તકનીકી પરિમાણોના સેન્સર - બળ, દબાણ, ટોર્ક

તકનીકી પ્રક્રિયાઓના સ્વચાલિત અને અત્યંત સચોટ નિયંત્રણના અમલીકરણ માટે, મુખ્ય તકનીકી પરિમાણોના વર્તમાન મૂલ્યો વિશે તમારા નિકાલની માહિતી હંમેશા હોવી જરૂરી છે. સામાન્ય રીતે, આ હેતુ માટે વિવિધ સેન્સર્સનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે: દળો, દબાણ, ટોર્ક, વગેરે. ચાલો ત્રણ પ્રકારના સેન્સર્સ જોઈએ, ચાલો તેમના ઓપરેશનના સિદ્ધાંતને સમજીએ.

સૌ પ્રથમ, અમે નોંધીએ છીએ કે બળ અથવા ટોર્ક સેન્સર્સના નિર્માણમાં, સંવેદનશીલ તત્વોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જેનાં ચોક્કસ ગુણધર્મો એક અથવા બીજા બાહ્ય પ્રભાવના પરિણામે વિરૂપતાની વર્તમાન ડિગ્રી અનુસાર બદલાય છે.

આ સ્થિતિસ્થાપક મેટલ પ્લેટ્સ, સ્પ્રિંગ્સ અથવા શાફ્ટ હોઈ શકે છે, જેનું વિરૂપતા ચુંબકીય, પીઝોઇલેક્ટ્રિક અથવા સેમિકન્ડક્ટર તત્વમાં પ્રસારિત થાય છે, જેના વિદ્યુત અથવા ચુંબકીય પરિમાણો સીધા વિરૂપતાની ડિગ્રી પર નિર્ભર રહેશે. વિરૂપતાના કદ અને તે મુજબ, બળ (દબાણ, ટોર્ક) નો વિચાર મેળવવા માટે આ પરિમાણને માપવા માટે તે પૂરતું હશે.

ટેન્સમેટ્રિક તાણ ગેજ

પર આધારિત સૌથી સરળ તાણ ગેજ તાણ ગેજ વાયર કન્વર્ટર તેમાં એક યાંત્રિક સ્થિતિસ્થાપક તત્વ શામેલ છે જે વિકૃતિને આધિન છે અને તેની સાથે જોડાયેલ સ્ટ્રેઇન ગેજ છે, જેનું વિરૂપતા સીધા ઇલેક્ટ્રિકલ સિગ્નલમાં રૂપાંતરિત થાય છે.

પાતળો (15 થી 60 માઇક્રોનનો વ્યાસ ધરાવતો) નિક્રોમ, કોન્સ્ટેન્ટન અથવા એલિનવાર વાયર, જે સાપ સાથે ફોલ્ડ કરવામાં આવે છે અને ફિલ્મ બેકિંગ પર નિશ્ચિત હોય છે, તે સ્ટ્રેઇન ગેજ સેન્સર તરીકે કામ કરે છે. આવા ટ્રાન્સડ્યુસરને સપાટી પર ગુંદર કરવામાં આવે છે જેની વિકૃતિ માપવાની છે.

યાંત્રિક સ્થિતિસ્થાપક તત્વનું વિરૂપતા તેની લંબાઈ સાથે વાયરના સ્ટ્રેચિંગ અથવા કમ્પ્રેશન તરફ દોરી જાય છે, જ્યારે તેનો ક્રોસ-સેક્શન ઘટે છે અથવા વધે છે, જે ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહના કન્વર્ટરના પ્રતિકારમાં ફેરફારને અસર કરે છે.

આ પ્રતિકાર (તેની આજુબાજુ વોલ્ટેજ ડ્રોપ) માપવાથી, અમને યાંત્રિક વિકૃતિની તીવ્રતા અને તે મુજબ, બળનો ખ્યાલ આવે છે, જો કે વિકૃત તત્વના યાંત્રિક પરિમાણો જાણીતા હોય.

