সাধারণ অর্থে একটি সেন্সর হল এমন একটি ডিভাইস যা একটি ভৌত পরিমাণকে প্রক্রিয়াকরণ, সংক্রমণ বা পরবর্তী রূপান্তরের জন্য উপযুক্ত অন্যটিতে রূপান্তর করে। একটি নিয়ম হিসাবে, প্রথমটি একটি শারীরিক পরিমাণ যা সরাসরি পরিমাপ করা যায় না (তাপমাত্রা, গতি, স্থানচ্যুতি, ইত্যাদি), এবং দ্বিতীয়টি একটি বৈদ্যুতিক বা অপটিক্যাল সংকেত। সেন্সর, যার মৌলিক উপাদান একটি কুণ্ডলী, পরিমাপ যন্ত্রের ক্ষেত্রে তাদের নিজস্ব কুলুঙ্গি দখল করে।
বিষয়বস্তু
কিভাবে প্রবর্তক সেন্সর ডিজাইন করা হয় এবং তারা কিভাবে কাজ করে
ইন্ডাকটিভ সেন্সরগুলি তাদের অপারেটিং নীতি অনুসারে সক্রিয় সেন্সর, যেমন তাদের একটি বাহ্যিক অসিলেটর প্রয়োজন। এটি একটি পূর্বনির্ধারিত ফ্রিকোয়েন্সি এবং প্রশস্ততার একটি সংকেত সহ প্রবর্তক কুণ্ডলী সরবরাহ করে।
কয়েলের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত কারেন্ট একটি চৌম্বক ক্ষেত্র তৈরি করে। যদি একটি পরিবাহী বস্তু চৌম্বক ক্ষেত্রে প্রবেশ করে, কুণ্ডলী পরামিতি পরিবর্তন হয়। যা অবশিষ্ট থাকে তা হল এই পরিবর্তন সনাক্ত করা।
সাধারণ অ-যোগাযোগ সেন্সরগুলি কয়েলের কাছাকাছি অঞ্চলে ধাতব বস্তুর উপস্থিতিতে প্রতিক্রিয়া দেখায়। এটি কয়েলের প্রতিবন্ধকতাকে পরিবর্তন করে, এই পরিবর্তনটিকে একটি বৈদ্যুতিক সংকেতে রূপান্তরিত করতে হবে, একটি তুলনামূলক সার্কিটের সাহায্যে থ্রেশহোল্ডের উত্তরণকে প্রশস্ত করতে হবে এবং (বা) স্থির করতে হবে।
অন্য ধরণের সেন্সরগুলি বস্তুর অনুদৈর্ঘ্য অবস্থানের পরিবর্তনের প্রতিক্রিয়া জানায়, যা কয়েল কোর হিসাবে কাজ করে। বস্তুর অবস্থান পরিবর্তনের সাথে সাথে এটি কুণ্ডলীর ভিতরে বা বাইরে স্লাইড করে, যার ফলে এর আবেশ পরিবর্তন হয়। এই পরিবর্তনটিকে বৈদ্যুতিক সংকেতে রূপান্তরিত করে পরিমাপ করা যেতে পারে। এই সেন্সরের আরেকটি সংস্করণ হল যখন বস্তুটিকে বাইরে থেকে কয়েলের উপর ঠেলে দেওয়া হয়। এটি পর্দা প্রভাবের কারণে আবেশ হ্রাস করে।
ইন্ডাকটিভ ডিসপ্লেসমেন্ট সেন্সরের আরেকটি রূপ হল লিনিয়ার ভেরিয়েবল ডিফারেনশিয়াল ট্রান্সফরমার (LVDT)। এটি একটি যৌগিক কয়েল যা নিম্নলিখিত ক্রমে তৈরি করা হয়:
- সেকেন্ডারি উইন্ডিং 1;
- প্রাথমিক ঘুর;
- সেকেন্ডারি উইন্ডিং 2।
জেনারেটর থেকে সংকেত প্রাথমিক উইন্ডিং এ প্রয়োগ করা হয়। মাঝের কুণ্ডলী দ্বারা উত্পন্ন চৌম্বক ক্ষেত্র প্রতিটি মাধ্যমিকে একটি ইএমএফ প্ররোচিত করে (ট্রান্সফরমার নীতি) কোর, এটি নড়াচড়া করার সাথে সাথে, কয়েলগুলির মধ্যে পারস্পরিক সংযোগ পরিবর্তন করে, প্রতিটি উইন্ডিংয়ে ইলেক্ট্রোমোটিভ শক্তি পরিবর্তন করে। এই পরিবর্তন একটি পরিমাপ সার্কিট দ্বারা সনাক্ত করা যেতে পারে. যেহেতু কোরের দৈর্ঘ্য যৌগ কয়েলের মোট দৈর্ঘ্যের চেয়ে কম, সেকেন্ডারি উইন্ডিংয়ে ইএমএফের অনুপাত দ্ব্যর্থহীনভাবে বস্তুর অবস্থান নির্ধারণ করতে পারে।
