Mechatronics and Robotics MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Mechatronics and Robotics - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

स्पष्टीकरण:

एमईएमएस फाउंड्रीज

परिभाषा: MEMS (माइक्रो-इलेक्ट्रो-मैकेनिकल सिस्टम) फाउंड्री विशेष सुविधाएं हैं जहां MEMS डिवाइस तैयार किए जाते हैं। ये डिवाइस माइक्रोस्केल पर इलेक्ट्रिकल और मैकेनिकल घटकों को जोड़ती हैं, और इनका इस्तेमाल ऑटोमोटिव सेंसर से लेकर मेडिकल डिवाइस तक कई तरह के अनुप्रयोगों में किया जाता है।

सही विकल्प विश्लेषण:

सही विकल्प है:

विकल्प 2: केवल 1 और 3

यह विकल्प MEMS ढलाईघरों के दो प्रमुख पहलुओं की सही पहचान करता है: IC (एकीकृत परिपथ) निर्माण के समान उपकरणों का उपयोग और IC की द्वि-आयामी प्रकृति की तुलना में MEMS संरचनाओं की विशिष्ट त्रि-आयामी प्रकृति।

स्पष्टीकरण:

1. एमईएमएस फाउंड्रीज आईसी निर्माण के समान उपकरणों का उपयोग करती हैं:

MEMS फाउंड्री वास्तव में एकीकृत सर्किट के निर्माण में उपयोग किए जाने वाले कई समान उपकरणों और तकनीकों का उपयोग करती हैं। इसमें फोटोलिथोग्राफी, नक्काशी, जमाव और अन्य प्रक्रियाएं शामिल हैं जिन्हें सेमीकंडक्टर निर्माण से अनुकूलित किया गया है। आईसी निर्माण के लिए विकसित बुनियादी ढांचे और प्रक्रियाओं का उपयोग MEMS उपकरणों के लिए आवश्यक जटिल और सटीक घटकों का उत्पादन करने के लिए किया जाता है। उपकरणों में यह समानता समान पैमाने के कारण है जिस पर MEMS और IC दोनों काम करते हैं, अक्सर माइक्रोमीटर की सीमा में।

2. एमईएमएस संरचनाएं आमतौर पर 3डी होती हैं जबकि आईसी 2डी होती हैं:

MEMS उपकरणों को अक्सर अपने यांत्रिक कार्यों को करने के लिए त्रि-आयामी संरचनाओं की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, MEMS एक्सेलेरोमीटर और जाइरोस्कोप में गतिशील भाग होते हैं जो गति और अभिविन्यास को समझने के लिए तीन आयामों में परस्पर क्रिया करते हैं। यह त्रि-आयामी जटिलता MEMS प्रौद्योगिकी की एक परिभाषित विशेषता है। इसके विपरीत, IC आम तौर पर समतल होते हैं, जिसमें अर्धचालक वेफर की सतह पर दो आयामों में घटक और अंतर्संबंध होते हैं। जबकि आधुनिक IC में सर्किटरी की कई परतें हो सकती हैं, उनका मूल डिज़ाइन मुख्य रूप से दो-आयामी रहता है।

अतिरिक्त जानकारी

विश्लेषण को और अधिक समझने के लिए, आइए अन्य विकल्पों का मूल्यांकन करें:

विकल्प 1: केवल 1 और 2

इस विकल्प में यह कथन शामिल है कि MEMS उत्पादन, IC निर्माण की तुलना में सरल और तेज है, जो पूरी तरह से सही नहीं है। जबकि MEMS और IC कुछ निर्माण प्रक्रियाओं को साझा करते हैं, अतिरिक्त यांत्रिक संरचनाओं और इन घटकों के सटीक संरेखण और संयोजन की आवश्यकता के कारण MEMS उत्पादन अधिक जटिल हो सकता है। यांत्रिक और विद्युत तत्वों के एकीकरण के लिए अक्सर अधिक जटिल और विविध प्रसंस्करण चरणों की आवश्यकता होती है, जो उत्पादन समयरेखा को जटिल और बढ़ा सकते हैं।

विकल्प 3: केवल 2 और 3

यह विकल्प MEMS उत्पादन की सरलता और गति के बारे में गलत कथन को MEMS संरचनाओं की त्रि-आयामी प्रकृति के बारे में सही अवलोकन के साथ जोड़ता है। जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, MEMS उत्पादन IC निर्माण की तुलना में आवश्यक रूप से सरल या तेज़ नहीं है। अतिरिक्त यांत्रिक घटक और इन्हें विद्युत सर्किट के साथ एकीकृत करने की जटिलता MEMS निर्माण को और अधिक चुनौतीपूर्ण बना सकती है।

विकल्प 4: 1, 2, और 3

इस विकल्प में तीनों कथन शामिल हैं, जिनमें से एक (एमईएमएस उत्पादन की सरलता और गति) गलत है। जबकि यह सच है कि एमईएमएस फाउंड्री आईसी निर्माण के समान उपकरणों का उपयोग करती हैं और एमईएमएस संरचनाएं आमतौर पर त्रि-आयामी होती हैं, यह दावा कि एमईएमएस उत्पादन सरल और तेज़ है, भ्रामक है और सार्वभौमिक रूप से लागू नहीं है।

निष्कर्ष:

MEMS निर्माण की बारीकियों को समझना MEMS और IC उत्पादन के बीच समानताओं और अंतरों का सटीक आकलन करने के लिए महत्वपूर्ण है। MEMS फाउंड्रीज IC निर्माण के समान ही कई उपकरणों का उपयोग करती हैं, और MEMS उपकरणों में अक्सर तीन-आयामी संरचनाएँ होती हैं, जो उन्हें IC की आम तौर पर दो-आयामी प्रकृति से अलग करती हैं। हालाँकि, MEMS उत्पादन में यांत्रिक और विद्युत घटकों के एकीकरण के कारण अतिरिक्त जटिलताएँ शामिल हैं, जिससे यह IC निर्माण की तुलना में ज़रूरी नहीं कि सरल या तेज़ हो।

स्पष्टीकरण:

