Transducteurs se aparèy elektwonik ki itilize pou konvèti enèji soti nan yon fòm nan yon lòt. Yo te itilize nan yon varyete aplikasyon pou, de automatisation endistriyèl pou D' medikal.
Nan atik sa a, nou pral bay yon apèsi sou sa transducteurs yo ye ak kijan yo itilize yo. Nou pral kouvri diferan kalite transducteurs, aplikasyon yo, ak fason yo itilize yo:
Definisyon transducer
Yon transducer se yon aparèy ki konvèti enèji soti nan yon fòm nan yon lòt. Majorite transducteurs konvèti enèji acoustic oswa mekanik (sa vle di vag son oswa vibrasyon) nan siyal elektrik oswa vis vèrsa, menm si gen tou sa yo ki ka konvèti enèji ki soti nan limyè, tanperati, presyon, chan mayetik ak varyab pozisyon an valè elektrik mezirab.
Egzanp transducteurs yo itilize souvan yo enkli:
- mikro ki konvèti enèji acoustic nan siyal elektrik;
- ansent ki konvèti siyal elektrik nan vag acoustic;
- tèmistè ki konvèti fluctuations tanperati an vòltaj mezirab;
- kristal piezoelectric ki ka jenere siyal elektrik an repons a deformation mekanik;
- mezi souch pou detekte ti varyasyon nan deplasman fizik tankou fòs oswa koupl.
Transducteurs yo lajman itilize nan aplikasyon pou chak jou tankou telefòn, imaj medikal ak sistèm dyagnostik machin osi byen ke sistèm siveyans espesyalize tankou sismograf ak rezo transmisyon siyal fib-optik. Transducteurs pèmèt kapti chanjman sibtil nan konpòtman fizik yon sistèm lè l sèvi avèk teknik mezi quantitative tankou mezi koule ak siveyans nan vitès operasyonèl / tanperati elatriye.
Kalite transducteurs
Transducteurs se aparèy ki konvèti enèji soti nan yon fòm nan yon lòt. Nan kontèks sistèm acoustic, transducteurs yo souvan itilize konvèti enèji fizik nan siyal elektrik, oswa ranvèse - elektrisite nan vag son. Pandan ke gen anpil kalite transducteurs disponib sou mache a jodi a, yo tout opere dapre kèk prensip senp.
Kalite ki pi fondamantal nan transducer se yon piezoelektrik dispositif, konnen tou kòm yon mikwofòn kontak oswa piezo pou kout. Transducteurs piezo konvèti vibrasyon mekanik nan siyal elektrik lè l sèvi avèk la efè piezoelectric; se yon chaj elektrik ki pwodui atravè konpresyon oswa Vibration lè sèten materyèl dyelèktrik (tankou kwatz) yo sibi estrès mekanik. Lè sa a, chaj elektrik sa a ka anplifye ak konvèti nan yon son ki ka tande atravè moun kap pale oswa kas ekoutè.
Yon lòt kalite popilè nan transducer se la elektwomayetik bobin transducer – pafwa refere yo tou senpleman kòm yon MIC. Sa yo konpoze de yon elektwoman ki vlope ak yon bobin fil; lè ekspoze a vag son, bobin sa a pral kreye pwòp kouran elektrik li yo, ki ka Lè sa a, dwe anplifye ak transmèt atravè moun kap pale oswa kas ekoutè. Kòm yo gen tandans reponn ak plis presizyon atravè chenn frekans pase aparèy ki baze sou piezo, mikwofòn yo souvan itilize nan estidyo anrejistreman ak pèfòmans ap viv sanble.
Finalman, genyen Bwat konvètisè dijital (DAC) transducteurs; travay sa yo nan trete enfòmasyon dijital ak konvèti li nan siyal analòg (oswa vis vèrsa). Aparèy sa yo esansyèl pou transmèt siyal odyo sou rezo dijital tankou koneksyon Bluetooth; nan ka sa a, yon DAC ta dwe itilize filtre soti nan pati nan siyal la ki ka entèfere ak bon jan kalite lèktur odyo anvan transmisyon sou koneksyon san fil.
Travay Prensip
Yon transducer se yon aparèy ki itilize pou konvèti enèji soti nan yon fòm nan yon lòt. Li travay pa pran enèji D', tankou elektrisite oswa limyè, ak konvèti li nan mouvman mekanik oswa son.
