Transducteur

Soti nan Wikipedia, ansiklopedi gratis.
Ale nan navigasyon Ale nan rechèch

Transducteur a se yon aparèy nenpòt kalite ki gen entansyon konvèti yon kantite fizik nan yon lòt pa chanje kèk nan karakteristik ki idantifye li. Pafwa se tèm "transducteur a" itilize kòm yon sinonim pou tèm " Capteur a ", byenke nan tèminoloji teknik yo gen yon siyifikasyon diferan. [1] [2]

Deskripsyon

Transducteurs yo gen yon kantite opinyon (oswa siyal) ak yon kantite pwodiksyon (oswa siyal). [3] ; kantite pwodiksyon an varye kòm kantite opinyon an varye epi li lye avèk li pa vle di nan yon fonksyon plis oswa mwens konplèks matematik , ki rele karakteristik transducteur a oswa fonksyon transfè transducteur a . [4] : konnen fonksyon transfè a ak kantite pwodiksyon an, se poutèt sa posib pou konnen valè kantite opinyon an ak vis vèrsa.

Pa transducteur nou vle di tou yon aparèy ki kapab transfòme yon fòm enèji nan yon lòt fòm nan youn oswa plis sistèm transfòmasyon. Yon kantite karakteristik nan yon transducteur nan sans sa a se efikasite li yo: [5] . bay enèji an k ap antre nan sistèm lan, ak yon lòt sou kite sistèm lan, rapò a yo rele "sede":

Nan ka ideyal la nan ki pèt yo enèji nan sistèm lan yo zewo, efikasite nan pral evidamman dwe maksimòm ak egal a 1, sa vle di lè

Efikasite nan yon sistèm reyèl, yon transducteur enèji, se poutèt sa yon kantite pozitif mwens pase 1 epi li endike tou an% pa miltipliye valè a pa 100.

Kantite Antre

Kèk egzanp nan kantite opinyon nan yon transducteur yo se: akselerasyon, jaden elektrik, jaden mayetik, dansite, fòs, nivo, pwa, pH, pousantaj koule, pozisyon angilè, pozisyon lineyè, presyon, radyasyon, siyal elektrik, tanperati, vitès, viskozite, imidite.

Kantite Sòti

Kantite pwodiksyon transducteurs yo jeneralman: fòs, deplasman, varyasyon enpedans oswa siyal elektrik / elektwonik.

Antre / sòti entèval

Yon transducteur karakterize pa yon seri de valè kantite opinyon kote operasyon an estab (oswa "regilye"). Nan sa a seri de valè a nan kantite a opinyon koresponn ak yon seri de valè nan kantite a pwodiksyon nan ki operasyon an nan transducteur a se regilye.

Ranje a maksimòm de kantite a yo dwe transduced dwe enkli nan seri a opinyon maksimòm de kantite a transducteur. Epitou pou pwodiksyon transducteur a, entèval operasyon regilye a dwe pran an kont.

Sinon, operasyon transducteur a pa previzib ankò e sa ka lakòz domaj.

Eg:

  • angrenaj yo dwe fèt pou dan wou yo ka kenbe tèt ak tout pouvwa yo ke yo ta ka oblije transduce epi yo dwe gen yon friksyon nan divès pati yo ki se siyifikativman pi ba pase pouvwa a minimòm previzib yo dwe transduced;
  • yon transfòmatè, si vòltaj la opinyon twò wo oswa enpedans nan chaj la manje pa pwodiksyon an twò piti, pa pral transduce fèt san pwoblèm, epi, nan ka ki pi mal la, li ka "boule";
  • si yon sezon prentan twò chaje li pa pral transduce fèt san pwoblèm, epi, nan ka ki pi mal la, li ka kraze;
  • si yon tèrmokòl sibi yon tanperati twò wo li ka fonn.

Fonksyon transfè

Icône loup mgx2.svg Menm sijè an detay: Transfè fonksyon .

Fonksyon transfè yon transducteur (oswa karakteristik transducteur a) ka lineyè , kwadratik , kib , eksponansyèl , logaritmik , elatriye. Transducteurs ki pi itilize yo gen yon karakteristik lineyè oswa yo te fè nan travay nan seri a kote karakteristik la se lineyè (oswa avèk yon bon apwoksimasyon lineyè).

