Sensors Transducers and Applications MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Sensors Transducers and Applications - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

व्याख्या:

थर्मिस्टर

परिभाषा: एक थर्मिस्टर एक प्रकार का प्रतिरोधक है जिसका प्रतिरोध तापमान के साथ महत्वपूर्ण रूप से बदलता है। थर्मिस्टर व्यापक रूप से तापमान संवेदक के रूप में उपयोग किए जाते हैं, और उनका उपयोग बिजली आपूर्ति परिपथ में प्रवाह सीमा को सीमित करने के लिए भी किया जा सकता है।

थर्मिस्टर के प्रकार: थर्मिस्टर को मोटे तौर पर दो प्रकारों में वर्गीकृत किया जाता है:

• ऋणात्मक तापमान गुणांक (NTC) थर्मिस्टर: इन थर्मिस्टरों का प्रतिरोध तापमान बढ़ने पर घटता है। NTC थर्मिस्टर आमतौर पर तापमान संवेदन और नियंत्रण अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाते हैं।
• धनात्मक तापमान गुणांक (PTC) थर्मिस्टर: इन थर्मिस्टरों का प्रतिरोध तापमान बढ़ने पर बढ़ता है। PTC थर्मिस्टर अक्सर अति-धारा रक्षक और स्व-नियामक तापन तत्वों के रूप में उपयोग किए जाते हैं।

कार्य सिद्धांत: एक थर्मिस्टर का कार्य सिद्धांत तापमान के साथ प्रतिरोध में परिवर्तन पर आधारित है। जब तापमान बदलता है, तो थर्मिस्टर का प्रतिरोध तदनुसार बदलता है। प्रतिरोध में इस परिवर्तन को मापा जा सकता है और इसका उपयोग तापमान निर्धारित करने या परिपथ में धारा को नियंत्रित करने के लिए किया जा सकता है।

सही उत्तर विकल्प संख्या "1" है।
व्याख्या:

LVDT (रैखिक परिवर्ती विभेदक ट्रांसफार्मर):

• LVDT (रैखिक परिवर्ती विभेदक ट्रांसफार्मर) किसी वस्तु की आयताकार गति (विस्थापन) को तुल्य विद्युत संकेत में परिवर्तित करना है।
• LVDT का उपयोग विस्थापन की गणना के लिए किया जाता है और यह ट्रांसफार्मर सिद्धांत पर कार्य करता है।
• LVDT एक यांत्रिक स्थिति से एक रैखिक प्रभ्रंश को दिशा और दूरी की जानकारी के कला और आयाम सहित एक आपेक्षिक विद्युत संकेत में बदल देता है।
• रैखिक परिवर्ती विभेदक ट्रांसफार्मर या LVDT कार्य सिद्धांत का कार्यकारी सिद्धांत अन्योन्य प्रेरण है; प्रभ्रंश गैर-विद्युत ऊर्जा है जो विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है

• आंतरिक कुंडली प्राथमिक होती है, जो दर्शाए गए अनुसार AC स्रोत द्वारा उत्तेजित होता है।
• प्राथमिक द्वारा उत्पादित चुंबकीय फ्लक्स दो द्वितीयक कुंडलियों से जुड़ी होती है, जिससे प्रत्येक कुंडली में एक AC वोल्टता प्रेरित होती है।
   

​अनुप्रयोग:

• यह ट्रांसड्यूसर द्वितीयक ट्रांसड्यूसर के रूप में भी कार्य कर सकता है।
• LVDT का उपयोग भार, बल और दाब को मापने के लिए किया जाता है।
• इनमें से कुछ ट्रांसड्यूसर का उपयोग दाब और भार की गणना के लिए किया जाता है।
• LVDT का उपयोग अधिकांश उद्योगों के साथ-साथ सर्वो यंत्रावली में भी किया जाता है।
• अन्य अनुप्रयोग जैसे शक्ति टरबाइन, द्रवचालित, स्वचालन, विमान और उपग्रह।

गणना:

दिया गया है विकृति; \(\frac{\text{ }\!\!\Delta\!\!\text{ }L}{L}=5000\times {{10}^{-6}}=5\times {{10}^{-3}}\)

R = 152 Ω

ΔR = 5 Ω

ट्रांसड्यूसर: कोई भी उपकरण जो ऊर्जा के एक प्रकार को दूसरे प्रकार में परिवर्तित करने में सक्षम होता है, ट्रांसड्यूसर कहलाता है।