একই নীতি - উইন্ডিংগুলির মধ্যে প্রবর্তক যুগল পরিবর্তন করা - একটি ঘূর্ণন সেন্সর তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়। এটি দুটি সমাক্ষীয় কয়েল নিয়ে গঠিত। সংকেত একটি windings প্রয়োগ করা হয়, দ্বিতীয় ঘুরতে EMF ঘূর্ণনের পারস্পরিক কোণের উপর নির্ভর করে।
এটি অপারেশন নীতি থেকে স্পষ্ট যে প্রবর্তক সেন্সর, তাদের নকশা নির্বিশেষে, অ-যোগাযোগ সেন্সর হয়. তারা দূরত্বে কাজ করে এবং নিরীক্ষণ করার জন্য বস্তুর সাথে সরাসরি যোগাযোগের প্রয়োজন হয় না।
ইন্ডাকটিভ সেন্সর এর সুবিধা এবং অসুবিধা
ইন্ডাকটিভ সেন্সরগুলির সুবিধাগুলির মধ্যে প্রাথমিকভাবে অন্তর্ভুক্ত রয়েছে:
- নকশা নির্ভরযোগ্যতা;
- যোগাযোগ সংযোগের অনুপস্থিতি;
- উচ্চ আউটপুট শক্তি, যা শব্দের প্রভাব হ্রাস করে এবং নিয়ন্ত্রণ সার্কিটকে সরল করে;
- খুব সংবেদনশীল;
- শিল্প ফ্রিকোয়েন্সি এসি ভোল্টেজ উত্স থেকে অপারেশন সম্ভাবনা.
ইন্ডাকটিভ সেন্সরগুলির প্রধান অসুবিধা হল তাদের আকার, ওজন এবং উত্পাদনের জটিলতা। নির্দিষ্ট পরামিতি সহ কয়েলের ঘুরানোর জন্য বিশেষ সরঞ্জাম প্রয়োজন। আরেকটি অসুবিধা হল মাস্টার অসিলেটর থেকে সংকেত প্রশস্ততা সঠিকভাবে বজায় রাখার প্রয়োজন। যখন এটি পরিবর্তিত হয়, সংবেদনশীলতার পরিসরও পরিবর্তিত হয়। যেহেতু সেন্সরগুলি শুধুমাত্র বিকল্প কারেন্টের সাথে কাজ করে, তাই প্রশস্ততা বজায় রাখা একটি নির্দিষ্ট প্রযুক্তিগত সমস্যা হয়ে দাঁড়ায়। একটি গার্হস্থ্য বা শিল্প নেটওয়ার্কে সরাসরি (বা স্টেপ-ডাউন ট্রান্সফরমারের মাধ্যমে) সেন্সর সংযোগ করা সম্ভব নয় - এতে প্রশস্ততা বা ফ্রিকোয়েন্সিতে ভোল্টেজের ওঠানামা এমনকি সাধারণ মোডে 10% পর্যন্ত পৌঁছাতে পারে, যা পরিমাপের সঠিকতাকে অগ্রহণযোগ্য করে তোলে।
এছাড়াও পরিমাপের নির্ভুলতা দ্বারা প্রভাবিত হতে পারে:
- বহিরাগত চৌম্বকীয় ক্ষেত্র (সেন্সরকে রক্ষা করা তার অপারেশনের নীতির উপর ভিত্তি করে সম্ভব নয়);
- সরবরাহ এবং পরিমাপ তারের বহিরাগত EMF আনয়ন;
- উত্পাদন ত্রুটি;
- সেন্সর বৈশিষ্ট্যের ভুলতা;
- সেন্সরের মাউন্টিং অবস্থানে ব্যাকল্যাশ বা বিকৃতি, যা সাধারণ কর্মক্ষমতা প্রভাবিত করে না;
- তাপমাত্রার উপর নির্ভুলতা নির্ভরতা (উইন্ডিং তারের পরামিতি পরিবর্তন, এর প্রতিরোধ সহ)।