Nan kèk ka se karakteristik anpirikman etabli pa tès laboratwa .

Depandans sou varyab anviwònman an

Pwatikman tout transducteurs yo gen plis oswa mwens enfliyanse, nan itilizasyon pratik yo, pa youn oswa plis nan varyab anviwònman an. Sa vle di, fonksyònman regilye yo ka depann epi yo ka enfliyanse pa tanperati, imidite, presyon, pousyè sispann, radyasyon iyonizan, jaden mayetik, jaden elektrik, klète, sibstans ki prezan nan atmosfè a, elatriye. Se poutèt sa, li nesesè yo chwazi, ak atansyon akòz, transducer ki pi apwopriye nan bi pou yo ak plas kote li se yo opere oswa, altènativman, bay bon jan pwoteksyon.

Kèk egzanp ka klarifye pwen sa a.

  • Nan yon anviwònman potansyèlman eksplozif, akòz prezans pousyè eksplozif ak / oswa sibstans chimik, yo dwe itilize yon fason apwopriye pou pwoteje eleman elektrik / elektwonik pou anpeche okenn etensèl deklanche yon eksplozyon nan anviwònman travay la.
  • Nan yon anviwònman pousyè, yo ta dwe itilize angrenaj pwoteje pou anpeche pousyè bloke operasyon regilye yo.
  • Nan yon anviwònman kote radyasyon iyonizan prezan, yo dwe itilize eleman elektwonik ki byen pwoteje pou anpeche radyasyon an domaje sikui divès kalite yo.
  • Nan yon anviwònman kote gen entans jaden mayetik ak / oswa entans jaden elektrik, li pral nesesè yo sèvi ak zouti elektrik ki pa sansib a jaden sa yo oswa, altènativman, byen pwoteje zouti.

Klasifikasyon

Transducteurs yo ka divize selon kalite opinyon ak pwodiksyon enèji. Nan ka sa a kapab genyen de fanmi diferan nan transducteurs:

  • transducteurs omojèn : transducteurs kote enèji opinyon an omojèn (ki gen nati idantik) ki gen rapò ak pwodiksyon an; kèk egzanp transducers omojèn yo se:
    • transducteurs mekanik (ki gen ladan angrenaj)
    • transducteurs idwolik (ki gen ladan penstock)
    • transducteurs elektrik (ki gen ladan transfòmatè)
    • transducteurs elektwonik (ki gen ladan tranzistò a)
  • transducteurs ki pa omojèn (oswa ibrid): transducteurs kote enèji opinyon an diferan (pa omojèn) konpare ak pwodiksyon an; kèk egzanp transducteurs ki pa omojèn yo se:
    • transduktè elektwomekanik (gwosè elektrik → gwosè mekanik ak vis vèrsa)
    • transduktè elektwo-optik (kantite elektrik → kantite optik ak vis vèrsa)
    • transducteurs mayetoelektrik (kantite mayetik → kantite elektrik ak vis vèrsa)
    • transducteurs piezoelektrik (kantite presyon → kantite elektrik ak vis vèrsa).

Transducteurs yo kapab divize tou selon rapò ant enèji pwodiksyon an ak enèji opinyon an:

  • pasif (oswa inaktif) transducteurs : lè pwodiksyon an enèji ki pi ba pase enèji nan opinyon (egzanp angrenaj, transfòmatè, sous dlo, elatriye Yon egzanp kapab transducteur a piezoceramic , ki pèrsevwar vibrasyon yo ak enpak sibi pa estrikti a pa transfòme enèji mekanik nan siyal elektrik)
  • transducteurs aktif : lè enèji pwodiksyon an egal a oswa pi gran pase enèji opinyon an. Sa vle di ke transducteur a dwe mache ak yon sous pouvwa ekstèn oksilyè (tankou triode, tranzistò, elatriye)

Transducteurs jetab

Anjeneral transducteurs yo tout ka itilize ankò plizyè fwa, men gen tou transducteurs jetab ; pou egzanp papye touris (ki transducs valè pH nan yon likid nan yon varyasyon koulè nan papye a tèt li) se youn nan sa yo:

Transducteur Fonksyon Antre Sòti fonksyon
Papye lakou pH koulè sou papye a li menm

Yon fwa yo itilize, li pa kapab ankò itilize ankò epi yo bezwen yon nouvo papye pou fè yon nouvo mezi pH. Lòt egzanp transducteurs jetab yo se kèk presyon, tanperati, elatriye transducteurs. pou aplikasyon medikal (yo jete pou pwoblèm ijyèn evidan).

