عام معنوں میں ایک سینسر ایک ایسا آلہ ہے جو ایک جسمانی مقدار کو پروسیسنگ، ٹرانسمیشن یا بعد میں تبدیلی کے لیے موزوں میں تبدیل کرتا ہے۔ ایک اصول کے طور پر، پہلی ایک جسمانی مقدار ہے جس کی براہ راست پیمائش نہیں کی جا سکتی ہے (درجہ حرارت، رفتار، نقل مکانی، وغیرہ)، اور دوسرا ایک برقی یا نظری سگنل ہے۔ سینسر، جس کا بنیادی عنصر ایک کنڈلی ہے، پیمائش کے آلات کے میدان میں اپنی جگہ پر قبضہ کرتے ہیں۔
مشمولات
دلکش سینسرز کو کس طرح ڈیزائن کیا گیا ہے اور وہ کیسے کام کرتے ہیں۔
انڈکٹیو سینسر اپنے آپریٹنگ اصول کے لحاظ سے فعال سینسر ہوتے ہیں، یعنی انہیں ایک بیرونی آسکیلیٹر کی ضرورت ہوتی ہے۔ یہ انڈکٹر کوائل کو پہلے سے طے شدہ فریکوئنسی اور طول و عرض کے سگنل کے ساتھ فراہم کرتا ہے۔
کنڈلیوں سے بہنے والا کرنٹ ایک مقناطیسی میدان بناتا ہے۔ اگر کوئی ترسیلی شے مقناطیسی میدان میں داخل ہوتی ہے تو کوائل کے پیرامیٹرز بدل جاتے ہیں۔ بس اس تبدیلی کا پتہ لگانا باقی ہے۔
سادہ غیر رابطہ سینسر کنڈلی کے قریبی زون میں دھاتی اشیاء کی ظاہری شکل پر رد عمل ظاہر کرتے ہیں۔ یہ کنڈلی کی رکاوٹ کو تبدیل کرتا ہے، اس تبدیلی کو برقی سگنل میں تبدیل کیا جانا چاہئے، موازنہ سرکٹ کی مدد سے حد کے گزرنے کو بڑھانا اور (یا) طے کرنا چاہئے۔
دوسری قسم کے سینسر آبجیکٹ کی طول بلد پوزیشن میں تبدیلیوں کا جواب دیتے ہیں، جو کوائل کور کے طور پر کام کرتا ہے۔ جیسے جیسے آبجیکٹ کی پوزیشن تبدیل ہوتی ہے، یہ کنڈلی کے اندر یا باہر پھسل جاتی ہے، اس طرح اس کا انڈکٹنس بدل جاتا ہے۔ اس تبدیلی کو برقی سگنل میں تبدیل کر کے ناپا جا سکتا ہے۔ اس سینسر کا ایک اور ورژن وہ ہے جب شے کو باہر سے کوائل پر دھکیل دیا جاتا ہے۔ یہ اسکرین اثر کی وجہ سے انڈکٹنس میں کمی کا سبب بنتا ہے۔
انڈکٹو ڈسپلیسمنٹ سینسر کی ایک اور قسم لکیری ویری ایبل ڈیفرینشل ٹرانسفارمر (LVDT) ہے۔ یہ ایک کمپاؤنڈ کنڈلی ہے جسے درج ذیل ترتیب میں بنایا گیا ہے۔
- سیکنڈری سمیٹ 1؛
- بنیادی سمیٹ؛
- ثانوی سمیٹ 2.
