변환기 유형 및 응용 분야

다양한 전기 및 전자 부품 공학 학생을위한 회로 및 프로젝트를 구축하는 데 사용됩니다. 구성 요소는 능동 및 수동 구성 요소, 센서, 변환기, 송신기, 수신기, 모듈 (WiFi, Bluetooth, GSM, RFID, GPS) 등입니다. 일반적으로 변환 과정에는 한 형태의 에너지를 다른 형태로 변환하는 과정이 포함됩니다. 이 프로세스는 주로 입력 에너지를 감지하고 변환 요소에 의해 다른 형태로 변환하는 감지 요소를 포함합니다. 측정 량은 변환기가 전기 출력으로 변환하려는 특성, 수량 또는 상태를 알려줍니다. 여기에서는 변환기가 무엇인지, 변환기 유형 및 변환기의 응용 프로그램에 대해 설명합니다.

변환기 / 변환기 유형은 무엇입니까?

변환기 한 형태의 에너지를 다른 형태로 변환하는 데 사용되는 전기 장치입니다. 일반적으로 이러한 장치는 기계적, 전기 에너지 , 빛 에너지, 화학 에너지, 열 에너지, 음향 에너지, 전자기 에너지 등.

변환기

예를 들어, 우리가 일상 생활에서 사용하는 전화, 휴대폰에서 소리를 전기 신호로 변환 한 다음 원하는 범위로 증폭하는 마이크를 생각해보십시오. 그런 다음 라우드 스피커의 O / P에서 전기 신호를 오디오 신호로 변경합니다. 요즘에는 형광등이 조명에 사용되어 전기 에너지를 빛 에너지로 변경합니다.

최고 변환기 예 확성기, 마이크, 위치, 온도계, 안테나 및 압력 센서입니다. 마찬가지로 다양한 종류의 변환기가 전기 및 전자 프로젝트 .

변환기 유형에 대한 조건

변환기를 평가하는 데 주로 사용되는 일부 조건은 아래에서 설명합니다.

동적 범위

변환기의 동적 범위는 변환기가 효율적으로 변환 할 수 있도록 고 진폭 신호와 최소 진폭 신호 간의 비율입니다. 트랜스 듀서가 높은 동적 범위를 가질 때 더 정확하고 민감합니다.

반복성

반복성은 유사한 입력을 통해 자극을 받으면 동일한 출력을 생성하는 변환기의 기능입니다.

소음

변환기의 출력은 임의의 노이즈를 추가합니다. 전기식 변환기에서 이로 인해 추가 된 노이즈는 회로 내 전하의 열 작용으로 인해 전기적 일 수 있습니다. 작은 신호는 큰 신호보다 노이즈에 의해 손상 될 수 있습니다.

히스테리시스

이 속성에서 변환기의 출력은 현재 입력에 의존 할뿐만 아니라 과거 입력에도 의존합니다. 예를 들어, 액추에이터는 액추에이터의 이동 방향이 뒤집힐 때 약간의 반응이있는 기어 트레인을 사용합니다. 그러면 액추에이터의 출력이 기어 톱니 사이에서 유격으로 뒤집 히기 전에 사망 한 영역이 있습니다.

변환기 유형 및 응용

압력 변환기, 압전 변환기, 초음파 변환기, 온도 변환기 등과 같은 다양한 변환기 유형이 있습니다. 실제 응용 분야에서 다양한 유형의 변환기 사용에 대해 논의하겠습니다.

능동형 변환기 및 수동형 변환기와 같은 일부 변환기 유형은 전원이 필요한지 여부를 기반으로합니다.

변환기의 유형

능동형 변환기는 작동에 전원이 필요하지 않습니다. 이 변환기는 에너지 변환 원리로 작동합니다. i / p에 비례하는 전기 신호를 생성합니다. 이 변환기의 가장 좋은 예는 열전대입니다. 패시브 트랜스 듀서는 작동을 위해 외부 전원이 필요합니다. 그들은 커패시턴스, 저항의 형태로 o / p를 생성합니다. 그런 다음 등가 전압 또는 전류 신호로 변환해야합니다. 수동 변환기의 가장 좋은 예는 광전지입니다.

