حسگرها )دريابه(و مبدل ها

Sensors & Transducer

حسگر يا مبدل

هر دو از اجزاء وسايل اندازه گيری •هستند

هر دو کميتی فيزيکی را به شکل قابل •استفاده ای تبديل می کنند

حسگر اينکار را بدون دريافت انرژی •خارجی انجام می دهد ولی مبدل با

دريافت انرژی خارجی!!

تعاریف دیگر از ترانسدیوسر

انرژی را از شکلی به شکل دیگر تبدیل می کنند•تبدیل انرژی الکتریکی، نیوماتیکی، هیدرولیکی –

و غیره به نیروی مکانیکی یا تغییر مکان که در ترانسدیوسر های خروجی این صورت به آنها

می گویندActivatorیا ترانسدیوسر های ورودی سنسورگاهی به •

اطالق می شود تبدیل دما ، فشار، و کلیه پارامتر های حالت به عالئم –

الکتریکی

انواع مبدل ميلی 20 تا 4)کميتهای غير الکتريکی به الکتريکی 1.

ولت1 - 5آمپر( يا شکل ولتاژی معموًالP ارجح است1.

کميتهای غير الکتريکی به پنوماتيکی2.

پنوماتيکی به الکتريکی3.

الکتريکی به پنوماتيکی4.مبدل های الکتريکی به دًاليل زير ارجح تر هستند•

اصطکاک و اينرسی در خروجی انها تاثير ندارد–تقو يت سيگنال با سهولت انجام می شود–ثبت، نمايش و انتقال سيگنال تسهيل می شود–

مبدل کميتهای غير الکتريکی به الکتريکی

تغيير کميت های مختلف ) تغيير مکان، درجه حرارت، • 20 تا 4فشار و ....( به تغييرات عالئم الکتريکی )

ميلی آمپر(بسته به نوع کميت اوليه می توان آنها را به حرکت •

مکانيکی تبديل و نهايتا به عالئم الکتريکی تبديل نمود.

کننده حس الکتريک عالئم به حرکت مبدل

الکتريکی ترانسديوسر

کميت فيزيکی

حرکت

مکانيکی

عالئم

الکتريکی

روشهای تبديل حرکت مکانيکی

خواص الکتريکی•مقاومت–ظرفيت–سلف–

فشار•سطح مايع•دما•رطوبت•نيرو•

استفاده از تغيير مقاومت يا استرين گيجStrain Gauge

مقاومت هادی با طول رابطه خطی مستقيم و •با سطح مقطع رابطه معکوس دارد:

با کشيدن سيم مقاومت از طريق افزايش طول •و کاهش سطح مقطع افزايش می يابد

جهت بهبود بازده سيم مقاومت را روی ورق • 1نازک پالسيکی می چسبانند )قطر سيم حدود

هزارم اينچ(مقاومت معمول هر استرين گيج حدود •

30 Ω to 3 kΩ (unstressed). جهت اندازه گيری دقيق بايد از تغييرات کم •

مقاومت استفاده نمود و به صورت پل

sR

Strain به آنها (Strain)بدليل متداول بودن در اندازه گيری کرنش •gaugeمی گويند

برای تغيير طول نسبی در اثر تنش ، نيرو، فشار و يا حرارت•متشکل از سيم مقاومتی ظريف به صورت رفت و بر گشتی•رابطه حاکم •

مقدار تغيير در مقاومت را می توان به تنش نيز مرتبط نمود•تغيير فرم در استرين گيج بايد تا حد اًالسيک باشد•براي اينكه تغيير مقاومت قابل اندازه گيری باشد بايد طول سيم •

حساس زياد باشدفاكتور گيج باًال )ايجاد كم كرنش سبب تغييرات زياد در مقاومت(–

سطح اشغال شده كم باشد تا بتوان به كرنش نقطه اي نزديك شد•بصورت حكاكي و مارپيچي•

GGR

R

.

gage factorضريب گيج

بيانگر مقدار تغيير در مقاومت گيج به •تغيير طول

R مقاومت اوليه گيج )بدون اعمال :كرنش(

Rتغيير در مقاومت :Lطول گيج :

Lتغيير در طول گيج :مقدار كرنش :