Kouple

Nan seri oswa kaskad

Li posib pou marye plis transducteurs nan kaskad oswa nan seri pou jwenn yon transducteur jeneral ak karakteristik trè espesifik. Nan ka sa a kantite pwodiksyon nan transducteur an premye dwe idantik nan lanati a kantite a opinyon nan transducteur nan dezyèm yo nan lòd yo pote soti nan kouti relatif la. Alafen pwodiksyon an jeneral nan transducteurs yo anjeneral Pneumatic oswa elektrik / elektwonik.

Rezon ki fè transducteurs yo gen yon pwodiksyon pneumatik se ke, jiskaske pa anpil ane de sa, li te sistèm nan sèlman pou kapab pote soti nan operasyon konplèks, sou yon machin, nan yon fason konplètman otomatik yo.

Elektwonik dènyèman te ranplase nòmalman tout kontwòl Pneumatic e se poutèt sa anpil transducteurs modèn gen yon pwodiksyon elektrik / elektwonik. Karakteristik yo nan siyal la pwodiksyon yo nòmalize yo nan lòd yo fè siyal la reprocessable pa lòt konpozan oswa pa yon òdinatè. Nan ka sa a gen yon separasyon klè nan siyifikasyon ant "Capteur" ak "transducteur".

Capteur a se eleman ki pèrsevwa enèji nan opinyon, transduces li (sètadi chanje kèk nan karakteristik li yo), ak transmèt li nan modil la ki trete li fè li konpatib ak pwodiksyon an nòmal elektrik / elektwonik. Transducteur a se ekipman an antye ak Se poutèt sa gen ladan Capteur a ak modil la normalisation. Li ale san yo pa di ke modil la nòmalizasyon se yon transducteur nan sans lan larj, depi li transducs pwodiksyon an Capteur nan siyal la nòmal elektrik / elektwonik.

Men kèk egzanp sou lè l sèvi avèk transducteurs miltip nan kaskad

Premye egzanp

Si ou bezwen mezire yon pousantaj koule epi rapòte valè sa a nan yon enstriman nan yon chanm kontwòl ou ta ka fè yon transducteur nan fason sa. Yon tib Pitot makonnen ak yon potansyomètr makonnen, nan vire, nan yon pon Wheatstone mache, ki makonnen ak yon enstriman endikatè. Sa ki anba la yo se fonksyon yo transfè divès kalite ki enplike.

Transducteur Fonksyon Antre Sòti fonksyon
Pitot tib dimansyon deplasman lineyè
Potansyomètr deplasman lineyè chanjman nan rezistans
Powered Wheatstone Bridge chanjman nan rezistans siyal elektrik
Zouti endikatè siyal elektrik deplasman lineyè - deplasman angilè

Aktyèlman tib Pitot la mezire sòm total yon kantite pwopòsyonèl ak presyon likid nan yon kantite pwopòsyonèl ak vitès likid la (KP + K'V). Li pa difisil, soti nan mezi sa a, ekstrè sèlman eleman vitès la ak valè sa a pou kalkile pousantaj koule likid relatif la.

Dezyèm egzanp

Nan yon echèl fanmi trè komen gen kèk transducteurs. Anndan pral gen yon sezon prentan makonnen ak yon Kovèti pou. Sa ki anba la yo se fonksyon yo transfè divès kalite ki enplike.

Transducteur Fonksyon Antre Sòti fonksyon
Prentan fòs deplasman lineyè
Angrenaj deplasman lineyè deplasman angilè

Nan paralèl

Omwen teyorikman, li posib pou koup, nan paralèl, plizyè transducteurs ki idantik, se sa ki, ki gen menm opinyon ak mayitid pwodiksyon an. Nan ka sa a transducteurs yo trase sou kantite a opinyon menm nan bi pou yo gen yon pwodiksyon plis enèjik. Nan pratik sa a prèske pa janm rive (gen anpil kèk ka transducteurs ki, nan pratik, yo konekte nan paralèl) paske pa gen de transducteurs vrèman idantik.

