Algılayıcılar (Duyucular) - sensors İNFORMASYON İŞLEME EYLEYİCİ ALGIL AYICI SÜREÇ 1 Yansıtıcılı algılayıcı ile vinçlerde aşırı yaklaşım ve çarpışmanın engellenmesi 2
Cisimden yansımalı fotosel ile kağıt kopmasının izlenmesi 3 Zırhlı fiber optik kabloların sıcak cisimleri algılama uygulaması 4
Parça Sayma uygulaması 5 Ag ılayıcıların ölçme ve çıkış büyüklükleri Ölçülebilen Büyüklükler: 1. İvme 2. Hız (hav a, akış vb.) 3. Yer değiştirme 4. Akım 5. Basınç 6. Sev iye 7. Isı akısı 8. Kuvvet 9. Ses basıncı 10. Gerilme 11. Sıcaklık 12. Moment 13. Açı 14. Yoğunluk 15. Kütle 16. Al g ılayıcı Çıkış Büyüklüğü: 1. AC çıkış 2. DC çıkış 3. Say ısal (Dijital) çıkış 4. Analog Çıkış 5. Diy af ram 6. Anahtar 7. Titreşim 8. Frekans çıkış 9. 6
Giriş Büy üklüğü (x) Ölçülen Büy üklük ALGIL AYICI Çıkış Büy üklüğü (y ) 7 8
ALGILAYICILAR (SENSORS) Algılay ıcılar, fiziksel ortam ile endüstriy el amaçlı elektrik/ elektronik cihazları birbirine bağlay an bir köprü görev i görürler. Bu cihazlar endüstriy el proses sürecinde kontrol, koruma ve görüntüleme gibi çok geniş bir kullanım alanına sahiptirler. Elektriksel Olmay an büy üklük Elektriksel Büy. ALGIL AYICI dönüştürücü AMP. kuvv etlendirici F f iltre Sample & Hold AD C MB dönüştürücü Mikro-bilgisay ar Teknik terminolojide Sensör ve Transducer terimleri birbirlerinin yerine sık sık kullanılan terimlerdir. Transducer genel olarak enerji dönüştürücü olarak tanımlanır. Sensör ise çeşitli enerji biçimlerini elektriksel enerjiye dönüştüren cihazlardır. 9 SİNYAL İŞLEME VE DEĞERLENDİRME Karşılıklı algılayıcı blok çizimi 10
ALGILAYICILARIN SINIFLANDIRILMASI Giriş Büyüklüklerine Göre Mekanik : Uzunluk, alan, miktar, kütlesel akış, kuvvet, moment, Basınç, Hız, İvme, Pozisy on, Ses dalga boy u v e y oğunluğu Termal : Sıcaklık, ısı akısı Elektriksel : Voltaj, akım, direnç, endüktans, kapasitans, dielektrik katsay ısı, polarizasyon, elektrik alanı v e f rekans Manyetik : Alan y oğunluğu, akı yoğunlugu, many etik moment, geçirgenlik Işıma : Yoğunluk, dalgaboyu, polarizasy on, faz, yansıtma, gönderme Kimyasal : Yoğunlaşma, içerik, oksidasy on/redaksiy on, reaksiyon hızı, ph miktarı Çıkış Büyüklüklerine Göre An al o g Dijital Besleme İhtiyacına Göre Pasif Algılayıcılar Aktif Algılayıcılar 11 ALGILAYICILARDA SİNYAL TÜRLERİ STATİK DAVRANIŞ. : Girişe göre çıkışın zamanda değişimi (Hassasiyet, hız, lineerlik) DİNAMİK DAVRANIŞ : Frekansa göre değişim 1. Genlik Analog Siny al ölçülen büyüklük genlikle orantılı değişir 2. Frekans Analog Siny al ölçülen büyüklük frekansla orantılı değişir 3. Dijital Sinyal doğrudan dijital sinyal üretilir Statik Davranış Dinamik Davranış Bozucu giriş hassasiyeti Dijital hesaba uy um Hesap Giriş Analog Siny al + çok hızlı orta ADC gerekli -- Frekans Analog S. + sınırlı az Frekans sayacı gerekli - Dijital Siny al sınırlı sınırlı az + + + 12
ÖRNEK ALGILAYICILAR 13 DİNAMİK ÖLÇÜMLER İÇİN ALGILAYICILAR İvme Ölçerler Piezoelektrik Özellik Piezoelektrik elemanlar bir dış kuvvet altında kaldıkları zaman, karşılıklı y üzey leri üzerinde bir elektrik y ükü oluşur. 14
