सेंसर कनेक्शन आरेख

सेंसर के कनेक्शन आरेख, जिसे आमतौर पर कहा जाता है मापने के सर्किट, सेंसर के आउटपुट मूल्य को परिवर्तित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, और ज्यादातर मामलों में यह उनके आंतरिक प्रतिरोध में परिवर्तन है, इसके बाद के उपयोग के लिए अधिक सुविधाजनक मूल्य में। एक नियम के रूप में, यह एक विद्युत प्रवाह या वोल्टेज में परिवर्तन है जिसे या तो सीधे विद्युत मापने वाले उपकरण का उपयोग करके निर्धारित किया जा सकता है या प्रवर्धित होने के बाद उपयुक्त एक्ट्यूएटर या रिकॉर्डिंग डिवाइस को खिलाया जा सकता है।

इन उद्देश्यों के लिए, निम्नलिखित स्विचिंग योजनाओं का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है:

• एक जैसा,

• सड़क की पटरी,

• अंतर,

• प्रतिपूरक।

अनुक्रमिक सर्किट आरेख एक डीसी या एसी स्रोत, स्वयं आरएक्स सेंसर, एक मापने वाला उपकरण या प्रत्यक्ष ड्राइव तंत्र, और आमतौर पर एक अतिरिक्त प्रतिरोध आरडी होता है जो इस सर्किट में वर्तमान को सीमित करता है (चित्र 1)। ऐसा स्विचिंग सर्किट अक्सर व्यापक रूप से केवल संपर्क सेंसर के साथ उपयोग किया जाता है जिसके लिए Rx = 0 या Rx = ?।

चावल। 1. सेंसर जोड़ने के लिए सीरियल सर्किट

क्योंकि मापने वाले उपकरण के सर्किट में अन्य सेंसर के साथ काम करते समय, अभिव्यक्ति I = U / (Rx + Rd) द्वारा निर्धारित विद्युत प्रवाह हमेशा प्रवाहित होता है, और सेंसर के आंतरिक प्रतिरोध में मामूली बदलाव से बहुत कम परिवर्तन होता है इस वर्तमान में। नतीजतन, मापने वाले उपकरण के पैमाने का न्यूनतम खंड उपयोग किया जाता है, और माप की सटीकता व्यावहारिक रूप से शून्य हो जाती है। इसलिए, अधिकांश अन्य सेंसर के लिए, विशेष मापने वाले सर्किट का उपयोग किया जाता है, जो माप की संवेदनशीलता और सटीकता में काफी वृद्धि करता है।

अधिकतर प्रयोग होने वाला ब्रिज सर्किट स्विचिंग, जिसमें एक और कभी-कभी कई सेंसर एक निश्चित तरीके से एक चतुर्भुज (तथाकथित) में अतिरिक्त प्रतिरोधों के साथ जुड़े होते हैं विंस्टन ब्रिज), जिसके दो विकर्ण हैं (चित्र 2)। उनमें से एक, जिसे a-b ​​पावर विकर्ण कहा जाता है, को DC या AC स्रोत से जोड़ने के लिए डिज़ाइन किया गया है, और दूसरे, c-d मापने वाले विकर्ण में एक मापने वाला उपकरण शामिल है।

चावल। 2. सेंसर जोड़ने के लिए ब्रिज सर्किट

यदि चतुर्भुज (ब्रिज आर्म्स) के विपरीत पक्षों के प्रतिरोध मूल्यों के उत्पाद बराबर हैं Rx x R3 = R1NS R2 बिंदु c और d की क्षमता समान होगी और माप विकर्ण में कोई करंट नहीं होगा। ब्रिज सर्किट की इस स्थिति को आमतौर पर कहा जाता है पुल संतुलन, अर्थात। ब्रिज सर्किट संतुलित है।

यदि बाहरी प्रभाव के कारण आरएक्स सेंसर का प्रतिरोध बदल जाता है, तो संतुलन बिगड़ जाएगा और इस प्रतिरोध में परिवर्तन के लिए आनुपातिक वर्तमान मापने वाले उपकरण के माध्यम से प्रवाहित होगा। इस स्थिति में, इस धारा की दिशा इंगित करती है कि सेंसर का प्रतिरोध कैसे बदल गया है (बढ़ा या घटा है)।यहां, मापने वाले उपकरण की संवेदनशीलता के उपयुक्त विकल्प के साथ, यह सब काम करने का पैमाना.

