KONUM ALGILAMA YÖNTEMLERİ VE KONTROLÜ



Benzer belgeler
H04 Mekatronik Sistemler. Yrd. Doç. Dr. Aytaç Gören

MESAFE VE KONUM ALGILAYICILARI


- Gerilme ve Gerinme ikinci dereceden tensörel büyüklüklerdir. (3 puan)

Sensörler. Yrd.Doç.Dr. İlker ÜNAL

EGE ÜNİVERSİTESİ EGE MYO MEKATRONİK PROGRAMI

ĠLETĠM HATTINA ĠLĠġKĠN KARAKTERĠSTĠK DEĞERLERĠN ELDE EDĠLMESĠ

KAPASİTİF ALGILAYICILARIN TASARIMI VE DENETİM SİSTEMLERİNDEKİ YERİ ÖZET ABSTRACT

8. ALTERNATİF AKIM VE SERİ RLC DEVRESİ

6. DİRENÇ ÖLÇME YÖNTEMLERİ VE WHEATSTONE KÖPRÜSÜ

Sensörler. Yrd.Doç.Dr. İlker ÜNAL

Sistem nedir? Başlıca Fiziksel Sistemler: Bir matematiksel teori;

Sıcaklık Nasıl Ölçülür?

EGE ÜNİVERSİTESİ EGE MYO MEKATRONİK PROGRAMI

5. (10 Puan) Op-Amp devresine aşağıda gösterildiği gibi bir SİNÜS dalga formu uygulanmıştır. Op-Amp devresinin çıkış sinyal formunu çiziniz.

S Ü L E Y M A N D E M İ R E L Ü N İ V E R S İ T E S İ M Ü H E N D İ S L İ F A K Ü L T E S İ O T O M O T İ V M Ü H E N D İ S L İ Ğ İ P R O G R A M I

Hazırlayan: Tugay ARSLAN

MEKATRONİĞE GİRİŞ (EEP251)

Makine Mühendisliği İçin Elektrik-Elektronik Bilgisi. Ders Notu-4 Kondansatörler ve Bobinler

BİYOLOLOJİK MALZEMENİN TEKNİK ÖZELLİKLERİ PROF. DR. AHMET ÇOLAK

Mekatronik Mühendisliği Lab1 (Elektrik-Elektronik) Transformatörün İncelenmesi

Doğru Akım Devreleri

Şekil 1: Zener diyot sembol ve görünüşleri. Zener akımı. Gerilim Regülasyonu. bölgesi. Şekil 2: Zener diyotun akım-gerilim karakteristiği

Şekil-1. Doğru ve Alternatif Akım dalga şekilleri

Makine Mühendisliği İçin Elektrik-Elektronik Bilgisi. Ders Notu-3 Doğru Akım Devreleri Hazırlayan: Yrd. Doç. Dr. Ahmet DUMLU

Karadeniz Teknik Üniversitesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü Elektronik Laboratuvarı I ENDÜSTRİYEL KONTROL UYGULAMALARI