G Pبراي ًاليه 2 : فاكتور گيج كه حدودا براي ًاليه ضخيم و نيمه 20فلزي و تا

هادي نشان داده می شودKمواقعی با

R

R

LL

RRG

/

/

استرين گيج به صورت پل

چون مقادير تغييرات خروجي كم است مناسبترين •روش اندازه گيري پل است

( )تقسيم كننده موازي DCاستفاده از پل مقاومتي )•ولتاژ(

( مقاومت، خازن و سلفAC, DCپل امپدانسي )–بر خالف پل وتسون که بايد با تغيير مقاومت حالت •

مقدار خارج از .S.Gباًالنس بر قرار نمود در پل باًالنس توسط ولت متر که در وسط پل قرار می

گيرد، اندازه گيری می شودقبل از اندازه گيري بايد تعادل بر قرار شود•

استفاده از پتانسيومتر–

استرين گيج

A thin plastic base supports thin ribbons of metal, joined in a zig-zag to form one long electrically conductive strip. The entire device is typically 10 mm long, with 16 or more parallel metal bands.

• the rheostat arm of the bridge (R2 in the diagram) is setat a value equal to the strain gauge resistance with no force applied.

• The two ratio arms of the bridge (R1 and R3) are set equal to each other

• ٌ` with no force applied to the strain gauge, the bridge will besymmetrically balanced and the voltmeter will indicate zero volts, representing zero force on the strain gauge.

مقاومت سيمها سبب گرم شدن مدار گشته و لذا اندازه گيری با خطا همراه خواهد بود

= 4V/ EkE

•Resistors R1 and R3 are of equal resistance value, •and the strain gauges are identical to one another.

•With no applied force, the bridge should be in a perfectly balanced condition and the voltmeter should register 0 volts.

•Both gauges are bonded to the same test specimen, but only one is placed in a position and orientation so as to be exposed to physical strain (the active gauge). •The other gauge is isolated from all mechanical stress, and acts merely as a temperature compensation device (the "dummy" gauge).• If the temperature changes, both gauge resistances will change by the same percentage, and the bridge's state of balance will remain unaffected. •Only a differential resistance (difference of resistance between the two strain gauges) produced by physical force on the test specimen can alter the balance of the bridge.

However, if we were to take the upper strain gauge and position it so that it is exposed to the opposite force as the lower gauge (i.e. when the upper gauge is compressed, the lower gauge will be stretched, and visa-versa), we will have both gauges responding to strain, and the bridge will be more responsive to applied force. This utilization is known as a half-bridge. Since both strain gauges will either increase or decrease resistance by the same proportion in response to changes in temperature, the effects of temperature change remain canceled and the circuit will suffer minimal temperature-induced measurement error:

R1 R3

R2 R4R1 R3

R2 R4

R1R4

R2 R3

F

When possible, the full-bridge configuration is the best to use. This is true not only because it is more sensitive than the others, but because it is linear while the others are not. Quarter-bridge and half-bridge circuits provide an output (imbalance) signal that is only approximately proportional to applied strain gauge force. Linearity, or proportionality, of these bridge circuits is best when the amount of resistance change due to applied force is very small compared to the nominal resistance of the gauge(s). With a full-bridge, however, the output voltage is directly proportional to applied force, with no approximation (provided that the change in resistance caused by the applied force is equal for all four strain gauges!).

گيج استرين از استفاده طرز

ويژه گیهای کرنش سنج خوب

رابطه بین تغییرات مقاومت و تغییرات کرنش خطی باشد•مقاومت کرنش سنج کم ولی حساسیت به کرنش باال •

باشدقیمت ان کم و کاربرد ان آسان باشد •اندازه فیزیکی و جرم ان کم باشد•انعطاف پذیر باشد تا بدون ایجاد تنش اضافی در کرنش •

سنج روی قطعه نسب گردد.حساسیت کمتر به عوامل محیطی مثل دما

توانایی اندازه گیری استاتیک و دینامیک•پایداری باال، خطی بودن و پسماند کم•

پتانسیومتر هابرای اندازه گیری جابجایی ناشی از سرعت، شتاب، •

نیرو و فشار )در مقياس بزرگتر(متشکل از عناصر مقاومتی حاوی اتصال متحرک لغزان•

مقاومت متشکل از سیمی با مقاومت زیاد ) مثل نیکروم(–نصب روی پایه ثابت•مقاومت متغیر بین یک انتهای سیم پیچ و اتصال لغزان•حرکت اتصال لغزان ممکن است خطی، چرخان و حتی مارپیچی•محدوده حرکت•

