Sensörler - Türler ve Uygulamalar

Basınç sensörleri

Basınç sensörleri genellikle gaz veya sıvıların basıncını ölçmek için kullanılır. Genellikle bir basınç sensörü, dönüştürücü görevi görür. Basıncı analog elektriksel veya dijital sinyalde üretir. Ayrıca, basınç açısından sınıflandırılan bir basınç sensörleri kategorisi de vardır, bunlardan bazıları mutlak basınç sensörü, gösterge basınç sensörüdür. Ayrıca, arabanızın benzin veya yağ seviyesi azaldığında size haber veren bir tür basınç sensörü de vardır.

Basınç sensörleri, basıncı algılayan ve bunu elektrik sinyal parametrelerine dönüştüren tipik dönüştürücülerdir. Basınç sensörlerinin tipik örnekleri, gerinim ölçerler, kapasitif basınç sensörleri ve piezoelektrik basınç sensörlerdir. Gerinim ölçerler, basınç uygulamasıyla birlikte dirençteki değişim ilkesi üzerinde çalışır; burada piezoelektrik basınç sensörleri, basınç uygulaması üzerine cihaz boyunca voltajdaki değişiklik ilkesi üzerinde çalışır.

Basınç Sensörü Devre Şeması:

Aşağıda PIC Mikroişlemci tabanlı bir basınç ölçüm Metrenin devre şeması verilmiştir:

Devre aşağıdaki bileşenleri içerir:

• Basınç sensöründen girdi alan ve buna göre çıkışı 4 yedi segmentli ekran paneline veren bir PIC Mikroişlemcisi.
• Silikon basınç sensörü olan ve yüksek analog çıkış sinyali sağlayan 6 Pinli Basınç Sensörü IC MPX4115.
• 4 yedi segmentli ekran PIC mikro denetleyiciden girdi alıyor ve her bir transistör tarafından sürülüyor.
• Mikrodenetleyiciye saat girişi sağlamak için kristal bir düzenleme.

Basınç Sensörünün Çalışması:

Yukarıdaki video, basınç değerini yedi segmentli ekranda görüntülemek için basınç sensörünün mikro denetleyici ile nasıl arayüzlendiğini açıklamaktadır. Basınç sensörü 6 pimden oluşur ve 5V beslemeye bağlıdır.

Pin 3 güç kaynağına bağlanır, pin 2 topraklanır ve pin 1, mikrodenetleyicinin RA0 / AN0 pinine analog giriş olarak bağlanır. Buradaki değerleri görüntülemek için, dört transistörün ortak anot konfigürasyonu ile sürülen 4 basamaklı yedi segmentli ekran kullanıyoruz.

Burada mikro denetleyiciye 28.50 PSI basınç sensörü bağlanır, böylece sensör değerini düşük veya yüksek olarak değiştirebildiğimizde, mikro denetleyici bu değerleri algılar ve yedi segmentli ekranda görüntüler.

Bu basınç değeri eşik seviyelerini geçerse mikrodenetleyici kullanıcıya alarm verir. Bu şekilde, gerçek zamanlı değerleri izlemek, işlemek ve görüntülemek için herhangi bir sensör tipi mikro denetleyiciye arayüzlenebilir.

Basınç Sensörü Uygulamaları:

Basınç algılama, rakım algılama, akış algılama, çizgi veya derinlik algılama gibi basınç sensörü için birçok uygulama vardır.

• Gerçek zamanlı olarak da kullanılır, araba alarmları ve trafik kameraları, birinin hız yapıp yapmadığını bilmek için basınç sensörleri kullanır.
• Basınç sensörleri, basınç uygulama noktasını belirlemek ve işlemciye uygun talimatlar vermek için dokunmatik ekranlarda da kullanılır.
• Ayrıca dijital tansiyon monitörlerinde ve ventilatörlerde kullanılırlar.
• Basınç sensörlerinin endüstriyel uygulaması, gazların ve kısmi basınçlarının izlenmesini içerir.
• Atmosferik basınç ile kontrol sistemi arasında denge sağlamak için hava düzlemlerinde de kullanılırlar.
• Ayrıca elektronik sistemler için uygun çalışma koşullarını belirlemek için deniz operasyonları durumunda okyanusların derinliğini belirlemek için kullanılırlar.

