सेंसर (sensor)

इस लेख में, हम आपको उन प्रकार के सेंसर से परिचित कराने जा रहे हैं जिनका उपयोग हम अक्सर औद्योगिक उपकरणों में करते हैं।

एक संवेदक एक उपकरण है जो तापमान, दबाव या गति जैसे भौतिक गुणों का पता लगाता है और मापता है, और उन्हें एक ऐसे रूप में परिवर्तित करता है जिसे पर्यवेक्षक या मापने वाले उपकरण द्वारा पढ़ा और समझा जा सकता है। सेंसर का उपयोग विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों में किया जाता है, वैज्ञानिक अनुसंधान से लेकर औद्योगिक नियंत्रण प्रणाली तक स्मार्टफोन और स्मार्ट घरेलू उपकरणों जैसे रोजमर्रा के उपकरणों में।

कई अलग-अलग प्रकार के सेंसर हैं, प्रत्येक को एक विशिष्ट भौतिक संपत्ति का पता लगाने और मापने के लिए डिज़ाइन किया गया है। कुछ सामान्य प्रकार के सेंसर में शामिल हैं:

तापमान संवेदक (Temperature sensors) जो सिस्टम या पर्यावरण के तापमान को मापते हैं।
दबाव संवेदक (Pressure sensors) जो गैस या तरल दबाव को मापते हैं।
मोशन सेंसर (Motion sensors) जो गति या किसी वस्तु की उपस्थिति का पता लगाते हैं।
आर्द्रता सेंसर (Humidity sensors) जो हवा की आर्द्रता (नमी सामग्री) को मापते हैं।
प्रकाश संवेदक (Light sensors) जो प्रकाश की तीव्रता और रंग का पता लगाते हैं।
निकटता सेंसर (Proximity sensors) जो एक निश्चित दूरी पर किसी वस्तु या व्यक्ति की उपस्थिति का पता लगाते हैं।

सेंसर को उनके द्वारा मापी जाने वाली भौतिक संपत्ति के प्रकार, संपत्ति का पता लगाने और मापने के लिए उपयोग की जाने वाली तकनीक और उनके द्वारा प्रदान किए जाने वाले आउटपुट के प्रकार के आधार पर वर्गीकृत किया जा सकता है। कुछ सेंसर एक निरंतर आउटपुट प्रदान करते हैं, जैसे कि एक तापमान सेंसर, जो वोल्टेज या करंट को मापने वाले तापमान के अनुपात में उत्पन्न करता है। अन्य सेंसर असतत आउटपुट प्रदान करते हैं, जैसे मोशन सेंसर जो गति का पता लगाने पर डिजिटल सिग्नल उत्पन्न करता है।

सेंसर कई इलेक्ट्रॉनिक और मैकेनिकल सिस्टम के आवश्यक घटक हैं जो उन्हें अपने पर्यावरण के साथ बातचीत करने और एकत्रित डेटा के आधार पर बुद्धिमान निर्णय लेने की अनुमति देते हैं। सेंसर के बिना, हम प्रतिदिन जिन तकनीकों पर भरोसा करते हैं उनमें से कई संभव नहीं होंगी।

हम सेंसर की दो व्यापक श्रेणियों को देखेंगे: डिजिटल(Digital) सेंसर जो ऑन/ऑफ सिग्नल उत्पन्न करते हैं, और एनालॉग(Analog) सेंसर जो एक सीमा को मापते हैं। प्रतिलाभ की मात्रा।

डिजिटल(Digital) सेंसर

डिजिटल सेंसर अब तक औद्योगिक दुनिया में सबसे ज्यादा इस्तेमाल किए जाने वाले सेंसर हैं। "डिजिटल" या "बाइनरी" सेंसर क्या है? सैद्धांतिक रूप से, हम किसी ऐसी चीज़ के बारे में बात कर रहे हैं जो प्रति सेंसर एक या अधिक सूचनाएं लौटाती है। प्रारंभ में सेंसर सरल थे, एक संपर्क जो दूसरे संपर्क को छूता था जब कुछ पाया जाता था जहां उसे रुकना चाहिए था। उन पुरानी मशीनों में अक्सर 110 वोल्ट होता था जो ऑपरेटर को मशीन के फ्रेम को छूने या पास करने के लिए उजागर करता था ।

बाद में यह एक स्विच बन गया जो किसी जगह पर आने पर फ़्लिप हो गया। इन्हें "सीमा स्विच" के रूप में जाना जाता है और अभी भी उपयोग में हैं। हम इस प्रकार के सेंसर का उपयोग किसी भी चीज़ के लिए करते हैं जिसे हम दो राज्यों में विभाजित करते हैं - चालू और बंद, सही और गलत, है और नहीं। उदाहरण के लिए: स्थिति में, पूर्ण, खाली, चालू और चालू। आइए इस प्रकार के सेंसरों के कुछ उदाहरण देखें। सबसे पहले, जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, अभी भी विभिन्न प्रकार के यांत्रिक स्विच हैं। सीमा स्विच अभी भी बदसूरत, गंदे वातावरण में उपयोग किए जाते हैं, उनके "कवच-चढ़ाया" निर्माण के लिए धन्यवाद। पिछले कुछ वर्षों में उनके कम लोकप्रिय होने का एक बड़ा कारण यह है कि वे उपलब्ध अन्य सेंसरों की तुलना में बहुत बड़े हैं।