তাদের চৌম্বক ক্ষেত্রে অস্তরক বস্তুর উপস্থিতিতে প্রতিক্রিয়া জানাতে ইন্ডাকট্যান্স সেন্সরগুলির অক্ষমতাকে সুবিধা এবং অসুবিধা উভয় হিসাবে শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে। একদিকে, এটি তাদের আবেদনের সুযোগকে সীমাবদ্ধ করে। অন্যদিকে, এটি তাদের নিরীক্ষণ করা বস্তুতে ময়লা, গ্রীস, বালি ইত্যাদির উপস্থিতির প্রতি সংবেদনশীল করে তোলে।
ইন্ডাকটিভ সেন্সরগুলির অসুবিধা এবং সম্ভাব্য সীমাবদ্ধতা সম্পর্কে জ্ঞান তাদের সুবিধার যুক্তিসঙ্গত ব্যবহারের অনুমতি দেয়।
প্রবর্তক সেন্সর জন্য আবেদন ক্ষেত্র
ইন্ডাকটিভ প্রক্সিমিটি সেন্সর প্রায়ই সীমা সুইচ হিসাবে ব্যবহৃত হয়। এই ডিভাইসগুলি সাধারণ হয়ে উঠেছে:
- নিরাপত্তা ব্যবস্থায়, জানালা এবং দরজা অননুমোদিত খোলার সেন্সর হিসাবে;
- টেলিমেকানিক্স সিস্টেমে, ইউনিট এবং মেকানিজমের শেষ অবস্থানের সেন্সর হিসাবে;
- দৈনন্দিন জীবনে দরজা, স্যাশের বন্ধ অবস্থানের ইঙ্গিতের স্কিমগুলিতে;
- বস্তু গণনা করার জন্য (যেমন একটি পরিবাহক বেল্টে চলা);
- গিয়ারের ঘূর্ণন গতি নির্ধারণের জন্য (সেন্সর দিয়ে যাওয়া প্রতিটি দাঁত একটি নাড়ি তৈরি করে);
- অন্যান্য পরিস্থিতিতে।
কৌণিক অবস্থান এনকোডারগুলি শ্যাফ্ট, গিয়ার এবং অন্যান্য ঘূর্ণায়মান ইউনিটগুলির ঘূর্ণনের কোণ নির্ধারণ করতে এবং পরম এনকোডার হিসাবেও ব্যবহার করা যেতে পারে। এগুলি লিনিয়ার এনকোডার সহ মেশিন টুলস এবং রোবোটিক্স অ্যাপ্লিকেশনগুলিতেও ব্যবহার করা যেতে পারে। যেখানেই মেশিনের যন্ত্রাংশের অবস্থান সুনির্দিষ্টভাবে জানা প্রয়োজন।
প্রবর্তক সেন্সর জন্য ব্যবহারিক বাস্তবায়ন উদাহরণ
অনুশীলনে, প্রবর্তক সেন্সর ডিজাইনগুলি বিভিন্ন উপায়ে প্রয়োগ করা যেতে পারে। সবচেয়ে সহজ নকশা এবং সংযোজন হল দুই-তারের একক সেন্সর, যা এর সেন্সিং এলাকায় ধাতব বস্তুর উপস্থিতি পর্যবেক্ষণ করে। এই জাতীয় ডিভাইসগুলি প্রায়শই ডাব্লু-আকৃতির কোরের ভিত্তিতে তৈরি করা হয়, তবে এটি একটি নীতিহীন বিন্দু। যেমন একটি নকশা উত্পাদন করা সহজ।
যখন আপনি কয়েলের রেজিস্ট্যান্স পরিবর্তন করেন, সার্কিটে কারেন্ট এবং লোড জুড়ে ভোল্টেজ ড্রপ হয়। এই পরিবর্তন সনাক্ত করা যেতে পারে. সমস্যা হল যে লোড প্রতিরোধের সমালোচনামূলক হয়ে ওঠে। যদি এটি খুব বড় হয়, একটি ধাতব বস্তু প্রদর্শিত হলে বর্তমানের পরিবর্তন তুলনামূলকভাবে ছোট হবে। এটি সিস্টেমের সংবেদনশীলতা এবং অনাক্রম্যতা হ্রাস করে। যদি এটি ছোট হয়, সার্কিটে বর্তমান উচ্চ হবে, এবং একটি আরো স্থিতিস্থাপক সেন্সর প্রয়োজন হবে।
অতএব, সেন্সর হাউজিং মধ্যে নির্মিত পরিমাপ সার্কিটরি সঙ্গে নকশা আছে. জেনারেটর ডাল তৈরি করে যা ইন্ডাক্টর কয়েলকে খাওয়ায়। যখন একটি নির্দিষ্ট স্তরে পৌঁছানো হয়, তখন একটি ট্রিগার কার্যকর হয়, 0 থেকে 1 পর্যন্ত বা তদ্বিপরীত হয়।বাফার পরিবর্ধক শক্তি এবং/অথবা ভোল্টেজ দ্বারা সংকেতকে প্রশস্ত করে, LED আলোকিত করে (নির্বাপিত করে) এবং বহিরাগত সার্কিটে একটি পৃথক সংকেত প্রদান করে।