میلی متر1000 تا 5خطی بین – درجه(20000 دور ) 60 درجه تا 10گرد یا دورانی از –

اگر چه تالش می شود خروجی آنها خطی باشد ولی •می توان نشان داد که با افزایش جابجایی غیر خطی

بودن نمایان می شود% مقاومت کل باشد 10اگر مقاومت ناشی از جابجایی حدود –

% 5/1خطای ناشی از غیر خطی بودن حدود % 12در حداکثر جابجایی حدود –

رزولوشن پتانسیومترتغییرات (wirewound)در نوع سیم پیچی شده •

مقاومت ناشی از حرکت لغزنده به صورت پله ای )است )حرکت از یک دور به دور بعد

میکرومتر است± 40حداکثر رزولوشن –

( مخلوط سرامیک cermetدر نوع ًالیه کربنی )کرمت •و فلز و یا پالستیک هادی )مخلوط رزین پالستیک و

پودر فلز(اصطالحاP دارای رزولوشن بی نهایت هستند ) غیر پرشی(–مقدار رزولوشن نامشخص–بستگی به یکنواخت بودن ساختمان آنها–نمی توانند جریانهای عبوری زیاد را تحمل کنند–

نوع هیبرید•مزایای هردو–ًالیه ای از پالستیک هادی بر روی سیم پیچ–

استفاده از پتانسيو متر (Rheostat) بعنوان

مبدل تغيير مکان به عالئم الکتريکی

با اتصال اهرم رئوستا به •قطعه مورد نظر حرکات

قطعه را می توان بوسيله تغيير مقاومت اندازه گيری

نمود .

تغيير مقاومت به صورت •تغيير ولتاژ خروجی می

گردد.

2 و 1ولتاژ بين نقاط •متناسب با تغيير مکان

است

مقاومت مورد استفاده •ممکن است خطی يا

حلقوی باشد

ترانسدیوسر های تغییر مکان خازنی

ظرفیت خازن در اثر جدا کردن دو جسم هادی •توسط یک عایق دی الکتریک حاصل می شود

Qوقتی به دو سر خازن ولتاژ اعمال شود بار • روی دو طرف خازن قرار می گیرد±

ظرفیت خازن عبارتست از نسبت•C=Q/V

C=0 (A/d)

0 8.85: ضريب دي الكتريك خالء e-12 F/m

ضريب دي الكتريك ماده :

استفاده از تغيير ظرفيت برای مبدل تغيير مکان به عالئم الکتريکی

tconsDielectrick

t

AkC

tan:6.3

استفاده مورد مکان :رابطه تغيير

)a تغيير موقعيت ماده دیالکتريک

)bتغيير فاصله بين صفحات)c تغيير سطح موثر صفحات

خازن

مناسب تغيير مكان هاي كوچك ناشي از تغييرات فشار و شتاب ( ( ميلي متر1كمتر از

در عمل انواع دو صفحه اي به دليل خروجي غير خطي مناسب نيست• استفاده از سه صفحه اي و يا تفاضلي•

القايي LVDTمعادل • درسيم • سه اتصال سيم دو جای به

صفحه به يکی دارد وجودبه يک هر ديگر سيم دوم و مشترک

مجزا های صفحهطرف • يک در ظرفيت شدن اضافه

معادلاست ديگر طرف در شده کم

عمل • پل صورت به مبدل نوع اينکنند می

پيکو • مقياس در ظرفيت خروجیاز ( كمتر است يا 1000pFفاراد

)1nF(و • خروجی ظرفيت افزايش برای

فرکانس بايد سريع العمل عكساز ( بيشتر کرد زياد را تغذيه مدار

100 kHz (رطوبت • تغييرات به حساس Pشديدا

( خالء( محفظه در بندي اب به نياز

مبدلهای خازنی تفاضلی

عدم نياز به اتصال متحرك

نياز به اتصال متحرك

رفتار مبدل هاي جابجايي خازنيدو صفحه اي •

غير خطي– بصورت هيپربوليك استC تغيير dبا تغيير –است d2/1( متناسب با C/ dحساسيت )–

سه صفحه اي )تفاضلي(•خروجي خطي– باشد و dباشد و فاصله در دو طرف C1=C2اگر در حالت تعادل –