جنریٹر سے سگنل پرائمری وائنڈنگ پر لاگو ہوتا ہے۔ درمیانی کنڈلی سے پیدا ہونے والا مقناطیسی میدان ہر ایک ثانوی میں ایک EMF پیدا کرتا ہے (ٹرانسفارمر اصول)۔ کور، جیسے ہی یہ حرکت کرتا ہے، کنڈلیوں کے درمیان باہمی جوڑے کو تبدیل کرتا ہے، ہر ایک وائنڈنگ میں الیکٹرو موٹیو فورس کو تبدیل کرتا ہے۔ اس تبدیلی کا پتہ ماپنے والے سرکٹ سے لگایا جا سکتا ہے۔ چونکہ کور کی لمبائی کمپاؤنڈ کوائل کی کل لمبائی سے کم ہے، اس لیے ثانوی وائنڈنگز میں EMF کا تناسب مبہم طور پر آبجیکٹ کی پوزیشن کا تعین کر سکتا ہے۔
ایک ہی اصول - وائنڈنگز کے درمیان آنے والے جوڑے کو تبدیل کرنا - ایک گردش سینسر بنانے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ یہ دو سماکشی کنڈلیوں پر مشتمل ہے۔ سگنل کا اطلاق ایک وائنڈنگ پر ہوتا ہے، دوسری وائنڈنگ میں EMF گردش کے باہمی زاویہ پر منحصر ہوتا ہے۔
آپریشن کے اصول سے یہ واضح ہے کہ انڈکٹیو سینسر، ان کے ڈیزائن سے قطع نظر، غیر رابطہ سینسر ہیں۔ وہ فاصلے پر کام کرتے ہیں اور نگرانی کرنے کے لئے آبجیکٹ کے ساتھ براہ راست رابطے کی ضرورت نہیں ہوتی ہے۔
دلکش سینسر کے فوائد اور نقصانات
دلکش سینسر کے فوائد میں بنیادی طور پر شامل ہیں:
- ڈیزائن کی وشوسنییتا؛
- رابطہ کنکشن کی غیر موجودگی؛
- اعلی آؤٹ پٹ پاور، جو شور کے اثر کو کم کرتی ہے اور کنٹرول سرکٹ کو آسان بناتی ہے۔
- اعلی حساسیت؛
- صنعتی تعدد کے AC وولٹیج ذرائع سے آپریشن کا امکان۔
دلکش سینسر کا بنیادی نقصان ان کا سائز، وزن اور مینوفیکچرنگ کی پیچیدگی ہے۔ مخصوص پیرامیٹرز کے ساتھ کنڈلی کو سمیٹنے کے لیے خصوصی آلات کی ضرورت ہوتی ہے۔ ایک اور نقصان ماسٹر آسیلیٹر سے سگنل کے طول و عرض کو درست طریقے سے برقرار رکھنے کی ضرورت ہے۔ جب یہ تبدیل ہوتا ہے، حساسیت کی حد بھی بدل جاتی ہے۔ چونکہ سینسر صرف متبادل کرنٹ کے ساتھ کام کرتے ہیں، اس لیے طول و عرض کو برقرار رکھنا ایک یقینی تکنیکی مسئلہ بن جاتا ہے۔ گھریلو یا صنعتی نیٹ ورک میں براہ راست (یا اسٹیپ ڈاؤن ٹرانسفارمر کے ذریعے) سینسر کو جوڑنا ممکن نہیں ہے - اس میں طول و عرض یا فریکوئنسی میں وولٹیج کے اتار چڑھاو عام موڈ میں بھی 10% تک پہنچ سکتے ہیں، جس سے پیمائش کی درستگی ناقابل قبول ہے۔
پیمائش کی درستگی بھی اس سے متاثر ہو سکتی ہے:
- بیرونی مقناطیسی میدان (سینسر کو بچانے کے اس کے آپریشن کے اصول کی بنیاد پر ممکن نہیں ہے)؛
- سپلائی اور پیمائش کی کیبلز میں بیرونی EMF انڈکشنز؛
- مینوفیکچرنگ کی خرابیاں؛
- سینسر کی خصوصیت کی غلطی؛
- سینسر کے بڑھتے ہوئے مقام میں ردعمل یا خرابی، جو عام کارکردگی کو متاثر نہیں کرتی ہے۔
- درجہ حرارت پر درستگی کا انحصار (وائنڈنگ وائر کے پیرامیٹرز میں تبدیلی، بشمول اس کی مزاحمت)۔
اپنے مقناطیسی میدان میں ڈائی الیکٹرک اشیاء کی ظاہری شکل کا جواب دینے میں انڈکٹنس سینسرز کی نااہلی کو فائدہ اور نقصان دونوں کے طور پر درجہ بندی کیا جاسکتا ہے۔ ایک طرف، یہ ان کی درخواست کے دائرہ کار کو محدود کرتا ہے۔ دوسری طرف، یہ انہیں نگرانی کی گئی اشیاء پر گندگی، چکنائی، ریت وغیرہ کی موجودگی کے لیے بے حس بنا دیتا ہے۔
