Itu transduser elektromekanis adalah perangkat yang digunakan untuk mengubah sinyal listrik menjadi gelombang suara atau gelombang suara menjadi sinyal listrik. Transduser ini lebih serbaguna & berisi perangkat magnetostriktif & piezoelektrik. Saat ini untuk aplikasi ultrasonik daya, ada dua desain transduser dasar yang digunakan magnetostriktif & piezoelektrik. A transduser piezoelektrik menggunakan properti bahan piezoelektrik untuk mengubah energi dari listrik menjadi mekanik. Transduser magnetostriktif menggunakan properti bahan magnetostriktif untuk mengubah energi menjadi energi mekanik dalam medan magnet. Di sini, medan magnet disediakan melalui gulungan kawat yang diselimuti bahan magnetostriktif. Maka artikel ini membahas tentang ikhtisar a transduser magnetostriktif – cara kerja & aplikasinya.

Apa itu Transduser Magnetostriktif?

Perangkat yang digunakan untuk mengubah energi dari energi mekanik menjadi energi magnetik dikenal sebagai transduser magnetostriktif. Itu prinsip kerja transduser magnetostriktif menggunakan jenis bahan magnet di mana medan magnet berosilasi diterapkan akan menekan atom material, menciptakan perubahan periodik dalam panjang material & menghasilkan getaran mekanis dengan frekuensi tinggi. Jenis transduser ini terutama digunakan dalam rentang frekuensi yang lebih rendah & ini sangat umum dalam aplikasi pemesinan ultrasonik & pembersih ultrasonik.

Transduser Magnetostriktif

Diagram Skema Transduser Magnetostriktif

Cara kerja transduser magnetostriktif dapat dijelaskan dengan menggunakan diagram skematik berikut. Diagram ini menjelaskan jumlah regangan yang dihasilkan dari nol hingga magnetisasi lengkap. Ini dibagi menjadi atribut mekanik & magnetik diskrit yang diatur dalam efeknya pada induksi magnetik & regangan inti magnetostriktif.

“semua port di komputer ”

Skema Transduser Magnetostriktif

Dalam kasus pertama, gambar c menunjukkan ketika medan magnet tidak diterapkan pada bahan, maka perubahan panjang juga menjadi nol dengan induksi magnet yang dihasilkan. Jumlah medan magnet (H) dinaikkan hingga batas jenuhnya (±Hsat). Ini meningkatkan regangan aksial menjadi 'esat'. Selain itu, nilai magnetisasi akan dinaikkan menjadi nilai +Bsat yang ditunjukkan pada Gambar-e atau dikurangi menjadi –Bsat yang ditunjukkan pada gambar.

Ketika nilai 'Hs' berada pada titik maksimumnya, maka induksi magnetik & saturasi regangan tertinggi dapat dicapai. Jadi pada titik ini, jika kita mencoba menaikkan nilai medan, maka itu tidak akan mengubah nilai atau medan magnetisasi perangkat. Jadi, ketika nilai medan mencapai saturasi, maka nilai regangan & induksi magnet akan meningkat dan bergerak keluar dari angka pusat.

Dalam kasus kedua, ketika nilai 'Hs' dipertahankan tetap dan jika kita menaikkan jumlah gaya pada bahan magnetostriktif, maka tekanan tekan di dalam bahan akan naik ke sisi sebaliknya dengan penurunan regangan aksial & nilai magnetisasi aksial. . Pada gambar-c, tidak ada garis fluks yang tersedia karena magnetisasi nol sedangkan pada Gambar. b & angka. d memiliki garis fluks magnet dengan besaran yang jauh lebih kecil berdasarkan penyelarasan domain magnetik pada driver magnetostriktif. Gambar-a memiliki garis fluks tetapi alirannya akan berlawanan arah.