Basınç Sensörü Örneği - Piezoelektrik dönüştürücü

Piezoelektrik dönüştürücü, elektrik darbelerini mekanik titreşimlere dönüştüren ve tersini yapan bir ölçüm cihazıdır. Piezoelektrik kuvars kristali ve piezoelektrik etki, piezoelektrik dönüştürücüleri anlamak için gereken iki şeydir.

Piezoelektrik Kuvars Kristali:

Bir kuvars kristali, piezoelektrik bir malzemedir. Kristal üzerine bir miktar mekanik stres uygulandığında voltaj üretebilir. Piezoelektrik kristal, farklı frekans değerlerinde farklı yönlerde bükülür. Buna titreşim modu denir. Farklı titreşim modları elde etmek için, kristal farklı şekillerde yapılabilir.

Piezoelektrik Etkisi:

Piezoelektrik etki, üzerlerine uygulanan mekanik stres nedeniyle bazı kristal ve seramiklerde elektrik yükünün oluşmasıdır. Elektrik yükünün oluşma hızı, üzerine uygulanan kuvvetle orantılıdır. Piezoelektrik etkisi, piezoelektrik malzemeye voltaj uygulandığında bir miktar mekanik enerji üretebilecek şekilde ters sırada da çalışır.

Piezoelektrik dönüştürücüler, ses basıncını voltaja dönüştürdükleri yüksek hassasiyetleri nedeniyle mikro telefonlarda kullanılabilir. Akselerometrelerde, hareket dedektörlerinde kullanılabilirler ve ultrason dedektörleri ve jeneratörleri olarak kullanılabilirler. Ultrason yayılımı, şeffaflığından malzeme içinde etkilenmez.

Uygulama:

Piezoelektrik dönüştürücüler hem aktüatör hem de sensör olarak kullanılabilir. Sensör, mekanik kuvveti elektriksel gerilim darbelerine dönüştürür ve aktüatör, gerilim darbelerini mekanik titreşimlere dönüştürür. Piezoelektrik sensörler, dönen makine parçalarının dengesizliklerini tespit edebilir. Ultrasonik seviye ölçümü ve debi ölçümü uygulamalarında kullanılabilirler. Dengesizliklerin tespiti için titreşimler dışında, ultrasonik seviyeleri ve akış oranlarını ölçmek için kullanılabilirler.

Nem sensörü

Bir nem sensörü bağıl nemi algılar. Bu, hem hava sıcaklığını hem de nemi ölçtüğü anlamına gelir. Nem algılama, endüstrilerdeki ve evdeki kontrol sistemlerinde çok önemlidir. Bunlar, ofis otomasyonu, otomotiv hava kontrolü, ev aletleri ve endüstriyel proses kontrol sistemleri gibi yüksek hacimli, maliyete duyarlı uygulamalar ve ayrıca nem kompanzasyonunun gerekli olduğu uygulamalar için tasarlanmıştır. Nem sensörleri genellikle kapasitif veya dirençli tiptedir.

Kapasitör sensörlerinin tepkisi, dirençli sensörlere kıyasla daha doğrusaldır. Kapasitif sensörler ayrıca, dirençli elemanın normalde yaklaşık yüzde 20 ila 90 bağıl nem (RH) ile sınırlı olduğu yüzde 0 ila 100 bağıl nem (RH) aralığının tamamında kullanılabilir. Burada kapasitif sensör hakkında tartışacağız.

Kapasitif nem sensörü, kapasitansını çevreleyen havanın bağıl nemine göre değiştirir. Sensörün dielektrik sabiti ölçülebilecek şekilde nem seviyesine göre değişir. Kapasite, bağıl nem ile artar.

Nem sensörü

Özellikleri:

• Yüksek güvenilirlik ve uzun vadeli istikrar.
• Gerilim veya frekans çıkışı olan devrelerde kullanılır.
• Kurşunsuz bileşen. Kurşunsuz bileşenler.
• Doymuş fazdan desatürasyona anında geçiş.
• Hızlı tepki süresi.

Özellikler:

• Güç gereksinimleri: 5 ila 10 VDC.
• İletişim: Kapasitif Bileşen.
• Boyutlar: Çapta 0,25 x 0,40 (6,2 x 10,2 mm Çap).
• Çalışma sıcaklığı aralığı: -40 ila 212 ° F (-40 ila 100 ° C).