انڈکٹیو سینسر کے نقصانات اور ممکنہ حدود کا علم ان کے فوائد کے عقلی استعمال کی اجازت دیتا ہے۔
دلکش سینسرز کے لیے درخواست کے میدان
انڈکٹیو پروکسیمٹی سینسر اکثر حد کے سوئچ کے طور پر استعمال ہوتے ہیں۔ یہ آلات عام ہو چکے ہیں:
- سیکورٹی کے نظام میں، کھڑکیوں اور دروازوں کو غیر مجاز کھولنے کے سینسر کے طور پر؛
- ٹیلی مکینکس سسٹم میں، یونٹس اور میکانزم کی آخری پوزیشن کے سینسر کے طور پر؛
- روزمرہ کی زندگی میں دروازوں، شیشوں کی بند پوزیشن کے اشارے کی اسکیموں میں؛
- اشیاء کی گنتی کے لیے (مثلاً کنویئر بیلٹ پر چلنا)؛
- گیئرز کی گردش کی رفتار کا تعین کرنے کے لیے (سینسر سے گزرنے والا ہر دانت نبض پیدا کرتا ہے)؛
- دوسرے حالات میں۔
کونیی پوزیشن انکوڈرز کا استعمال شافٹ، گیئرز، اور دیگر گھومنے والی اکائیوں کی گردش کے زاویوں کا تعین کرنے کے لیے، اور مطلق انکوڈرز کے طور پر بھی کیا جا سکتا ہے۔ انہیں لکیری انکوڈرز کے ساتھ مشین ٹولز اور روبوٹکس ایپلی کیشنز میں بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔ جہاں کہیں بھی مشین کے اجزاء کی پوزیشن کو قطعی طور پر معلوم ہونا ضروری ہے۔
دلکش سینسرز کے لیے عملی نفاذ کی مثالیں۔
عملی طور پر، دلکش سینسر ڈیزائن کو مختلف طریقوں سے لاگو کیا جا سکتا ہے۔ سب سے آسان ڈیزائن اور شامل کرنا دو تار والا واحد سینسر ہے، جو اس کے سینسنگ ایریا میں دھاتی اشیاء کی موجودگی پر نظر رکھتا ہے۔ اس طرح کے آلات اکثر ڈبلیو کے سائز کے کور کی بنیاد پر بنائے جاتے ہیں، لیکن یہ ایک غیر اصولی نقطہ ہے۔ اس طرح کا ڈیزائن تیار کرنا آسان ہے۔
جب آپ کوائل کی مزاحمت کو تبدیل کرتے ہیں، تو سرکٹ میں کرنٹ اور لوڈ میں وولٹیج کی کمی واقع ہوتی ہے۔ ان تبدیلیوں کا پتہ لگایا جا سکتا ہے۔ مسئلہ یہ ہے کہ بوجھ کی مزاحمت اہم ہو جاتی ہے۔ اگر یہ بہت بڑا ہے تو، دھاتی چیز کے ظاہر ہونے پر کرنٹ میں تبدیلی نسبتاً چھوٹی ہوگی۔ اس سے نظام کی حساسیت اور قوت مدافعت کم ہو جاتی ہے۔ اگر یہ چھوٹا ہے تو، سرکٹ میں کرنٹ زیادہ ہوگا، اور زیادہ لچکدار سینسر کی ضرورت ہوگی۔
لہذا، سینسر ہاؤسنگ میں تعمیر شدہ پیمائش سرکٹری کے ساتھ ڈیزائن موجود ہیں. جنریٹر دالیں پیدا کرتا ہے جو انڈکٹر کوائل کو کھلاتا ہے۔ جب ایک خاص سطح تک پہنچ جاتا ہے تو، ایک ٹرگر فعال ہوتا ہے، 0 سے 1 تک یا اس کے برعکس پلٹتا ہے۔بفر ایمپلیفائر پاور اور/یا وولٹیج کے ذریعے سگنل کو بڑھاتا ہے، ایل ای ڈی کو روشن کرتا ہے (بجھتا ہے) اور بیرونی سرکٹ کو ایک مجرد سگنل دیتا ہے۔
آؤٹ پٹ سگنل تیار کیا جا سکتا ہے:
- برقی مقناطیسی یا کے ذریعے ٹھوس ریاست ریلے - صفر یا یونٹ وولٹیج کی سطح؛
- "خشک رابطہ" برقی مقناطیسی ریلے;
- کھلا کلکٹر ٹرانجسٹر (n-p-n یا p-n-p ڈھانچہ)۔
اس صورت میں، آپ کو سینسر سے منسلک کرنے کے لئے تین تاروں کی ضرورت ہوگی:
- طاقت
- عام تار (0 وولٹ)؛
- سگنل تار.