Angka. f menunjukkan garis fluks berdasarkan medan 'Hs' yang diterapkan & pengaturan domain magnetik. Di sini garis fluks yang dihasilkan diukur dengan prinsip Efek Hall. Jadi nilai ini akan sebanding dengan gaya atau regangan input.

Jenis Transduser Magnetostriktif

Ada dua jenis transduser magnetostriktif; magnetostriksi spontan dan magnetostriksi yang diinduksi medan.

“diagram rangkaian remote control on off sederhana ”

Magnetostriksi Spontan

Magnetostriksi spontan terjadi dari urutan magnetik momen atom di bawah suhu Curie. Jenis magnetostriksi ini digunakan dalam paduan berbasis NiFe yang disebut invar dan menunjukkan peningkatan termal nol hingga suhu curie-nya.

Magnetisasi saturasi bahan berkurang pada pemanasan ke suhu Curie karena penurunan jumlah susunan momen magnet atom. Ketika pengaturan ini dan magnetisasi saturasi berkurang, perluasan volume juga berkurang melalui magnetostriksi spontan & kontraksi material.

Dalam kasus invar, penyusutan ini karena kehilangan magnetostriksi spontan setara dengan pemuaian yang disebabkan melalui metode getaran termal biasa & karenanya bahan akan menunjukkan tidak ada perubahan dalam dimensi. Tetapi selama suhu Curie, biasanya pemuaian termal terjadi & tidak ada lagi pemesanan magnetik.

Magnetostriksi yang Diinduksi Medan

Magnetostriksi yang diinduksi medan terutama terjadi terutama dari pengaturan domain magnetik pada aplikasi lapangan terapan. Bahan Terfenol menunjukkan magnetostriksi terbesar yang bermanfaat, yaitu campuran Tb, Fe, dan Dy. Bahan terfenol digunakan untuk sensor posisi, sensor medan, aktuator mekanik & speaker.

Pengaturan magnetostriktif (atau) sensor beban hanya bekerja melalui fakta bahwa setiap kali bahan magnetostriktif mengalami regangan, magnetisasi material akan berubah. Biasanya, aktuator Terfenol termasuk batang Terfenol yang disusun di bawah kompresi untuk mengatur domain magnetik dengan panjang batang secara tegak lurus. Kumparan digunakan di sekitar batang Terfenol, bidang diterapkan pada batang untuk menyejajarkan domain melalui panjangnya.

Perbedaan antara Transduser Magnetostriktif dan Piezoelektrik

Perbedaan antara transduser magnetostriktif dan piezoelektrik meliputi yang berikut ini.

Transduser Magnetostriktif	Transduser piezoelektrik
Transduser magnetostriksi adalah perangkat, yang digunakan untuk mengubah energi dari energi mekanik menjadi energi magnetik & sebaliknya.	Sensor piezoelektrik adalah perangkat, yang digunakan untuk mengukur perubahan dalam akselerasi, tekanan, suhu, gaya, atau regangan dengan mengubahnya menjadi muatan listrik.
Transduser magnetostriktif mencakup sejumlah besar pelat atau laminasi nikel.	Transduser piezoelektrik mencakup piringan bahan keramik piezoelektrik tebal tunggal atau ganda yang biasanya PZT (Lead Zirconate Titanate).
Konsep dari hal ini adalah untuk mengubah dimensi atau bentuk dari suatu material magnetik pada saat magnetisasi.	Konsepnya adalah akumulasi muatan listrik dengan menerapkan tekanan mekanis.
Transduser ini kurang sensitif dibandingkan dengan transduser piezoelektrik karena aksi medan magnet bumi.	Transduser ini lebih sensitif.
Transduser ini menggunakan sifat material magnetostriktif.	Transduser ini menggunakan properti material piezoelektrik.
Pola goresannya berbentuk elips.	Pola goresannya linier.
Rentang frekuensi adalah 20 hingga 40kHz.	Rentang frekuensi adalah 29 hingga 50kHz.
Area tip aktif adalah 2,3 mm hingga 3,5 mm.	Area tip aktif adalah 4,3mm berdasarkan frekuensi.