초음파 변환기

초음파 변환기의 주요 기능은 전기 신호를 초음파로 변환하는 것입니다. 이 변환기는 용량 성 또는 압전 변환기라고도합니다.

초음파 변환기

초음파 변환기의 적용

이 변환기는 반사를 기반으로 소리의 거리를 측정하는 데 사용할 수 있습니다. 이 측정은 다른 측정 척도를 사용하는 직선 방법에 비해 적절한 방법을 기반으로합니다. 압력 영역, 매우 높은 온도와 같이 찾기 어려운 영역은 기존 방법을 사용하여 거리를 측정하는 것이 간단한 작업이 아닙니다. 따라서이 변환기 기반 측정 시스템은 이러한 종류의 영역에서 사용할 수 있습니다.

제안 된 시스템은 8051 마이크로 컨트롤러 , 전원 공급 장치, 송신기와 수신기를 포함하는 초음파 변환기 모듈, 위의 블록 다이어그램에 표시된 LCD 디스플레이 블록이 사용됩니다.

여기서 초음파 변환기에 의해 감지 된 장애물이나 물체가 발견되면 파동을 전송하고 물체에서 반사되어이 파동이 변환기에 의해 수신됩니다. 소비 된 시간 전송 용 변환기 & 파도를받는 것은 소리의 속도를 고려하여 알 수 있습니다. 그런 다음 음속과 미리 프로그래밍 된 마이크로 컨트롤러를 기반으로 거리를 측정하여 LCD 디스플레이에 표시합니다. 여기에서 디스플레이는 마이크로 컨트롤러와 인터페이스됩니다. 초음파 변환기는 40kHz 주파수 파를 생성합니다.

온도 변환기

온도 변환기는 장치의 온도를 전기 에너지, 압력 또는 기계 에너지와 같은 다른 양으로 변환하는 데 사용되는 전기 장치입니다. 온도 제어를위한 제어 장치 장치의.

온도 변환기의 적용

온도 변환기는 공기의 온도를 측정하는 데 사용됩니다. 여러 제어 시스템 냉난방, 난방, 환기 등등.

Arduino 기반 자동 팬 속도 조절기 온도 제어 블록 다이어그램

다양한 산업 응용 분야의 필요성에 따라 모든 장치의 온도를 제어하는 ​​데 사용되는 온도 변환기의 실제 예를 고려해 보겠습니다. 온도를 제어하고 온도 측정을 보여주는 Arduino 기반 자동 팬 속도 조절기 LCD 디스플레이 .

제안 된 시스템에서 IC LM35 온도 변환기로 사용됩니다. 안 Arduino 보드 다음과 같은 다양한 기능을 제어하는 ​​데 사용됩니다. 아날로그에서 디지털로 변환 그리고 위 그림에서 연결된 LCD 디스플레이.

온도는 증가 및 감소를 위해 INC 및 DEC와 같은 설정을 사용하여 고정 할 수 있습니다. 측정 된 온도에 따라 Arduino 보드의 프로그램에 의해 펄스 폭 변조 o / p가 생성됩니다. 이것의 출력은 DC 팬 제어 모터 드라이버 IC를 통해.

압전 변환기

압전 변환기는 특별한 종류의 센서이며이 변환기의 주요 기능은 기계 에너지를 전기 에너지로 변환하는 것입니다. 같은 방식으로 전기 에너지는 기계 에너지로 변환 될 수 있습니다.

압전 변환기

압전 변환기 애플리케이션

• 이 변환기는 주로 스틱 드러머가 전자 드럼 패드에 미치는 영향을 감지하는 데 사용됩니다. 또한 근육의 움직임을 감지하는 데 사용됩니다.
• 엔진의 부하는 다양한 절대 압력을 계산하여 결정할 수 있으며, 이러한 변환기를 연료 분사 시스템의 MAP 센서로 사용하여 수행 할 수 있습니다.
• 이 센서는 자동차 엔진 관리 시스템에서 엔진 노크를 감지하기위한 노크 센서로 사용할 수 있습니다.

압력 변환기

압력 변환기는 압력을 전기 신호로 변경하는 특수한 종류의 센서입니다. 이러한 변환기는 압력 표시기, 압력계, 피에조 미터, 송신기 및 압력 센서 .

