স্থানচ্যুতি ট্রান্সডুসার: সার্কিট, প্রকার, কাজ এবং এর প্রয়োগ

পজিশন সেন্সর হল এক ধরনের ডিভাইস যা ডিভাইস/মেশিনে বা নির্দিষ্ট আশেপাশে কোনো বস্তুর অবস্থানের মধ্যে পরিবর্তন পর্যবেক্ষণ ও পরিমাপ করতে ব্যবহৃত হয় এবং সংকেতে পরিবর্তন করে যা সংক্রমণ, প্রক্রিয়াকরণ বা নিয়ন্ত্রণের জন্য উপযুক্ত। বিভিন্ন ধরণের অবস্থান সেন্সর পাওয়া যায় যেখানে স্থানচ্যুতি ট্রান্সডুসার হল একটি নির্দিষ্ট ধরণের অবস্থান সেন্সর। সাধারণত, স্বাভাবিক সেন্সরগুলি বস্তুর অস্তিত্ব অনুভব করে যেখানে স্থানচ্যুতি সেন্সরগুলি কেবলমাত্র স্থানচ্যুতি সনাক্ত করে যখন কোনো বস্তু এক স্থান থেকে অন্য স্থানে চলে যায়। সুতরাং, স্থানচ্যুতি সনাক্তকরণের পরিমাণ আপনাকে বস্তুর বেধ এবং উচ্চতা নির্ধারণ করতে দেয়। এই নিবন্ধটি একটি ওভারভিউ আলোচনা স্থানচ্যুতি ট্রান্সডুসার - অ্যাপ্লিকেশনগুলির সাথে কাজ করা।

স্থানচ্যুতি ট্রান্সডুসার কি?

একটি স্থানচ্যুতি ট্রান্সডুসার হল একটি ইলেক্ট্রোমেকানিকাল ডিভাইস যা একটি বস্তুর গতিকে ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক, ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বা ম্যাগনেটোইলেকট্রিক সিগন্যালে রূপান্তর করতে ব্যবহৃত হয় যা ডেটাতে পড়া এবং ব্যাখ্যা করা হয়। রৈখিক এবং ঘূর্ণমান মত স্থানচ্যুতি ট্রান্সডুসারের বিস্তৃত পরিসর রয়েছে। এই ট্রান্সডুসারগুলি সেন্সর এবং একটি লক্ষ্যের মধ্যে শারীরিক দূরত্ব পরিমাপ করতেও সহায়ক। বেশিরভাগ স্থানচ্যুতি ট্রান্সডিউসার স্থির এবং গতিশীল স্থানচ্যুতি পরিমাপ করে, তাই তারা প্রায়শই একটি বস্তুর কম্পন পরিমাপের জন্য ব্যবহৃত হয়। পরিমাপ করা স্থানচ্যুতিগুলি মাইক্রো ইঞ্চি থেকে কয়েক ফুট পর্যন্ত।

স্থানচ্যুতি ট্রান্সডুসার কাজের নীতিটি অত্যন্ত নির্ভরযোগ্য প্রবর্তক পরিমাপের নীতির উপর ভিত্তি করে। এই ট্রান্সডুসারগুলি শক্ত, ব্যবহার করা খুব সহজ এবং উচ্চ নির্ভুলতা অর্জন করতে পারে। স্থানচ্যুতি ট্রান্সডুসারগুলি উত্পাদন, গবেষণা ও উন্নয়নের বিভিন্ন ক্ষেত্রে নির্ভরযোগ্য পরিমাপের ফলাফল দেয়।

স্থানচ্যুতি ট্রান্সডুসার সার্কিট ডায়াগ্রাম

নিচের সার্কিটে ব্যবহৃত ডিসপ্লেসমেন্ট ট্রান্সডুসার হল একটি ইন্ডাকটিভ ট্রান্সডুসার। এই সার্কিটটি একটি ইন্ডাকটিভ ট্রান্সডুসার দিয়ে স্থানচ্যুতি পরিমাপ করতে ব্যবহৃত হয়।

