محول الطاقة

المحول هو جهاز يحول الطاقة بكفاءة من شكل إلى آخر. ^{[ 1 ]} عادةً ما يحول المحول إشارة من شكل طاقة إلى آخر. ^{[ 2 ]} تُستخدم المحولات بكثرة في أنظمة الأتمتة والقياس والتحكم ، حيث تُحوّل الإشارات الكهربائية من وإلى كميات فيزيائية أخرى (الطاقة، القوة، العزم، الضوء، الحركة، الموقع، إلخ). تُعرف عملية تحويل الطاقة من شكل إلى آخر باسم التحويل. ^{[ 3 ]}

• تقوم المحولات الميكانيكية بتحويل الكميات الفيزيائية إلى مخرجات ميكانيكية أو العكس؛
• تقوم المحولات الكهربائية بتحويل الكميات الفيزيائية إلى مخرجات أو إشارات كهربائية. ومن أمثلة هذه المحولات:
  • مزدوج حراري يحول فروق درجات الحرارة إلى جهد كهربائي صغير؛
  • محول تفاضلي خطي متغير (LVDT)، يستخدم لقياس تغيرات الإزاحة (الموضع) عن طريق الإشارات الكهربائية.

يمكن تصنيف المحولات حسب اتجاه مرور المعلومات من خلالها:

• المستشعر هو محول طاقة يستقبل إشارة أو محفزًا من نظام فيزيائي ويستجيب له. ^{[ 4 ] [ 5 ] [ 3 ]} وهو يُنتج إشارة تمثل معلومات حول النظام، والتي تستخدمها أنظمة القياس عن بُعد أو المعلومات أو التحكم .
• المُشغِّل هو جهاز مسؤول عن تحريك أو التحكم في آلية أو نظام. ويتم التحكم فيه بواسطة إشارة من نظام تحكم أو تحكم يدوي. ويعمل بمصدر طاقة، قد يكون قوة ميكانيكية، أو تيارًا كهربائيًا، أو ضغط سائل هيدروليكي، أو ضغطًا هوائيًا، ويحوّل تلك الطاقة إلى حركة. المُشغِّل هو الآلية التي يتفاعل بها نظام التحكم مع البيئة المحيطة. ويمكن أن يكون نظام التحكم بسيطًا (نظامًا ميكانيكيًا أو كهربائيًا ثابتًا)، أو قائمًا على البرمجيات (مثل برنامج تشغيل طابعة، أو نظام تحكم روبوت )، أو بشريًا ، أو أي مدخل آخر. ^{[ 3 ]}
• تستطيع المحولات ثنائية الاتجاه تحويل الظواهر الفيزيائية إلى إشارات كهربائية، والعكس. ومن الأمثلة على المحولات ثنائية الاتجاه بطبيعتها الهوائي ، الذي يحول موجات الراديو ( الموجات الكهرومغناطيسية ) إلى إشارة كهربائية ليتم معالجتها بواسطة جهاز استقبال الراديو ، أو يحول الإشارة الكهربائية من جهاز الإرسال إلى موجات راديو. ومثال آخر هو ملف الصوت ، الذي يُستخدم في مكبرات الصوت لتحويل الإشارة الصوتية الكهربائية إلى صوت ، وفي الميكروفونات الديناميكية لتحويل الموجات الصوتية إلى إشارة صوتية. ^{[ 3 ]}
• تُدمج أجهزة الإرسال والاستقبال وظائف ثنائية الاتجاه متزامنة. ولعلّ أبرز مثال على ذلك أجهزة الإرسال والاستقبال اللاسلكية (المعروفة باسم أجهزة الإرسال والاستقبال في الطائرات)، والتي تُستخدم في جميع أشكال الاتصالات اللاسلكية تقريبًا ، وفي توصيلات أجهزة الشبكة. ومن الأمثلة الأخرى أجهزة الإرسال والاستقبال فوق الصوتية ، التي تُستخدم على سبيل المثال في فحوصات الموجات فوق الصوتية الطبية (صدى الصوت).

بعض المواصفات المستخدمة لتقييم المحولات:

• النطاق الديناميكي : هو النسبة بين إشارة ذات سعة قصوى وإشارة ذات سعة دنيا يمكن للمحول ترجمتها بكفاءة. ^{[ 3 ]} تتميز المحولات ذات النطاق الديناميكي الأوسع بحساسية ودقة أعلى.
• قابلية التكرار : هذه هي قدرة المحول على إنتاج مخرجات متطابقة عند تحفيزه بنفس المدخلات.
• الضوضاء : تُضيف جميع المحولات بعض الضوضاء العشوائية إلى مخرجاتها. في المحولات الكهربائية، قد تكون هذه الضوضاء كهربائية ناتجة عن الحركة الحرارية للشحنات في الدوائر. تُشوّه الضوضاء الإشارات الصغيرة أكثر من الإشارات الكبيرة.
• التخلف المغناطيسي : هي خاصية يعتمد فيها خرج المحول ليس فقط على مدخله الحالي، بل على مدخله السابق أيضًا. على سبيل المثال، قد يحتوي المشغل الذي يستخدم مجموعة تروس على بعض الخلوص ، مما يعني أنه إذا انعكس اتجاه حركة المشغل، فستكون هناك منطقة ميتة قبل أن ينعكس خرج المشغل، بسبب الخلوص بين أسنان التروس.

• علم التحكم الآلي
• محلل البوق
• قائمة أجهزة الاستشعار
• مستشعر اللمس

• مقدمة عن محولات التيار ذات تأثير هول ذات الحلقة المغلقة
• المعيار الفيدرالي 1037C، 7 أغسطس 1996: محول الطاقة
• محول طاقة صوتي ذو غشاء مرن مسطح يعمل بموجات الانحناء