نقل مکانی ٹرانسڈیوسر: سرکٹ، اقسام، ورکنگ اور اس کی ایپلی کیشنز

پوزیشن سینسر ایک قسم کا آلہ ہے جو کسی آلے/مشین میں یا کسی مخصوص علاقے میں کسی چیز کی پوزیشن کے اندر تبدیلی کی نگرانی اور پیمائش کے لیے استعمال ہوتا ہے اور سگنلز میں تبدیلی کرتا ہے جو ٹرانسمیشن، پروسیسنگ یا کنٹرول کے لیے موزوں ہوتے ہیں۔ مختلف قسم کے پوزیشن سینسر دستیاب ہیں جہاں نقل مکانی کرنے والا ٹرانسڈیوسر ایک مخصوص قسم کا پوزیشن سینسر ہے۔ عام طور پر، عام سینسرز آبجیکٹ کے وجود کو محسوس کرتے ہیں جبکہ نقل مکانی کے سینسر کسی بھی چیز کے ایک جگہ سے دوسری جگہ منتقل ہونے کے بعد نقل مکانی کا آسانی سے پتہ لگاتے ہیں۔ لہذا، نقل مکانی کا پتہ لگانے کی مقدار آپ کو شے کی موٹائی اور اونچائی کا تعین کرنے کی اجازت دیتی ہے۔ یہ مضمون ایک جائزہ پر بحث کرتا ہے۔ نقل مکانی ٹرانسڈیوسر - ایپلی کیشنز کے ساتھ کام کرنا۔

نقل مکانی ٹرانسڈیوسر کیا ہے؟

ایک نقل مکانی ٹرانسڈیوسر ایک الیکٹرو مکینیکل ڈیوائس ہے جو کسی چیز کی حرکت کو الیکٹرو اسٹیٹک، برقی مقناطیسی، یا میگنیٹو الیکٹرک سگنلز میں تبدیل کرنے کے لیے استعمال ہوتی ہے جسے ڈیٹا میں پڑھا اور تشریح کیا جاتا ہے۔ لکیری اور روٹری جیسے نقل مکانی کرنے والے ٹرانسڈیوسرز کی ایک وسیع رینج ہے۔ یہ ٹرانسڈیوسرز سینسر اور ہدف کے درمیان جسمانی فاصلے کی پیمائش میں بھی مددگار ہیں۔ زیادہ تر نقل مکانی کرنے والے ٹرانسڈیوسرز جامد اور متحرک نقل مکانی کی پیمائش کرتے ہیں، لہذا وہ اکثر کسی چیز کی کمپن کی پیمائش کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ پیمائش شدہ نقل مکانی مائکرو انچ سے چند فٹ تک ہوتی ہے۔

نقل مکانی ٹرانسڈیوسر کا کام کرنے والا اصول انتہائی قابل اعتماد انڈکٹیو پیمائش کے اصول پر مبنی ہے۔ یہ ٹرانس ڈوسرز ناہموار ہیں، استعمال میں بہت آسان ہیں اور اعلی درستگی حاصل کر سکتے ہیں۔ نقل مکانی کرنے والے ٹرانسڈیوسرز پیداوار، تحقیق اور ترقی کے مختلف شعبوں میں پیمائش کے قابل اعتماد نتائج دیتے ہیں۔

نقل مکانی ٹرانسڈیوسر سرکٹ ڈایاگرام

نیچے دیے گئے سرکٹ میں استعمال ہونے والا نقل مکانی کرنے والا ٹرانسڈیوسر ایک انڈکٹیو ٹرانسڈیوسر ہے۔ یہ سرکٹ انڈکٹیو ٹرانس ڈوسر کے ساتھ نقل مکانی کی پیمائش کے لیے استعمال ہوتا ہے۔

مندرجہ بالا سرکٹ میں، ٹرانسفارمر میں ایک بنیادی وائنڈنگ اور دو سیکنڈری وائنڈنگ شامل ہیں۔ دو ثانوی وائنڈنگ کے اختتامی نقطے ایک ساتھ جڑے ہوئے ہیں اس طرح، ہم اعلان کر سکتے ہیں کہ یہ دونوں وائنڈنگز صرف سیریز کی مخالفت میں جڑے ہوئے ہیں۔

'VP' وولٹیج کا اطلاق ٹرانسفارمر کے پرائمری وائنڈنگ پر ہوتا ہے، ہر ثانوی وائنڈنگ پر تیار ہونے والے وولٹیج کو 𝑉𝑆1𝑉𝑆2 رہنے دیں۔ لہذا، 'V0' آؤٹ پٹ وولٹیج سیکنڈری وائنڈنگز کے پہلے پوائنٹس پر موصول ہوتا ہے۔ لہذا آؤٹ پٹ وولٹیج کو V0 = VS1 - VS2 لکھا جا سکتا ہے۔ مندرجہ بالا سرکٹ میں استعمال ہونے والا ٹرانسفارمر ڈیفرینشل ٹرانسفارمر ہے کیونکہ یہ ایک o/p وولٹیج پیدا کرتا ہے، جو VS1 اور VS2 کے درمیان فرق ہے۔

