52
SKLOPOVI S TERMIČKIM OSJETILIMA MAGNETOELEKTRIČNI SKLOPOVI SKLOPOVI S ELEKTROMEHANIČKIM OSJETILIMA sklopovi za prihvat neelektričnih veličina FILOZOFSKI FAKULTET U RIJECI ~ ODSJEK ZA POLITEHNIKU ~ kolegij: ELEKTRONIKA II ~ Ljubica Biondić-Tomljanović

Sklopovi Za Prihvat Neelektricnih Velicina

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Sklopovi Za Prihvat Neelektricnih Velicina

SKLOPOVI S TERMIČKIM OSJETILIMA

MAGNETOELEKTRIČNI SKLOPOVI

SKLOPOVI S ELEKTROMEHANIČKIM OSJETILIMA

sklopovi za prihvat neelektričnih veličina

FILOZOFSKI FAKULTET U RIJECI ~ ODSJEK ZA POLITEHNIKU ~ kolegij: ELEKTRONIKA II ~ Ljubica Biondić-Tomljanović

Page 2: Sklopovi Za Prihvat Neelektricnih Velicina

Osjetilaviše od 900 različitih vrsta

za temperaturu (termopar), vlagu (bole kosti ),pritisak, napon, potres,...cistoca vode (pijavice)pijanstvo (boja)za zracenje (G.M. brojaci)visina, brzina (radar)za svjetlo, mineza miris !!...

Page 3: Sklopovi Za Prihvat Neelektricnih Velicina

Senzori u elektronici

Elektronički se sklopovi često primjenjuju za prihvat i obradu signala koji su razmjerni nekoj od fizikalnih veličina, a komponente koje nam to omogućuju nazivaju se OSJETILA (SENZORI)

OSJETILA (SENZORI) su takvi elementi kod kojih neko električno svojstvo ovisi o jednoj fizikalnoj (neelektričnoj) veličini

Što su fizikalne veličine? Nabrojite ih... Fizikalne veličine su svojstva tijela, tvari, stanja ili procesa koja

možemo mjeriti. Neki primjeri fizikalnih veličina su: duljina,vrijeme, masa, sila, energija,

tlak...

sve fizikalne veličine mogu se izravno ili posredno pretvoriti u električni signal

Page 4: Sklopovi Za Prihvat Neelektricnih Velicina

Vrste senzora

Po mjerenoj veličini:

napon, struja, otpor,temperatura, tlak, vlažnost,položaj, brzina, ubrzanje, sila,vrijeme, frekvencija,razina, protok,elektromagnetno zracenje,zvuk

Po vrsti izlaza:

analogni – standardne vrste analognih signala sa senzora su 0-20mA, 4-20mA, 0-5V,0-10V, ±10V, ...digitalni – najcešce se koristi serijska komunikacija prema nekom od standardnih protokola

Page 5: Sklopovi Za Prihvat Neelektricnih Velicina

SENZORSKI SKLOP

Ukoliko se pod utjecajem određene fizikalne veličine izravno generira napon ili struja osjetilo je AKTIVNO, a ako uzrokuje promjenu nekog njegovog svojstva (npr. promjenu otpora) onda ga nazivamo PASIVNIM

Aktivni senzori: Pasivni senzori:- fotodioda (svjetlo) - fotootpornik- piezokristal (sila) - zavojnica s pomičnom jezgrom- EM – indukcija - potenciometar (pomak)

- HALL-generator (mag. polje) -tenzometar (deformacija)Osjetil

oFizikalna

veličina

f es

Električni signal

Page 6: Sklopovi Za Prihvat Neelektricnih Velicina

Sklop za prihvat

Sklop za prihvat izvodi neke ili sve od ovih funkcija:

Prihvat i prilagodba signala osjetila -Pasivne senzore treba spojiti na električki izvor. Aktivni senzor treba spojiti na odgovarajuće trošilo, te na ulaz pojačala.Kompenzacija -Ako je izlazna veličina senzora es funkcija više fizikalnih veličina (1 mjerena + smetnje) smetnje se mogu posebno mjeriti i oduzeti od signala

Filtriranje -Potiskivanje smetnji (npr. elektro-magnetskih od mreže) ili potiskivanje neželjenih frekventnih komponenti signala.Pojačanje -Frekventni opseg pojačala mora biti prilagođen dinamici senzora i željenom spektru, također željenom izlaznom opsegu.Linearizacija prijenosne funkcije -budući da idealno osjetilo ima linearnu prijenosnu funkciju, ako funkcija nije linearna to se može ispraviti nelinearnim pojačalom ili računalom.Normiranje -granice izlaznog signala su standardizirane

