변환기는 한 형태에서 다른 형태로 에너지를 변경하는 데 사용되는 전자 장치입니다. 일반적으로 변환기는 한 형태의 에너지 신호를 다른 형태의 에너지 신호로 변경합니다. 변환기의 예는 다음과 같습니다. 마이크, 태양 전지, 백열 전구, 전기 모터 등 전기 신호가 힘, 에너지, 빛, 토크, 위치, 운동 등과 같은 다른 물리량으로 변경되는 곳에 자주 사용됩니다. 다양한 유형의 변환기 전류, 압력, 자기장, 열전대 , 압전, 긴장 정도 , 상호 유도 및 전기 기계 변환기. 이 문서에서는 전기 기계 변환기 – 응용 프로그램 작업.

전기 기계 변환기는 무엇입니까?

전기 기계 변환기는 전기 신호를 확성기와 같은 음파로 변환하거나 음파를 마이크와 같은 전기 신호로 변환하는 데 사용되는 장치 유형입니다. 즉, 기계적 운동을 전기적 신호로 변환하는 장치가 알려져 있다. 전기 기계 변환기 . 전기 기계 변환기의 예는 다음과 같습니다. 확성기, 압전 변환기, 마이크 및 영구 자석 기기의 측정 메커니즘.

전기 기계 변환기 작동 원리

전기 기계 변환기는 기계적 동작을 전류 또는 전압의 변화로 변경하거나 그 반대로 변경하여 작동합니다. 이 변환기는 주로 자동 제어 시스템 내에서 활성화 메커니즘으로 사용되며 측정 및 자동화 기술 내에서 기계 동작 센서로도 사용됩니다. 이러한 트랜스듀서의 분류는 전자기, 저항, 자기전기, 정전기 유형으로 활용되는 변환 원리와 아날로그 및 디지털 유형과 같은 o/p 신호 유형에 따라 분류할 수 있습니다.

이러한 유형의 변환기는 정적 및 동적 특성, 감도 E = Δy/Δx, 정적 신호 오류, o/p 신호의 작동 주파수 범위 및 정적 변환 오류와 관련하여 추정됩니다.

전자기계 변환기 다이어그램

Capnography 기술을 구현하는 데 사용되는 전기 기계 변환기는 다음과 같습니다. 이산화탄소 만료에 대한 연구를 카프노메트리(capnometry)라고 합니다. 다음 다이어그램의 전기 기계 트랜스듀서에는 2~16µm 범위의 넓은 스펙트럼 방사를 생성하는 IR 광원이 있습니다. 카프노그래피에 활용되는 적외선 방사원은 균일한 방사율, 높은 복사조도, 스펙트럼 균일성 및 넓은 방사 영역을 가져야 합니다. 실제 소스에서 방사율이 가장 높은 이상적인 흑체에 비해 방사선은 항상 낮습니다.

카프노그래피 기술용 전기기계 변환기

석영 텅스텐 할로겐 램프의 핫 필라멘트는 강력한 근적외선 출력을 제공합니다. 위의 그림에서 광대역 적외선은 IR 필터를 통과한 후 CO2의 최대 흡수 파장인 4.26μm의 빛을 0.07μm의 대역폭으로 투과시킵니다. 낮은 주파수에서 광선은 회전하는 초퍼 휠을 통해 샘플링됩니다. 이 휠이 회전하면 적외선이 샘플 챔버 전체를 통과하고 내쉬는 공기 내에서 사용 가능한 CO2 분자를 통해 방사선이 흡수되는 위치가 됩니다.

두 번째 위치에서 적외선은 샘플 및 기준 챔버 전체를 투과합니다. 여기서 기준 챔버는 CO2로 밀봉됩니다. 나머지 위치에서는 빛이 회전 휠을 가로지르지 않습니다. 바퀴 전체에 전달되는 방사선은 CO2 분자를 통해 흡수되지 않고 단순히 광검출기(일반적으로 GeAs)에 의해 수집됩니다. 포토다이오드 .

펄스 포토다이오드 o/p 전류 주파수는 샘플링과 동일하며 진폭은 전송된 방사선의 양을 통해 조정됩니다. 진동 신호 강도는 환자의 호흡에서 CO2 농도를 결정하기 위해 처리됩니다. 따라서 카프노그래피 기술을 실시간으로 사용함으로써 환자의 환기 상태와 잠재적인 호흡 합병증을 의료 서비스 제공자가 모니터링할 수 있습니다.

“아날로그-디지털 변환기 칩 ”

전자기계 변환기 유형

아래에서 설명하는 다양한 유형의 전기 기계 변환기가 있습니다.

선형 가변 차동 변압기

LVDT는 기계적으로 연결된 물체의 직선 운동을 가변 전압, 전류 또는 전기 신호로 변경하는 데 사용되는 전기 기계 변환기입니다. LVDT에 대한 자세한 내용은 이 링크를 참조하십시오.

자세한 내용은 이 링크를 참조하십시오. LVDT .

엘라스토머 트랜스듀서

엘라스토머 변환기는 전기 에너지를 기계 에너지로 바꾸는 데 사용되는 전기 기계 변환기입니다. 이러한 변환기를 최적화하는 고분자 구조는 주로 유전체의 특성에 따라 달라집니다. 최적화된 구성원은 실리콘 Q, 폴리디메틸실록산 PDMS 및 반결정질 폴리우레탄 PUR로 구성됩니다. 따라서 반결정성 폴리우레탄은 3~10의 유전 상수 범위와 특히 고온에서 높은 이온 전도성으로 인해 주로 선호됩니다. 폴리디메틸실록산의 유전율 범위는 2.5~3으로 비교적 낮고 실리콘Q는 유리전이온도가 낮지만 반결정성 폴리우레탄과 유사합니다.

