ترانسدیوسر و طبقه‌ بندی‌ های آن

یک ترانسدیوسر، دستگاهی است که می‌تواند یک کمیت فیزیکی را به کمیتی دیگر تبدیل کند.
اکثر ترانسدیوسرها کمیت‌های غیرالکتریکی را به کمیت‌های الکتریکی تبدیل می‌کنند. پس ترانسدیوسرها به عنوان مبدل‌های انرژی عمل می‌کنند.
یک ترانسدیوسر را می‌توان به المان سنسینگ اصلی اولیه و یک المان مبدل (کانورتر) تقسیم کرد. یک المان سنسینگ اولیه، کمیتی را که قرار است اندازه‌گیری شود، شناسایی می‌کند و یک المان مبدل هم توان ورودی را به سیگنالی عموما الکتریکی تبدیل می‌کند.

طبقه‌بندی ترانسدیوسرها:

اساسا، دو نوع ترانسدیوسر وجود دارد:

۱. مکانیکی

۲. الکتریکی

ترانسدیوسر مکانیکی:

ترانسدیوسرهای مکانیکی، المان‌های سنسینگ اولیه هستند که به تغییرات در وضعیت فیزیکی یک سیستم واکنش نشان می‌دهند و خروجی را در فُرمی متفاوت ارائه می‌کنند.

تفاوت ترانسدیوسرهای مکانیکی با الکتریکی این است که سیگنال‌های خروجی آن‌ها مکانیکی است. اکثر ترانسدیوسرهای مکانیکی به عنوان ترانسدیوسرهای اولیه استفاده می‌شوند.

یک مثال، استریپ دوفلزی (Bimetallic) است. این یک ترانسدیوسر مکانیکی است، وقتی که در معرض حرارت یا دما قرار بگیرد، با جابجایی مکانیکی جواب می‌دهد.

انبساط سیال یا ورود فشار هوا به لوله بوردون گیج فشار، به حرکت چرخشی پوینتر نشانگر منجر می‌شود.
بلوز (Bellows)، دیافراگم عموما برای اندازه‌گیری فشار استفاده می‌شود نتایج را در یک جابجایی توسعه می‌دهد.

ترانسدیوسرهای الکتریکی:

به طور کلی، ترانسدیوسرهای الکتریکی بر اساس روش تبدیل انرژی، ذات سیگنال خود طبقه‌بندی می‌شوند. دماسنج حرارتی (RTD) وقتی که در معرض هوا قرار بگیرد، مقاومت المان تغییر می‌کند. بنابراین یک ترانسدیوسر الکتریکی است.
آن ها به این شکل طبقه‌بندی شده‌اند:

۱. اکتیو و پسیو (فعال و غیرفعال)
۲. بر اساس ترارسانی (transduction)
۳. آنالوگ و دیجیتال
۴. ترانسدیوسر معکوس (اینورس)
۵. اولیه و ثانویه

ترانسدیوسر اکتیو:

به این تجهیز، ترانسدیوسر انرژی خودتولیدگر هم گفته می‌شود. مثال‌هایی از این نوع عبارتند از ترموکوپل‌ها، ترانسدیوسرهای پیزوالکتریکی، سلول‌های فتوالکتریکی و ژنراتور سیم‌پیچ متحرک.

ترانسدیوسر پَسیو:

خودِ ترانسدیوسر پسیو، هیچ نوع خروجی الکتریکی ایجاد نمی‌کند، یک منبع برق خارجی ضروری است تا سیگنال خروجی الکتریکی به دست آید. به این آن ها، ترانسدیوسرهای درایو شده با برق خارجی (اکسترنال) هم گفته می‌شود.
ترانسدیوسرهای پسیو را می‌توان به ترانسدیوسرهای القایی، خازنی و مقاومتی تقسیم کرد.
یک مثال ترانسدیوسر القایی LVDT است.
یک مثال ترانسدیوسر مقاومتی یک استرین‌گیج است.
یک مثال ترانسدیوسر خازنی، تیرامیسو (thermoemissive) است.

ترانسدیوسر بر اساس ترارسانی:

به اینکه چطور کمیت الکتریکی را به مقاومت، ظرفیت خازنی یا ضریب خودالقایی تبدیل کنند، ترارسانی یا transduction گفته می‌شود. می‌توان آن‌ها را به ترانسدیوسرهای ترموالکتریکی، مغناطوکشسانی و نوری (اپتیکال) تقسیم کرد.

آنالوگ و دیجیتال:

ترانسدیوسر آنالوگ، کمیت فیزیکی ورودی را به کمیت خروجی آنالوگ تبدیل می‌کند که تابعی پیوسته از زمان است.
مثال: LVDT و استرین گیج و ترموکوپل و ترمیستور.
نوع دیجیتال، کمیت فیزیکی ورودی را شکل دیجیتال تبدیل می‌کند. که پالس‌هایی از منطق صفر و یک است.
مثال: انکودر چرخشی.

ترانسدیوسر معکوس:

ترانسدیوسرها کمیت غیرالکتریکی را به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کنند در حالتی که ترانسدیوسرهای معکوس (ترانسدیوسر اینورس) سیگنال الکتریکی را به سیگنال غیر الکتریکی تبدیل می‌کنند.
به طور مثال، یک میکروفون، نوعی ترانسدیوسر است که سیگنال صوتی را به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کنند، ولی یک اسپیکر، یک ترانسدیوسر معکوس است و سیگنال الکتریکی را به سیگنال صوتی، یک کمیت غیر الکتریکی تبدیل می‌کنند.

ترانسدیوسر اولیه یا ثانویه:

برخی ترانسدیوسرها علاوه بر دستگاه الکتریکی، شامل یک دستگاه مکانیکی هم می‌شوند. در چنین نوع ترانسدیوسری، یک دستگاه مکانیکی به عنوان ترانسدیوسر اولیه عمل می‌کند و کمیت فیزیکی را به سیگنال دفرمه‌سازی مکانیکی تبدیل می‌کند.
سپس دستگاه الکتریکی، سیگنال مکانیکی ایجاد شده توسط ترانسدیوسر اولیه را به سیگنالی الکتریکی تبدیل می‌کند. در نتیجه دستگاه الکتریکی به عنوان ترانسدیوسر ثانویه عمل می‌کند.
به طور مثال در اندازه‌گیری فشار، لوله بوردون به عنوان ترانسدیوسر اولیه عمل می‌کند که فشار را به جابجایی تبدیل می‌کند و LVDT به عنوان یک ترانسدیوسر ثانویه عمل می‌کند که این جابجایی را به سیگنال الکتریکی معادل تبدیل می‌کند.