اگر کور کو مرکزی نقطہ پر رکھا گیا ہے، تو پھر دو وائنڈنگز S1 اور S2 میں حوصلہ افزائی شدہ وولٹیجز برابر ہیں۔ تو، آؤٹ پٹ وولٹیج V0=0۔ اس حالت میں، ہم کہتے ہیں کہ کوئی نقل مکانی نہیں ہے۔

اگر کور کو مرکزی پوزیشن سے اوپر ہٹا دیا جاتا ہے، تو کوائل S1 کے اندر پیدا ہونے والا emf زیادہ ہوتا ہے، یعنی V1>V2۔

اسی طرح، اگر کور کو مرکزی پوزیشن سے نیچے ہٹا دیا جاتا ہے، تو S2 کوائل کے اندر پیدا ہونے والا emf زیادہ ہوتا ہے، یعنی V2>V1۔

تو ان دو صورتوں میں، ہمارے پاس اوپر اور نیچے کی طرف دو نقل مکانی ہیں۔ ان دو صورتوں میں، آؤٹ پٹ وولٹیج 'V0' کی شدت مرکز کی نسبت بنیادی پوزیشن کے متناسب ہوگی۔

اس طرح، اگر ہم جسم کی نقل مکانی کی پیمائش کرنا چاہتے ہیں تو ہمیں جسم کو مرکزی مرکز سے جوڑنا ہوگا۔ لہذا، ایک بار جب جسم سیدھی لائن میں بدل جاتا ہے، تو کور کا درمیانی نقطہ بدل جاتا ہے، لہذا، 'V0' جیسا o/p وولٹیج بھی اسی کے مطابق مختلف ہوتا ہے۔ اس حالت میں، ہم صرف o/p وولٹیج کی پیمائش کرکے نقل مکانی حاصل کرسکتے ہیں۔ لہذا، آؤٹ پٹ وولٹیج کا مرحلہ اور وسعت اسی طرح جسم کی نقل مکانی اور سمت کی نشاندہی کرتی ہے۔

نقل مکانی ٹرانسڈیوسر کیلیبریشن

عام طور پر، پیمائش کے نظام سے حاصل کردہ نتائج کی درستگی، اعادہ اور اعتبار کو برقرار رکھنے کے لیے ٹرانس ڈوسر کیلیبریشن ایک لازمی ضرورت ہے۔ یہ ٹرانس ڈوسر تعلیمی اور صنعتی ایپلی کیشنز میں عام ہیں۔ لہذا، ان کا کیلیبریٹ کرنا عام طور پر ایک وقت طلب طریقہ کار ہے، تاہم، کیلیبریشن اپریٹس کا استعمال کرتے ہوئے، ایک نوب کو گھما کر اور بٹن کو دبانے سے یہ بہت آسان ہے۔

نقل مکانی کرنے والے ٹرانسڈیوسر کا کیلیبریشن سسٹم 13 مائیکرون ریزولوشن کے ساتھ 50.8 ملی میٹر تک کی نقل مکانی کے ساتھ ان ٹرانس ڈوسرز کو کیلیبریٹ کرنے کا ایک مکمل حل ہے۔ یہ کسی بھی سسٹم کے ساتھ استعمال ہوتا ہے، حالانکہ یہ کسٹم سافٹ ویئر کے ساتھ آتا ہے تاکہ NI سسٹمز کے ساتھ استعمال ہونے کے بعد تیز اور آسان انشانکن ہو سکے۔

نقل مکانی ٹرانسڈیوسر کی اقسام

مختلف قسم کے نقل مکانی کرنے والے ٹرانسڈیوسرز دستیاب ہیں جنہیں نقل مکانی کے سینسر کے نام سے بھی جانا جاتا ہے جیسے پوٹینشیومیٹر، سٹرین گیج، کیپسیٹیو، اور LVDT۔ لہذا ہر قسم کے بارے میں ذیل میں بحث کی گئی ہے۔

مزاحم ٹرانسڈیوسر

ایک مزاحم ٹرانسڈیوسر کو متغیر مزاحمتی ٹرانسڈیوسر بھی کہا جاتا ہے کیونکہ یہ متغیر مزاحمتی نقل و حمل کے اصول پر کام کرتا ہے۔ یہ ٹرانسڈیوسر اکثر استعمال ہونے والے نقل مکانی کرنے والے ٹرانسڈیوسر میں سے ایک ہے، جو مختلف جسمانی مقداروں جیسے دباؤ، نقل مکانی، قوت، درجہ حرارت، اور کمپن کی پیمائش کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے اور انہیں برقی سگنل میں تبدیل کرتا ہے۔

