Cihaz, kaynaktan sıcaklıkla ilgili bilgileri toplayarak bunu diğer cihazların veya kişilerin anlayabileceği bir forma dönüştürür. Sıcaklık sensörüne en iyi örnek, sıcaklık değiştikçe genişleyen ve büzüşen cam cıvalı termometredir. Dış sıcaklık, sıcaklık ölçümünün kaynağıdır ve gözlemci, sıcaklığı ölçmek için cıvanın konumuna bakar. İki temel sıcaklık sensörü türü vardır:
· Temas sensörü
Bu sensör türü, algılanan nesne veya ortamla doğrudan fiziksel temas gerektirir. Geniş bir sıcaklık aralığında katıların, sıvıların ve gazların sıcaklığını izleyebilirler.
· Temassız sensör
Bu sensör türü, algılanan nesne veya ortamla herhangi bir fiziksel temas gerektirmez. Yansıtıcı olmayan katı ve sıvıları izlerler ancak doğal şeffaflıkları nedeniyle gazlara karşı işe yaramazlar. Bu sensörler sıcaklığı Planck yasasını kullanarak ölçer. Kanun, sıcaklığı ölçmek için bir ısı kaynağından yayılan ısı ile ilgilidir.
Çalışma prensipleri ve farklı türdeki örneklersıcaklık sensörleri:
(i) Termokupllar – Bir ucunda test edilen elemana açık bir bağlantı ile bir ölçüm bağlantısı oluşturan iki telden (her biri farklı tekdüze alaşım veya metalden) oluşur. Telin diğer ucu, referans bağlantı noktasının oluşturulduğu ölçüm cihazına bağlanır. İki düğümün sıcaklığı farklı olduğundan devreden akım geçer ve ortaya çıkan milivolt ölçülür ve düğümün sıcaklığı belirlenir.
(ii) Direnç Sıcaklık Dedektörleri (RTDS) – Bunlar, sıcaklık değiştikçe direnci değiştirmek üzere üretilen termal dirençlerdir ve diğer tüm sıcaklık algılama ekipmanlarından daha pahalıdırlar.
(iii)Termistörler– dirençteki büyük değişikliklerin sıcaklıktaki küçük değişikliklerle orantılı veya ters orantılı olduğu başka bir direnç türüdür.
(2) Kızılötesi sensör
Cihaz, ortamdaki belirli aşamaları algılamak için kızılötesi radyasyon yayar veya tespit eder. Genel olarak termal radyasyon, kızılötesi spektrumdaki tüm nesneler tarafından yayılır ve kızılötesi sensörler, insan gözünün göremediği bu radyasyonu algılar.
· Avantajları
Bağlanması kolay, piyasada mevcut.
· Dezavantajları
Radyasyon, ortam ışığı vb. gibi ortam gürültülerinden rahatsız olun.
Nasıl çalışır:
Temel fikir, nesnelere kızılötesi ışık yaymak için kızılötesi ışık yayan diyotlar kullanmaktır. Nesnelerden yansıyan dalgaları tespit etmek için aynı türden başka bir kızılötesi diyot kullanılacak.
Kızılötesi alıcı kızılötesi ışıkla ışınlandığında, tel üzerinde bir voltaj farkı oluşur. Üretilen voltaj küçük olduğundan ve tespit edilmesi zor olduğundan, düşük voltajları doğru bir şekilde tespit etmek için bir işlemsel yükselteç (op amp) kullanılır.
(3) Ultraviyole sensör
Bu sensörler gelen ultraviyole ışığın yoğunluğunu veya gücünü ölçer. Bu elektromanyetik radyasyonun dalga boyu X ışınlarından daha uzundur ancak yine de görünür ışıktan daha kısadır. Çevresel ultraviyole radyasyona maruz kalmayı tespit edebilen güvenilir ultraviyole algılama için polikristalin elmas adı verilen aktif bir malzeme kullanılıyor.
UV sensörlerini seçme kriterleri
· UV sensörünün tespit edebildiği dalga boyu aralığı (nanometre)
· Çalışma sıcaklığı
· Kesinlik
· Ağırlık
· Güç aralığı
Nasıl çalışır:
UV sensörleri bir tür enerji sinyali alır ve farklı türde bir enerji sinyali iletir.
Bu çıkış sinyallerini gözlemlemek ve kaydetmek için elektrik sayacına yönlendirilirler. Grafikler ve raporlar oluşturmak için çıkış sinyali bir analog-dijital dönüştürücüye (ADC) ve ardından yazılım aracılığıyla bir bilgisayara iletilir.
