ইন্ডাকটিভ সেন্সর

একটি প্রবর্তক সেন্সর একটি প্যারামেট্রিক টাইপ ট্রান্সডুসার যার অপারেটিং নীতি পরিবর্তনের উপর ভিত্তি করে আবেশ এল বা কোরের সাথে ঘুরার পারস্পরিক আবেশ, সেন্সরের চৌম্বকীয় সার্কিটের চৌম্বকীয় প্রতিরোধের RM পরিবর্তনের কারণে যার মধ্যে কোর প্রবেশ করে।

ইন্ডাকটিভ সেন্সরগুলি শিল্পে স্থানচ্যুতি পরিমাপ করতে এবং 1 μm থেকে 20 মিমি পর্যন্ত পরিসরে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। চাপ, বাহিনী, গ্যাস এবং তরল প্রবাহের হার ইত্যাদি পরিমাপ করার জন্য একটি প্রবর্তক সেন্সর ব্যবহার করাও সম্ভব। এই ক্ষেত্রে, পরিমাপ করা মানটি বিভিন্ন সংবেদনশীল উপাদান ব্যবহার করে স্থানচ্যুতি পরিবর্তনে রূপান্তরিত হয় এবং তারপরে এই মানটি একটি প্রবর্তক পরিমাপকারী ট্রান্সডুসারে দেওয়া হয়।

চাপ পরিমাপের ক্ষেত্রে, সংবেদনশীল উপাদানগুলি ইলাস্টিক মেমব্রেন, হাতা ইত্যাদি আকারে তৈরি করা যেতে পারে। এগুলি প্রক্সিমিটি সেন্সর হিসাবেও ব্যবহৃত হয়, যা হ্যাঁ বা না নীতিতে যোগাযোগহীন পদ্ধতিতে বিভিন্ন ধাতব এবং অ ধাতব বস্তু সনাক্ত করতে ব্যবহৃত হয়।

ইন্ডাকটিভ সেন্সরগুলির সুবিধা:

• সরলতা এবং নির্মাণের শক্তি, স্লাইডিং পরিচিতি ছাড়া;

• পাওয়ার ফ্রিকোয়েন্সি উত্সের সাথে সংযোগ করার ক্ষমতা;

• অপেক্ষাকৃত উচ্চ আউটপুট শক্তি (দশ ওয়াট পর্যন্ত);

• উল্লেখযোগ্য সংবেদনশীলতা।

ইন্ডাকটিভ সেন্সরগুলির অসুবিধা:

• অপারেশনের নির্ভুলতা ফ্রিকোয়েন্সি দ্বারা সরবরাহ ভোল্টেজের স্থায়িত্বের উপর নির্ভর করে;

• অপারেশন শুধুমাত্র বিকল্প বর্তমান সঙ্গে সম্ভব.

প্রবর্তক রূপান্তরকারীর প্রকার এবং তাদের নকশা বৈশিষ্ট্য

নির্মাণ প্রকল্প অনুযায়ী, প্রবর্তক সেন্সর একক এবং পার্থক্য বিভক্ত করা যেতে পারে। একটি প্রবর্তক সেন্সরে একটি পরিমাপ শাখা, একটি ডিফারেনশিয়াল এক - দুটি থাকে।

একটি ডিফারেনশিয়াল ইনডাকটিভ সেন্সরে, যখন পরিমাপ করা প্যারামিটার পরিবর্তন হয়, দুটি অভিন্ন কয়েলের আবেশ একই সাথে পরিবর্তিত হয় এবং পরিবর্তন একই মান দ্বারা কিন্তু বিপরীত চিহ্নের সাথে ঘটে।

যেমনটি জানা যায়, কয়েলের আবেশ:

যেখানে W হল বাঁকের সংখ্যা; F — চৌম্বকীয় প্রবাহ এটি ভেদ করে; আমি — কয়েলের মধ্য দিয়ে কারেন্ট যাচ্ছে।

বর্তমান অনুপাত দ্বারা MDS এর সাথে সম্পর্কিত:

আমরা কোথায় পাই:

যেখানে Rm = HL / Ф হল প্রবর্তক সেন্সরের চৌম্বকীয় প্রতিরোধ।

উদাহরণস্বরূপ, একটি একক প্রবর্তক সেন্সর বিবেচনা করুন। বায়ু-ব্যবধানের মান পরিবর্তিত হওয়ার সাথে সাথে এর আবেশ পরিবর্তন করার জন্য এটির অপারেশনটি এয়ার-গ্যাপ চোকের সম্পত্তির উপর ভিত্তি করে।

ইন্ডাকটিভ সেন্সরে একটি জোয়াল 1, একটি কয়েল 2, একটি আর্মেচার 3 - স্প্রিংস দ্বারা ধারণ করা হয়। একটি বিকল্প কারেন্ট সাপ্লাই ভোল্টেজ লোড রেজিস্ট্যান্স Rn এর মাধ্যমে কয়েল 2 এ সরবরাহ করা হয়। লোড সার্কিটে বর্তমানকে সংজ্ঞায়িত করা হয়:

যেখানে rd হল চোকের সক্রিয় প্রতিরোধ; L হল সেন্সরের আবেশ।

কারণ সার্কিটের সক্রিয় রোধ ধ্রুবক থাকে, তাহলে কারেন্ট I-এ পরিবর্তন ঘটতে পারে শুধুমাত্র ইন্ডাকটিভ কম্পোনেন্ট XL = IRn-এর পরিবর্তনের কারণে, যা বাতাসের ফাঁক δ এর আকারের উপর নির্ভর করে।

প্রতিটি মানের সাথে δ একটি নির্দিষ্ট মান I এর সাথে মিলে যায়, যা প্রতিরোধের Rn-এ একটি ভোল্টেজ ড্রপ তৈরি করে: Uout = IRn — হল সেন্সরের আউটপুট সংকেত। আপনি বিশ্লেষণাত্মক নির্ভরতা Uout = f (δ) আহরণ করতে পারেন যদি ফাঁকটি যথেষ্ট ছোট হয় এবং বিপথগামী ফ্লাক্সগুলিকে উপেক্ষা করা যেতে পারে, এবং আয়রন ম্যাগনেটোরেসিস্ট্যান্স Rmw এয়ার গ্যাপ ম্যাগনেটোরেসিস্ট্যান্স Rmw এর তুলনায় উপেক্ষিত হতে পারে।

এখানে চূড়ান্ত অভিব্যক্তি:

বাস্তব ডিভাইসগুলিতে, সার্কিটের সক্রিয় প্রতিরোধ আবেশী একের চেয়ে অনেক কম, তারপরে অভিব্যক্তিটি আকারে হ্রাস পায়:

নির্ভরতা Uout = f (δ) রৈখিক (প্রথম অনুমানে)। প্রকৃত বৈশিষ্ট্য নিম্নরূপ:

শুরুতে রৈখিকতা থেকে বিচ্যুতি Rmzh << Rmv দ্বারা স্বীকৃত অনুমান দ্বারা ব্যাখ্যা করা হয়েছে।

ছোট d এ, লোহার চুম্বক প্রতিরোধী বায়ুর চুম্বক প্রতিরোধের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ।

বৃহৎ d-এ বিচ্যুতি এই সত্য দ্বারা ব্যাখ্যা করা হয় যে বড় d-এ RL সক্রিয় প্রতিরোধের মানের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ হয় — Rn + rd।

সাধারণভাবে, বিবেচিত প্রবর্তক সেন্সরের বেশ কয়েকটি উল্লেখযোগ্য অসুবিধা রয়েছে:

• আন্দোলনের দিক পরিবর্তন হলে স্রোতের পর্যায় পরিবর্তন হয় না;

• যদি উভয় দিকের স্থানচ্যুতি পরিমাপ করা প্রয়োজন হয় তবে প্রাথমিক বায়ু ব্যবধান নির্ধারণ করা প্রয়োজন এবং সেইজন্য বর্তমান I0, যা অসুবিধাজনক;

• লোড কারেন্ট সরবরাহ ভোল্টেজের প্রশস্ততা এবং ফ্রিকোয়েন্সির উপর নির্ভর করে;