एमईएमएस जाइरोस्कोप

परिभाषा: MEMS (माइक्रो-इलेक्ट्रो-मैकेनिकल सिस्टम) जाइरोस्कोप ऐसे उपकरण हैं जो कोणीय वेग, किसी विशेष अक्ष के चारों ओर घूमने की दर को मापते हैं। इनका व्यापक रूप से विभिन्न अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है, जिसमें ऑटोमोटिव सिस्टम, उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स और नेविगेशन सिस्टम शामिल हैं। MEMS जाइरोस्कोप कोणीय गति को समझने और मापने के लिए सूक्ष्म पैमाने की यांत्रिक संरचनाओं का उपयोग करते हैं।

कार्य सिद्धांत: MEMS जाइरोस्कोप कंपन संरचनाओं के सिद्धांतों के आधार पर काम करते हैं। पारंपरिक जाइरोस्कोप के विपरीत जो कोणीय वेग का पता लगाने के लिए एक घूर्णन द्रव्यमान का उपयोग करते हैं, MEMS जाइरोस्कोप कोरिओलिस प्रभाव पर निर्भर करते हैं। कोरिओलिस प्रभाव कंपन संरचना को घूर्णी गति से गुजरने पर एक बल का अनुभव कराता है, जिसे कोणीय वेग निर्धारित करने के लिए मापा जा सकता है।

संरचना और तंत्र: MEMS जाइरोस्कोप का मुख्य घटक एक कंपन संरचना है, जो आमतौर पर सिलिकॉन से बनी होती है, जिसे एक विशिष्ट आवृत्ति पर दोलन करने के लिए प्रेरित किया जाता है। जब उपकरण घूमता है, तो कॉरियोलिस बल कंपन संरचना पर कार्य करता है, जिससे इसकी गति में परिवर्तन होता है। इस परिवर्तन का पता कैपेसिटिव, पीजोइलेक्ट्रिक या पीजोरेसिस्टिव सेंसर द्वारा लगाया जाता है, जो यांत्रिक गति को कोणीय वेग के अनुपात में विद्युत संकेत में परिवर्तित करते हैं।

लाभ:

• कॉम्पैक्ट आकार और हल्के वजन के कारण ये पोर्टेबल और हैंडहेल्ड डिवाइसों में एकीकरण के लिए उपयुक्त हैं।
• कम बिजली की खपत, जो बैटरी चालित अनुप्रयोगों के लिए आवश्यक है।
• कोणीय वेग मापने में उच्च संवेदनशीलता और सटीकता।
• मानक अर्धचालक विनिर्माण प्रक्रियाओं के उपयोग के कारण लागत प्रभावी उत्पादन।

नुकसान:

• बाह्य कंपन और झटकों के प्रति संवेदनशीलता, जो सटीकता को प्रभावित कर सकती है।
• तापमान संवेदनशीलता, स्थिर प्रदर्शन के लिए क्षतिपूर्ति तंत्र की आवश्यकता होती है।

अनुप्रयोग: एमईएमएस जाइरोस्कोप का उपयोग विभिन्न अनुप्रयोगों में व्यापक रूप से किया जाता है, जिनमें शामिल हैं:

• नेविगेशन सिस्टम: MEMS जाइरोस्कोप का उपयोग वाहनों, विमानों और ड्रोन में नेविगेशन और नियंत्रण के लिए इनर्शियल मेजरमेंट यूनिट्स (IMU) में किया जाता है। वे अभिविन्यास और स्थिरता बनाए रखने के लिए महत्वपूर्ण जानकारी प्रदान करते हैं।
• उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स: इन्हें गति संवेदन और उपयोगकर्ता इंटरफ़ेस नियंत्रण के लिए स्मार्टफोन, गेमिंग नियंत्रकों और पहनने योग्य उपकरणों में एकीकृत किया जाता है।
• ऑटोमोटिव सिस्टम: एमईएमएस जाइरोस्कोप का उपयोग वाहन स्थिरता नियंत्रण, रोलओवर डिटेक्शन और अनुकूली क्रूज नियंत्रण प्रणालियों में किया जाता है।
• औद्योगिक अनुप्रयोग: इनका उपयोग रोबोटिक्स, मशीनरी निगरानी और कोणीय वेग और अभिविन्यास को मापने के लिए सटीक उपकरण में किया जाता है।

सही विकल्प विश्लेषण:

सही विकल्प है:

विकल्प 2: केवल 2 और 3

यह विकल्प MEMS जाइरोस्कोप के मुख्य पहलुओं को सही ढंग से पहचानता है। वे कंपन संरचनाओं (कथन 2) का उपयोग करते हैं और आमतौर पर नेविगेशन सिस्टम (कथन 3) में उपयोग किए जाते हैं।

अतिरिक्त जानकारी

विश्लेषण को और अधिक समझने के लिए, आइए अन्य विकल्पों का मूल्यांकन करें:

विकल्प 1: केवल 1 और 2

यह विकल्प गलत है क्योंकि कथन 1 MEMS जाइरोस्कोप के लिए सही नहीं है। पारंपरिक जाइरोस्कोप कोणीय वेग का पता लगाने के लिए घूर्णनशील द्रव्यमान का उपयोग करते हैं, लेकिन MEMS जाइरोस्कोप इसके बजाय कंपन संरचनाओं का उपयोग करते हैं।

विकल्प 3: केवल 1 और 3

यह विकल्प भी गलत है क्योंकि कथन 1 MEMS जाइरोस्कोप के लिए मान्य नहीं है। जबकि उनका उपयोग नेविगेशन सिस्टम (कथन 3) में किया जाता है, वे घूर्णन द्रव्यमान (कथन 1) का उपयोग नहीं करते हैं।

विकल्प 4: 1, 2, और 3

यह विकल्प गलत है क्योंकि इसमें कथन 1 शामिल है, जो MEMS जाइरोस्कोप के लिए सही नहीं है। कोणीय वेग का पता लगाने के लिए MEMS जाइरोस्कोप घूमते हुए द्रव्यमान का नहीं, बल्कि कंपन करने वाली संरचनाओं का उपयोग करते हैं।