विचाराधीन पुल सर्किट कहा जाता है असंतुलित, जैसा कि माप प्रक्रिया होती है असंतुलन ब्रिज, यानी असंतुलन। एक असंतुलित ब्रिज सर्किट का उपयोग अक्सर उन मामलों में किया जाता है जहां बाहरी ताकतों के प्रभाव में सेंसर का प्रतिरोध प्रति यूनिट समय में बहुत तेज़ी से बदल सकता है, लेकिन फिर एक मापने वाले उपकरण के बजाय एक रिकॉर्डिंग डिवाइस का उपयोग करना अधिक समीचीन होता है जो इन्हें रिकॉर्ड करेगा परिवर्तन।

इसे ज्यादा संवेदनशील माना जाता है संतुलित पुल सर्किट, जिसमें एक विशेष मापने वाला रिओस्टेट आर (चित्र 3), एक पैमाने से सुसज्जित है और मापने की तकनीक में एक रियोकोर्ड कहा जाता है, अतिरिक्त रूप से दो आसन्न भुजाओं से जुड़ा होता है।

चावल। 3. बैलेंस्ड ब्रिज सर्किट

ऐसे सर्किट के साथ काम करते समय, सेंसर के प्रतिरोध में प्रत्येक परिवर्तन के साथ, ब्रिज सर्किट को शामिल स्लाइडर के साथ पुन: संतुलित किया जाना चाहिए, अर्थात। जबकि मापने वाले विकर्ण में कोई करंट नहीं होता है। इस मामले में, मापा पैरामीटर (सेंसर के प्रतिरोध मूल्य में परिवर्तन) का मान एक विशेष पैमाने द्वारा निर्धारित किया जाता है जो इस रिकॉर्ड से लैस होता है और सेंसर द्वारा मापे गए मान की इकाइयों में कैलिब्रेट किया जाता है।

संतुलित पुल की उच्च सटीकता को इस तथ्य से समझाया जाता है कि मापने वाले उपकरण में वर्तमान की कमी को सीधे उसके मूल्य को मापने की तुलना में निर्धारित करना आसान है, और ऐसे मामलों में पुल को संतुलित करना, एक नियम के रूप में, एक का उपयोग करके किया जाता है। ब्रिज सर्किट असंतुलित सिग्नल द्वारा नियंत्रित विशेष इलेक्ट्रिक मोटर।

स्विचिंग सेंसर के लिए ब्रिज सर्किट को सार्वभौमिक माना जाता है, क्योंकि उन्हें प्रत्यक्ष और प्रत्यावर्ती धारा दोनों द्वारा संचालित किया जा सकता है, और सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि एक ही समय में कई सेंसर इन सर्किट से जुड़े हो सकते हैं, जो न केवल संवेदनशीलता को बढ़ाने में योगदान देता है, बल्कि माप की सटीकता।

विभेदक सर्किट सेंसर का समावेश एक वैकल्पिक चालू नेटवर्क द्वारा संचालित एक विशेष ट्रांसफार्मर का उपयोग करके बनाया गया है, जिसकी द्वितीयक वाइंडिंग को दो समान भागों में विभाजित किया गया है। इस प्रकार, इस सर्किट में (चित्र 4) दो आसन्न सर्किट बनते हैं, जिनमें से प्रत्येक का अपना वर्तमान लूप I1 और I2 है। और मापने वाले उपकरण में करंट का मान इन धाराओं के अंतर से निर्धारित होता है, और यदि सेंसर Rx और अतिरिक्त प्रतिरोधक Rd के प्रतिरोध बराबर हैं, तो मापने वाले उपकरण में कोई करंट नहीं होगा।

चावल। 4. डिफरेंशियल सेंसर स्विचिंग सर्किट

जब संवेदक का प्रतिरोध बदलता है, तो इस परिवर्तन के समानुपाती धारा मापने वाले उपकरण के माध्यम से प्रवाहित होगी, और इस धारा का चरण इस प्रतिरोध में परिवर्तन (वृद्धि या कमी) की प्रकृति पर निर्भर करेगा। डिफरेंशियल सर्किट को पावर देने के लिए केवल अल्टरनेटिंग करंट का उपयोग किया जाता है, और इसलिए सेंसर के रूप में रिएक्टिव सेंसर (आगमनात्मक या कैपेसिटिव) का उपयोग करना अधिक उपयुक्त होता है।

