Transducteurs actifs

Active transducerest un transducteur, qui convertit la grandeur non électrique en une grandeur électrique. Considérons les grandeurs non électriques telles que la pression, l'illumination de la lumière et la température. Par conséquent, nous obtiendrons les trois transducteurs actifs suivants en fonction de la quantité non électrique que nous choisissons.

  • Transducteur électrique piézo
  • Transducteur électrique photo
  • Transducteur thermoélectrique

Maintenant, laissez-nous discuter de ces trois transducteurs actifs un par un.

Transducteur électrique piézo

On dit qu'un transducteur actif est piezo electric transducer, lorsqu'il produit une grandeur électrique équivalente à l'entrée de pression. Les trois substances suivantes présentent un effet piézoélectrique.

  • Quartz
  • Sels de Rochelle
  • Tourmaline

L'effet piézoélectrique présenté par ces trois substances est la tourmaline, le quartz et les sels de Rochelle, dans cet ordre croissant. L'ordre croissant de résistance mécanique ayant par ces trois substances est les sels de Rochelle, le quartz, la tourmaline.

Quartz est utilisé comme transducteur piézoélectrique, car il présente un effet piézoélectrique modéré et une résistance mécanique modérée parmi ces trois substances piézoélectriques.

Transducteur à quartz

le circuit diagramdu transducteur à quartz est illustré dans la figure ci-dessous. Comme le montre la figure, le cristal de quartz est placé entre la base et l'élément de sommation de force. La tension de sortie peut être mesurée à travers les électrodes métalliques, qui sont placées sur deux côtés du cristal de quartz.

le output voltage, $ V_ {0} $ du transducteur de pression ci-dessus sera

$$ V_ {0} = \ frac {Q} {C} $$

Transducteur électrique photo

Un transducteur actif est dit transducteur photoélectrique, lorsqu'il produit une quantité électrique équivalente à l'illumination de l'entrée lumineuse. lecircuit diagram du transducteur photoélectrique est illustré dans la figure ci-dessous.

le working du transducteur photoélectrique est mentionné ci-dessous.

  • Step1 - Le transducteur photoélectrique libère des électrons, lorsque la lumière tombe sur la cathode de celui-ci.

  • Step2 - Le transducteur photoélectrique produit un courant, I dans le circuit en raison de l'attraction d'électrons vers l'anode.

Nous pouvons trouver le sensitivity du transducteur photoélectrique en utilisant la formule suivante.

$$ S = \ frac {I} {i} $$

Où,

$ S $ est la sensibilité du transducteur photoélectrique

$ I $ est le courant de sortie du transducteur photoélectrique

$ i $ est l'illumination de l'entrée lumineuse du transducteur photoélectrique

Transducteur thermoélectrique

On dit qu'un transducteur actif est thermo electric transducer, lorsqu'il produit une quantité électrique équivalente à l'entrée de température. Les deux transducteurs suivants sont des exemples de transducteurs thermoélectriques.

  • Transducteur à thermistance
  • Transducteur thermocouple

Maintenant, laissez-nous discuter de ces deux transducteurs un par un.

Transducteur à thermistance

La résistance, qui dépend de la température, est appelée résistance thermique. En bref, il s'appelleThermistor. Le coefficient de température de la thermistance est négatif. Cela signifie que lorsque la température augmente, la résistance de la thermistance diminue.

Mathematically, la relation entre la résistance de la thermistance et la température peut être représentée par

$$ R_ {1} = R_ {2} e ^ \ left (\ beta \ left [\ frac {1} {T_ {1}} - \ frac {1} {T_ {2}} \ right] \ right) $$

Where,

$ R_ {1} $ est la résistance de la thermistance à la température $ {T_ {1}} ^ {0} K $

$ R_ {2} $ est la résistance de la thermistance à la température $ {T_ {2}} ^ {0} K $

$ \ beta $ est la constante de température

le advantage du transducteur de thermistance est qu'il produira une réponse rapide et stable.

Transducteur thermocouple

Le transducteur à thermocouple produit une tension de sortie pour un changement correspondant de température à l'entrée. Si deux fils de métaux différents sont assemblés afin de créer deux jonctions, alors cette configuration entière est appeléeThermocouple. Le schéma de circuit du thermocouple de base est illustré ci-dessous -

Le thermocouple ci-dessus a deux métaux, A et B et deux jonctions, 1 et 2. Considérons une température de référence constante, $ T_ {2} $ à la jonction 2. Soit la température à la jonction, 1 est $ T_ {1} $. Le thermocouple génère unemf (force électromotrice), chaque fois que les valeurs de $ T_ {1} $ et $ T_ {2} $ sont différentes.

Cela signifie que le thermocouple génère une force électromotrice, chaque fois qu'il y a une différence de température entre les deux jonctions, 1 et 2 et elle est directement proportionnelle à la différence de température entre ces deux jonctions. Mathematically, il peut être représenté comme

$$ e \ alpha \ gauche (T_ {1} -T_ {2} \ droite) $$

Où,

$ e $ est la force électromotrice générée par le thermocouple

Le circuit de thermocouple ci-dessus peut être représenté comme indiqué dans la figure ci-dessous pour des applications pratiques.

La partie du circuit, qui se situe entre les jonctions chaudes et froides, y compris ces deux jonctions, est un modèle équivalent de thermocouple de base. Un galvanomètre PMMC est connecté à travers la jonction froide et il dévie en fonction de la force électromotrice générée à travers la jonction froide.Thermocouple transducer est le transducteur thermoélectrique le plus couramment utilisé.