เซ็นเซอร์, ทรานสดิวเซอร์ และ ทรานสมิตเตอร์

เซ็นเซอร์ หรือ Sensor คือสิ่งที่ใช้บ่งบอกสถานะของปริมาณทางกายภาพ อาทิเช่น แสง อุณหภูมิ ความชื้น เป็นต้น โดยตัวเซ็นเซอร์จะมีคุณสมบัติตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของปริมาณทางกายภาพนั้นๆ และให้เอ้าท์พุทออกมาอย่างตรงไปตรงมา เช่น สเตรนเกจ ที่ความต้านทานไฟฟ้าจะเปลี่ยนแปลงตามการยืดหด เป็นต้น

                             รูปที่ 1 โครงสร้างการทำงานของเซ็นเซอร์

ทรานสดิวเซอร์ หรือ Transducer คือเซ็นเซอร์ที่มีการเพิ่มกระบวนการการเปลี่ยนแปลงรูปแบบของพลังงานเข้าไปเพื่อให้ได้ออกมาซึ่งสัญญาณส่งออกที่ต้องการ กล่าวคือ ทรานสดิวเซอร์คือ เซ็นเซอร์ที่มีการเปลี่ยนแปลงรูปแบบพลังงาน ในตัวนั้นเอง (Transducer = Sensor + Transduction element) เช่น Load Cell หรือ Load Transducer ที่มีการเปลี่ยนแปลงแรงกดให้ออกมาในรูปแบบของแรงดันไฟฟ้าจากความต้านทานของ สเตรนเกจใน Load Cell ที่เปลี่ยนไป เป็นต้น

                        รูปที่ 2 โครงสร้างการทำงานของทรานสดิวเซอร์

กล่าวคือ ทรานสดิวเซอร์ต้องการมีเซนเซอร์ แต่เซ็นเซอร์ไม่ต้องการทรานสดิวเซอร์ ทั้งนี้ สัญญาณที่ได้ออกมาจากเซ็นเซอร์หรือทรานสดิวเซอร์นั้นอาจยังไม่พอที่จะนำมาใช้งาน จำเป็นต้องแปลงสัญญาณอีก เพื่อให้ได้สัญญาณสุดท้ายออกมาเป็นมาตรฐานและพร้อมใช้งาน โดยอุปกรณ์ที่ใช้ในการแปลงสัญญาณนี้เรียกว่า ทรานสมิตเตอร์

 

ทรานสมิตเตอร์ หรือ Transmitter คืออุปกรณ์ที่ใช้ในการแปลงสัญญาณจากเครื่องมือวัดต่างๆ ( เซนเซอร์หรือทรานสดิวเซอร์ ) เพื่อให้สัญญาณสุดท้ายออกมาเป็น สัญญาณมาตรฐาน เพื่อนำสัญญาณไปใช้ในการควบคุมหรือแสดงผลในอุปกรณ์ต่างๆต่อไป ซึ่งโดยทั่วไปแล้วสัญญาณวัดมาตรฐานที่เจอได้บ่อยจะอยู่ในรูปแบบของสัญญาณทางไฟฟ้าแบบ Analog ที่แบ่งออกได้เป็น 2 ชนิดคือ

1.สัญญาณกระแสไฟฟ้ามาตรฐาน
เป็นสัญญาณในรูปของกระแสไฟฟ้า โดยที่นิยมใช้จะเป็นสัญญาณ 4-20 mA ซึ่งความหมายก็คือ ค่าต่ำสุด (0%) และสูงสุด (100%) ที่เครื่องมือวัดตรวจจับได้จะถูกแปลงออกมาเป็นกระแสไฟ 4 mA และ 20 mA ตามลำดับ ภายใต้ความสัมพันธ์เชิงเส้น

              รูปที่ 3 การเทียบแปลงสัญญาณไฟฟ้ามาตรฐาน

2.สัญญาณแรงดันไฟฟ้ามาตรฐาน
เป็นสัญญาณในรูปของแรงดันไฟฟ้า โดยที่นิยมใช้จะเป็นสัญญาณ 1-5 V ความหมายก็คือ ค่าต่ำสุด (0%) และสูงสุด (100%) ที่เครื่องมือวัดตรวจจับได้จะถูกแปลงออกมาเป็นแรงดันไฟฟ้า 1 V และ 5 V ตามลำดับ ภายใต้ความสัมพันธ์เชิงเส้น

นอกจากนี้ยังมีสัญญาณมาตรฐานอื่นแต่คนนิยมใช้น้อย เช่น สัญญาณกระแสไฟฟ้า 0-20 mA, 10-50 mA, 0-1 mA สัญญาณแรงดันไฟฟ้า 0-10 mV , 0-5 V, 0-10 V เป็นต้น โดยในงานที่จำเป็นต้องส่งรับสัญญาณในระยะไกล การสื่อสารโดยใช้กระแสไฟฟ้าจะแม่นยำมากกว่าใช้แรงดันไฟฟ้า เพราะเมื่อระยะทางมากขึ้นอาจทำให้แรงดันไฟฟ้าตกได้

                 รูปที่ 4 ตัวอย่างโครงสร้างการอานค่าน้ำหนักจาก Load Cell โดยใช้ Indicator

จากภาพข้างต้นเมื่อออกแรงกด Load Cell จะทำเกิดการยืดของวัสดุ ส่งผลให้ สเตรนเกจที่เป็นเซ็นเซอร์ภายใน Load Cell มีค่าความต้านทานเปลี่ยนไป จากนั้น Load Cell ที่เป็นทรานสดิวเซอร์จะทำการแปลงพลังงานจากแรงกดเป็นแรงดันไฟฟ้าโดยใช้แรงดันไฟฟ้าภายนอกจาก Indicator มาช่วย ได้เป็นสัญญาณแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมภายในส่งออกมาจาก Load Cell อีกที โดยจะเป็นสัญญาณไฟแรงดันต่ำในหน่วย mV ซึ่งเมื่อสัญญาณเข้าไปสู่ Indicator ที่มีทรานสมิตเตอร์ในตัวก็จะแปลงสัญญาณดังกล่าวให้เป็นสัญญาณไฟฟ้ามาตรฐาน ( 4-20 mA , 0 – 5 V ) เพื่อแสดงผลหรือส่งต่อไปยังอุปกรณ์ควบคุมอื่นต่อไป

ใส่ความเห็น