Sensörler (“sensörler” olarak da adlandırılırlar), fiziksel ortam ile endüstriyel elektrikli/elektronik cihazlar arasında bir köprü görevi görür. Bu cihazlar endüstriyel proses kontrolü, koruma ve izleme gibi geniş bir kullanım alanına sahiptir.
Günümüzde yüzlerce çeşit sensör üretilmektedir. Mikroelektronik teknolojisindeki inanılmaz hızlı gelişmeler, bu konuda her geçen gün yeni bir buluş veya uygulama şeklinin geliştirilmesine olanak sağlamaktadır.
Teknik terimlerle, Sensör ve Dönüştürücü terimleri, sıklıkla birbirinin yerine kullanılan iki terimdir. Bir dönüştürücü genellikle bir güç transformatörü olarak tanımlanır. Sensörler, çeşitli enerji biçimlerini elektrik enerjisine dönüştüren cihazlardır. Ancak 1969’da ISA (Instrument Society of America) bu iki terimi eşanlamlı olarak kabul etti ve onları “ölçülen fiziksel özellikleri, nicelikleri ve terimleri kullanılabilir elektriksel niceliklere dönüştüren bir araç” olarak tanımladı.
sensörlerin sınıflandırılması
Sensörler birkaç farklı kategoriye ayrılabilir. Ölçülen boyuta göre, çıktı boyutuna göre, besleme gereksinimlerine göre vb…
giriş hacimlerine göre
Sensörler tarafından ölçülen miktarlar 6 gruba ayrılabilir. bunlar;
1. Mekanik: uzunluk, alan, miktar, kütle akışı, kuvvet, tork (moment), basınç, hız, ivme, konum, ses dalga boyu ve yoğunluk
2. Termal: sıcaklık, ısı akışı
3. Elektrik: voltaj, akım, devre, direnç, endüktans, kapasitans, dielektrik katsayısı, polarizasyon, elektrik alanı ve frekans
4. Manyetizma: alan yoğunluğu, akı yoğunluğu, manyetik moment, geçirgenlik
5. Radyasyon: yoğunluk, dalga boyu, polarizasyon, faz, yansıma, iletim
6. Kimyasallar: yoğunlaşma, içerik, oksidasyon/bozunma, reaksiyon hızı, pH miktarı
çıkış boyutlarına göre
Analog çıkışların alternatifi olan dijital çıkışlar ise bilgisayarlarla doğrudan haberleşebilmektedir. Bu bağlantılar kurulurken belirli protokoller kullanılır. Aşağıda seri iletişim protokollerinden kısaca bahsedilmiştir.
RS232C: Bu protokol, başlangıçta telefon veri iletişimleri için tasarlanmıştır. Daha sonra birçok bilgisayar sistemi bunu sıklıkla kullanmaya başladı ve sonunda RS232 standart bir iletişim protokolü haline geldi. RS232C ayrı ayrı sürülür. Mantık 1 = -15, -3 ile mantık 0 = +3, +15 arasındadır.Sensörler bilgisayara bitler halinde ve seri iletişim protokolüne göre veri gönderir. RS232C tek uçlu bir arayüz olduğundan, dış ortamdan olumsuz faktörleri (EMI ve RFI parazitleri) azaltmak için alıcı ile verici arasındaki mesafe kısa tutulmalıdır.
RS422A: Bu protokolün diferansiyel uç arabirimi vardır. Verici ve alıcı arasındaki mesafe yeterince uzak. Bu mesafe nedeniyle hatlardaki zayıflama 200 milivolta kadar düşse bile sistem haberleşmeye devam eder. Diferansiyel arayüz sayesinde sinyal zayıflaması minimumdur ve çok yüksek veri hızında iletişim sağlanabilir. Sensör ve bilgisayar arasındaki iletişimde Twisted Pair kullanıldığı için dış etkenlerden kaynaklanan girişim daha azdır.
RS485: Standart 422A protokolünün genişletilerek oluşturulmuş bir protokoldür. Bu protokol ile tek bir kablo ile 32 alıcı-vericinin veri bağlantısı sağlanabilmektedir. RS485 protokolü, kablo iletişim sorunlarını ortadan kaldırır.
Çıkış Arayüzü Tipi Maksimum Kablo Uzunluğu Maksimum Veri Hızı İletişim Tipi RS232C Tek Uçlu Voltaj 15MT 20Kbps Noktadan Noktaya RS422A Fark Voltaj 1,2km 10Mbps Noktadan Noktaya RS485A Fark Voltaj 1,2km 10Mbps MultiDrop (32 düğüm) Tablo 2: Karşılaştırma seri iletişim protokolleri
beslenme için gerektiği kadar
Sensörler, besleme gereksinimlerine bağlı olarak iki kategoriye ayrılabilir. bunlar;
negatif sensörler
Herhangi bir harici güç almadan (besleme voltajına ihtiyaç duymadan) fiziksel veya kimyasal değerleri başka bir boyuta dönüştürürler. Bu tipin bir örneği, bir termokupl (T/C) sensörü veya dönüştürücüsüdür. T/C aşağıda ayrıntılı olarak açıklanacaktır. Öte yandan, bir anahtar mekanik bir hareketi elektriksel bir bağlantıya dönüştürür.
aktif sensörler
Çalışmaları için harici bir güç kaynağına ihtiyaçları vardır. Bu sensörler genellikle zayıf sinyalleri ölçmek için kullanılır. Aktif sensörlerde dikkat edilmesi gereken nokta giriş ve çıkışlardır. Bu tip sensör, dijital veya analog formatta bir elektriksel çıkış sinyali üretir. Analog çıkışlar için çıkış büyüklüğü voltaj veya akımdır. Voltaj çıkışı genellikle 0-5V aralığında kullanılır. Ancak 4-20mA akım çıkışı artık endüstri standardı haline geldi. Bazı durumlarda 0-20mA akım döngüsü kullanılır. Ancak endüstride arıza, hat kopması gibi durumlarda sistemin bu durumu kolayca algılayabilmesi ve veri iletişimini sağlıklı hale getirebilmesi için 4-20mA daha yaygın olarak kullanılmaktadır. Çok eski sensörler 10-50mA akım çıkışlarına sahiptir. Sektörde en yaygın kullanılan 4-20mA ring tipinin kullanımı bazı özel şartlar gerektirmektedir. Bu noktalar;
– Sensörlerin konulduğu uzak noktalarda gerilim olmaması esastır.
– Sensörler, voltaj sinyalinin sınırlı olabileceği tehlikeli uygulamalarda kullanılmalıdır!
– Sensör kablo sayısı ikiden fazla olmamalıdır.
Akım döngü sinyali, gürültü voltajı dalgalanmalarından nispeten korunur. Ancak, uzun mesafeli veri iletimi bunu da yapamaz.
Sensörler, ölçüm sisteminden elektriksel olarak izole edilmelidir.
Diğer gönderilerimize göz at
[wpcin-random-posts]