Piezoelektrik Özellik (0) (0) F (-) (-) (+) (+) F F (0) (0) (+) (+) F (-) (-) Quartz Kristali Atomları Atomların Basit Gösterimi Boylamasına Piezo Etki Enlemesine Piezo Etki Quartz Üzerinde Piezo-Elektrik Etki 15 Piezo Kristal k = 2,22. 10-12 A.s/N 16
Basma Gerilmeli Eğilme Gerilmeli Kayma Gerilmeli Kuvvet Duyucu BasınçDuyucu İvme Ölçer 17 Yer değişim Algıla yıcılarının Ölçme Teknikleri: 1. Kapasitif 2. Endüktif 3. Relüktans 4. Potansiyometrik 5. Strain-Gage 6. Elektro-Optik 7. Açısal ve Doğrusal Enkoderler 8. Ultrasonik 9. Konum Şalterleri 18
19 LVDT : Boyut v e Lineer Yerdeğişimiimi Ölçümü 20
Basınç Algılayıcı Kablolar Ref erans vakum YAĞMUR ALGILAYICI Metal göv de Cam Kaide Emme borusu basıncı 21 Kay nak: BOSCH 22 Elektromekanik Mikromekanik Kay nak: BOSCH
YAĞMUR ALGILAYICI 23 Neden Yağmur Algılayıcı Sistem? - Konfor: Sistem, silecek hızını otomatik olarak yağan yağmurun hızına göre ayarlar. - Güvenlik: Suyun ön cama teması ile 120 ms de silecekleri çalıştırır. - Camdaki kirlenmeler sistemi etkilemez. - Silecek süpürgelerinin kuru camda çalıştırılıp gereksiz yere aşınmasının önüne geçer. 24
Yağmur algılayıcının araç üzerindeki konumu 25 Çalışma prensibi: (1)Ön cam, (2)LED (ışık yayan diyot), (3)Far algılayıcı, (4)Fotodiyot, (5)Ortam ışığı algılayıcı. LED nin ürettiği ışık ön cama yansıtılır. Fotodiy ot, y ansıtılan ışığın ay dınlık derecesini kay deder. Ön cam üzerindeki su, ışığın kırılmasını engelley erek ışığın sadece kısmen yansıtılmasına neden olur. Yağmur algılay ıcı, yansıma oranına göre yağmurun şiddetini tespit eder. Sistem, silecek motorunu doğru hızda çalıştırır. 26
ALGIL AYICI SEÇİMİ Ölçüm Koşulları 1.Ölçümün temel amacı nedir? 2.Ölçülen büyüklük nedir? 3.Ölçüm aralığı nedir? 4.Ölçümün doğruluk seviyesi ne olacaktır? 5.Ölçülen büyüklüğün dinamik karakteristiği nedir? 6.Ölçüm sırasında ölçüm aralığının aşılması ne ölçüde olacaktır? 7.Ölçülen büyüklük bir akışkan ise fiziksel ve kimyasal özellikleri nedir? 8.Algılayıcı nereye ve nasıl monte edilecektir? 9.Algılayıcı maruz kalacağı çevresel etkiler nelerdir? 27 ALGIL AYICI SEÇİMİ Veri Toplama Sistemi Koşulları Veri toplama sistemi analog mu yoksa dijital mi? Veri toplama sisteminin sinyal koşullama, çoğullaştırma, analog-dijital çevirme özelliği, Transfer öncesi tampon bellek (buffering) özellikleri Veri kaydı ve işleme özellikleri Veri toplama sisteminin doğruluk, frekans cevabı özellikleri 28
ALGIL AYICI SEÇİMİ Bulunabilirlik Koşulları Tüm istekleri yerine getiren algılayıcı piyasadan bulunabiliyor mu? Aksi taktirde? Varolan bir algılayıcı üzerinde küçük değişiklikler yapmak yeterli olacak mı?? Yeni bir tasarım yapmak mı gerekecek?? Bu işi üstlenebilecek üreticiler kimlerdir?? Algılayıcı zam anında teslim edilebilecek mi? 29 ALGIL AYICI SEÇİMİ Maliyet Faktörleri " Önerilen algılayıcının maliyeti göstereceği fonksiyon ile orantılı mı? " Seçilen algılayıcının sebep olacağı test, periyodik kalibrasyon, kurulum gibi ekstra masraflar nelerdir? " Veri toplama sisteminde yapılması gerekecek olan düzenlemeler nelerdir? 30