Transduser adalah perangkat elektronik yang digunakan untuk mengubah energi dari satu bentuk ke bentuk lainnya. Secara umum, transduser mengubah satu bentuk sinyal energi menjadi bentuk sinyal energi lainnya. Contoh transduser adalah; mikrofon, sel surya, bola lampu pijar, motor listrik, dll. Perangkat ini sering digunakan di mana sinyal listrik diubah menjadi besaran fisik lainnya seperti gaya, energi, cahaya, torsi, posisi, gerak, dll. Ada berbagai jenis transduser seperti arus, tekanan, medan magnet, termokopel , piezoelektrik, pengukur regangan , saling induksi, dan transduser elektromekanis. Artikel ini membahas ikhtisar dari sebuah transduser elektromekanis – bekerja dengan aplikasi.
Apa itu Transduser Elektromekanis?
Transduser elektromekanis adalah jenis perangkat yang digunakan untuk mengubah sinyal listrik menjadi gelombang suara seperti di pengeras suara (atau) mengubah gelombang suara menjadi sinyal listrik seperti di mikrofon. Dengan kata lain, alat yang mengubah gerakan mekanis menjadi sinyal listrik telah diketahui transduser elektromekanis . Contoh transduser elektromekanis adalah; loudspeaker, transduser piezoelektrik, mikrofon & mekanisme pengukuran instrumen magnet permanen.
Prinsip Kerja Transduser Elektromekanis
Transduser elektromekanis hanya bekerja dengan mengubah gerakan mekanis menjadi variasi arus atau tegangan & sebaliknya. Transduser ini terutama digunakan sebagai mekanisme pengaktifan dalam sistem kontrol otomatis & juga sebagai sensor gerakan mekanis dalam teknologi pengukuran & otomasi. Klasifikasi transduser ini dapat dilakukan berdasarkan prinsip konversi yang digunakan sebagai jenis elektromagnetik, resistif, magnetoelektrik, elektrostatik dan juga jenis sinyal output daya seperti jenis analog & digital.
Jenis transduser ini diperkirakan sehubungan dengan karakteristik statis & dinamisnya, sensitivitas E = Δy/Δx, kesalahan sinyal statis, rentang frekuensi operasi sinyal output daya & kesalahan konversi statis.
Diagram Transduser Elektromekanis
Transduser elektromekanis yang digunakan untuk mengimplementasikan teknik Kapnografi ditunjukkan di bawah ini. Studi tentang kedaluwarsa karbon dioksida disebut kapnometri. Transduser elektromekanis pada diagram berikut memiliki sumber cahaya IR yang menghasilkan radiasi spektrum luas dalam rentang 2 hingga 16 µm. Sumber radiasi IR yang digunakan dalam kapnografi harus memiliki emisivitas yang seragam, irradiansi yang tinggi, keseragaman spektral & area pancaran yang besar. Dari sumber nyata, radiasi selalu rendah dibandingkan dengan benda hitam ideal yang memiliki emisivitas tertinggi.
Filamen panas lampu halogen tungsten kuarsa hanya menyediakan keluaran IR dekat yang kuat. Pada diagram di atas, sinar cahaya inframerah broadband melewati filter IR kemudian mentransmisikan cahaya dalam panjang gelombang serapan maksimum CO2 seperti 4,26 µm dengan bandwidth 0,07 µm. Pada frekuensi rendah, sinar cahaya diambil sampelnya melalui roda perajang yang berputar. Setelah roda ini berputar, maka posisinya berada di mana pun cahaya inframerah mentransmisikan ke seluruh ruang sampel & radiasi diserap melalui molekul CO2 yang tersedia di dalam udara yang dihembuskan.
Di posisi kedua, cahaya inframerah mentransmisikan ke seluruh sampel & ruang referensi. Di sini, ruang Referensi disegel dengan CO2. Di lokasi yang tersisa, tidak ada cahaya yang melewati roda putar. Radiasi yang ditransmisikan ke seluruh roda tidak diserap melalui molekul CO2 dan dikumpulkan oleh fotodetektor, umumnya GeAs fotodioda .
