有源换能器是一种将非电量转换为电量的变频器。让我们考虑非电量，例如压力，光的照度和温度。因此，根据选择的非电量，我们将获得以下三个有源传感器。

• 压电换能器
• 光电转换器
• 热电转换器

现在，让我们一一讨论这三个有源换能器。

压电换能器

有源换能器在产生等于压力输入的电量时，称为压电换能器。以下三种物质表现出压电效应。

• 石英
• 罗谢尔盐
• 电气石

这三种物质表现出的压电效应是电气石，石英和罗谢尔盐(按升序排列)。这三种物质所具有的机械强度的升序为罗谢尔盐，石英，电气石。

石英用作压电换能器，因为它在这三种压电物质中表现出适度的压电效应并具有适度的机械强度。

石英换能器

石英换能器的电路图如下图所示。如图所示，石英晶体放置在基座和力求和成员。可以测量放置在石英晶体两侧的金属电极两端的输出电压。

以上压力传感器的输出电压$ V_ {0} $为

$$ V_ {0} = \ frac {Q} {C} $$

光电转换器

当有源换能器产生的电量等于光输入的照明量时，它就是光电转换器。光电转换器的电路图如下图所示。

光电转换器的工作如下所述。

• 步骤1-当光入射到光电转换器的阴极时，光电转换器释放电子。

• 步骤2-由于电子向阳极的吸引，光电转换器在电路中产生电流I。

我们可以通过以下公式找到光电换能器的灵敏度。

$$ S = \ frac {I} {i} $$

哪里，

$ S $是光电转换器的灵敏度

$ I $是光电转换器的输出电流

$ i $是光电转换器的光输入的照度

热电转换器

有源换能器在产生与温度输入等效的电量时，称为热电换能器。以下两个换能器是热电换能器的示例。

• 热敏电阻传感器
• 热电偶传感器

现在，让我们一个接一个地讨论这两个传感器。

热敏电阻传感器

取决于温度的电阻器称为热电阻器。简而言之，它称为热敏电阻。热敏电阻的温度系数为负。这意味着，随着温度升高，热敏电阻的电阻会降低。

在数学上，热敏电阻的电阻与温度之间的关系可以表示为

$$ R_ {1} = R_ {2} e ^ \ left(\ beta \ left [\ frac {1} {T_ {1}}-\ frac {1} {T_ {2}} \ right] \ right) $$

在哪里

$ R_ {1} $是温度$ {T_ {1}} ^ {0} K $时热敏电阻的电阻

$ R_ {2} $是温度$ {T_ {2}} ^ {0} K $时热敏电阻的电阻

$ \ beta $是温度常数

热敏电阻传感器的优点是它将产生快速稳定的响应。

热电偶传感器

热电偶换能器产生输出电压，以在输入端相应地改变温度。如果将两条不同金属的线连接在一起以创建两个结，则整个配置称为热电偶。基本热电偶的电路图如下所示-

上面的热电偶有两种金属A和B以及两个结1和2。考虑结点2的恒定参考温度$ T_ {2} $。让结1处的温度为$ T_ {1} $。只要$ T_ {1} $和$ T_ {2} $的值不同，热电偶就会产生一个电动势(电动势)。

这就是说，每当两个结1和2之间存在温差时，热电偶就会产生一个电动势，它与这两个结之间的温差成正比。从数学上讲，它可以表示为

$$ e \ alpha \ left(T_ {1} -T_ {2} \ right)$$

哪里，

$ e $是热电偶产生的电动势

对于实际应用，以上热电偶电路可以如下图所示。

电路的这部分位于热和冷结之间，包括这两个结，是基本热电偶的等效模型。 PMMC检流计跨过冷端连接，并根据跨过冷端产生的电动势偏转。热电偶换能器是最常用的热电换能器。