निष्कर्ष:

MEMS जाइरोस्कोप के कार्य सिद्धांतों और अनुप्रयोगों को समझना उन्हें पारंपरिक जाइरोस्कोप से अलग करने के लिए आवश्यक है। MEMS जाइरोस्कोप कोणीय वेग को मापने के लिए कंपन संरचनाओं का उपयोग करते हैं और नेविगेशन सिस्टम सहित विभिन्न अनुप्रयोगों में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। यह तकनीक कई लाभ प्रदान करती है, जैसे कॉम्पैक्ट आकार, कम बिजली की खपत और उच्च संवेदनशीलता, जो इसे आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों और प्रणालियों के लिए उपयुक्त बनाती है।

स्पष्टीकरण:

एमईएमएस में पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री

परिभाषा: पीजोइलेक्ट्रिक पदार्थ वे पदार्थ हैं जो लागू यांत्रिक तनाव के जवाब में विद्युत आवेश उत्पन्न करते हैं। इस गुण का उपयोग सेंसर और एक्ट्यूएटर्स के लिए माइक्रो-इलेक्ट्रो-मैकेनिकल सिस्टम (एमईएमएस) में व्यापक रूप से किया जाता है।

कार्य सिद्धांत: जब पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री पर यांत्रिक तनाव लगाया जाता है, तो यह लगाए गए बल के समानुपातिक विद्युत आवेश बनाता है। इसके विपरीत, पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री पर विद्युत वोल्टेज लगाने से यांत्रिक विरूपण होता है। यह द्विदिशात्मक गुण MEMS तकनीक में पीजोइलेक्ट्रिक सामग्रियों को अत्यधिक मूल्यवान बनाता है।

सही विकल्प का स्पष्टीकरण:

सही उत्तर है:

विकल्प 2: केवल 2 और 3

यह विकल्प MEMS में पीजोइलेक्ट्रिक सामग्रियों के बारे में सटीक कथनों की सही पहचान करता है। यहाँ एक विस्तृत विवरण दिया गया है:

कथन 1: "सिलिकॉन एक आदर्श पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री है।"

यह कथन गलत है। सिलिकॉन, सेमीकंडक्टर उद्योग में एक मौलिक सामग्री होने के बावजूद और MEMS निर्माण के लिए महत्वपूर्ण है, लेकिन यह पीजोइलेक्ट्रिक गुण प्रदर्शित नहीं करता है। सिलिकॉन का उपयोग इसके यांत्रिक गुणों और माइक्रोफैब्रिकेशन प्रक्रियाओं के साथ संगतता के लिए बड़े पैमाने पर किया जाता है, लेकिन यह यांत्रिक रूप से तनावग्रस्त होने पर विद्युत आवेश उत्पन्न नहीं करता है।

कथन 2: "PVDF और ZnO सामान्य पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री हैं।"

यह कथन सही है। पॉलीविनाइलिडीन फ्लोराइड (PVDF) और जिंक ऑक्साइड (ZnO) MEMS में इस्तेमाल होने वाले जाने-माने पीजोइलेक्ट्रिक पदार्थ हैं। PVDF एक ऐसा पॉलीमर है जो महत्वपूर्ण पीजोइलेक्ट्रिक गुण प्रदर्शित करता है और लचीला होता है, जिससे यह विभिन्न सेंसर अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त होता है। ZnO एक सिरेमिक पदार्थ है जिसमें उत्कृष्ट पीजोइलेक्ट्रिक विशेषताएँ होती हैं, जिसका उपयोग अक्सर MEMS उपकरणों में संवेदन और क्रियान्वयन के लिए पतली-फिल्म के रूप में किया जाता है।

कथन 3: "पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री एक्चुएटर के रूप में कार्य कर सकती है।"

यह कथन सही है। पीजोइलेक्ट्रिक सामग्रियों का उपयोग MEMS उपकरणों में एक्ट्यूएटर के रूप में किया जाता है। जब पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री पर विद्युत वोल्टेज लगाया जाता है, तो यह यांत्रिक विरूपण से गुजरता है। यह गुण पीजोइलेक्ट्रिक सामग्रियों को सूक्ष्म गति नियंत्रण की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों में सटीक एक्ट्यूएटर के रूप में उपयोग करने की अनुमति देता है, जैसे कि माइक्रो-पोजिशनिंग सिस्टम, अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर और इंकजेट प्रिंटर।

एमईएमएस में पीजोइलेक्ट्रिक सामग्रियों के लाभ:

• यांत्रिक तनाव के प्रति उच्च संवेदनशीलता, उन्हें सेंसर अनुप्रयोगों के लिए उत्कृष्ट बनाती है।
• विद्युत नियंत्रण के तहत सटीक यांत्रिक गति उत्पन्न करने की क्षमता, जो एक्चुएटर्स के लिए आवश्यक है।
• तेज़ प्रतिक्रिया समय, उच्च आवृत्ति अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त।
• माइक्रोफैब्रिकेशन तकनीकों के साथ संगतता, जिससे MEMS उपकरणों में एकीकरण संभव हो जाता है।

एमईएमएस में पीजोइलेक्ट्रिक सामग्रियों के अनुप्रयोग:

• सेंसर: यांत्रिक परिवर्तनों के प्रति संवेदनशीलता के कारण एक्सेलेरोमीटर, दबाव सेंसर और ध्वनिक सेंसर में उपयोग किया जाता है।
• एक्चुएटर्स: माइक्रो-पोजिशनिंग डिवाइस, इंकजेट प्रिंटर हेड और माइक्रो-पंप में उपयोग किए जाते हैं, जहां गति पर सटीक नियंत्रण की आवश्यकता होती है।
• ऊर्जा संचयन: यांत्रिक कंपनों को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करना, जो छोटे MEMS उपकरणों को शक्ति प्रदान करने में उपयोगी है।

अतिरिक्त जानकारी:

विश्लेषण को और अधिक समझने के लिए, आइए अन्य विकल्पों का मूल्यांकन करें:

विकल्प 1: केवल 1 और 2

यह विकल्प गलत है क्योंकि कथन 1 सत्य नहीं है। सिलिकॉन एक पीजोइलेक्ट्रिक पदार्थ नहीं है, इसलिए इसे कथन 2 के साथ संयोजित करने पर, जो सही है, विकल्प वैध नहीं हो जाता है।

विकल्प 3: केवल 1 और 3

यह विकल्प गलत है क्योंकि कथन 3 सही है, जबकि कथन 1 सही नहीं है। इन कथनों का संयोजन MEMS में पीजोइलेक्ट्रिक सामग्रियों की वास्तविक प्रकृति को सटीक रूप से नहीं दर्शाता है।

विकल्प 4: 1, 2, और 3

यह विकल्प गलत है क्योंकि, हालाँकि कथन 2 और 3 सही हैं, कथन 1 सही नहीं है। गलत कथन शामिल करने से पूरा विकल्प अमान्य हो जाता है।

निष्कर्ष:

एमईएमएस प्रौद्योगिकी में पीजोइलेक्ट्रिक सामग्रियों के गुणों और अनुप्रयोगों को समझना महत्वपूर्ण है। जबकि सिलिकॉन माइक्रोफैब्रिकेशन में एक आधारशिला सामग्री है, यह पीजोइलेक्ट्रिक गुणों को प्रदर्शित नहीं करता है। दूसरी ओर, PVDF और ZnO, सामान्य पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री हैं जिनका उपयोग उनकी संवेदनशीलता और सक्रियण क्षमताओं के लिए किया जाता है। सेंसर और एक्ट्यूएटर दोनों के रूप में कार्य करने की पीजोइलेक्ट्रिक सामग्रियों की क्षमता एमईएमएस में अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला को खोलती है, जिससे वे उन्नत माइक्रोडिवाइस के विकास में अपरिहार्य हो जाते हैं।

स्पष्टीकरण:

एमईएमएस दबाव सेंसर

परिभाषा: MEMS (माइक्रो-इलेक्ट्रो-मैकेनिकल सिस्टम) प्रेशर सेंसर ऐसे उपकरण हैं जो माइक्रोफैब्रिकेशन तकनीक का उपयोग करके दबाव को मापते हैं। वे दबाव में परिवर्तन का पता लगाने और इन परिवर्तनों को विद्युत संकेत में परिवर्तित करने के लिए सूक्ष्म पैमाने पर यांत्रिक और विद्युत घटकों को एकीकृत करते हैं।

कार्य सिद्धांत: MEMS दबाव सेंसर के पीछे मूल सिद्धांत एक पतली झिल्ली या डायाफ्राम के विक्षेपण को शामिल करता है। जब दबाव लगाया जाता है, तो झिल्ली विकृत हो जाती है, जिससे सेंसर डिज़ाइन के आधार पर प्रतिरोध, धारिता या आवृत्ति में परिवर्तन होता है। यह परिवर्तन तब एक विद्युत संकेत में परिवर्तित हो जाता है जिसे मापा और संसाधित किया जा सकता है।

सही विकल्प विश्लेषण:

सही विकल्प है:

विकल्प 3: वे पीजोरेसिस्टिव झिल्ली का उपयोग करते हैं और कैथेटर-टिप सेंसर में इस्तेमाल किया जा सकता है।

यह विकल्प MEMS प्रेशर सेंसर की दो मुख्य विशेषताओं को सही ढंग से पहचानता है। सबसे पहले, कई MEMS प्रेशर सेंसर एक पीज़ोरेसिस्टिव झिल्ली का उपयोग करते हैं। यांत्रिक तनाव के अधीन होने पर एक पीज़ोरेसिस्टिव सामग्री अपने विद्युत प्रतिरोध को बदल देती है। MEMS प्रेशर सेंसर में, इस गुण का उपयोग दबाव परिवर्तनों का पता लगाने के लिए किया जाता है। दूसरे, MEMS प्रेशर सेंसर का उपयोग कैथेटर-टिप सेंसर में किया जाता है। कैथेटर-टिप सेंसर को छोटे, सटीक और संवेदनशील दबाव माप क्षमताओं की आवश्यकता होती है, जो MEMS तकनीक प्रदान करती है।

पीजोरेसिस्टिव झिल्ली:

पीजोरेसिस्टिव झिल्ली एक पतली डायाफ्राम होती है जो एक ऐसी सामग्री से बनी होती है जिसका विद्युत प्रतिरोध यांत्रिक तनाव के अधीन होने पर बदल जाता है। सिलिकॉन अपने उत्कृष्ट पीजोरेसिस्टिव गुणों के कारण इस उद्देश्य के लिए इस्तेमाल की जाने वाली एक आम सामग्री है। जब झिल्ली पर दबाव डाला जाता है, तो यह विकृत हो जाती है, जिससे प्रतिरोध में परिवर्तन होता है जिसे विद्युत सर्किट द्वारा मापा जा सकता है। प्रतिरोध में यह परिवर्तन लागू दबाव के समानुपाती होता है, जिससे सटीक दबाव माप की अनुमति मिलती है।

कैथेटर-टिप सेंसर:

कैथेटर-टिप सेंसर का उपयोग चिकित्सा अनुप्रयोगों में शरीर के भीतर दबाव को मापने के लिए किया जाता है, जैसे धमनियों में रक्तचाप या हृदय कक्षों में दबाव। इन सेंसरों को बहुत छोटा, सटीक और बायोकम्पैटिबल होना चाहिए, जिससे MEMS प्रेशर सेंसर एक आदर्श विकल्प बन जाता है। MEMS सेंसर का छोटा आकार उन्हें कैथेटर की नोक में बिना इसके व्यास को बढ़ाए एकीकृत करने की अनुमति देता है, जिससे न्यूनतम आक्रामक दबाव माप संभव हो पाता है।

अतिरिक्त जानकारी:

विश्लेषण को और अधिक समझने के लिए, आइए अन्य विकल्पों का मूल्यांकन करें:

विकल्प 1: वे एक पीजोरेसिस्टिव झिल्ली का उपयोग करते हैं।

यह विकल्प आंशिक रूप से सही है क्योंकि यह MEMS दबाव सेंसर में पीज़ोरेसिस्टिव झिल्ली के उपयोग की पहचान करता है। हालाँकि, यह कैथेटर-टिप सेंसर में MEMS दबाव सेंसर के उपयोग को संबोधित नहीं करता है, जो उनके अनुप्रयोगों की पूरी समझ के लिए महत्वपूर्ण है।

विकल्प 2: वे आमतौर पर पुन: प्रयोज्य और महंगे होते हैं।

यह विकल्प भ्रामक है। जबकि कुछ MEMS प्रेशर सेंसर दोबारा इस्तेमाल किए जा सकते हैं, कई एकल-उपयोग अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किए गए हैं, खासकर चिकित्सा सेटिंग्स में जहां बाँझपन आवश्यक है। इसके अतिरिक्त, MEMS प्रेशर सेंसर को आम तौर पर महंगा नहीं माना जाता है। उन्हें बनाने के लिए इस्तेमाल की जाने वाली माइक्रोफैब्रिकेशन प्रक्रियाएँ अपेक्षाकृत कम लागत पर उच्च मात्रा प्राप्त कर सकती हैं, जिससे वे विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए किफ़ायती हो जाती हैं।

विकल्प 4: वे पीजोरेसिस्टिव झिल्ली का उपयोग करते हैं, आमतौर पर पुन: प्रयोज्य और महंगे होते हैं, और कैथेटर-टिप सेंसर में इस्तेमाल किए जा सकते हैं।

यह विकल्प पीज़ोरेसिस्टिव झिल्ली और कैथेटर-टिप सेंसर में उपयोग के बारे में सही जानकारी को आम तौर पर पुन: प्रयोज्य और महंगा होने के बारे में भ्रामक जानकारी के साथ जोड़ता है। इसलिए, यह पूरी तरह से सटीक नहीं है।

निष्कर्ष:

किसी दिए गए अनुप्रयोग के लिए सही सेंसर चुनने के लिए MEMS दबाव सेंसर की विशेषताओं और अनुप्रयोगों को समझना आवश्यक है। पीज़ोरेसिस्टिव झिल्ली वाले MEMS दबाव सेंसर सटीक और विश्वसनीय दबाव माप प्रदान करते हैं, जिससे वे चिकित्सा सेटिंग्स में कैथेटर-टिप सेंसर जैसे महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हो जाते हैं। उनका छोटा आकार, संवेदनशीलता और कम लागत पर बड़े पैमाने पर उत्पादन की क्षमता विभिन्न उद्योगों में उनके व्यापक उपयोग में योगदान करती है।

स्पष्टीकरण:

MEMS जाइरोस्कोप और उनकी संरचनाएं

परिभाषा: माइक्रो-इलेक्ट्रो-मैकेनिकल सिस्टम (MEMS) जाइरोस्कोप छोटे उपकरण हैं जो कोणीय वेग या किसी विशेष अक्ष के चारों ओर घूमने की दर को मापते हैं। वे अपने छोटे आकार, कम बिजली की खपत और उच्च परिशुद्धता के कारण स्मार्टफ़ोन, गेमिंग कंट्रोलर, ऑटोमोटिव सिस्टम और एयरोस्पेस तकनीक सहित विभिन्न अनुप्रयोगों में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं।

कार्य सिद्धांत: MEMS जाइरोस्कोप आमतौर पर कोरिओलिस त्वरण के सिद्धांत पर काम करते हैं। जब कोई सिस्टम घूर्णी गति से गुजरता है, तो कोरिओलिस बल जाइरोस्कोप के भीतर चलने वाले हिस्सों पर कार्य करता है, जिससे एक मापनीय विस्थापन होता है। यह विस्थापन तब एक विद्युत संकेत में परिवर्तित हो जाता है जो कोणीय वेग का प्रतिनिधित्व करता है।

सही विकल्प विश्लेषण:

सही विकल्प है:

विकल्प 2: कंपन संरचना

MEMS जाइरोस्कोप आमतौर पर घूमने वाले भागों की माइक्रोमशीनिंग में कठिनाई के कारण कंपन संरचना का उपयोग करते हैं। कंपन संरचना जाइरोस्कोप कंपन करने वाली वस्तुओं की प्रवृत्ति के सिद्धांत पर आधारित होते हैं, जब आधार घूमता है तो कंपन के अपने तल को बनाए रखने की प्रवृत्ति होती है। कंपन संरचना जाइरोस्कोप के सबसे आम प्रकारों में ट्यूनिंग फोर्क जाइरोस्कोप, वाइब्रेटिंग रिंग जाइरोस्कोप और वाइब्रेटिंग व्हील जाइरोस्कोप शामिल हैं।

एक विशिष्ट कंपन संरचना जाइरोस्कोप में, एक प्रूफ द्रव्यमान को एक निश्चित आवृत्ति पर कंपन करने के लिए प्रेरित किया जाता है। जब जाइरोस्कोप कोणीय गति का अनुभव करता है, तो कोरिओलिस बल मूल कंपन के लंबवत एक द्वितीयक कंपन का कारण बनता है। इस द्वितीयक कंपन का पता संधारित्र, दाब वैद्युत या अन्य सेंसिंग तंत्र द्वारा लगाया जाता है, और कोणीय वेग की गणना की जाती है।

कंपन संरचना जाइरोस्कोप के लाभ:

• कोणीय वेग मापने में उच्च परिशुद्धता और सटीकता।
• कॉम्पैक्ट आकार के कारण ये छोटे उपकरणों में एकीकरण के लिए उपयुक्त हैं।
• कम बिजली की खपत, जो बैटरी से चलने वाले उपकरणों के लिए आवश्यक है।
• घूर्णनशील भागों की अनुपस्थिति के कारण मजबूती और विश्वसनीयता, जो टूट-फूट के प्रति अधिक संवेदनशील होते हैं।

अनुप्रयोग:

कंपन संरचना जाइरोस्कोप का उपयोग विभिन्न अनुप्रयोगों में किया जाता है, जिनमें शामिल हैं:

• स्क्रीन अभिविन्यास और छवि स्थिरीकरण के लिए उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, जैसे स्मार्टफोन और टैबलेट।
• स्थिरता नियंत्रण और नेविगेशन के लिए ऑटोमोटिव सिस्टम।
• एयरोस्पेस, विमान और अंतरिक्ष यान में नेविगेशन और नियंत्रण प्रणालियों के लिए।
• गति संवेदन और नियंत्रण के लिए गेमिंग नियंत्रक और आभासी वास्तविकता उपकरण।

Additional Information 

विश्लेषण को और अधिक समझने के लिए, आइए अन्य विकल्पों का मूल्यांकन करें:

विकल्प 1: पेंडुलम-आधारित

पेंडुलम आधारित जाइरोस्कोप का इस्तेमाल आमतौर पर MEMS डिवाइस में नहीं किया जाता है क्योंकि पेंडुलम संरचनाओं को छोटा करने में चुनौतियां होती हैं। पेंडुलम आम तौर पर बड़े होते हैं और छोटे पैमाने की MEMS तकनीक में एकीकृत करने के लिए अधिक जटिल होते हैं।

विकल्प 3: चुंबकीय क्षेत्र पाश

चुंबकीय क्षेत्र पाश जाइरोस्कोप, जो कोणीय वेग को मापने के लिए चुंबकीय क्षेत्रों का उपयोग करते हैं, आमतौर पर MEMS तकनीक में उपयोग नहीं किए जाते हैं। MEMS उपकरणों में चुंबकीय क्षेत्र पाश का एकीकरण कंपन संरचनाओं की तुलना में अधिक जटिल और कम व्यावहारिक है।

विकल्प 4: रोटरी गियर

रोटरी गियर यांत्रिक घटक होते हैं जिनमें घूमने वाले हिस्से शामिल होते हैं। MEMS पैमाने पर ऐसे घूमने वाले हिस्सों की माइक्रोमशीनिंग घर्षण, घिसाव और निर्माण जटिलता से संबंधित मुद्दों के कारण चुनौतीपूर्ण है। नतीजतन, रोटरी गियर का इस्तेमाल आमतौर पर MEMS जाइरोस्कोप में नहीं किया जाता है।

निष्कर्ष:

MEMS जाइरोस्कोप मुख्य रूप से अपनी सरलता, सटीकता और विश्वसनीयता के कारण कंपन संरचनाओं का उपयोग करते हैं। माइक्रोमशीनिंग रोटेटिंग पार्ट्स से जुड़ी चुनौतियाँ कंपन संरचनाओं को इन लघु उपकरणों के लिए पसंदीदा विकल्प बनाती हैं। कंपन संरचना जाइरोस्कोप के सिद्धांतों और लाभों को समझना विभिन्न आधुनिक तकनीकों में उनके व्यापक उपयोग की सराहना करने के लिए आवश्यक है।

सही उत्तर एक तीसरी पीढ़ी उच्च स्तरीय भाषा है। 

• C एक उच्च स्तरीय भाषा है। 
  • C कोड को कम्पाइलर द्वारा समायोजित किया जाता है। 
• 1972 में, एक महान कंप्यूटर वैज्ञानिक डेनिस रिची ने बेल प्रयोगशालाओं में 'C' नामक एक नई प्रोग्रामिंग भाषा बनाई थी।
• 'C' एक शक्तिशाली प्रोग्रामिंग भाषा है जो UNIX ऑपरेटिंग सिस्टम के साथ दृढ़ता से जुड़ी हुई है। यहां तक ​​कि अधिकांश UNIX ऑपरेटिंग सिस्टम को 'C' में कूटित किया गया है।
• अमेरिकी राष्ट्रीय मानक संस्थान (एएनएसआई) ने 1989 में 'C' भाषा के लिए एक व्यावसायिक मानक को परिभाषित किया था। बाद में, इसे 1990 में अंतर्राष्ट्रीय मानक संगठन (आईएसओ) द्वारा अनुमोदित किया गया था। 'C' प्रोग्रामिंग भाषा को 'ANSI C' भी कहा जाता है।

Hint

• एक असेंबली भाषा एक निम्न-स्तरीय प्रोग्रामिंग भाषा है जो एक विशिष्ट प्रकार के प्रोसेसर के लिए डिज़ाइन की गई है। यह उच्च-स्तरीय प्रोग्रामिंग भाषा (जैसे C/C++) से स्रोत कूट संकलित करके निर्मित किया जा सकता है, लेकिन इसे स्क्रैच से भी लिखा जा सकता है।
• C या जावा जैसी उच्च-स्तरीय भाषाओं की तुलना में, असेंबली भाषा लिखना मुश्किल है।
  उदाहरण: असेंबली भाषा में संख्याओं को जोड़ने के लिए ADD mnemonics का उपयोग किया जाता है लेकिन उच्च-स्तरीय भाषा में + ऑपरेटर का उपयोग किया जाता है। 
• मशीन भाषा और असेंबली भाषा निम्न-स्तरीय भाषाएं हैं।
• मशीन कूट मशीन भाषा निर्देशों में लिखा गया एक कंप्यूटर प्रोग्राम है जिसे सीधे कंप्यूटर की सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट (सीपीयू) द्वारा निष्पादित किया जा सकता है, इसलिए मशीन भाषा के कार्यक्रमों के लिए असेम्बलर की आवश्यकता नहीं होती है।
• मशीन कूट एक संख्यात्मक भाषा है जिसका उद्देश्य जितनी जल्दी हो सके चलना है, और इसे संकलित या इकट्ठे कंप्यूटर प्रोग्राम के निम्नतम स्तर के प्रतिनिधित्व के रूप में या आदिम और हार्डवेयर-निर्भर प्रोग्रामिंग भाषा के रूप में माना जा सकता है। 