Prihvati

Prilagodba

Kompenzacija

FiltriranjePojačanje

Linearizacija

Normiranje

OsjetiloFizikaln

a veličina

f es

e

Električni signal

Blokovski prikaz sklopa za prihvat

Page 7: Sklopovi Za Prihvat Neelektricnih Velicina

Sklop za prihvat

Prihvat

iPrilagodba

Kompenzacija

FiltriranjePojačanje

Linearizacija

Normiranje

OsjetiloFizikaln

a veličina

f es

e

Električni signal

Temperatura

Sila

Tlak

Brzina

Protok

Termopar

Hallova sonda

Piezo element

Tahogenerator

Tenzometar

Pojačalo

Kompenz. most

Oscilator

Djelilo napona

A/D pretvornik

Mikroprocesor

Pojačalo

Displej ili kazaljka instrumenta

Upravljačko računalo

Page 8: Sklopovi Za Prihvat Neelektricnih Velicina

Karakteristike senzoraStatičke karakteristike su one koje se ne mijenjaju sa vremenom. Dobiju se izvodenjem statičke analize tako da se pobudi određena promjena vrijednosti ulazne veličine, a kad se sustav ustali određuje se nastala promjena izlazne veličine.

Dinamičke karakteristike se dobiju kao rezultat dinamičke analize, pri čemu se ispituju vremenske promjene izlaznih veličina prema vremenskim promjenama ulaznih veličina.

Page 9: Sklopovi Za Prihvat Neelektricnih Velicina

Statističke karakteristike

MJERNO PODRUČJE (ENGL. RANGE)

RASPON (ENGL. SPAN)

• predstavlja razliku između maksimalne i minimalne vrijednosti ulaznog ili izlaznog mjernog područja.

Primjer

- Termopar s ulaznim područjem od –100 do 200 0C, a izlaznim od 0-10 mV ima ulazni raspon 300 0C, a izlazni 10 mV.

• definirano je maksimalnom i minimalnom vrijednošću mjerene varijable.

• Posebno se definira ulazno i izlazno mjerno područje.

Primjer

- Termopar može imati ulazno područje od –100 do 200 0C, a izlazno od 0-10 mV.

Page 10: Sklopovi Za Prihvat Neelektricnih Velicina

Statističke karakteristike

POGREŠKA (ENGL. ACCURACY)

Primjer Apsolutna pogreška od 10C kod mjerenja temperature od 100 0C može se prikazati kao pogreška 1% od mjerene vrijednosti ili pogreška od 0,33% od mjernog opsega 3000C (ako je mjerno područje od –100 do 2000C).

• je razlika između točne i izmjerene vrijednosti procesne varijable. Najčešće se prikazuje kao:

- apsolutna pogreška je maksimalna pogreška bez obzira na mjerenu vrijednost, npr. ± 10C ili ± 0,1 bar- postotna pogreška u odnosu na izmjerenu vrijednost- postotna pogreška u odnosu na cijeli mjerni opseg (raspon)

Page 11: Sklopovi Za Prihvat Neelektricnih Velicina

Statističke karakteristike

LINEARNOST (ENGL. LINEARITY)

y a x b

N y * - y

• Idealna linearna karakteristika senzora može se opisati kao:

gdje je: x - mjerena procesna varijabla, y – idealna izlazna vrijednost, a, b – parametri linearne karakteristike. Ako je y* stvarna izmjerena vrijednost onda je nelinearnost:

y a x b

x

y

Stvarna karakteristika

Maksimalna nelinearnost

y *

x

N

Page 12: Sklopovi Za Prihvat Neelektricnih Velicina

Statističke karakteristikePONOVLJIVOST

• se dobiva u slučaju kada mjerena vrijednost ovisi da li mjerena varijabla raste ili pada u odnosu na prethodnu vrijednost.

• Histereza je razlika između te dvije vrijednosti.

HISTEREZA

• je definirana razlikom rezultata mjerenja dobivenih uzastopnim mjerenjem procesne veličine u istoj radnoj točki.