উপরের সার্কিটে, ট্রান্সফরমারে একটি প্রাথমিক উইন্ডিং এবং দুটি সেকেন্ডারি উইন্ডিং রয়েছে। দুটি সেকেন্ডারি উইন্ডিং এর এন্ডপয়েন্ট একসাথে সংযুক্ত থাকে, আমরা ঘোষণা করতে পারি যে এই দুটি উইন্ডিং সহজভাবে সিরিজ বিরোধিতার মধ্যে সংযুক্ত।

'VP' ভোল্টেজটি ট্রান্সফরমারের প্রাথমিক ওয়াইন্ডিং এ প্রয়োগ করা হয়, প্রতিটি সেকেন্ডারি ওয়াইন্ডিং জুড়ে বিকশিত ভোল্টেজকে 𝑉𝑆1 𝑉𝑆2 হতে দিন। সুতরাং, 'V0' আউটপুট ভোল্টেজ সেকেন্ডারি উইন্ডিংয়ের প্রথম পয়েন্ট জুড়ে প্রাপ্ত হয়। সুতরাং আউটপুট ভোল্টেজ V0 = VS1 – VS2 হিসাবে লেখা যেতে পারে। উপরের সার্কিটে ব্যবহৃত ট্রান্সফরমারটি ডিফারেনশিয়াল ট্রান্সফরমার কারণ এটি একটি o/p ভোল্টেজ তৈরি করে, যা VS1 এবং VS2 এর মধ্যে পার্থক্য।

যদি কোরটি কেন্দ্রীয় বিন্দুতে অবস্থান করে, তাহলে দুটি উইন্ডিং S1 এবং S2 জুড়ে প্ররোচিত ভোল্টেজগুলি সমতুল্য। সুতরাং, আউটপুট ভোল্টেজ V0=0। এই অবস্থায়, আমরা বলি যে কোনও স্থানচ্যুতি নেই।

যদি কোরটি কেন্দ্রীয় অবস্থানের উপরে স্থানচ্যুত হয়, তাহলে কয়েল S1-এর মধ্যে উৎপন্ন emf বেশি হয়, যেমন, V1>V2।

একইভাবে, যদি কোরটি কেন্দ্রীয় অবস্থানের নীচে স্থানচ্যুত হয়, তবে S2 কয়েলের মধ্যে উত্পন্ন emf বেশি হয়, যেমন V2>V1।

সুতরাং এই দুটি ক্ষেত্রে, আমাদের ঊর্ধ্বমুখী এবং নিম্নমুখী দুটি স্থানচ্যুতি রয়েছে। এই দুটি ক্ষেত্রে, আউটপুট ভোল্টেজ 'V0' এর মাত্রা কেন্দ্রের সাপেক্ষে মূল অবস্থানের সমানুপাতিক হবে।

এইভাবে, যদি আমরা শরীরের স্থানচ্যুতি পরিমাপ করতে চাই তবে আমাদের অবশ্যই দেহটিকে কেন্দ্রীয় কোরের সাথে সংযুক্ত করতে হবে। অতএব, একবার বডিটি সরলরেখায় স্থানান্তরিত হলে, কোরের মাঝের বিন্দুটি পরিবর্তিত হয়, তাই, 'V0'-এর মতো o/p ভোল্টেজও সেই অনুযায়ী পরিবর্তিত হয়। এই অবস্থায়, আমরা কেবল o/p ভোল্টেজ পরিমাপ করে স্থানচ্যুতি পেতে পারি। সুতরাং, আউটপুট ভোল্টেজের ফেজ এবং বিশালতা অনুরূপভাবে শরীরের স্থানচ্যুতি এবং দিক নির্দেশ করে।

স্থানচ্যুতি ট্রান্সডুসার ক্রমাঙ্কন

সাধারণত, পরিমাপ ব্যবস্থা থেকে প্রাপ্ত ফলাফলের নির্ভুলতা, পুনরাবৃত্তিযোগ্যতা এবং নির্ভরযোগ্যতা বজায় রাখার জন্য ট্রান্সডুসার ক্রমাঙ্কন একটি অপরিহার্য প্রয়োজন। এই ট্রান্সডুসারগুলি একাডেমিক এবং শিল্প অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে সাধারণ। সুতরাং, তাদের ক্রমাঙ্কন করা সাধারণত একটি সময়সাপেক্ষ পদ্ধতি, তবে, ক্রমাঙ্কন যন্ত্র ব্যবহার করে, একটি গাঁট মোচড় দিয়ে এবং একটি বোতাম ঠেলে এটি খুব সহজ।

