Transducer nyaéta alat-alat éléktronik anu dipaké pikeun ngarobah énérgi tina hiji wangun ka nu séjén. Éta téh dipaké dina rupa-rupa aplikasi, ti automation industri pikeun imaging médis.
Dina tulisan ieu, kami bakal masihan tinjauan ngeunaan naon transduser sareng kumaha aranjeunna dianggo. Urang bakal nutupan béda jenis transduser, aplikasina, sareng kumaha aranjeunna dianggo:
Harti transduser
Hiji transduser mangrupakeun alat nu ngarobah énergi ti hiji formulir ka nu sejen. Mayoritas transduser ngarobah énergi akustik atawa mékanis (nyaéta gelombang sora atawa geter) jadi sinyal listrik atawa sabalikna, sanajan aya ogé nu bisa ngarobah énérgi tina cahaya, suhu, tekanan, médan magnét jeung variabel posisi jadi nilai listrik nu bisa diukur.
Conto transduser anu biasa dianggo kalebet:
- microphones nu ngarobah énergi akustik kana sinyal listrik;
- speaker nu ngarobah sinyal listrik jadi gelombang akustik;
- térmistor nu ngarobah fluctuations hawa kana tegangan diukur;
- kristal piezoelektrik nu bisa ngahasilkeun sinyal listrik dina respon kana deformasi mékanis;
- alat ukur galur pikeun ngadeteksi variasi leutik dina kapindahan fisik sapertos gaya atanapi torsi.
Transduser loba dipaké dina aplikasi sapopoé kayaning telepon, imaging médis sarta sistem diagnosis mesin kitu ogé sistem ngawaskeun husus kawas seismograf jeung jaringan transmisi sinyal serat optik. Transduser ngamungkinkeun nangkep parobahan halus dina paripolah fisik sistem ku cara ngagunakeun téknik pangukuran kuantitatif sapertos pangukuran aliran sarta ngawaskeun speeds operasional / suhu jsb
Jinis transduser
Transducer nyaéta alat anu ngarobah énergi tina hiji bentuk ka bentuk anu sanés. Dina kontéks sistem akustik, transduser ilaharna dipaké pikeun ngarobah énérgi fisik jadi sinyal listrik, atawa sabalikna - listrik jadi gelombang sora. Sanaos seueur jinis transduser anu sayogi di pasar ayeuna, aranjeunna sadayana beroperasi dumasar kana sababaraha prinsip saderhana.
Jenis transduser anu paling dasar nyaéta a piezoelektrik transduser, ogé katelah mikropon kontak atawa piezo pikeun pondok. Piezo transduser ngarobah geter mékanis kana sinyal listrik ngagunakeun pangaruh piezoelektrik; muatan listrik dihasilkeun ngaliwatan komprési atawa geter nalika bahan diéléktrik tangtu (kawas quartz) anu subjected kana stress mékanis. Muatan listrik ieu teras tiasa digedékeun sareng dirobih janten sora anu karungu ngalangkungan spiker atanapi headphone.
jenis sejen populér tina transduser nyaeta transduser coil éléktromagnétik - sok disebut ngan saukur a mic. Ieu diwangun ku hiji éléktromagnét dibungkus ku coil kawat; lamun kakeunaan gelombang sora, coil ieu bakal nyieun arus listrik sorangan, nu lajeng bisa amplified sarta dikirimkeun ngaliwatan speaker atawa headphone. Kusabab aranjeunna condong ngaréspon kalayan langkung akurat dina rentang frékuénsi tibatan alat-alat dumasar piezo, mikrofon biasana dianggo dina studio ngarékam sareng pagelaran langsung.
Tungtungna, aya kotak converter digital (DAC) transduser; ieu jalan ku ngolah informasi digital sarta ngarobahna kana sinyal analog (atawa sabalikna). Alat-alat ieu penting pisan pikeun ngirimkeun sinyal audio dina jaringan digital sapertos sambungan Bluetooth; dina hal ieu, DAC bakal dipaké pikeun nyaring kaluar bagian tina sinyal nu bisa ngaganggu playback audio kualitas saméméh transmisi ngaliwatan sambungan nirkabel.
Prinsipna ngagawekeun
Hiji transduser nyaéta alat anu digunakeun pikeun ngarobah énérgi tina hiji bentuk ka bentuk anu sanés. Gawéna ku cara nyokot énergi input, kayaning listrik atawa lampu, sarta ngarobahna kana gerak mékanis atawa sora.