• Pritom se mjerenja moraju provesti na isti način. Npr. ako se ukupna težina od 5 različitih komada mjeri 10 puta, svaki put se ti komadi na vagu moraju stavljati istim redoslijedom.

x

y

Maksimalna histereza

Histereza -h

Page 13: Sklopovi Za Prihvat Neelektricnih Velicina

Dinamičke karakteristike

PRIKAZ U VREMENSKOM PODRUČJU

• Kada je mjerni član dio sustava upravljanja, osim statičkih karakteristika, važne su i njegove dinamičke karakteristike.

• Dinamičke karakteristike senzora definiraju se u vremenskom i frekvencijskom području.

• U vremenskom području dinamičke karakteristike se definiraju preko prijelazne funkcije koja predstavlja vremenski odziv izmjerene veličine (y) na skokovitu promjenu mjerene varijable (x).

y

x

y2

y1

Prijelazna karakteristika

tr1tr2

0.9ym

ym

Page 14: Sklopovi Za Prihvat Neelektricnih Velicina

Prijelazna karakteristika• Na slici su prikazane

karakteristične prijelazne funkcije: funkcija y1 predstavlja odziv sustava prvog reda (npr. senzor temperature), a y2 je odziv sustava višeg reda (npr. senzor protoka)

• Obično se definira vrijeme porasta (engl. rise time - tr) koje predstavlja vrijeme za koje izmjerena veličina poprimi 90% stacionarne vrijednosti.

Za mjerne članove s prijelaznom funkcijom prvog reda definira se vremenska konstanta:

y y e1 m-t / ( )1

y

x

y2

y1

tr1tr2

0.9ym

ym

Page 15: Sklopovi Za Prihvat Neelektricnih Velicina

Prikaz u frekvencijskom području

• Za prikaz u frekvencijskom području često se daju amplitudna i fazna frekvenc. karakteristika.

• Ponekad se samo definira gornja granična frekvencija (engl. upper cutoff frequency - fc) pri kojoj normalizirano pojačanje iznosi – 3dB.

• Za mjerne članove s prijelaznom funkcijom prvog reda postoji veza između gornje granične frekvencije i vremenske konstante:

• Rezonantna frekvencija se pojavljuje kod mjernih članova drugog ili višeg reda. Radna frekvencija senzora treba biti ispod 60% rezonantne frekvencije. 0.1 1 10 100

1000

-20

0

-40-60

db

Hz

0

- 600

-1200-1800

Fazna karakteristi

ka

Amplitudna karakteristik

a

fc

fc 0 159.

Page 16: Sklopovi Za Prihvat Neelektricnih Velicina

Najznačajnija područja primjene senzora (2000.god)

• Automobilska industrija – 56% brzina – 23%,temperatura – 13%, ubrzanje – 19%pozicija – 21%, tlak – 11%, ostalo -13%

• Industrijske primjene – 28%

• Biomedicinske primjene – 8%

• Računalna industrija – 7%

• Potrošačka roba – 1%

Page 17: Sklopovi Za Prihvat Neelektricnih Velicina

Primjer:elektronski uređaji za nadzor i upravljanje u

automobiluU suvremenom svijetu

svjedoci smo da elektronski uređaji prodiru u sve sfere

života.

Automobili imaju elektronske uređaje za

nadzor i upravljanje

Uređaji bijele tehnike u domaćinstvu imaji sve

više elektronskih funkcija

Mobilni telefoni napravili su revoluciju u

telekomunikacijama

Uvođenjem računala u kuće mijenja se način

života itd.

pogo

n

udob

nost

sigur

nost

Page 18: Sklopovi Za Prihvat Neelektricnih Velicina

Primjer: dislocirani nadzor neelektričnih veličina rashladnog kontejnera primjenom bežične komunikacijske mreže

Uvođenjem mikroračunalne tehnike u rashladne jedinice pojavila se mogućnost slanja informacija o stanju tereta i režimu

rada rashladne jedinice na određeno kontrolno mjesto ili zapovjednički most pa

su tako danas u uporabi kontejneri s termičkim obilježjima

Da bi se pokupili podaci relevantni za stanje tereta unutar kontejnera razvijeni

su mjerni osjetnici za niz različitih neelektričnih veličina

Dobivene informacije dalje se šalju bežičnim putem u brodski računalni

sustav tereta

Podaci s mjernih osjetnika spremljeni u elektroničkoj kontrolnoj jedinici

uspoređuju se sa zadanim graničnim vrijednostima nadziranih parametara

Koristeći brodski satelitski komunikacijski sustav podaci iz brodskog računalnog sustava automatski se dostavljaju na

server i postaju dostupni preko internet mreže svim zainteresiranim stranama u

procesu transporta

Strukturalni prikaz kontrole i razmjene podataka

Page 19: Sklopovi Za Prihvat Neelektricnih Velicina

Primjer: dislocirani nadzor neelektričnih veličina rashladnog kontejnera primjenom bežične komunikacijske mreže

