सेन्सर कनेक्शन आकृत्या

सेन्सर्सचे कनेक्शन आकृती, अधिक सामान्यपणे म्हणतात मापन सर्किट, सेन्सरचे आउटपुट मूल्य रूपांतरित करण्यासाठी डिझाइन केलेले आहे आणि बहुतेक प्रकरणांमध्ये हे त्यांच्या अंतर्गत प्रतिकारशक्तीमध्ये बदल आहे, त्यानंतरच्या वापरासाठी अधिक सोयीस्कर मूल्यामध्ये. नियमानुसार, हा विद्युत प्रवाह किंवा व्होल्टेजमधील बदल आहे जो एकतर विद्युत मोजमाप यंत्राचा वापर करून थेट निर्धारित केला जाऊ शकतो किंवा प्रवर्धित केल्यानंतर, योग्य अॅक्ट्युएटर किंवा रेकॉर्डिंग डिव्हाइसला दिले जाऊ शकते.

या हेतूंसाठी, खालील स्विचिंग योजना मोठ्या प्रमाणावर वापरल्या जातात:

• सुसंगत,

• फरसबंदी,

• भिन्नता,

• भरपाई देणारा

अनुक्रमिक सर्किट आकृती DC किंवा AC स्त्रोत, स्वतः Rx सेन्सर, एक मोजण्याचे यंत्र किंवा डायरेक्ट ड्राइव्ह यंत्रणा आणि सामान्यत: या सर्किटमधील विद्युतप्रवाह मर्यादित करणारा अतिरिक्त प्रतिकार Rd यांचा समावेश होतो (चित्र 1). असे स्विचिंग सर्किट बहुतेक वेळा फक्त संपर्क सेन्सर्ससह वापरले जाते ज्यासाठी Rx = 0 किंवा Rx = ?.

तांदूळ. 1. कनेक्टिंग सेन्सर्ससाठी सिरीयल सर्किट

कारण मापन यंत्राच्या सर्किटमध्ये इतर सेन्सरसह काम करताना, I = U /(Rx + Rd) या अभिव्यक्तीद्वारे निर्धारित केलेला विद्युत प्रवाह नेहमी वाहतो आणि सेन्सरच्या अंतर्गत प्रतिकारामध्ये थोडासा बदल केल्याने खूप लहान बदल होतो. या प्रवाहात. परिणामी, मोजमाप यंत्राच्या स्केलचा किमान विभाग वापरला जातो आणि मोजमापाची अचूकता व्यावहारिकरित्या शून्यावर कमी केली जाते. म्हणून, इतर बहुतेक सेन्सर्ससाठी, विशेष मापन सर्किट्स वापरल्या जातात, ज्यामुळे मापनाची संवेदनशीलता आणि अचूकता लक्षणीय वाढते.

सर्वात सामान्यपणे वापरले जाते ब्रिज सर्किट स्विचिंग, ज्यामध्ये एक आणि काहीवेळा अनेक सेन्सर एका विशिष्ट प्रकारे एका चौकोनात अतिरिक्त प्रतिरोधकांसह जोडलेले असतात (तथाकथित विन्स्टन ब्रिज), ज्यात दोन कर्ण आहेत (चित्र 2). त्यापैकी एक, ज्याला a-b पॉवर कर्ण म्हणतात, DC किंवा AC स्त्रोताशी जोडण्यासाठी डिझाइन केलेले आहे, आणि दुसरे, c-d मोजणारे कर्ण, मोजण्याचे साधन समाविष्ट करते.

तांदूळ. 2. कनेक्टिंग सेन्सर्ससाठी ब्रिज सर्किट

चतुर्भुज (ब्रिज आर्म्स) च्या विरुद्ध बाजूंच्या प्रतिरोधक मूल्यांची उत्पादने समान असल्यास Rx x R3 = R1NS R2 बिंदू c आणि d च्या पोटेंशिअल समान असतील आणि मापन कर्णात विद्युतप्रवाह नसेल. ब्रिज सर्किटची ही स्थिती सामान्यतः म्हणतात पूल शिल्लक, म्हणजे ब्रिज सर्किट संतुलित आहे.

जर बाह्य प्रभावामुळे Rx सेन्सरचा प्रतिकार बदलला, तर समतोल बिघडला जाईल आणि या प्रतिकारातील बदलाच्या प्रमाणात विद्युत प्रवाह मापन यंत्रातून वाहू लागेल. या प्रकरणात, या प्रवाहाची दिशा दर्शवते की सेन्सरचा प्रतिकार कसा बदलला (वाढ किंवा कमी झाला).येथे, मोजमाप यंत्राच्या संवेदनशीलतेच्या योग्य निवडीसह, हे सर्व कार्यरत स्केल.