Aplikasi transduser anu paling umum nyaéta dina konversi sinyal listrik jadi gelombang sora. Jenis transduser ieu dianggo dina rupa-rupa aplikasi, kalebet sistem audio, alat médis, jeung alat militér.
Ayeuna hayu urang ngajalajah kumaha transduser a jeung rupa-rupa kagunaanana.
Kumaha transduser jalan
Hiji transduser nyaéta hiji alat listrik anu biasa dipaké pikeun ngarobah sinyal listrik jadi jumlah fisik saperti sora, panas, atawa gerak. Konversi ieu dilakukeun ku ngagunakeun sénsor pikeun ngahasilkeun sinyal analog atawa sinyal digital. Sinyal analog teras dirobih kana bentuk anu tiasa dibaca boh tegangan atanapi arus. Béda jinis transduser sayogi pikeun ngadeteksi jinis sinyal énergi anu béda sapertos Geter mékanis jeung tekanan.
Transduser ngandung tilu unsur konci: sumber (input), unsur panengah (amplifier), sareng detektor (output). Sumberna nerapkeun énérgi dina bentuk tekanan, gelombang sora, arus listrik jeung sajabana, anu tiasa dideteksi ku unsur perantara sareng digedékeun upami diperyogikeun sateuacan dikirimkeun pikeun dideteksi. Nalika unsur panengah narima énergi input ogé ngadeteksi sagala sipat predetermined kayaning frékuénsi sarta amplitudo. Detektor ngadeteksi sipat ieu teras ngarobih deui kana sipat fisik anu tiasa diukur sapertos tegangan atanapi arus dina tahap kaluaran pikeun dianggo salajengna.
Dina prosés automation, modul operasi sapertos robot diintegrasikeun sareng kakuatan transduser ambéh maranéhanana bisa ngadeteksi gaya éksternal anu meta dina panangan robot sarta mastikeun yén gerakna tetep aman dina wates operasional. Transduser kakuatan ogé dianggo dina sistem kontrol industri dimana arus sareng tegangan kedah diawaskeun sacara akurat pikeun stabilitas jangka panjang sarta precision dina prosés otomatis. Dina sistem automation imah, konci panto ilaharna ngagunakeun sensor guna hurungkeun lampu nalika aya anu ngadeukeutan panto atanapi muka jandela nalika gerakan dirasakeun di jero lingkungan imah.
Jinis sinyal transduser
Transducer nya éta komponén tina sistem anu dipaké pikeun ngarobah hiji bentuk énergi kana anu séjén. Aranjeunna ngukur, ngarti, sareng ngirimkeun sababaraha jinis sinyal sapertos listrik, mékanis, termal, sareng optik. Sinyal transduser utamana dibagi kana dua kategori utama: analog jeung digital.
Transduser analog ngukur rupa-rupa inpormasi fisik ti lingkungan pikeun ngahasilkeun sinyal analog anu ngagambarkeun inpormasi sapertos kitu dina format listrik. Data sapertos tekanan, suhu, laju sareng akselerasi tiasa dirobih janten sinyal analog nganggo transduser pikeun tujuan pangukuran atanapi kontrol. Conto transduser analog ngawengku mikropon anu ngarobah gelombang sora jadi tegangan listrik; accelerometers piezoelektrik nu ngarobah Geter mékanis kana arus listrik; thermocouple anu ngadeteksi suhu; jeung sajabana
Transduser digital ngarobah sinyal tina parameter fisik (sapertos cahaya atanapi sora) kana representasi digital anu tiasa dibangkitkeun ngan saatos pamrosésan réngsé dina prosésor sinyal digital anu dipasang dina transduser sorangan. Beda sareng sinyal analog, sinyal digital diwangun ku tingkat diskrit sapertos 0s sareng 1s saluyu sareng sababaraha kaayaan anu tos ditetepkeun tinimbang tingkat tegangan atanapi arus kontinyu dina kasus anu analog. Pamrosésan sinyal digital sacara éksténsif dianggo dina sistem telekomunikasi sapertos telepon sélulér, sensor kawas lampu LED, panel panonpoe jeung sajabana, dimana data digital ngalir sakuliah jaringan dina speeds luhur dibandingkeun jeung data counterpart-analog na. Éta sabab biaya ngabentuk sirkuit pikeun pangiriman bit tunggal langkung murah tibatan anu aya hubunganana sareng formasi sirkuit pikeun ngirim gelombang audio sapotong-sapotong dina rentang frekuensi tinangtu dina kajauhan.
aplikasi
Hiji transduser loba dipaké dina rupa-rupa aplikasi béda, kayaning alat pencitraan médis, sensor otomotif, jeung sistem kontrol prosés industri. Ieu mangrupikeun alat anu ngarobih énergi tina hiji bentuk, analog atanapi digital, kana bentuk anu sanés. Salaku tambahan, transduser mangrupikeun pondasi tina sistem otomatisasi modéren sabab dianggo pikeun konversi sinyal jeung udar sinyal.