BÖLÜM 1. ASENKRON MOTORLAR

KIRIKKALE ÜNİVERSİTESİ

MV 1438 KABLO HAT MODELİ KARAKTERİSTİKLERİ VE MV 1420 İLETİM HATTI ÜZERİNDEKİ GERİLİM DÜŞÜMÜ

<<<< Geri ELEKTRİK AKIMI

ELEKTRONİK DEVRE ELEMANLARI

Sensörler. Yrd.Doç.Dr. İlker ÜNAL

Sensörler. Yrd.Doç.Dr. İlker ÜNAL

DENEY 3 DİYOT DOĞRULTUCU DEVRELERİ

TEMEL İŞLEMLER VE UYGULAMALARI Prof.Dr. Salim ASLANLAR

DENEY DC GERİLİM ÖLÇÜMÜ DENEYİN AMACI

EEM 201 DEVRE TEORĐSĐ I DENEY 3

DENEY 2 ANKASTRE KİRİŞLERDE GERİNİM ÖLÇÜMLERİ

DENEY 4 DC ŞÖNT ve SERİ MOTORUN YÜKLEME KARAKTERİSTİKLERİ

Ders 3- Direnç Devreleri I

ELEKTRİK AKIMI Elektrik Akım Şiddeti Bir İletkenin Direnci

14. SİNÜSOİDAL AKIMDA DİRENÇ, KAPASİTE, İNDÜKTANS VE ORTAK İNDÜKTANSIN ÖLÇÜLMESİ

Algılayıcılar (Sensors)

DERSİN ADI DENEY ADI DENEYİN SORUMLUSU DENEYİN YAPILDIĞI LABORATUAR

Yarım Dalga Doğrultma

ELEKTRİK-ELEKTRONİK ÖLÇME TESİSAT GRUBU TEMRİN-1-Mikrometre ve Kumpas Kullanarak Kesit ve Çap Ölçmek

EEME210 ELEKTRONİK LABORATUARI

12. DC KÖPRÜLERİ ve UYGULAMALARI

Ölçüm Temelleri Deney 1

BÖLÜM X OSİLATÖRLER. e b Yükselteç. Be o Geri Besleme. Şekil 10.1 Yükselteçlerde geri besleme

KAPASİTİF SENSÖRLER. Kapasitans C = ε(a/d) ε = ε 0 x ε r ε 0 : boşluğun dielektrik sabiti ε r :malzemenin dielektrik sabiti

DENEY 5: ALTERNATİF AKIMDA FAZ FARKI (R, L VE C İÇİN)

ALGILAYICILAR (SENSÖRLER-TRANSDÜSERLER)

Chapter 7. Elektrik Devreleri. Principles of Electric Circuits, Conventional Flow, 9 th ed. Floyd

DENEY 2: TEMEL ELEKTRİK YASALARI-GERİLİM VE AKIM ÖLÇÜMLERİ

Elektrik Devre Temelleri 3

Değişken Doğru Akım Zaman göre yönü değişmeyen ancak değeri değişen akımlara değişken doğru akım denir.

Otomatik Kontrol. Kontrol Sistemlerin Temel Özellikleri

DENEY: 1.1 EVİREN YÜKSELTECİN DC DA ÇALIŞMASININ İNCELENMESİ

T.C. ONDOKUZ MAYIS ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ELEKTRONİK LABORATUVARI-II DENEY RAPORU

DİRENÇ ÇEŞİTLERİ. Sabit dirençler Ayarlı dirençler Entegre tipi dirençler Özel (ortam etkili) dirençler

Bir devrede dolaşan elektrik miktarı gibi elektriksel ifadelerin büyüklüğünü bize görsel olarak veren bazı aletler kullanırız.

Alternatif Akım Devreleri

4. ÜNİTE ALTERNATİF AKIMDA GÜÇ

Çukurova Üniversitesi Biyomedikal Mühendisliği

ÖN SÖZ... İİİ İÇİNDEKİLER... V BÖLÜM 1: DİJİTAL ÖLÇME TEKNİKLERİ... 1

TEK FAZLI KONTROLLU VE KONTROLSUZ DOĞRULTUCULAR

T.C. ADIYAMAN ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ DEVRE ANALİZİ LABORATUVARI I DENEY FÖYLERİ

DENEY-4 WHEATSTONE KÖPRÜSÜ VE DÜĞÜM GERİLİMLERİ YÖNTEMİ

TRANFER FONKSİYONLARI SİSTEMLERİN MATEMATİKSEL MODELİ BASİT SİSTEM ELEMANLARI

Otomatik Kontrol I. Dinamik Sistemlerin Matematik Modellenmesi. Yard.Doç.Dr. Vasfi Emre Ömürlü