Aplikasyon ki pi komen nan transducteurs se nan konvèsyon siyal elektrik nan vag son. Sa a se kalite transducteur yo itilize nan yon varyete aplikasyon, ki gen ladan sistèm odyo, enstriman medikal, ak aparèy militè yo.
Koulye a, an n eksplore ki jan yon transducer travay ak divès kalite itilizasyon li yo.
Ki jan transducteurs travay
Yon transducer se yon aparèy elektrik ki souvan itilize pou konvèti yon siyal elektrik nan yon kantite fizik tankou son, chalè, oswa mouvman. Konvèsyon sa a fèt lè l sèvi avèk yon Capteur pou pwodwi yon siyal analòg oswa siyal dijital. Lè sa a, siyal analòg la konvèti nan yon fòm lizib nan swa vòltaj oswa aktyèl. Diferan kalite transducteur yo disponib pou detekte diferan kalite siyal enèji tankou vibrasyon mekanik ak presyon.
Transducteurs gen twa eleman kle: yon sous (antre), eleman entèmedyè (anplifikatè), ak detektè (sòti). Sous la aplike enèji nan fòm presyon, vag son, kouran elektrik elatriye, ki ka detekte pa eleman entèmedyè a ak anplifye jan sa nesesè anvan yo te voye sou yo dwe detekte. Lè eleman entèmedyè a resevwa enèji nan opinyon li tou detekte nenpòt pwopriyete Predetermined tankou frekans ak anplitid. Detektè a detekte pwopriyete sa yo epi konvèti yo tounen nan yon pwopriyete fizik mezirab tankou vòltaj oswa aktyèl nan etap pwodiksyon an pou plis itilize.
Nan pwosesis automatisation, modil operasyon tankou robo yo entegre ak pouvwa transducteurs pou yo ka detekte fòs ekstèn ki aji sou bra robo a epi asire mouvman li rete an sekirite nan limit operasyonèl yo. Transducteurs pouvwa yo itilize tou nan sistèm kontwòl endistriyèl kote kouran ak vòltaj yo bezwen kontwole avèk presizyon pou estabilite alontèm ak presizyon nan pwosesis otomatik yo. Nan sistèm automatisation lakay yo, kadna pòt yo anjeneral itilize detèktè yo nan lòd yo limen limyè lè yon moun apwoche yon pòt oswa louvri fenèt lè yo santi mouvman andedan yon anviwònman lakay ou.
Kalite siyal transducer
Transducteurs se eleman yon sistèm ki itilize pou konvèti yon fòm enèji nan yon lòt. Yo mezire, santi, ak transmèt diferan kalite siyal tankou elektrik, mekanik, tèmik, ak optik. Siyal transducer yo sitou divize an de gwo kategori: analòg ak dijital.
Transducteurs analòg yo mezire divès enfòmasyon fizik ki soti nan anviwònman an pou jenere siyal analòg ki reprezante enfòmasyon sa yo nan yon fòma elektrik. Done tankou presyon, tanperati, vitès ak akselerasyon ka konvèti an siyal analòg lè l sèvi avèk transducteurs pou mezi oswa kontwòl. Egzanp transducteurs analòg yo enkli mikwofòn ki konvèti ond son an vòltaj elektrik; akseleromèt piezoelectric ki konvèti vibrasyon mekanik an kouran elektrik; tèrmokapteur ki detekte tanperati; elatriye
Transducer dijital konvèti yon siyal ki soti nan paramèt fizik (tankou limyè oswa son) nan reprezantasyon dijital ki ka pwodwi sèlman apre pwosesis fini sou processeur siyal dijital la tache ak transducer nan tèt li. Kontrèman ak siyal analòg, siyal dijital konpoze de nivo disrè tankou 0s ak 1s ki koresponn ak kèk eta predefini olye ke yon vòltaj kontinyèl oswa nivo aktyèl nan ka ta gen sa yo analòg. Pwosesis siyal dijital yo itilize anpil nan sistèm telekominikasyon tankou telefòn mobil yo, detèktè tankou limyè ki ap dirije, panno solè elatriye, kote done dijital ap koule atravè rezo a pi gwo vitès konpare ak done tokay-analòg li yo. Se paske pri pou fòme sikui pou transmisyon yon sèl ti pi piti anpil pase sa ki asosye ak fòmasyon sikui pou voye yon fòm ond odyo moso pa moso nan yon ranje frekans patikilye sou yon distans.
