आधुनिक औद्योगिक उत्पादन और स्वचालन नियंत्रण में, टोक़ सेंसर एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। टोक़ सेंसर टोक़ और घूर्णन बल को माप सकते हैं,और व्यापक रूप से विभिन्न क्षेत्रों जैसे कि मशीनरी में उपयोग किया जाता हैमोर्टम सेंसर के सिद्धांत को समझने से उनके अनुप्रयोगों और प्रदर्शन विशेषताओं को बेहतर ढंग से समझने में मदद मिलती है।इस लेख में इस सिद्धांत का विस्तृत परिचय दिया जाएगा, प्रकार और टॉर्क सेंसर के काम करने के तरीके।
टॉर्क सेंसर का सिद्धांत
टोक़ सेंसर तनाव मापकों के विद्युत माप रूपांतरण सिद्धांत पर आधारित होते हैं, जो टोक़ को विद्युत संकेतों में परिवर्तित करते हैं।यह तनाव पैदा करेगाइस तनाव को मापकर बाहरी बल की परिमाण निर्धारित की जा सकती है।
टोक़ सेंसर में, तनाव मापकों को लोचदार तत्वों से जोड़ा जाता है, जो टोक़ के अधीन होने पर विकृत होते हैं। प्रतिरोध तनाव माप के रूप में,एक तनाव गेज का प्रतिरोध मूल्य विरूपण के साथ बदल जाएगाइस प्रतिरोध परिवर्तन को एक माप सर्किट के माध्यम से विद्युत संकेत में परिवर्तित किया जाता है, और अंततः टोक़ की परिमाण को प्रतिबिंबित करने वाला विद्युत संकेत आउटपुट करता है।
टॉर्क सेंसर के प्रकार
- प्रतिरोध तनाव टोक़ सेंसर:एक संवेदनशील तत्व के रूप में एक प्रतिरोध तनाव गेज का उपयोग करता है; जब सेंसर पर टोक़ लागू किया जाता है, तो तनाव गेज का प्रतिरोध मूल्य बदल जाता है,और प्रतिरोध परिवर्तन एक माप सर्किट के माध्यम से एक विद्युत संकेत में परिवर्तित किया जाता है.
- प्रेरक टोक़ सेंसर:चुंबकीय सामग्री के चुंबकीय प्रतिरोध प्रभाव का उपयोग करता है; कॉइल के प्रेरण परिवर्तन को मापकर टोक़ का पता लगाया जाता है।
- फाइबर ऑप्टिक टॉर्क सेंसर:ऑप्टिकल सिग्नल प्रसारित करने के लिए ऑप्टिकल फाइबर का उपयोग करता है; ऑप्टिकल सिग्नल की तीव्रता और चरण जैसे मापदंडों को मापकर टॉर्क का पता लगाया जाता है।
- पीज़ोइलेक्ट्रिक टॉर्क सेंसर:विद्युत ऊर्जा में टोक़ को परिवर्तित करने के लिए पिज़ोइलेक्ट्रिक प्रभाव का उपयोग करता है; वोल्टेज या चार्ज को मापकर टोक़ का पता लगाया जाता है।
टॉर्क सेंसर के कार्य मोड
- प्रत्यक्ष माप:ड्राइव शाफ्ट पर टोक़ सेंसर स्थापित करने के लिए सीधे ड्राइव शाफ्ट के टोक़ और घूर्णन बल को मापने के लिए। इस विधि का लाभ इसकी सरल संरचना, उच्च विश्वसनीयता है,और अधिकांश यांत्रिक ट्रांसमिशन सिस्टम के लिए उपयुक्तता.
- अप्रत्यक्ष माप:टोक़ से संबंधित अन्य भौतिक परिमाणों, जैसे गति और कोण को मापना और एक निश्चित रूपांतरण संबंध के माध्यम से टोक़ मूल्य की गणना करना।यह विधि प्रणाली में अन्य सेंसर जोड़ने की आवश्यकता है, लेकिन उन स्थितियों के लिए उपयुक्त है जहां टॉर्क सेंसर सीधे स्थापित नहीं किए जा सकते हैं.