डिफरेंशियल इंडक्टिव या कैपेसिटिव सेंसर के साथ काम करते समय ऐसे स्विचिंग सर्किट का उपयोग करना विशेष रूप से सुविधाजनक होता है। ऐसे सेंसर का उपयोग करते समय, न केवल गति का परिमाण, उदाहरण के लिए, फेरोमैग्नेटिक कोर (चित्र 5) का, बल्कि इस आंदोलन की दिशा (इसका संकेत) भी दर्ज किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप वैकल्पिक चरण मापने के उपकरण से गुजरने वाला करंट बदल जाता है।यह माप की संवेदनशीलता को और बढ़ाता है।

चावल। 5. आगमनात्मक अंतर सेंसर का कनेक्शन आरेख

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि माप की सटीकता बढ़ाने के लिए, कुछ मामलों में अन्य प्रकार के समान मापने वाले सर्किट का उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए, संतुलित अंतर सर्किट... इस तरह के सर्किट में या तो एक दोहराया राग या एक विशेष पैमाने के साथ एक विशेष माप ऑटोट्रांसफॉर्मर शामिल होता है, और ऐसे सर्किट के साथ माप प्रक्रिया एक संतुलित ब्रिज सर्किट के साथ माप के समान होती है।

मुआवज़ा योजना ऊपर चर्चा किए गए सभी में सेंसर को शामिल करना सबसे सटीक माना जाता है। इसका संचालन आउटपुट वोल्टेज मुआवजे या ईएमएफ पर आधारित है। मापने वाले रिओस्टेट (रिओकॉर्ड) में वोल्टेज ड्रॉप के संदर्भ में इसके बराबर एक सेंसर। मुआवजा सर्किट को शक्ति देने के लिए केवल एक डीसी स्रोत का उपयोग किया जाता है और इसका उपयोग मुख्य रूप से डीसी जनरेटर सेंसर के साथ किया जाता है।

आइए एक थर्मोकपल को सेंसर (चित्र 6) के रूप में उपयोग करने के उदाहरण का उपयोग करके इस सर्किट के संचालन को देखें।

चावल। 6. थर्मोइलेक्ट्रिक सेंसर को चालू करने के लिए मुआवजा सर्किट

लागू वोल्टेज यू की कार्रवाई के तहत, मापने वाले रिओस्टेट के माध्यम से एक धारा प्रवाहित होती है, जो वोल्टेज यू 1 में अपने बाएं आउटपुट से मोटर तक रिओस्टेट के खंड में गिरावट का कारण बनती है। इस वोल्टेज और EMF थर्मोक्यूल्स की समानता के मामले में - ग्लूकोमीटर के माध्यम से कोई करंट नहीं होगा।

यदि ईएमएफ सेंसर का मान बदलता है, तो स्लाइडर के स्लाइडर का उपयोग करके इस वर्तमान की अनुपस्थिति को फिर से प्राप्त करना आवश्यक है। यहाँ, संतुलन पुल सर्किट के रूप में, मापा पैरामीटर का मान, हमारे मामले में तापमान (ईएमएफ थर्मोकपल) फिसलने वाले तार के पैमाने द्वारा निर्धारित किया जाता है, और इसकी मोटर की गति को एक विशेष इलेक्ट्रिक मोटर की मदद से भी अक्सर किया जाता है।

मुआवजा सर्किट की उच्च सटीकता इस तथ्य के कारण है कि माप के दौरान, सेंसर द्वारा उत्पन्न विद्युत ऊर्जा का उपभोग नहीं किया जाता है, क्योंकि इसके शामिल होने के सर्किट में वर्तमान शून्य है। इस सर्किट का उपयोग पैरामीट्रिक सेंसर के साथ भी किया जा सकता है, लेकिन फिर एक अतिरिक्त डीसी स्रोत की आवश्यकता होती है, जिसका उपयोग पैरामीट्रिक सेंसर के बिजली आपूर्ति सर्किट में किया जाता है।