मापे जाने वाली मात्रा के आधार पर ट्रांसड्यूसर के प्रकार

• तापमान ट्रांसड्यूसर (जैसे थर्मोकपल)
• दबाव ट्रांसड्यूसर (जैसे डायाफ्राम)
• विस्थापन ट्रांसड्यूसर (जैसे LVDT)
• दोलक ट्रांसड्यूसर
• प्रवाह ट्रांसड्यूसर
• प्रेरण ट्रांसड्यूसर

पिकअप:

• पिकअप एक ट्रांसड्यूसर है जो संगीत वाद्ययंत्रों, विशेष रूप से तंत्री उपकरणों जैसे कि विद्युत गिटार द्वारा उत्पादित यांत्रिक कंपन को प्रग्रहण या अनुभव करता है, और इन्हें विद्युत संकेत में परिवर्तित करता है।
• लाउडस्पीकर के माध्यम से संगीत ध्वनियों का उत्पादन करने के लिए इस संकेत को एक स्पीकर एम्पलीफायर में एक उपकरण एम्पलीफायर का उपयोग करके प्रवर्धित किया जाता है।
• पिकअप से सिग्नल को सीधे रिकॉर्ड भी किया जा सकता है।

विकृति प्रमापक​: एक विकृति प्रमापक (कभी-कभी इसे स्ट्रेन गेज के रूप में संदर्भित किया जाता है) एक संवेदक होता है जिसका प्रतिरोध लागू बल के साथ-साथ परिवर्तित होता रहता है; यह बल, दबाव, तनाव, वजन, आदि को विद्युत प्रतिरोध होने वाले परिवर्मेंतन में परिवर्तित करता है जिसे उसके बाद मापा जा सकता है।

सिग्नल जनरेटर: एक सिग्नल जनरेटर एक इलेक्ट्रॉनिक परीक्षण उपकरण है जो दोहराव या गैर-दोहराव वाली तरंगों का निर्माण करता है या उत्पन्न करता है। ये तरंगे विभिन्न आकार और आयाम की हो सकती हैं। सभी प्रकार के सिग्नल जनरेटर का उपयोग इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के रूपांकन, निर्माण, सर्विसिंग और मरम्मत में किया जाता है।

एम्पलीफायर: एक एम्पलीफायर या इलेक्ट्रॉनिक एम्पलीफायर एक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण है जो सिग्नल की शक्ति को परिवर्धित कर सकता है। एम्पलीफायर का उपयोग किसी भी जानकारी में परिवर्तन किये बिना कमजोर सिग्नल को परिवर्धित करने के लिए किया जाता है अर्थात् किसी इनपुट या जानकारी को परिवर्तित किये बिना कमजोर सिग्नल को परिवर्धित या बढ़ाया जाता है।

तापयुग्म एक विद्युतीय उपकरण है जिसमें दो भिन्न धातु जोड़ों के जंक्शन होते हैं। इसे तापमान संवेदक के रूप में प्रयोग किया जाता है।

यह सीबेक प्रभाव के सिद्धांत पर काम करता है।

सीबेक प्रभाव:

• जब असमान धातुओं से बने दो तारों को दोनों सिरों पर जोड़ा जाता है और सिरों में से एक को गर्म किया जाता है, तो एक निरंतर प्रवाह होता है जो ताप विद्युत परिपथ में प्रवाहित होता है, क्योंकि उनके बीच वोल्टेज का अंतर होता है।
• तापमान को मापने के लिए इस विभव अंतर का उपयोग किया जाता है।
• सीबेक प्रभाव पेल्टियर प्रभाव का उलटा है।

दाब-विद्युत प्रभाव:

• यह लागू यांत्रिक तनाव की प्रतिक्रिया में एक विद्युत आवेश उत्पन्न करने के लिए कुछ पदार्थों की क्षमता होती है।
• जब दाब-विद्युत पदार्थ को यांत्रिक तनाव के तहत रखा जाता है, तो पदार्थ में धनात्मक और ऋणात्मक चार्ज केंद्रों का स्थानांतरण होता है, जिसके परिणामस्वरूप बाहरी विद्युत क्षेत्र उत्पन्न होता है।
• जब इसे विपरीत किया जाता है, तो एक बाहरी विद्युत क्षेत्र या तो दाब-विद्युत पदार्थ को बढ़ाता है या संकुचित करता है।

दाब-प्रतिरोध प्रभाव:

• यह यांत्रिक विकृति लागू करने पर एक अर्धचालक या धातु की विद्युत प्रतिरोधकता में होने वाला परिवर्तन है।
• दाब-विद्युत प्रभाव के विपरीत, दाब-प्रतिरोध प्रभाव केवल विद्युत प्रतिरोध में परिवर्तन का कारण बनता है, ना कि विद्युत क्षमता में।

