Transdutores ativos

Active transduceré um transdutor, que converte a grandeza não elétrica em uma grandeza elétrica. Vamos considerar as grandezas não elétricas como pressão, iluminação da luz e temperatura. Portanto, obteremos os três transdutores ativos a seguir, dependendo da quantidade não elétrica que escolhermos.

  • Piezo Transdutor Elétrico
  • Transdutor fotoelétrico
  • Transdutor Termoelétrico

Agora, vamos discutir sobre esses três transdutores ativos, um por um.

Piezo Transdutor Elétrico

Um transdutor ativo é considerado piezo electric transducer, quando produz uma grandeza elétrica que é equivalente à entrada de pressão. As três substâncias a seguir exibem efeito piezoelétrico.

  • Quartz
  • Sais de Rochelle
  • Tourmaline

O efeito piezoelétrico exibido por essas três substâncias são os sais de turmalina, quartzo e Rochelle, nesta ordem crescente. A ordem ascendente de resistência mecânica dessas três substâncias é sais de Rochelle, quartzo, turmalina.

Quartz é utilizado como transdutor piezoelétrico, por apresentar efeito piezoelétrico moderado e possuir resistência mecânica moderada entre essas três substâncias piezoelétricas.

Transdutor de quartzo

o circuit diagramdo transdutor de quartzo é mostrado na figura abaixo. Conforme mostrado na figura, o cristal de quartzo é colocado entre a base e o membro somador de forças. A tensão de saída pode ser medida nos eletrodos de metal, que são colocados nos dois lados do cristal de quartzo.

o output voltage, $ V_ {0} $ do transdutor de pressão acima será

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

Transdutor fotoelétrico

Um transdutor ativo é chamado de transdutor fotoelétrico, quando produz uma quantidade elétrica que é equivalente à iluminação da entrada de luz. ocircuit diagram do transdutor fotoelétrico é mostrado na figura abaixo.

o working do transdutor fotoelétrico é mencionado abaixo.

  • Step1 - O transdutor fotoelétrico libera elétrons, quando a luz incide no cátodo dele.

  • Step2 - O transdutor fotoelétrico produz uma corrente I no circuito devido à atração de elétrons em direção ao ânodo.

Podemos encontrar o sensitivity do transdutor fotoelétrico usando a seguinte fórmula.

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

Onde,

$ S $ é a sensibilidade do transdutor fotoelétrico

$ I $ é a corrente de saída do transdutor fotoelétrico

$ i $ é a iluminação da entrada de luz do transdutor fotoelétrico

Transdutor Termoelétrico

Um transdutor ativo é considerado thermo electric transducer, quando produz uma grandeza elétrica que é equivalente à entrada de temperatura. Os dois transdutores a seguir são exemplos de transdutores termoelétricos.

  • Transdutor de termistor
  • Transdutor Termopar

Agora, vamos discutir sobre esses dois transdutores, um por um.

Transdutor de termistor

O resistor, que depende da temperatura, é chamado de resistor térmico. Em suma, é chamadoThermistor. O coeficiente de temperatura do termistor é negativo. Isso significa que, conforme a temperatura aumenta, a resistência do termistor diminui.

Mathematically, a relação entre a resistência do termistor e a temperatura pode ser representada como

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

Where,

$ R_ {1} $ é a resistência do termistor na temperatura $ {T_ {1}} ^ {0} K $

$ R_ {2} $ é a resistência do termistor na temperatura $ {T_ {2}} ^ {0} K $

$ \ beta $ é a constante de temperatura

o advantage do transdutor termistor é que ele irá produzir uma resposta rápida e estável.

Transdutor Termopar

O transdutor termopar produz uma tensão de saída para uma mudança correspondente de temperatura na entrada. Se dois fios de metais diferentes são unidos para criar duas junções, toda essa configuração é chamadaThermocouple. O diagrama do circuito do termopar básico é mostrado abaixo -

O termopar acima tem dois metais, A e B e duas junções, 1 e 2. Considere uma temperatura de referência constante, $ T_ {2} $ na junção 2. Considere a temperatura na junção, 1 é $ T_ {1} $. O termopar gera umemf (força eletro motriz), sempre que os valores de $ T_ {1} $ e $ T_ {2} $ forem diferentes.

Isso significa que o termopar gera uma fem, sempre que há uma diferença de temperatura entre as duas junções, 1 e 2 e é diretamente proporcional à diferença de temperatura entre essas duas junções. Mathematically, pode ser representado como

$$ e \ alpha \ left (T_ {1} -T_ {2} \ right) $$

Onde,

$ e $ é a fem gerada pelo termopar

O circuito do termopar acima pode ser representado como mostrado na figura abaixo para aplicações práticas.

A parte do circuito, que fica entre as junções quente e fria, incluindo essas duas junções, é um modelo equivalente de termopar básico. Um galvanômetro PMMC é conectado na junta fria e desvia de acordo com a fem gerada na junção fria.Thermocouple transducer é o transdutor termoelétrico mais comumente usado.