Aplikasyon
Yon transducer se lajman ki itilize nan yon varyete aplikasyon pou diferan, tankou aparèy medikal D ', detèktè otomobil, ak sistèm kontwòl pwosesis endistriyèl. Li se yon aparèy ki konvèti enèji soti nan yon fòm, analòg oswa dijital, nan yon lòt fòm. Anplis de sa, transducteurs yo se fondasyon an nan nenpòt ki sistèm automatisation modèn depi yo te itilize pou konvèsyon siyal ak kondisyone siyal.
Ann eksplore aplikasyon yo divès kalite transducteurs:
Otomobil
Transducteurs otomobil yo itilize anpil nan endistri otomobil la pou yon varyete aplikasyon akòz pèfòmans egzak yo, ti gwosè, ak efikasite pri. Yo se zouti trè enpòtan yo itilize nan sistèm siveyans ak kontwòl nan machin yo mezire paramèt divès kalite tankou tanperati, presyon, ak pozisyon.
Transducteurs yo souvan itilize nan motè otomobil pou mezire vitès, pozisyon eleman yo tankou piston oswa camshafts, presyon echapman oswa polyan, tanperati oswa to koule. Transducteurs ka ede idantifye pwoblèm enprevi ke metòd enspeksyon òdinè ta manke. Pou egzanp, yon transducer vitès wotasyon ka itilize pou mezire nenpòt fluctuations nan RPM motè ki ta ka endike mete jeneral ak chire, konbisyon nòmal oswa pwoblèm aliyman.
Nan sistèm elektrik veyikil la yo ka itilize yo pou detekte siyal elektwonik epi bay fidbak sou si li nan espesifikasyon manifakti a epi ede depanaj sistèm elektrik nan machin nan. Aplikasyon tipik yo enkli mezi batri aktyèl ak nivo vòltaj (pou jere nivo chaj), deteksyon nivo gaz (pou kontwole nivo presizyon) osi byen ke deteksyon distribisyon ignisyon sou tou de motè dyezèl ak gazolin (pou asire konbisyon pi bon.) Yo tou souvan travay nan sistèm vantilasyon ki gen ladan kontwole pousantaj echanj lè ant kabin lè deyò ak enteryè pou rezon kontwòl konfò.
Anplis de sa, teknoloji transducer ap devlope pou itilize nan sistèm automatisation faktori kote detèktè yo deplwaye pou estasyon travay otomatik otomatik liy asanblaj ak kontwòl kalite pati ki pwodui pa machin. Isit la done ki soti nan transducteurs yo ka kaptire pa robo kontwole òdinatè fè pa sèlman regilye chèk antretyen pwograme, men tou travay konplèks tankou dyagnostik pwoblèm aliyman oswa defo ki gen rapò ak fèmen nan liy pwodiksyon yo.
Endistriyèl
Aplikasyon endistriyèl yo nan transducteur yo anjeneral yo jwenn nan automatisation faktori, kontwòl pwosesis, ak robotics. Detèktè endistriyèl komen yo se Akselerasyon, mouvman, Vibration, presyon / fòs, tanperati, deplasman / distans / pozisyon ak manyen. Kalite aplikasyon sa yo se tipikman yon sèl-fason sistèm kominikasyon kote transducer la konvèti fizik nan siyal enèji elektrik kòm fidbak nan yon processeur siveyans oswa kòm yon opinyon kontwole sikwi ki afekte pwosesis fizik la atravè actuators tankou motè oswa solenoid.
Gran varyete kalite Capteur pèmèt transducteurs yo dwe itilize pou divès pwosesis endistriyèl tankou koupe ak fòme metal, perçage lwil oliv ak pwosesis raffinage (SPM), sistèm soude ak machin asanble. Tou depan de kalite aplikasyon pou transducer a itilize, li ka nesesè pou konvèti siyal pwodiksyon elektrik soti nan yon fòm enèji nan yon lòt fòm apwopriye (tanperati nan presyon oswa deplasman nan vitès).
