Τα σωστά όργανα είναι βασικό συστατικό της σύγχρονης καινοτομίας. Τα όργανα χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση και τον έλεγχο διαφορετικών μεταβλητών. Αυτό επιτρέπει σε εταιρείες και ιδιώτες να συλλέγουν αξιόπιστες μετρήσεις κατά τη διάρκεια των δοκιμών.
Τα ακριβή συστήματα οργάνων μετρούν μεταβλητές όπως η θερμοκρασία, η ροή, η γωνία, η δύναμη και η μετατόπιση. Ένα σημαντικό στοιχείο πολλών σύγχρονων, επιστημονικών συγκροτημάτων οργάνων είναι ένας μορφοτροπέας.
Μεταγωγείς είναι συσκευές που χρησιμοποιούνται συχνά σε συστήματα αυτοματισμού, μέτρησης και ελέγχου. Τι ακριβώς είναι όμως; Σε αυτό το άρθρο θα μιλήσουμε για μετατροπείς: τι είναι, τι κάνουν και ποιοι είναι οι διαφορετικοί τύποι.
Μετατροπέας είναι κάθε συσκευή που μετατρέπει μια μορφή ενέργειας σε αναγνώσιμο σήμα. Πολλοί μορφοτροπείς έχουν μια είσοδο που στη συνέχεια μετατρέπεται σε αναλογικό ηλεκτρικό σήμα. Κοινές εισροές περιλαμβάνει ενέργεια, ροπή, φως, δύναμης, θέση, επιτάχυνση και άλλες φυσικές ιδιότητες.
Η έξοδος που λαμβάνεται από τους μορφοτροπείς είναι πάντα σε ηλεκτρική μορφή, η οποία είναι ανάλογη της μετρούμενης ποσότητας που εφαρμόζεται στη συσκευή. Για παράδειγμα, α δυναμοκυψέλη θα μετατρέψει μια ασκούμενη δύναμη σε ηλεκτρικό δυναμικό που είναι ισοδύναμο. Η δύναμη μετριέται με μετρητές καταπόνησης σε διαμόρφωση γέφυρας Wheatstone. Οι μετρητές καταπόνησης μετρούν τις αλλαγές της ηλεκτρικής αντίστασης ως απόκριση σε μια ασκούμενη δύναμη. Το σήμα από το μετρητή καταπόνησης διέρχεται μέσω ρύθμισης σήματος ή ενίσχυσης, προτού εξέλθει ως ηλεκτρικό σήμα σε μια μορφή Απόκτησης Δεδομένων.
Ποιοι είναι οι δύο κύριοι τύποι μετατροπέων;
Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι μορφοτροπέων με βάση το εάν χρειάζονται ή όχι μια εξωτερική πηγή ενέργειας. Πρόκειται για ενεργητικούς και παθητικούς μετατροπείς.
Ενεργός μορφοτροπέας είναι αυτός που δεν απαιτεί καμία πηγή ενέργειας για να λειτουργήσει. Αυτοί οι μορφοτροπείς λειτουργούν μόνο μέσω της αρχής της μετατροπής ενέργειας, όπου παράγουν ένα ηλεκτρικό σήμα που είναι ανάλογο της εισόδου.
Ένα παράδειγμα ενεργού μορφοτροπέα είναι ένα θερμοστοιχείο.
Οι παθητικοί μετατροπείς, από την άλλη πλευρά, χρειάζονται μια εξωτερική πηγή ενέργειας για να λειτουργήσουν. Το σήμα εξόδου τους παράγεται με τη μορφή διακύμανσης της αντίστασης, της χωρητικότητας ή άλλων ηλεκτρικών παραμέτρων. Αυτά μπορούν στη συνέχεια να μετατραπούν σε σήμα τάσης ή ισοδύναμο ρεύμα.
Ένας μετατροπέας ροπής είναι ένας παθητικός μετατροπέας που μεταβάλλει την τάση της ηλεκτρικής εξόδου από το στοιχείο όταν εφαρμόζεται ροπή. Ο μετατροπέας ροπής μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση της ροπής κίνησης και της ροπής θραύσης σε ένα όχημα.
Ποιοι είναι οι διαφορετικοί τύποι μετατροπέων με βάση τη λειτουργία;
Πέρα από αυτές τις δύο κατηγορίες, υπάρχουν πολλοί διαφορετικοί τύποι μετατροπέων.
Οι μετατροπείς μπορούν να ταξινομηθούν με βάση την αρχή λειτουργίας. Υπάρχουν χημικοί μετατροπείς, πιεζοηλεκτρικοί μετατροπείς και μετατροπείς αμοιβαίας επαγωγής. Υπάρχουν επίσης ηλεκτρομαγνητικοί μετατροπείς, μετατροπείς Hall Effect και φωτοαγωγοί. Οι φωτοβολταϊκοί μετατροπείς είναι επίσης γνωστοί ως ηλιακά κύτταρα.
Υπάρχουν επίσης διαφορετικές ταξινομήσεις μορφοτροπέων με βάση την προς μέτρηση ποσότητα. Αυτό περιλαμβάνει μετατροπείς θερμοκρασίας, μορφοτροπείς πίεσης, μετατροπείς μετατόπισης και μετατροπείς ροής.