Ce sunt tipurile de traductoare și aplicațiile lor

Există diverse componente electrice și electronice sunt folosite pentru a construi circuite și proiecte pentru studenții ingineri. Componentele sunt cacomponente active și pasive, senzori, traductoare, transmițătoare, receptoare, module (WiFi, Bluetooth, GSM, RFID, GPS) și așa mai departe. În general, procesul de transducție implică conversia unei forme de energie într-o altă formă. Acest proces include în principal un element de detectare pentru a detecta energia de intrare și apoi transformarea ei într-o altă formă printr-un element de transducție. Measurand spune proprietatea, cantitatea sau starea că traductorul pare să se traducă într-o ieșire electrică. Aici, acest articol discută ce este un traductor, tipurile de traductoare și aplicațiile traductorului.

Ce este tipul de traductor / traductor?

Un traductor este un dispozitiv electric care este folosit pentru a converti o formă de energie într-o altă formă. În general, aceste dispozitive se ocupă de diferite tipuri de energii, cum ar fi cele mecanice, energie electrica , energie luminoasă, energie chimică, energie termică, energie acustică, energie electromagnetică și așa mai departe.

Traductor

De exemplu, luați în considerare un microfon pe care îl folosim în viața de zi cu zi în telefoane, telefoane mobile, care convertește sunetul în semnale electrice și apoi îl amplifică în intervalul preferat. Apoi, modifică semnalele electrice în semnale audio la o / p ale difuzorului. În zilele noastre, becurile fluorescente sunt utilizate pentru iluminat, transformă energia electrică în energie luminoasă.

Cel mai bun traductor exemple sunt difuzoare, microfoane, poziție, termometre, antenă și senzor de presiune. La fel, există diferite tipuri de traductoare utilizate în proiecte electrice și electronice .

Condiții pentru tipurile de traductoare

Unele condiții care sunt utilizate în principal pentru evaluarea traductoarelor sunt discutate mai jos.

Gama dinamică

Gama dinamică a traductorului este raportul dintre semnalul de amplitudine mare, precum și cel mai mic semnal de amplitudine, astfel încât traductorul să poată traduce eficient. Atunci când traductoarele au un interval dinamic ridicat, sunt mai precise și sensibile.

Repetabilitate

Repetabilitatea este capacitatea traductorului de a genera o ieșire egală odată ce este stimulată printr-o intrare similară.

Zgomot

Ieșirea traductorului adaugă ceva zgomot aleatoriu. La traductoarele de tip electric, zgomotul adăugat de acesta poate fi electric datorită acțiunii termice a sarcinilor din circuite. Semnalele mici pot fi corupte de zgomot mai mult decât semnalele mari.

Histerezis

În această proprietate, ieșirea traductorului nu depinde doar de intrarea sa actuală, dar depinde și de intrarea sa trecută. De exemplu, un actuator folosește un tren de transmisie care are o anumită reacție, atunci când direcția de mișcare a actuatorului se răstoarnă, atunci va exista o zonă decedată înainte ca ieșirea actuatorului să se răstoarne prin joc printre dinții angrenajului.

Tipuri de traductoare și aplicațiile sale

Există o varietate de tipuri de traductoare, cum ar fi traductor de presiune, traductor piezoelectric, traductor cu ultrasunete, traductor de temperatură și așa mai departe. Să discutăm despre utilizarea diferitelor tipuri de traductoare în aplicații practice.

Unele tipuri de traductoare, cum ar fi traductorul activ și traductoarele pasive, se bazează pe necesitatea sau nu a unei surse de energie.

Tipuri de traductor

Traductorul activ nu necesită nicio sursă de alimentare pentru operațiunile lor. Acești traductori funcționează pe principiul conversiei energiei. Acestea generează un semnal electric care este proporțional cu i / p. Cel mai bun exemplu al acestui traductor este un termocuplu. În timp ce traductorul pasiv necesită o sursă externă de alimentare pentru funcționarea lor. Ele generează o / p sub formă de capacitate, rezistență. Apoi, acesta trebuie convertit la un semnal echivalent de tensiune sau curent. Cel mai bun exemplu de traductor pasiv este fotocelula.