Sklopovi s termičkim osjetilima

Klasična primjena elektromehaničkih naprava koje rade na principu termičke dilatacije, npr. termostati ili bimetali su inače dobra rješenja, ali u ovom našem slučaju kada je potreban daljinski prijenos informacija o temperaturi za daljnju obradu potrebna su nam elektronička rješenjaPregled mjernih osjetnika za upotrebu u

rashladnim kontejnerima

Page 20: Sklopovi Za Prihvat Neelektricnih Velicina

1.SKLOPOVI S TERMIČKIM OSJETILIMA

Sklopovi s termičkim osjetilima upotrebljavaju se za mjerenje, regulaciju ili nadzor temperature

Kao osjetila temperature upotrebljavaju se: Termoparovi Termistori Platinski otpornici Silicijske diode Termičke kamere

Page 21: Sklopovi Za Prihvat Neelektricnih Velicina

Termička osjetila

Page 22: Sklopovi Za Prihvat Neelektricnih Velicina

Otpornički termometri

Skica industrijskog Pt senzora

Žičani Pt senzor Tankoslojni Pt senzor

Page 23: Sklopovi Za Prihvat Neelektricnih Velicina

Otpornički termometri

Promjena otpora Pt senzora s temperaturom može se aproksimirati izrazom:

R(T)=R0 (1 + αT + βT ²)gdje su: R(T) – otpor senzora pri temp. TR0 – otpor senzora pri 0 °Cα, β – kalibracijski koeficijenti

Page 24: Sklopovi Za Prihvat Neelektricnih Velicina

Osjetljivost otporničkih termometara

• Električni otpor metala mijenja sepromjenom njihove temperature,

pa seindirektno iz promjene otpora

određujetemperatura

• Otpornički termometri izrađuju se od

platine (Pt), nikla (Ni) ili bakra (Cu), jer

imaju približno linearnu karakteristiku

• Kroz senzor se propušta konstantna

istosmjerna struja (0,8 ili 1 mA), izmjeri

se napon, te se na osnovu poznatog

napona i struje određuje otpor• Osnovne osobine senzora su:

osjetljivost,točnost

i temperaturno područje T

Page 25: Sklopovi Za Prihvat Neelektricnih Velicina

Osjetljivost otporničkih termometara

Najkvalitetniji otpornički termometar je od platine (tzv. Pt100 sonda) jer ima najstabilniju linearnu karakteristiku u širokom temperaturnom području, Otporan je na različite kemijske supstance, ne oksidira i primjenjiv je za mjerenje visokih temperaturaNikal je najosjetljiviji ali ima izrazito nelinearnu karakteristiku za temperature veće od 300°C,Bakar ima najlinearniju karakteristiku, ali oksidira već na srednjim temperaturama i nije primjenljiv za temperature veće od 150 °C.

Page 26: Sklopovi Za Prihvat Neelektricnih Velicina

SKLOPOVI S TERMIČKIM OSJETILIMA - TERMOPAR

TERMOPAR (engl. Thermocouple) ili termoelement

je najčešće upotrebljavani temperaturni senzor.

Sastoji se od dvije žice od različitih metala ili legura spojenih na jednom kraju.

Princip rada termopara zasniva se na termoelektričkom efektu,

koji je otkrio Thomas Johann Seebeck 1921. godine te se naziva još i Seebeckov efekt.

Termoelektrički efekt je pojava napona pri zagrijavanju spoja

dvaju različitih metala.

α-Seebeckov koeficijentT1-temperatura mjernog objektaT2-temperatura okoline

Page 27: Sklopovi Za Prihvat Neelektricnih Velicina

Mjerenje temperature termoparom

Termopar daje napon oko 50 µV/ °C (ovisno o upotrijebljenim

materijalima)

Napon termopara funkcija je razlike temperature između vrućeg i hladnog

kraja termopara

Da se dobije

treba ugraditi sklop zakompenzaciju koji mjeri

(temperaturu ambijenta) iponištava njen utjecaj

Pojačanje

treba biti veliko (1000 °C ≈50 mV ) , a pojačalo vrlo precizno i neovisno o

temperaturi

Prihvat naponskog signala s termopara

Temperaturna ovisnost napona posmaka OP-a kao i razlika temperaturnih koeficijenata otpornika Ro i R mogu ugroziti preciznost, kao i tzv. “kontaktni napon” koji se javlja na svim spojevima vodova različitih metala.