विचाराधीन ब्रिज सर्किट म्हणतात असंतुलित, जसे मापन प्रक्रिया येथे होते असंतुलन पूल, म्हणजे असंतुलन एक असंतुलित ब्रिज सर्किट बहुतेकदा अशा प्रकरणांमध्ये वापरले जाते जेव्हा बाह्य शक्तींच्या प्रभावाखाली सेन्सरचा प्रतिकार प्रति युनिट वेळेत खूप लवकर बदलू शकतो, परंतु नंतर मोजमाप यंत्राऐवजी रेकॉर्डिंग डिव्हाइस वापरणे अधिक फायदेशीर आहे जे हे रेकॉर्ड करेल. बदल

ते अधिक संवेदनशील मानले जाते संतुलित ब्रिज सर्किट, ज्यामध्ये स्केलने सुसज्ज असलेला आणि मोजण्याच्या तंत्रात रिओकॉर्ड नावाचा एक विशेष मापन करणारा रिओस्टॅट आर (चित्र 3), अतिरिक्तपणे दोन जवळच्या हातांना जोडलेला आहे.

तांदूळ. 3. संतुलित ब्रिज सर्किट

अशा सर्किटसह काम करताना, सेन्सरच्या प्रतिकारातील प्रत्येक बदलासह, ब्रिज सर्किट समाविष्ट केलेल्या स्लाइडरसह पुन्हा संतुलित करणे आवश्यक आहे, म्हणजे. मापन कर्ण मध्ये विद्युत प्रवाह नसताना. या प्रकरणात, मोजलेल्या पॅरामीटरचे मूल्य (सेन्सरच्या प्रतिकार मूल्यातील बदल) एका विशेष स्केलद्वारे निर्धारित केले जाते जे या रेकॉर्डसह सुसज्ज आहे आणि सेन्सरद्वारे मोजलेल्या मूल्याच्या युनिट्समध्ये कॅलिब्रेट केले जाते.

संतुलित पुलाची उच्च अचूकता या वस्तुस्थितीद्वारे स्पष्ट केली जाते की मोजमाप यंत्रामध्ये विद्युत प्रवाहाची कमतरता थेट त्याचे मूल्य मोजण्यापेक्षा निश्चित करणे सोपे आहे आणि अशा प्रकरणांमध्ये पूल संतुलित करणे, नियम म्हणून, वापरून केले जाते. ब्रिज सर्किट असंतुलित सिग्नलद्वारे नियंत्रित विशेष इलेक्ट्रिक मोटर.

स्विचिंग सेन्सर्ससाठी ब्रिज सर्किट्स सार्वत्रिक मानले जातात, कारण ते थेट आणि पर्यायी विद्युत् दोन्हीद्वारे समर्थित केले जाऊ शकतात आणि सर्वात महत्त्वाचे म्हणजे, या सर्किट्सशी एकाच वेळी अनेक सेन्सर कनेक्ट केले जाऊ शकतात, जे केवळ संवेदनशीलता वाढविण्यासच नव्हे तर संवेदना वाढविण्यास देखील योगदान देतात. मापन अचूकता.

विभेदक सर्किट सेन्सर्सचा समावेश एका वैकल्पिक करंट नेटवर्कद्वारे समर्थित विशेष ट्रान्सफॉर्मर वापरून तयार केला जातो, ज्याचे दुय्यम वळण दोन समान भागांमध्ये विभागलेले आहे. अशा प्रकारे, या सर्किटमध्ये (चित्र 4) दोन समीप सर्किट तयार होतात, ज्यापैकी प्रत्येकाचे स्वतःचे वर्तमान लूप I1 आणि I2 आहे. आणि मापन यंत्रातील विद्युत् प्रवाहाचे मूल्य या प्रवाहांच्या फरकाने निर्धारित केले जाते आणि जर सेन्सर Rx आणि अतिरिक्त प्रतिरोधक Rd चे प्रतिकार समान असतील तर, मापन यंत्रामध्ये विद्युत प्रवाह नसेल.

तांदूळ. 4. विभेदक सेन्सर स्विचिंग सर्किट

जेव्हा सेन्सरचा प्रतिकार बदलतो, तेव्हा या बदलाच्या प्रमाणात एक विद्युत् प्रवाह मापन यंत्रातून वाहतो आणि या विद्युतप्रवाहाचा टप्पा या प्रतिकारातील बदलाच्या स्वरूपावर (वाढ किंवा घट) अवलंबून असतो. डिफरेंशियल सर्किटला उर्जा देण्यासाठी फक्त पर्यायी प्रवाह वापरला जातो आणि म्हणून सेन्सर्स म्हणून प्रतिक्रियाशील सेन्सर्स (प्रेरणात्मक किंवा कॅपेसिटिव्ह) वापरणे अधिक योग्य आहे.

