Analitikai szenzorok harmadik rész Galbács Gábor
|
|
- Márta Péter
- 8 évvel ezelőtt
- Látták:
Átírás
1 Analitikai szenzorok harmadik rész Galbács Gábor Hőmérséklet, nyomás, tömegáram, elektromágneses sugárzás A konkrét szenzorok közül a következőkben először a fizikai szenzorokkal foglalkozunk majd, mégpedig illusztrációképpen azon fizikai mennyiségek mérésére szolgáló szenzorokkal, amelyek az analitikai kémiai alkalmazásokban, műszerekben fontos paramétereket mérnek: hőmérséklet nyomás áramlási sebesség (tömegáram) fényintenzitás
2 Hőmérsékletmérő szenzorok A hőmérséklet mérése, ismerete a kémiai rendszerekben is az egyik legfontosabb feladat. Amint azt korábban említettük, a szenzorikában, a szabályzó és mérőrendszerekben kiemelt fontosságú a hőmérséklet mérése, mivel a legtöbb szenzor válaszjele hőmérsékletfüggő, ezért hőmérsékletmérő szenzorok beépítésével (hőmérséklet kompenzációs módszerekkel) a pontosságot nagymértékben lehet javítani. A hőmérsékletmérésre számos fizikai jelenség, anyagi jellemző hőmérsékletfüggése lehetőséget kínál (transzdukció). Ezek közül itt most a következőkkel fogunk foglalkozni: az elektromos ellenállás megváltozása (rezisztív szenzorok) termoelektromos hatás (termoelektromos szenzorok) félvezetőkben lejátszódó ódófolyamatok k(félvezető szenzorok) optikai folyamatok (optikai szenzorok) piezoelektromos hatás (piezoelektromos szenzorok) piroelektromos hatás (IR sugárzásmérő szenzorok) Kontakt hőmérsékletmérő szenzorok Ahőmérsékletmérő szenzorok ezen túlmenően két osztályba sorolhatók: a kontakt és a nem kontakt (IR sugárzásmérő, piroelektromos) hőmérsékletmérő szenzorok csoportjába. A kontaktk hőmérsékletmérés ékl é é során aszenzor(legyen az bármilyen kicsi) i) átveszi amért objektum termikus energiájának egy részét, hőátadás történik. Ez egyfelől aztjelenti, hogy egy kontakt hőmérő mindig megzavarja a mért rendszert, másfelől hogyakontakt hőmérsékletmérés egy egyensúlyi folyamat és mint ilyen, csak véges mérési hiba megengedése esetén ér véget a mérési folyamat. Mindebből következően fontos műszaki/tervezési feladat az adott mérendő rendszerhez megtalálni/kialakítani a megfelelő kontakt hőmérsékletmérő szenzort. A kontakt hőmérsékletmérő szenzorok közül a következő típusokkal fogunk foglalkozni: RTD (film vagy huzal formájú fém anyagú ellenállás/rezisztor) szilícium félvezető ellenállás termisztor (fémoxid alapú ellenállás, PTC és NTC) termoelem szilícium p n átmenet kontakt optikai hőmérsékletmérő szenzorok
3 RTD hőmérsékletmérő szenzorok Az RTD (resistive thermal detector) szenzortípus lényegében egy fémhuzalból vagy fém vékonyrétegből áll. Az érzékelés fizikai alapjául az szolgál, hogy minden fém és ötvözet elektromos ellenállása hőmérsékletfüggő. Szinte kizárólag platina anyagú RTD k használatosak, mivel megbízható működésűek, jó a hosszútávú stabilitásuk, széles hőmérséklettartományban ékl használhatók és robusztusak. A másik áikgyakori alapanyag a wolfrám. A jó érzékenység érdekében hosszú érzékelő rétegeket használnak. huzalcséve (wire wound) típus: Pt huzal kerámia hordozóra felcsévélve (felragasztva) és kerámia tokban elhelyezve. Vékony üvegréteg rögzíti és védi a fémhuzalt. vékonyréteg (thin film) típus: Pt vagy Pt ötvözet vékony kerámia, üveg vagy szilícium lapkára rögzítve. Vékony üvegréteg rögzíti és védi a fémcsíkot. RTD hőmérsékletmérő szenzorok A Pt RTD esetében a különböző hőmérséklettartományokban a következő Callendar van Dusen közelítő polinomiális transzfer függvényeket szokás alkalmazni (t a hőmérséklet C egységekben,r 0 a0 C on mért ellenállás): 200 C tól 0 C ig: R t = R 0 2 ( 1 + A t + B t + C (t 100) ) 0 C tól 630 C ig: R t = R 0 2 ( 1 + A t + B t ) Az egyenletekben A, B és C a szenzor alapanyagára jellemző állandók, amelyek értékét különböző referencia hőmérsékleteken állapítanak meg kalibrációval. Egy RTD szenzor pontossága kb. ±0.025 C, működési tartománya: kb. 200 C 600 C.