স্থানচ্যুতি ট্রান্সডুসারের ক্রমাঙ্কন সিস্টেমটি 13 মাইক্রন রেজোলিউশনের সাথে 50.8 মিমি পর্যন্ত স্থানচ্যুতি সহ এই ট্রান্সডুসারগুলিকে ক্রমাঙ্কন করার একটি সম্পূর্ণ সমাধান। এটি যে কোনও সিস্টেমের সাথে ব্যবহার করা হয়, যদিও এটি কাস্টম সফ্টওয়্যারের সাথে আসে যা একবার NI সিস্টেমের সাথে ব্যবহার করা হলে দ্রুত এবং সহজ ক্রমাঙ্কন করা যায়।

স্থানচ্যুতি ট্রান্সডুসার প্রকার

বিভিন্ন ধরনের ডিসপ্লেসমেন্ট ট্রান্সডুসার পাওয়া যায় যেগুলো ডিসপ্লেসমেন্ট সেন্সর যেমন পটেনটিওমিটার, স্ট্রেন গেজ, ক্যাপাসিটিভ এবং এলভিডিটি নামেও পরিচিত। তাই প্রতিটি প্রকার নীচে আলোচনা করা হয়েছে.

প্রতিরোধী ট্রান্সডুসার

একটি প্রতিরোধী ট্রান্সডুসারকে একটি পরিবর্তনশীল প্রতিরোধী ট্রান্সডুসারও বলা হয় কারণ এটি পরিবর্তনশীল প্রতিরোধের ট্রান্সডাকশন নীতিতে কাজ করে। এই ট্রান্সডুসার হল সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত ডিসপ্লেসমেন্ট ট্রান্সডুসারগুলির মধ্যে একটি, যা বিভিন্ন শারীরিক পরিমাণ যেমন চাপ, স্থানচ্যুতি, বল, তাপমাত্রা এবং কম্পন পরিমাপ করতে ব্যবহৃত হয় এবং সেগুলিকে বৈদ্যুতিক সংকেতে রূপান্তরিত করে।

ক্যাপাসিটিভ ট্রান্সডুসার

একটি ক্যাপাসিটিভ ট্রান্সডুসার হল একটি প্যাসিভ ট্রান্সডুসার যা বাহ্যিক শক্তি ব্যবহার করে কাজ করে। এই ট্রান্সডুসারটি মূলত চাপ, স্থানচ্যুতি, আন্দোলন, বল, বেগ এবং অন্যান্য পরামিতি পরিমাপ করতে ব্যবহৃত হয়। এই ট্রান্সডুসারটি পরিবর্তনশীল ক্যাপাসিট্যান্স নীতির উপর কাজ করে, তাই এই ট্রান্সডুসারের ক্যাপাসিট্যান্স অনেক কারণে পরিবর্তিত হয় যেমন ডাইইলেক্ট্রিক ধ্রুবক, প্লেটগুলির ওভারল্যাপিং এবং প্লেটের মধ্যে দূরত্বের মধ্যে পরিবর্তন। এটি একটি নিষ্ক্রিয় প্রকার যেখানে ক্যাপাসিটর প্লেট জুড়ে প্রয়োগ করা ভোল্টেজের কারণে প্লেটগুলিতে সমান এবং বিপরীত চার্জ তৈরি হয় যা অস্তরক পদার্থের মাধ্যমে পৃথক করা হয়।

লিনিয়ার ভেরিয়েবল ডিফারেনশিয়াল ট্রান্সফরমার

LVDT বা লিনিয়ার ভেরিয়েবল ডিফারেনশিয়াল ট্রান্সফরমার হল এক ধরনের ডিসপ্লেসমেন্ট ট্রান্সডুসার। এই ট্রান্সডিউসারটিতে তিনটি প্রতিসম ব্যবধানযুক্ত কয়েল রয়েছে যেখানে প্রাথমিক কয়েল হল কেন্দ্র কয়েল এবং বাকি দুটি কয়েল হল সেকেন্ডারি কয়েল। এগুলি প্রধানত সিরিজে সংযুক্ত এবং প্রধান কয়েলের সাথে সমানভাবে অবস্থান করে। সম্পর্কে আরও জানতে অনুগ্রহ করে এই লিঙ্কটি পড়ুন- এলভিডিটি .