Kouple de transducteurs nan paralèl kouri risk pou youn nan de travay yo anba Surcharge ak lòt la travay anba chaj. Risk reyèl la se ke transducteur a ki travay nan Surcharge echwe akòz chaj depase. Le pli vit ke sa rive, transducteur nan lòt ta ka tou imedyatman fail akòz chaj depase depi transducteur nan premye pa gen okenn ankò kontribye nan transfè a enèji. Se poutèt sa, tout transducteurs yo makonnen nan paralèl ka kase an menm tan an.

Gen de solisyon pou fè pou evite pwoblèm sa a. Premye solisyon an se pou mande pou yon enèji transfè an jeneral pi ba pase sòm total enèji transfè transducteurs endividyèl yo, jisteman pou anpeche transducteur k ap travay nan surcharge soti nan echwe. Dezyèm solisyon an se sèvi ak yon transducteur sèl ak karakteristik ase ogmante. Sa se, yo dwe klè, swa de oswa plis transducteurs yo te itilize fè yo travay anba chaj oswa yon transducer apwopriye pou demand ki pi wo yo te itilize.

Egzanp transducteurs ak karakteristik yo

Tablo sa a montre kèk egzanp transducteurs:

Transducteur Fonksyon Antre Sòti fonksyon
Manbràn presyon fòs - mouvman
Prentan fòs deplasman lineyè - deplasman angilè
Angrenaj deplasman angilè - deplasman lineyè deplasman angilè - deplasman lineyè
Piezoelectric presyon - fòs siyal elektrik
Pitot tib dimansyon deplasman lineyè
Thermistor tanperati varyasyon enpedans
Rezistans souch-gage fòs varyasyon enpedans
Potansyomètr deplasman lineyè - deplasman angilè varyasyon enpedans
Powered Wheatstone Bridge chanjman nan enpedans (men se pa nan kapasite) siyal elektrik
Powered Shering Bridge chanjman nan kapasite siyal elektrik
Transfòmatè siyal elektrik siyal elektrik
Bobin siyal elektrik siyal mayetik
Dirije kouran elektrik limyè siyal
Dyòd lazè kouran elektrik siyal lazè
Antèn siyal elektwomayetik siyal elektrik
Capteur koule chalè valè chalè siyal elektrik

Eleman pasif ki itilize kòm transducteurs

Gen kèk eleman pasif ki ka, ak kèk ke trik nouvèl plis oswa mwens konplèks, ak pa manje yo ak yon bon jan sous ekstèn enèji elektrik, transfòme an transducteurs. An reyalite, nan kèk ka, aparèy sa yo sèlman modifye karakteristik elektrik yo, kidonk yo pa transducers reyèl (pa gen okenn transfè enèji ant kòz ak efè), sepandan, ak aparèy sa yo, divès kalite eleman pasif yo gen yon fonksyon nan yon transfè ki mare kòz la ak efè li nan yon fason de-fason. Sa a se kondisyon ki nesesè ak ase pou kapab sèvi ak yo kòm transducteurs.

Ann wè yo ak itilizasyon yo:

Rezistans
Transducteur Fonksyon Antre Sòti fonksyon
Rezistans kouran elektrik tanperati

Rezistans lan se yon eleman pasif, men li gen yon karakteristik patikilye. Si yon kouran elektrik travèse, li chofe epi li rive nan yon tanperati tou depann de kouran elektrik k ap koule nan li (gade Efè Joule). Se poutèt sa, pa mezire tanperati a, li posib pou trase valè kouran elektrik la pase nan rezisteur la. Al gade nan ametè tèmik. Ou ka Lè sa a, pran avantaj de karakteristik sa a yo kreye yon transducteur.

Kondansateur

Kondansatè a se yon eleman pasif, men li gen yon karakteristik patikilye. Si ou chanje valè konstan Dielectric la oswa distans ki genyen ant plak yo oswa menm sifas opoze yo, paramèt elektrik li yo chanje. Ou ka pran avantaj de karakteristik sa a yo kreye yon transducteur.