सही उत्तर प्रत्येक भाषा के प्रत्येक वर्ण के लिए अद्वितीय कोड है।

• यूनिकोड प्रत्येक वर्ण के लिए एक अद्वितीय संख्या प्रदान करता है।
  • इसमें विराम चिह्न, गणितीय चिन्ह, तकनीकी प्रतीक, तीर और गैर-लैटिन अक्षर जैसे थाई, चीनी या अरबी लिपि के अक्षर शामिल हैं।

Important Points

• यूनिकोड लिखित पाठ के सुसंगत एन्कोडिंग के लिए एक उद्योग-मानक है।
• यूनिकोड विभिन्न वर्णों की एन्कोडिंग को परिभाषित करता है, सबसे अधिक इस्तेमाल किया जा रहा UTF-8, UTF-16 और UTF-32 है। UTF-8 निश्चित रूप से यूनिकोड परिवार में, खासकर वेब पर सबसे लोकप्रिय एन्कोडिंग है।

Additional Information

• ASCII (अमेरिकन स्टैंडर्ड कोड फॉर इंफॉर्मेशन इंटरचेंज) वर्ण सेट में अंग्रेजी अक्षरों, संख्याओं और कुछ नियंत्रण वर्णों के लिए 128 वर्ण होते हैं।
  • ASCII एन्कोडिंग प्रत्येक वर्ण के लिए 1 बाइट निरुपित करता है जिसमें अग्रणी बिट के लिए 0 सेट होता है, और अन्य 7 बिट्स वर्ण के कोड बिंदु का प्रतिनिधित्व करते हैं।

सही उत्तर कंपाइलर है।

• एक कंपाइलर प्रोग्राम कोड (स्रोत कोड) लेता है और एक बार में स्रोत कोड को मशीन भाषा मॉड्यूल (ऑब्जेक्ट फ़ाइल कहा जाता है) में परिवर्तित करता है।
• एक इंटरप्रेटर स्रोत प्रोग्राम के स्टेटमेंट को एक- एक करके निष्पादित करता है।

Important Points

व्याख्या:

प्रारंभ में, रोबोट को पास्कल और C जैसी टेक्स्ट भाषाओं का उपयोग करके प्रोग्राम किया गया था। रोबोट को चलाने के लिए आवश्यक कोड बहुत निम्न-स्तर का था, और इसे बनाना और बनाए रखना बहुत कठिन था, जिसके लिए एडवांस प्रोग्रामिंग और नियंत्रण सिद्धांत दोनों में कौशल की आवश्यकता होती है। प्रोग्रामिंग रोबोट से जुड़ी समस्याओं के समाधान के लिए विशेष रूप से टेक्स्ट रोबोटिक भाषाओं का विकास किया गया था। इन भाषाओं ने रोबोट को संचालित करने के लिए "अंतर्निहित" आदेशों की शुरुआत की, (उदाहरण के लिए) गति प्रिमिटिव के लिए कोड विकसित करने की आवश्यकता को समाप्त कर दिया।

VAL (वैरिएबल असेंबली लैंग्वेज):

• PUMA रोबोट आर्म को नियंत्रित करने वाले सिस्टम सॉफ़्टवेयर को VAL कहा जाता है, जिसे यूनिमेशन द्वारा आपूर्ति की जाती है जिसका उपयोग इसके नियंत्रक के साथ किया जाता है जिसे MARK कहा जाता है।
• सॉफ्टवेयर एक परिष्कृत प्रोग्रामिंग भाषा और एक पूर्ण रोबोट नियंत्रण प्रणाली है, लेकिन उत्पाद की उम्र के कारण ज्यादातर नुकसान हैं।
• VAL को नियंत्रक कंप्यूटर मेमोरी में स्टोर किया जाता है। नियंत्रक में रोबोट सिस्टम के लिए ऑपरेटिंग कंट्रोल भी होते हैं।
• VAL प्रोग्रामिंग भाषा में शिक्षण और संपादन के लिए अंग्रेजी भाषा के निर्देशों का एक पूरा सेट होता है।
• दो अलग-अलग प्रक्रियाओं या दोनों के संयोजन का उपयोग करके कंप्यूटर/नियंत्रक में कार्य प्रोग्राम दर्ज किए जाते हैं।
• प्रोग्राम को टीच पेंडेंट के साथ टीच-बाई शो मेथड या CRT और कीबोर्ड इनपुट का उपयोग करके दर्ज किया जा सकता है।

स्पष्टीकरण:

PLC:

• PLC (प्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोलर) जिसे PLC भी कहा जाता है मशीनों और प्रक्रियाओं को नियंत्रित करने के लिए इस्तेमाल किया जाने वाला एक विशेष कंप्यूटर है।

• PLC डिजिटल सिग्नल पर कार्य करता है ।
• PLC निर्देश और विशिष्ट कार्यों जैसे ऑन/ऑफ़ नियंत्रंक, काउंटिंग, अंकगणित, समय, अनुक्रमण और डेटा हैंडलिंग को संग्रहित/सेव करने के लिए प्रोग्रामेबल मेमोरी का उपयोग करता है।

एक PLC की संरचना:

PLC संचालन के चरण:

• इनपुट स्कैन: इसमें PLC से जुड़े सभी इनपुट उपकरणों की स्थिति का पता लगाया जाता है ।
• प्रोग्राम स्कैन: यह चरण उपयोगकर्ता द्वारा बनाए गए प्रोग्राम लॉजिक को निष्पादित करता है ।
• आउटपुट स्कैन: यह चरण उन सभी आउटपुट उपकरणों को क्रियाशील या अक्रियाशील करता है जो PLC से जुड़े हैं।
• हाउसकीपिंग: इस चरण में प्रोग्रामिंग टर्मिनलों, आंतरिक निदान, आदि के साथ संचार शामिल है।

एक PLC नियंत्रण प्रणाली के लाभ:

• यह लचीला है ।
• इसका तेजी से प्रतिक्रिया समय है ।
• मॉड्यूलर डिजाइन की मरम्मत और विस्तार करना आसान है।

