در دستگاه های دیجیتال از جمله دستگاه های اندازه گیری دیجیتال یکی از مهم ترین دغدغه ها این است که چگونه باید با یک کمیت آنالوگ در مقابل یک دستگاه دیجیتال رفتار کرد. اساسا چگونه می توان این کمیت آنالوگ را با یک دستگاه دیجیتال اندازه گرفت؟
پاسخ به این سوال بسیار ساده است. اولین ابتکار مهندسان استفاده از مبدل است. یعنی کمیت آنالوگ را تبدیل به دیجیتال کنیم. ترانسدیوسرها یکی از مهم ترین ابزارهای این کار هستند. کار ترانسدیوسرها این است که یک نوع انرژی را به انرژی دیگر تبدیل کنند.
ترانسدیوسر نوعی ترانس می باشد که سیگنال الکتریکی به وجود آمده از سنسور را به یک سیگنال الکتریکی استاندارد (ولتاژ 5-0وجریان 20-4 میلی آمپر) تبدیل می کند.ترانسدیوسرها برای تبدیل کمیت های مختلف آنالوگ و دما به سیگنال های استاندارد ولتاژ و جریان و همچنین برای ایزولاسیون سیگنال ها مورد استفاده قرار می گیرند .بنابراین همواره خروجی یک ترانسدیوسر سیگنال الکتریکی است که در سمت دیگر خط می تواند مشخصه ها و پارامترهای الکتریکی نظیر ولتاژ ، جریان و فرکانس را تغییر دهد ، البته به این نکته باید توجه داشت که سنسور انتخاب شده باید از نوع سنسورهای مبدل پارامترهای فیزیکی به الکتریکی باشد و بتواند مثلأ دمای اندازه گیری شده را به یک سیگنال بسیار ضعیف تبدیل کند.
ترانسدیوسر یکی از تجهیزات اصلی در سیستم های اتوماسیون برق صنعتی می باشد که بوسیله آن می توان از پارامترهای شبکه برق نمونه برداری کرد (شبکه تک فاز و شبکه سه فاز) و آنها را تبدیل به سیگنال های استاندارد نمود و در ورودی دستگاه های اندازه گیری از آنها استفاده نمود.
معمول ترین کمیت های اندازه گیری شده توسط ترانسدیوسر ها، موقعیت، نیرو، سرعت، شتاب، فشار، سطح، جریان مایعات و درجه حرارت هستند
اینکه خروجی ترانسدیوسر در پاسخ به یک تغییر در پارامتر فیزیکی ورودی اش با چه نزدیکی و با چه سرعتی تغییر می کند. کلید اصلی مو فقیت در کنترل سیستم ها می باشد.
خروجی بعضی از مبدلها قابل انتخاب یا قابل برنامه‌ریزی می‌باشد. بدین ترتیب کاربر میتواند توسط نرم افزار مربوطه، کلیه پارامترهای مبدل را تنظیم و کالیبره نماید.
امروزه کاربرد وسیع ترانسدیوسرها در صنایع نفت و گاز، پتروشیمی، برق، فولاد، سیمان، مهندسی پزشکی، داروسازی و رباتیک و … اجتناب ناپذیر است.
انواع ترانسدیوسر ها عبارت اند از: ترانسدیوسر ولتاژ
وظیفه این ترانس به گونه ای است که ولتاژ بالاتر و یا پایین تر از حد نرمال را شناسایی می کند و باعث می شود که موتور بیش از حد داغ نشود. کاربرد آن ها عمدتا در مخابرات وهمچنین منابع قدرت dc می باشد.ترانسدیوسر ها دارای اندازه های مختلفی می باشند وبسته به اندازه آن ها مورد استفاده درسیستم ها وکامپیوتر ها به کار گرفته می شود . کار ترانسدیوسر ولتاژبه این گونه می باشد که دامنه ولتاژ را اندازه گیری می کند واین دامنه را دریک سطح معین نگه می داردو این کار باعث می شود که از آسیب رسیدن به دستگاه ها وسیستم ها جلوگیری شود
ترانسدیوسر جریان
این ترانس در صنایع کاربرد زیادی دارد.تابلوهای کنترل بدون این ترانس از امنیت کم و آسیب پذیری بالایی برخوردار هستن. این ترانس معمولا در مدلهای دو سیمه یا چهار سیمه ساخته می شوند وبا تغذیه مورد نظر ما و در رنج میلی ولت و میلی آمپر یا ولت موجود میباشند .