Traductor cu ultrasunete

Funcția principală a traductorului cu ultrasunete este de a converti semnalele electrice în unde cu ultrasunete. Acest traductor poate fi numit și traductoare capacitive sau piezoelectrice.

Traductor cu ultrasunete

Aplicarea traductorului cu ultrasunete

Acest traductor poate fi folosit pentru a măsura distanța sunetului pe baza reflexiei. Această măsurare se bazează pe o metodă adecvată în comparație cu metodele drepte care utilizează diferite scale de măsurare. Zonele greu de găsit, cum ar fi zonele de presiune, temperatura foarte ridicată, folosind metode convenționale, măsurarea distanței nu este o sarcină simplă. Deci, acest sistem de măsurare bazat pe traductor poate fi utilizat în acest tip de zonă.

Sistemul propus folosește 8051 microcontrolere , surse de alimentare, un modul cu traductor cu ultrasunete care include emițător și receptor, sunt utilizate blocuri de afișaj LCD care sunt prezentate în diagrama bloc de mai sus.

Aici, dacă se găsește un obstacol sau un obiect care este detectat de un traductor cu ultrasunete, acesta transmite undele și se reflectă înapoi de la obiect și aceste unde sunt recepționate de traductor. Timpul consumat de traductor pentru transmisie & primirea undelor poate fi notată luând în considerare viteza sunetului. Apoi, pe baza vitezei sunetului și se efectuează un microcontroler pre-programat astfel încât distanța să fie măsurată și afișată pe un ecran LCD. Aici, afișajul este interfațat cu un microcontroler. Traductorul cu ultrasunete produce unde de frecvență de 40 kHz.

Traductor de temperatură

Un traductor de temperatură este un dispozitiv electric care este utilizat pentru a converti temperatura unui dispozitiv într-o altă cantitate, cum ar fi energia electrică sau presiunea sau energia mecanică, atunci cantitatea va fi trimisă la dispozitiv de control pentru controlul temperaturii a dispozitivului.

Aplicarea traductorului de temperatură

Un traductor de temperatură este utilizat pentru a măsura temperatura aerului astfel încât să controleze temperatura mai multe sisteme de control precum aer condiționat, încălzire, ventilație și așa mai departe.

Regulator automat al vitezei ventilatorului bazat pe Arduino, controlul temperaturii Diagrama bloc

Să luăm în considerare un exemplu practic de traductor de temperatură care este utilizat pentru a controla temperatura oricărui dispozitiv pe baza necesității pentru diferite aplicații industriale. Un regulator automat al vitezei ventilatorului bazat pe Arduino care controlează temperatura și prezintă o măsură a temperaturii pe un Ecran LCD .

În sistemul propus, IC LM35 este folosit ca traductor de temperatură. Un Placa Arduino este folosit pentru a controla diferitele funcții care includ conversie analog-digital și un afișaj LCD care este conectat în fig.

Temperatura poate fi fixată utilizând setări precum INC și DEC pentru creștere și scădere. Pe baza temperaturii măsurate, o modulație a lățimii impulsului va fi generată de programul unei plăci Arduino. Ieșirea acestui lucru este obișnuită controlați ventilatorul de curent continuu prin IC driverul motorului.

Traductor piezoelectric

Un traductor piezoelectric este un tip special de senzor, iar funcția principală a acestui traductor este de a converti energia mecanică în energie electrică. În același mod, energia electrică poate fi transformată în energie mecanică.

Traductor piezoelectric

Aplicații pentru traductoare piezoelectrice

• Acest traductor este utilizat în principal pentru a detecta impactul bateristului bățului asupra tampoanelor electronice. Și, de asemenea, folosit pentru a detecta mișcarea mușchiului, care poate fi numit acceleromiografie.
• Sarcina motorului poate fi determinată prin calcularea unei presiuni absolute diverse, care poate fi realizată prin utilizarea acestor traductoare ca senzor MAP în sistemele de injecție a combustibilului.
• Acest senzor poate fi folosit ca senzor de lovire în sistemele de gestionare a motorului auto pentru a observa lovirea motorului.