Uygulamalar:
· UV spektrumunun cildi güneşten yakan kısmını ölçün
· Eczane
· Arabalar
· Robotik
· Baskı ve boyama endüstrisi için solvent arıtma ve boyama prosesi
Kimyasalların üretimi, depolanması ve taşınması için kimya endüstrisi
(4) Dokunma sensörü
Dokunma sensörü, dokunma konumuna bağlı olarak değişken bir direnç görevi görür. Değişken direnç olarak çalışan bir dokunmatik sensörün şeması.
Dokunmatik sensör aşağıdaki bileşenlerden oluşur:
· Bakır gibi tamamen iletken malzeme
· Köpük veya plastik gibi izolasyon ara parçası malzemeleri
· İletken malzemenin bir kısmı
Prensip ve çalışma:
Bazı iletken malzemeler akımın akışına karşı çıkar. Doğrusal konum sensörlerinin temel prensibi, akımın geçmesi gereken malzemenin uzunluğu ne kadar uzun olursa, akım akışının o kadar fazla tersine çevrilmesidir. Sonuç olarak, bir malzemenin direnci, tamamen iletken bir malzeme ile temas konumu değiştirilerek değişir.
Tipik olarak yazılım bir dokunmatik sensöre bağlanır. Bu durumda hafıza yazılım tarafından sağlanır. Sensörler kapatıldığında “son temasın yerini” hatırlayabiliyor. Sensör etkinleştirildiğinde "ilk kontak konumunu" hatırlayabilir ve bununla ilişkili tüm değerleri anlayabilir. Bu eylem, imleci ekranın en uzak noktasına taşımak için fareyi hareket ettirip fare altlığının diğer ucuna yerleştirmeye benzer.
Uygula
Dokunmatik sensörler uygun maliyetli ve dayanıklıdır ve yaygın olarak kullanılır
İş – sağlık hizmetleri, satış, fitness ve oyun
· Ev aletleri – fırın, çamaşır yıkama/kurutma makinesi, bulaşık makinesi, buzdolabı
Taşıma – Kokpit üretimi ile araç üreticileri arasında basitleştirilmiş kontrol
· Sıvı seviye sensörü
Endüstriyel otomasyon – otomasyon uygulamalarında konum ve seviye algılama, manuel dokunmatik kontrol
Tüketici elektroniği – çeşitli tüketici ürünlerinde yeni düzeylerde his ve kontrol sağlar
Yakınlık sensörleri neredeyse hiç temas noktası olmayan nesnelerin varlığını algılar. Sensör ile ölçülen nesne arasında temas olmadığından ve mekanik parçaların bulunmamasından dolayı bu sensörler uzun ömürlü ve yüksek güvenilirliğe sahiptir. Yakınlık sensörlerinin farklı türleri endüktif yakınlık sensörleri, kapasitif yakınlık sensörleri, ultrasonik yakınlık sensörleri, fotoelektrik sensörler, Hall etkisi sensörleri vb.'dir.
Nasıl çalışır:
Yakınlık sensörü bir elektromanyetik veya elektrostatik alan veya bir elektromanyetik radyasyon ışını (kızılötesi gibi) yayar ve bir geri dönüş sinyali veya alanda bir değişiklik bekler ve algılanan nesneye yakınlık sensörünün hedefi denir.
Endüktif yakınlık sensörleri – giriş olarak iletken ortama yaklaşarak kayıp direncini değiştiren bir osilatöre sahiptirler. Bu sensörler tercih edilen metal hedeflerdir.
Kapasitif yakınlık sensörleri – tespit elektrotunun ve topraklanmış elektrotun her iki tarafındaki elektrostatik kapasitanstaki değişiklikleri dönüştürürler. Bu, yakındaki nesnelere salınım frekansında bir değişiklikle yaklaşılmasıyla gerçekleşir. Yakındaki hedefleri tespit etmek için salınım frekansı bir DC voltajına dönüştürülür ve önceden belirlenmiş bir eşikle karşılaştırılır. Bu sensörler plastik hedefler için ilk tercihtir.
Uygula
· Otomasyon mühendisliğinde proses mühendisliği ekipmanlarının, üretim sistemlerinin ve otomasyon ekipmanlarının çalışma durumunu tanımlamak için kullanılır
· Pencere açıldığında bir uyarıyı etkinleştirmek için pencerede kullanılır
· Şaft ile destekleyici yatak arasındaki mesafe farkını hesaplamak amacıyla mekanik titreşim izleme amacıyla kullanılır
Gönderim zamanı: Temmuz-03-2023