પોટેન્ટિઓમેટ્રિક સેન્સર્સ

પોટેન્ટિઓમીટર સેન્સર એક વેરિયેબલ રેઝિસ્ટર છે જેના પર સપ્લાય વોલ્ટેજ લાગુ કરવામાં આવે છે, તેનું ઇનપુટ મૂલ્ય વર્તમાન-સંગ્રહી સંપર્કનું રેખીય અથવા કોણીય વિસ્થાપન છે, અને આઉટપુટ મૂલ્ય એ આ સંપર્ક દ્વારા લેવાયેલ વોલ્ટેજ છે, જે તેની સ્થિતિ તરીકે તીવ્રતામાં બદલાય છે. ફેરફારો

પોટેન્ટિઓમેટ્રિક સેન્સર્સ રેખીય અથવા કોણીય વિસ્થાપનને વિદ્યુત સંકેતમાં રૂપાંતરિત કરવા તેમજ સતત પ્રકારના સ્વચાલિત અને સ્વચાલિત ઉપકરણોમાં સરળ કાર્યાત્મક નિર્ભરતાને પુનઃઉત્પાદિત કરવા માટે રચાયેલ છે.

પોટેન્ટિઓમેટ્રિક સેન્સર કનેક્શન ડાયાગ્રામ

પ્રતિકાર દ્વારા, પોટેન્ટિઓમેટ્રિક સેન્સરને વિભાજિત કરવામાં આવે છે

• સતત પ્રતિકાર સાથે lamellas;

• સતત વિન્ડિંગ સાથે વાયર કોઇલ;

• પ્રતિકારક સ્તર સાથે.

લેમેલર પોટેન્ટિઓમેટ્રિક સેન્સર્સનો ઉપયોગ ચોક્કસ ડિઝાઇન ખામીઓને કારણે પ્રમાણમાં બરછટ માપન કરવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો.

આવા સેન્સરમાં, ખાસ રીતે નામાંકિત રીતે પસંદ કરાયેલ સતત રેઝિસ્ટરને લેમેલીમાં સોલ્ડર કરવામાં આવે છે.

લેમેલા એ વૈકલ્પિક વાહક અને બિન-વાહક તત્વો સાથેનું માળખું છે જેના પર કલેક્ટર સંપર્ક સ્લાઇડ કરે છે.જ્યારે વર્તમાન કલેક્ટરને એક વાહક તત્વમાંથી બીજામાં ખસેડવામાં આવે છે, ત્યારે તેની સાથે જોડાયેલા રેઝિસ્ટરનો કુલ પ્રતિકાર એક પ્રતિકારના નજીવા મૂલ્યને અનુરૂપ રકમ દ્વારા બદલાય છે. પ્રતિકારમાં ફેરફાર વિશાળ શ્રેણીમાં થઈ શકે છે. માપનની ભૂલ સંપર્ક પેડ્સના કદ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.

લેમેલર પોટેન્ટિઓમીટર સેન્સર

વાયર પોટેન્ટિઓમીટર સેન્સર વધુ સચોટ માપન માટે રચાયેલ છે. નિયમ પ્રમાણે, તેમની ડિઝાઇન ગેટિનાક્સ, ટેક્સ્ટોલાઇટ અથવા સિરામિક્સની બનેલી ફ્રેમ છે, જેના પર એક સ્તરમાં પાતળા વાયર ઘા છે, વળાંકમાં વળે છે, જેની સાફ કરેલી સપાટી પર વર્તમાન કલેક્ટર સ્લાઇડ કરે છે.

વાયરનો વ્યાસ નક્કી કરે છે ચોકસાઈ વર્ગ પોટેન્ટિઓમીટર સેન્સર (ઉચ્ચ 0.03-0.1mm છે, નીચું 0.1-0.4mm છે). વાયર સામગ્રી: મેંગેનીન, ફેક્રલ, ઉમદા ધાતુઓ પર આધારિત એલોય. સ્લિપ રિંગ તારને ચાફિંગથી બચાવવા માટે નરમ સામગ્રીથી બનેલી છે.