• সেন্সরের ক্রিয়াকলাপের সময়, চৌম্বকীয় সার্কিটের আকর্ষণের শক্তি আর্মেচারে কাজ করে, যা কোনও কিছুর দ্বারা ভারসাম্যপূর্ণ নয় এবং তাই সেন্সরের ক্রিয়াকলাপে একটি ত্রুটি প্রবর্তন করে।

ডিফারেনশিয়াল (উল্টানো যায়) ইন্ডাকটিভ সেন্সর (ডিআইডি)

ডিফারেনশিয়াল ইন্ডাকটিভ সেন্সর হল দুটি অপরিবর্তনীয় সেন্সরের সংমিশ্রণ এবং একটি সাধারণ আর্মেচার এবং দুটি কয়েল সহ দুটি চৌম্বকীয় সার্কিট নিয়ে গঠিত একটি সিস্টেমের আকারে তৈরি করা হয়। ডিফারেনশিয়াল ইন্ডাকটিভ সেন্সরগুলির জন্য দুটি পৃথক পাওয়ার সাপ্লাই প্রয়োজন, যার জন্য সাধারণত একটি বিচ্ছিন্ন ট্রান্সফরমার 5 ব্যবহার করা হয়।

চৌম্বকীয় সার্কিটের আকৃতি হতে পারে একটি ডাব্লু-আকৃতির চৌম্বকীয় সার্কিটের সাথে ডিফারেনশিয়াল-ইনডাক্টিভ সেন্সর, যা বৈদ্যুতিক ইস্পাতের সেতু দ্বারা নিয়োগ করা হয় (1000Hz-এর উপরে ফ্রিকোয়েন্সির জন্য, আয়রন-নিকেল-পারমোলা অ্যালয় ব্যবহার করা হয়), এবং একটি ঘন বৃত্তাকার চৌম্বকীয় সার্কিট সহ নলাকার। . সেন্সরের আকৃতির পছন্দটি নিয়ন্ত্রিত ডিভাইসের সাথে এর গঠনমূলক সংমিশ্রণের উপর নির্ভর করে। একটি W- আকৃতির চৌম্বকীয় সার্কিটের ব্যবহার কুণ্ডলী একত্রিত করার সুবিধার কারণে এবং সেন্সরের আকার হ্রাস করে।

ডিফারেনশিয়াল-ইনডাকটিভ সেন্সরকে পাওয়ার জন্য, সেকেন্ডারি উইন্ডিংয়ের মধ্যবিন্দুর জন্য একটি আউটপুট সহ একটি ট্রান্সফরমার 5 ব্যবহার করা হয়। ডিভাইস 4 এটি এবং দুটি কয়েলের সাধারণ প্রান্তের মধ্যে অন্তর্ভুক্ত রয়েছে। বাতাসের ব্যবধান 0.2-0.5 মিমি।

আর্মেচারের মাঝামাঝি অবস্থানে, যখন বায়ু ব্যবধান একই থাকে, তখন কয়েল 3 এবং 3' এর প্রবর্তক প্রতিরোধ একই হয়, তাই কয়েলের স্রোতের মান I1 = I2 এবং এর ফলে ডিভাইসে বর্তমান 0।

এক দিক বা অন্য দিকে আর্মেচারের সামান্য বিচ্যুতির সাথে, নিয়ন্ত্রিত মান X এর প্রভাবে, ফাঁক এবং ইনডাক্টেন্সের মানগুলি পরিবর্তিত হয়, ডিভাইসটি ডিফারেনশিয়াল কারেন্ট I1-I2 নিবন্ধন করে, এটি আর্মেচারের একটি ফাংশন। মধ্যম অবস্থান থেকে স্থানচ্যুতি। স্রোতের পার্থক্য সাধারণত ইনপুটে একটি রেকটিফায়ার সার্কিট বি সহ একটি ম্যাগনেটোইলেকট্রিক ডিভাইস 4 (মাইক্রোমমিটার) ব্যবহার করে রেকর্ড করা হয়।

ইন্ডাকটিভ সেন্সরের বৈশিষ্ট্যগুলি হল:

কয়েলের প্রতিবন্ধকতার পরিবর্তনের চিহ্ন যাই হোক না কেন আউটপুট কারেন্টের পোলারিটি অপরিবর্তিত থাকে। যখন মধ্যম অবস্থান থেকে আর্মেচারের বিচ্যুতির দিক পরিবর্তিত হয়, তখন সেন্সরের আউটপুটে কারেন্টের ফেজ বিপরীতে পরিবর্তিত হয় (180 ° দ্বারা)। ফেজ-সংবেদনশীল রেকটিফায়ার ব্যবহার করার সময়, মধ্যম অবস্থান থেকে আর্মেচারের ভ্রমণের দিকনির্দেশের একটি ইঙ্গিত পাওয়া যেতে পারে। একটি ফেজ-ফ্রিকোয়েন্সি ফিল্টার সহ একটি ডিফারেনশিয়াল ইন্ডাকটিভ সেন্সরের বৈশিষ্ট্যগুলি নিম্নরূপ:

ইন্ডাকটিভ সেন্সর রূপান্তর ত্রুটি

পরিমাপ পরামিতি রূপান্তর করার সময় একটি প্রবর্তক সেন্সরের তথ্য ক্ষমতা মূলত তার ত্রুটি দ্বারা নির্ধারিত হয়। একটি ইন্ডাকটিভ সেন্সরের মোট ত্রুটিতে অনেক সংখ্যক ত্রুটির উপাদান থাকে।

নিম্নলিখিত প্রবর্তক সেন্সর ত্রুটিগুলি আলাদা করা যেতে পারে:

1) বৈশিষ্ট্যের অ-রৈখিকতার কারণে ত্রুটি। মোট ত্রুটির গুণক উপাদান। পরিমাপিত মানের প্রবর্তক রূপান্তরের নীতির কারণে, যা ইন্ডাকটিভ সেন্সরগুলির পরিচালনার ভিত্তি, এটি অপরিহার্য এবং বেশিরভাগ ক্ষেত্রেই সেন্সরের পরিমাপ পরিসীমা নির্ধারণ করে। সেন্সর বিকাশের সময় মূল্যায়নের বাধ্যতামূলক বিষয়।

2) তাপমাত্রা ত্রুটি। এলোমেলো উপাদান।সেন্সর উপাদানগুলির প্রচুর পরিমাণে তাপমাত্রা-নির্ভর পরামিতিগুলির কারণে, উপাদানটির ত্রুটিটি বড় মানগুলিতে পৌঁছাতে পারে এবং তা উল্লেখযোগ্য। সেন্সর ডিজাইনে মূল্যায়ন করতে হবে।

3) বাহ্যিক ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ফিল্ডের প্রভাবের কারণে ত্রুটি। মোট ত্রুটির র্যান্ডম উপাদান। এটি বাহ্যিক ক্ষেত্রগুলির দ্বারা সেন্সর উইন্ডিংয়ে EMF এর আবেশ এবং বাহ্যিক ক্ষেত্রগুলির প্রভাবের অধীনে চৌম্বকীয় সার্কিটের চৌম্বকীয় বৈশিষ্ট্যগুলির পরিবর্তনের কারণে ঘটে। বিদ্যুৎ বৈদ্যুতিক ইনস্টলেশন সহ শিল্প প্রাঙ্গনে, ইন্ডাকশন টি এবং ফ্রিকোয়েন্সি সহ চৌম্বক ক্ষেত্র প্রধানত 50 Hz সনাক্ত করা হয়।

যেহেতু ইন্ডাকটিভ সেন্সরগুলির চৌম্বকীয় কোরগুলি 0.1 - 1 T এর আবেশে কাজ করে, তাই বাহ্যিক ক্ষেত্রগুলির ভাগ 0.05-0.005% হবে এমনকি ঢালের অনুপস্থিতিতেও৷ স্ক্রীন ইনপুট এবং একটি ডিফারেনশিয়াল সেন্সর ব্যবহার এই অনুপাতকে প্রায় দুটি ক্রম মাত্রায় হ্রাস করে। সুতরাং, বাহ্যিক ক্ষেত্রগুলির প্রভাবের কারণে ত্রুটিটি শুধুমাত্র কম সংবেদনশীলতার সাথে এবং পর্যাপ্ত রক্ষণের অসম্ভবতার সাথে সেন্সর ডিজাইন করার সময় বিবেচনা করা উচিত। বেশিরভাগ ক্ষেত্রে, এই ত্রুটির উপাদানটি উল্লেখযোগ্য নয়।