ایسے سینسر ڈی سی وولٹیج سے بھی چل سکتے ہیں۔ ان کی انڈکٹنس دالیں اندرونی آسکیلیٹر کے ذریعہ تیار ہوتی ہیں۔
پوزیشن کی نگرانی کے لیے مختلف سینسر استعمال کیے جاتے ہیں۔ اگر نگرانی کی جانے والی چیز دونوں کنڈلیوں کے حوالے سے ہم آہنگی سے ہے، تو ان کے ذریعے کرنٹ ایک جیسا ہے۔ اگر کنڈلی میں سے کسی ایک کو فیلڈ کی طرف منتقل کیا جاتا ہے تو، عدم توازن پیدا ہوتا ہے، کل کرنٹ صفر کے برابر رہ جاتا ہے، جسے اشارے کے ذریعے پیمانہ کے درمیان میں تیر کے ذریعے معلوم کیا جا سکتا ہے۔ اشارے کو نقل مکانی کی مقدار اور اس کی سمت دونوں کا تعین کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ تیر والے آلے کے بجائے، کنٹرول سرکٹ کا استعمال کرنا ممکن ہے، جو پوزیشن کی تبدیلی کے بارے میں معلومات حاصل کرتے وقت، سگنل دے گا، آبجیکٹ کو سیدھ میں کرنے کے لیے اقدامات کرے گا، تکنیکی عمل میں ایڈجسٹمنٹ کرے گا، وغیرہ۔
لکیری-ریگولیٹڈ ڈیفرینشل ٹرانسفارمرز کے اصول کے مطابق بنائے گئے سینسر مکمل ڈیزائن کے طور پر تیار کیے جاتے ہیں، جو ایک فریم ورک کی نمائندگی کرتے ہیں جس میں بنیادی اور ثانوی وائنڈنگز اور ایک چھڑی اندر چلتی ہے (یہ بہار سے بھری ہوئی ہوسکتی ہے)۔ جنریٹر سگنل اور ثانوی وائنڈنگز سے EMF نکالنے کے لیے تاریں ہیں۔ جس چیز کو کنٹرول کرنا ہے اسے میکانکی طور پر تنے سے جوڑا جا سکتا ہے۔ یہ ڈائی الیکٹرک سے بھی بنایا جا سکتا ہے - پیمائش کے لیے صرف چھڑی کی پوزیشن اہم ہے۔
بعض موروثی نقصانات کے باوجود، انڈکٹو سینسر خلاء میں موجود اشیاء کی عدم رابطہ کی کھوج سے متعلق بہت سے علاقوں کو بند کر دیتا ہے۔ ٹیکنالوجی کی مسلسل ترقی کے باوجود، اس قسم کے آلات مستقبل قریب میں پیمائشی آلات کی مارکیٹ کو نہیں چھوڑیں گے، کیونکہ اس کا عمل طبیعیات کے بنیادی قوانین پر مبنی ہے۔
متعلقہ مضامین:
