محول إشارة

محول إشارة
المبدّل أو محوّل الطاقة أو محوّل الإشارة، . تعريفه عام: «وسيلة لتحويل الطاقة من صورة إلى أخرى»، إلا أن المراد غالبا جهاز يحول الطاقة من صورة ميكانيكية إلى كهربية.
في حالات كثيرة غالبا ما تكون الكمية المراد قياسها غير كهربية ولتسجيل أو تداول الكمية المقاسة في عمليات التحكم فإنه يلزم غالبا تحويلها إلى كمية كهربية.
أنواع محولات الإشارة
تتنوع محولات الإشارة بناء على تصنيفاتها المختلفة كالتالي:
أساس عملية تحويل الإشارة
يقصد بأساس عملية التحويل نوع الكمية الفيزيائية التي يتم التحويل على أساس التغير في قيمتها، كأن تكون مقاومة كهربية أو سعة كهربية أو غير ذلك.
التحويل أولي أم ثانوي
بعض وسائل القياس قد تحتوي على أكثر من مرحلة لتحويل الإشارة، وهنا يكون المحول الأولي هو الذي يقوم بأول مرحلة للتحويل.
أما المحول الثانوي فيقوم بعمليات تحويل تالية أو ثانوية.
عملية التحويل فعالة أم غير فعالة
عندما تتم عملية التحويل بصورة غير فعالة فإن هذا يعني أن المحولات تحتاج لمصدر طاقة خارجي لإجراء عملية القياس أو تحويل إشارة القياس.
و تعرف المحولات هنا بأنها محولات غير فعالة .
و مثال على ذلك عملية قياس الانفعال باستخدام قنطرة هويتستون حيث يلزم وجود مصدر طاقة كهربائية في دائرة القياس.
أما عندما تتم عملية التحويل بصورة فعالة فإن هذا يعني أن المحولات يتم فيها تحويل الإشارة باستخدام الطاقة الموجودة في الإشارة المقاسة نفسها.
و تعرف المحولات هنا بأنها محولات فعالة .
و مثال على ذلك الازدواج الحراري حيث يتولد تيار في دائرة القياس ناتج عن فرق درجات الحرارة.
التحويل رقمي أم تناظري
بعض المحولات يتم فيها تحويل الإشارة تحويل رقمي حيث تكون الإشارة الناتجة فيه متقطعة، وتعرف هذه المحولات بأنها محولات رقمية .
أما التحويل التنظاري فتكون الإشارة الناتجة مستمرة، وتعرف المحولات التي يتم فيها تحويل الإشارة تناظريا بأنها محولات تناظرية .
محول أم محول عكسي
يقصد بمحول الإشارة العكسي المحول الذي يقوم بتحويل الإشارة الكهربية إلى ميكانيكية، وهذا يتضح في عمليات التحكم، والتي هي من أهم أهداف عملية القياس حيث يقوم المحول العكسي بعمل حركة ميكانيكة ناتجة عن إشارة كهربية.
مثال على ذلك محطات القوى البخارية حيث يتم التحكم في الصمامات أليا عن طريق الهواء المضغوط, و يكون الجزء المسئول عن إدخال الهواء وكميته و توقيته هو المحول العكسي.
الخصائص المثالية
مدى القياس كبير.
إمكانية التكرارية لعملية القياس بشكل كبير.
ضوضاء منخفضة.
التخلفية والخطأ في القياس منخفضة مما يعني ارتفاع الدقة.
التطبيقات
كهرومغناطيسية
هوائي : يحول الموجات الكهرومغناطيسية إلي إشارات كهربية والعكس.
مخزن مغناطيسي : تحول الحركة النسبية إلى إشارات كهربية والعكس.
(بالإنجليزية: Tape head)، رأس القرص للقراءة والكتابة المستخدم في شرائط الكاسيت وقرص تخزين البيانات المغناطيسي: يحول المجالات المغناطيسية الموجودة على وسط ممغنط إلى إشارات كهربية والعكس.
: هو محول يغير الجهد الكهربي الخارج منه استجابة ل مجال مغناطيسي ، وتستخدم مستشعرات تاثير هال في تطبيقات تحديد موضع الأجسام و السرعة.
كهروكيميائية
عمليات فحص الرقم الهيدروجيني في مقياس الأس الهيدروجيني.
خلايا الوقود الكهروكيميائية
.
كهروميكانيكية
تٌسمى عموما الأجهزة الكهربائية ذات الخرج الميكانيكيبالمشغلات الميكانيكية (المحركات) , منها على سبيل المثال:
جهاز مقياس التسارع .