ترانسدیوسر فرکانس
این ترانس برای گرفتن ورودی پالس شامل کنتاکت مکانیکی مورد استفاده قرار می گیرد.خروجی این ترانسدیوسرها نیز میتواند بنا به انتخاب مشتری از خروجی های گسسته تا خروجی RS232 و یا خروجی آنالوگ باشند.این ترانس را میتوان در کنار فلومترهایی که دارای خروجی پالس هستنداستفاده کرد و مقدار واقعی فلو را بر اساس تعداد پالس بر حسب خروجی آنالوگ برای کنترلرهای PLC و یا نشان دهنده های ارسال کرد. ترانسدیوسر توان اکتیو و راکتیو
این ترانس در بیشتر موارد مدیریت انرژی و بهینه کردن سیستم توزیع برق نیاز به چنین مبدل هایی را خواهد داشت كه بتواند فاکتورهایی نظیر مقاومت ظاهری و حقیقی ولتاژ و جریان متناوب ، توان اکتیو و رآکتیور ، فاکتور توان ، تغییرات فرکانس جریان متناوب ، توان ظاهری ، انرژی اکتیو یا راکتیو ، توان ظاهری , زاویه فاز و ضریب توان در سیستم های تک فاز ویا سه فاز با بار متعادل و یا نا متعادل , به بار متناسب مستقل از سیگنال جریان و یا ولتاژ DC خروجی و … را بتوان اندازه گیری و انتقال دهد .ترانسدیورهای توان راه حلی برای ازبین بردن این مشکلات می باشند. ترانسدیوسر ضریب توان (کسینوس فی)
این ترانس برای اندازه گیری زاویه بین ولتاژ و جریان , ضریب توان (cosφ) موج سینوسی در سیستم های تک فاز و سه فاز با بار متعادل و سیگنال خروجی متناسب با زاویه بین ولتاژ و جریان در بار مستقل از جریان و ولتاژ DC و همچنین برای تبدیل اختلاف زاویه فاز , دو منبع سنکرون و یا اختلاف زاویه 2 فاز شبکه متعادل به یک سیگنال خروجی که می تواند در خدمت چندین وسیله دیگر قرار گیرد استفاده می گردد ترانسدیوسر قابل برنامه ریزی
این ترانس به کاربر این اجازه را می دهد که بسته به نیاز پروژه و خروجی و ورودی وسایلخود ورودی و خروجی ترانسدیوسر را تنظیم کند . در حال حاضر این نمونه از مبدل ها از درخواست بیشتری نسبت به مدل های ثابت برخوردار می باشند.
ترانسدیوسر مقاومت
این ترانس اصولا وسیله ای برای تبدیل جا به جایی خطی یا زاویهای یک سیگنال الکتریکی است. البته در روش های مکانیکی این امکان وجود دارد که نیرو وفشار به جا به جایی تبدیل شوند. در نتیجه این وسیله در اندازه گیری های نیرو و فشار مفید است و همان طورکه می دانیم ولتاژخروجی ترانسدیوسر مقاومت همواره DC می باشد
ترانسدیوسر دما
این ترانس در جاهایی مورد استفاده قرار می گیرد که سنسور های دما نظیر ترموکوپل و تبدیل آن به سیگنال های استاندارد مورد نظر,نظیر 4تا 20 میلی آمپر یا 0 تا 10 ولت به کار برده می شوند.این ترانس قابلیت تنظیم و کالیبره کردن دقیق بوسیله پتانسیومترهای مختلف را دارند.به وسیله این ترانس ها می توان سیگنال ورودی دما را به سیگنال جریان تبدیل کرد وهمچنین آن را به مناطق دور ارسال کرد
ترانسدیوسر ایزوله
این ترانس انرژی مورد نیاز خود را از طریق سیگنال های DC دریافت می کند و به منبع تغذیه نیازی ندارد که به همین خاطر به آن ها ایزوله می گویند ، چون از این طریق از نظر خطر حریق و برهمکنشی بار ایزوله هستند. ترانسدیوسر فشار
این ترانسخروجی یک سنسور فشار را گرفته و به یک جریان الکتریکی 4 – 20 میلی آمپر تبدیل می کند تا بتوان این سیگنال را از طریق سیم به فواصل دور منتقل کرد.خروجی این ترانس به میکروکنترلرها یا سیستم های پردازشگر دیگر داده می شود تا بتوان پارامترهای مختلفی از جمله فشار مخازن تحت فشار را به دقت کنترل کند.
ترانسدیوسر خازنی
این ترانس بیشتر برای اندازگیری سطح مایعاتدر مخازن مورد استفاده قرار می گیرد.باتغییر ارتفاع سطح مایعات , دی الکتریک بین الکترودهای خازن تغییر می یابد پس با این تغییر دی الکتریک بین الکترودهای خازن ارتفاع مایع موجود درمخزن ها محاسبه می شود.