압력 변환기의 적용

압력 변환기는 압력을 전기 에너지로 변경하여 가스 또는 액체와 같은 특정 양의 압력을 측정하는 데 사용됩니다. 증폭 전압 변환기, 스트레인 게이지 기본 압력 변환기, 밀리 볼트 (mv) 압력 변환기, 4-20mA 압력 변환기 및 압력 변환기와 같은 다양한 종류의 변환기입니다.

압력 변환기의 응용 분야에는 주로 고도 감지, 압력 감지, 레벨 또는 깊이 감지, 흐름 감지 및 누출 테스트가 포함됩니다. 이 변환기는 차량의 힘을 전기 에너지로 변환 할 수있는 고속도로 또는 도로의 속도 차단기 아래에서 전력을 생성하는 데 사용할 수 있습니다.

변환기 유형의 분류

변환기의 기능을 포함하지만 이에 제한되지 않는 변환기를 분류하는 다른 방법이 있습니다. 그렇지 않으면 작동의 발생을 구성합니다. 입력 및 출력 변환기와 같은 변환기를 분류하는 것은 매우 간단하지만 단순한 신호 변환기처럼 취급됩니다. 입력 변환기의 주요 기능은 전기가 아닌 것에서 전기로 수량을 측정하는 것입니다.

반면에, O / P 변환기는 전기가 입력 신호 인 반면 비전 기는 변위, 힘, 압력, 토크 등과 같은 출력 신호이기 때문에 작동은 정반대입니다.
트랜스 듀서는 전기적, 열적, 기계적 작동 원리에 따라 세 가지 유형으로 분류됩니다. 변환기를 분류하는 데 다음 세 가지 방법이 사용됩니다.

• 물리적 효과
• 물리적 수량
• 에너지 원
• 변환의 원리
• 1 차 및 2 차 변환기
• 아날로그 및 디지털 변환기
• 변환기 및 역 변환기

물리적 효과

변환기의 첫 번째 분류는 물리적 효과를 기반으로 할 수 있습니다. 이것은 물리적 효과에 의존하는 트랜스 듀서의 첫 번째 분류로, 양을 물리적에서 전기로 변경하는 데 사용됩니다. 예를 들어, 저항 내에서 구리 원소의 변화는 온도 변화에 비례합니다. 저항, 인덕턴스, 커패시턴스, 홀 효과 및 압전 효과의 변화에 ​​사용되는 물리적 효과는 다음과 같습니다.

물리적 수량

트랜스 듀서의 두 번째 분류는 변경된 물리량, 즉 변환 뒤에 트랜스 듀서의 최종 사용을 기반으로 할 수 있습니다. 예를 들어 압력 변환기는 압력을 전기 신호로 변환하는 변환기입니다. 물리량에 따른 변환기의 분류는 다음과 같습니다.

• 유량계와 같은 유량 변환기
• 가속도계와 같은 가속 변환기
• 열전대와 같은 온도 변환기
• 토크 튜브와 같은 레벨 변환기
• 부르 동 게이지와 같은 압력 변환기
• 선형 가변 차동 변압기 (LVDT)와 같은 변위 변환기
• 동력계와 같은 힘 변환기

에너지 원

에너지 원에 따른 변환기 분류는 다음과 같은 두 가지 유형을 통해 수행 할 수 있습니다.

• 활성 변환기
• 패시브 트랜스 듀서

활성 변환기

이러한 유형의 변환기에서는 입력 에너지를 제어 신호로 사용하면서 전원 공급 장치를 사용하여 비례 출력을 향해 에너지를 전송할 수 있습니다.

예를 들어 스트레인 게이지와 같은 활성 변환기에서 스트레인은 저항으로 변경 될 수 있습니다. 그러나 변형 된 요소의 에너지가 적기 때문에 출력을위한 에너지는 외부 전원 공급 장치를 통해 제공 될 수 있습니다.

패시브 트랜스 듀서

이 변환기에서 입력 에너지는 출력으로 직접 변환 될 수 있습니다. 예를 들어 써모 커플과 같은 수동 변환기는 입력에서 열 에너지를 흡수 할 수있는 곳이면 어디에서나 전압 또는 전기 신호로 변경할 수 있습니다.

