ওজন/টান সেন্সরের অভ্যন্তরীণ গঠন এবং কার্যকারিতা

ওজন/টান সেন্সরের অভ্যন্তরীণ গঠন এবং কার্যকারিতা নীতি

একটি ওজন সেন্সর হল একটি যন্ত্র যা বল পরিমাপ করতে ব্যবহৃত হয়। যখন এটি বাহ্যিক বলের অধীনে আসে, তখন এটি তার আউটপুটে একটি বৈদ্যুতিক সংকেত তৈরি করে। স্ট্রেইন গেজ ওজন সেন্সর হল ওজন পরিমাপের জন্য ব্যবহৃত সবচেয়ে সাধারণ প্রকারগুলির মধ্যে একটি। এই নিবন্ধটি ওজন সেন্সরগুলির কার্যকারিতা নীতি এবং তাদের বিভিন্ন বৈশিষ্ট্যগুলি নিয়ে আলোচনা করবে।

**ওজন সেন্সর কি?**

একটি ওজন সেন্সর এক প্রকারের ফোর্স ট্রান্সডিউসার। একটি সেন্সর হল এমন একটি যন্ত্র যা এক প্রকার শক্তিকে একটি পাঠযোগ্য বৈদ্যুতিক সংকেতে রূপান্তরিত করে। বিশেষ করে, একটি ওজন সেন্সর বলকে একটি ভোল্টেজে রূপান্তরিত করে যা ইলেকট্রনিক সরঞ্জাম দ্বারা পাঠ করা যেতে পারে। দৈনন্দিন জীবনে সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত ওজন সেন্সর হল স্ট্রেইন গেজ প্রকার, যা প্রায় সব ওজন পরিমাপক যন্ত্রে বিদ্যমান।

**একটি ওজন সেন্সর কিভাবে কাজ করে?**

একটি ওজন সেন্সরের মধ্যে নমনীয় সাবস্ট্রেটের সাথে সংযুক্ত অত্যন্ত পাতলা প্রতিরোধক উপাদান থাকে। যখন একটি বাহ্যিক শক্তি ওজন সেন্সরের বডির উপর কাজ করে, তখন নমনীয় সাবস্ট্রেট বিকৃত হয়, যার ফলে প্রতিরোধক উপাদানও বিকৃত হয়। যেহেতু প্রতিরোধক ট্রেসগুলির মাত্রা পরিবর্তিত হয়, তাই তাদের বৈদ্যুতিক প্রতিরোধ ক্ষমতাও পরিবর্তিত হয়।

তবে, প্রতিরোধের পরিবর্তন উপাদানের মূল মোট প্রতিরোধের তুলনায় খুবই সামান্য - সাধারণত 1:100 এর কাছাকাছি। এটি সরাসরি পরম প্রতিরোধ ক্ষমতা পরিমাপ করা খুব কঠিন করে তোলে। অতএব, নমনীয় সাবস্ট্রেটের প্রতিরোধক উপাদানকে একটি সার্কিট কাঠামোতে সাজানো হয়, যা হুইটস্টোন ব্রিজ নামে পরিচিত। হুইটস্টোন ব্রিজ (এর প্রবর্তক চার্লস হুইটস্টোনের নামে নামকরণ করা হয়েছে) হল একটি হীরা-আকৃতির প্রতিরোধকের বিন্যাস, যার প্রতিটি পাশে একটি করে প্রতিরোধক রয়েছে, যা নীচের চিত্রে দেখানো হয়েছে:

হীরার আকারের বিপরীত কোণগুলির এক জোড়ার মধ্যে একটি উত্তেজনা ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হয় এবং অন্য জোড়া থেকে আউটপুট ভোল্টেজ সংকেতটি পাঠ করা যেতে পারে। সাধারণত, যখন কোনো বাহ্যিক শক্তি প্রয়োগ করা হয় না, তখন সমস্ত প্রতিরোধকের মান একই থাকে। হুইটস্টোন ব্রিজের প্রতিটি "লেগ" একটি প্রতিরোধক ভোল্টেজ বিভাজক হিসেবে কাজ করে। যেহেতু সমস্ত প্রতিরোধ ক্ষমতা সমান, তাই প্রতিটি লেগের আউটপুট ভোল্টেজও সমান হয় – যার মানে ডিফারেনশিয়াল আউটপুট 0V, কারণ আউটপুট পয়েন্টগুলি প্রতিটি বিভাজকের মধ্যবিন্দুতে থাকে। যখন একটি বাহ্যিক শক্তি প্রয়োগ করা হয়, তখন প্রতিরোধকগুলির মধ্যে একটির প্রতিরোধ ক্ষমতা পরিবর্তিত হয়, যা সেই লেগের ভোল্টেজ পরিবর্তন করে। এর ফলে আউটপুটে একটি ছোট ভোল্টেজ পার্থক্য দেখা যায়।

**একটি ওজন সেন্সর কিভাবে ব্যবহার করবেন?**

একটি ওজন সেন্সরের আউটপুট ভোল্টেজ খুবই ছোট এবং এটি একটি উচ্চ-প্রতিবন্ধক উৎস থেকে আসে (যেমন, প্রতিরোধক বিভাজক)। অতএব, ভোল্টেজটি সঠিকভাবে পড়তে, সংকেত কন্ডিশনিং অপরিহার্য। সংকেত কন্ডিশনিং সার্কিটের উচ্চ ইনপুট প্রতিবন্ধকতা থাকতে হবে যাতে বিভাজকগুলিতে লোড না হয়, উচ্চ সাধারণ-মোড প্রত্যাখ্যান অনুপাত থাকতে হবে কারণ প্রতিটি লেগের পরম ভোল্টেজ উত্তেজনা ভোল্টেজের অর্ধেক, এবং উচ্চ ডিফারেনশিয়াল লাভও থাকতে হবে। এর জন্য একটি ইন্সট্রুমেন্টেশন অ্যামপ্লিফায়ারের ব্যবহার প্রয়োজন, যা উপরের সমস্ত মানদণ্ড পূরণ করে। নীচের চিত্রটি AD620 ইন্সট্রুমেন্টেশন অ্যামপ্লিফায়ার ব্যবহার করে একটি উদাহরণ সার্কিট দেখায় যার লাভ 100, অর্থাৎ প্রতি 1mV ইনপুট ভোল্টেজের জন্য, আউটপুট হবে 100mV। উদাহরণস্বরূপ, যদি ব্রিজের ফুল-স্কেল আউটপুট হয় ±25mV, তাহলে অ্যামপ্লিফায়ারের আউটপুট হবে ±2.5V।

**ডিজিটাল ওজন সেন্সর**

অ্যানালগ ওজন সেন্সর ব্যবহারের সাথে সম্পর্কিত প্রযুক্তিগত চ্যালেঞ্জগুলি কাটিয়ে উঠতে, UART এবং RS485-এর মতো ইন্টারফেস সহ ডিজিটাল ওজন সেন্সর নির্বাচন করা যেতে পারে। এই সেন্সরগুলি স্ট্যান্ডার্ড MODBUS-RTU যোগাযোগ প্রোটোকল সমর্থন করে, যা PLC, কম্পিউটার, ডিসপ্লে মডিউল এবং ওয়্যারলেস ডেটা ট্রান্সমিশন ইউনিটের মতো ডিভাইসের সাথে সহজে সংযোগ স্থাপন করতে সক্ষম করে।