Dönüştürücü, enerjiyi bir biçimden diğerine değiştirmek için kullanılan elektronik bir cihazdır. Genel olarak, bir dönüştürücü bir enerji sinyali biçimini başka bir enerji sinyali biçimine değiştirir. Dönüştürücü örnekleri; mikrofonlar, güneş pilleri, akkor ampuller, elektrik motorları vb. Bu cihazlar, elektrik sinyallerinin kuvvet, enerji, ışık, tork, konum, hareket vb. diğer fiziksel büyüklüklere dönüştürüldüğü yerlerde sıklıkla kullanılır. farklı transdüser türleri akım, basınç, manyetik alan gibi, termokupl , piezoelektrik, gerinim ölçer , karşılıklı indüksiyon ve elektromekanik dönüştürücü. Bu makale, bir elektromekanik dönüştürücü – uygulamalarla çalışmak.
Elektromekanik Dönüştürücü Nedir?
Elektromekanik dönüştürücü, bir elektrik sinyalini hoparlördeki gibi ses dalgalarına dönüştürmek (veya) bir mikrofondaki gibi bir ses dalgasını elektrik sinyaline dönüştürmek için kullanılan bir cihaz türüdür. Yani mekanik hareketi elektrik sinyallerine çeviren cihaz bilinmektedir. elektromekanik dönüştürücü . Elektromekanik dönüştürücü örnekleri; bir hoparlör, bir piezoelektrik dönüştürücü, bir mikrofon ve kalıcı mıknatıslı aletin ölçüm mekanizması.
Elektromekanik Dönüştürücü Çalışma Prensibi
Elektromekanik bir dönüştürücü, mekanik hareketi bir akım veya voltajın varyasyonlarına çevirerek çalışır ve bunun tersi de geçerlidir. Bu transdüserler, esas olarak otomatik kontrol sistemlerinde aktivasyon mekanizmaları olarak ve ayrıca ölçüm ve otomasyon teknolojisinde mekanik hareket sensörleri olarak kullanılır. Bu dönüştürücülerin sınıflandırılması, kullanılan dönüştürme ilkesine göre elektromanyetik, dirençli, manyetoelektrik, elektrostatik tipler ve ayrıca analog ve dijital tipler gibi o/p sinyal tipi olarak yapılabilir.
Bu tür transdüserler, statik ve dinamik özelliklerine, E = Δy/Δx hassasiyetine, statik sinyal hatasına, o/p sinyalinin çalışma frekans aralığına ve statik dönüştürme hatasına göre tahmin edilir.
Elektromekanik Dönüştürücü Şeması
Kapnografi tekniğini uygulamak için kullanılan elektromekanik dönüştürücü aşağıda gösterilmiştir. Karbon dioksit son kullanma çalışmasına kapnometri denir. Aşağıdaki şemadaki elektromekanik dönüştürücü, 2 ila 16 µm aralığında geniş spektrumlu radyasyon üreten bir IR ışık kaynağına sahiptir. Kapnografide kullanılan IR radyasyon kaynakları, tekdüze yayma, yüksek ışınım, spektral tekdüzelik ve geniş ışınım alanına sahip olmalıdır. Gerçek kaynaklardan gelen radyasyon, en yüksek yayıcılığa sahip olan ideal bir kara cisme kıyasla her zaman düşüktür.
Kuvars tungsten halojen lambalar sıcak filaman sadece güçlü yakın IR çıkışı sağlar. Yukarıdaki şemada, geniş bantlı kızılötesi ışık ışını bir IR filtresinden geçer ve ardından 0,07 μm bant genişliği ile 4,26 μm gibi CO2'nin maksimum absorpsiyon dalga boyunda ışık iletir. Düşük frekanslarda, ışık ışını dönen bir kıyıcı tekerlek aracılığıyla örneklenir. Bu tekerlek bir kez döndüğünde, kızılötesi ışığın numune odası boyunca iletildiği ve radyasyonun dışarı verilen havadaki mevcut CO2 molekülleri tarafından emildiği bir konumdur.
İkinci bir konumda, kızılötesi ışık, numune ve referans odaları boyunca iletir. Burada, Referans odası CO2 ile kapatılmıştır. Kalan konumda, döner çarktan ışık geçmez. Çark boyunca iletilen radyasyon, CO2 molekülleri tarafından soğurulmadı ve genellikle bir GeAs olan fotodetektör tarafından basitçe toplandı. fotodiyot .