4) ম্যাগনেটোইলাস্টিক প্রভাবের কারণে ত্রুটি। এটি সেন্সর সমাবেশের সময় চৌম্বকীয় সার্কিটের বিকৃতির অস্থিরতার কারণে (অ্যাডিটিভ কম্পোনেন্ট) এবং সেন্সর অপারেশনের সময় বিকৃতির পরিবর্তনের কারণে (স্বেচ্ছাচারী উপাদান) উদ্ভূত হয়। চৌম্বকীয় সার্কিটে ফাঁকের উপস্থিতি বিবেচনায় নেওয়া গণনাগুলি দেখায় যে চৌম্বকীয় সার্কিটে যান্ত্রিক চাপের অস্থিরতার প্রভাব অর্ডার সেন্সরের আউটপুট সংকেতের অস্থিরতার কারণ হয় এবং বেশিরভাগ ক্ষেত্রে এই উপাদানটি বিশেষভাবে অবহেলিত হতে পারে।

5) কয়েলের স্ট্রেন গেজ প্রভাবের কারণে ত্রুটি।এলোমেলো উপাদান। সেন্সর কয়েল ঘুরানোর সময়, তারে একটি যান্ত্রিক টান তৈরি হয়। সেন্সর অপারেশন চলাকালীন এই যান্ত্রিক চাপের পরিবর্তনের ফলে কয়েলের প্রত্যক্ষ কারেন্টের প্রতিরোধের পরিবর্তন হয় এবং সেইজন্য সেন্সরের আউটপুট সিগন্যালে পরিবর্তন হয়। সাধারণত সঠিকভাবে ডিজাইন করা সেন্সরগুলির জন্য, অর্থাৎ, এই উপাদানটিকে বিশেষভাবে বিবেচনা করা উচিত নয়।

6) সংযোগকারী তার থেকে বিচ্যুতি। এটি তাপমাত্রা বা বিকৃতির প্রভাবের অধীনে তারের বৈদ্যুতিক প্রতিরোধের অস্থিরতার কারণে এবং বহিরাগত ক্ষেত্রগুলির প্রভাবের অধীনে তারের মধ্যে EMF এর আনয়নের কারণে ঘটে। ত্রুটির র্যান্ডম উপাদান. তারের নিজস্ব প্রতিরোধের অস্থিরতার ক্ষেত্রে, সেন্সরের আউটপুট সংকেতের ত্রুটি। সংযোগকারী তারের দৈর্ঘ্য 1-3 মিটার এবং খুব কমই বেশি। যখন তারের ক্রস-বিভাগীয় তামার তার দিয়ে তৈরি হয়, তখন তারের প্রতিরোধ ক্ষমতা 0.9 ওহমের কম, প্রতিরোধের অস্থিরতা। যেহেতু সেন্সর প্রতিবন্ধকতা সাধারণত 100 ওহমের বেশি হয়, সেন্সর আউটপুটে ত্রুটি তত বড় হতে পারে অতএব, কম অপারেটিং প্রতিরোধের সেন্সরগুলির জন্য, ত্রুটিটি অবশ্যই অনুমান করা উচিত। অন্যান্য ক্ষেত্রে, এটি উল্লেখযোগ্য নয়।

7) নকশা ত্রুটি.এগুলি নিম্নলিখিত কারণগুলির প্রভাবের অধীনে উত্থিত হয়: সেন্সর অংশগুলির বিকৃতির উপর পরিমাপক শক্তির প্রভাব (সংযোজন), বিকৃতিগুলির অস্থিরতার উপর পরিমাপের শক্তির পার্থক্যের প্রভাব (গুণক), এর প্রভাব। পরিমাপের পালস (গুণক) সংক্রমণের সময় পরিমাপের রডের নির্দেশিকা, চলমান অংশগুলির ফাঁক এবং ব্যাকল্যাশ (এলোমেলো) কারণে পরিমাপের পালস স্থানান্তরের অস্থিরতা। ডিজাইনের ত্রুটিগুলি প্রাথমিকভাবে ডিজাইনের ত্রুটিগুলির দ্বারা নির্ধারিত হয়। সেন্সরের যান্ত্রিক উপাদান এবং প্রবর্তক সেন্সরের জন্য নির্দিষ্ট নয়। এই ত্রুটিগুলির মূল্যায়ন পরিমাপ যন্ত্রগুলির কাইনেমেটিক ট্রান্সমিশনের ত্রুটিগুলি মূল্যায়নের জন্য পরিচিত পদ্ধতি অনুসারে সঞ্চালিত হয়।

