrik kristaline çarptığı elektrikli çakmaklarda nasıl kullanıldığı gibi, günlük cihazlarda uygulamalarına sahiptir. gaz tutuşturmak.
Diğerleri, Datum Electronics tarafından dünyanın en büyük tork dönüştürücüsü, 4,6 ton ağırlığındaki ve 10MNm'ye kadar olan ölçüm torkları gibi daha büyük ölçekli projelerde kullanılıyor.
Piezoelektrik Efektin Açıklaması
Piezoelektrik etkisini birçok malzemede bulabilirsiniz, ancak dönüştürücülerdeki uygulamalarından biri olan sensörlerden ayırmak önemlidir. Piezoelektrik transdüserler iki metal plaka arasına malzeme sığdırır. Malzeme bir araya getirildiğinde kurulum piezoelektriklik oluşturur. Bu, itmenin mekanik gücünü elektriğe dönüştürür.
Pozitif ucu ve negatif ucu olan akü olarak bir araya bastırılan piezoelektrik malzemeyi düşünebilirsiniz. Akünün iki yüzünü bir elektrik devresine bağlarsanız, akım akar.
Bunun tersi de mümkün. Malzemenin karşısına bir elektrik akımı gönderecekseniz, ters piezoelektrik etki olarak bilinen bir araya gelen mekanik bir baskıya maruz kalır ve hem ileri hem de geri mekanizmaları piezoelektrik sensörlerde kullanılır.
Piezoelektrik Dönüştürücü vs. Sensör Farklılıkları
Piezoelektrik sensörler transdüserlerden farklı olarak, bir tür gözlemin gerçekleştiğini belirten bir elektrik enerjisine dönüştürülmüş belirli bir kuvveti kullanan belirli bir piezoelektrik transdüser örneği oldukları için farklıdır. Doğal şeker kamışı, Berlinit ve kuvars gibi doğadaki piezoelektrik etkisini gözlemlediğinizde, piezoelektrik etkinin bir sonucu olarak belirli bir kimyasal reaksiyonun yapılıp yapılmadığını size söyleyebilecek biyolojik kuvvet sensörleri olarak işlev görebilirler.
Benzer şekilde, mühendislerin oluşturduğu piezoelektrik sensörler, mikrofonlarda, elektro gitarda bulunan alıcılarda, tıbbi görüntülemede ve endüstriyel tahribatsız testlerde kullanılmak üzere sesteki basınç değişimlerini algılayabilir. Tersine, piezoelektrik aktüatörler Uygulanan bir elektrik akımına yanıt olarak mekanik bir gerilime neden olmak için ters piezoelektrik etki kullanın.
Elektrik dipol momentleri (bir malzemedeki pozitif ve negatif yüklerin, materyallerdeki kristal kafes yapılardan ayrılması) piezoelektrik etkinin ortaya çıkmasına neden olur. Malzemeler birbirine bastırıldığında dipoller elektrik yükünün akabileceği şekilde sıralanır.
Dipol bölgelerini hizalamak için geniş bir elektrik alanın kullanıldığı bir işlem Poling, verimliliklerini artırmak için bazı piezoelektrik malzemelere yapılabilir. Bu piezoelektrik malzemelerin simetri merkezine sahip olmaları gerekmez, çünkü eğer yaparlarsa net yük sıfıra düşer ve akım akamaz.
Transdüser Örneklerinin Diğer Gruplamaları
Transdüserler birçok uygulamada çok geniş olduklarından, bunları başka yöntemlerle de gruplayabilirsiniz. Transdüserler ölçtükleri miktara göre sıralanabilir. Sıcaklık, basınç, yer değiştirme, kuvvet, akış ve endüktansı ölçen transdüserler vardır.
Termokupllar sıcaklığı ölçer ve buna bağlı olarak belirli bir elektrik voltajı verir. Diyafram dönüştürücüsüBasınçtaki değişiklikleri diyaframın yer değiştirmesindeki küçük değişikliklere dönüştürür. Bunlar, su ve hidroksil iyonlarının ya da gazların bir elektrik hücresinin anot ve katodu arasında taşınmasını sağlayan mikroskobik deliklere sahip bir malzeme kullanır.
Diyafram dönüştürücü uygulaması
Gerinim ölçerlermekanik bir kuvvet uygulandığında elektriksel dirençteki küçük değişiklikleri tespit eden cihazlar, diyafram transdüserlerinin uygulanmasına harika bir örnektir. Terazilerde, bir nesnenin kütlesini veya üzerlerine yerleştirilen malzemeleri ölçmenin kesin yöntemleri olarak kullanılırlar. Gerinim ölçerler, indüklenen bir elektrik akımının direncine yanıt olarak ölçerin boyutunda küçük değişiklikler tespit eder.
Gerginlik ölçerler, dirençteki değişiklikleri tespit eden bir destek üzerine zikzak düzende yerleştirilmiştir. Ölçme faktörü, değişime olan bu duyarlılığı temsil eder ve dirençteki değişimin, inR / δS olarak gerilme değerine bölünmesiyle hesaplanabilir.
Tel nominal olarak dairesel kesite sahiptir. Gerinim ölçere uygulandığında, direnç telinin enine kesitinin şekli bozulur ve enine kesit alanı değişir. Telin birim uzunluk başına direnci enine kesit alanı ile ters orantılı olduğundan, dirençte sonuç olarak bir değişiklik meydana gelir.
Bir gerinim ölçerin giriş-çıkış ilişkisi, belirli bir gerinim δS değeri için direnç δR'deki değişim olarak tanımlanan gösterge faktörü ile ifade edilir, yani gösterge faktörü = δR / δS. Gerilim ölçerin arkasındaki mekanizmalar, piezoelektrik etkisine benzer olmasına rağmen, fizik ve transdüserler için mühendislik uygulamalarının ne kadar geniş olabileceğini göstermektedir.
Her ikisi de mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürürken, piezoelektrik etki çoğunlukla malzemelerin kimyasal bileşimine dayanırken, gerinim ölçer bir elektrik devresindeki direnci kullanır.
Basınç Dönüştürücü Fiziği ve Uygulamaları
bir Basınç çevirici bir gerginlik ölçer dönüştürücüsünün bir başka örneğidir. Bir basınç dönüştürücüsü, uygun bir basınca ve su seviyesinin yer değiştirmesine sahip akımı hesaplamak için silikondan yapılan bir gerinim ölçer kullanır. Bu tip transdüserler için 9,8 kPa basınç 1 m su yüksekliği ile ilişkilidir.
Bir basınç dönüştürücü tipik olarak, bir bilim insanının veya mühendisin kolayca analiz edebileceği sürekli veri çıkışı için dijital bir veri kaydedicinin yanı sıra basınçtaki atmosferik değişikliklerin etkisini azaltmak için havalandırmalı kablolar kullanır.
Genel bir basınç dönüştürücüsü, demir hidroksit ve çökeltiler olarak oluşan diğer malzemelerin bir sonucu olarak tıkanma, asidik ortamlardan kaynaklanan hasar veya madencilik ortamlarındaki kullanımlarından dolayı gaz nedeniyle korozyon nedeniyle de zarar görebilir.