Traductor de presiune

Un traductor de presiune este un tip special de senzor care modifică presiunea forțată în semnale electrice. Acești traductori sunt numiți și indicatori de presiune, manometre, piezometre, emițătoare și senzori de presiune .

Aplicarea traductorului de presiune

Traductorul de presiune este utilizat pentru a măsura presiunea unei cantități specifice, cum ar fi gazul sau lichidul, prin schimbarea presiunii în energie electrică. Diferitele tipuri de aceste traductoare, cum ar fi un traductor de tensiune amplificată, un traductor de presiune de bază, un traductor de presiune de milivolți (mv), un traductor de presiune 4-20mA și un traductor de presiune.

Aplicațiile traductorului de presiune implică în principal detectarea altitudinii, detectarea presiunii, detectarea nivelului sau adâncimii, detectarea debitului și testarea scurgerilor. Aceste traductoare pot fi utilizate pentru generarea de energie electrică sub întrerupătoarele de viteză de pe autostrăzi sau drumuri unde forța vehiculelor poate fi convertită în energie electrică.

Clasificarea tipurilor de traductoare

Există diferite metode de clasificare a traductoarelor care cuprind, dar nu se limitează la funcția traductorului, structurând altfel apariția funcționării lor. Este extrem de simplu să clasificăm traductoarele cum ar fi traductoarele de intrare și ieșire, dar acestea sunt tratate ca simple convertizoare de semnal. Funcția principală a traductorului de intrare este de a măsura cantitățile de la non-electric la electric.

Pe de altă parte, traductoarele o / p funcționează destul de opus, deoarece electricele lor sunt semnale de intrare, în timp ce nonelectrice sunt semnale de ieșire, cum ar fi deplasarea, forța, presiunea, cuplul etc.
Traductoarele sunt clasificate în trei tipuri pe baza principiului lor de funcționare, cum ar fi electric, termic și mecanic. Următoarele trei metode sunt utilizate pentru clasificarea traductoarelor.

• Efect fizic
• Cantitate fizica
• Sursa de energie
• Principiul transducției
• Traductor primar și secundar
• Traductor analogic și digital
• Transductor & Transductor invers

Efect fizic

Prima clasificare a traductorului se poate face pe baza efectului fizic. Aceasta este prima clasificare a traductorului care depinde de efectul fizic, folosit pentru a schimba cantitatea de la fizic la electric. De exemplu, schimbarea elementelor de cupru în cadrul rezistenței va fi proporțională cu schimbarea temperaturii. Iată efectele fizice utilizate pentru schimbarea rezistenței, a inductanței, a capacității, a efectului Hall și a efectului piezoelectric

Cantitate fizica

A doua clasificare a traductorului se poate face pe baza cantității fizice modificate, adică a utilizării finale a traductorului din spatele conversiei. De exemplu, un traductor de presiune este un traductor care convertește presiunea într-un semnal electric. Clasificarea transductorului pe baza cantității fizice include următoarele.

• Traductor de debit ca debitmetru
• Traductor de accelerare ca accelerometrul
• Traductor de temperatură precum termocuplul
• Traductor de nivel, cum ar fi Tubul de cuplu
• Traductor de presiune precum Bourdon Gauge
• Traductor de deplasare precum transformatorul diferențial variabil liniar (LVDT)
• Traductor de forță ca un dinamometru

Sursa de energie

Clasificarea traductorului pe baza sursei de energie se poate face prin două tipuri care includ următoarele.

• Traductoare active
• Traductoare pasive

Traductoare active

La acest tip de traductoare, energia de intrare poate fi utilizată ca semnal de control în timp ce transmite energie utilizând o sursă de alimentare către ieșirea proporțională.

De exemplu, într-un traductor activ ca un manometru, tensiunea poate fi transformată în rezistență. Cu toate acestea, întrucât energia elementului tensionat este mai mică, atunci energia pentru ieșire poate fi dată printr-o sursă de alimentare externă.

Traductoare pasive

În acest traductor, energia de intrare poate fi convertită direct în ieșire. De exemplu, un traductor pasiv precum termocuplul, oriunde energia termică poate fi absorbită de la intrare, poate fi transformat în semnale de tensiune sau electrice.

