रैखिक, भार मापन, एलवीडीटी और टॉर्क सेंसर के प्रमुख एक्सेसरीज़ और कार्य सिद्धांत

सेंसर भौतिक राशियों को मापने योग्य संकेतों में परिवर्तित करते हैं। उनका विश्वसनीय संचालन केवल संवेदन तत्व पर ही निर्भर नहीं करता है, बल्कि आवास, सिग्नल कंडीशनर, कनेक्टर और माउंटिंग हार्डवेयर जैसे महत्वपूर्ण एक्सेसरीज़ पर भी निर्भर करता है। नीचे, पाँच महत्वपूर्ण सेंसर प्रकारों का वर्णन किया गया है, जिनमें उनके कार्य सिद्धांत और आवश्यक एक्सेसरीज़ शामिल हैं।

1. रैखिक सेंसर (पोटेंशियोमीट्रिक या मैग्नेटोस्ट्रिक्टिव)

कार्य सिद्धांत: पोटेंशियोमीट्रिक रैखिक सेंसर एक प्रतिरोधी ट्रैक और एक वाइपर का उपयोग करते हैं। जैसे-जैसे वाइपर रैखिक रूप से गति करता है, प्रतिरोध समानुपातिक रूप से बदलता है, जिससे वोल्टेज डिवाइडर आउटपुट उत्पन्न होता है। मैग्नेटोस्ट्रिक्टिव सेंसर में एक वेवगाइड और एक स्थायी चुंबक होता है; एक विद्युत आवेश एक विकृति आवेश उत्पन्न करता है जो चुंबक की स्थिति से परावर्तित होता है, और समय विलंब विस्थापन को दर्शाता है।
मुख्य अतिरिक्त उपकरण: मौसम प्रतिरोधी आवरण (IP67), यांत्रिक युग्मन के लिए रॉड एंड या गोलाकार बेयरिंग्स, शील्डिंग के साथ केबल असेंबलीज़, और सिग्नल कंडीशनर जो प्रतिरोध या समय विलंब को 4–20 mA या 0–10 V आउटपुट में परिवर्तित करते हैं।

2. भार मापन सेंसर ( भार सेल – विकृति गेज प्रकार)

कार्य सिद्धांत: अधिकांश लोड सेल एक धातु के स्प्रिंग तत्व (जैसे, बीम, एस-प्रकार या पैनकेक) का उपयोग करते हैं, जिनमें चार स्ट्रेन गेज़ व्हीटस्टोन ब्रिज में जुड़े होते हैं। जब कोई बल लगाया जाता है, तो यह तत्व विकृत हो जाता है, जिससे दो गेज़ में तनाव (प्रतिरोध में वृद्धि) और अन्य दो में संपीड़न (प्रतिरोध में कमी) उत्पन्न होता है। ब्रिज से लोड के समानुपाती मिलीवोल्ट सिग्नल आउटपुट के रूप में प्राप्त होता है।
मुख्य एक्सेसरीज़: संक्षारण सुरक्षा के लिए स्टेनलेस स्टील या मिश्र धातु उपकरण स्टील हाउसिंग, लोडिंग बटन और माउंटिंग प्लेट्स, कई सेलों को जोड़ने के लिए जंक्शन बॉक्स, और परिशुद्धता एम्पलीफायर्स (जिनमें उत्तेजना वोल्टेज नियमन और तापमान संकल्पना शामिल है)।

3. LVDT (रैखिक परिवर्तनशील अवकल ट्रांसफॉर्मर)

कार्य सिद्धांत: एलवीडीटी (LVDT) में एक प्राथमिक कुंडली और एक खोखले ट्यूब पर लगी दो द्वितीयक कुंडलियाँ होती हैं। एक फेरोचुंबकीय कोर ट्यूब के अंदर रैखिक रूप से गति करता है। प्राथमिक कुंडली को एक एसी सिग्नल (आमतौर पर 1–10 किलोहर्ट्ज़) द्वारा उत्तेजित किया जाता है। दोनों द्वितीयक कुंडलियों को श्रेणी में विपरीत दिशा में जोड़ा जाता है; जब कोर केंद्रित होता है, तो उनके प्रेरित वोल्टेज एक-दूसरे को रद्द कर देते हैं (शून्य आउटपुट)। कोर को स्थानांतरित करने पर वोल्टेज असंतुलित हो जाते हैं, जिससे एक एसी आउटपुट उत्पन्न होता है, जिसका आयाम विस्थापन के समानुपाती होता है और जिसकी कला (फेज) दिशा को निर्दिष्ट करती है।
मुख्य एक्सेसरीज़: कठोर वातावरण के लिए स्टेनलेस स्टील या एपॉक्सी एनकैप्सुलेटेड आवास, थ्रेडेड कोर रॉड और स्प्रिंग लोडेड प्रोब्स, एसी आउटपुट को डीसी वोल्टेज या 4–20 मिलीएम्पियर में डीमॉडुलेट करने वाले सिग्नल कंडीशनर्स, और कम धारिता वाले कनेक्टर केबल्स।

4. टोर्क सेंसर (प्रतिक्रिया या घूर्णन प्रकार)

कार्यप्रणाली: अधिकांश टॉर्क सेंसर एक शाफ्ट या फ्लैंज पर बॉन्ड किए गए स्ट्रेन गेज का उपयोग करते हैं। प्रतिक्रिया टॉर्क सेंसर में, शरीर को स्थिर रखा जाता है और स्ट्रेन गेज विरूपण के क्षण को मापते हैं। घूर्णन टॉर्क सेंसर में, एक घूर्णन शाफ्ट पर स्ट्रेन गेज या एक चुंबकीय-लोचदार तत्व लगाया जाता है; संकेत स्लिप रिंग्स, प्रेरक युग्मन या रेडियो दूरसंचार के माध्यम से संचारित किया जाता है। गेज के प्रतिरोध में परिवर्तन (व्हीटस्टोन ब्रिज) टॉर्क के सीधे आनुपातिक होता है।
मुख्य सहायक उपकरण: सकारात्मक ड्राइव के लिए स्प्लाइंड या कीयर शाफ्ट, स्लिप रिंग असेंबली (घूर्णन प्रकार के लिए), वायरलेस दूरसंचार मॉड्यूल, सील किए गए बेयरिंग के साथ सुरक्षात्मक आवरण, और एम्पलीफायर/कंडीशनिंग यूनिट जो फ़िल्टर किए गए, कैलिब्रेटेड वोल्टेज या करंट आउटपुट प्रदान करते हैं।

सभी प्रकारों में सामान्य सहायक उपकरण

सिग्नल कंडीशनर (एम्पलीफायर, फ़िल्टर, रैखिकीकरण सर्किट), विद्युत कनेक्टर (M12, DIN), माउंटिंग ब्रैकेट और कैलिब्रेशन उपकरण कई सेंसरों के लिए सामान्य हैं। एक्सेसरीज़ का उचित चयन सटीकता, दीर्घायु और विद्युत चुम्बकीय संगतता सुनिश्चित करता है।

इन सेंसरों को औद्योगिक स्वचालन, ऑटोमोटिव परीक्षण, रोबोटिक्स और प्रक्रिया नियंत्रण में विश्वसनीय रूप से तैनात करने के लिए इंजीनियरों के लिए सेंसिंग सिद्धांत और संबंधित हार्डवेयर दोनों को समझना आवश्यक है।