Ulazni napon u pojačalo Uul je zbroj napona termopara Us i napona kompenzatora hladnog kraja Uk

Page 28: Sklopovi Za Prihvat Neelektricnih Velicina

Sklopovi s termičkim osjetilima – TERMISTORITermistori (engl. Thermistors) = temperaturno osjetljivi poluvodič

(na bazi keramike )Otpornici kojima se vrijednost mijenja promjenom temperature. Izrađuju se kao NTC (Negative Temperature CoeficienT) i PTC otpornici.

Prvima otpor s porastom temperature pada, a drugima raste.

Ukomponirani u sklop s nekim izvorom naponai otpornim djeliteljem i ako treba pojačalom daju dobar temperaturni senzor.

Page 29: Sklopovi Za Prihvat Neelektricnih Velicina

Termografska kamera

beskontaktna metoda mjerenja temperature i njezine raspodjele na površini tijela.

Temelji se na mjerenju intenziteta infracrvenog zračenja s promatrane površine.

Rezultat termografskog mjerenja je termogram, koji u sivim tonovima ili nekom kodu boja daje sliku temperaturne raspodjele na površini promatranog objekta.

Page 30: Sklopovi Za Prihvat Neelektricnih Velicina

Termografska kamera

Temperaturna raspodjela posredno daje informaciju o različitim stanjima same površine ili je pak odraz strukture i unutrašnjeg stanja promatranog objekta.

TERMOGRAM – zapis raspodjele infracrvenog zračenja koje dolazi s površine promatranog objekta

Page 31: Sklopovi Za Prihvat Neelektricnih Velicina

Termografska kamera

Termografske kamere opažaju zračenje u infracrvenom pojasu elektromagnetskog spektra (ugrubo 900-14.000 nm ili 0.9-14 µm) i stvaraju snimke tog zračenja koje nazivamo termogramima.

Primjeri iz prakse

Page 32: Sklopovi Za Prihvat Neelektricnih Velicina

Primjena termografijegrađevinarstvopreventivno održavanjeispitivanje kvalitete proizvodatraganje, spašavanje, vojne svrhe, medicinska dijagnostika

Page 33: Sklopovi Za Prihvat Neelektricnih Velicina

Pregled glavnih karakteristika temperaturnih osjetila :

Termistori su prikladni za mjerenja i nadzor temperature sa skromnijim zahtjevima za točnošću, a glavnu primjenu imaju u signalnoj tehnici, zaštiti i u regulaciji.

Page 34: Sklopovi Za Prihvat Neelektricnih Velicina

2. MAGNETOELEKTRIČNI SKLOPOVI

Kao veza magnetskih i električnih veličina mogu se upotrijebiti Hallovi generatori .

Osim za mjerenje magnetske indukcije moguća je primjena kao indikatora približavanja predmeta (sklopke blizine)

Magnetske izvedbe sklopke blizine vrlo su pouzdane pa se upotrebljavaju npr. za beskontaktno paljenje svjećice kod benzinskih motora

Page 35: Sklopovi Za Prihvat Neelektricnih Velicina

Magnetski digitalni senzorski sklopovi

-Hallova konst.

Kada pločicama poluvodiča debljine d teče struja I, te okomito na pločicu djeluje magnetsko polje indukcije B, na bočnim će se stranama pojaviti Hallov napon.

Page 36: Sklopovi Za Prihvat Neelektricnih Velicina

Magnetski digitalni senzorski sklopovi

Budući da se zajedničkim

djelovanjem struje i polja ostvaruje napon,

opravdan je naziv generator.

Napon i odgovarajuće električno polje u pločici okomito na

smjer struje posljedica su izdvajanja

raznoimenih naboja na suprotnim

stranama pločice što je posljedica sile na naboj koji se giba u magnetskom polju.

-Hallova konst.

Page 37: Sklopovi Za Prihvat Neelektricnih Velicina

Magnetska sklopka blizine (proximity switch)

Sklopka blizine služi za indikaciju

približavanja predmeta

(približavanje magneta Hall

senzoru).