टॉर्क सेंसर को उनके कार्य सिद्धांत, माप पद्धति, स्थापना पद्धति आदि के आधार पर वर्गीकृत किया जा सकता है। यहां टॉर्क सेंसर के कुछ सामान्य प्रकार दिए गए हैंः
- गतिशील टोक़ सेंसर:जिसे टॉर्क स्पीड सेंसर या नॉन-कॉन्टैक्ट टॉर्क सेंसर के रूप में भी जाना जाता है, मुख्य रूप से घूर्णन वस्तुओं के गतिशील टॉर्क और गति को मापने के लिए उपयोग किया जाता है। यह आमतौर पर प्रेरण कॉइल से बना होता है,सिग्नल प्रोसेसिंग सर्किट, और चुंबक, और चुंबकीय-इलेक्ट्रिक प्रेरण को मापकर टोक़ और गति संकेत प्राप्त कर सकते हैं।
- स्थिर टोक़ सेंसर:मुख्य रूप से स्थिर या स्थिर अवस्था के टोक़ को मापने के लिए प्रयोग किया जाता है, जैसे कि दरवाजे नियंत्रण प्रणालियों या ताला लगाने वाले उपकरणों में। इस प्रकार के सेंसर में आमतौर पर एक लोचदार शरीर और एक माप तंत्र होता है,जो लोचदार निकाय के विरूपण को मापकर टोक़ मान प्राप्त करता है.
- फाइबर ऑप्टिक टॉर्क सेंसर:फाइबर ऑप्टिक संचरण संकेतों का उपयोग करते हुए, इसमें उच्च परिशुद्धता, उच्च संवेदनशीलता और मजबूत विरोधी हस्तक्षेप क्षमता की विशेषताएं हैं।फाइबर ऑप्टिक टॉर्क सेंसर माइक्रो-न्यूटन मीटर तक छोटे टॉर्क को माप सकते हैं और सटीक माप और वैज्ञानिक अनुसंधान क्षेत्रों में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं.
- प्रतिरोध तनाव प्रकार टोक़ सेंसरःसंवेदनशील तत्वों के रूप में प्रतिरोध तनाव मापकों का उपयोग करना, प्रतिरोध परिवर्तनों में टोक़ का रूपांतरण करना और माप सर्किट के माध्यम से विद्युत संकेत प्राप्त करना।इस प्रकार के सेंसर की संरचना सरल है, उच्च विश्वसनीयता, और अधिकांश यांत्रिक ट्रांसमिशन सिस्टम में टोक़ माप के लिए उपयुक्त है।
- प्रेरक टोक़ सेंसर:चुंबकीय पदार्थों के चुंबकीय प्रतिरोध प्रभाव का उपयोग करके, कॉइल के प्रेरण में परिवर्तन को मापकर टोक़ का पता लगाया जाता है। इस सेंसर में उच्च परिशुद्धता की विशेषताएं हैं,कम जड़ता, और तेजी से प्रतिक्रिया गति, और उच्च परिशुद्धता माप और उच्च गति अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है।
- हॉल प्रभाव टोक़ सेंसर:हॉल प्रभाव सिद्धांत का उपयोग करते हुए, चुंबकीय क्षेत्र की तीव्रता में परिवर्तन को मापने से टोक़ के मान प्राप्त किए जाते हैं। इस प्रकार के सेंसर में गैर-संपर्क, उच्च सटीकता,और उच्च गति, लेकिन यह एक बाहरी चुंबकीय क्षेत्र जनरेटर के साथ संयोजन में इस्तेमाल किया जाना चाहिए।
- पीज़ोइलेक्ट्रिक टॉर्क सेंसर:पिज़ोइलेक्ट्रिक प्रभाव के सिद्धांत का उपयोग करके, टोक़ को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है, और टोक़ मूल्य को वोल्टेज या चार्ज को मापकर प्राप्त किया जाता है।इस प्रकार के सेंसर में उच्च संवेदनशीलता और उच्च संकल्प की विशेषताएं हैं, लेकिन इसके लिए स्थिर बिजली की आपूर्ति की आवश्यकता होती है।
उपर्युक्त सामान्य प्रकारों के अतिरिक्त, अन्य प्रकार के टोक़ सेंसर जैसे कि वर्तमान प्रकार के टोक़ सेंसर और क्षमतात्मक टोक़ सेंसर हैं।विभिन्न प्रकार के टॉर्क सेंसरों की अलग-अलग विशेषताएं और अनुप्रयोग परिदृश्य होते हैं, और उपयुक्त सेंसर प्रकार का चयन वास्तविक जरूरतों और कार्य स्थितियों के आधार पर निर्धारित किया जाना चाहिए।
