दबाव ट्रांसड्यूसर और दबाव ट्रांसमीटर

दबाव ट्रांसड्यूसर और दबाव ट्रांसमीटर

सेंसर एक भौतिक मात्रा को मापने के लिए दूसरी भौतिक मात्रा में परिवर्तित करना है जिसे पढ़ा और संसाधित किया जा सकता है। आधुनिक नियंत्रण में, यह भौतिक मात्रा विद्युत संकेत है; ट्रांसमीटर को सेंसर के प्राथमिक विद्युत संकेतों को मानक विद्युत संकेतों में परिवर्तित करना है, जैसे 4 -- 20mA, 0 -- 20mA के वर्तमान सिग्नल, 0 -- 10V, {{3} के वोल्टेज सिग्नल }वी. प्राथमिक दबाव संवेदक दबाव के कारण एक मिलीवोल्ट सिग्नल परिवर्तन है। यदि सेंसर में एक मानक करंट या वोल्टेज सिग्नल को आउटपुट करने के लिए एम्पलीफिकेशन और शेपिंग सर्किट है, तो ऐसे सेंसर को प्रेशर ट्रांसमीटर भी कहा जा सकता है; प्रेशर ट्रांसमीटर का नाम शुरुआती प्रेशर सेंसर के सापेक्ष होता है जो मिलिवोल्ट सिग्नल आउटपुट करते हैं। अधिकांश आधुनिक दबाव सेंसर में सीधे मानक सिग्नल आउटपुट होते हैं, इसलिए वर्तमान दबाव सेंसर और दबाव ट्रांसमीटरों को एकीकृत करना संभव है।

सिद्धांत

आमतौर पर हम जिस प्रेशर सेंसर का इस्तेमाल करते हैं, वह मुख्य रूप से पीजोइलेक्ट्रिक इफेक्ट से बना होता है, जिसे पीजोइलेक्ट्रिक सेंसर भी कहा जाता है।

जैसा कि हम जानते हैं, क्रिस्टल अनिसोट्रोपिक है, जबकि अनाकार आइसोट्रोपिक है। जब कुछ क्रिस्टल माध्यम यांत्रिक बल द्वारा एक निश्चित दिशा में विकृत हो जाते हैं, तो ध्रुवीकरण प्रभाव होता है; जब यांत्रिक बल हटा दिया जाता है, तो यह फिर से अपरिवर्तित अवस्था में वापस आ जाएगा, अर्थात जब दबाव में, कुछ क्रिस्टल विद्युत प्रभाव उत्पन्न कर सकते हैं, जिसे ध्रुवीकरण प्रभाव कहा जाता है। इसी प्रभाव के अनुसार वैज्ञानिकों ने एक प्रेशर सेंसर विकसित किया है।

पीजोइलेक्ट्रिक सेंसर में उपयोग की जाने वाली मुख्य पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री में क्वार्ट्ज, पोटेशियम सोडियम टार्ट्रेट और डायहाइड्रोअमोनियम फॉस्फेट शामिल हैं। उनमें से, क्वार्ट्ज (सिलिकॉन डाइऑक्साइड) एक प्राकृतिक क्रिस्टल है। इस क्रिस्टल में पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव पाया जाता है। एक निश्चित तापमान सीमा के भीतर, पीजोइलेक्ट्रिक गुण हमेशा मौजूद होते हैं, लेकिन इस सीमा से परे, पीजोइलेक्ट्रिक गुण पूरी तरह से गायब हो जाते हैं (यह उच्च तापमान तथाकथित "क्यूरी पॉइंट" है)। चूंकि विद्युत क्षेत्र तनाव के परिवर्तन के साथ थोड़ा बदलता है (अर्थात, पीजोइलेक्ट्रिक गुणांक अपेक्षाकृत कम है), क्वार्ट्ज को धीरे-धीरे अन्य पीजोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल द्वारा बदल दिया जाता है। पोटेशियम सोडियम टार्ट्रेट में महान पीजोइलेक्ट्रिक संवेदनशीलता और पीजोइलेक्ट्रिक गुणांक है, लेकिन इसका उपयोग केवल कमरे के तापमान और कम आर्द्रता पर किया जा सकता है। डायहाइड्रोअमोनियम फॉस्फेट एक कृत्रिम क्रिस्टल है, जो उच्च तापमान और काफी उच्च आर्द्रता का सामना कर सकता है

इसका व्यापक रूप से उपयोग किया गया है।

वर्तमान में, पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव पॉलीक्रिस्टल पर भी लागू होता है, जैसे कि वर्तमान पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक, जिसमें बेरियम टाइटेनेट पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक, पीजेडटी, नाइओबेट पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक, लेड मैग्नीशियम नाइओबेट पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक, और इसी तरह शामिल हैं।

पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव पीजोइलेक्ट्रिक सेंसर का मुख्य कार्य सिद्धांत है। पीजोइलेक्ट्रिक सेंसर का उपयोग स्थिर माप के लिए नहीं किया जा सकता है, क्योंकि बाहरी बल द्वारा कार्य करने के बाद चार्ज को तभी बचाया जा सकता है जब सर्किट में अनंत इनपुट प्रतिबाधा हो। व्यवहार में ऐसा नहीं है, इसलिए पीजोइलेक्ट्रिक सेंसर केवल गतिशील तनाव को माप सकता है।

पीजोइलेक्ट्रिक सेंसर मुख्य रूप से त्वरण, दबाव और बल के मापन में उपयोग किए जाते हैं। पीजोइलेक्ट्रिक एक्सेलेरोमीटर एक सामान्य एक्सेलेरोमीटर है। उपयोगिता मॉडल में सरल संरचना, छोटी मात्रा, हल्के वजन, लंबी सेवा जीवन आदि के फायदे हैं। पीजोइलेक्ट्रिक एक्सेलेरोमीटर का व्यापक रूप से विमान, ऑटोमोबाइल, जहाजों, पुलों और इमारतों के कंपन और प्रभाव माप में उपयोग किया जाता है, खासकर विमानन में और एयरोस्पेस क्षेत्र। पीजोइलेक्ट्रिक सेंसर का उपयोग इंजन के आंतरिक दहन दबाव और वैक्यूम डिग्री को मापने के लिए भी किया जा सकता है। इसका उपयोग सैन्य उद्योग में भी किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, बोर के दबाव में परिवर्तन और थूथन पर सदमे की लहर के दबाव को मापने के लिए, जब बोर में गोली चलाई जाती है। इसका उपयोग बड़े और छोटे दोनों दबावों को मापने के लिए किया जा सकता है।

बायोमेडिकल मापन में पीजोइलेक्ट्रिक सेंसर का भी व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, वेंट्रिकुलर कैथेटर माइक्रोफोन पीजोइलेक्ट्रिक सेंसर से बने होते हैं। क्योंकि गतिशील दबाव को मापना इतना सामान्य है, पीजोइलेक्ट्रिक सेंसर का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है