Darbeli fotodiyot o/p akım frekansı, örneklemeye eşdeğerdir ve genliği iletilen radyasyon miktarı ile ayarlanır. Salınımlı sinyal yoğunluğu, hastanın nefesindeki CO2 konsantrasyonuna karar vermek için işlenir. Böylece kapnografi tekniğini gerçek zamanlı olarak kullanarak, hastaların ventilasyon durumu ve ayrıca olası solunum komplikasyonları Sağlık hizmeti sağlayıcıları tarafından izlenebilir.
Elektromekanik Dönüştürücü Tipleri
Aşağıda tartışılan farklı tipte elektromekanik dönüştürücüler vardır.
Lineer Değişken Diferansiyel Transformatör
LVDT, mekanik olarak bağlı olduğu nesnenin doğrusal hareketini değişken bir voltaj, akım veya elektrik sinyaline dönüştürmek için kullanılan elektromekanik bir dönüştürücüdür. LVDT hakkında daha fazla bilgi için lütfen bu bağlantıya bakın.
hakkında daha fazla bilgi edinmek için lütfen bu bağlantıya bakın LVDT .
Elastomerik Dönüştürücüler
Elastomerik dönüştürücü, elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştürmek için kullanılan elektromekanik bir dönüştürücüdür. Bu transdüserleri optimize eden polimerik yapılar temel olarak dielektrik özelliklerine bağlıdır. Optimize edilmiş elemanlar, silikon Q, polidimetilsiloksan PDMS ve yarı kristalli poliüretan PUR'dan oluşur. Bu nedenle, yarı kristalli poliüretan, özellikle yüksek sıcaklıklarda, 3 ila 10 arasındaki dielektrik sabiti aralığı ve yüksek iyonik iletkenliği nedeniyle esas olarak tercih edilir. Polidimetilsiloksan dielektrik sabit aralığı, 2,5 ila 3 arasında nispeten düşüktür ve Silicone Q, düşük bir cam geçiş sıcaklığına sahip olmasına rağmen, yarı kristalli poliüretana benzer.
Piezoelektrik Nanojeneratör
Piezoelektrik nanojeneratör, küçük fiziksel hareketlerle etkinleştirilebilen ve çok çeşitli frekanslarda çalışabilen piezoelektrik ZnO nanotelleri kullanarak enerjiyi mekanikten elektriğe dönüştürmek için kullanılan bir tür elektromekanik dönüştürücüdür. Bunlar, aktif tespit ve insan biyomekanik enerjisinin vücut cihazlarının üzerinde ara güce toplanması alanında, basit uygulamaları, kendi kendine güç sağlama yapıları ve elektrik stimülasyon tedavisi gibi yüksek verimli enerji dönüşümü nedeniyle yenilikçi sağlık uygulamalarında kullanılır.
Dielektrik Elastomerler
Dielektrik elastomer (DE'ler), elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştürmek için kullanılan elektromekanik bir dönüştürücüdür. Bu elastomerler, aktüatör ve genel olmak üzere iki modda çalışır. Aktüatör modunda, enerjiyi elektrikten mekanik enerjiye değiştirirken, genel modda enerjiyi mekanik enerjiden elektriğe dönüştürür. Bunlar, büyük gerinimler oluşturan akıllı malzeme sistemleridir. Bunlar elektroaktif polimerler grubuna aittir. Bunlar yüksek elastik enerji yoğunluğuna sahiptir ve hafiftir.
Avantajlar ve dezavantajlar
bu elektromekanik dönüştürücülerin avantajları aşağıda tartışılmaktadır.
- Bu transdüser çıkışı, ölçüm amaçlı olarak iletilerek ve işlenerek kolayca kullanılabilir.
- Elektrik sistemleri son derece küçük bir güç aralığı ile kontrol edilir.
- Bu dönüştürücüler, sürtünme etkilerini ve diğer mekanik doğrusal olmama durumlarını azaltacaktır.
- Entegre devre teknolojisi sayesinde birçok sistem kompakt, taşınabilir ve daha hafiftir.
- Mekanik arıza ihtimali yoktur.
- Kütle atalet sorunları azaltılabilir.
- Mekanik aşınma ve yıpranma yok.
bu elektromekanik dönüştürücülerin dezavantajları aşağıda tartışılmaktadır.
- Bu dönüştürücü pahalıdır.