  • 1ye Egzanp

Si yon figi nan kondansateur plat-fè fas a fiks ak lòt la se mobil, li posib transdwi deplasman lineyè oswa angilè nan figi mobil lan nan yon varyasyon siyal elektrik la.

Transducteur Fonksyon Antre Sòti fonksyon
Kondansateur deplasman lineyè - deplasman angilè siyal elektrik

Yon egzanp pratik se bouton an akor radyo.

  • 2yèm Egzanp

Si de fas yo nan kondansateur plat-fas yo pasyèlman benyen nan yon likid dyelèktrik (souvan lwil oliv), li posib pou transduce nivo likid dyelèktrik la nan yon varyasyon siyal elektrik la.

Transducteur Fonksyon Antre Sòti fonksyon
Kondansateur deplasman lineyè siyal elektrik
Enduktè

Enduktè a se yon eleman pasif, men li gen yon karakteristik patikilye. Si valè konstan dyelèktrik la chanje, paramèt elektrik li yo chanje. Ou ka pran avantaj de karakteristik sa a yo kreye yon transducteur. Avi kijan:

Si yon objè metal pasyèlman prezante nan yon enduktè, ka deplasman objè sa a andedan bobin an tradui nan yon varyasyon siyal elektrik la.

Transducteur Fonksyon Antre Sòti fonksyon
Enduktè deplasman lineyè - deplasman angilè siyal elektrik

Sèvi ak bak

Anjeneral, pa manje transducteurs yo bak (manje nan opinyon an ak yon gwosè konpatib ak pwodiksyon an) yo pa travay epi yo ka domaje. Gen kèk ka ki ra kote pa manje transducteurs yo nan fason sa a yo travay regilyèman, ak entèrvèrsyon a akòz nan fonksyon an transfè. Gen kèk egzanp nan transducteurs egalman fonksyone yo transfòmatè a, kèk kalite kouple Kovèti pou, transducteur piezoelectric, poul, elatriye. Kòm ou ka wè nan lis la, transducteurs yo ki ka manje bak yo tou de nan kalite a omojèn ak nan kalite a ki pa omojèn (al gade klasifikasyon ki vin apre).

Erè transducteur

Transducteurs gen anpil karakteristik ak Se poutèt sa gen menm jan anpil pwoblèm ki dwe pran an konsiderasyon pou itilizasyon pratik yo. Kèk nan karakteristik sa yo tipik nan transducteurs espesifik. Kèk nan karakteristik sa yo limite itilizasyon transducteurs:

  • Karakteristik estatik
  • Karakteristik dinamik
  • Depandans sou varyab anviwònman an
  • Transfè erè
  • Kantite erè
  • Fyab
  • Akeri erè.

An patikilye, pou tout transducteurs gen yon depandans sou varyab anviwònman an.

Transducteurs nan mond reyèl la

Transducteurs yo te jwenn nan yon bisiklèt

Kòm yon egzanp, isit la se kèk nan transducteurs yo te jwenn nan yon bisiklèt.

Transducteur Fonksyon Antre Sòti fonksyon
kouti ant kouwòn lan ak chèn lan deplasman angilè deplasman lineyè
kouti ant chèn lan ak lye la deplasman lineyè deplasman angilè
kouti ant wou an dèyè ak tè a deplasman angilè deplasman lineyè
kouti ant tè a ak wou devan an deplasman lineyè deplasman angilè
dynamo deplasman angilè siyal elektrik
anpoul limyè devan yo siyal elektrik lumineux flux
kouti ant levye a ak fil asye nan bwat yo ak fren yo deplasman angilè deplasman lineyè

Transducteurs ki pa nòmalman itilize tankou sa yo

Gen eleman ki, malgre yo te transducteurs, yo pa souvan itilize tankou sa yo.

Transducteur Fonksyon Antre Sòti fonksyon
Anpoul enkandesan enèji elektrik lumineux flux

Si kouran elektrik la ap koule nan filaman an varye, klète li yo tou varye kòmsadwa. Li teyorikman posib pou evalye kouran elektrik ki pase nan filaman tengstèn anpoul la, atravè flux lumineux ki emèt la.

Atik ki ka parèt yo dwe transducteurs, men yo pa

Gen anpil eleman ki, sou yon analiz supèrfisyèl, ta ka sanble tankou transducteurs men, si nou rete soude nan definisyon transducteur, li fasil pou konprann ke yo pa.