ইন্ডাকটিভ ট্রান্সডুসার

একটি ইন্ডাকটিভ ট্রান্সডুসার হল এক ধরনের ডিসপ্লেসমেন্ট ট্রান্সডুসার যা ট্রান্সডাকশন বা ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ইন্ডাকশন নীতিতে কাজ করে। প্রয়োজনীয় শারীরিক পরিমাণ যেমন বল, স্থানচ্যুতি, বেগ, চাপ, ত্বরণ, ঘূর্ণন সঁচারক বল, s পারস্পরিক বা স্ব-ইন্ডাকট্যান্স পরিমাপ করতে হয়। এই ট্রান্সডুসারের সেরা উদাহরণ হল LVDT। এই সম্পর্কে আরো জানতে এই লিঙ্কটি পড়ুন দয়া করে প্রবর্তক ট্রান্সডুসার .

বিকৃতি পরিমাপক

একটি স্ট্রেন গেজ ডিসপ্লেসমেন্ট ট্রান্সডুসার ব্যবহার করা হয় শারীরিক পরিমাণ যেমন চাপ, স্থানচ্যুতি, বা লোডকে যান্ত্রিক স্ট্রেনে পরিবর্তন করতে এবং এই যান্ত্রিক স্ট্রেনটিকে ইলাস্টিক বডিতে মাউন্ট করা স্ট্রেন গেজের সাহায্যে বৈদ্যুতিক ও/পিতে পরিবর্তিত করা হয়। একটি স্ট্রেন গেজ স্থানচ্যুতি ট্রান্সডুসার প্রধানত 0 থেকে 10 মিমি পরিসরে স্থানচ্যুতি পরিমাপের জন্য ব্যবহৃত হয়। LVDT-এর তুলনায় এই ট্রান্সডুসারের শরীরের দৈর্ঘ্য ছোট এবং ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক প্রভাব থেকে মুক্ত। এই স্ট্রেন গেজ ট্রান্সডুসারগুলির অত্যন্ত স্থিতিশীল এবং নির্ভরযোগ্য কর্মক্ষমতা রয়েছে। সম্পর্কে আরো জানতে এই লিঙ্কে এটি পড়ুন দয়া করে বিকৃতি পরিমাপক .

সুবিধাগুলি এবং অসুবিধাগুলি

স্থানচ্যুতি ট্রান্সডুসার সুবিধা নীচে আলোচনা করা হয়েছে.

• স্থানচ্যুতি ট্রান্সডুসারগুলির চমৎকার রৈখিকতা রয়েছে।
• তারা অত্যন্ত উচ্চ নির্ভুলতা আছে.
• তাদের 0.01 µm পর্যন্ত অসামান্য রেজোলিউশন আছে।
• এগুলি উচ্চ চৌম্বক ক্ষেত্র, তেজস্ক্রিয় পরিবেশ এবং বিস্তৃত তাপমাত্রা পরিসীমা সহনশীল।
• তারা একটি শক্তিশালী নকশা এবং চমৎকার স্থায়িত্ব আছে.
• এই ট্রান্সডুসারগুলি যে কোনও দিকে মাউন্ট করা যেতে পারে।
• LVDTs এর শক্তি খরচ কম।
• এগুলি খুব সংবেদনশীল এবং সারিবদ্ধ করা এবং বজায় রাখা খুব সহজ।
• এই ট্রান্সডুসারগুলির হিস্টেরেসিস কম হয়।
• পরিমাপের পরিসীমা বেশি।
• এই ট্রান্সডুসার একটি ঘর্ষণহীন ডিভাইস।

স্থানচ্যুতি ট্রান্সডুসারের অসুবিধা নীচে আলোচনা করা হয়.