Capacitive Transducer

ایک capacitive transducer ایک غیر فعال ٹرانسڈیوسر ہے جو بیرونی طاقت کا استعمال کرکے کام کرتا ہے۔ یہ ٹرانس ڈوسر بنیادی طور پر دباؤ، نقل مکانی، نقل و حرکت، قوت، رفتار اور دیگر پیرامیٹرز کی پیمائش کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ یہ ٹرانسڈیوسر متغیر کیپیسیٹینس کے اصول پر کام کرتا ہے، اس لیے اس ٹرانسڈیوسر کی گنجائش بہت سی وجوہات کی وجہ سے بدل جاتی ہے جیسے ڈائی الیکٹرک مستقل، پلیٹوں کے اوورلیپنگ، اور پلیٹوں کے درمیان فاصلے کے اندر تبدیلی۔ یہ ایک غیر فعال قسم ہے جہاں پلیٹوں پر مساوی اور مخالف چارجز پیدا ہوتے ہیں کیونکہ کپیسیٹر پلیٹ پر لگائے گئے وولٹیج کی وجہ سے جو ڈائی الیکٹرک میٹریل کے ذریعے الگ ہوتی ہے۔

لکیری متغیر فرق ٹرانسفارمر

LVDT یا لکیری متغیر تفریق ٹرانسفارمر ایک قسم کی نقل مکانی ٹرانسڈیوسر ہے۔ اس ٹرانسڈیوسر میں تین متوازی فاصلہ والی کوائلز شامل ہیں جہاں پرائمری کوائل سینٹرل کوائل ہے اور باقی دو کوائل سیکنڈری کوائل ہیں۔ یہ بنیادی طور پر سیریز میں جڑے ہوئے ہیں اور مین کوائل کے حوالے سے یکساں طور پر پوزیشن میں ہیں۔ کے بارے میں مزید جاننے کے لیے براہ کرم اس لنک سے رجوع کریں- ایل وی ڈی ٹی .

دلکش ٹرانسڈیوسر

ایک انڈکٹیو ٹرانسڈیوسر ایک قسم کی نقل مکانی ٹرانسڈیوسر ہے جو نقل و حمل یا برقی مقناطیسی انڈکشن اصول پر کام کرتا ہے۔ ضروری جسمانی مقداروں کی پیمائش کرنے کے لیے جیسے کہ قوت، نقل مکانی، رفتار، دباؤ، سرعت، ٹارک، s باہمی یا خود انڈکٹنس مختلف ہے۔ اس ٹرانسڈیوسر کی بہترین مثال LVDT ہے۔ اس کے بارے میں مزید جاننے کے لیے براہ کرم اس لنک سے رجوع کریں۔ دلکش ٹرانسڈیوسرز .

سٹرین گیج

دباؤ، نقل مکانی، یا بوجھ جیسے جسمانی مقداروں کو مکینیکل سٹرین میں تبدیل کرنے کے لیے ایک سٹرین گیج ڈسپلیسمنٹ ٹرانسڈیوسر کا استعمال کیا جاتا ہے، اور اس مکینیکل سٹرین کو لچکدار جسم پر نصب سٹرین گیجز کے ساتھ الیکٹریکل o/p میں تبدیل کر دیا جاتا ہے۔ سٹرین گیج ڈسپلیسمنٹ ٹرانس ڈوسر بنیادی طور پر 0 سے 10 ملی میٹر رینج میں نقل مکانی کی پیمائش کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ LVDT کے مقابلے میں اس ٹرانسڈیوسر کی جسمانی لمبائی مختصر ہے اور یہ برقی مقناطیسی اثرات سے پاک ہے۔ یہ سٹرین گیج ٹرانسڈیوسرز انتہائی مستحکم اور قابل اعتماد کارکردگی رکھتے ہیں۔ کے بارے میں مزید جاننے کے لیے براہ کرم اس لنک سے رجوع کریں۔ تناؤ گیج .