Transducteur Fonksyon Antre Sòti fonksyon
Chanje presyon enèji elektrik

Chanjman an se pa yon transducteur paske enèji pwodiksyon an se pa yon fonksyon enèji opinyon an. Yon dezyèm rezon ki fè yon switch se pa yon transducteur se ke si fòs la ki aktive li zero, efè li pa zero. Reyajiste efè a li nesesè peze switch la menm ankò.

Transducteur Fonksyon Antre Sòti fonksyon
Bouton presyon enèji elektrik

Bouton an se pa yon transducteur paske enèji pwodiksyon an se pa yon fonksyon enèji opinyon an. Anndan gen yon transducer (sezon prentan an) ki transduces fòs la nan deplasman lineyè.

Transducteur Fonksyon Antre Sòti fonksyon
Dyòd ak Dyòd Zener enèji elektrik -

Dyòd la ak dyòd a jonksyon Zener yo pa transducteurs paske yo pa gen yon pwodiksyon nan enèji elektrik la fèk ap rantre. Yo se youn ak sèlman eleman pasif elektwonik, se sa ki, yo modifye "elektrik aktyèl" paramèt la ki gen rapò ak "elektrik vòltaj" paramèt la.

Transducteurs prezan nan bèt ak plant yo

Definisyon transducer la trè laj ak jenerik, anpil pou transducers prezan sou bèt vivan (plant ak bèt) tou tonbe nan kategori sa a. Ann wè kèk nan yo:

Transducteur Fonksyon Antre Sòti fonksyon
Aparèy vizyèl lumineux flux siyal elèktrochimik
Sistèm tande presyon siyal elèktrochimik
Manyen detèktè presyon siyal elèktrochimik
Detèktè nan sant konpozisyon chimik siyal elèktrochimik
Boujon gou konpozisyon chimik siyal elèktrochimik
Doulè reseptè presyon siyal elèktrochimik
Kòd vokal presyon nan misk presyon
Misk siyal elèktrochimik deplasman angilè
Tande sistèm nan baton presyon (ultrason) siyal elèktrochimik
Detèktè reken elektrik siyal elektrik siyal elèktrochimik
Fèy lumineux flux siyal elèktrochimik

Remak

  1. ^ Cristian Secchi, Detèktè ak transducteurs - Sistèm kontwòl Jeni ak teknoloji ( PDF ), sou automazione.ingre.unimore.it , University of Modena ak Reggio Emilia. Rekipere 24 oktòb 2020 .
  2. ^ Cesare Svelto, Detèktè ak transducteurs ( PDF ), sou svelto.faculty.polimi.it , Politecnico di Milano - Depatman Elektwonik ak Enfòmasyon. Rekipere 24 oktòb 2020 .
    «Mo yo Capteur (plis itilize nan USA a) ak transducteur (pi komen nan Ewòp) yo tou de lajman ki itilize nan deskripsyon an nan sistèm mezi ak kontwòl. Itilizasyon aparèy sa yo nan diferan domèn jeni te kontribye nan kreye anbigwite ak enkonpreyansyon sou definisyon yo kòm byen ke tandans nan pyès monnen nouvo mo yo endike aparèy la menm (transmetè, modifier, konvètisè, detektè, kalib, selil, elatriye) pwodwi konsiderab konfizyon tèminolojik. " .
  3. ^ Achiv kopi ( PDF ), sou med.unifi.it . Retrieved 21 Me 2011 (achiv soti nan orijinal la sou 12 jen, 2013) .
  4. ^ Achiv kopi ( PDF ), sou lesim1.ing.unisannio.it . Retrieved 21 Me, 2011 (achiv soti nan orijinal la sou, 10 avril 2009) .
  5. ^ Doktè Alfredo Ferraro .

Bibliyografi

  • Doktè Alfredo Ferraro, Ansiklopedi radyo , Florence, Sansoni Edisyon Syantifik, 1954.

Atik ki gen rapò

Lòt pwojè

Lyen ekstèn

Otorite kontwòl Thesaurus BNCF 54450 · LCCN (EN) sh85136892 · GND (DE) 4064541-1 · BNF (FR) cb119776490 (dat) · NDL (EN, JA) 00,573,298