.
بوليمرات نشطة كهربائيا.
الموتور الدوار ووالماتور الخطي.
الجلفانومتر.
محول المتغيرات التفاضلية الخطية ومحول المتغيرات التفاضلية الدوارة: محولات كهربية تستخدم لقياس التغير الخطي والزاوي في الإزاحات.
خلية الحِمل : تحول القوة المؤثرة إلى جهد كهربي بالمللي فولت أو الفولت عن طريق استخدام مقياس الانفعال .
أنظمة كهروميكانيكية مصغرة.
مقياس الجهد (عند استخدامه لتحديد الموضع).
مستشعر الضغط.
مقياس الانفعال.
شريحة قياس الجهد : محول يستخدم لتحديد وقياس التحرك الخطي والسرعة باستخدام كابل مرن وإسطوانة محملة بزنبرك ومستشعر دوار.
مستشعر اللمس.
محول يعمل بالاهتزاز .
كهروسمعية
مكبر الصوت و السماعة: يحولان الإشارات الكهربية إلى صوت (إشارة كهربية مكبرة>>مجال مغناطيسيي>> حركة>>ضغط هواء).
ميكروفون: يحول الموجات الصوتية إلى إشارات كهربية (ضغط هواء>>حركة موصل كهربائي>> مجال مغناطيسيي>>إشارة كهربية).
اللاقط الموسيقي: يحول حركة الأوتار المعدنية إلى إشارات كهربية.
محول اللمس: يحول الإشارات الكهربية إلى اهتزازات.
البلور الكهروضغطي: يحول اهتزازات طبقات البلور الصلبة إلى إشارات كهربية والعكس.
الميكروفون الأرضي : يحول الاهتزازات في القشرة الأرضية إلى جهد كهربي.
الجرامافون: ضغط هواء>>حركة>>مجال مغناطيسي>>إشارة كهربية.
الميكروفون المائي : يحول التغيرات في ضغط الماء إلى إشارات كهربية حيث يسستخدم تحت الماء لسماع وتسجيل الأصوات تحت الماء.
السونار المستجيب: ضغط ماء>>حركة موصل كهربي أو ملف>>مجال مغناطيسي>>إشارة كهربية.
جهاز إرسال وإستقبال الموجات الفوق صوتية : يرسل الموجات الفوق صوتية (المحولة من إشارات كهربية) ويستقبلها مرة أخرى بعد إصطدامها بأجسام وانعكاسها بهدف تكوين صور لهذه الأجسام والكشف عنها.
كهروضوئية
مصباح الفلورسنت: يحول الطاقة الكهربية إلى ضوء متنافر.
مصباح وهاج: يحول الطاقة الكهربية إلى ضوء متنافر.
صمام ثنائي(الدايود) باعث للضوء : يحول الطاقة الكهربية إلى ضوء متنافر.
صمام ثنائي ليزري : يحول الطاقة الكهربية إلى ضوء متماسك.
الصمام الثنائي الضوئي، المقاومة الضوئية, الترانزستور الضوئي، المضخم الضوئي: يحولون موجات الضوء المتغيرة إلى إشارات كهربية.
مكشاف ضوئي أو مقاومة ضوئية: يحول موجات الضوء المتغيرة إلى مقاومة كهربية.
أنبوب أشعة الكاثود: يحول الإشارات الكهربية إلى إشارات ضوئية مرئية(يستخدم في التلفاز).
كهروإستاتيك
مقياس الكهرباء : يقيس الشحنات الكهربية وفرق الجهد الكهربي.
كهروحراري
مقاومة تحديد درجة الحرارة: تحول درجات الحرارة إلى إشارة مقاومة كهربية.
المزدوج الحراري: يحول درجات حرارة الوصلات المعدنية إلى جهد كهربي.
الثرمستور: مقاومة كهربائية تعتمد درجة مقاومتها بشكل كبير علي درجات الحرارة.
الإذاعة الصوتية
أنبوب جايجر-مولر: يحول الإشعاع الأيوني الساقط إلى إشارة كهربية نبضية.
مستقبل الراديو : يحول الإشارات الكهرومغناطيسية المرسلة إلى إشارات كهربية.
مرسل الراديو: يحول الإشارات الكهربية إلى إشارات كهرومغناطيسية يتم إرسالها.
انظر أيضا
إشارة
معالجة الإشارة
إشارة رقمية
إشارة تناظرية
محول دلتا ستار
المراجع
إلكترونيات
قياسات
مبدلات