- Devre tasarımı yapılırken, parametrelerin eskime etkileri ve aktif bileşenlerin kayması dikkate alınmalıdır. Bu, tasarımı karmaşık hale getirecektir.
Uygulamalar
bu Elektromekanik Dönüştürücü uygulamaları aşağıda tartışılmaktadır.
- Elektromekanik dönüştürücü, bir elektrik sinyalini ses dalgalarına veya ses dalgalarını bir elektrik sinyaline dönüştürmek için kullanılır.
- Bu dönüştürücü, fiziksel hareketi bir o/p voltajına, bunların konumla orantılı olduğu genlik ve faza dönüştürür.
- Bu dönüştürücü, bir elektrik sisteminden dalgaları alır ve bunları mekanik bir sisteme iletir.
- Bunlar titreşimi ölçmek için kullanılır.
- Bu, açısal yer değiştirme girdisiyle orantılı olan doğrusal çıktı sağlamak için kullanılır.
- gibi bir elektromekanik dönüştürücü RVDT esas olarak açısal yer değiştirmeyi ölçmek için kullanılır.
- Bu cihaz, hareketli parçalar aracılığıyla sinyali elektrikselden mekanik veya fiziksel o/p'ye değiştirir.
- Bu tip transdüser, temel olarak sabit nozül kanatlı servo musluğu içindeki tork motorunu değiştirmek için tasarlanmıştır.
- RVDT elektromekanik dönüştürücü, bir nesnenin mekanik olarak bağlı olduğu doğrusal hareketini eşdeğer bir elektrik sinyaline dönüştürür.
Elektromekanik dönüştürücü ile elektrokimyasal dönüştürücü arasındaki fark nedir?
Elektromekanik dönüştürücü, bir elektrik sinyalini ses dalgalarına dönüştüren, aksi takdirde bir ses dalgasını elektrik sinyaline dönüştüren bir cihazdır. Elektrokimyasal dönüştürücü, analit konsantrasyonuyla doğrudan orantılı olan bir elektrik sinyali biçimindeki değişiklikleri bildirmek için kullanılır.
Belirli bir uygulama için doğru elektromekanik dönüştürücüyü nasıl seçersiniz?
Çalışma aralığı, doğruluk, çalışma prensibi, hassasiyet, yükleme etkisi, çevre uyumluluğu vb. gibi bir elektromekanik dönüştürücü seçerken göz önünde bulundurulması gereken birçok parametre vardır.
Elektromekanik dönüştürücüler tehlikeli ortamlarda kullanılabilir mi?
Bir elektromekanik dönüştürücü, tehlikeli bir ortamda herhangi bir ekipmana elektriksel olarak bağlandığında, bağlantı ile seri halinde bir elektriksel güvenlik bariyeri kullanılmalıdır.
Elektromekanik bir dönüştürücüyü nasıl kalibre edersiniz?
Mekanik dönüştürücü, hizmet süresi boyunca kalibre edilmelidir çünkü bu dönüştürücünün hassasiyeti, kullanıma ve yapıldıkları malzemelere uygulanan baskılara bağlı olarak değişir. Bu nedenle, bir elektromekanik dönüştürücüyü kalibre etmek için tekniğin prensibini ve bundan sonra bir elektromekanik dönüştürücüyü kalibre ederken uygulamalarını açıklayan bir karşılıklılık yöntemi kullanılır.
Elektromekanik dönüştürücüler için bazı yaygın sorun giderme ipuçları nelerdir?
- Sorun giderme, bir dönüştürücünün çalışıp çalışmadığını bir voltmetre ile kontrol etmek için kullanılır. Bu dönüştürücüyü voltmetreye bağlayın ve dönüştürücüyü uygun uyarma voltajıyla uyarın. Bundan sonra dönüştürücünün çıkış voltajını yüksüz olarak ölçün.
- Yük ve basıncın sabit olup olmadığından emin olun.
- Uyarma güç kaynağı kararlılığını doğrulayın.
- Voltmetre aracılığıyla milivolt o/p'yi kontrol edin.
- RFI veya EMI paraziti olduğundan emin olun.
Böylece, bu elektromekanik bir bakıştır dönüştürücü – çalışıyor prensip, türleri, avantajları, dezavantajları ve uygulamaları. Bir elektrik sisteminden dalgaları alan ve bunları mekanik bir sisteme ileten bir dönüştürücü, elektromanyetik dönüştürücü olarak da bilinir. İşte size bir soru, dönüştürücü nedir?