DĐRENÇ DEVRELERĐNDE KIRCHOFF UN GERĐLĐMLER ve AKIMLAR YASASI

Makine Mühendisliği İçin Elektrik-Elektronik Bilgisi. Ders Notu-2 Hazırlayan: Yrd. Doç. Dr. Ahmet DUMLU

Ölçme ve Devre Laboratuvarı Deney: 1

AMASYA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Temel Devre Elemanlarının Alternatif Gerilim Etkisi Altındaki Davranışları

ENSTRÜMANTASYON Çelik

Temel Kavramlar. Elektrik Nedir? Elektrik nedir? Elektrikler geldi, gitti, çarpıldım derken neyi kastederiz?

EGE ÜNİVERSİTESİ EGE MYO MEKATRONİK PROGRAMI

KIRCHOFF'UN AKIMLAR VE GERĠLĠMLER YASASININ DENEYSEL SAĞLANMASI

ANOLOG-DİJİTAL DÖNÜŞTÜRÜCÜLER

Rezistif Gerilimölçerler (Strain Gauge - Şekil Değişikliği Sensörleri)

KIRCHHOFF YASALARI VE WHEATSTONE(KELVİN) KÖPRÜSÜ

Elektrik Müh. Temelleri

DENEY NO : 4 DENEY ADI : Darbe Genişlik Demodülatörleri

DENEY 7 DALGALI GERİLİM ÖLÇÜMLERİ - OSİLOSKOP

ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ LABORATUARI

ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRLERİ

T.C. MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MEKATRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ ELEKTRONİK VE HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ ELEKTRONİK LAB 1 DERSİ İŞLEMSEL KUVVETLENDİRİCİ - 2 DENEYİ

TEMEL ELEKTRONİK. Kondansatör, DC akımı geçirmeyip, AC akımı geçiren devre elemanıdır.

Çukurova Üniversitesi Biyomedikal Mühendisliği

Dirençlerin Seri Bağlanması Genel

ELEKTRİK MOTORLARI VE SÜRÜCÜLER

2 MALZEME ÖZELLİKLERİ

Doğru Akım (DC) Makinaları

ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ LABORATUARI

Farklı malzemelerin dielektrik sabiti LEP _00

T.C. YALOVA ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ESM 413 ENERJİ SİSTEMLERİ LABORATUVARI I

BASMA DENEYİ MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ. 1. Basma Deneyinin Amacı

Transkript:

KONUM ALGILAMA YÖNTEMLERİ VE KONTROLÜ 1. AMAÇ: Endüstride kullanılan direnç, kapasite ve indüktans tipi konum (yerdeğiştirme) algılama transdüserlerinin temel ilkelerini açıklayıp kapalı döngü denetim sistemlerindeki önemini araştırmaktır. 2. GİRİŞ: Ölçme: Bilinmeyen bir niceliğin bilinen ve birim olarak kabul edilen bir nicelikle karşılaştırılmasıdır. ÖLÇME ÇEŞİTLERİ Ölçme işlemi üç değişik şekilde yapılır. a) Doğrudan doğruya ölçme (direkt) b) Dolaylı ölçme (endirekt). c) Mutlak ölçme. a) Doğrudan doğruya ölçme (direkt): Mastar olarak alınmış bir birim ile ölçülecek değerin doğrudan doğruya karşılaştırılması suretiyle yapılan ölçme işlemidir. Bu ölçme işleminde ölçü, doğrudan doğruya okunabilmektedir, Doğrudan doğruya ölçmeye örnek olarak; çelik cetvellerle, sürmeli kumpaslarla yapılan ölçme işlemi verilebilir. b) Dolaylı ölçme (endirekt): Bu ölçme işleminde ise, ölçü aleti belli bir kıyaslama parçasına ayarlanır ve ölçme işlemi bu kıyaslama parçasına göre yapılır. Pergel, iç ve dış çap kumpasları, çatal ve tampon mastarları ve Johonson mastarları ile yapılan ölçme işlemleri dolaylı ölçmelerdir. c) Mutlak ölçme: Ölçülecek değerin sayısal değeri ile ölçme sonundaki diğer değerlerin sayısal değerleri arasındaki matematiksel ilişkiler dikkate alınarak yapılan ölçme işlemine denir. Bu laboratuar çalışması çerçevesinde yukarıda bahsedilen cetvel, kumpas vb. gibi konum ölçüm aletleri anlatılmayacaktır. Kontrollerin sürekli ve otomatik olması için daha çok çıkışında bir elektrik sinyali sağlayan konum algılama yöntemlerine yer verilecektir. Konum algılama bir çok sistem için hayati öneme sahip olup çelik haddehanelere, radyo, astronomi, radar ve füze rampaları ve mikroişlemci denetimli takım tezgahlarında bazı teçhizatın konumunun sağlıklı bir biçimde denetlenmesini gerektirmektedir. Ayrıca basınç, ağırlık, sıcaklık, seviye ve diğer fiziksel değişkenler için kullanılan dönüştürücüler yapılan ölçümü çoğu kez bir konum veya yerdeğiştirme algılayıcısı ile elektrik sinyaline dönüştürülen bir yer değişimine çevirirler. Konum dönüştürgeçleri doğrusal yerdeğiştirme veya açısal yerdeğiştirme ölçebilmektedir. Konum ölçümü, mutlak veya artımlı olabilir. Mutlak konum ölçümü sabit bir başlangıç noktasına nispetle her an ölçmeyle tanımlanır. Artımlı konum ölçümü ise katedilen bir mesafenin ölçülmesiyle tanımlanır. Dolayısıyla artımlı ölçmede sabit bir başlangıç noktası yoktur. Artımlı ölçme işlemi basit ve ucuz olmakla beraber her enerji verilmesinden sonra karışıklığa sebep olmamak için her enerji besleme olayına müteakip düzenli aralıklarla bir başlangıç konumu belirlemesi gerekir. 1

3. TEORİ: Günümüz teknolojisinde transdücer veya sensör olarak ifade edilen algılayıcıların hemen hemen hepsi ölçülen niceliğe karşılık bir elektrik sinyali üretmektedir. Bu yüzden ölçme; Rezistif (Direncin değişimi), Kapasitif (Kapasite değişimi) ve Induktif (İndüktans değişimi) etkileri ile yapılmaktadır. 3.1. Direncin Değişimi İlkesi Bir direnç elemanında direnç değeri ile ifade edilir. Burada ρ : Malzemenin özgül direnci l : Malzemenin uzunluğu A: Malzemenin kesit alanı ρl R = A dır. Görüldüğü gibi ρ,l, A değişkenlerinin değişimi direnci değiştirmektedir. Bu değişkenlerden l nin değişimi en pratik yoludur. Bu prensip ile çalışan konum ölçme elemanları, potansiyometre olarak bilinir. Potansiyometre konum ölçme elemanlarının en basitidir. Potansiyometre sürgüsü, yer değişimi ölçülecek cisme mekanik olarak bağlanır ve bu sürgünün konumu ile doğru orantılı bir elektrik çıkış gerilimi üretir. Potansiyometreler, Şekil 1 de gösterildiği gibi açısal veya doğrusal yer değiştirmeleri doğrudan doğruya ölçebilirler. Potansiyometreli konum ölçme elemanının elektriksel devresi Şekil1 deverildiği gibidir. Burada potansiyometrenin uçları kararlı bir V i gerilimine bağlanır. Eğer L potansiyometrenin azami yerdeğiştirme miktarını, d ise sürgülü kontak konumunu göstermekteyse, yüksüz çıkış gerilimi aşağıdaki denklemlerden bulunur. V i L d Yük V o Şekil 1. Potansiyometrenin devre şeması d V o = V i (1) L d/l=x ise Burada 0<x<1 dir. V o = xv i (2) 2