Transducteurs yo ka menm konekte nan rezo konplèks ak liy fib optik souvan konekte pwen 'estratejik' nan gwo enstalasyon pwodiksyon otomatik yo. Aparèy pèsistans yap ogmante jiska yo kapab menm jan an konekte tounen soti nan processeurs pou pran aksyon sou commentaires de anviwònman. Aplikasyon endistriyèl transducer varye ant fè mezi aksesib pou moun (ekspozisyon tèminal done) pou fè kalkil sou done pozisyon an parapò ak pwogram ki estoke konsènan paramèt akseptab (fèmen bouk servo-sistèm).
Medikal
Transducteurs yo itilize nan teknoloji medikal pou yon seri aplikasyon. Yon aplikasyon konsa se elektwokardyografi (ECG) ki mezire enpilsyon elektrik kè a sou tan epi montre li kòm yon graf. Nan pwosesis sa a, elektwòd yo mete sou zòn nan kò a, tankou branch yo oswa pwatrin epi mennen yo nan yon machin ECG. Elektwòd yo detekte aktivite elektrik kè a pou yo evalye nenpòt batman iregilye oswa nenpòt lòt kondisyon detekte ki asosye ak aktivite kadyak.
Yon lòt transducteurs aplikasyon medikal yo itilize pou se ultrasons D ak optik. Sa a enplike nan itilize yon aparèy ke yo rekonèt kòm yon sond ultrason pou emèt vag son wo-frekans nan sèten pati nan kò a pou kreye imaj ki montre tisi mou ak ògàn tankou zo, misk, tandon, ligaman, Cartilage ak veso sangen. Imaj sa yo ka itilize pou dyagnostike maladi nan kò a, tankou dyagnostik timè oswa lòt maladi tankou kansè.
Anplis, transducteurs yo itilize nan enstriman siveyans – aparèy ki bay enfòmasyon an tan reyèl sou kondisyon pasyan an soti nan yon pwen nan tan nan yon lòt pandan yon peryòd de tan – tankou:
- Oksimèt batman kè ki mezire nivo saturation oksijèn nan san an.
- Monitè EKG ki mezire batman kè kowonè oswa anomali ritm.
- Monitè pou tanperati, to respirasyon ak lòt siy vital tankou tansyon ak nivo glikoz.
Konsomatè Elektwonik
Elektwonik konsomatè yo se yo ki pami yo aplikasyon ki pi komen nan transducteurs. Sa a se paske transducteurs yo kapab konvèti enèji elektrik nan son, ki ka Lè sa a, itilize pa moun ki pale nan diferan kalite aparèy odyo. Anplis de sa, transducteurs yo itilize pou konvèti enèji soti nan yon fòm nan yon lòt yo nan lòd yo amelyore rapò siyal-a-bri nan televizyon ak radyo. Yo jwe tou yon pati nan konvèti siyal elektwonik nan vag acoustic pou yo ka anplifye.
Lòt egzanp gen ladan yo sèvi ak yo nan telefòn ak kask, kote yo ede anplifye son ak tou diminye bri background. Transducteurs yo itilize tou nan ekipman anrejistreman videyo, tankou kamera ak kamera dijital, pou konvèti siyal optik nan siyal elektrik pou yo ka estoke nimerik oswa manipile ak yon òdinatè. Finalman, ekipman medikal souvan itilize teknoloji transducer pou imaj ultrason ak lòt rezon.
Avantaj ak enkonvenyan
Yon transducer se yon aparèy ki ka konvèti yon fòm enèji nan yon lòt fòm enèji. Li se itilize nan yon gran varyete aplikasyon tankou mezire fòs, tanperati, pozisyon, vitès, ak lòt varyab fizik.
Nan atik sa a, nou pral diskite sou benefis yo ak dezavantaj nan sèvi ak transducteurs. Lè w konprann avantaj ak dezavantaj yon transducer, ou ka pran yon desizyon enfòme sou itilizasyon li nan yon varyete aplikasyon.
Avantaj
Yon transducer se yon aparèy ki konvèti enèji soti nan yon fòm nan yon lòt, souvan ak objektif pou mezire yon kantite fizik. Gen anpil diferan kalite transducteurs, chak adapte a yon objektif patikilye. Transducteurs ofri anpil avantaj an tèm de konvenyans ak presizyon, epi yo te vin eleman endispansab nan teknoloji modèn.
