عبد العزيز: مصدر

2023-12-26T20:55:54Z

مصدر

صفحة جديدة

[[ملف:Signal processing system.png|400px|تصغير|يسار|تستخدم المحاويل في أنظمة الاتصال الإلكترونية لتحويل إشارات الكميات الفيزيائية المختلفة إلي [[إشارة (اتصالات)|إشارات كهربائية]] والعكس. 
في هذا المثال يعتبر المحول الأول المستقبل للإشارة الصوتية من [[فم|الفم]] أنه [[ميكروفون]], في حين يعتبر المحول الثاني المستقبل للإشارة عند [[أذن|الأذن]] أنه [[مكبر صوت|مكبر للصوت]]. تخرج الإشارة {{إنج|Signal}} من الفم فتدخل المحول {{إنج|Transducer}} الأول ليحولها إلى إشارة كهربائية {{إنج|Electronic Signal}} ثم تدخل إلى معالج للإشارة الكهربائية لتعديل [[جهد كهربائي|فرق جهدها]] {{إنج|Volt}}

و[[تيار كهربائي|التيار]] {{إنج|Current}} ثم بعد ذلك تدخل إلى جهاز إرسال{{إنج|Transmitter}} ليرسلها علي هيئة [[موجة كهرومغناطيسية]] {{إنج|Electromagnetic wave}} ثم يتسلمها مستقبل إشارة{{إنج|Receiver}} ليحولها إلى إشارة كهربائية مرة أخرى تدخل إلى المحول الثاني فيحولها لإشارة صوتية ويكبرها لتستقبلها الأذن.]]
[[ملف:Seagate ST33232A hard disk head and platters detail.jpg|300px|تصغير|يسار|قرص تخزين بيانات مغناطيسي.]]
[[ملف:Magtape1.jpg|300px|تصغير|يسار|شريط مغناطيسي يٌستخدم في التسجيل الصوتي.]]
[[ملف:Hall sensor tach.gif|300px|تصغير|يسار|طارة تحتوي علي مغناطيسين يمران بمستعشر تأثير هال.]]
[[ملف:Silomer 100kN.jpg|300px|تصغير|يسار|خلية حمل ضغط.]]
[[ملف:Mass-airflow.jpg|300px|تصغير|يسار|مستشعر ضغط.]]
[[ملف:Sonar Principle ar.png|400px|تصغير|يوضح الشكل موجة جهاز السونار المرسلة باللون الأحمر والمستقبلة بعد الإنعكاس باللون الأخضر وكل من جهاز الإرسال والإستقبال {{إنج|Sender/Receiver}} والجسم المرصود باللون الأزرق, والمسافة بينهما r.''' ''']]
[[ملف:Sonar pings.ogg|300px|تصغير|أصوات السونار.]]
[[ملف:Underwater-microphone hg.jpg|369x369px|تصغير|[[سماعة مائية|السماعة المائية]] ]]

'''المِحوال'''<ref name=":0">{{استشهاد بويكي بيانات|Q12244028|صفحة=842}}</ref><ref>{{استشهاد بويكي بيانات|Q116002148|صفحة=107}}</ref><ref name=":1">{{استشهاد بويكي بيانات|Q113016239|صفحة=494}}</ref> أو '''محوّل طاقة<ref name=":0" />'''<ref name=":1" /> أو '''مبدّل طاقة'''<ref>{{استشهاد بويكي بيانات|Q108405620|صفحة=203}}</ref> أو '''المُحوْصِل'''<ref>{{استشهاد بويكي بيانات|Q111267300|صفحة=114}}</ref> أو '''محوّل الإشارة''' {{إنج|Transducer}}. تعريفه عام: «وسيلة لتحويل [[طاقة|الطاقة]] من صورة إلى أخرى»، إلا أن المراد غالبا جهاز يحول الطاقة من صورة ميكانيكية إلى كهربية.

في حالات كثيرة غالبا ما تكون الكمية المراد قياسها غير كهربية ولتسجيل أو تداول الكمية المقاسة في عمليات [[تحكم (توضيح)|التحكم]] فإنه يلزم غالبا تحويلها إلى كمية كهربية.

