Sensor(Algılayıcı) Nedir? Çeşitleri Nelerdir?

[haberci]

Algılayıcılar (“duyarga da denmektedir) maddesel ortam ile endüstriyel amaçlı elektrikelektronik cihazları birbirine bağlayan bir köprü görevi görürler Bu cihazlar endüstriyel proses sürecinde denetleme, koruma ve görüntüleme gibi fazla geniş bir uygulama alanına sahiptirler
Günümüzde yapılmış yüzlerce müşteri algılayıcıdan laf edilebilir Mikro elektronik teknolojisindeki fantastik hızlı gelişmeler bu konuda her gün yeni bir keşif ya da yeni bir uygulama tipi geliştirilmesine ihtimal sağlamaktadır
Teknik terminolojide Sensor ve Transducer terimleri birbirlerinin yerine çoğu kez kullanılan terimlerdir Transducer genelde enerji dönüştürücü olarak tanımlanır Dedektör ise çeşitli enerji biçimlerini elektriksel enerjiye dönüştüren cihazlardır Ancak 1969 yılında ISA (Instrument Society of America) bu iki terimi eş anlamlı olarak kabul etmiş ve “ölçülen fiziki nitelik, tedarik ve koşulların kullanılabilir elektriksel miktara dönüştüren bir vasıta olarak tanımlamıştır
ALGILAYICILARIN SINIFLANDIRILMASI
Algılayıcıları birbirinden bambaşka birçok sınıfa dağıtmak muhtemel Ölçülen büyüklüğe kadar, çıkış büyüklüğüne kadar, besleme ihtiyacına tarafından vb…
Antre Büyüklüklerine Kadar
Algılayıcılarla ölçülen büyüklükler 6 gruba ayrılabilir Bunlar;
1 Mekanik : Uzunluk, bölge, miktar, kütlesel akış, baskı, tork (moment), Basınç, Hız, İvme, Pozisyon, Ses dalgaboyu ve yoğunluğu
2 Termal : Sıcaklık, ısı akısı
3 Elektriksel : Voltaj, cereyan, çarc, direnç, endüktans, kapasitans, dielektrik katsayısı, polarizasyon, elektrik alanı ve frekans
4 Manyetik : Bölge yoğunluğu, akı yoğunlugu, manyetik moment, geçirgenlik
5 Işıma : Yoğunluk, dalgaboyu, polarizasyon, evre, yansıtma, gönderme
6 Kimyasal : Yoğunlaşma, içerik, oksidasyonredaksiyon, tepkime hızı, pH miktarı
Çıkış Büyüklüklerine Göre
Öte Yandan analog çıkışlara alternatif olan dijital çıkışlar ise bilgisayarlarla aracısız iletişim kurabilirler Bu iletişimler kurulurken muhakkak bazı protokoller kullanılır Bunlardan süratli iletişim protokollerine, aşağıda özetle değinilmiştir
RS232C: Bu protokol başlangıçta telefon data iletişimi için tasarlanmıştır sonra birçok bilgisayar sistemi bunu çoğu kez kullanmaya başlamış ve sonuçta RS232 standart bir iletişim protokolu haline gelmiştir RS232C ’nin çalışması tek sonlamalıdır(single ended) Lojik 1 15,3 aralarında ve lojik 0 +3,+15 arasındadır Algılayıcılar verileri bitler halinde ve hızlı iletişim protokoluna uygun bir şekilde bilgisayara gönderir RS232C bir single ended arayüze olduğundan müşteri ve gönderici arasındaki mesafe dış çevreden gelen olumsuz faktörlerin (EMI,RFI enterferanslar) azaltılması açısından kısa tutulmalıdır
RS422A : Bu protokol Differantial ended bir arayüze sahiptir Alıcı verici arasındaki uzaklık yeterince en uzaktan seviyededir Hatlarda bu uzaklık nedeniyle olabilecek zayıflama 200mV seviyesine kadar azalsa da sistem iletişime devam eder Diferansiyel ara bölüm tamamen sinyaldeki zayıflama ihmal edilebilir düzeye çekilir ve oldukça yüksek bir bilgi hızıyla haberleşme sağlanabilir Algılayıcı ve bilgisayar arasındaki iletişimde Twisted Pair (Bükülmüş kablo) kullanıldığından dış etkilerden etkileşim azdır
RS485 : Standart 422A protokolu genişletilerek oluşturulmuş bir protokoldür Bu protokol ile birlikte çalışabilen 32 adet herif vericinin tek bir kabloyla data iletişimi sağlanabilir RS485 protokolü kablodaki iletişim problemlerini ortadan kaldırmaktadır
Çıkış AraBirim Tipi Max Kablo Uzunluğu Max Data hızı Irtibat Tipi RS232C Single Ended Voltage 15 mt 20Kbps Point to point RS422A Differantial Voltage 1,2 Km 10Mbps Point to point RS485A Differantial Voltage 1,2 Km 10Mbps MultiDrop (32 Node) Table 2: Çabuk iletişim protokollerinin karşılaştırılması
Besleme İhtiyacına Kadar
Algılayıcılar besleme ihtiyacına tarafından iki sınıfa ayrılabilir Bunlar;
Edilgen Algılayıcılar
Hiçbir şekilde dışardan harici enerji almadan (besleme gerilimine ihtiyaç duymadan) bedensel veya kimyasal değerleri bir diğer büyüklüğe çevirirler Bu sensor tipine örnek olarak Termocouple (TC) ya da anahtar gösterilebilir TC aşağıda etraflıca anlatılacaktır Anahtar ise bilindiği gibi mekanik bir hareketi elektriksel bir kontağa dönüştürmektedir
Etkin Algılayıcılar
Çalışmaları için harici bir enerji beslenmesine gereksinim duyarlar Bu algılayıcılar tipik olarak güçsüz sinyalleri değer biçmek için kullanılırlar Aktif algılayıcılarda uyarı edilmesi gereken nokta antre ve çıkışlardır Bu alıcı algılayıcılar dijital ya da analog formatta elektriksel çıkış sinyali üretirler Analog çıkışlılarda, çıkış büyüklüğü gerilim ya da akımdır Gerilim çıkışı genelde 05V aralığında epeyce yaygın kullanılmaktadır Fakat 420mA akıntı çıkışı da bundan böyle endüstride standart haline gelmiştir Bazı durumlarda 020mA akım çevrimi kullanılmaktadır Fakat endüstride çoğu vakit hatlarda meydana gelen biçimsizleşme kopma gibi durumlarda sistemin bu durumu kolay algılaması ve veri iletişiminin sağlıklı yapılabilmesi için 420mA daha yaygın kullanılır Çok eski algılayıcılar 1050 mA akıntı çıkışlarına sahiptirler Endüstride en yaygın kullanılan 420 mA çevrim tipinin kullanımı bir takım özel durumlar gerektirmektedir Bu noktalar;
• Algılayıcıların yerleştirildiği uzak noktalarda elektrik besleme geriliminin olmaması gereklidir
• Algılayıcılar gerilim sinyalinin sınırlı olabileceği durumlarda güvenli olmayan uygulamalarda kullanılmalıdır!
• Algılayıcıya dışarı giden kablolar iki ile sınırlanmalıdır
• Akım çevrimsinyali izafi olarak gürültü geriliminin ani sıçramalarına karşı korumalıdır Oysa bunu uzun uzaklık veri aktarımının da yapamaz
• Algılayıcılar, ölçüm sisteminden elektriksel olarak izole edilmelidir
Kaynak