در صفحه مشترك صورت گيرد ظرفيت ها بصورت:xجابجايي C1=0 (A/(d+x)) C2=0 (A/(d-x))

ولتاژ خروجي بصورت خطي تغيير خواهد كرد: ،Veاگر ولتاژ اعمال شده

)()()( 21

1

21

221 d

xV

CC

C

CC

CVVVV eeout

سيستم حساسيت صورت اين با Vout / xدر معكوس است dبطور متناسب

اندوکتانس با ضريب هدايت مغناطيسی هسته آن متناسب •است.

مزيت: عدم نياز به كنتاكتور لغزنده در پتانسيومتر• كار مي كنندACضعف: فقط با جريان •در اين مبدلها از تغييرات خواص مغناطيسی مدارهای •

الکتريکی در اثر جابجايي اجسام يا هر حرکت مکانيکی ) تغيير مکان( استفاده می شود.

مبدلهای خود القايي با يک يا دو سيم پيچ1.Variable self inductance T

Variable mutual inductanceمبدل های القاء متقابل 2.دو سيم پيچه–سه سيم پيچه–

Variable reluctanceمبدل های مقاومت متغيير 3.

استفاده از تغيير اندوکتانس در سلفInductive Transducers

خاصيت خود القايي

•L :هانری حسب بر القايي ضريب•N :پيچ سيم تعداددور•l :پيچ سيم متوسط طول

:هسته مغناطيسی پذيری نفوذ•A :پیچ سیم مقطع سطح

مرور مدار مغناطيسي

MMFاز بسياري جهات مثل مدار الكتريكي است )•متناظر با ولتاژ كه باعث جاري شدن فلوي

مغناطيسي مي شود(V=I.R MMF=. = ni

تابعي از Lمي توان نشان داد كه خود القايي • L=(n2/ ) است رًالكتانس

رًالكتانس نيز :•= (l / A)ايجاد فاصله هوايي باعث تغيير رًالكتانس و در نتيجه

تغير فلوي مغناطيسي مي شودمثال دور شمار مغناطيسي كه فركانس سيگنال

خروجي با دور متناسب است

مدار ساده القايي

مسير شار permeabilityبا تغيير مکان هسته •تغيير کرده و ضريب القايي تغيير می کند

به دو سرولتاژ متناوببا اعمال •سيم پيچ با حرکت هسته بداخل سيم پيچ

جريان افزايش می يابد 2Lيا = xL=Lمقاومت )امپدانس( مدار:

حرکت هسته می تواند خروجی هر نوع• مبدل مکانيکی مثل مبدل فشار

تغيير مکان باشد

نوع از استاتيکی گيری اندازه

متغیر رالکتانس

نوع از ديناميکی گيری اندازهLinear Displacement Transducer , LDT

Variable Mutual induction القاء متقابل

ترانسفورماتور تفاضلی متغير خطی (LVDT)

LINEAR VARIABLE DIFFERENTIAL

TRANSFORMER • متشکل از يک سيم پيچ اوليه و دو ثانويه که به مخالف بسته می شوند و يک هسته صورت سری

متحرک. تغذيه می شودACاوليه توسط منبع ولتاژ •وقتی هسته در وسط قرار دارد ولتاژ القايي در •

ثانويه ها برابر و ولتاژ خروجی صفر خواهد بودبا حرکت هسته ولتاژ خروجی به صورت•

vout= v1 –v2 تغيير می کندولتاژ خروجی در محدوده های کوچک جابجايي •

خطی استvout= Cd

Cضريب زاويه منحنی مشخصه مبدل : دوراني شبه و خطي حركت مناسب

LVDTپايه تئوری V(t)=Vmax sin(t)ولتاژ سينوسی

VA = kA sin(t-)VB = kB sin(t-)