Frekuensi arus output daya fotodioda pulsa setara dengan pengambilan sampel & amplitudonya disesuaikan melalui jumlah radiasi yang ditransmisikan. Intensitas sinyal osilasi diproses untuk menentukan konsentrasi CO2 dalam napas pasien. Sehingga dengan menggunakan teknik kapnografi secara real-time, status ventilasi pasien dan juga potensi komplikasi pernapasan dapat dipantau oleh penyedia layanan kesehatan.
Jenis Transduser Elektromekanis
Ada berbagai jenis transduser elektromekanis yang dibahas di bawah ini.
Transformator Diferensial Variabel Linear
LVDT adalah transduser elektromekanis, yang digunakan untuk mengubah gerakan lurus objek yang terhubung secara mekanis menjadi tegangan variabel, arus, atau sinyal listrik. Silakan merujuk ke tautan ini untuk mengetahui lebih banyak tentang LVDT.
Silakan merujuk ke tautan ini untuk mengetahui lebih banyak tentang LVDT .
Transduser Elastomer
Transduser elastomer adalah transduser elektromekanis yang digunakan untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Struktur polimer yang mengoptimalkan transduser ini terutama bergantung pada sifat dielektrik. Anggota yang dioptimalkan terdiri dari silikon Q, polydimethylsiloxane PDMS & semicrystalline polyurethane PUR. Jadi, poliuretan semikristalin lebih disukai karena kisaran konstanta dielektriknya dari 3 hingga 10 & konduktivitas ionik yang tinggi, terutama pada suhu tinggi. Kisaran konstanta dielektrik Polydimethylsiloxane relatif rendah mulai dari 2,5 hingga 3 dan Silicone Q mirip dengan poliuretan semikristalin meskipun memiliki suhu transisi gelas yang rendah.
Nanogenerator piezoelektrik
Nanogenerator piezoelektrik adalah salah satu jenis transduser elektromekanis yang digunakan untuk mengubah energi dari mekanik menjadi listrik menggunakan kawat nano piezoelektrik ZnO yang dapat diaktifkan melalui gerakan fisik kecil & bekerja dalam rentang frekuensi yang sangat besar. Ini digunakan dalam aplikasi perawatan kesehatan yang inovatif karena implementasinya yang sederhana, sifat self-powering, dan konversi energi yang sangat efisien seperti terapi stimulasi listrik, dalam ruang pendeteksian aktif & pemanenan energi biomekanik manusia ke daya perantara di atas perangkat tubuh.
Elastomer Dielektrik
Elastomer dielektrik (DEs) adalah transduser elektromekanis, yang digunakan untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Elastomer ini bekerja dalam dua mode seperti aktuator dan umum. Dalam mode aktuator, ia mengubah energi dari listrik menjadi mekanik sedangkan, dalam mode umum, ia mengubah energi dari mekanik menjadi listrik. Ini adalah sistem material cerdas yang menghasilkan regangan besar. Ini milik kelompok polimer elektroaktif. Ini memiliki kepadatan energi elastis yang tinggi & ringan.
Keuntungan dan kerugian
Itu keuntungan dari transduser elektromekanis dibahas di bawah ini.
- Keluaran transduser ini dapat digunakan dengan mudah dengan mentransmisikan & memproses untuk tujuan pengukuran.
- Sistem kelistrikan dikendalikan dengan kisaran daya yang sangat kecil.
- Transduser ini akan mengurangi efek gesekan serta nonlinier mekanis lainnya.
- Karena teknologi sirkuit terpadu, banyak sistem yang kompak, portabel & ringan.
- Tidak ada kemungkinan kegagalan mekanis.
- Masalah inersia massa dapat dikurangi.
- Tidak ada keausan mekanis.
