Wandler
Wandler, Vorrichtung, die Eingangsenergie in Ausgangsenergie umwandelt, wobei sich letztere normalerweise in ihrer Art unterscheiden, aber eine bekannte Beziehung zum Eingang haben. Ursprünglich bezog sich der Begriff auf ein Gerät, das mechanische Reize in elektrische Leistung umwandelt, aber es wurde erweitert, um Geräte, die alle Formen von Reizen — wie Wärme, Strahlung, Schall, Dehnung, Vibration, Druck, Beschleunigung, und so weiter — und das kann andere als elektrische Ausgangssignale erzeugen — wie pneumatisch oder hydraulisch. Viele Mess- und Sensorvorrichtungen sowie Lautsprecher, Thermoelemente, Mikrofone und Phonographen-Tonabnehmer können als Wandler bezeichnet werden.
Es gibt Hunderte von Arten von Wandlern, von denen viele durch die Energieänderung gekennzeichnet sind, die sie bewirken. Zum Beispiel enthalten piezoelektrische Wandler ein piezoelektrisches Element, das eine Bewegung erzeugt, wenn es einer elektrischen Spannung ausgesetzt wird, oder elektrische Signale erzeugt, wenn es einer Dehnung ausgesetzt wird. Der letztere Effekt kann in einem Beschleunigungsmesser, einem piezoelektrischen Schwingungsaufnehmer oder einem Dehnungsmessstreifen angewendet werden. Ein elektroakustischer Wandler kann elektrische Signale in akustische Signale umwandeln oder umgekehrt. Ein Beispiel ist das Hydrophon, das auf Wasserschallwellen reagiert und bei der Erkennung von Unterwasserschall nützlich ist. Ein photoelektrischer Wandler reagiert auf sichtbares Licht, um elektrische Energie zu erzeugen. Elektromagnetische Wandler bilden eine große Gruppe, deren Hauptkategorien Differentialtransformatoren, Hall-Effekt-Magnetwandler, Induktivitätswandler, Induktionswandler und sättigbare Drosseln sind. Diese arbeiten nach elektromagnetischen Prinzipien.
Elektrische Wandler können als aktiv oder passiv klassifiziert werden. Die aktiven Wandler erzeugen elektrischen Strom oder Spannung direkt als Reaktion auf Stimulation. Ein Beispiel ist das Thermoelement; hier wird die Tatsache, dass ein Strom in einem kontinuierlichen Stromkreis aus zwei Metallen fließt, wenn die beiden Übergänge unterschiedliche Temperaturen haben, zur Stromerzeugung verwendet. Der passive Wandler erzeugt infolge der Stimulation eine Änderung einer passiven elektrischen Größe, wie Kapazität, Widerstand oder Induktivität. Passive Wandler benötigen in der Regel zusätzliche elektrische Energie. Ein einfaches Beispiel eines passiven Wandlers ist ein Gerät, das eine Drahtlänge und einen beweglichen Kontakt enthält, der den Draht berührt. Die Position des Kontakts bestimmt die effektive Länge des Drahtes und damit den Widerstand, der dem durch ihn fließenden elektrischen Strom geboten wird. Dies ist die einfachste Version eines sogenannten linearen Wegaufnehmers oder Linearpotentiometers. Für den praktischen Gebrauch verwenden solche Wandler drahtgewickelte, Dünnfilm- oder gedruckte Schaltungen, um einen langen Widerstand innerhalb einer relativ kleinen Vorrichtung zu ermöglichen. Je länger der Widerstand ist, desto größer ist der Spannungsabfall, der durch das Gerät fließt; Somit werden Positionsänderungen in elektrische Signale umgewandelt.
Wandler können auch pneumatischen oder hydraulischen Ausgang erzeugen. Pneumatische Systeme kommunizieren mittels Druckluft. Ein Beispiel ist eine Vorrichtung, bei der über ein System von Drehpunkten Bewegung auf ein Leitblech ausgeübt wird, das näher an eine Düse, die einen Luftstrom abgibt, heran- oder wegbewegt werden kann. Die Höhe des Widerstands, der durch die Schallwand erzeugt wird, beeinflusst den Gegendruck hinter der Düse und erzeugt ein pneumatisches Signal. Hydrauliksysteme sind in der Regel ähnlich wie pneumatische Systeme ausgelegt, mit der Ausnahme, dass Hydrauliksysteme hydraulischen (Flüssigkeits-) Druck anstelle von Luftdruck verwenden. Fluidische Prinzipien, die für die Wechselwirkung zwischen zwei Flüssigkeitsströmen gelten, wurden auch zur Herstellung von Wandlern verwendet.
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