درس سنسورها و مبدل ها
- Morteza Aghajani
- دانشگاه
درس سنسورها و مبدل‌ها یکی از دروس تخصصی و کلیدی در رشته‌های مهندسی برق، مکاترونیک و ابزار دقیق است. در این درس، دانشجویان با اصول فیزیکی، تحلیل ریاضی و کاربردهای عملی انواع سنسورها و مبدل‌ها آشنا می‌شوند. مباحث اصلی شامل سنسورهای مقاومتی، خازنی، القایی، پیزوالکتریک، نوری، حرارتی و مغناطیسی است و مشخصه‌های استاتیکی و دینامیکی، مدارهای واسط، و فناوری‌های نوین مانند سنسورهای هوشمند و MEMS نیز بررسی میشود. هدف این درس، تربیت مهندسانی است که توانایی انتخاب، طراحی و به‌کارگیری سنسورها و مبدل‌ها را در سیستم‌های اندازه‌گیری و کنترل صنعتی داشته باشند.
فصل اول
مفاهیم سنسور ، ترنسدیوسر و ترنسمیتر
ویدیوهای آموزشی ترنسمیتر
ترنسمیتر چیست ؟
ترنسمیتر دما
مفاهیم در سنسورها
ترانسمیتر (Transmitter)
ترانسمیتر (Transmitter) چیست و چگونه کار می‌کند؟
در دنیای اتوماسیون صنعتی، ترانسمیتر (یا انتقال‌دهنده) یکی از ارکان اصلی و حیاتی به شمار می‌رود. به زبان ساده، ترانسمیتر دستگاهی است که یک کمیت فیزیکی (مانند دما، فشار یا سطح مایعات) را اندازه‌گیری کرده و آن را به یک سیگنال الکتریکی استاندارد تبدیل می‌کند تا بتواند آن را به مکانی دورتر (مانند اتاق کنترل) مخابره کند.
بیایید نگاهی دقیق‌تر به این فرآیند بیندازیم. در یک ترانسمیتر، سه مرحله کلیدی اتفاق می‌افتد:
۱. تبدیل کمیت فیزیکی به سیگنال الکتریکی (اندازه‌گیری):
در ابتدا، سنسور موجود در ترانسمیتر کمیت فیزیکی محیط (مثل حرارت) را دریافت کرده و آن را به یک سیگنال الکتریکی خام (مانند جریان، ولتاژ یا مقاومت) تبدیل می‌کند…
ترنسدیوسر (Transducer)
ترنسدیوسر (Transducer) چیست؟ زبانِ مترجم دنیای فیزیکی!
کلمه «Transducer» از دو بخش تشکیل شده است: «Trans» به معنای «تغییر» و «Ducer» از ریشه «Ducere» به معنای «هدایت کردن». پس ترنسدیوسر یعنی تغییردهنده یا مبدل. به زبان ساده، ترنسدیوسر دستگاهی است که یک شکل از انرژی را به شکل دیگری از انرژی تبدیل می‌کند.
🌍 ترنسدیوسر در زندگی روزمره
شما هر روز با ترنسدیوسرها سر و کار دارید، حتی اگر نامشان را ندانید:
میکروفون: انرژی صوتی (صدای شما) را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند. بلندگو: انرژی الکتریکی را …
تفاوت ترنسدیوسر (Transducer) و ترنسمیتر (Transmitter)
تفاوت ترانسدیوسر (Transducer) و ترانسمیتر (Transmitter) چیست؟
یکی از رایج‌ترین سوالات این است که «ترانسدیوسر و ترانسمیتر چه تفاوتی با هم دارند؟» در نگاه اول شاید هر دو یک کار انجام دهند، اما در واقعیت، ترانسمیتر یک قدم فراتر می‌رود. بیایید این تفاوت را به زبان ساده بررسی کنیم.
تفاوت اصلی: تبدیل در برابر تبدیل + تقویت
همانطور که قبلاً گفتیم، ترانسدیوسر فقط یک کمیت فیزیکی (مثل دما یا فشار) را می‌گیرد و آن را به یک سیگنال الکتریکی خام و ضعیف تبدیل می‌کند. این سیگنال ممکن است در حد میلی‌ولت (mV) باشد و اگر آن را روی یک سیم بفرستیم، در مسافت‌های کوتاه به سرعت ضعیف شده یا با نویز همراه میشود.
ساختار ترنسمیتر (Transmitter)
ساختار ترانسمیتر و نحوه اتصال آن به PLC
ترانسمیترها از سه بخش اصلی تشکیل شده‌اند که هر کدام نقش مهمی در عملکرد صحیح دستگاه ایفا می‌کنند:
مبدل (ترنسدیوسر): سیگنال فیزیکی را به یک سیگنال الکتریکی خام تبدیل می‌کند. مثلا در سنسور pt100 دما که یک کمیت فیزیکی است به مقاومت الکتریکی تبدیل میشود. در این مرحله هنوز هیچ ولتاژ یا سیگنال الکتریکی “خام” تولید نشده است. فقط مقاومت تغییر کرده است.
مبدل (ترنسدیوسر): سیگنال فیزیکی را به یک سیگنال الکتریکی خام تبدیل می‌کند. مثلا در
نحوه اتصال ترنسمیتر (Transmitter)
نحوه اتصال ترانسمیتر به PLC
ترانسمیترها معمولاً به دو روش اصلی به PLC متصل می‌شوند:
اتصال دو سیمه (2-Wire): در این روش، ترانسمیتر از طریق همان دو سیمی که سیگنال را ارسال می‌کند، تغذیه نیز میشود. جریان ۴ تا ۲۰ میلی‌آمپر از منبع تغذیه عبور کرده، از ترانسمیتر می‌گذرد و به مقاومت ورودی PLC می‌رسد. این روش اقتصادی و بسیار رایج است.
اتصال چهار سیمه (4-Wire): ترانسمیتر تغذیه جداگانه دارد و سیگنال خروجی به صورت ولتاژی یا جریانی به PLC ارسال میشود. این روش برای تجهیزات حساس و
مفهوم سنسورهای اکتیو و پسیو (Active & Passive)
سنسورهای صنعتی از نظر نحوه تولید سیگنال به دو دسته کلی اکتیو (Active) و پسیو (Passive) تقسیم می‌شوند.
سنسور پسیو (Passive Sensor) یا حسگر غیرفعال، نوعی سنسور است که برای کار کردن نیاز به منبع تغذیه یا انرژی الکتریکی خارجی ندارد و سیگنال خروجی را مستقیماً از طریق تغییر خواص فیزیکی خود در اثر واکنش با محیط تولید می‌کند. مانند ترموکوپل که با تغییر دما، خودش یک ولتاژ بسیار ضعیف (در حد میلی‌ولت) در دو سر خود ایجاد می‌کند و مدار اندازه‌گیر فقط باید این سیگنال را بخواند و تقویت کند، به همین دلیل نیازی به فرستادن جریان تحریک به داخل آن نیست و اتصال آن به ترانسمیتر که
برای تغییر این متن بر روی دکمه ویرایش کلیک کنید. لورم ایپسوم متن ساختگی با تولید سادگی نامفهوم از صنعت چاپ و با استفاده از طراحان گرافیک است.