== أنواع المحاويل ==
تتنوع المحاويل بناء على تصنيفاتها المختلفة كالتالي:

=== أساس عملية تحويل الطاقة ===
يقصد بأساس عملية التحويل نوع الكمية الفيزيائية التي يتم التحويل على أساس التغير في قيمتها، كأن تكون [[مقاومة كهربائية|مقاومة كهربية]] أو [[سعة كهربية]] أو غير ذلك.

=== التحويل أولي أم ثانوي ===
بعض وسائل القياس قد تحتوي على أكثر من مرحلة لتحويل الطاقة، وهنا يكون المحول الأولي {{إنج|Primary Transducer}} هو الذي يقوم بأول مرحلة للتحويل. 
أما المحول الثانوي {{إنج|Secondary Transducer}} فيقوم بعمليات تحويل تالية أو ثانوية.

=== عملية التحويل فعالة أم غير فعالة ===

عندما تتم عملية التحويل بصورة غير فعالة فإن هذا يعني أن المحولات تحتاج لمصدر طاقة خارجي لإجراء عملية [[قياس (توضيح)|القياس]] أو تحويل إشارة القياس. 
و تعرف المحولات هنا بأنها محولات غير فعالة {{إنج| Passive Transducers}}. 
و مثال على ذلك عملية قياس الانفعال {{إنج|Strain}} باستخدام قنطرة هويتستون حيث يلزم وجود مصدر [[طاقة كهربائية]] في دائرة القياس. 
أما عندما تتم عملية التحويل بصورة فعالة فإن هذا يعني أن المحولات يتم فيها تحويل الطاقة باستخدام الطاقة الموجودة في الإشارة المقاسة نفسها. 
و تعرف المحولات هنا بأنها محولات فعالة {{إنج|Active Transducers}}. 
و مثال على ذلك الازدواج الحراري {{إنج|Thermocouple}} حيث يتولد تيار في دائرة القياس ناتج عن فرق [[درجة حرارة|درجات الحرارة]].

=== التحويل [[إشارة رقمية|رقمي]] أم [[إشارة تماثلية|تناظري]] ===
بعض المحولات يتم فيها تحويل الطاقة تحويل رقمي حيث تكون الإشارة الناتجة فيه متقطعة، وتعرف هذه المحولات بأنها محولات رقمية {{إنج|Digital Transducers}}. 
أما التحويل التنظاري فتكون الإشارة الناتجة مستمرة، وتعرف المحولات التي يتم فيها تحويل الطاقة تناظريا بأنها محولات تناظرية {{إنج|Analogue Transducers}}.

=== محول أم محول عكسي ===
يقصد بمحول الإشارة العكسي {{إنج|Inverse Transducer}} المحول الذي يقوم بتحويل الطاقة الكهربية إلى ميكانيكية، وهذا يتضح في عمليات التحكم، والتي هي من أهم أهداف عملية القياس حيث يقوم المحول العكسي بعمل حركة ميكانيكة ناتجة عن إشارة كهربية. 
مثال على ذلك محطات القوى البخارية حيث يتم التحكم في [[صمام|الصمامات]] أليا عن طريق [[هواء مضغوط|الهواء المضغوط]], و يكون الجزء المسئول عن إدخال الهواء وكميته و توقيته هو المحول العكسي.

== الخصائص المثالية ==
* مدى القياس كبير.
* إمكانية التكرارية لعملية القياس بشكل كبير.
* [[تلوث ضوضائي|ضوضاء]] منخفضة.
* التخلفية والخطأ في القياس منخفضة مما يعني ارتفاع الدقة.

== التطبيقات ==
=== كهرومغناطيسية ===
* [[هوائي]] {{إنج|Antena}}: يحول الموجات [[كهرومغناطيسية|الكهرومغناطيسية]] إلي إشارات كهربية والعكس.
* [[مخزن مغناطيسي]] {{إنج|Magnetic cartridge}}: تحول الحركة النسبية إلى إشارات كهربية والعكس.
* {{وإو|Tape head|مطلوب=رأس الشريط المغناطيسي}} ([[إنجليزية أمريكية|بالإنجليزية]]: Tape head)، [[رأس القرص للقراءة والكتابة]] المستخدم في شرائط الكاسيت وقرص تخزين البيانات المغناطيسي: يحول المجالات المغناطيسية الموجودة على وسط ممغنط إلى إشارات كهربية والعكس.
* {{وإو|Hall effect sensor|مطلوب=مستشعر تأثير هال}} {{إنج|Hall effect sensor}}: هو محول يغير الجهد الكهربي الخارج منه استجابة ل [[حقل مغناطيسي|مجال مغناطيسي]] ، وتستخدم مستشعرات تاثير هال في تطبيقات تحديد موضع الأجسام و [[سرعة متجهة|السرعة]].