اختالف فاز بين سيم پيچ اوليه و دو سيم پيچثانويه است

kA وkB ضرائب تبديل مربوط به کوپلينگ بيناوليه و ثانويه است

در نتيجه دو برابر هستند kB و kAدر حالت تعادل ولتاژ ثانويه برابر و ولتاژ خروجی صفر خواهد

بوددر غير حالت تعادل

Vout = )kA- kB( sin(t-)ولتاژ خروجی می تواند يکسو شود و يا اينکه به

نمايش داده شودRMSصورت

متناوب ولتاژورودی

اوليه

( مغزی ( هسته

پيچ 1سيم پيچ 2سيم

خروجی ولتاژ

Linear Variable Differential Transformers are ideal for applications in harsh industrial environments such as high temperature and pressure applications, dynamic applications and long term cycles.

� اوليه هستند• دو سر وسط عموما ولت كار مي كنند24 با ولتاژ حدود • kHz 25 تا Hz 50 فركانس بين •� سيگنال خروجي دستگاه به • تبديل مي شودDC معموال ميلي متر500 تا 25/0 براي محدوده حركتي از •� گران و براي كار هاي تحقيقاتي• نسبتا

فريتي ميله

مبدل های مکانيکی

برای تبديل کميت های فيزيکی )نيرو، فشار، دما، •رطوبت،..( به حرکت مکانيکی و جابجايی

با توجه به اينکه ميدان اندازه گيری کميتهای فوق •� همه امور( بسيار وسيع می ) در صنعت و کال

باشد، حس کردن هر يک از آنها در تمام محدوده آنها با يک حسگر امکان پذير نيست

محدوده ها به نواحی کوچکتر تقسيم و در هر •مورد حسگر مخصوص استفاده می شود

(Bellow مبدل فشار به تغيير مکان )فانوس1.

بوردون هاي لوله

جابجايي • تشخيص براي پتانسومتر با همراهخطي • غير رفتار محسوس بطورهيسترزيس (• )2تا 1خطاي كامل % انحرافهاي (• فشار ) psi 100000تا

كم (• هاي فشار يا) psi 1000براي و مارپيچي نوع spiralتابيده

كنند – مي ايجاد بيشتر جابجايي

حصول • قابل دقت % 1/0باالترين

Bellowفانوس

خطي تر از لوله بوردون• برگشت پذير ) هيسترزيس كم( •برای حس کردن فشار )در سيستم هاي •

پنوماتيك( متشکل از حلقه های فلزی کنار هم• مختلف (Range Spring) مجهز به فنر •

جهت محدوده های مختلف•

مجموعه فنر و فانوس به گونه ای بايد انتخاب •شوند

که به صورت خطی عمل کند

- نمايشگر )حسگر( سطح مايعات2

ساده ترين سنسور• با تغيير اتصاًالت مکانيکی می توان•

دقت و حساسيت حسگر را با ًال برد کاربرد در کولر ها، مخازن مواد شيميائی•

باک سوخت و کاربراتور

- دور سنج های مکانيکی3

در واقع مبدل شتاب )نيرو( به تغيير مکان است •• R2

به عنوان دور سنج در پمپ انژکتور )گاورنر( و دلکو•

بعنوان کليد قطع و وصل در موتور کولر •

ترانديوسر کميت های فيزيکی به عالئم پنوماتيکی

تبديل کميتهای مختلف ) تغيير مکان، درجه • 15 تا 3حرارت،...( به تغييرات فشار هوا ) از

PSIG )

کننده حس پنوماتيکی عالئم به حرکت مبدل

ترانسديوسر پنوماتيکی

کميت فيزيکی

حرکت

مکانيکی

عالئم

پنوماتيکی

اصول کار Flapper & nozzleمتشکل از فالپر و نازل •فالپر به عنوان ورودی عالئم مکانيکی•bar 2.76 يا PSIG 20هوای تغذيه بطور استاندارد • 0.15فشار خروجی تابعی از فاصله فالپر است )حداکثر •

mm) حدود نيم ميلی متر و قطر نازل دو برابر آنOrificeقطر •

هوا psi 20تغذيهP1

Orifice (0.5 mm)