To je sklop koji dojavljuje

približavanje predmeta osjetilu i

to bez izravnog mehaničkog

dodira.

Page 38: Sklopovi Za Prihvat Neelektricnih Velicina

3. SKLOPVI S ELEKTROMEHANIČKIM OSJETILIMA

Mehaničke veličine poput sile, brzine i pomaka mogu izravno utjecati na električne veličine, kao što su otpor, električno polje, magnetsko polje itd.

Mjerenje mehaničke deformacijeSklopka blizine

Page 39: Sklopovi Za Prihvat Neelektricnih Velicina

Mehaničke deformacije uzoraka nastale pod utjecajem mehaničkih naprezanja

(pritisak, istezanje, savijanje)efikasno se mogu odrediti primjenom otporne mjerne trake -

tenzometra.

Tenzometar je tanka otporna žica polumjera oko 0,2 mm, savijena u cik-cak i zalijepljena na tanku specijalnu podlogu.

Mjerna traka radi na principu promjene termogene otpornosti trake uslijed promjene njene geometrije

-dužine i poprečnog presjeka - pri njenom izduženju ili skraćenju.Mjerne trake se mogu primjeniti i kod mjerenja drugih mehaničkih

veličina kao što su ubrzanje, pritisak, protok fluida itd.Odnos između relativne promjene otpornosti ΔR / R

i relativne promjene izduženja Δl / lnaziva se osjetljivost mjerne trake K.

Mjerenje deformacije tenzometrom

Page 40: Sklopovi Za Prihvat Neelektricnih Velicina

Mjerenje deformacije tenzometrom

K predstavlja karakteristiku trake koju daje proizvođač, kao i vlastitu otpornost trake R. Kod tipičnih ispitivanja relativna promjena otpornosti ΔR/R uslijed naprezanja je reda 10⁻⁴do 10⁻³, a ista promjena se dobije i pri promjeni temperature od oko 10 °C što znači da je potrebno kompenzirati utjecaj temperature

Zbog promjene R1 Wheatstoneov most će izići iz ravnoteže i između točaka A i B pojavit će se napon. Budući je ovaj napon jako mali, redovito ispod 1mV, za njegovo su pojačanje potrebne posebne izvedbe pojačala(vrlo precizna instrumentacijska pojačala) .

Page 41: Sklopovi Za Prihvat Neelektricnih Velicina

Senzori blizine

Za razliku od graničnog prekidača položaja senzori blizine djeluju bez vanjskog mehaničkog

kontakta ili sile. Zbog toga takvi prekidači imaju veliku pouzdanost i dugi period rada.

Tipovi senzora blizine:1. Reed senzori

2. Induktivni senzor blizine3. Kapacitivni senzor blizine

4. Optički senzor blizine

elektronički senzori jer nemaju pokretne kontakte

koji bi upravljali strujom u strujnim krugovima. Umjesto toga izlaz senzora je elektronički spojen na napajanje ili na

uzemljenje (izlazni napon = O V).

Page 42: Sklopovi Za Prihvat Neelektricnih Velicina

Reed senzori

Reed kontakt je senzor blizine kojeg aktivira magnetizam. Sastoji se od dva kontaktasmještena u staklenu cijev ispunjenu inertnim plinom. Magnetsko polje uzrokuje

uključenjereed senzora.

Kontaktna pera se zatvaraju kada dovedemo permanentni magnet ispod reed senzora, te se time omogućava tijek

struje u strujnom krugu.

Page 43: Sklopovi Za Prihvat Neelektricnih Velicina

Induktivni senzor blizine(1) električni oscilator(2) preklopni stupanj (flipflop)(3) pojačalo

Priključenjem napona na induktivni senzor oscilator generiravisokofrekventno

elektromagnetsko polje koje se rasprostire u aktivnu sklopnu zonu

senzora.Ako se u tu sklopnu

zonu unese metalni dio oscilator se prigušuje. Prigušenje amplitude

titraja polja djeluje na preklopni

stupanj, koji preko pojačala daje

izlazni signal.

Page 44: Sklopovi Za Prihvat Neelektricnih Velicina

Induktivni senzor blizine

Induktivni senzori blizine reagiraju uglavnom na metale,

a moguće je i na neke druge materijale kao na primjer grafit.

