سیستم کنترل رله صنعتی

مبدل چیست؟

مبدل وسیله ای الکترونیکی است که انرژی را از شکلی به شکل دیگر تبدیل می کند. فرآیند تبدیل انرژی از یک شکل به شکل دیگر به عنوان انتقال شناخته می شود.

مبدل

برخی از نمونه های رایج مبدل ها عبارتند از بلندگوها، میکروفون ها، دماسنج ها و ال ای دی ها.

چرا به مبدل نیاز داریم؟

تعیین اندازه دقیق نیروهای فیزیکی مانند دما و فشار دشوار است. اما اگر این نیروهای فیزیکی به یک سیگنال الکتریکی تبدیل شوند، می توان مقادیر آنها را به راحتی با استفاده از یک متر تعیین کرد. وظیفه اصلی مبدل ها تبدیل یک نیروی فیزیکی به سیگنال الکتریکی است تا بتوان آن را به راحتی کنترل کرد و برای اندازه گیری انتقال داد.

مزایای تبدیل یک کمیت فیزیکی به سیگنال الکتریکی

در اینجا، ما مزایای مختلف تبدیل یک کمیت فیزیکی به سیگنال الکتریکی را فهرست کرده ایم:

سیگنال های الکتریکی به راحتی منتقل می شوند و برای اندازه گیری پردازش می شوند.
سیگنال های الکتریکی خطای اصطکاک کمتری را پردازش می کنند.
قدرت کمی برای کنترل سیستم های الکتریکی مورد نیاز است.
تقویت و تضعیف سیگنال های الکتریکی آسان است.
ابزار اندازه گیری مورد استفاده برای اندازه گیری سیگنال الکتریکی بسیار فشرده و دقیق است.

قطعات مبدل

مبدل از دو بخش مهم زیر تشکیل شده است:

عنصر انتقال

مبدل ها دارای قطعات حیاتی دیگری مانند تجهیزات پردازش سیگنال، تقویت کننده ها و منابع تغذیه هستند.

عنصر حسگر

این بخشی از مبدل است که به احساس فیزیکی پاسخ می دهد. پاسخ عنصر حسگر به پدیده فیزیکی بستگی دارد.

عنصر ترانسدوشن

عنصر ترانسدیوسر خروجی عنصر حسگر را به سیگنال الکتریکی تبدیل می کند. عنصر مبدل را مبدل ثانویه نیز می نامند.

انواع مبدل

دو نوع مبدل وجود دارد که به شرح زیر است:

• مبدل ورودی
• مبدل خروجی

مبدل ورودی چیست؟

یک مبدل ورودی یا یک حسگر انرژی فیزیکی را می گیرد و آن را به سیگنال الکتریکی قابل خواندن تبدیل می کند. به عنوان مثال، یک میکروفون، امواج صوتی فیزیکی را به سیگنال الکتریکی تبدیل می کند که می تواند از طریق سیم منتقل شود.

مبدل خروجی چیست؟

یک مبدل خروجی، یا یک محرک، سیگنال های الکتریکی را می گیرد و آنها را به اشکال دیگر انرژی تبدیل می کند . یک لامپ الکتریسیته را به نور و یک موتور، الکتریسیته را به حرکت تبدیل می کند.

عواملی که در انتخاب مبدل باید در نظر گرفته شود

مبدل ها باید امپدانس ورودی بالا و امپدانس خروجی کم داشته باشند تا از اثر بارگذاری جلوگیری شود.
یک مبدل باید به سیگنال های مورد نظر بسیار حساس و نسبت به سیگنال های ناخواسته حساس باشد.
مبدل ها باید بتوانند در محیط های خورنده کار کنند.
مدار مبدل باید دارای حفاظت اضافه بار باشد تا در برابر بارهای اضافه مقاومت کند.

کارایی مبدل

راندمان مبدل به عنوان نسبت توان خروجی به شکل دلخواه به کل توان ورودی تعریف می شود. از نظر ریاضی، نسبت به صورت زیر نمایش داده می شود:

P نشان دهنده ورودی در نسبت بالا و Q نشان دهنده توان خروجی به شکل دلخواه است. راندمان مبدل همیشه بین ۰ تا ۱ است.

هیچ مبدلی ۱۰۰% کارآمد نیست. مقداری از قدرت همیشه در فرآیند تبدیل از بین می رود. این تلفات به صورت گرما آشکار می شود. در لامپ های رشته ای با وات معین، تنها چند وات به نور مرئی تبدیل می شود. بیشتر انرژی به صورت گرما تلف می شود. به همین دلیل یک لامپ رشته ای از نظر کارایی مبدل بدی است.

کاربردهای مبدل

یک مبدل بار روی موتورها را اندازه گیری می کند
آنها برای تشخیص حرکت عضلات استفاده می شوند. این فرآیند به عنوان شتاب نگاری شناخته می شود.
مبدل ها در دستگاه اولتراسوند استفاده می شوند.
مبدل های یک بلندگو سیگنال های الکتریکی را به صدای آکوستیک تبدیل می کنند.
یک مبدل در آنتن برای تبدیل امواج الکترومغناطیسی به سیگنال الکتریکی استفاده می شود.

تفاوت بین مبدل و سنسور

حسگر وسیله ای است که یک کمیت فیزیکی را اندازه گیری می کند. به عنوان مثال، در یک دماسنج جیوه ای، جیوه به سادگی با افزایش دما منبسط می شود تا مقداری را به کاربر نشان دهد. در اینجا هیچ استنتاج یا تغییر الکتریکی وجود ندارد. از سوی دیگر، یک مبدل مقادیر مشابه یک سنسور را اندازه گیری می کند، اما سیگنال در یک مبدل از شکلی به شکل دیگر تبدیل می شود. به همین دلیل است که مبدل ها را مبدل انرژی نیز می نامند.

• مبدل ها
• حسگرها

انرژی را از شکلی به شکل دیگر تبدیل می کند.

کمیت های فیزیکی را حس می کند و آن را به شکل قابل خواندن تبدیل می کند.

مبدل کابل کشی، مبدل خطی و میکروفون نمونه هایی از مبدل هستند.

ترمیستورها، سوئیچ های فشار و سنسورهای حرکت نمونه هایی از سنسورها هستند.

سوالات متداول 

مبدل چیست؟

مبدل وسیله ای الکترونیکی است که انرژی را از شکلی به شکل دیگر تبدیل می کند. فرآیند تبدیل انرژی از یک شکل به شکل دیگر به عنوان انتقال شناخته می شود.

نیاز به مبدل چیست؟

تعیین اندازه دقیق نیروهای فیزیکی مانند دما و فشار دشوار است. اما اگر این نیروهای فیزیکی به سیگنال الکتریکی تبدیل شوند، می توان مقادیر آنها را به راحتی با استفاده از متر تعیین کرد. وظیفه اصلی مبدل ها تبدیل یک نیروی فیزیکی به سیگنال الکتریکی است تا بتوان آن را به راحتی کنترل کرد و برای اندازه گیری انتقال داد.

بخش های مهم ترانسدیوسر چیست؟

مبدل از دو بخش مهم زیر تشکیل شده است:

• عنصر حسگر
• عنصر انتقال

مبدل ورودی چیست؟

یک مبدل ورودی یا یک حسگر انرژی فیزیکی را می گیرد و آن را به سیگنال الکتریکی قابل خواندن تبدیل می کند. به عنوان مثال، یک میکروفون، امواج صوتی فیزیکی را به سیگنال الکتریکی تبدیل می کند که می تواند از طریق سیم منتقل شود.