Hayu urang ngajalajah rupa-rupa aplikasi transduser:
Automotive
Transduser otomotif dianggo sacara éksténsif dina industri otomotif pikeun rupa-rupa aplikasi kusabab kinerja anu tepat, ukuranana leutik, sareng efisiensi biaya. Éta mangrupikeun alat anu penting pisan anu dianggo dina ngawaskeun sareng sistem kontrol kendaraan pikeun ngukur rupa-rupa parameter sapertos suhu, tekanan, jeung posisi.
Transduser biasana dianggo dina mesin otomotif pikeun ngukur speed, posisi komponén sapertos piston atanapi camshafts, tekanan knalpot atawa polutan, suhu atawa laju aliran. Transduser tiasa ngabantosan ngaidentipikasi masalah anu teu disangka-sangka anu bakal dileungitkeun ku metode pamariksaan biasa. Salaku conto, transduser laju rotasi tiasa dianggo pikeun ngukur turun naek dina RPM mesin anu tiasa nunjukkeun ngagem sareng cimata umum, durukan abnormal atanapi masalah misalignment.
Dina sistem éléktrik kendaraan aranjeunna tiasa dianggo pikeun ngadeteksi sinyal éléktronik sareng masihan eupan balik naha éta aya dina spésifikasi produsén sareng ngabantosan ngungkulan sistem listrik dina mobil. Aplikasi anu biasa kalebet ukur tingkat arus jeung tegangan batré (pikeun ngatur tingkat ngecas), sensing tingkat suluh (pikeun monitor akurasi tingkat) ogé deteksi timing ignition on duanana mesin solar jeung béngsin (pikeun mastikeun durukan optimal.) Éta ogé remen padamelan dina sistem ventilasi kaasup ngadalikeun laju bursa hawa antara hawa luar jeung kabins interior keur kaperluan kontrol kanyamanan.
Salaku tambahan, téknologi transduser dikembangkeun pikeun dianggo dina sistem otomasi pabrik dimana sénsor dipasang pikeun stasiun kerja jalur perakitan robot otomatis ogé kontrol kualitas bagian anu diproduksi ku mesin. Di dieu data tina transduser tiasa direbut ku robot anu dikontrol komputer anu ngalaksanakeun henteu ngan ukur pamariksaan pangropéa anu dijadwalkeun biasa tapi ogé tugas anu rumit sapertos. diagnosing masalah alignment atanapi faults patali shutdown dina garis produksi.
industri
Aplikasi industri tina transduser ilaharna kapanggih dina automation pabrik, kontrol prosés, jeung robotics. sensor industri umum nyaéta akselerasi, gerak, geter, tekanan/gaya, suhu, kapindahan/jarak/posisi jeung rampa. Jenis aplikasi ieu biasana mangrupikeun sistem komunikasi saarah dimana transduser ngarobih sinyal fisik kana énergi listrik salaku eupan balik kana prosésor ngawaskeun atanapi salaku input pikeun ngatur sirkuit anu mangaruhan prosés fisik ngalangkungan aktuator sapertos motor atanapi solenoid.
Rupa-rupa jinis sensor ngamungkinkeun transduser dianggo pikeun prosés industri anu rupa-rupa sapertos motong sareng ngabentuk logam, pangeboran lapangan minyak sareng prosés pemurnian (SPM), sistem las sareng mesin perakitan. Gumantung kana jinis aplikasi anu dianggo ku transduser, panginten kedah dirobih sinyal kaluaran listrik tina hiji bentuk énergi kana bentuk anu cocog (suhu kana tekanan atawa kapindahan kana laju).