પ્રેશર ગેજ ટોર્ક સેન્સર્સ

બળની ક્ષણને માપવા માટે, સ્પ્રિંગ્સ અથવા પાતળા શાફ્ટના સ્વરૂપમાં સંવેદનશીલ સ્થિતિસ્થાપક તત્વોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જે તકનીકી પ્રક્રિયા દરમિયાન ટ્વિસ્ટેડ થાય છે. સ્થિતિસ્થાપક કોણીય વિરૂપતા, એટલે કે, વસંતની શરૂઆત અને અંતનો સંબંધિત કોણ, માપવામાં આવે છે અને વિદ્યુત સંકેતમાં રૂપાંતરિત થાય છે.

સ્થિતિસ્થાપક તત્વ સામાન્ય રીતે ટ્યુબમાં બંધ હોય છે, જેનો એક છેડો સ્થિર હોય છે અને બીજો કોણીય વિસ્થાપન સેન્સર સાથે જોડાયેલ હોય છે જે ટ્યુબના છેડા અને વિકૃત તત્વ વચ્ચેના વિચલનના કોણને માપે છે.

આમ, એક સિગ્નલ પ્રાપ્ત થાય છે જે ટોર્કની તીવ્રતા વિશેની માહિતી ધરાવે છે.સ્પ્રિંગમાંથી સિગ્નલ દૂર કરવા માટે, સ્ટ્રેઇન-રેઝિસ્ટર એલિમેન્ટના વાયરો સ્લિપ રિંગ્સ દ્વારા પીંછીઓ સાથે જોડાયેલા હોય છે.

મેગ્નેટોસ્ટ્રેક્ટિવ ફોર્સ સેન્સર્સ

સ્ટ્રેઈન ગેજ મેગ્નેટોસ્ટ્રિક્ટિવ ટ્રાન્સડ્યુસર સાથે ફોર્સ સેન્સર પણ છે. અહીં વપરાય છે વ્યસ્ત મેગ્નેટોસ્ટ્રિક્શન ઘટના (વિલારી અસર), જેમાં એ હકીકતનો સમાવેશ થાય છે કે જ્યારે આયર્ન-નિકલ એલોય (જેમ કે પરમાલોઇડ) ના બનેલા કોર પર દબાણ લાગુ કરવામાં આવે છે, ત્યારે તેની ચુંબકીય અભેદ્યતા બદલાય છે.

કોરનું રેખાંશ સંકોચન વિસ્તરણ તરફ દોરી જાય છે તેના હિસ્ટેરેસિસ લૂપ્સ, લૂપની ઢાળ ઓછી થાય છે, જે અનુક્રમે ચુંબકીય અભેદ્યતાના મૂલ્યમાં ઘટાડો તરફ દોરી જાય છે - સેન્સર વિન્ડિંગ્સના ઇન્ડક્ટન્સ અથવા મ્યુચ્યુઅલ ઇન્ડક્ટન્સમાં ઘટાડો.

ચુંબકીય લાક્ષણિકતાઓ બિન-રેખીય હોવાથી અને તે હકીકતને કારણે કે તેઓ તાપમાન દ્વારા નોંધપાત્ર રીતે પ્રભાવિત થાય છે, વળતર સર્કિટનો ઉપયોગ કરવો જરૂરી બને છે.

નીચેની સામાન્ય યોજના વળતર માટે લાગુ પડે છે. નિકલ-ઝિંક ફેરાઇટથી બનેલા બંધ મેગ્નેટોસ્ટ્રિક્ટીવ મેગ્નેટિક કોરને માપી શકાય તેવા બળને આધિન કરવામાં આવે છે. આવા કોરમાં બળના દબાણનો અનુભવ થતો નથી, પરંતુ બે વાયરના વિન્ડિંગ્સ એકબીજા સાથે જોડાયેલા હોય છે, તેથી કુલ EMF માં ફેરફાર થાય છે.

પ્રાથમિક વિન્ડિંગ્સ સમાન હોય છે અને શ્રેણીમાં જોડાયેલા હોય છે, તે દસ કિલોહર્ટ્ઝની અંદર આવર્તન સાથે વૈકલ્પિક પ્રવાહ દ્વારા સંચાલિત થાય છે, જ્યારે ગૌણ વિન્ડિંગ્સ (એક જ) વિરુદ્ધ રીતે ચાલુ થાય છે, અને વિકૃત બળની ગેરહાજરીમાં, કુલ EMF છે. 0. જો પ્રથમ કોર પર દબાણ વધે છે, તો આઉટપુટ પર કુલ EMF બિન-શૂન્ય છે અને વિરૂપતાના પ્રમાણસર છે.