압전 나노발전기

압전 나노발전기는 작은 물리적 움직임을 통해 활성화될 수 있고 광범위한 주파수에서 작동할 수 있는 압전 ZnO 나노와이어를 사용하여 기계적에서 전기적 에너지로 에너지를 변경하는 데 사용되는 전기 기계 변환기의 한 유형입니다. 이들은 신체 장치 위의 중간 전원에 대한 능동 감지 및 인간 생체 역학적 에너지 하베스팅 공간에서 간단한 구현, 자체 전원 특성 및 전기 자극 요법과 같은 고효율 에너지 변환으로 인해 혁신적인 의료 응용 프로그램에 사용됩니다.

유전체 엘라스토머

유전체 엘라스토머(DE)는 전기 에너지를 기계 에너지로 변환하는 데 사용되는 전기 기계 변환기입니다. 이 엘라스토머는 액추에이터 및 일반과 같은 두 가지 모드에서 작동합니다. 액추에이터 모드에서는 에너지를 전기에서 기계로 변경하는 반면 일반 모드에서는 에너지를 기계에서 전기로 변환합니다. 이들은 큰 변형을 생성하는 스마트 재료 시스템입니다. 이들은 전기 활성 폴리머 그룹에 속합니다. 탄성 에너지 밀도가 높고 가볍습니다.

장점과 단점

그만큼 전기 기계 변환기의 장점 아래에서 논의됩니다.

이 변환기 출력은 측정 목적으로 전송 및 처리하여 쉽게 사용할 수 있습니다.
전기 시스템은 매우 작은 전력 범위로 제어됩니다.
이러한 변환기는 마찰 효과와 기타 기계적 비선형성을 감소시킵니다.
집적 회로 기술로 인해 많은 시스템이 작고 휴대 가능하며 무게가 가볍습니다.
기계적 고장의 가능성이 없습니다.
질량 관성 문제를 줄일 수 있습니다.
기계적 마모가 없습니다.

그만큼 전기 기계 변환기의 단점 아래에서 논의됩니다.

이 변환기는 비싸다.
회로를 설계하는 동안 매개변수의 노화 효과 및 능동 부품 드리프트를 고려해야 합니다. 따라서 이것은 디자인을 복잡하게 만들 것입니다.

애플리케이션

그만큼 전기 기계 변환기의 응용 아래에서 논의됩니다.

전기 기계 변환기는 전기 신호를 음파로 또는 음파를 전기 신호로 변환하는 데 사용됩니다.
이 변환기는 물리적 움직임을 위치에 비례하는 진폭 및 위상인 o/p 전압으로 변경합니다.
이 변환기는 전기 시스템에서 파동을 수신하여 기계 시스템으로 전송합니다.
이들은 진동 측정에 사용됩니다.
각도 변위의 입력에 비례하는 선형 출력을 제공하는 데 사용됩니다.
같은 전기 기계 변환기 RVDT 주로 각도 변위 측정에 사용됩니다.
이 장치는 움직이는 부분을 통해 신호를 전기적에서 기계적 또는 물리적인 o/p로 변경합니다.
이 유형의 변환기는 주로 고정 노즐 플래퍼 서보 탭 내에서 토크 모터를 교체하도록 설계되었습니다.
RVDT 전기 기계 변환기는 기계적으로 연결된 물체의 직선 운동을 동등한 전기 신호로 변환합니다.

전기 기계 변환기와 전기 화학 변환기의 차이점은 무엇입니까?

전기 기계 변환기는 전기 신호를 음파로 변경하거나 음파를 전기 신호로 변경하는 장치입니다. 전기화학적 변환기는 분석물 농도에 정비례하는 전기 신호 형태의 변화를 보고하는 데 사용됩니다.

특정 애플리케이션에 적합한 전기기계 변환기를 어떻게 선택합니까?

작동 범위, 정확도, 작동 원리, 감도, 하중 효과, 환경 호환성 등과 같이 전기 기계식 변환기를 선택하는 동안 고려해야 할 많은 매개변수가 있습니다.

전자기계 변환기를 위험한 환경에서 사용할 수 있습니까?

전기 기계 변환기가 위험한 환경에 있는 장비에 전기적으로 연결되면 전기 안전 배리어를 직렬로 연결하여 사용해야 합니다.

전기 기계 변환기를 어떻게 교정합니까?

기계적 변환기는 사용 기간 동안 교정해야 합니다. 이 변환기의 감도는 사용 및 재료에 가해지는 응력에 따라 변하기 때문입니다. 따라서 상호성 방법은 전기기계 변환기를 교정하는 동안 기술 및 이후 적용의 원리에 대한 설명을 제공하는 전기기계 변환기를 교정하는 데 사용됩니다.

전기 기계 트랜스듀서에 대한 몇 가지 일반적인 문제 해결 팁은 무엇입니까?

문제 해결은 변환기가 전압계로 작동하는지 여부를 확인하는 데 사용됩니다. 이 변환기를 전압계에 연결하고 적절한 여기 전압을 통해 변환기를 여기시키십시오. 그런 다음 무부하 상태에서 변환기의 출력 전압을 측정합니다.
하중과 압력이 일정한지 확인하십시오.
여기 전원 공급 장치의 안정성을 확인합니다.
전압계를 통해 밀리볼트 o/p를 확인합니다.
RFI 또는 EMI 간섭을 확인하십시오.

따라서 이것은 전기 기계의 개요입니다. 변환기 – 작동 원리, 종류, 장점, 단점 및 응용. 전기 시스템에서 파동을 수신하여 기계 시스템으로 전송하는 변환기를 전자기 변환기라고도 합니다. 여기 당신을 위한 질문이 있습니다. 변환기가 무엇입니까?