Transduser malah tiasa dihubungkeun dina jaringan kompleks sareng jalur serat optik sering ngahubungkeun titik 'strategis' dina fasilitas produksi otomatis anu ageung. Alat kaluaran tiasa dihubungkeun deui kaluar tina prosesor pikeun nyandak tindakan kana eupan balik ti lingkungan. Aplikasi transduser industri dibasajankeun ngadamel pangukuran anu tiasa diaksés pikeun manusa (tampilan terminal data) pikeun ngalakukeun itungan dina data posisional relatif ka program disimpen ngeunaan parameter ditarima (loop katutup servo-sistem).
medis
Transduser dianggo dina téknologi médis pikeun sauntuyan aplikasi. Hiji aplikasi misalna éléktrokardiografi (EKG) nu ngukur impulses listrik jantung kana waktu jeung mintonkeun eta salaku grafik. Dina prosés ieu, éléktroda disimpen dina daérah awak, sapertos anggota awak atanapi dada sareng ngarah ka mesin ECG. Éléktroda ngadeteksi kagiatan listrik jantung pikeun meunteun ketukan anu henteu teratur atanapi kaayaan anu tiasa dideteksi anu aya hubunganana sareng kagiatan jantung.
transduser aplikasi médis séjén dipaké pikeun nyaéta pencitraan ultrasonik sareng scanning. Ieu kalebet ngagunakeun alat anu katelah usik ultrasound pikeun ngaluarkeun gelombang sora frekuensi tinggi dina bagian-bagian awak anu tangtu pikeun nyiptakeun gambar anu nunjukkeun jaringan lemes sareng organ sapertos tulang, otot, urat, ligamén, kartilage sareng pembuluh darah. Gambar ieu tiasa dianggo pikeun ngadiagnosis panyakit dina awak, sapertos ngadiagnosa tumor atanapi panyakit sanés sapertos kanker.
Salaku tambahan, transduser dianggo dina instrumen ngawaskeun - alat anu nyayogikeun inpormasi sacara real-time ngeunaan kaayaan pasien ti hiji waktos ka waktos anu sanés salami sababaraha waktos - kalebet:
- Pulsa oximeters nu ngukur tingkat jenuh oksigén dina getih.
- monitor EKG nu ngukur denyut jantung koronér atawa Abnormalitas wirahma.
- Monitor pikeun suhu, laju réspirasi jeung tanda vital séjén kawas tekanan getih sareng tingkat glukosa.
Electronics Consumer
éléktronika konsumén diantarana aplikasi paling umum tina transduser. Ieu kusabab transduser tiasa ngarobih énergi listrik janten sora, anu teras tiasa dianggo ku spiker dina sababaraha jinis alat audio. Salaku tambahan, transduser dianggo pikeun ngarobih énérgi tina hiji bentuk ka bentuk anu sanés pikeun ningkatkeun rasio sinyal-ka-noise dina set televisi sareng radio. Éta ogé maénkeun bagian dina ngarobah sinyal éléktronik jadi gelombang akustik ambéh maranéhanana bisa amplified.
Conto-conto sanésna kalebet panggunaanana dina telepon sareng headset, dimana aranjeunna ngabantosan ngagedékeun sora sareng ogé ngurangan noise latar. Transduser ogé dianggo dina alat ngarékam pidéo, sapertos camcorder sareng kaméra digital, pikeun ngarobih sinyal optik kana sinyal listrik supados tiasa disimpen sacara digital atanapi dimanipulasi ku komputer. Tungtungna, alat-alat médis mindeng ngagunakeun téhnologi transduser pikeun pencitraan ultrasound sareng tujuan sanésna.
Kauntungan sareng Kalemungan
Hiji transduser mangrupa alat nu bisa ngarobah hiji wangun énergi kana wangun séjén énergi. Hal ieu dipaké dina rupa-rupa aplikasi kawas ngukur gaya, suhu, posisi, speed, jeung variabel fisik lianna.
Dina artikel ieu, urang bakal ngabahas kauntungan sareng kalemahan ngagunakeun transduser. Ku ngartos kaunggulan sareng kalemahan transduser, anjeun tiasa nyandak kaputusan anu terang ngeunaan panggunaanana dina sababaraha aplikasi.
kaunggulan
Hiji transduser nyaéta hiji alat anu ngarobah énérgi tina hiji bentuk ka bentuk anu sanés, sering kalayan tujuan ngukur kuantitas fisik. Aya seueur jinis transduser, masing-masing cocog pikeun tujuan anu khusus. Transduser nawiskeun seueur kauntungan dina hal genah sareng akurasi, sareng parantos janten komponén anu penting dina téknologi modéren.