3.2. Kapasitenin Değişimi İlkesi Kapasitif algılayıcılar, mekanik etkiler ile kapasitörlerin kapasitelerinin değişimlerini algılama esasına göre çalışırlar. Çeşitli biçimlerde kapasitörlerin yapılmasına rağmen, genel olarak mekaniksel büyüklüklerin ölçülmesinde plaka ve silindirik kapasitörler kullanılmaktadır. Şekil 2 Kapasite elemanları Şekil 2a da verilen plaka tipi kapatisörde, kapasite bağıntısı şeklinde tanımlanır. Burada A C = ε oε r (3) d ε o : 0.089 pf/cm (Havanın dielektrik katsayısı) ε r :Bağıl dielektrik katsayısı A: Kapasitörün kesit alanı d: Plakalar arası mesafesi dir. (3) ifadesinden görüldüğü gibi plaka tipi kapasitede C nin değişimi A ve d nin değişimine bağlıdır. C A d = + (4) C A d Şekil2b de silindirik kapasite elemanı için kapasite bağıntısı L C = 2ππoε r (5) ln(d d) şeklinde tanımlanır. Burada, D: Dış silindir çapı d: İç silindir çapı olarak tanımlanır. 3

3.3. İndüktansın Değişimi İlkesi 4

3.4. Doğrusal Değişkenli Fark Transformator (LVDT) Şekil 3 Doğrusal değişkenli fark transformator (LVDT) Şekil 4a da şematik olarak gösterilen doğrusal değişkenli fark transformatör (LVDT), küçük deplasman transduser in en yaygın olarak kullanılan tipidir. Bu cihaz iki adet ikincil sargısı ile hareketli bir göbeği bulunan bir transformatörden oluşur. Göbek merkezde iken iki adet ikincil üzerinde bulunan gerilimler eşit ve çıkış sıfır olacaktır. Göbek kısmını pozitif yönde hareket ettirilmesi halinde ise, Vı gerilimi artanken ½ gerilimi de azalır. Böylece yerdeğiştirmeye bağlı ve birincil sargıdaki gerilim ile aynı fazda olan bir çıkış gerilimi elde edilir Göbeğin negatif yöne doğru hareket ettirilmesi durumunda ise, bu kez Vı azalarak ½artar ve yine yerdeğiştirme miktarına bağlı olmakla beraber, karşıt fazda bir çıkış gerilimi verir. Böylece çıkış sinyali yerdeğiştirmenin boyutunu gösteren bir genlikte Şekil 4b de görüldüğü gibi yönü gösteren bir fazda olur. Bu AC sinyali, faz duyarlı bir doğrultucu vasıtası ile bir DC sinyaline dönüştürülür. Doğrusal değişkenli fark transformatörler bir çok avantaj sağlarlar. Bunlar elektriksel olarak tam yalıtıma sahip olup, temassız trafolardır ve bu sebeple de sürtünme etkisi ve aşınma en asgari düzeyde kalır. Potansiyometreden farklı olarak bunların hizmet ömrü hemen hemen sınırsız olup, eskimekle de kesintili çalışma yapmazlar. Bu tip transformatörler (LVDT), 0.1 mm den 500 mm civarına kadar geniş aralıklı deplasman boyutlarında mevcut olup çok istikrarlıdır ve hemen hemen sonsuz bir çözümleme kapasitesine sahiptirler. Basit potansiyometrelerden daha pahalıdır. 5

4 DENEY TESİSATI: 5. BULUNACAK DEĞERLER 1. Konum değişimine karşılık elektrik gerilim değişim değerleri okunacak. 2. Konum algılayıcısının herbir birim yerdeğiştirmeye karşılık kazancı ve ortalama kazanç hesaplanacak. 3. Konum değişimine karşılık gerilim değişimi grafik olarak çizilecek. 6