પોટેન્ટિઓમીટર સેન્સરના ફાયદા:

• ડિઝાઇનની સરળતા;

• નાના કદ અને વજન;

• સ્થિર લાક્ષણિકતાઓની રેખીયતાની ઉચ્ચ ડિગ્રી;

• લાક્ષણિકતાઓની સ્થિરતા;

• વૈકલ્પિક વર્તમાન અને ડાયરેક્ટ કરંટ પર ઓપરેશનની શક્યતા.

પોટેન્ટિઓમીટર સેન્સરના ગેરફાયદા:

• સ્લાઇડિંગ સંપર્કની હાજરી, જે સંપર્ક ટ્રેસના ઓક્સિડેશન, વળાંકને ઘસવા અથવા સ્લાઇડરના વળાંકને કારણે નુકસાન પહોંચાડી શકે છે;

• લોડને કારણે કામગીરીમાં ભૂલ;

• પ્રમાણમાં નાનું રૂપાંતર પરિબળ;

• ઉચ્ચ સંવેદનશીલતા થ્રેશોલ્ડ;

• અવાજની હાજરી;

• આવેગ વિસર્જનના પ્રભાવ હેઠળ વિદ્યુત ધોવાણ માટે સંવેદનશીલતા.

પોટેન્ટિઓમેટ્રિક સેન્સરની સ્થિર લાક્ષણિકતા

બદલી ન શકાય તેવા પોટેન્ટિઓમેટ્રિક સેન્સરની સ્થિર લાક્ષણિકતા

ચાલો ઉદાહરણ તરીકે સતત કોઇલ સાથે પોટેન્ટિઓમીટર સેન્સરનો વિચાર કરીએ. પોટેન્ટિઓમીટર ટર્મિનલ્સ પર AC અથવા DC વોલ્ટેજ U લાગુ કરવામાં આવે છે. ઇનપુટ મૂલ્ય વિસ્થાપન X છે, આઉટપુટ મૂલ્ય વોલ્ટેજ Uout છે. નિષ્ક્રિય મોડ માટે, સેન્સરની સ્થિર લાક્ષણિકતા રેખીય છે કારણ કે સંબંધ સાચો છે: Uout = (U/R) r,

જ્યાં R એ કોઇલ પ્રતિકાર છે; r એ કોઇલના એક ભાગનો પ્રતિકાર છે.

આપેલ છે કે r/R = x/l, જ્યાં l કોઇલની કુલ લંબાઈ છે, તો આપણને Uout = (U/l) x = Kx [V/m] મળે છે,

જ્યાં K એ સેન્સરનું રૂપાંતરણ (ટ્રાન્સમિશન) ગુણાંક છે.

દેખીતી રીતે, આવા સેન્સર ઇનપુટ સિગ્નલના ચિહ્નમાં ફેરફારને પ્રતિસાદ આપશે નહીં (સેન્સર ઉલટાવી શકાય તેવું છે). એવી યોજનાઓ છે જે હસ્તાક્ષરમાં ફેરફાર પ્રત્યે સંવેદનશીલ હોય છે. આવા સેન્સરની સ્થિર લાક્ષણિકતા આકૃતિમાં દર્શાવેલ સ્વરૂપ ધરાવે છે.

પોટેન્ટિઓમીટર સેન્સરનું ઉલટાવી શકાય તેવું સર્કિટ

ઉલટાવી શકાય તેવા પોટેન્ટિઓમેટ્રિક સેન્સરની સ્થિર લાક્ષણિકતા

વિવિધ પ્રકારની ભૂલોની હાજરીને કારણે પરિણામી આદર્શ લાક્ષણિકતાઓ વાસ્તવિક વ્યક્તિઓથી નોંધપાત્ર રીતે અલગ હોઈ શકે છે:

1. ડેડ ઝોન.