فائدے اور نقصانات

نقل مکانی ٹرانسڈیوسر کے فوائد ذیل میں زیر بحث آئے ہیں۔

• نقل مکانی کرنے والے ٹرانس ڈوسرز میں بہترین لکیریٹی ہوتی ہے۔
• ان کے پاس انتہائی اعلی درستگی ہے۔
• ان کے پاس 0.01 µm تک بقایا ریزولوشن ہے۔
• یہ اعلی مقناطیسی شعبوں، ریڈیو ایکٹو ماحول اور وسیع درجہ حرارت کی حدود کے لیے روادار ہیں۔
• ان کے پاس مضبوط ڈیزائن اور بہترین استحکام ہے۔
• یہ ٹرانس ڈوسر کسی بھی سمت میں نصب کیے جا سکتے ہیں۔
• LVDTs کی بجلی کی کھپت کم ہے۔
• یہ بہت حساس ہیں اور ترتیب دینے اور برقرار رکھنے میں بہت آسان ہیں۔
• ان transducers کم hysteresis نقصان ہے.
• پیمائش کی حد زیادہ ہے۔
• یہ ٹرانسڈیوسر ایک رگڑ کے بغیر آلہ ہے۔

نقل مکانی ٹرانسڈیوسر کے نقصانات ذیل میں بحث کی جاتی ہے.

• نقل مکانی ٹرانسڈیوسر کو ہائی وولٹیج پیدا کرنے کے لیے بہت زیادہ نقل مکانی کی ضرورت ہوتی ہے۔
• اسے شیلڈنگ کی ضرورت ہے کیونکہ یہ مقناطیسی میدان کے لیے بہت ذمہ دار ہے۔
• ٹرانس ڈوسر کی کارکردگی کمپن کے ساتھ ساتھ درجہ حرارت میں ہونے والی تبدیلیوں سے متاثر ہو سکتی ہے۔
• اسے ڈی سی آؤٹ پٹ حاصل کرنے کے لیے ایک بیرونی ڈیموڈولیٹر کی ضرورت ہے۔
• اس ٹرانس ڈوسر کا متحرک ردعمل محدود ہے۔

درخواستیں

نقل مکانی ٹرانسڈیوسرز کے استعمال میں درج ذیل شامل ہیں۔

• نقل مکانی ٹرانسڈیوسرز کا استعمال سینسر ٹپ اور گھومنے والی شافٹ کے درمیان رشتہ دار حرکت کی پیمائش کے لیے کیا جاتا ہے۔
• اسے سخت مشینری میں استعمال کیا جاتا ہے جہاں شافٹ سے مشین کیسنگ تک انتہائی چھوٹی کمپن منتقل ہوتی ہے۔
• یہ صنعتی شعبے اور حتیٰ کہ پبلک سیکٹر جیسے مشین آٹومیشن، ایرو اسپیس اور ہوائی جہاز، پاور ٹربائنز، ہائیڈرولکس وغیرہ میں استعمال ہوتے ہیں۔
• LVDTs کا استعمال نقل مکانی کی پیمائش کے لیے کیا جاتا ہے جو mm سے cms تک ہوتے ہیں۔
• یہ CNC مشینوں میں نقل مکانی کی پیمائش کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔
• یہ رولڈ دھاتی چادروں کی موٹائی اور پیمائش کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔
• یہ تناؤ کی پیمائش کے لیے چینلز کے اندر استعمال ہوتے ہیں۔
• آر وی ڈی ٹی نقل مکانی کرنے والے ٹرانسڈیوسرز فلائٹ کنٹرول سسٹم کے اندر استعمال ہوتے ہیں۔
• پوٹینشیومیٹر کی قسمیں قوت، سرعت اور دباؤ کی پیمائش کے لیے استعمال ہوتی ہیں۔

اس طرح، یہ نقل مکانی کا ایک جائزہ ہے۔ transducer - کام کر رہا ہے ایپلی کیشنز کے ساتھ. اگر کوئی جسم سیدھی لکیر کے اندر ایک پوزیشن سے دوسری پوزیشن میں منتقل ہوتا ہے، تو بعد میں ان دونوں پوزیشنوں کے درمیان کی لمبائی کو نقل مکانی کہا جاتا ہے۔ نقل مکانی ایک جسمانی مقدار ہے جیسے رفتار، درجہ حرارت، قوت، وغیرہ۔

لہذا ایک نقل مکانی ٹرانسڈیوسر کا استعمال مکینیکل کمپن/حرکت، خاص طور پر ریکٹی لائنر موشن کو الیکٹرک سگنلز، ایک قابل تبدیلی برقی کرنٹ، یا وولٹیج میں تبدیل کرنے کے لیے کیا جاتا ہے۔ نقل مکانی ٹرانسڈیوسرز کی مثالیں ہیں؛ نقل مکانی اور موڑنے والے تناؤ عام نقل مکانی کی پیمائش کی پیمائش، کنکریٹ کے اندر دراڑ کی پیمائش، اور گرڈر موڑ۔ یہاں آپ کے لیے ایک سوال ہے، ٹرانسڈیوسر کا کام کیا ہے؟