4 Szilícium félvezető ellenállás szenzorok Az n típusú szennyezett szilícium félvezető ellenállás jellegzetessége, hogy egy bizonyos hőmérséklet (kb. 200 C) alatt az ellenállásának pozitív a hőmérsékleti koefficiense, míg afölött negatív (ez utóbbi a tiszta szilícium félvezetőre jellemző). Ennek oka, hogy magasabb hőmérsékleteken a spontán generálódott töltséhordozók mennyisége megnő, ő és így nem a szennyezés, hanem a szilícium i alapanyag tulajdonsága fog dominálni az elektromos ellenállás alakulásában. Mindez azt jelenti, hogy a gyakorlati szempontból leggyakrabban használatos, 200 C alattitartományban készíthető n szennyezett szilícium félvezető alapanyagból ellenállás hőmérő, ami ráadásul tűrhető linearitással is bír. Az eszköz tipikus pontossága néhány százalék. n típusú PS ellenállása tipikus transzfer függvény tipikus mérési hiba Termisztorok A termisztor kifejezés alatt fémoxid vagy kerámia típusú ellenállásokat értünk, amit anyagi minőségük függvényében két csoportba sorolunk. A két csoport a negatív hőmérsékleti koefficiensű (NTC, negative thermal coefficient) ésapozitívhőmérsékleti koefficiensű (PTC, positive thermal coefficient) ellenállások csoportja. A termisztorokat sokféle geometriai i kivitelbeni gyártják, pl. csepp alak, rúd, henger, lapka, stb. A termisztorok sokkal érzékenyebbek, mint az RTD hőmérők, de transzfer függvényük nagymértékben nemlineáris, ezért legtöbbször csak szűk hőmérséklet tartományban használatosak (pl C) és viszonylag erőteljes öregedést mutatnak. Leggyakrabban a Steinhart Hart transzfer függvényt alkalmazzák rájuk (T Kelvinben): NTC termisztorok anyaga: Mn, Ni, Co, Fe, Cu és Ti oxid PTC termisztorok anyaga: dópolt Ba vagy Sr titanát kerámia A pontosságra (akár ±0.02 C) kihat az önfűtési effektus is
5 Termoelemek A termoelem (thermocouple) két különböző anyagi minőségű fémszálból (az ábrán: A és B) egyik végüknél összeforrasztott szenzor. A két fémszál szabad végei között mv nagyságrendű feszültség mérhető, éh ő ha hőmérséklet különbséget ékl k l é hozunk létre az összeforrasztott (melegpont, hot junction) ésa szabad végek között (hideg vagy referenciapont, cold junction). Ez a Seebeck effektus. Termoelemek A termoelemek széles hőmérséklet tartományban (akár 1500 C) képesek működni, robusztusak, jó linearitásúak, sokféle fizikai méretben és kivitelben elkészíthetők. Gyakorlati alkalmazásukat azonban sokáig megnehezítette, hogy a referencia pont számára egy ismert, fix hőmérsékletű fürdőt (általában jeges víz) kellett biztosítani. Ez ma már elektronikai eszközök használatával elkerülhető (cold junction compensation). Az alapötlet lényege, hogy a termoelem kalibrációjához valójában nem szükséges a referencia pontnak fix hőmérsékletűnek lennie, elegendő csak annak a hőmérsékletét pontosan ismerni, pl. egy másféle hőmérsékletmérő szenzorral mérni (aminek elegendő csak a szobahőmérséklet közelében pontosan működnie). Ezt mutatja be az alábbi ábra (LM35DZ félvezető szenzorral).