=== كهروكيميائية ===
* عمليات فحص [[أس هيدروجيني|الرقم الهيدروجيني]] في [[مقياس الأس الهيدروجيني]].
* [[خلية وقود|خلايا الوقود]] الكهروكيميائية {{وإو|Electro-galvanic oxygen sensor|مطلوب=مستشعر الأكسجين الكهربائي الجلفاني}}{{إنج|Electro-galvanic fuel cell}}
* {{وإو|Hydrogen sensor|مطلوب=مستشعر الهيدروجين}}.

=== كهروميكانيكية ===
تٌسمى عموما الأجهزة الكهربائية ذات الخرج الميكانيكي<nowiki/>[[مشغل (ميكانيكا)|بالمشغلات]] الميكانيكية (المحركات) {{إنج|Actuators}}, منها على سبيل المثال:
* جهاز [[مقياس تسارع|مقياس التسارع]] {{إنج|Accelerometer}}.
* {{وإو|Mass flow sensor|مطلوب=مستشعر تدفق الهواء}}.
* [[بوليمرات نشطة كهربائيا]].
* [[محرك كهربائي|الموتور الدوار]] و[[محرك خطي|والماتور الخطي]].
* [[جلفانومتر|الجلفانومتر]].
* محول المتغيرات التفاضلية الخطية ومحول المتغيرات التفاضلية الدوارة: محولات كهربية تستخدم لقياس التغير الخطي والزاوي في الإزاحات.
* خلية الحِمل {{إنج|Load cell}}: تحول القوة المؤثرة إلى جهد كهربي بالمللي فولت أو [[فولت|الفولت]] عن طريق استخدام مقياس الانفعال {{إنج|Strain gauge}}.
* أنظمة كهروميكانيكية مصغرة.
* مقياس الجهد (عند استخدامه لتحديد الموضع).
* [[مستشعر]] [[ضغط|الضغط]].
* مقياس الانفعال.
* شريحة قياس الجهد {{إنج|string potentiometer}}: محول يستخدم لتحديد وقياس التحرك الخطي والسرعة باستخدام كابل مرن وإسطوانة محملة بزنبرك ومستشعر دوار.
* مستشعر اللمس.
* محول يعمل بالاهتزاز {{إنج|Vibration powered generator}}.

=== كهروسمعية ===
* [[مكبر صوت|مكبر الصوت]] و السماعة: يحولان الإشارات الكهربية إلى [[صوت]] (إشارة كهربية مكبرة>>مجال مغناطيسيي>> حركة>>ضغط هواء).
* [[ميكروفون]]: يحول [[صوت|الموجات الصوتية]] إلى إشارات كهربية (ضغط هواء>>حركة موصل كهربائي>> مجال مغناطيسيي>>إشارة كهربية).
* اللاقط الموسيقي: يحول حركة الأوتار المعدنية إلى إشارات كهربية.
* محول اللمس: يحول الإشارات الكهربية إلى اهتزازات.
* البلور الكهروضغطي: يحول اهتزازات طبقات [[بلورة|البلور]] الصلبة إلى إشارات كهربية والعكس.
* الميكروفون الأرضي {{إنج|Geophone}}: يحول الاهتزازات في [[القشرة الأرضية]] إلى جهد كهربي.
* [[فونوغراف|الجرامافون]]: ضغط هواء>>حركة>>مجال مغناطيسي>>إشارة كهربية.
* الميكروفون المائي {{إنج|Hydrophone}}: يحول التغيرات في ضغط [[ماء|الماء]] إلى إشارات كهربية حيث يسستخدم تحت الماء لسماع وتسجيل الأصوات تحت الماء.
* [[سونار|السونار]] المستجيب: ضغط ماء>>حركة موصل كهربي أو ملف>>مجال مغناطيسي>>إشارة كهربية.
* جهاز إرسال وإستقبال الموجات الفوق صوتية {{إنج|Ultrasonic transceiver}}: يرسل الموجات الفوق صوتية (المحولة من إشارات كهربية) ويستقبلها مرة أخرى بعد إصطدامها بأجسام وانعكاسها بهدف تكوين صور لهذه الأجسام والكشف عنها.