આઉટપુટ વોલ્ટેજ અલગ અલગ રીતે બદલાય છે, એટલે કે. આ ઝોન ત્યારે થાય છે જ્યારે, નાના ઇનપુટ મૂલ્ય માટે, Uout બદલાતું નથી.

વોલ્ટેજ જમ્પની તીવ્રતા સૂત્ર દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે: DU = U / W, જ્યાં W એ વળાંકોની સંખ્યા છે.

સંવેદનશીલતા થ્રેશોલ્ડ કોઇલ વાયરના વ્યાસ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે: Dx = l / W.

ડેડ બેન્ડ માટે પોટેન્ટિઓમેટ્રિક સેન્સર

2. વાયર વ્યાસ, પ્રતિકાર અને વિન્ડિંગ પિચની પરિવર્તનશીલતાને કારણે સ્થિર લાક્ષણિકતાઓની અનિયમિતતા.

3. મોટરના પરિભ્રમણની અક્ષ અને માર્ગદર્શિકા સ્લીવ (તેને ઘટાડવા માટે કમ્પ્રેશન સ્પ્રિંગ્સનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે) વચ્ચે બેકલેશની ભૂલ.

4.ઘર્ષણને કારણે ભૂલ.

પોટેન્ટિઓમીટર સેન્સરના બ્રશને ચલાવતા તત્વની ઓછી શક્તિઓ પર, ઘર્ષણને કારણે સ્થિરતા ઝોન થઈ શકે છે.

બ્રશનું દબાણ કાળજીપૂર્વક ગોઠવવું આવશ્યક છે.

5. લોડ પ્રભાવને કારણે ભૂલ.

લોડની પ્રકૃતિના આધારે, સ્થિર અને ગતિશીલ મોડ બંનેમાં ભૂલ થાય છે. સક્રિય લોડ સાથે, સ્થિર લાક્ષણિકતા બદલાય છે. આઉટપુટ વોલ્ટેજ મૂલ્ય અભિવ્યક્તિ અનુસાર નક્કી કરવામાં આવશે: Uout = (UrRn) / (RRn + Rr-r2)

આ. Uout = f (r) Rn પર આધાર રાખે છે. Rn >> R સાથે બતાવી શકાય છે કે Uout = (U/R) r;

જ્યારે Rn લગભગ R ની બરાબર હોય, ત્યારે અવલંબન બિન-રેખીય હોય છે અને જ્યારે સ્લાઇડર (2/3)) l થી વિચલિત થાય ત્યારે સેન્સરની મહત્તમ ભૂલ હશે. સામાન્ય રીતે Rн/R = 10 … 100 પસંદ કરો. x = (2/3) l પરની ભૂલની તીવ્રતા અભિવ્યક્તિ દ્વારા નક્કી કરી શકાય છે: E = 4/27η, જ્યાં η= Rн/R — લોડ ફેક્ટર.

લોડ હેઠળ પોટેન્ટિઓમેટ્રિક સેન્સર

a — લોડ સાથે પોટેન્ટિઓમેટ્રિક સેન્સરનું સમકક્ષ સર્કિટ, b — પોટેન્ટિઓમેટ્રિક સેન્સરની સ્થિર લાક્ષણિકતા પર ભારનો પ્રભાવ.

પોટેન્ટિઓમેટ્રિક સેન્સરની ગતિશીલ લાક્ષણિકતાઓ

ટ્રાન્સમિશન કાર્ય

ટ્રાન્સફર ફંક્શન મેળવવા માટે, લોડ વર્તમાનને આઉટપુટ મૂલ્ય તરીકે લેવાનું વધુ અનુકૂળ છે; તે સમકક્ષ જનરેટર પ્રમેયનો ઉપયોગ કરીને નક્કી કરી શકાય છે. B = Uout0 / (Rvn + Zn)

બે કિસ્સાઓ ધ્યાનમાં લો:

1. ભાર સંપૂર્ણપણે સક્રિય Zn = Rn છે કારણ કે Uout0 = K1x In = K1x / (Rin + Rn)

જ્યાં K1 એ સેન્સરની નિષ્ક્રિય ગતિ છે.

