तकनीकी मापदंडों के सेंसर - बल, दबाव, टोक़

तकनीकी प्रक्रियाओं के स्वचालित और अत्यधिक सटीक नियंत्रण के कार्यान्वयन के लिए, प्रमुख तकनीकी मापदंडों के वर्तमान मूल्यों के बारे में आपके निपटान में जानकारी होना हमेशा आवश्यक होता है। आमतौर पर, इस उद्देश्य के लिए विभिन्न सेंसर का उपयोग किया जाता है: बल, दबाव, टोक़ आदि। आइए तीन प्रकार के सेंसर देखें, आइए उनके संचालन के सिद्धांत को समझें।

सबसे पहले, हम ध्यान दें कि बल या टोक़ सेंसर के निर्माण में, संवेदनशील तत्वों का उपयोग किया जाता है, जिनमें से कुछ गुण किसी विशेष बाहरी प्रभाव से उत्पन्न विरूपण की वर्तमान डिग्री के अनुसार बदलते हैं।

ये लोचदार धातु प्लेटें, स्प्रिंग्स या शाफ्ट हो सकते हैं, जिनकी विकृति एक मैग्नेटोस्ट्रिक्टिव, पीजोइलेक्ट्रिक या सेमीकंडक्टर तत्व को प्रेषित होती है, जिसका विद्युत या चुंबकीय पैरामीटर सीधे विरूपण की डिग्री पर निर्भर करेगा। विरूपण के आकार और, तदनुसार, बल (दबाव, टोक़) का एक विचार प्राप्त करने के लिए इस पैरामीटर को मापने के लिए पर्याप्त होगा।

टेन्सोमेट्रिक स्ट्रेन गेज

सरलतम विकृति मापक पर आधारित है तनाव गेज तार कनवर्टर इसमें एक यांत्रिक लोचदार तत्व शामिल होता है जो विरूपण के अधीन होता है और इससे जुड़ा एक तनाव गेज होता है, जिसका विरूपण सीधे विद्युत संकेत में परिवर्तित हो जाता है।

एक पतला (15 से 60 माइक्रोन के व्यास के साथ) नाइक्रोम, कॉन्स्टेंटन या एलिंवर तार, जो एक सांप के साथ मुड़ा हुआ है और एक फिल्म बैकिंग पर तय किया गया है, तनाव गेज सेंसर के रूप में कार्य करता है। ऐसे ट्रांसड्यूसर को सतह से चिपकाया जाता है जिसकी विकृति मापी जानी है।

यांत्रिक लोचदार तत्व की विकृति इसकी लंबाई के साथ तार के खिंचाव या संपीड़न की ओर ले जाती है, जबकि इसका क्रॉस-सेक्शन घटता या बढ़ता है, जो कनवर्टर के विद्युत प्रवाह के प्रतिरोध में परिवर्तन को प्रभावित करता है।

इस प्रतिरोध (इसके पार वोल्टेज ड्रॉप) को मापकर, हमें यांत्रिक विरूपण के परिमाण का अंदाजा होता है और, तदनुसार, बल, बशर्ते कि विकृत तत्व के यांत्रिक पैरामीटर ज्ञात हों।

प्रेशर गेज टॉर्क सेंसर

बल के क्षण को मापने के लिए, संवेदनशील लोचदार तत्वों को स्प्रिंग्स या पतले शाफ्ट के रूप में उपयोग किया जाता है, जो तकनीकी प्रक्रिया के दौरान मुड़ जाते हैं। लोचदार कोणीय विरूपण, अर्थात्, वसंत की शुरुआत और अंत के सापेक्ष कोण को मापा जाता है और एक विद्युत संकेत में परिवर्तित किया जाता है।

लोचदार तत्व आमतौर पर एक ट्यूब में संलग्न होता है, जिसका एक सिरा स्थिर होता है, और दूसरा कोणीय विस्थापन सेंसर से जुड़ा होता है जो ट्यूब के सिरों और विकृत तत्व के बीच विचलन के कोण को मापता है।

इस प्रकार, एक संकेत प्राप्त होता है जो टोक़ के परिमाण के बारे में जानकारी रखता है।स्प्रिंग से सिग्नल को हटाने के लिए, स्ट्रेन-रेज़िस्टर एलिमेंट के तारों को स्लिप रिंग्स द्वारा ब्रश से जोड़ा जाता है।

मैग्नेटोस्ट्रिक्टिव बल सेंसर

स्ट्रेन गेज मैग्नेटोस्ट्रिक्टिव ट्रांसड्यूसर के साथ बल सेंसर भी हैं। यहाँ प्रयोग किया जाता है उलटा मैग्नेटोस्ट्रिक्शन घटना (विलारी प्रभाव), जिसमें यह तथ्य शामिल है कि जब लोहे-निकल मिश्र धातु (जैसे कि परमालॉइड) से बने कोर पर दबाव डाला जाता है, तो इसकी चुंबकीय पारगम्यता बदल जाती है।

कोर के अनुदैर्ध्य संपीड़न से विस्तार होता है इसका हिस्टैरिसीस लूप, लूप की स्थिरता कम हो जाती है, जो क्रमशः चुंबकीय पारगम्यता के मूल्य में कमी की ओर जाता है - सेंसर वाइंडिंग्स के अधिष्ठापन या पारस्परिक अधिष्ठापन में कमी।

चूंकि चुंबकीय विशेषताएं गैर-रैखिक हैं और इस तथ्य के कारण भी कि वे तापमान से महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित होते हैं, इसलिए क्षतिपूर्ति सर्किट का उपयोग करना आवश्यक हो जाता है।

निम्नलिखित सामान्य योजना मुआवजे के लिए लागू होती है। निकेल-जिंक फेराइट से बना एक बंद मैग्नेटोस्ट्रिक्टिव चुंबकीय कोर एक मापनीय बल के अधीन है। ऐसा कोर बल के दबाव का अनुभव नहीं करता है, लेकिन दो तारों की वाइंडिंग एक दूसरे से जुड़ी होती हैं, इसलिए कुल ईएमएफ में बदलाव होता है।

प्राथमिक वाइंडिंग्स समान हैं और श्रृंखला में जुड़े हुए हैं, वे दस किलोहर्ट्ज़ के भीतर एक आवृत्ति के साथ वैकल्पिक चालू द्वारा संचालित होते हैं, जबकि द्वितीयक वाइंडिंग (वही भी) विपरीत रूप से चालू होते हैं, और एक विकृत बल की अनुपस्थिति में, कुल EMF है 0. यदि पहले कोर पर दबाव बढ़ता है, तो आउटपुट पर कुल ईएमएफ गैर-शून्य और विरूपण के समानुपाती होता है।