پنوماتيکی عالئم

)mm 1.0(نازل

فالپرمکانيکی عالئم

ل

ازتن

شرپ

شاف

cm H

G

50

0.15 mm فالپر فاصله

ترانسديوسر های پيزوالکتريک piezoelectric

piezo means pressure in Greekتبديل انرژی مکانيکی به الکتريکی •پديده ايجاد الکتريسيته از طريق اعمال فشار بر کريستال ها و تغيير •

ابعاداعمال فشار سبب پوًالريزه شدن کريستال و ايجاد ولتاژ می گردد •

)مثل ميکروفون های پيزوالکتريک(اثر برگشت پذير )اعمال ولتاژ به دو وجه روبرو باعث تغيير ابعاد ان •

مي شود(مواد پيزو الكتريك بصورت بلور يا سراميك هستند•

• Electrets are solids which have a permanent electrical polarization. (These are basically the electrical analogs of magnets, which exhibit a permanent magnetic polarization).

این کريس�تال ه�ا س�اختمانی ش�بيه الک�تريت ه�ا )دوقط�بی الک�تريک�ی( •دارند

ب�ه گون�ه ای ک�ه • تغي�ير ف�رم دوقط�بي ه�ا گردي�ده اعم�ال فش�ار س�بب بارها کامآل خنثی نمی شوند

كريس�تال ك�وارتز و نم�ك روش�ل خاص�يت پ�يزو الكتري�ك دارن�د ولي اث�ر ان •ضعيف است

تركيبات پيزو الكتريك مصنوعي )سراميك هاي فروالكتريك( اثر بيشتر•بر خالف كريستال ها به هر شكلي و اندازه اي توليد مي شوند–مخلوط هايي از تيتانات باريم، زيركونات سرب و متانيوبات سرب–

•g حساسيت ولتاژ که به صورت نسبت ميدان

الکتريکی توليد شده و فشار اعمال

شدهاين نسبت به جنس ماده •

و جهت بريده شدن کريستال بستگی دارد

t

AP

E=gtp

gtpE

g

ترانسديوسر فتوالکتريک

جهت تبديل پرتو های نوری به عالئم •الکتريکی

I=SI)جريان فتو الکتريک )امپر : شدت رو شنايي تابيده شده به کاتد :

)لومن(Sحساسيت بر حسب آمپر بر لومن :عوامل موثر•

پوشش ًالمپ–طول موج پرتو ) اکثر مواد در محدوده–ميکرون( 0.8 - 0.2

مناسب اندازه گيری شدت نور•

ترانسديوسرهای نور رسانا

با برخورد نور به بعضی •نيمه رساناها مقاومت آنها

کاهش می يابدجريان در مدار زياد می •

شودبعنوان اندازه گيری •

تشعشع در تمام طول موج ها

متر آمپر

نور

رسانا نيمه ماده

ترانسديوسر يا سلول های فتو ولتايی

متشکل از پايه فلزی، •ماده نيمه رسانا و ًاليه

نازک شفاف فلزیدر اثر تابش نور ولتاژ •

القاءمی شودولتاژ خروجی بستگی •

R به مقاومت ) تقريبا“ لگاريتمی(

در مقاومت های کمتر •نزديک به خطی می

شود

هادی نيمهEo

R

-

+

فلزی نازک اليه

فلزی پايه

خورشيدی های باتری کار اساس

ionization Transducerترانسديوسر يونشی

شامل المپ گازی در فشار پايين، • و صفحات تابشیRFژنراتور

ولتاژی در دو سر RFدر اثر ميدان •الکترود های المپ ايجاد می شود

که بستگی به تقارن صفحات نسبت به الکترود ها دارد

( صفر dcدر حالت تقارن ولتاژ )•است

وسيله ای مناسب برای اندازه •گيری جابجايي

گازی المپ

صفحات

RF Gen.