લેપ્લેસ ટ્રાન્સફોર્મ લાગુ કરવાથી, અમે ટ્રાન્સફર ફંક્શન મેળવીએ છીએ W (p) = In (p) / X (p) = K1 / (Rin + Rn) = K

આ રીતે, અમે એક જડતા રહિત કનેક્શન મેળવ્યું છે, જેનો અર્થ છે કે સેન્સર પાસે આ કનેક્શનને અનુરૂપ તમામ આવર્તન અને સમય લાક્ષણિકતાઓ છે.

સમકક્ષ સર્કિટ

2. સક્રિય ઘટક સાથે પ્રેરક ભાર.

U = RvnIn + L (dIn / dt) + RnIn

લેપ્લેસ ટ્રાન્સફોર્મ લાગુ કરવાથી, અમે Uoutx (p) = In (p) [(Rvn + pL) + Rn] મેળવીએ છીએ.

રૂપાંતરણો દ્વારા, વ્યક્તિ W (p) = K / (Tp + 1) ફોર્મના ટ્રાન્સફર ફંક્શન પર પહોંચી શકે છે — 1 લી ક્રમનું એપિરીયોડિક જોડાણ,

જ્યાં K = K1 / (Rvn + Rn)

T = L / (Rvn + Rn);

પોટેન્ટિઓમીટર સેન્સરનો આંતરિક અવાજ

બતાવ્યા પ્રમાણે, જેમ જેમ બ્રશ વળાંક તરફ આગળ વધે છે તેમ, આઉટપુટ વોલ્ટેજ અચાનક બદલાય છે. સ્ટેપિંગ દ્વારા સર્જાયેલી ભૂલ ટ્રાન્સફર ફંક્શનના આઉટપુટ વોલ્ટેજ પર સુપરઇમ્પોઝ કરેલા લાકડાંઈ નો વહેર વોલ્ટેજના સ્વરૂપમાં છે, એટલે કે. અવાજ છે. જો બ્રશ વાઇબ્રેટ કરે છે, તો ચળવળ પણ અવાજ (દખલગીરી) બનાવે છે. કંપનશીલ અવાજનું આવર્તન સ્પેક્ટ્રમ ઓડિયો આવર્તન શ્રેણીમાં છે.

સ્પંદનોને દૂર કરવા માટે, પેન્ટોગ્રાફ્સ એકસાથે ફોલ્ડ વિવિધ લંબાઈના ઘણા વાયરથી બનેલા છે. પછી દરેક વાયરની કુદરતી આવર્તન અલગ હશે, આ તકનીકી પડઘોના દેખાવને અટકાવે છે. થર્મલ અવાજનું સ્તર ઓછું છે, તે ખાસ કરીને સંવેદનશીલ સિસ્ટમોમાં ધ્યાનમાં લેવામાં આવે છે.

કાર્યાત્મક પોટેન્ટિઓમેટ્રિક સેન્સર્સ

એ નોંધવું જોઈએ કે ઓટોમેશનમાં ફંક્શનલ ટ્રાન્સફર ફંક્શનનો ઉપયોગ ઘણીવાર બિનરેખીય અવલંબન મેળવવા માટે થાય છે. તે ત્રણ રીતે બાંધવામાં આવે છે:

• કોઇલ સાથે વાયરનો વ્યાસ બદલવો;

• કોઇલ પિચ ફેરફાર;

• ચોક્કસ રૂપરેખાંકન સાથે ફ્રેમનો ઉપયોગ;

• વિવિધ કદના પ્રતિકાર સાથે રેખીય પોટેન્ટિઓમીટરના વિભાગોને દાવપેચ દ્વારા.