=== كهروضوئية ===
* [[مصباح فلوري|مصباح الفلورسنت]]: يحول الطاقة الكهربية إلى ضوء متنافر.
* مصباح وهاج: يحول الطاقة الكهربية إلى ضوء متنافر.
* [[ثنائي المساري|صمام ثنائي]](الدايود) باعث للضوء {{إنج|Light-emitting diode}}: يحول الطاقة الكهربية إلى ضوء متنافر.
* صمام ثنائي ليزري {{إنج|Laser diode}}: يحول الطاقة الكهربية إلى ضوء متماسك.
* الصمام الثنائي الضوئي، [[مقاومة ضوئية|المقاومة الضوئية]], الترانزستور الضوئي، المضخم الضوئي: يحولون موجات الضوء المتغيرة إلى إشارات كهربية.
* [[مستشعر ضوئي|مكشاف ضوئي]] أو مقاومة ضوئية: يحول موجات الضوء المتغيرة إلى مقاومة كهربية.
* [[أنبوب الأشعة المهبطية|أنبوب أشعة الكاثود]]: يحول الإشارات الكهربية إلى إشارات ضوئية مرئية( يستخدم في [[تلفاز|التلفاز]]).

=== كهروإستاتيك ===
* [[مكشاف شحنة|مقياس الكهرباء]] {{إنج|Electrometer}}: يقيس الشحنات الكهربية وفرق الجهد الكهربي.

=== كهروحراري ===
* مقاومة تحديد درجة الحرارة: تحول درجات الحرارة إلى إشارة مقاومة كهربية.
* [[مزدوجة حرارية|المزدوج الحراري]]: يحول درجات حرارة الوصلات المعدنية إلى جهد كهربي.
* الثرمستور: مقاومة كهربائية تعتمد درجة مقاومتها بشكل كبير علي درجات الحرارة.

=== الإذاعة الصوتية ===
* [[أنبوب جايجر-مولر]]: يحول الإشعاع الأيوني الساقط إلى إشارة كهربية نبضية.
* مستقبل [[إذاعة|الراديو]] : يحول الإشارات الكهرومغناطيسية المرسلة إلى إشارات كهربية.
* مرسل الراديو: يحول الإشارات الكهربية إلى إشارات كهرومغناطيسية يتم إرسالها.
<ref>Agarwal, Anant. Foundations of Analog and Digital Electronic Circuits.Department of Electrical Engineering and Computer Science, Massachusetts Institute of Technology, 2005, p. 43</ref><ref>Fraden J. (2016). Handbook of Modern Sensors: Physics, Designs, and Applications 5th ed. Springer. p.7</ref><ref>Fraden J. (2016). Handbook of Modern Sensors: Physics, Designs, and Applications 5th ed. Springer. p.1</ref><ref>Kalantar-zadeh, K. (2013). Sensors: An Introductory Course 2013th Edition. Springer. p.1</ref><ref>Ernest O. Doebelin, "Measurement systems", Mc - Hill, Singapore, 1990</ref><ref>R.S. Figliola and D.E. Beasley. "Theory and design for mechanical measurements",John Wiley & sons, Inc.,u.S.A.,1995</ref><ref>C.V. Collett and A.D.Hope, "Engineering measurements', Pitman publishing limited</ref>

== انظر أيضا ==
* [[إشارة (اتصالات)|إشارة]]
* [[معالجة الإشارة]]
* [[إشارة رقمية]]
* [[إشارة تماثلية|إشارة تناظرية]]
* [[محول دلتا ستار]]
== المراجع ==

{{مراجع}}
{{تصنيف كومنز}}
{{تمثيل كهربي ميكانيكي}}
{{حساسات}}
{{ضبط استنادي}}
{{شريط بوابات|إلكترونيات|الفيزياء|تقانة}}

[[تصنيف:إلكترونيات]]
[[تصنيف:قياسات]]
[[تصنيف:مبدلات]]

محوال - تاريخ المراجعة

عبد العزيز: مصدر