2. TRANSDUCERS AND STRAIN GAUGES Notes in hindi

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Subject - MEASUREMENTS & METROLOGY ME 4001(Same in MA 4001)
Branch - Mechanical Engineering
Semester - 4th Semester

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2. ट्रांसड्यूसर और स्ट्रेन गेज (Transducers and Strain Gauges)

2.1 परिचय और ट्रांसड्यूसर (Introduction and Transducers)

ट्रांसड्यूसर वह यंत्र होता है जो एक प्रकार की ऊर्जा को दूसरी प्रकार की ऊर्जा में बदलता है। यह मुख्य रूप से भौतिक मात्राओं (जैसे बल, दाब, तापमान, विस्थापन) को विद्युत संकेतों में परिवर्तित करने के लिए प्रयोग किया जाता है।

ट्रांसड्यूसर के प्रकार:

सक्रिय ट्रांसड्यूसर (Active Transducer): यह स्वयं विद्युत ऊर्जा उत्पन्न करता है। उदाहरण – पिजोइलेक्ट्रिक ट्रांसड्यूसर।
निष्क्रिय ट्रांसड्यूसर (Passive Transducer): यह बाहरी ऊर्जा स्रोत की आवश्यकता पर निर्भर करता है। उदाहरण – स्ट्रेन गेज, तापमान संवेदक।

ट्रांसड्यूसर के उपयोग:

औद्योगिक स्वचालन (Industrial Automation)
जैवचिकित्सा (Biomedical Applications)
संरचनात्मक निगरानी (Structural Monitoring)

2.2 स्ट्रेन गेज (Strain Gauge)

स्ट्रेन गेज एक प्रकार का सेंसर होता है जो किसी वस्तु में होने वाले तन्य प्रभाव (Strain) को मापता है। जब किसी वस्तु पर बल लगाया जाता है, तो उसकी आकृति में परिवर्तन होता है, और यह परिवर्तन स्ट्रेन गेज द्वारा मापा जाता है।

कार्यप्रणाली:

जब किसी धातु की तार को खींचा या दबाया जाता है, तो उसकी प्रतिरोध (Resistance) बदल जाती है।
यह परिवर्तन विद्युत संकेत में बदलकर मापा जाता है।

स्ट्रेन गेज का उपयोग:

संरचनात्मक निगरानी (Structural Health Monitoring)
एयरोस्पेस और ऑटोमोटिव उद्योग
बल और दबाव मापने वाले उपकरण

2.3 बल मापन (Force Measurement)

बल मापन के लिए लोड सेल (Load Cell) का उपयोग किया जाता है। यह आमतौर पर एक ट्रांसड्यूसर होता है जो लगाए गए बल को विद्युत संकेत में परिवर्तित करता है।

बल मापन विधियाँ:

स्ट्रेन गेज आधारित लोड सेल:
- वस्तु के भार से उत्पन्न विकृति को मापता है।
- सबसे आम और सटीक तकनीक।
हाइड्रोलिक लोड सेल:
- तरल दाब परिवर्तन का उपयोग करके बल मापता है।
पिजोइलेक्ट्रिक लोड सेल:
- क्रिस्टल पर बल लगाने पर उत्पन्न वोल्टेज को मापता है।

उपयोग:

औद्योगिक भार मापन
ट्रक वज़न मापन
निर्माण और संरचनात्मक परीक्षण

2.4 टॉर्क मापन (Torque Measurement)

टॉर्क मापन का उपयोग घूर्णी बल (Rotational Force) को मापने के लिए किया जाता है।

टॉर्क मापन के तरीके:

स्ट्रेन गेज आधारित टॉर्क मीटर:
- घूर्णी शाफ्ट पर स्ट्रेन गेज लगाए जाते हैं जो विकृति के कारण प्रतिरोध में परिवर्तन को मापते हैं।
ऑप्टिकल टॉर्क सेंसर:
- लेज़र और प्रकाशीय संकेतों का उपयोग करके टॉर्क मापता है।
हाइड्रोलिक टॉर्क मीटर:
- द्रव दाब परिवर्तन से टॉर्क मापता है।

उपयोग:

ऑटोमोबाइल इंजन परीक्षण
औद्योगिक मशीनरी
वायुयान प्रणोदन प्रणाली

2.5 दाब मापन: मैकलिओड गेज (Pressure Measurement: McLeod Gauge)

मैकलिओड गेज एक प्रकार का दाब मापन यंत्र है जो विशेष रूप से अत्यंत कम दाब (Vacuum Pressure) को मापने के लिए उपयोग किया जाता है।

कार्य सिद्धांत:

यह गैस को एक संकीर्ण ट्यूब में संपीड़ित करता है और दबाव को मापने के लिए उसके आयतन में बदलाव का उपयोग करता है।
यह गैस के तापमान और अन्य गुणों से स्वतंत्र रूप से कार्य करता है, जिससे यह बहुत सटीक होता है।

उपयोग:

वैज्ञानिक प्रयोगशालाओं में उच्च वैक्यूम माप के लिए
गैस उत्पादन और प्रसंस्करण उद्योग में
स्पेस रिसर्च और सेमीकंडक्टर निर्माण में

निष्कर्ष:

ट्रांसड्यूसर और स्ट्रेन गेज उद्योगों और अनुसंधान के विभिन्न क्षेत्रों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। ये बल, टॉर्क, और दाब को मापने के लिए आवश्यक उपकरण हैं, जो उच्च सटीकता और विश्वसनीयता प्रदान करते हैं।