6 p n átmenet alapú félvezető szenzorok A nyitó irányban előfeszített p n félvezető átmenet (dióda) működése (átmeneti ellenállása) erős hőmérsékletfüggést mutat. Ha tehát a diódát egy áramgenerátorhoz kötjük és mérjük az átmeneten eső feszültséget, akkor így egy, az átmenet hőmérsékletét mérő félvezető eszközhöz jutunk. Ennek az elegáns eszköznek nagy előnye nagymértékű linearitása, ami kalibrációval nagyfokú pontosságot (kb. 0.1%) eredményez. A mérési tartomány tipikusan kb. 50 C tól +150 C ig terjed. Több tranzisztorból vagy diódából álló integrált áramkörökkel mind feszültségkimenetű (pl. LM35Z) mind áramkimenetű (pl. AD590) típusokat készítenek. Kontakt optikai hőmérsékletmérés fluoreszcenciás szenzorok A kontakt fluoreszcenciás hőmérsékletmérő szenzorok működése a fotolumineszcenciás emisszió lecsengési sebességének hőmérsékletfüggésén alapul. A fotolumineszkáló anyagot (pl. Mn(IV) gyel adalékolt Mg fluoromagnetit vagy rubin, stb.) vagy a mérendő objektumra vagy a szenzorfejre viszik rá (az anyag veszélytelen, hő és UV stabil). A gerjesztő fény odavezetését és az emittált fény elvezetését száloptika segítségével oldják meg. Annak érdekében, hogy a gerjesztő és emittált fény egymást ne zavarja, eltérő hullámhosszúságokat alkalmaznak (pl. színszűrővel elválasztva őket). Agerjesztő fényforrás Xenon villanó lámpa vagy félvezető lézer. A szenzorkonstrukció előnye, hogy a válaszjel jel (időállandó) a fényintenzitásoktól nem függ, jól reprodukálható, széles hőmérséklet tartományban használható (pl. 200 C tól +400 Cig). A mérési pontosság már kalibráció nélkül is kb. ±2 C a teljes tartományban.
7 Kontakt optikai hőmérsékletmérés interferometrikus szenzorok Az interferometrikus optikai hőmérsékletmérő szenzorok az interferencia jelenségét és a törésmutató hőmérsékletfüggését használják ki. A szenzor aktív érzékelő része (ez a mérendő objektummal kontaktusban van) egy olyan vékony réteg, amely hőmérsékletváltozásra optikai törésmutatójának megváltozásával reagál (pl. szilícium). Ezt koherens lézerfénnyel világítják meg. A vékonyrétegen áthaladó fény a határfelületről visszaverődik és interferencia jön létre, ami a száloptika másik végén található detektorba valamekkora fényt juttat vissza. Ha a vékonyréteg hőmérséklete megváltozik, a rajta áthaladó fény továbbításáben fáziskésés áll elő, ami az interferencia mintázatot, és így végül a detektorba jutó jelet megváltoztatja. A mérési tartomány felső határa kb. 350 C. Az alábbi megoldás SiO 2 réteget alkalmaz tükröző rétegként (n SiO2 >n Si ) és FeCrAl bevonatot az oxidáció elleni védelemre. Kontakt optikai hőmérsékletmérés termokromatikus szenzorok A termokromatikus optikai hőmérsékletmérő szenzorok egy alkalmas vegyület oldatának fényelnyelési spektrumának reverzibilis és reprodukálható hőmérsékletfüggését használják ki. Ilyen pl. a CoCl 2 vizes oldata, amelynek fényelnyelése 650 nm en a hőmérséklettől erősen függ. A válaszjel nem lineáris, de kalibráció után száloptikás konfigurációban távolról begyűjthető, és elektromágneses zavarásoktól viszonylag mentes. Egy másik konstrukcióban egy száloptika végére üvegben eloszlatott CdS félvezetőt javasolnak használni, ami akár szobahőmérséklettől 1000 K hőmérsékletig is használható szenzort adhat.