हॉल का प्रभाव: जब एक चालक या अर्धचालक, जिसमें एक दिशा में धारा प्रवाहित होती है, को चुंबकीय क्षेत्र के लंबवत पेश किया जाता है, तो वोल्टेज को धारा के पथ पर समकोण पर मापा जा सकता है।

जैसा कि ऊपर बताया गया है एक मापन योग्य वोल्टेज प्राप्त करने के प्रभाव को हॉल प्रभाव कहा जाता है।

अतिचालकता: अतिचालकता एक भौतिक गुण है जो कुछ ऐसे पदार्थों में देखी जाती है, जिसमें से विद्युत प्रतिरोध गायब हो जाता है और जिसमें से चुंबकीय प्रवाह क्षेत्र निष्कासित हो जाते हैं। इन गुणों को प्रदर्शित करने वाला कोई भी पदार्थ एक अतिचालक होता है।

तापयुग्म:

• एक तापयुग्म तापमान के मापन के लिए प्रयोग किया जाने वाला एक संवेदक है
• तापयुग्म में अलग-अलग धातुओं से बने तार के दो सिरे होते हैं
• तार के सिरों को एक छोर पर एकसाथ वेल्ड कर के एक जंक्शन बनाया जाता है; इस जंक्शन पर तापमान को मापा जाता है
• जब जंक्शन तापमान में बदलाव का अनुभव करता है, तो वोल्टेज निर्मित होता है; फिर तापमान की गणना के लिए वोल्टेज को रूपांतरित किया जा सकता है

• विकृति प्रमापक एक निष्क्रिय ट्रांसड्यूसर होता है जो एक यांत्रिक विस्थापन को प्रतिरोध परिवर्तन R, प्रेरकत्व L अथवा धारिता C में परिवर्तित करता है
• यदि धातु का चालक तना हुआ और संकुचित है तो इसका प्रतिरोध चालक की लंबाई और व्यास दोनों के बदलने के कारण परिवर्तित हो जाता है
• इसके अलावा जब चालक तना हुआ होता है उसकी प्रतिरोधकता के मान में भी परिवर्तन होता है

रैखिक परिवर्तनीय विभेदक ट्रांसफार्मर (LVDT)

• इन उपकरणों का उपयोग विस्थापन को मापने के लिए किया जाता है।
• यह सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला प्रेरणिक ट्रांसड्यूसर है जो रैखिक गति को विद्युत संकेत में परिवर्तित करता है।
• LVDT को स्टेनलेस स्टील आवरण के अंदर रखा गया है क्योंकि यह स्थिर वैद्युत और विद्युत चुम्बकीय ढाल प्रदान करेगा।
• LVDT ट्रांसफॉर्मर के सिद्धांत पर काम करता है।
• ट्रांसफॉर्मर में एक प्राथमिक कुंडलन और दो द्वितीयक कुंडलन एक बेलनाकार पूर्व पर कुडलित होते हैं।
• दोनों द्वितीयक कुंडलन में घुमावों की संख्या समान होती है, और हम उन्हें प्राथमिक कुंडलन के दोनों ओर रखते हैं।
• प्राथमिक कुंडलन एक AC स्रोत से जुड़ा होता है जो एयर गैप में फ्लक्स पैदा करता है और द्वितीयक कुंडलन में वोल्टेज प्रेरित होते हैं।
• एक चल नरम लोहे की कोर को पूर्व के अंदर रखा जाता है और मापा जाने वाला विस्थापन लोहे की कोर से जुड़ा होता है।
• दोनों द्वितीयक कुंडलन इस तरह से जुड़े हुए हैं कि परिणामस्वरूप आउटपुट दो कुंडलन के वोल्टेज के बीच का अंतर है।

रैखिक परिवर्तनीय विभेदक ट्रांसफार्मर:

• रैखिक परिवर्तनीय विभेदक ट्रांसफार्मर (LVDT) का प्रयोग विस्थापन के माप के लिए किया जाता है।
• LVDT एक ट्रांसफार्मर के सिद्धांत पर संचालित होता है।
• जैसा आरेख में दर्शाया गया है LVDT में कुण्डल समायोजन और कोर शामिल होता है।
• कुण्डल समायोजन विशेष रूप से स्थिर संरचना पर लगा होता है, जबकि कोर उस वस्तु के लिए सुरक्षित होता है जिसकी स्थिति मापी जानी होती है।
• कुण्डल समायोजन में खोखले रूप पर घूमे हुए तार के तीन कुण्डल होते हैं।
• पारगम्य पदार्थ का एक कोर स्वरुप के केंद्र के माध्यम से स्वतंत्र रूप से स्लाइड कर सकता है।
• आंतरिक कुण्डल प्राथमिक होता है, जो AC स्रोत द्वारा उत्तेजित होता है जैसा दर्शाया गया है।
• प्राथमिक द्वारा उत्पादित चुम्बकीय प्रवाह प्रत्येक कुण्डल में AC वोल्टेज को प्रेरित करते हुए दो द्वितीयक कुण्डलों के साथ युग्मित होता है।