निकटता सेंसर, जिसे अक्सर "प्रॉक्सी" कहा जाता है, चुंबकीय क्षेत्रों का उपयोग करके निकट धातु की वस्तुओं का पता लगाने के लिए उपयोग किया जाता है। कई परिवेशों में, ये स्टेट सेंसिंग अनुप्रयोगों में सीमा स्विच को बदल चुके हैं। ऑप्टिकल सेंसर में निकटता सेंसर की तुलना में लंबी दूरी होती है, लेकिन गंदगी और अन्य पर्यावरणीय और यांत्रिक मुद्दों के प्रति अधिक संवेदनशील होते हैं क्योंकि वे संवेदन के लिए प्रकाश का उपयोग करते हैं। हम अक्सर उनका उपयोग करते हैं जहां हम इस बारे में पसंद नहीं करते हैं कि लक्ष्य कहां है, लेकिन हमें यह जानने की जरूरत है कि यह "वहां" है, जैसे कन्वेयर पर बक्से जहां हमें परवाह नहीं है कि कन्वेयर कहां है, बस यह गुजर रहा है। कैपेसिटिव प्रॉक्सिमिटी सेंसर एक प्रॉक्सिमिटी सेंसर की तरह होते हैं, लेकिन गैर-प्रवाहकीय सामग्री का पता लगाने के लिए। वे संदूषण के प्रति बहुत संवेदनशील हैं और ऐतिहासिक रूप से बहुत विश्वसनीय नहीं रहे हैं। अल्ट्रासोनिक निकटता डिटेक्टर उच्च-आवृत्ति ध्वनि का उपयोग करके ठोस वस्तुओं का पता लगाते हैं लेकिन पर्यावरणीय परिस्थितियों और गंदगी के लिए अतिसंवेदनशील होते हैं। हम उनका बहुत बार उपयोग नहीं करते हैं, लेकिन वे संवेदन समस्याओं को हल कर सकते हैं और कुछ नहीं।

एक सहायक संपर्क रिले का एक हिस्सा है। ये हमें बताते हैं कि रिले को नियंत्रित करने वाली कोई भी चीज़ कब चालू या बंद हो गई है। एक पुशबटन ऑपरेटर की कार्रवाई को भांप लेता है। अभी के लिए, हम डिजिटल सेंसर के बारे में इतना ही कहेंगे। अधिकांश नियंत्रण अभी भी संकेतों को चालू/बंद करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं, इसलिए ये एक नियंत्रण इंजीनियर के जीवन की "रोटी और मक्खन" हैं। एक समय में, कारों में कोई ईंधन गेज नहीं था, और आपके पास एक आरक्षित टैंक होना चाहिए - एक गैस कैन - ताकि जब आप बाहर भागे, तो आप एक ईंधन स्टेशन तक पहुँच सकें। अब सभी कारों में फ्यूल गेज होते हैं, और हम आगे उन सेंसर्स को देखेंगे जो इसे संभव बनाते हैं, साथ ही ऑटोमेशन के लिए आवश्यक कई अन्य मापों के साथ।

एनालॉग (Analog) सेंसर

एक एनालॉग सेंसर एक सेंसर है जो एक चर भौतिक मात्रा को एक संकेत में परिवर्तित करता है जिसे नियंत्रण प्रणाली समझती है – वोल्टेज या करंट। भौतिक राशियों से हमारा तात्पर्य तापमान, दाब, आर्द्रता, दूरी और गति से है। उनमें से प्रत्येक के लिए एक सामान्य सेंसर श्रेणी है। कुछ सेंसर एक डिवाइस में दो सिग्नल बनाने के लिए तापमान और आर्द्रता या दूरी और गति जैसी मात्राओं को जोड़ते हैं। इन उपकरणों द्वारा उत्पन्न संकेतों की कई सामान्य श्रेणियां हैं।

तापमान को महसूस करने के लिए, उपकरण स्वयं या तो थर्माकोपल्स के मामले में मिलिवोल्ट रेंज में एक संकेत उत्पन्न करते हैं, या प्रतिरोध तापमान डिटेक्टरों (आरटीडी) के मामले में एक चर प्रतिरोध। उनकी उच्च सटीकता और दोहराव के कारण, आरटीडी आम तौर पर बेहतर संवेदन तत्व होते हैं जब हम उनका उपयोग कर सकते हैं। पीएलसी में ऐसे कार्ड होते हैं जिन्हें विशेष रूप से इन दोनों प्रकार के उपकरणों को संभालने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

नियंत्रण प्रणाली से कनेक्ट करने से पहले, शेष सिग्नल रेंज स्थानीय रूप से वोल्टेज या वर्तमान में अधिक सामान्य रूप से समझने वाले सिग्नल फॉर्म में परिवर्तित हो जाती है। यदि तापमान संकेतों को नियंत्रण प्रणाली के लिए एक लंबा रास्ता तय करना पड़ता है, तो हम आमतौर पर उन्हें उसी तरह परिवर्तित करते हैं। शोर प्रतिरक्षा और अन्य सुविधाओं के लिए आज सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला मानक 4-20mA सिग्नल है, और मैंने जिस प्रकार के एनालॉग सेंसर का उल्लेख किया है, उसे आमतौर पर इस प्रकार के आउटपुट के साथ खरीदा जा सकता है।

हमने लगभग हर औद्योगिक नियंत्रण प्रणाली में उपयोग किए जाने वाले प्राथमिक सेंसर का त्वरित दौरा किया है। इन सेंसरों के साथ, हम सब कुछ मापते हैं जो ऑपरेटर बॉयलर में भाप के दबाव और तापमान के लिए टैंक में तरल की ऊंचाई तक धकेलता है। ये सेंसर और कई अन्य, हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर द्वारा संसाधित उनके संकेतों के साथ, दुनिया की औद्योगिक प्रक्रियाओं को नियंत्रित करते हैं।