Avantaj transducteurs yo enkli:
- fyabilite: Transducteurs yo relativman ensansib nan kondisyon anviwònman an epi yo ka itilize nan tanperati ekstrèm ak lòt kondisyon danjere. Yo tipikman mande ti antretyen sou dire lavi yo.
- High Speed: Anpil detèktè ka bay lekti nan kèk milisgond, sa ki pèmèt tan repons rapid ak kontwòl fidbak si sa nesesè.
- Adaptabilite: Yon pakèt aplikasyon posib akòz kapasite yo anpil deteksyon nan transducteurs, soti nan mezi kontwòl pwosesis nan dyagnostik medikal.
- Presizyon: Siyal pwodiksyon an nan yon transducer anjeneral trè egzak konpare ak mezi ki fèt alamen oswa lòt mwayen mwens serye. Erè mezi yo ka pi ba anpil pase sa ki soti nan metòd manyèl yo.
- Pri efikasite: Depans transducer yo te diminye dramatikman nan dènye ane yo akòz pwogrè nan teknoloji, ki kounye a fè yo aksesib pou pifò aplikasyon yo.
Enkonvenyans
Transducteurs gen tou de avantaj ak dezavantaj. Malgre ke yo se yon fason pratik, efikas ak pri-efikas konvèti enèji soti nan yon fòm nan yon lòt, yo gen limit.
Dezavantaj ki pi remakab nan transducteurs se sansiblite yo nan entèferans bri. Sa a se laverite espesyalman lè w ap mezire lekti frekans ki ba yo. Lòt siyal elektrik yo ka afekte transducteurs yo yon fason negatif ki lakòz lekti ki pa kòrèk ak rezilta ki pa kòrèk.
Yon lòt dezavantaj nan transducteurs se relativman yo tan repons dousman konpare ak lòt fòm konvèsyon enèji tankou aparèy mekanik oswa algoritm. Nan sèten aplikasyon, pou egzanp kote desizyon rapid yo bezwen oswa lè wo nivo presizyon yo nesesè, metòd tradisyonèl yo ka pi apwopriye pase sistèm transducer.
Transducteurs mande tou konpetans espesyalize enstale ak opere yo kòrèkteman, sa ki fè yo pa apwopriye pou anpil aplikasyon kote pèsonèl ki pa kalifye ki disponib oswa anviwònman an mande deplwaman rapid ak operasyon fasil pou pèfòmans optimal.
konklizyon
An konklizyon, transducteurs se yon eleman esansyèl nan anpil endistri ak aparèy fòm. Yo ka vire enèji elektrik nan enèji mekanik ak vis vèrsa, sa ki pèmèt mezi enpòtan yo dwe pran ki pa t posib anvan. Transducteurs kouvri yon pakèt domèn aplikasyon epi yo ka itilize youn ak lòt pou pwodui mezi ki pi egzak.
Diferan kalite yo varye nan konsepsyon ak itilizasyon; Transducteurs à yo patikilyèman itil pou tès ki pa destriktif akòz kapasite yo nan mezire epesè nan materyèl san yo pa entèfere ak objè a nan nenpòt fason. Transducteurs piezoelectric konvèti souch mekanik nan potansyèl elektrik ki fè yo apwopriye pou imaj medikal paske yo bay imaj klè nan ògàn entèn yo. Anfen, transducteurs reziste yo ekselan pou mezire chanjman tanperati ki fè yo apwopriye pou itilizasyon otomobil tankou siveyans tanperati motè.
An jeneral, transducteurs sèvi anpil rezon tou de gwo kou piti e li enpòtan pou itilizatè yo konprann ki jan aparèy sa yo travay pou yo kapab chwazi kalite ki dwat pou bezwen yo. Kòm teknoloji avanse, pral gen plis opòtinite pou moun yo sèvi ak detèktè amelyore ki konte sou teknoloji transducer kidonk li enpòtan pou rete edike sou zafè sa a!
Mwen se Joost Nusselder, fondatè Neaera ak yon komèsan kontni, papa, ak renmen eseye nouvo ekipman ak gita nan kè a nan pasyon mwen, epi ansanm ak ekip mwen an, mwen te kreye atik apwofondi depi 2020. ede lektè fidèl ak konsèy anrejistreman ak gita.