Principiul transducției

Clasificarea unui traductor se poate face pe baza mediului de transducție. Aici, mediul poate fi capacitiv, rezistiv sau inductiv pe baza metodei de conversie, cum modul în care traductorul de intrare schimbă semnalul de intrare în rezistență, inductanță și respectiv capacitate.

Traductor primar și secundar

Traductorul primar include dispozitive electrice și mecanice. Dispozitivele mecanice se mai numesc traductoare primare, care sunt utilizate pentru a schimba cantitatea fizică de i / p la un semnal mecanic. Funcția principală a unui al doilea traductor este utilizată pentru a schimba semnalul de la mecanic la electric. Mărimea semnalului o / p depinde în principal de semnalul mecanic i / p.

Exemplu

Cel mai bun exemplu de traductor primar și secundar este Tubul lui Bourdon deoarece astfel tubul funcționează ca un traductor primar pentru a observa forța și pentru a o transforma într-o dislocare de la capătul său deschis. Dislocarea capetelor deschise mișcă centrul LVDT. Mișcarea centrală poate induce tensiunea de ieșire care este relativ directă la dislocarea capătului deschis al tubului.

Prin urmare, cele două tipuri de transducție au loc în interiorul tubului. În primul rând, forța poate fi transformată într-o dislocare și, după aceea, se schimbă în tensiune folosind LVDT. Tubul Bourdon este principalul traductor, în timp ce LVDT este traductorul secundar.

Traductor analogic și digital

Clasificarea unui traductor se poate face pe baza semnalelor de ieșire ale acestora, care sunt continue, altfel discrete.

Funcția principală a traductorului analogic este schimbarea cantității de intrare într-o funcție constantă. Cele mai bune exemple ale traductorului analogic sunt LVDT, termocuplu, manometru și termistor. Traductoarele digitale sunt utilizate pentru a schimba cantitatea de intrare într-un semnal digital care funcționează la putere mică sau mare.

Un traductor digital este utilizat pentru a măsura cantități fizice pentru a transmite datele ca semnale digitale codate, mai degrabă decât ca schimbări continue de tensiuni sau curenți. Tipurile de traductoare digitale sunt codificatoare de arbori, rezoltoare digitale, tahometre digitale, senzori de efect Hall și comutatoare de limită

Traductoare și traductoare inversate

Traductor - Dispozitivul care convertește cantitatea neelectrică într-o cantitate electrică este cunoscut sub numele de traductor.

Traductor invers - Traductorul care transformă cantitatea electrică într-o cantitate fizică, un astfel de tip de traductoare este cunoscut sub numele de traductor invers. Traductorul are o intrare electrică mare și o ieșire neelectrică scăzută.

Traductor de presiune

Funcția principală a traductorului manometrului este de a converti electric cantitățile fizice. Acestea funcționează prin schimbarea cantităților fizice în presiune mecanică într-o componentă cunoscută sub numele de element de detectare și după aceea convertesc tensiunea electric folosind un contor de tensiune.

Manometru

Structura elementului de detectare, precum și manometrul, sunt proiectate optim pentru a oferi manevrabilitate și produse de precizie superioară. Aceste traductoare sunt clasificate în general în funcție de aplicarea lor la tipurile de construcții / inginerie civilă sau tipuri generale. Unele dintre traductoarele de tip general sunt utilizate în domeniul construcțiilor sau ingineriei civile. Tipurile de traductoare de măsurare a tensiunii sunt Wire Strain Gauge, Foil Strain Gauge & Semiconductor Strain Gauge.

Traductor inductiv

Traductorul inductiv funcționează pe principiul schimbării inductanței datorită unei transformări apreciabile în cadrul cantității de măsurat. De exemplu, LVDT este un traductor de tip inductiv, folosit pentru măsurarea deplasării, ca diferența de tensiune între cele două tensiuni secundare. Aceste tensiuni sunt rezultatul inducției din cauza schimbării fluxului în bobina secundară prin dislocarea barei de fier. Tipurile traductorului inductiv sunt inductanța simplă și inductanța reciprocă cu două bobine.