धारिता ट्रान्सडूसर:

• धारिता ट्रान्सडूसर का प्रयोग विस्थापन और दबाव के मापन के लिए किया जाता है। 
• धारिता ट्रान्सडूसर में दो समानांतर धात्विक प्लेट शामिल होते हैं जिसे वायु जैसे एक पदार्थ द्वारा अलग किया जाता है, जिसे पारद्युतिक पदार्थ कहा जाता है। 
• यह परिवर्तनीय धारिता के सिद्धांत पर कार्य करता है अर्थात् दो प्लेटों के बीच की दूरी परिवर्तनीय होती है। 

धारिता ट्रान्सडूसर की धारिता को निम्नलिखित कारणों के कारण परिवर्तित किया जा सकता है:

• प्लेटों के अतिच्छादन क्षेत्रफल में परिवर्तन। 
• प्लेटों के बीच की दूरी में परिवर्तन और 
• पारद्युतिक स्थिरांक में परिवर्तन 
• गणितीय रूप से इसे निम्न रूप में परिभाषित किया जाता है:

\(C = \frac{{\epsilon A}}{d}\)

ϵ: पारद्युतिक स्थिरांक

A: प्लेटों का क्षेत्रफल

d: प्लेटों के बीच की दूरी

धारिता ट्रान्सडूसर के लाभ:

• वे अत्यधिक संवेदनशील होते हैं। 
• उनमें उच्च इनपुट प्रतिबाधा होते हैं। 
• भारण प्रभाव धारिता ट्रान्सडूसर में न्यूनतम होते हैं। 
• उनमें उच्च वियोजन होते हैं। 
• उनका प्रयोग पथभ्रष्ट चुम्बकीय क्षेत्र में किया जा सकता है। 
• उनमें अच्छी आवृत्ति प्रतिक्रिया होते हैं।
• उन्हें संचालन के लिए निम्न शक्ति की आवश्यकता होती है। 

प्रकाश-विद्युत् ट्रान्सडूसर: यह वह ट्रान्सडूसर है जो प्रकाश से विद्युत तक ऊर्जा को परिवर्तित करता है। इसे अर्धचालक पदार्थ के साथ डिज़ाइन किया जा सकता है। यह ट्रान्सडूसर उस तत्व का उपयोग करता है जिसका प्रयोग इसके माध्यम से ऊपर उठने वाले प्रकाश बीम के रूप में इलेक्ट्रॉन के निष्कासन के लिए किया जा सकता है। 

प्रेरणिक ट्रान्सडूसर: यह मापी जाने वाली राशि में किसी भी पर्याप्त परिवर्तन के कारण प्रेरकत्व परिवर्तन के सिद्धांत पर कार्य करता है। 

दाबविद्युत ट्रान्सडूसर: यह वह उपकरण है जो इस ऊर्जा को विद्युतीय आवेश में परिवर्तित करके त्वरण, दबाव, विकृति, तापमान या बल में परिवर्तन को मापने के लिए दाबविद्युत प्रवाह का प्रयोग करता है।

एनालॉग ट्रांसड्यूसर:

यह ट्रांसड्यूसर इनपुट मात्रा को एक एनालॉग आउटपुट में परिवर्तित करते हैं जो समय का सतत फलन है

उदाहरण: थर्मिस्टर, विकृति प्रमापक, LVDT, तापयुग्म

डिजिटल ट्रांसड्यूसर:

यह ट्रांसड्यूसर इनपुट मात्रा को एक विद्युतीय आउटपुट में परिवर्तित करता है जो स्पन्द के रूप में होता है और इसके आउटपुट को 0 और 1 द्वारा दर्शाया जाता है

उदाहरण: एनकोडर, डिजिटल वियोजक, डिजिटल टैकोमीटर, हॉल प्रभाव संवेदक, सीमा स्विच।

Important Points

ट्रान्सड्यूसर एक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण है जो ऊर्जा को एक रूप से दूसरे रूप में परिवर्तित करता है। सामान्य उदाहरण माइक्रोफोन, लाउडस्पीकर, थर्मोमीटर है।

ट्रान्सड्यूसर को निम्नलिखित प्रकारों में वर्गीकृत किया जा सकता है:

1). सक्रिय या निष्क्रिय ट्रान्सड्यूसर

2). एनालॉग या डिजिटल ट्रान्सड्यूसर