امروزه یکی از مشکلات و معضلات مهندسین برق و حوزه صنعت برق،تبدیل پارامترهای آنالوگ به پارامترهای دیجیتال است. پارامترهایی هم‌چون دما،سرعت،شتاب،درجه حرارت،وزن و غیره. این پارامترهای آنالوگ برای معنا پیداکردن در دنیای دیجیتالی امروز،نیازمنده تبدیل شدن به زبان دیجیتال هستند.به همین دلیل نیاز به یک ترنسدیوسر (مبدل)در صنعت برق همواره احساس می‌شود. ما در این مقاله به شما خواهیم گفت که ترنسدیوسر چیست ؟
ترنسدیوسر : سنسور، مبدل، وسیله اندازه‌گیری
کار ترنسدیوسرها تبدیل سیگنال‌های الکتریکی به سیگنال‌های الکتریکی استاندارد، تبدیل پارامترهای فیزیکی به پارامترهای الکتریکی مثل فرکانس، جریان و ولتاژ است.
در واقع ترسندیوسر وسیله‌ایی است، که یک نوع انرژی را به انرژی دیگر تبدیل می‌کند. این انرژی می‌تواند شامل انرژی الکتریکی، مکانیکی، شیمیایی و صوتی باشد.با یک مثال به توضیح ترنسدیوسر میپردازیم:
یک وسیله نمایش و اندازه‌گیری، برای نمایش پارامتر موردنظر،از سیگنال الکتریکی استفاده می‌کند. مثلا یک حسگر دما که انرژی گرمایی را تشخیص می‌دهد، بعد از تشخیص آن را تبدیل به سیگنال الکتریکی می‌کند.پس کار ترنسدیوسر تبدیل است.
انواع مختلفی از ترنسدیوسرها، همانند سنسورها،ترنسدیوسرهای ورودی خروجی،آنالوگ و دیجیتال وجود دارد. وظیفه یک سنسور تشخیص تغییر فیزیکی مانند سرعت نور است. برای مثال وقتی ما در حال صحبت هستیم، سیگنال‌های صوتی ما در هوا پخش می‌شود. حال اگر از یک میکروفون برای تبدیل به سیگنال الکتریکی استفاده کنیم، در واقع از یک ترنسدیوسر استفاده کردیم که انرژی صوتی را با یک موج فرکانسی و دامنه ولتاژی مشخص دریافت و تبدیل به انرژی الکتریکی می‌کند.
کاربرد ترنسدیوسر چیست ؟
با توجه به گستردگی استفاده از ترنسدیوسرها در حوزه‌های مختلف به کاربرد آن‌ها میپردازیم.
- الکترومغناطیس: گستردگی ترنسدیوسرها در این بخش بسیار است. آنتن‌ها امواج الکترومغناطیس را به سیگنال تبدیل می‌کنند.نوار ضبط صوت و هر وسیله‌ایی که دارای مدار مغناطیسی هست می‌تواند، از یک ترنسدیوسر برای تبدیل انرژی استفاده کند.
- .الکتروشیمی: شاخه‌ای از شیمی فیزیک، یا شیمی تجربه است که به بررسی واکنش‌ها شیمیایی در اثر عبور جریان الکتریکی می‌پردازد. حوزه کاربرد ترنسدیوسرها در میله‌های پی اچ، سلول سوخت الکتروشیمی و حسگر هیدوژن می‌باشد.
- الکترومکانیکی: حوزه کاربرد ترنسدیوسرها شتاب سنج،پتانسیومتر،موتورهای الکتریکی،برق کافت پلیمر،حسگر لمسی و حسگر جریان باد می‌باشد.
انواع ترنسدیوسر در صنعت برق
- ترنسدیوسر فرکانس: این ترنسدیوسرها دارای قابلیت اندازه‌گیری فرکانس‌های مختلف و مبدل فرکانس هستند. این دستگاه سیگنال‌های خروجی متناسب با فرکانس را مستقل از بار اندازه‌گیری و نمایش می دهد.
- ترنسدیوسر مقاومت: با قابلیت تبدیل سیگنال‌های DC، از یک ترموکوپل، حسگر و ….. به سیگنال‌های آنالوگ خروجی مناسب، مورد استفاده قرارمی‌گیرد.خروجی این ترنسدیوسرها به صورت DC است.