8 Kontaktusmentes hőmérsékletmérő szenzorok Anem kontakt sugárzásmérő, másképpen piroelektromos hőmérsékletmérő szenzorok az infravörös tartományba eső EM sugárzás intenzitását mérik. Ezeket elterjedten használják pl. IR spektrométerek detektoraként és biztonságtechnikai eszközökben. Kalibrációra minden esetben szükség van, mert ezek a szenzorok integráló jellegűek. A kontaktusmentes hőmérsékletmérő szenzorok közül a következő típusokkal fogunk foglalkozni: thermopile piroelektromos szenzor bolométer Golay cella Itt jegyezzük meg, hogy alkalmas félvezető anyagból is készíthető IR tartományban működő optikai szenzor, ami hőmérsékletmérésre is alkalmas. Ezt azonban inkább a fénymérő szenzoroknál tárgyaljuk. Kontaktusmentes hőmérsékletmérő szenzorok Akontaktusmenteshőmérsékletmérő (pirometrikus, termikus) szenzorok általában a következő részeket tartalmazzák: érzékelő elem, támaszték (support), burkolat, elektromos kivezetések, védőablak. Minden pirométer lelke az érzékelő elem bevonata, amely az IR sugárzást elnyeli, aminek eredményeképpen az érzékelő réteg felmelegszik. Ezek a bevonatok általában porózusak, mégpedig az IR hullámhossznál rövidebb részecskékből állnak. platinakorom (platinum black): finom eloszlású Pt részecskék, amelyeket egy H 2 PtCl 6 és Pb acetátot tartalmazó oldatból galvánfürdőben választanak le. aranykorom (goldblack): W szálról aranyat elpárologtatnak mbar nyomású nitrogén atmoszférában, ami a céltárgyra tűs struktúra formájában leválik. fémoxid képzése: alacsony nyomáson, oxigén jelenlétében leválasztott fémek oxidként rakódnak le
9 Kontaktusmentes hőmérsékletmérő szenzorok thermopile A thermopile ( termoelem halmaz ) típusú szenzorok lényegében sorba kapcsolt termoelemekből állnak, amelyek melegpontja össze van kötve és IR elnyelő bevonattal van ellátva. A hidepontok is össze vannak kötve egymással és egy hűtőtömbbel (esetleg egy független hőmérsékletmérő szenzorral a hideponti kompenzációhoz). 20 tól akár többszázig is terjedhet az összekötött ö termolemek száma. A soros kapcsolás értelme a feszültségjel növelése, vagyis az érzékenység fokozása. Kontaktusmentes hőmérsékletmérő szenzorok piroelektromos szenzorok A piroelektromos effektus bizonyos kristályos anyagoknak azon képessége, hogy kristálylapjaik között feszültség jelenik meg, ha a kristályt felmelegítjük vagy lehűtjük. Az ilyen anyagok közé tartozik pl. a turmalin, Co ftalocianin, LiTaO 3,SrTiO 3, triglicinszulfát (TGS), stb. Fontos tudnunk, hogy minden piroelektromos anyag egyben piezoelektromos is, ami azzal jár együtt, hogy a piroelektromos szenzorok (PIR) a mechanikai vibrációkra (akár hanghullámokra) is hajlamosak interferenciát mutatni. A jobb rezgéstűrés érdekében gyakran alkalmaznak duál piroelektromos szenzorokat, ahol két érzékelő van egy tokban. A kristály felületét hőelnyelő bevonattal látják el. A piroelektromos anyagok elektromosan egy kapacitásként írhatók le.
