Активные преобразователи

Активный преобразователь представляет собой преобразователь, который преобразует неэлектрическую величину в электрическую величину. Давайте рассмотрим неэлектрические величины, такие как давление, освещенность и температура. Следовательно, мы получим следующие три активных преобразователя в зависимости от неэлектрической величины, которую мы выберем.

• Пьезоэлектрический преобразователь
• Фото Электрический преобразователь
• Термоэлектрический преобразователь

Теперь давайте поговорим об этих трех активных преобразователях один за другим.

Пьезоэлектрический преобразователь

Активный преобразователь называется пьезоэлектрическим преобразователем , когда он вырабатывает электрическую величину, эквивалентную давлению на входе. Следующие три вещества проявляют пьезоэлектрический эффект.

• кварцевый
• Соли Рошели
• Турмалин

Пьезоэлектрический эффект, проявляемый этими тремя веществами, — это соли турмалина, кварца и Рошеля в этом возрастающем порядке. В порядке возрастания механической прочности этих трех веществ используются соли Рошеля, Кварц, Турмалин.

Кварц используется в качестве пьезоэлектрического преобразователя, поскольку он проявляет умеренный пьезоэлектрический эффект и обладает умеренной механической прочностью среди этих трех пьезоэлектрических веществ.

Кварцевый преобразователь

Принципиальная схема кварцевого преобразователя показана на рисунке ниже. Как показано на рисунке, кристалл кварца расположен между основанием и элементом суммирования сил. Выходное напряжение может быть измерено на металлических электродах, которые размещены на двух сторонах кварцевого кристалла.

Выходное напряжение $V_ {0}$ вышеуказанного датчика давления будет

$$V_ {0} = \ гидроразрыва {q} {C},$$

Фото Электрический преобразователь

Активный преобразователь называется фотоэлектрическим преобразователем, когда он вырабатывает электрическую величину, которая эквивалентна освещенности входящего света. Принципиальная схема фотоэлектрического преобразователя показана на рисунке ниже.

Работа фотоэлектрического преобразователя упоминается ниже.

• Шаг 1 — Фотоэлектрический преобразователь выпускает электроны, когда свет падает на его катод.

• Шаг 2 — Фотоэлектрический преобразователь создает ток I в цепи из-за притяжения электронов к аноду.

Шаг 1 — Фотоэлектрический преобразователь выпускает электроны, когда свет падает на его катод.

Шаг 2 — Фотоэлектрический преобразователь создает ток I в цепи из-за притяжения электронов к аноду.

Мы можем определить чувствительность фотоэлектрического преобразователя, используя следующую формулу.

$$S = \ гидроразрыва {I} {я}$$

Куда,

$S$ — чувствительность фотоэлектрического преобразователя

$I$ — выходной ток фотоэлектрического преобразователя

$i$ — освещенность светового входа фотоэлектрического преобразователя

Термоэлектрический преобразователь

Активный преобразователь называется термоэлектрическим преобразователем , когда он вырабатывает электрическую величину, эквивалентную температуре на входе. Следующие два преобразователя являются примерами термоэлектрических преобразователей.

• Термисторный преобразователь
• Преобразователь термопары

Теперь давайте поговорим об этих двух преобразователях по одному.

Термисторный преобразователь

Резистор, который зависит от температуры, называется терморезистором. Короче говоря, это называется термистор . Температурный коэффициент термистора отрицательный. Это означает, что с ростом температуры сопротивление термистора уменьшается.

Математически соотношение между сопротивлением термистора и температурой можно представить в виде

$$R_ {1} = R_ {2} e ^ \ left (\ beta \ left [\ frac {1} {T_ {1}} - \ frac {1} {T_ {2}} \ right] \ right)$$

Где

$R_ {1}$ — сопротивление термистора при температуре ${T_ {1}} ^ {0} К$

$R_ {2}$ — сопротивление термистора при температуре ${T_ {2}} ^ {0} К$

$\ beta$ — постоянная температуры

Преимущество термисторного преобразователя заключается в том, что он дает быстрый и стабильный отклик.

Преобразователь термопары

Преобразователь термопары вырабатывает выходное напряжение для соответствующего изменения температуры на входе. Если два провода из разных металлов соединены вместе, чтобы создать два соединения, то вся эта конфигурация называется термопарой . Принципиальная схема базовой термопары показана ниже —

Вышеупомянутая термопара имеет два металла, A & B и два перехода, 1 и 2. Рассмотрим постоянную опорную температуру, $T_ {2}$ на стыке 2. Пусть температура на стыке 1 равна $T_ {1}$. Термопара генерирует ЭДС (электродвижущую силу), когда значения $T_ {1}$ и $T_ {2}$ различны.

Это означает, что термопара генерирует эдс, когда есть разность температур между двумя соединениями, 1 и 2, и она прямо пропорциональна разности температур между этими двумя соединениями. Математически это можно представить как

$$e \ alpha \ left (T_ {1} -T_ {2} \ right)$$

Куда,

$e$ — ЭДС, генерируемая термопарой.

Вышеуказанная схема термопары может быть представлена, как показано на рисунке ниже, для практического применения.

Часть цепи, которая находится между горячими и холодными контактами, включая эти два перехода, является эквивалентной моделью базовой термопары. Гальванометр PMMC подключен через холодный спай и отклоняется в соответствии с ЭДС, генерируемой через холодный спай. Термопарный преобразователь является наиболее часто используемым термоэлектрическим преобразователем.