• স্থানচ্যুতি ট্রান্সডুসারকে উচ্চ ভোল্টেজ তৈরি করতে খুব উচ্চ স্থানচ্যুতি প্রয়োজন।
• এটিকে শিল্ডিং প্রয়োজন কারণ এটি চৌম্বক ক্ষেত্রের প্রতি অত্যন্ত প্রতিক্রিয়াশীল।
• ট্রান্সডুসার কর্মক্ষমতা কম্পনের পাশাপাশি তাপমাত্রার পরিবর্তন দ্বারা প্রভাবিত হতে পারে।
• ডিসি আউটপুট পেতে এটি একটি বহিরাগত demodulator প্রয়োজন.
• এই ট্রান্সডুসারের গতিশীল প্রতিক্রিয়া সীমিত।

অ্যাপ্লিকেশন

স্থানচ্যুতি ট্রান্সডুসারগুলির অ্যাপ্লিকেশনগুলির মধ্যে নিম্নলিখিতগুলি অন্তর্ভুক্ত রয়েছে।

• স্থানচ্যুতি ট্রান্সডুসারগুলি সেন্সর টিপ এবং ঘূর্ণায়মান শ্যাফ্টের মধ্যে আপেক্ষিক আন্দোলন পরিমাপ করতে ব্যবহৃত হয়।
• শ্যাফ্ট থেকে মেশিনের আবরণে যেখানেই অত্যন্ত ছোট কম্পন সঞ্চারিত হয় সেখানে এটি কঠোর যন্ত্রপাতিতে ব্যবহৃত হয়।
• এগুলি শিল্প খাতে এবং এমনকি সরকারী ক্ষেত্রে যেমন মেশিন অটোমেশন, মহাকাশ ও বিমান, পাওয়ার টারবাইন, হাইড্রলিক্স ইত্যাদিতে ব্যবহৃত হয়।
• এলভিডিটি মিমি থেকে সেমি পর্যন্ত স্থানচ্যুতি পরিমাপের জন্য ব্যবহৃত হয়।
• এগুলি স্থানচ্যুতি পরিমাপের জন্য CNC মেশিনে ব্যবহৃত হয়।
• এগুলি ঘূর্ণিত ধাতব শীটগুলির বেধ এবং পরিমাপের জন্য ব্যবহৃত হয়।
• এগুলি টান পরিমাপের জন্য চ্যানেলগুলির মধ্যে ব্যবহৃত হয়।
• RVDT স্থানচ্যুতি ট্রান্সডুসারগুলি ফ্লাইট কন্ট্রোল সিস্টেমের মধ্যে ব্যবহার করা হয়।
• শক্তি, ত্বরণ এবং চাপ পরিমাপের জন্য পটেনশিওমিটারের ধরন ব্যবহার করা হয়।

সুতরাং, এটি একটি স্থানচ্যুতির একটি ওভারভিউ ট্রান্সডুসার - কাজ করে অ্যাপ্লিকেশন সহ। যদি একটি দেহ সরলরেখার মধ্যে একটি অবস্থান থেকে অন্য অবস্থানে স্থানান্তরিত হয়, তবে পরবর্তীতে ঐ দুটি অবস্থানের মধ্যবর্তী দৈর্ঘ্যকে স্থানচ্যুতি বলা হয়। স্থানচ্যুতি হল একটি ভৌত ​​পরিমাণ যেমন বেগ, তাপমাত্রা, বল ইত্যাদি।

তাই একটি স্থানচ্যুতি ট্রান্সডুসার যান্ত্রিক কম্পন/গতি, বিশেষ করে রেকটিলিয়ার গতিকে বৈদ্যুতিক সংকেতে, একটি পরিবর্তনযোগ্য বৈদ্যুতিক প্রবাহ বা ভোল্টেজে রূপান্তর করতে ব্যবহৃত হয়। স্থানচ্যুতি ট্রান্সডুসারের উদাহরণ হল; স্থানচ্যুতি এবং বাঁকানো স্ট্রেনগুলি স্বাভাবিক স্থানচ্যুতির পরিমাপ পরিমাপ, কংক্রিটের মধ্যে ফাটল পরিমাপ করা, এবং গার্ডার বাঁক। এখানে আপনার জন্য একটি প্রশ্ন, একটি ট্রান্সডুসারের কাজ কি?