변환의 원리

변환기의 분류는 변환 매체에 따라 수행 할 수 있습니다. 여기서 매체는 입력 변환기가 입력 신호를 저항, 인덕턴스 및 커패시턴스로 각각 변경하는 방법에 따라 용량 성, 저항성 또는 유도 성일 수 있습니다.

1 차 및 2 차 변환기

기본 변환기에는 전기 및 기계 장치가 포함됩니다. 기계적 장치는 물리적 i / p 양을 기계적 신호로 변경하는 데 사용되는 1 차 변환기라고도합니다. 두 번째 변환기의 주요 기능은 신호를 기계에서 전기로 변경하는 데 사용됩니다. o / p 신호의 크기는 주로 i / p 기계적 신호에 따라 다릅니다.

예

1 차 및 2 차 변환기의 가장 좋은 예는 Bourdon ’s Tube입니다. 따라서 튜브는 1 차 변환기처럼 작동하여 힘을 인식하고 개방 된 끝에서 전위로 변경하기 때문입니다. 열린 끝의 전위는 LVDT의 중심을 이동합니다. 중심 움직임은 튜브 개방 단부의 전위에 직접적으로 상대적인 출력 전압을 유도 할 수 있습니다.

따라서 두 가지 유형의 변환이 튜브 내에서 발생합니다. 첫째, 힘은 전위로 변경 될 수 있으며 그 후 LVDT를 사용하여 전압으로 변경됩니다. Bourdon ’s Tube는 주 변환기 인 반면 LVDT는 보조 변환기입니다.

아날로그 및 디지털 변환기

변환기의 분류는 연속적인 출력 신호를 기반으로 할 수 있습니다.

아날로그 변환기의 주요 기능은 입력량을 일정한 기능으로 변경하는 것입니다. 아날로그 변환기의 가장 좋은 예는 LVDT, 열전대, 스트레인 게이지 및 서미스터입니다. 디지털 변환기는 저전력 또는 고전력에서 작동하는 디지털 신호에 대한 입력량을 변경하는 데 사용됩니다.

디지털 변환기는 지속적으로 변화하는 전압이나 전류보다는 코딩 된 디지털 신호와 같은 데이터를 전송하기 위해 물리량을 측정하는 데 사용됩니다. 디지털 변환기 유형은 샤프트 인코더, 디지털 리졸버, 디지털 타코미터, 홀 효과 센서 및 리미트 스위치입니다.

변환기 및 역 변환기

변환기 – 비전 기량을 전기량으로 변환하는 장치를 변환기라고합니다.

역 변환기 – 전기량을 물리량으로 변환하는 변환기, 이러한 유형의 변환기를 역 변환기라고합니다. 변환기는 높은 전기 입력과 낮은 비 전기 출력을 가지고 있습니다.

스트레인 게이지 변환기

스트레인 게이지 변환기의 주요 기능은 물리량을 전기적으로 변환하는 것입니다. 그들은 감지 요소로 알려진 구성 요소 내에서 물리적 양을 기계적 압력으로 변경하고 스트레인 게이지를 사용하여 전기적으로 응력을 변환함으로써 작동합니다.

긴장 정도

감지 요소와 스트레인 게이지의 구조는 핸들링 및 우수한 정확도 제품을 제공하기 위해 최적으로 설계되었습니다. 이러한 변환기는 일반적으로 건설 / 토목 공학 유형 또는 일반 유형에 대한 적용에 따라 분류됩니다. 일반형 변환기 중 일부는 건설 또는 토목 공학 분야에서 활용됩니다. 스트레인 게이지 변환기의 유형은 와이어 스트레인 게이지, 포일 스트레인 게이지 및 반도체 스트레인 게이지입니다.

유도 변환기

유도 변환기는 측정 할 양 내에서 인식 할 수있는 변환으로 인해 인덕턴스 변경 원리로 작동합니다. 예를 들어, LVDT는 두 개의 2 차 전압 간의 전압 불일치와 같은 변위를 측정하는 데 사용되는 유형의 유도 성 변환기입니다. 이러한 전압은 철봉의 전위에 의한 2 차 코일 내의 플럭스 변화 때문에 유도의 결과입니다. 유도 성 변환기의 유형은 단순 인덕턴스와 2 코일 상호 인덕턴스입니다.