8) প্রযুক্তিগত ত্রুটি। সেন্সর অংশগুলির আপেক্ষিক অবস্থানে প্রযুক্তিগত বিচ্যুতি (সংযোজন), উত্পাদনের সময় অংশ এবং কয়েলের পরামিতিগুলির বিচ্ছুরণ (সংযোজন), প্রযুক্তিগত ফাঁকের প্রভাব এবং অংশগুলির সংযোগে এবং গাইডগুলিতে (সংযোগ) এর প্রভাব হিসাবে উদ্ভূত হয়। ইচ্ছামত).

সেন্সর কাঠামোর যান্ত্রিক উপাদানগুলির উত্পাদনের প্রযুক্তিগত ত্রুটিগুলিও ইন্ডাকটিভ সেন্সরের জন্য নির্দিষ্ট নয়; তারা যান্ত্রিক পরিমাপ ডিভাইসের জন্য স্বাভাবিক পদ্ধতি ব্যবহার করে মূল্যায়ন করা হয়. ম্যাগনেটিক সার্কিট এবং সেন্সর কয়েল তৈরিতে ত্রুটিগুলি সেন্সরগুলির পরামিতিগুলির বিচ্ছুরণ ঘটায় এবং পরবর্তীগুলির বিনিময়যোগ্যতা নিশ্চিত করতে অসুবিধার সৃষ্টি করে৷

9) সেন্সর বার্ধক্য ত্রুটি.এই ত্রুটির উপাদানটি প্রথমত, সেন্সর কাঠামোর চলমান উপাদানগুলির পরিধান দ্বারা এবং দ্বিতীয়ত, সেন্সরের চৌম্বকীয় সার্কিটের বৈদ্যুতিন চৌম্বকীয় বৈশিষ্ট্যগুলির সময়ের পরিবর্তনের কারণে ঘটে। ত্রুটিটি আকস্মিক বিবেচনা করা উচিত। পরিধানের কারণে ত্রুটিটি মূল্যায়ন করার সময়, প্রতিটি নির্দিষ্ট ক্ষেত্রে সেন্সর প্রক্রিয়ার গতিগত গণনা বিবেচনায় নেওয়া হয়। সেন্সর ডিজাইনের পর্যায়ে, এই ক্ষেত্রে, সাধারণ অপারেটিং অবস্থার অধীনে সেন্সরের পরিষেবা জীবন সেট করার সুপারিশ করা হয়, যার সময় অতিরিক্ত পরিধান ত্রুটি নির্দিষ্ট মান অতিক্রম করবে না।

সময়ের সাথে সাথে পদার্থের ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বৈশিষ্ট্য পরিবর্তিত হয়।

বেশিরভাগ ক্ষেত্রে, ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বৈশিষ্ট্য পরিবর্তনের উচ্চারিত প্রক্রিয়াগুলি চৌম্বকীয় সার্কিটের তাপ চিকিত্সা এবং ডিম্যাগনেটাইজেশনের পরে প্রথম 200 ঘন্টার মধ্যে শেষ হয়। ভবিষ্যতে, তারা কার্যত ধ্রুবক থাকে এবং প্রবর্তক সেন্সরের সামগ্রিক ত্রুটিতে উল্লেখযোগ্য ভূমিকা পালন করে না।

একটি প্রবর্তক সেন্সরের ত্রুটির উপাদানগুলির উপরোক্ত বিবেচনাটি সেন্সরের মোট ত্রুটি গঠনে তাদের ভূমিকা মূল্যায়ন করা সম্ভব করে তোলে। বেশিরভাগ ক্ষেত্রে, নির্ধারক ফ্যাক্টর হল বৈশিষ্ট্যের অ-রৈখিকতা থেকে ত্রুটি এবং ইন্ডাকটিভ কনভার্টারের তাপমাত্রা ত্রুটি।