ઉદાહરણ તરીકે, ત્રીજી પદ્ધતિ અનુસાર ચતુર્ભુજ અવલંબન મેળવવા માટે, આકૃતિમાં બતાવ્યા પ્રમાણે, ફ્રેમની પહોળાઈને રેખીય રીતે બદલવી જરૂરી છે.

કાર્યાત્મક પોટેન્ટિઓમીટર સેન્સર

મલ્ટી-ટર્ન પોટેન્ટિઓમીટર

પરંપરાગત પોટેન્ટિઓમીટર સેન્સરની મર્યાદિત ઓપરેટિંગ રેન્જ હોય ​​છે. તેનું મૂલ્ય ફ્રેમના ભૌમિતિક પરિમાણો અને કોઇલ વળાંકની સંખ્યા દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. તેઓ અનિશ્ચિત સમય સુધી વધારી શકતા નથી. તેથી, મલ્ટિ-ટર્ન પોટેન્ટિઓમીટર સેન્સર્સને એપ્લિકેશન મળી છે, જ્યાં પ્રતિકારક તત્વ સર્પાકાર રેખામાં અનેક વળાંકો સાથે ટ્વિસ્ટેડ હોય છે, તેમની ધરી ઘણી વખત ફેરવવી જોઈએ જેથી મોટર કોઇલના એક છેડાથી બીજા છેડા સુધી જાય, એટલે કે. આવા સેન્સરની વિદ્યુત શ્રેણી 3600 નો ગુણાંક છે.

મલ્ટિ-ટર્ન પોટેન્ટિઓમીટરનો મુખ્ય ફાયદો એ તેમનું ઉચ્ચ રીઝોલ્યુશન અને ચોકસાઈ છે, જે નાના એકંદર પરિમાણો સાથે પ્રતિકારક તત્વની મોટી લંબાઈને કારણે પ્રાપ્ત થાય છે.

ફોટોપોટેન્ટિઓમીટર

ફોટોપોટેન્ટિઓમીટર - એક પ્રતિરોધક સ્તર સાથેના પરંપરાગત પોટેન્ટિઓમીટરનું બિન-સંપર્ક એનાલોગ છે, તેમાંના યાંત્રિક સંપર્કને ફોટોકન્ડક્ટિવ દ્વારા બદલવામાં આવે છે, જે, અલબત્ત, વિશ્વસનીયતા અને સેવા જીવનને વધારે છે. ફોટોપોટેન્શિઓમીટરમાંથી સિગ્નલ પ્રકાશ ચકાસણી દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે જે સ્લાઇડર તરીકે કાર્ય કરે છે. તે વિશિષ્ટ ઓપ્ટિકલ ઉપકરણ દ્વારા રચાય છે અને ફોટોકન્ડક્ટિવ સ્તર સાથે બાહ્ય યાંત્રિક ક્રિયાના પરિણામે વિસ્થાપિત થઈ શકે છે. જ્યાં ફોટોલેયર ખુલ્લું થાય છે તે બિંદુએ, વધુ પડતી (અંધારાની સરખામણીમાં) ફોટોકન્ડક્ટિવિટી થાય છે અને વિદ્યુત સંપર્ક થાય છે.

ફોટોપોટેન્ટિઓમીટરને હેતુ દ્વારા રેખીય અને કાર્યાત્મકમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે.

કાર્યાત્મક ફોટોપોટેન્શિઓમીટર પ્રોફાઈલ રેઝિસ્ટિવ લેયર (હાયપરબોલિક, ઘાતાંકીય, લઘુગણક) ને કારણે આપેલ કાર્યાત્મક સ્વરૂપ સાથે પ્રકાશ સ્ત્રોતની અવકાશી હિલચાલને ઇલેક્ટ્રિકલ સિગ્નલમાં રૂપાંતરિત કરવાની મંજૂરી આપે છે.