유도 변환기

변환기 유형 특성

다양한 i / p 신호에 대한 변환기의 o / p 응답을 검사하여 결정되는 변환기의 특성은 다음과 같습니다. 테스트 조건은 가능한 한 가깝게 명확한 작동 조건을 만듭니다. 계산 및 표준 통계 방법을 테스트 데이터에 적용 할 수 있습니다.

트랜스 듀서의 특성은 특히 특정 설계에 적합한 트랜스 듀서를 선택하는 데 중요한 역할을합니다. 따라서 적절한 선택을 위해서는 그 특성을 아는 것이 필수적입니다. 따라서 변환기 특성은 정적 및 동적과 같은 두 가지 유형으로 분류됩니다.

• 정도
• 해결
• 감광도
• 경향
• 선형성
• 적합성
• 스팬
• 히스테리시스
• 왜곡
• 소음
• 선형성
• 감광도
• 해결
• 문지방
• 스팬 및 범위
• 정확성
• 안정
• 경향
• 반복성
• 민감도
• 문지방
• 입력 및 O / P 임피던스

정적 특성

트랜스 듀서의 정적 특성은 정적 교정을 통해 인식되는 일련의 행동 기준으로, 상수 값은 매우 느리게 변하기 때문에 계산 된 양을 근본적으로 유지하여 측정 값을 설명합니다.

기기의 경우 시간에 따라 점진적으로 변하는 양을 계산하기 위해 일련의 기준을 정의 할 수 있습니다. 특징은 다음과 같습니다.

동적 특성

측정 된 용량이 시간에 따라 빠르게 변하는 시간의 함수가되면 변환기의 동적 특성이 성능으로 전달됩니다. 이러한 특성이 변환기의 성능에 의존하면 측정 된 양은 기본적으로 안정적입니다.

따라서 이러한 특성은 자체 매개 변수 및 입력 신호의 특성에 의존하기 때문에 동적 입력에 의존합니다. 변환기의 동적 특성은 다음과 같습니다.

• 충실도
• 응답 속도
• 대역폭
• 동적 오류

일반적으로 정적 및 동적과 같은 변환기의 특성은 성능을 확인하고 선호하는 입력 신호를 얼마나 효율적으로 인식 할 수 있는지 지정하고 불필요한 입력을 거부합니다.

변환기 유형 애플리케이션

변환기 유형의 응용 프로그램은 아래에서 설명합니다.

• 변환기 유형은 안테나, 자기 카트리지, 홀 효과 센서, 디스크 읽기 및 쓰기 헤드와 같은 전자기 응용 분야에 사용됩니다.
• 변환기 유형은 가속도계, LVDT, 검류계, 압력 센서,로드 셀, MEMS, 전위차계, 기류 센서, 선형 및 회전 모터와 같은 전기 기계 응용 분야에 사용됩니다.
• 변환기 유형은 산소 센서, 수소 센서, pH 측정기,
• 변환기 유형은 스피커, 압전 크리스탈, 마이크, 초음파 트랜시버, 수중 음파 탐지기 등과 같은 전기 음향 응용 분야에 사용됩니다.
• 변환기 유형은 LED, 포토 다이오드, 레이저 다이오드, 광전 셀, LDR, 형광등, 백열등 및 포토 트랜지스터와 같은 광전 애플리케이션에 사용됩니다.
• 변환기 유형은 서미스터, 열전대, 저항 온도 감지기 (RTD)와 같은 열전 응용 분야에 사용됩니다.
• 변환기 유형은 Geiger-Muller Tube, 무선 송신기 및 수신기와 같은 무선 음향 애플리케이션에 사용됩니다.

따라서 이것은 다양한 유형의 변환기 여러에서 사용 전기 및 전자 프로젝트 . 당신은 매료 되었습니까변환기를 사용하여 프로젝트를 구현합니까? 그런 다음 아래 댓글 섹션에 댓글을 달아 제안을 해주세요. 변환기의 주요 기능은 무엇입니까?