আউটপুট সংকেত তৈরি করা যেতে পারে:
- একটি ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক মাধ্যমে বা কঠিন রাষ্ট্র রিলে - শূন্য বা ইউনিট ভোল্টেজ স্তর;
- "শুষ্ক যোগাযোগ" ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক রিলে;
- খোলা সংগ্রাহক ট্রানজিস্টর (n-p-n বা p-n-p গঠন)।
এই ক্ষেত্রে, সেন্সর সংযোগ করতে আপনার তিনটি তারের প্রয়োজন হবে:
- ক্ষমতা
- সাধারণ তার (0 ভোল্ট);
- সংকেত তার।
এই ধরনের সেন্সরগুলি ডিসি ভোল্টেজ দ্বারা চালিত হতে পারে। তাদের আবেশ ডাল একটি অভ্যন্তরীণ অসিলেটর দ্বারা উত্পন্ন হয়।
অবস্থান পর্যবেক্ষণের জন্য ডিফারেনশিয়াল সেন্সর ব্যবহার করা হয়। যদি নিরীক্ষণ করা বস্তুটি উভয় কয়েলের সাপেক্ষে প্রতিসাম্যপূর্ণ হয়, তবে তাদের মধ্য দিয়ে প্রবাহ একই। যদি কোন একটি কয়েল ক্ষেত্রের দিকে স্থানান্তরিত হয়, ভারসাম্যহীনতা দেখা দেয়, মোট কারেন্ট শূন্যের সমান হয়ে যায়, যা স্কেলের মাঝখানে একটি তীর দিয়ে নির্দেশক দ্বারা সনাক্ত করা যায়। সূচকটি স্থানচ্যুতির পরিমাণ এবং এর দিকনির্দেশ উভয়ই নির্ধারণ করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। তীর যন্ত্রের পরিবর্তে, একটি কন্ট্রোল সার্কিট ব্যবহার করা সম্ভব, যা অবস্থান পরিবর্তন সম্পর্কে তথ্য পাওয়ার সময় একটি সংকেত দেবে, বস্তুটিকে সারিবদ্ধ করার জন্য ব্যবস্থা নেবে, প্রযুক্তিগত প্রক্রিয়ার সাথে সামঞ্জস্য করবে ইত্যাদি।
রৈখিক-নিয়ন্ত্রিত ডিফারেনশিয়াল ট্রান্সফরমারের নীতি অনুসারে তৈরি সেন্সরগুলি সম্পূর্ণ ডিজাইন হিসাবে উত্পাদিত হয়, যা প্রাথমিক এবং মাধ্যমিক উইন্ডিং সহ একটি কাঠামোর প্রতিনিধিত্ব করে এবং একটি রড ভিতরে চলে যায় (এটি স্প্রিং-লোড হতে পারে)। সেকেন্ডারি উইন্ডিং থেকে জেনারেটর সিগন্যাল এবং EMF নিষ্কাশনের জন্য তার রয়েছে। নিয়ন্ত্রিত বস্তু যান্ত্রিকভাবে স্টেমের সাথে সংযুক্ত হতে পারে। এটি অস্তরক দিয়েও তৈরি হতে পারে - পরিমাপের জন্য শুধুমাত্র রডের অবস্থান গুরুত্বপূর্ণ।
কিছু অন্তর্নিহিত অসুবিধা সত্ত্বেও, প্রবর্তক সেন্সর মহাকাশে বস্তুর অ-যোগাযোগ সনাক্তকরণের সাথে সম্পর্কিত অনেক ক্ষেত্র বন্ধ করে দেয়। প্রযুক্তির ক্রমাগত বিকাশ সত্ত্বেও, এই ধরণের ডিভাইসগুলি অদূর ভবিষ্যতে পরিমাপের ডিভাইসের বাজার ছেড়ে যাবে না, কারণ এর ক্রিয়াটি পদার্থবিজ্ঞানের মৌলিক আইনের উপর ভিত্তি করে।
সম্পরকিত প্রবন্ধ:
