“सक्रिय ट्रांसड्यूसर ट्रांसड्यूसर होते हैं जो प्रक्रिया चर के मापन के लिए किसी बाहरी शक्ति का उपयोग नहीं करते हैं। ये ट्रांसड्यूसर स्वयं उत्पन्न करने वाले उपकरण हैं जो ऊर्जा रूपांतरण सिद्धांत के तहत काम करते हैं। दूसरे शब्दों में, सक्रिय ट्रांसड्यूसर मापी जाने वाली भौतिक मात्रा के जवाब में अपने समकक्ष विद्युत उत्पादन का उत्पादन करता है।”
सक्रिय ट्रांसड्यूसर के लिए एक ब्लॉक आरेख नीचे दिखाया गया है-
सक्रिय ट्रांसड्यूसर उदाहरण-
सक्रिय ट्रांसड्यूसर के कुछ उदाहरण इस प्रकार हैं-
• थर्मोकपल
• थर्मोपाइल्स,
• पीजो-इलेक्ट्रिक क्रिस्टल
• फोटोवोल्टाइक सेल
• मूविंग कॉइल जनरेटर
नोट- ट्रांसड्यूसर जो सक्रिय ट्रांसड्यूसर होने के लिए भ्रम पैदा करते हैं लेकिन वे वास्तव में निष्क्रिय ट्रांसड्यूसर हैं ऐसे निष्क्रिय ट्रांसड्यूसर उदाहरण इस प्रकार हैं-
• पोटेंशियोमीटर
• विकृति प्रमापक
• एलवीडीटी
• आरटीडी
• थर्मिस्टर
• प्रतिरोधक ट्रांसड्यूसर
• आगमनात्मक ट्रांसड्यूसर
• कैपेसिटिव ट्रांसड्यूसर
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थर्मोकपल-
थर्मोकपल को सक्रिय ट्रांसड्यूसर कहा जाता है जिसका उपयोग तापमान माप के लिए किया जाता है। एक थर्मोकपल सेंसर में दो असमान धातु के तार होते हैं जो दोनों सिरों पर जुड़े होते हैं। यहां एक सिरे के जोड़ (हॉट जंक्शन के रूप में जाना जाता है) को मापने के लिए तापमान पर रखा जाता है और दूसरे सिरे के जोड़ (कोल्ड जंक्शन के रूप में जाना जाता है) को परिवेश के तापमान पर परिवेश के तापमान पर रखा जाता है।
थर्मोकपल सीबेक इफेक्ट पर आधारित है जिसमें कहा गया है कि जब दो असमान धातुओं के जंक्शनों को अंतर तापमान (यानी गर्म या ठंडा) पर रखा जाता है, तो एक वोल्टेज (थर्मो ईएमएफ के रूप में जाना जाता है) तापमान के अंतर के समानुपाती उत्पन्न होता है। तापमान का पता लगाने/मापने के लिए बाहरी शक्ति की कोई आवश्यकता नहीं है।
थर्मोकपल को दर्शाने वाला चित्र इस प्रकार दिया गया है-
थर्मोपाइल्स-
थर्मोपाइल्स को सक्रिय ट्रांसड्यूसर कहा जाता है क्योंकि माप के लिए आधार तत्व थर्मोकपल हैं जो इसी तरह सी-बेक प्रभाव पर आधारित हैं। थर्मोपाइल का उपयोग तापमान के अंतर को मापने के लिए किया जाता है। यह तापीय ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है। यह श्रृंखला या समानांतर में जुड़े कई थर्मोकपल का उपयोग करता है। थर्मोपाइल्स का उपयोग संपर्क रहित तापमान संवेदन के लिए किया जाता है। थर्मोपाइल का कार्य वस्तु से उत्सर्जित ऊष्मा विकिरण को विद्युत वोल्टेज आउटपुट में स्थानांतरित करना है। आउटपुट दसियों या सैकड़ों मिली-वोल्ट की सीमा में है। थर्मोपाइल विन्यास को दर्शाने वाला एक चित्र इस प्रकार दिखाया गया है-
पीजो-इलेक्ट्रिक क्रिस्टल-
पीजो इलेक्ट्रिक ट्रांसड्यूसर को सक्रिय ट्रांसड्यूसर कहा जाता है जो बल, दबाव या कंपन माप के लिए उपयोग किया जाता है। जब क्वार्ट्ज, टूमलाइन, रोशेल नमक और पुखराज आदि जैसे पीजो इलेक्ट्रिक क्रिस्टल संकुचित या तनावग्रस्त होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप इसकी विकृति होती है, तो इसकी सतहों पर एक छोटा वोल्टेज उत्पन्न होता है, क्रिस्टल की इस संपत्ति को पीजो इलेक्ट्रिक इफेक्ट कहा जाता है जिसे कभी-कभी पीजोइलेक्ट्रिकिटी के रूप में जाना जाता है। ये क्रिस्टल आकार में हेक्सागोनल होते हैं जिनमें तीन अक्ष होते हैं जिन्हें ऑप्टिकल, इलेक्ट्रिकल और मैकेनिकल नाम दिया जाता है।
पीजो-बिजली का मूल सिद्धांत परिभाषित करता है कि जब क्रिस्टल पर एक बल लगाया जाता है, तो वह बिजली पैदा करता है। यह उत्क्रमणीय परिघटना है अर्थात जब इसकी सतह पर एक वोल्टेज लगाया जाता है, तो क्रिस्टल विकृत या कंपन करना शुरू कर देता है।
पीजो इलेक्ट्रिक क्रिस्टल का आरेख नीचे दिखाया गया है-
पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री
विभिन्न अनुप्रयोगों या माप के लिए विभिन्न प्रकार की पीजो इलेक्ट्रिक सामग्री का उपयोग किया जाता है। इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में उपयोग की जाने वाली पहली और सबसे प्रसिद्ध पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री क्वार्ट्ज क्रिस्टल है। विभिन्न क्रिस्टल सामग्री को इस प्रकार दिखाया गया है-
प्राकृतिक पीजो इलेक्ट्रिक क्रिस्टल-
• क्वार्ट्ज क्रिस्टल
• गन्ना की चीनी
• रोशेल नमक
• पुखराज
• टूमलाइन आदि।
मानव निर्मित पीजो इलेक्ट्रिक क्रिस्टल-
• पीजेडटी (जिरकोनेट टाइटेनेट)
• बेरियम टाइटेनेट
• लिथियम निओबेट आदि।
फोटोवोल्टाइक सेल-
फोटो वोल्टाइक ट्रांसड्यूसर या फोटो वोल्टाइक सेल (कभी-कभी सौर सेल के रूप में जाना जाता है) भी एक सक्रिय ट्रांसड्यूसर है जो सूर्य के प्रकाश के संपर्क में आने पर या सरल शब्दों में विद्युत वोल्टेज या करंट उत्पन्न करता है, हम कह सकते हैं कि यह सौर ऊर्जा को बिजली में परिवर्तित करता है। इस घटना को फोटोवोल्टिक प्रभाव के रूप में जाना जाता है।
डिजाइन और कार्य सिद्धांत-
फोटोवोल्टिक सेल दो अलग-अलग प्रकार के अर्धचालकों से बना होता है- एक पी-टाइप और एक एन-टाइप। पीएन-जंक्शन बनाने के लिए इन पी टाइप और एन टाइप को एक साथ सैंडविच किया जाता है। जंक्शन विकसित होने के बाद बीच में एक तटस्थ क्षेत्र (घटाव परत) बनता है। संतुलन अवस्था में कोई वोल्टेज या करंट प्रवाह नहीं होता है। जब प्रकाश किरणें (फोटॉन से बनी), जो कि विद्युत चुम्बकीय विकिरण या सेल पर ऊर्जा घटना के छोटे बंडल हैं, फोटॉन से ऊर्जा सेल इलेक्ट्रॉनों में स्थानांतरित हो जाती है, जिससे यह एक उच्च ऊर्जा अवस्था में कूद जाती है जिसे कंडक्शन बैंड के रूप में जाना जाता है। चालन बैंड में, ये इलेक्ट्रॉन जंक्शन और बाहरी पथ से गति करने के लिए स्वतंत्र होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप इसके माध्यम से विद्युत प्रवाह होता है।
फोटो वोल्टाइक सेल का आरेख नीचे दिखाया गया है-