10 Kontaktusmentes hőmérsékletmérő szenzorok a Golay cella és a bolométer AGolaycellalényegében egy opto akusztikus szenzor. Egy IR transzmittáló (pl. KBr, PE, stb.) ablakkal lezárt pneumatikus cella, amiben Xe gáz tágul/húzódik össze az IR sugárzás hatására. Belül Sb (vagy hasonló) merev hőelnyelő bevonatot alkalmaznak. A gáz térfogatváltozása egy vékony tükröző membránt feszít meg (deformál) a cella túloldalán, ld lá amiről egy külsőő fényforrásf fényéneké reflexiója biztosítja végülis a kimeneti elektromos feszültségjelet. Ez a szenzor is igény érzékeny a mechanikai vibrációkra. IR sugárzás A bolométer lényegében nem más, mint egy ellenállás, amely be van vonva a hőelnyelő bevonattal. Az IR sugárzás elnyelése miatt az eszköz felmelegszik, így megváltozik annak ellenállása. Áramlási sebesség (tömeg/térfogati áramlás) mérése Az áramlási sebesség pontos mérése szintén gyakori és fontos méréstechnikai feladat az iparban és az analitikai kémiában. Az áramlásmérő szenzorok által szolgáltatott adatok teremtik meg az lehetőséget a gáz és folyadék közegek áramlási sebességének pontos szabályzására (nagyméretű, átlátszatlan csövekben és közegekben is), továbbá sok esetben közvetetten más információkat is szolgáltatnak a mintáról (pl. viszkozitás, sűrűség, stb.). Az áramlásmérő szenzorok változatosak, többféle fizikai jelenség kihasznásán is alapulhatnak. A követezőkben az alábbi típusokkal fogunk foglalkozni: a differenciális nyomásmérésen alapuló szenzor elektromágneses elven működő szenzor az örvényáramlások keltésén alapuló szenzor az ultrahangot alkalmazó szenzor a Coriolis erőn alapuló szenzor a turbinás áramlásmérő szenzor Mivel ezek a szenzorok általában közvetett úton mérnek, ezért kalibrációjuk elengedhetetlen!
11 Áramlási sebesség mérése turbinával A turbina alkalmazásán alapuló áramlásmérő igen hasonló a rotaméterek működési elvéhez, azonban átlátszatlan csővezetékekben/folyadékokban is alkalmazható. Működésének lényege nem más, mint hogy az áramló közeg egy turbinát (propellert) forgat meg, amelynek egyik lamellájába mágnest építettek. A csőfalba épített kis tekercs érzékeli, hogy időegységenként hányszor halad el előtte a mágnes (az indukció generálta áramcsúcsokat számolja meg egy számláló). Az áramlási sebesség tehát a turbina forgássebességének mérésre van visszavezetve. Áramlási sebesség mérése nyomáskülönbség méréssel (differential pressure flow sensor) Fluid közegek áramlása nyomásesést generál (lásd Bernoulli elv). Ebből következően egy fluid közeg áramlási sebességének mérése visszavezethető egy szűkület előtt és után mért nyomások közötti különbségének mérésére. Az elrendezés alapulhat akár a Pitot cső, akár a Venturi cső alkalmazásán. Ezen szenzorok kalibrációja azért is szükséges, mert valós (részlegesen összenyomható és/vagy viszkózus közegekre az effektus kissé eltérően jelentkezik). Pitot csöves elrendezés Venturi csöves elrendezés Endress+Hauser video links:
12 Áramlási sebesség mérése indukált feszültség mérése révén (electromagnetic flow sensor) Ha a folyadék legalább egy minimális elektromos vezetőképességgel rendelkezik (ionok jelenléte), akkor az áramlási sebesség mérhető a mágneses térben mozgó töltésekre fellépő szeparáció (Lorentz erő által indukált feszültség) mérése révén is. Lényegében egy kondenzátort építenek cső falába, amelynek két fegyverzete között az áramlási irányra merőleges mágneses teret hoznak létre. A cső falátelkellszigetelniakét elektródától. mágneses tér elektródok Endress+Hauser video links: Áramlási sebesség mérése a hangsebesség mérése révén (ultrasonic flow sensor) A hullámterjedés sebessége egy közegben