Bagaimana Cara Memilih Transduser Magnetostriktif?

Pemilihan transduser magnetostriktif dapat dilakukan berdasarkan spesifikasi di bawah ini.

Transducer ini harus menggunakan bahan sejenis magnet agar dapat berinteraksi dan dapat memetakan jarak dengan sangat tepat.
Transduser harus memungkinkan pengukuran bebas kontak & bebas aus.
Kisarannya harus dari 50 hingga 2500 mm.
Resolusi maksimumnya harus sekitar 2 µm.
Linearitas maksimum harus ±0,01 %.
Kecepatan perpindahan harus kurang dari 10 m/s.
Output analog adalah 0 hingga 10 V, 4 hingga 20 mA.
24 VDC ±20 % Pasokan tegangan
Kelas Perlindungan IP67
Suhu pengoperasian harus berkisar antara -30..+75 °C.

Keuntungan dan kerugian

Itu keuntungan dari transduser magnetostriktif termasuk berikut ini.

Transduser ini andal, bebas perawatan, secara signifikan mengurangi potensi kesalahan operasional & waktu henti alat berat
Transduser magnetostriktif tidak memiliki bagian kontak, sehingga memiliki umur yang lebih panjang.
Ini lebih akurat dibandingkan dengan transduser kontak tetap.
Mereka memiliki sensitivitas yang baik, inspeksi jarak jauh, daya tahan, implementasi yang mudah, dll.

Itu kerugian dari transduser magnetostriktif termasuk berikut ini.

Transduser magnetostriktif mahal.
Transduser magnetostriktif memiliki batasan ukuran fisik, sehingga dibatasi untuk beroperasi pada frekuensi di bawah 30 kHz.

Aplikasi

Itu aplikasi transduser magnetostriktif termasuk berikut ini.

“fungsi transfer filter lolos tinggi urutan kedua ”

Transduser magnetostriktif digunakan untuk pengukuran posisi.
Transduser ini memainkan peran kunci dalam mengubah energi mekanik menjadi energi magnetik.
Sebelumnya, perangkat ini digunakan dalam berbagai aplikasi yang meliputi pengukur torsi, hidrofon, perangkat pemindaian sonar, penerima telepon, dll.
Saat ini, digunakan untuk membuat perangkat yang berbeda seperti motor linier berkekuatan tinggi, sistem kontrol kebisingan atau getaran aktif, ultrasonik medis dan industri, pemosisian untuk optik adaptif, pompa, dll.
Transduser ini terutama dikembangkan untuk membuat alat bedah, pemrosesan kimia, pemrosesan material & sonar bawah air.
Transduser magnetostriktif digunakan untuk mengukur torsi yang dikembangkan oleh poros putar di dalam bagian mesin yang bergerak.
Aplikasi transduser ini dibagi menjadi dua mode; menyiratkan Efek Joule & yang lainnya adalah Efek Villari. Ketika energi dari magnet menjadi mekanik diubah kemudian digunakan untuk menghasilkan gaya dalam kasus aktuator & dapat digunakan untuk mendeteksi medan magnet dalam kasus sensor. Jika energi dari mekanik ke magnet diubah maka digunakan untuk mendeteksi gerakan atau gaya.

Jadi, ini adalah gambaran umum tentang transduser magnetostriktif. Transduser ini juga disebut transduser magneto-elastis. Transduser ini memiliki impedansi input mekanis yang sangat tinggi & sesuai untuk pengukuran gaya, akselerasi & tekanan statis & dinamis yang besar. Mereka kuat dalam fitur konstruksi dan ketika transduser ini digunakan sebagai transduser aktif, impedansi keluaran akan rendah. Ini pertanyaan untuk Anda, apa itu Magnetostriksi Fenomena?