सही उत्तर बिगिनर्स आल-पर्पज़ सिंबॉलिक इंस्ट्रक्शन कोड है।

Important Points

• बेसिक सभी ऑपरेटिंग सिस्टम में सबसे सरल और सबसे पहली हाई लेवल प्रोग्रामिंग लैंग्वेज का समर्थन करता है।
• जॉन जी कोमेनी और थॉमस ई. कुर्तज़ ने 1964 में मूल बेसिक भाषा डार्टमाउथबेसिक को डिज़ाइन किया।
  • मुख्य मोटो यह है कि सभी छात्रों को हर क्षेत्र में कंप्यूटर का उपयोग करने में सक्षम होना चाहिए।
• BASIC के उपयोग के साथ, लोगों ने अपने व्यवसाय, पेशे, आदि के लिए अपने कर्मियों के कंप्यूटर पर कस्टम सॉफ़्टवेयर विकसित करना शुरू कर दिया।

Additional Information

• क्विकबेसिक (QB) 1985 में माइक्रोसॉफ्ट द्वारा विकसित BASIC के लिए कंपाइलर है जो मुख्य रूप से DOS पर चलता है।

स्पष्टीकरण

PLC: PLC (प्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोलर) एक औद्योगिक कंप्यूटर नियंत्रण प्रणाली है जो लगातार इनपुट उपकरणों की स्थिति की निगरानी करती है और आउटपुट उपकरणों की स्थिति को नियंत्रित करने के लिए एक कस्टम प्रोग्राम के आधार पर निर्णय लेती है।

अनुक्रमिक नियंत्रक: एक नियंत्रण प्रणाली जिसमें व्यक्तिगत चरणों को एक पूर्व निर्धारित क्रम में संसाधित किया जाता है, एक अनुक्रम चरण से श्रेणी अगले परिभाषित स्थितियों पर निर्भर होने के लिए संतुष्ट होती है।

माइक्रोप्रोसेसर: एक माइक्रोप्रोसेसर एक बहुउद्देश्यीय,प्रोग्रामेबल क्लॉक-चालित, रजिस्टर-आधारित इलेक्ट्रॉनिक उपकरण है जो मेमोरी नामक स्टोरेज डिवाइस से बाइनरी निर्देश पढ़ता है, बाइनरी डेटा को इनपुट के रूप में स्वीकार करता है, और उन निर्देशों के अनुसार डेटा संसाधित करता है, और आउटपुट के रूप में परिणाम प्रदान करता है। ।

महत्वपूर्ण बिंदु यह है- उपरोक्त सभी तीन उपकरण इलेक्ट्रॉनिक उपकरण हैं और इसमें कोई यांत्रिक क्रिया शामिल नहीं है।

दूसरी ओर स्वचालन, एक ऐसी तकनीक है जिसका उपयोग प्रोग्रामिंग और कंप्यूटर की मदद से मानव संपर्क (आमतौर पर शारीरिक) को कम करने के लिए किया जाता है। इसमें प्रणाली को नियंत्रित और संचालित करने के लिए यांत्रिक, इलेक्ट्रॉनिक्स और कंप्यूटर-आधारित प्रणाली का अनुप्रयोग शामिल है ।

संकल्पना:

माइक्रोनियंत्रक:

माइक्रोनियंत्रक VLSI IC है जिसमें मेमोरी (RAM और ROM), समय/काउंटर, संचार अंतराफलक, ADC, इत्यादि जैसे कुछ अन्य परिधीय के साथ एक प्रोसेसर (CPU) शामिल होता है।

→ माइक्रोप्रोसेसर और माइक्रोनियंत्रक के बीच अंतर केवल प्रोसेसर (CPU) होता है और इसमें कोई परिधीय नहीं होती है।

8051 माइक्रोनियंत्रक की विशेषता:

1) यह 8 - बिट वाला माइक्रोनियंत्रक है अर्थात् डेटा बस 8 बिट चौड़ा होता है।

2) इसमें 128 बाइट RAM होता है जिसमें I / P और O / P रजिस्टर शामिल होते हैं। 

3) ROM: इसमें 4 KB ROM होता है।

4) There are two 16-bit timers and counters in 8051 microcontroller: timer 0 and timer 1

वर्णन:

कूट मेमोरी से डेटा को दर्ज करने के लिए 8051 माइक्रोनियंत्रक MOVC निर्देश का प्रयोग करता है।

MOV → रजिस्टर से रजिस्टर या रजिस्टर से मेमोरी तक डेटा स्थानांतरण में प्रयुक्त निर्देश।

2 बाइट, 1 मशीन चक्र निर्देश।

MOV X:

अप्रत्यक्ष रूप से डेटा स्थानांतरण, 1 बाइट, 2 MCs

XCH:

रजिस्टर के साथ संचय को परस्पर परिवर्तित कीजिए।

1 बाइट, 1 MCs

सही उत्तर अनुभाषक है।

• एक अनुभाषक, क्रमादेश कूट (स्रोत कूट) ग्रहण करता है और स्रोत कूट को मशीन भाषा प्रतिरुपक (जिसे अभिलक्ष्‍य संचिका कहा जाता है) में परिवर्तित करता है।

Important Points

Additional Information

• एक अन्य विशेष क्रमादेश, जिसे श्रृंखलन कहा जाता है, एक निष्पादन योग्य संचिका बनाने के लिए इस अभिलक्ष्‍य संचिका को अन्य पूर्व संकलित अभिलक्ष्‍य संचिकाओं (विशेष रूप से निष्‍पादन काल प्रतिरूपक में) के साथ जोड़ता है।

8051 माइक्रोकंट्रोलर में संचायक

• संचायक ​एक सामान्य-उद्देश्य रजिस्टर है जिसका उपयोग बड़ी संख्या में निर्देशों के परिणामों को संग्रहीत करने के लिए किया जाता है।
• इसमें 8-बिट (1-बाइट) मान हो सकता है और संचायक का उपयोग करने वाले कई निर्देशों के कारण 8051 का सबसे बहुमुखी रजिस्टर है।
• संचायक की पहचान रजिस्टर A के रूप में भी की जाती है।
• जब भी दो संख्याओं के बीच कोई अंकगणितीय संक्रिया की जाती है, तो उस संक्रिया का परिणाम संचायक में संग्रहीत हो जाता है।