E

جابجايی

سنجش ميدان مغناطيسی متغير

دور در Nسيم پيچ با •ميدان قرار می گيرد

ولتاژ خروجی:•E=N (d/dt)

سيگنال ميدان •مغناطيسی )متغير(

را به ولتاژ تبديل می کند

ترانسديوسر برای ميدانهای ثابتبايد سيم پيچ در ميدان حرکت نمايد•از سيم پيچ نوسانی يا چرخان•

B چگالی شار بر حسب وبر بر متر :مربع

Aمساحت حلقه بر حسب متر مربع :)سرعت زاويه ای ) راديان بر ثانيه :

nABErms2

1

مثال: شدت ميدان مغناطيسی 10را برای يک کالف دوار با

دور ،

، سرعت cm2 5 مساحت mV با ولتاژ rpm 100دورانی

را مشخص کنيد 40mA

BH

mwb

nA

EB

Air

rms

/6.8104

08.1

/08.1

602)100()105)(10(

)04.0(22

7

2

4

ترانسديوسر متکی بر اثر هال

B

d

IBKV HH

ميدان در جهت عمود بر صفحهجنس صفحه بايد از مواد نيمه رسانا باشد

Iآمپر :Bگوس :dسانتی متر :

به کتاب هولمن مراجعه شود )ضريب هال( KHبرای مقادير ولت بر تسال است20برای آ نتيمونيد ايريديم که در ساخت اثر هال استفاده می شود برابر

: کار اساسهادی نیمه یا هادی ماده یک بر اگر

جهت در است الکتریکی جريان حامل کهعبور مغناطيسی میدان جریان، بر عمود

شود می ایجاد عرضی جهت در ولتاژ شود داده

هال اثر کاربرد

با • دنده چرخ از استفاده با دور گیری اندازهربایی آهن های دندانه

های – ترمز سيستم ABSدرتراکتور – در لغزش و کشش کنترل های سيستم

ترانسديوسر جريان

يک • مانندميدان ترنسفورماتور

يک در مغناطيسیمتمرکز را هادی سيم

کند میيک • به Air Gapنياز

بتوان تا هستهال اثر ترانسديوسر

داد قرار آن در راجريان • توان می

را متناوب و مستقيمنمود گيری اندازه

Transmitterترانسميتر تمام دستگاههای کنترل يا اندازه گيری را در اتاقی به در واحد های بزرگ صنعتی و گلخانه ها•

نام اتاق فرمان يا مرکز کنترل قرار می دهند.اندازه گيری و کنترل کليه متغيرها توسط اپراتور انجام می گيرد•ًالزم است سيگنال ها و فرمانها از محوطه به اتاق کنترل و بر عکس منتقل شود•برای اين منظور از ترانسميتر ها در نقاط اندازه گيری استفاده می شود•از سه قسمت تشکيل می شود•در نوع الکتريکی و پنوماتيکی هستند ) انتقال از طريق سيم يا لوله(•عملکرد هر سه قسمت خطی است )تابع تبديل انها ثابت است(•قسمت مبدل و تقويت کننده در تمام ترانسميتر ها يکسان است ، فقط حس کننده فرق می کند •تا 3 ميلی آمپر و در پنوماتيکی بين 20 تا 4 درصد تغيير در ورودی بين 100خروجی الکتريکی در •

15 ، Psiتغيير می کند

کننده حس مبدل

ترانسميتر

ورودی کميت عالئم

خروجیکننده تقويت

تقويت کننده در ترانسديوسرها

عالئم خروجی از مبدلها به صورت ولتاژ، •فرکانس، تغيير ظرفيت هستند

� بدليل ضعيفی قابل استفاده برای • اين عالئم اکثراکار انداز نيستند

بايد تقويت شوند•در اکثر وسايل صوتی )بلند گو( آمپلی فاير •

ضروری است اين کار را به راحتی ICامروزه مدارهای مجتمع •

و به روشی ارزان انجام می دهند

استفاده از فيدبک منفی در مبدل هابمنظور پايداری در مبدل هايي که عالوه بر تبديل عالئم را تقويت نيز می •

کنند.خنثی کردن بخشی از عالئم ورودی به مبدل• مبدل کم می شودGainبا اينکار ضريب تقويت •با فيد بک منفی به قيمت از دست دادن حساسيت پايداری آن زياد می •

شود.

kxy k

F

xi y

کننده تقويت

ورودی حرکت

متغير اندوکتانسگاه تکيه

مغناطيسی بک فيد

خروجی mA DC 20- 4عالئم

X=Xi - Xf

Xf =Fy