Traductor inductiv

Tipuri de traductoare Caracteristici

Caracteristicile unui traductor sunt date mai jos, care sunt determinate prin examinarea răspunsului o / p al unui traductor la o varietate de semnale i / p. Condițiile de testare creează condiții de funcționare definite cât mai aproape posibil. Metodele statistice de calcul și standard pot fi aplicate datelor de testare.

Caracteristicile traductorului joacă un rol cheie în timp ce selectează traductorul adecvat, în special pentru un design specific. Deci, cunoașterea caracteristicilor sale este esențială pentru o selecție adecvată. Deci, caracteristicile traductorului sunt clasificate în două tipuri, cum ar fi statice și dinamice.

• Precizie
• Rezoluţie
• Sensibilitate
• Derivă
• Linearitatea
• Conformitate
• Span
• Histerezis
• Deformare
• Zgomot
• Linearitatea
• Sensibilitate
• Rezoluţie
• Prag
• Span & Range
• Precizie
• Stabilitate
• Derivă
• Repetabilitate
• Sensibilitate
• Prag
• Impedanțe de intrare și O / P

Caracteristici statice

Caracteristicile statice ale traductorului sunt un set de criterii de acțiune care sunt recunoscute de-a lungul calibrării statice, ceea ce înseamnă explicarea valorii măsurătorilor prin menținerea fundamentală a cantităților calculate, deoarece valorile constante se schimbă foarte lent.

Pentru instrumente, setul de criterii poate fi definit pentru a calcula cantitățile care se schimbă treptat în timp, altfel în mare parte constante, care nu diferă în timp, este cunoscut sub numele de caracteristici statice. Caracteristicile includ următoarele.

Caracteristici dinamice

Caracteristicile dinamice ale traductorului se retrag spre performanțele sale odată ce capacitatea măsurată este o funcție a timpului care se schimbă rapid în raport cu timpul. Odată ce aceste caracteristici se bazează pe performanța traductorului, atunci cantitatea măsurată este practic stabilă.

Deci, aceste caracteristici se bazează pe intrări dinamice, deoarece se bazează pe parametrii lor și pe caracterul semnalului de intrare. Caracteristicile dinamice ale traductorului includ următoarele.

• Fidelitate
• Viteza de răspuns
• Lățime de bandă
• Eroare dinamică

În general, atât caracteristicile unui traductor, cum ar fi static și dinamic, îi vor verifica performanța și vor specifica cât de eficient poate recunoaște semnalele de intrare preferate, precum și refuza intrările inutile.

Tipuri de traductoare Aplicații

Aplicațiile tipurilor de traductoare sunt discutate mai jos.

• Tipurile de traductoare sunt utilizate în aplicații electromagnetice, cum ar fi antene, cartușe magnetice, senzori cu efect de hală, capete de citire și scriere pe disc.
• Tipurile de traductoare sunt utilizate în aplicații electromecanice cum ar fi accelerometre, LVDT, galvanometre, senzori de presiune, celule de sarcină, MEMS, potențiometre, senzori de flux de aer, motoare liniare și rotative.
• Tipurile de traductoare sunt utilizate în aplicații electrochimice, cum ar fi senzori de oxigen, senzori de hidrogen, pH-metri,
• Tipurile de traductoare sunt utilizate în aplicații electroacustice, cum ar fi difuzoare, cristale piezoelectrice, microfoane, receptoare cu ultrasunete, sonar etc.
• Tipurile de traductoare sunt utilizate în aplicații fotoelectrice precum LED-uri, fotodiode, diode laser, celule fotoelectrice, LDR-uri, lămpi fluorescente, incandescente și fototransistor
• Tipurile de traductoare sunt utilizate în aplicații termoelectrice precum termistori, termocupluri, detectoare de temperatură de rezistență (RTD)
• Tipurile de traductoare sunt utilizate în aplicații radio acustice precum tubul Geiger-Muller, emițătoare și receptoare radio

Astfel, totul este vorba diferite tipuri de traductoare folosit în mai multe proiecte electrice și electronice . Ești fascinat deimplementarea proiectelor folosind traductoare? Apoi, vă rugăm să dați sugestiile dvs. comentând în secțiunea de comentarii de mai jos. Iată o întrebare pentru dvs., care este funcția principală a traductorului?