Indukcijski magnetski senzori blizine imaju sljedeće prednosti u usporedbi s Reed senzorima:

• nema problema s iskrenjem kontakata,• nema trošenja, jer nema pomičnih dijelova,

• ukoliko se osi magnetskih polova ispravno postave stvara se samo jedno područje prekapčanja.

Page 45: Sklopovi Za Prihvat Neelektricnih Velicina

Kapacitivni senzor blizine

Elektrostatičko polje se

generira između anode i katode

kondenzatora, a prostire se u polje

ispred senzora. Dolaskom

predmeta u blizinu mijenja se kapacitet

kondenzatora. Oscilator se

prigušuje i na izlazu se

pojavi signal.

Kapacitivni senzor blizine je sastavljen slično kao i induktivni od oscilatora samo što nemainduktivni svitak već kondenzator i otpornik u sklopu RC oscilatora.

Page 46: Sklopovi Za Prihvat Neelektricnih Velicina

Kapacitivni senzor blizineKapacitivni senzori blizine ne reagiraju samo na materijale visoke vodljivosti

(kao što su metali) već i na izolatore s

većom dielektričkom

konstantom kao što su plastika, staklo,keramika, tekućina

i drvo. Reagiraju na većinu materijala i medija.

Page 47: Sklopovi Za Prihvat Neelektricnih Velicina

Kapacitivni senzor blizineKapacitivni senzori reagiraju dodatno i na približavanje

izolacijskih materijala čija je dielektrična konstanta veća od

1., zato su prikladni za ugradnju kao krajnji prekidači pri mjerenju

razine vode, cementa, šećera, brašna, granulata i drugih

medija.Udaljenost ukapčanja

kapacitivnih senzora blizine je funkcija ovisna

o vrsti, duljini i debljini materijala koji se uočava. Osjetljivost (udaljenost

ukapčanja) većine kapacitivnih senzora možemo podesiti pomoću potenciometra. Tako se može spriječiti

uočavanje nekih materijala. Na primjer, moguće je uočiti razinu vodenih otopina kroz

stjenku boce.

Kapacitivni senzor reagira kada aktivnoj površini približimo medije koje treba detektirati, dodir nije potreban. Medij se treba više približiti senzoru kada ima manju dielektričnu konstantu.

Page 48: Sklopovi Za Prihvat Neelektricnih Velicina

Optički senzor blizine

Senzori rade sa crvenim i infracrvenim

svjetlom.

Poluvodičke diode koje proizvodi svjetlost

(LED) su posebno pouzdan izvor crvenog i infracrvenog svjetla.

Male su, robusne, imaju dug radnivijek i lako ih je

ugraditi. Kao prijemnici se koriste fotodiode i

fototranzistori.

Pri namještanjuprednost imaju senzori s vidljivom, crvenom svjetlošću, za razliku od nevidljive infracrvene.Osim toga za valne duljine crvene svjetlosti mogu se bez problema prigušenja svjetla koristitipolimerni optički vodovi.

Page 49: Sklopovi Za Prihvat Neelektricnih Velicina

Optički senzor blizine

Razlikujemo tri tipa optičkih senzora blizine:

1. Svijetlosna brana s predajnikom i prijemnikom (prolazni senzor)2. Svjetlosna refleksna preklopka (refleksni senzor)3. Svjetlosno reflektirajući preklopnik (difuzni senzor)

Page 50: Sklopovi Za Prihvat Neelektricnih Velicina

Optički senzor blizine

Optoelektronički prekidači reagiraju bezkontaktno na sve materijale npr. na staklo, plastiku,drvo, tekućine, metal .... Njihov način djelovanja bazira se na refleksiji svijetla kojeg su odaslali prema mediju (materijalu). Optički senzori blizine se obično sastoje od dva glavna dijela: izvora svjetla i prijamnika. Ovisno o vrsti primjene, potrebni su reflektori i optički vodovi. Izvor i prijamnik su ili postavljeni u isto kućište (difuzijski i zrcalni senzori) ili u odvojena kućišta (prolazni senzori – optička vrata, optička brana).

Page 51: Sklopovi Za Prihvat Neelektricnih Velicina
Page 52: Sklopovi Za Prihvat Neelektricnih Velicina

Literatura

V.Paravac, Osnove elektronike Vjekoslav Duk, Osnove mjerenja-skripta s predavanja

Internet:http://www.riteh.uniri.hrhttp://www.pfri.uniri.hrhttp://bs.wikipedia.orghttp://titan.fsb.hrhttp://www.youtube.com