विभेदक प्रेरक किंवा कॅपेसिटिव्ह सेन्सर्ससह काम करताना अशा स्विचिंग सर्किटचा वापर करणे विशेषतः सोयीचे आहे. अशा सेन्सर्सचा वापर करताना, केवळ हालचालीची तीव्रताच नाही, उदाहरणार्थ, फेरोमॅग्नेटिक कोरची (चित्र 5), परंतु या हालचालीची दिशा (त्याचे चिन्ह) देखील रेकॉर्ड केले जाते, परिणामी पर्यायी टप्पा मापन यंत्रातून जाणारा विद्युत् प्रवाह, बदल.यामुळे मोजमापाची संवेदनशीलता आणखी वाढते.

तांदूळ. 5. प्रेरक विभेदक सेन्सरचे कनेक्शन आकृती

हे नोंद घ्यावे की मापनाची अचूकता वाढवण्यासाठी, काही प्रकरणांमध्ये इतर प्रकारचे समान मापन सर्किट वापरले जातात, उदाहरणार्थ, संतुलित विभेदक सर्किट… अशा सर्किट्समध्ये एकतर पुनरावृत्ती होणारी जीवा किंवा विशेष स्केलसह विशेष मापन ऑटोट्रान्सफॉर्मरचा समावेश होतो आणि अशा सर्किट्सची मापन प्रक्रिया संतुलित ब्रिज सर्किटच्या मापनांसारखीच असते.

भरपाई योजना सेन्सर्सचा समावेश वर चर्चा केलेल्या सर्वांपैकी सर्वात अचूक मानला जातो. त्याचे ऑपरेशन आउटपुट व्होल्टेज भरपाई किंवा ईएमएफवर आधारित आहे. मापन रियोस्टॅट (रिओकॉर्ड) मध्ये व्होल्टेज ड्रॉपच्या बाबतीत त्याच्या बरोबरीचा सेन्सर. नुकसान भरपाई सर्किटला उर्जा देण्यासाठी फक्त डीसी स्त्रोत वापरला जातो आणि तो मुख्यतः डीसी जनरेटर सेन्सरसह वापरला जातो.

सेन्सर म्हणून थर्मोकूपल वापरण्याचे उदाहरण वापरून या सर्किटचे ऑपरेशन पाहू (चित्र 6).

तांदूळ. 6. थर्मोइलेक्ट्रिक सेन्सरवर स्विच करण्यासाठी भरपाई सर्किट

लागू केलेल्या व्होल्टेज U च्या कृती अंतर्गत, मापन करणार्‍या रिओस्टॅटमधून विद्युतप्रवाह वाहतो, ज्यामुळे रियोस्टॅटच्या विभागातील व्होल्टेज U1 मध्ये त्याच्या डाव्या आउटपुटपासून मोटारपर्यंत घट होते. या व्होल्टेज आणि EMF थर्मोकूपल्सच्या समानतेच्या बाबतीत - ग्लुकोमीटरद्वारे विद्युत प्रवाह होणार नाही.

ईएमएफ सेन्सरचे मूल्य बदलल्यास, स्लायडरच्या स्लाइडरचा वापर करून पुन्हा या प्रवाहाची अनुपस्थिती प्राप्त करणे आवश्यक आहे. येथे, समतोल ब्रिज सर्किट प्रमाणे, मोजलेल्या पॅरामीटरचे मूल्य, आमच्या बाबतीत तापमान (emf थर्मोकूपल) हे स्लाइडिंग वायरच्या स्केलद्वारे निर्धारित केले जाते आणि त्याच्या मोटरची हालचाल, बहुतेकदा, विशेष इलेक्ट्रिक मोटरच्या मदतीने देखील केली जाते.

भरपाई सर्किटची उच्च अचूकता या वस्तुस्थितीमुळे आहे की मापन दरम्यान, सेन्सरद्वारे व्युत्पन्न केलेली विद्युत उर्जा वापरली जात नाही, कारण त्याच्या समावेशाच्या सर्किटमध्ये वर्तमान शून्य आहे. हे सर्किट पॅरामेट्रिक सेन्सर्ससह देखील वापरले जाऊ शकते, परंतु नंतर अतिरिक्त डीसी स्त्रोत आवश्यक आहे, जो पॅरामेट्रिक सेन्सरच्या वीज पुरवठा सर्किटमध्ये वापरला जातो.