Itu kerugian dari transduser elektromekanis dibahas di bawah ini.
- Transduser ini mahal.
- Saat merancang sirkuit, efek penuaan & penyimpangan komponen aktif parameter harus dipertimbangkan. Jadi, ini akan membuat desain menjadi rumit.
Aplikasi
Itu aplikasi Transduser Elektromekanis dibahas di bawah ini.
- Transduser elektromekanis digunakan untuk mengubah sinyal listrik menjadi gelombang suara atau gelombang suara menjadi sinyal listrik.
- Transduser ini mengubah gerakan fisik menjadi tegangan output daya, amplitudo & fase yang sebanding dengan posisi.
- Transduser ini menerima gelombang dari sistem listrik & mentransmisikannya ke sistem mekanis.
- Ini digunakan untuk mengukur getaran.
- Ini digunakan untuk memberikan output linier yang sebanding dengan input perpindahan sudut.
- Sebuah transduser elektromekanis seperti RVDT terutama digunakan untuk mengukur perpindahan sudut.
- Perangkat ini mengubah sinyal dari output daya listrik ke mekanik atau fisik melalui bagian yang bergerak.
- Jenis transduser ini terutama dirancang untuk mengganti motor torsi di dalam keran servo flapper nosel tetap.
- Transduser elektromekanis RVDT mengubah gerakan lurus objek yang terhubung secara mekanis menjadi sinyal listrik yang setara.
Apa perbedaan antara transduser elektromekanis dan transduser elektrokimia?
Transduser elektromekanis adalah perangkat yang mengubah sinyal listrik menjadi gelombang suara atau mengubah gelombang suara menjadi sinyal listrik. Transduser elektrokimia digunakan untuk melaporkan perubahan dalam bentuk sinyal listrik yang berbanding lurus dengan konsentrasi analit.
Bagaimana Anda memilih transduser elektromekanis yang tepat untuk aplikasi tertentu?
Ada banyak parameter yang perlu dipertimbangkan saat memilih transduser elektromekanis seperti rentang pengoperasian, akurasi, prinsip pengoperasian, sensitivitas, efek pemuatan, kompatibilitas lingkungan, dll.
Bisakah transduser elektromekanis digunakan di lingkungan berbahaya?
Ketika transduser elektromekanis dihubungkan secara elektrik ke peralatan apa pun di lingkungan yang berbahaya, maka penghalang pengaman listrik harus digunakan secara seri melalui sambungan tersebut.
Bagaimana Anda mengkalibrasi transduser elektromekanis?
Transduser mekanik harus dikalibrasi selama periode layanannya karena sensitivitas transduser ini berubah berdasarkan penggunaan & tekanan yang diterapkan pada bahan pembuatannya. Jadi, metode timbal balik digunakan untuk mengkalibrasi transduser elektromekanis yang memberikan deskripsi prinsip teknik & setelah itu penerapannya saat mengkalibrasi transduser elektromekanis.
Apa saja tip pemecahan masalah umum untuk transduser elektromekanis?
- Pemecahan masalah digunakan untuk memeriksa apakah transduser berfungsi atau tidak dengan voltmeter. Hubungkan transduser ini ke voltmeter & eksitasi transduser melalui tegangan eksitasi yang tepat. Setelah itu ukur tegangan keluaran transduser tanpa beban.
- Pastikan apakah beban dan tekanan konstan atau tidak.
- Verifikasi stabilitas catu daya eksitasi.
- Periksa milivolt output daya melalui voltmeter.
- Pastikan untuk gangguan RFI atau EMI.
Jadi, ini adalah gambaran elektromekanis transduser - bekerja prinsip, jenis, kelebihan, kekurangan & aplikasi. Transduser yang menerima gelombang dari sistem listrik & mengirimkannya ke sistem mekanik juga dikenal sebagai transduser elektromagnetik. Ini pertanyaan untuk Anda, apa itu transduser?