Nem sensörleri, endüstriyel ve evsel uygulamalar, tıbbi uygulamalar gibi çok çeşitli uygulamalara sahiptir ve ortamdaki nem seviyelerinin bir göstergesini sağlamak için kullanılır.

Nemin ölçülmesi zordur. Genel olarak havadaki nem, havanın belirli bir sıcaklıkta emebileceği maksimum su miktarının fraksiyonu olarak ölçülür. Atmosferik koşullarda ve belirli bir sıcaklıkta bu kısım,% 0 ile% 100 arasında değişebilir. Bu bağıl nem, yalnızca belirli bir sıcaklık ve atmosferik basınçta geçerlidir. Bu nedenle, nem sensörünün sıcaklık veya basınçtan etkilenmemesi önemlidir.

Nem Sensörü devresi

Termistörden geçen akım ısınmasına ve dolayısıyla sıcaklığının artmasına neden olur. Su buharı ve kuru nitrojenin termal iletkenliğindeki farktan dolayı, kapalı termistörde ısı dağılımı, açıkta kalan termistöre göre daha fazladır. Termistörlerin direnç farkı, mutlak nem ile orantılıdır.

Gaz Sensörü:

Gaz sensörleri, birçok güvenlik sisteminde ve modern metodolojide temel bir bileşendir ve sisteme temel kalite kontrol geri bildirimi sağlar. Ve bunlar, hassasiyet seviyelerine, algılanacak gazın türüne, fiziksel ölçümlere ve çeşitli farklı unsurlara bağlı olarak geniş spesifikasyonlarda mevcuttur.

Gaz sensörleri genellikle pille çalışır. Tehlikeli gaz buharı seviyeleri belirlendiğinde, alarmlar ve yanıp sönen ışıklar gibi bir dizi sesli ve görsel sinyal aracılığıyla uyarıları iletirler. Başka bir gaz, gaz konsantrasyonunu ölçtüğü için sensör tarafından referans noktası olarak kullanılır.

Gaz Sensörü

Sensör modülü, altına bir algılama bileşeninin yerleştirildiği bir çelik dış iskeletten oluşur. Bu algılama bileşeni, bağlantı uçları aracılığıyla akıma maruz kalır. Bu akım, içinden geçen ısıtma akımı olarak bilinir, algılama bileşenine yaklaşan gazlar iyonlaşır ve algılama bileşeni tarafından emilir. Bu, dışarı çıkan akımın değerini değiştiren algılama bileşeninin direncini değiştirir.

Özellikleri:

1. Kararlı performans, uzun ömür, düşük maliyet.
2. Basit sürücü devresi.
3. Hızlı cevap.
4. Geniş aralıkta yanıcı gaza yüksek hassasiyet.
5. Kararlı performans, uzun ömür, düşük maliyet.

Gaz dedektörleri yanıcı, yanıcı ve zehirli gazları ve oksijen tüketimini tespit etmek için kullanılabilir. Bu tür bir cihaz endüstride yaygın olarak kullanılmaktadır ve çeşitli alanlarda, örneğin petrol platformlarında, formları ve fotovoltaik gibi gelişmekte olan teknolojileri taramak için bulunabilir. Ayrıca yangınla mücadele kapsamında da kullanılabilirler.

Gaz sensörü, örneğin hidrojen, metan veya propan / bütan (LPG) gibi yanıcı gazların algılanması için uygundur.

Gaz Sensör Devresi

Yanıcı veya indirgen gazlar ölçüm elemanıyla temas ettiğinde, katalitik yanmaya maruz kalırlar, bu da elemanın direncinde bir değişikliğe neden olan sıcaklıkta bir artışa neden olur. Sensör direncindeki değişiklik, sensör direnci (RS) ile seri olarak yük direnci (RL) boyunca çıkış voltajının değişmesi olarak elde edilir. Test edilen gazın konsantrasyonu, sensör yüzeyi indirgeyici gazları emdiğinde iletkenlikteki değişim ile belirlenir. Veri toplama kartının sabit 5V çıkışı, sensörün ısıtıcısı (VH) ve algılama devresi (VC) için mevcuttur.

Artık bu konuda veya elektrik ve elektrikle ilgili sorularınız varsa sensör türleri ve uygulamaları hakkında bir fikriniz var. elektronik projeler aşağıdaki yorumları bırakın.

Tipik bir çalışma devresi