Kaunggulan tina transduser ngawengku:
- katahanan: Transduser rélatif teu peka kana kaayaan lingkungan sareng tiasa dianggo dina suhu anu ekstrim sareng kaayaan bahaya anu sanés. Aranjeunna biasana ngabutuhkeun sakedik pangropéa salami umur hirupna.
- Speed High: Loba sensor bisa nyadiakeun bacaan dina milliseconds, ngamungkinkeun pikeun kali respon gancang jeung kontrol eupan balik lamun diperlukeun.
- versatility: A rupa-rupa aplikasi anu mungkin alatan loba kamampuhan sensing transduser, ti ukuran kontrol prosés pikeun diagnostics médis.
- katalitian: Sinyal kaluaran tina transduser biasana pas pisan dibandingkeun sareng pangukuran anu dilakukeun ku panangan atanapi alat anu kirang dipercaya. Kasalahan pangukuran tiasa langkung handap tibatan tina metode manual.
- Éféktivitas ongkos: Biaya transduser parantos turun drastis dina taun-taun ayeuna kusabab kamajuan téknologi, anu ayeuna ngajantenkeun aranjeunna tiasa diaksés pikeun kalolobaan aplikasi.
kalemahan
Transducer boga kaunggulan jeung kalemahan. Sanajan aranjeunna cara merenah, efisien jeung ongkos-éféktif pikeun ngarobah énérgi tina hiji formulir ka nu sejen, maranéhna boga watesan.
Karugian anu paling penting tina transduser nyaéta karentananna gangguan noise. Ieu hususna leres nalika ngukur bacaan frekuensi rendah. Transduser tiasa dipangaruhan ku sinyal listrik sanés anu nyababkeun pamacaan anu teu akurat sareng hasil anu teu akurat.
Karugian sanésna tina transduser nyaéta rélatifna waktos respon slow dibandingkeun sareng bentuk konversi énergi anu sanés sapertos alat mékanis atanapi algoritma. Dina aplikasi nu tangtu, contona dimana kaputusan gancang diperlukeun atawa lamun tingkat precision tinggi diperlukeun, métode tradisional bisa jadi leuwih cocog ti sistem transduser.
Transducers ogé merlukeun kaahlian husus masang sareng ngoperasikeunana leres, anu ngajantenkeun aranjeunna henteu cocog pikeun seueur aplikasi dimana tanaga anu teu terampil sayogi atanapi lingkungan butuh. deployment gancang sarta operasi gampang pikeun kinerja optimal.
kacindekan
Kasimpulanana, transduser mangrupakeun unsur penting tina seueur industri sareng alat gaya hirup. Éta tiasa ngarobih énérgi listrik janten énergi mékanis sareng sabalikna, ngamungkinkeun pangukuran penting anu henteu mungkin sateuacana. Transduser nutupan rupa-rupa daérah aplikasi sareng tiasa dianggo dina kombinasi sareng anu sanés pikeun ngahasilkeun pangukuran anu langkung akurat.
The tipena béda béda dina rarancang jeung pamakéan; Transduser ultrasonik utamana mangpaat pikeun tés teu ngaruksak alatan kamampuhna pikeun ngukur ketebalan bahan tanpa interfering jeung objék sagala cara. Transduser piezoelektrik ngarobah galur mékanis kana poténsi listrik anu ngajantenkeun aranjeunna cocog pikeun pencitraan médis sabab masihan gambar anu jelas ngeunaan organ internal. Panungtungan, transduser résistif Éta alus teuing pikeun ngukur parobahan suhu anu ngajantenkeun aranjeunna cocog pikeun panggunaan otomotif sapertos ngawas suhu mesin.
Gemblengna, transduser ngalayanan seueur tujuan boh ageung sareng alit sareng penting pikeun pangguna ngartos kumaha alat ieu jalan supados aranjeunna tiasa milih jinis anu pas pikeun kaperluanana. Nalika téknologi maju, bakal aya deui kasempetan pikeun jalma-jalma ngagunakeun sénsor anu ditingkatkeun anu ngandelkeun téknologi transduser janten penting pikeun tetep diajar ngeunaan masalah ieu!
Abdi Joost Nusselder, pangadeg Neaera sareng pemasar kontén, bapak, sareng resep nyobian alat énggal kalayan gitar dina manah gairah kuring, sareng sareng tim kuring, kuring parantos nyiptakeun tulisan blog anu jero ti saprak 2020. pikeun mantuan pamiarsa satia kalayan ngarékam sarta tips gitar.