- ترنسدیوسر ولتاژ: دستگاه‌هایی با قابلیت اندازه‌گیری و نمایش ولتاژهای DC , AC هستند.این دستگاه‌ها انواع مختلفی دارند. به عنوان مثال ترنسدیوسرهای تبدیل ولتاژ به جریان می‌توانند میزان ولتاژ ارسال شده را اندازه‌گیری کرده و آن را به یک جریان تنظیم شده تبدیل کند. بعضی از این ترنسدیوسرها به قدری کوچک هستند که قادر به اندازه‌گیری و تنظیم مقادیر مختلف ولتاژ در منبع تغذیه لپ‌تاپ‌ها می‌پردازند. و اطمینان پیدا می‌کنند که هر یک از خروجی‌ها به صورت جداگانه ولتاژ درستی را دریافت کنند.
- ترنسدیوسر توان اکتیو و راکتیو:این ترنسدیوسرها با قابلیت و تبدیل توان اکتیو به راکتیو سیستم‌های تکفاز و سه‌فاز، با داشتن بارهای متعادل و نامتعادل و بار مستقل از جریان و یا ولتاژ، عملیات تبدیل را انجام می‌دهند. بعضی از این ترنسدیوسرها قابلیت برنامه‌ریزی،اندازه‌گیری جریان،فرکانس،ضریب توان را نیز دارا هستند.
- ترنسدیوسر جریان : از ترنسدیوسر جریان برای اندازه‌گیری، نمایش جریان، تجزیه و تحلیل و کنترل استفاده می‌کنند. این دستگاه قابلیت تشخیص جریان الکتریکی AC یا DC را دارد و می‌تواند یک سیگنال متناسب با آن را تولید کند بعضی از این ترنسدیوسرها برای کار نیاز به ولتاژ کمکی دارند
- ترنسدیوسر ضریب توان :برای اندازه‌گیری ضریب توان موج سینوسی،زاویه بین ولتاژ و جریان،در سیستم‌های تکفاز و سه‌فاز همچنین برای تبدیل اختلاف زاویه‌فاز دو منبع سنکرون استفاده می‌شود.
- ترنسدیوسر دما : این ترنسدیوسرها در جا‌هایی مورد استفاده قرار می‌گیرد که سنسور‌های دما نظیر ترموکوپل و تبدیل آن به سیگنال‌های استاندارد مورد نظر، به کار برده می‌شوند. قابلیت تنظیم دقیق بوسیله پتانسیومتر‌های مختلف را دارند، به وسیله این ترنس‌ها می‌توان سیگنال ورودی دما را به سیگنال جریان تبدیل کرد وهمچنین آن را به مناطق دور ارسال کرد.
- ترنسدیوسر فشار :این ترنس‌ها خروجی یک سنسور فشار را گرفته و به یک جریان الکتریکی ، تبدیل می‌کند تا بتوان این سیگنال را از طریق سیم به فواصل دور منتقل کرد. خروجی این ترنس به میکروکنترلر‌ها یا سیستم‌های پردازشگر دیگر داده می‌شود تا بتوان پارامترهای مختلفی از جمله فشار مخازن تحت فشار را به دقت کنترل کند.
- ترنسدیوسر خازنی :این ترنس بیشتر برای اندازگیری سطح مایعات در مخازن مورد استفاده قرار می‌گیرد. باتغییر ارتفاع سطح مایعات، دی الکتریک بین الکترود‌های خازن تغییر می‌یابد پس با این تغییر دی الکتریک بین الکترود‌های خازن ارتفاع مایع موجود درمخزن‌ها محاسبه می‌شود.
- ترنسدیوسر قابل برنامه‌ریزی :این ترنس به کاربر این اجازه را می‌دهد که بسته به نیاز پروژه و خروجی و ورودی وسایل خود ورودی و خروجی ترنسدیوسر را تنظیم کند. در حال حاضر این نمونه از مبدل‌ها از درخواست بیشتری نسبت به مدل‌های ثابت برخوردار می‌باشند.