a közeg áramlási sebességével függ, ha az áramlásnak van a megfigyelés tengelyével párhuzamos komponense. A hullámterjedés sebessége pedig frekvenciamérésre vezethető vissza, ha a Doppler effektusra gondolunk. A cső falába szög alatt pl. ultrahang keltő transducereket, velük szemben pedig érzékelőket helyezünk el, akkor az áramlás irányában felfelé sugárzott hanghullám késedelmet szenved (sebessége csökken), látszólagos frekvenciája nő, míg az ellenkező irányban sugárzott hanggé ellentétesen viselkedik. A mért frekvencia alapján a közeg áramlási sebessége meghatározható. A módszer nagy előnye, hogy semmilyen szűkület, akadály elhelyezését nem igényli a csőben, sőt akár kívülről, utólag is telepíthető (lásd a képet jobb oldalon lent). ultrahang generátorok ultrahang érzékelők Endress+Hauser video link:
13 Áramlási sebesség mérése örvényhullámok keltésével (vortex flow sensor) Egy közegben elhelyezett nem áramvonalas akadály mögött az áramlás következményeként örvényhullámok keletkeznek, amelyek okozta periodikus nyomáslökéshullámok egy piezoelektromos kristállyal érzékelhetők. A nyomásingadozás frekvenciája közvetlenül arányos az áramlási sebességgel. A módszer pontos és jó linearitású, de az alacsony és magas viszkozitások tartományában nem működik jól. piezoelektromos szenzor Endress+Hauser video link: Áramlási sebesség mérése a Coriolis erő felhasználásával (Coriolis flow sensor) A Coriolis erő olyan tehetetlenségi erő, amely akkor lép fel, ha a test egy forgó rendszerben mozog (a forgástengelytől eltérő irányban). Az erő nagysága a test tömegétől, sebességétől, stb. függ, így felhasználható mozgó közegek áramlási sebességének mérésére (a közeg tehetetlensége folytán). Egy ilyen berendezés (ami valójában egy összetett, aktív szenzoregyüttes) egy U alakú flexibilis csőszakaszból áll, amelynek oldalirányú kilengéseinek fázisát két szenzor érzékeli. A cső kilendüléseit egy mozgató elem (aktuátor) periodikusan idézi elő. Ha nem áramlik a folyadék, akkor a csőszakasz szimmetrikusan lendül ki, nincs fáziskésés a két szenzor jele között. Ha van áramlás, fáziskésés fog fellépni, amelynek nagysága az áramlási sebességtőlisfügg. szenzorok aktuátor Áramlás hiányában a szenzorok jele fázisban van Áramlás esetén fáziskülönbség áll elő a jelekben Endress+Hauser video link:
14 Fényintenzitás mérése Fénynek az elektromágneses spektrum UV tartomány elejétől azirtartományvégéig terjedő részét nevezzük. Szenzorikai szempontból az ebbe a tartományba eső fotonok érzékelésének alapjául kvantum vagy termikus effektusok szolgálnak. A kvantum érzékelők, amelyek félvezetőkből készülnek, az UV től a közép IR tartományig működnek, míg a termikus érzékelők (amelyekről a hőmérsékletmérésnél ejtettünk szót) a közép és távoli IR tartományban működnek. Akövetkezőkben a kvantum (félvezető) érzékelőkről fogunk beszélni: fotoellenállás fotodióda fototranzisztor töltéscsatolt MOS érzékelő (CCD) aktív pixel szenzorok (APS, CMOS) A félvezetők viselkedése a sávelmélet szerint Félvezető viselkedése nagyenergiájú (A) és kisenergiájú (B) fotonok érkezésekor. A határt a tiltott sáv szélessége jelenti, ami azonban nem éles határvonal, hiszen ez elektrongerjesztésre az impulzus megmaradás törvénye is érvényes. Mivel az elektronok impulzusa a vegyérték sávban és a vezetési sávban is eloszlásfüggvény mentén, folytonosan változik, ezért a gerjesztés tiltott sáv szélességénél kicsit kisebb és nagyobb energiájú fotonokkal is megvalósulhat. Ezt illusztrálja egy fotodióda érzékenység görbéje a jobb oldalon. A tiltott sáv szélessége dópolással (akceptor és donor szintek kialakításával módosítható).
15 Fényintenzitás mérése fotoellenállással A fotoellenállások félvezető anyagok, amelyek elektromos ellenállása sötétben igen nagy és tiltott sávszélessége az érzékelni kívánt tartományba esik. Fény besugárzás hatására ezen félvezetők elektromos ellenállása jelentősen lecsökken. A fotoellenállások aktív szenzorok, hiszen külső feszültségforrás alkalmazását igénylik, és a keletkező ő áram erősségétő étmérjük éjük(fotokonduktívt k d ktí eszköz). ) A láthatótó tartománybant előszeretettel alkalmaznak CdS vagy CdSe alapú fotoellenállásokat, az IR tartományban pedig Ge, PbS, InSb, stb. alapúakat. A legjobb érzékenységet széles és rövid ellenálláscsík kialakítással lehet elérni. Az elérhető érzékenység kiváló: minden beérkező foton akár 900 elektron áthaladását is lehetővé teheti. Fényintenzitás mérése fotodiódával Amint azt korábban említettük, a fotodiódák egy félvezető p n átmenetet tartalmaznak. A fotodiódák jelét kétféleképpen olvashatjuk ki : feszültség áram átalakítóval fotovoltaikus üzemmódban (photovoltaic mode, PV) ésáram feszültség átalakítóval fotokonduktív üzemmódban (photoconductive mode, PC). A fotodiódák karakterisztika görbéit a ráeső fényintenzitás (fény/optikai teljesítmény) függvényében az alábbi ábra mutatja.
16 Fényintenzitás mérése fotodiódával a fotovoltaikus működési mód A fotovoltaikus (PV) üzemmódban a diódát nem feszítjük elő negatív irányban, hanem a rajta átfolyó áramot egy terhelő ellenálláson keresztül arra használjuk, hogy feszültségjelet generáljunk. Az alábbi műveleti erősítős kapcsolás ezt végzi oly módon, hogy az erősítő nagy bemeneti ellenállása szolgál terhelő ellenállásként. A PV üzemmód előnye, hogy nem szükséges külső feszültségforrás a szenzor működéséhez. Ez egyúttal csökkenti a sötétáram szintjét is, vagyis nagy érzékenységű szenzorhoz jutunk, amit kis fényintenzitások mérésekor előnyösen alkalmazhatunk. Hátránya, hogy ilyenkor a fotodióda működési sebessége kicsi (azt saját kapacitása korlátozza) és hogy a kapott feszültségjel nem lineárisan arányos a fényteljesítménnyel (intenzitással). Érdekesség, hogy lényegében ezen az elven működnek a napelemek, amelyek a nagy áramerősség érdekében nagy felületűek. Fényintenzitás mérése fotodiódával a fotokonduktív működési mód A fotokonduktív (PC) üzemmódban a diódát negatív irányban előfeszítjük és a fény hatására rajta átfolyó áramot mérjük. Az elektromos áram minimális értékét (sötétáram) a termikus zaj határozza meg. A PC üzemmód előnye, hogy ilyenkor a fotodióda igen gyors működésű és az áram válaszjel lineárisan változik a fényteljesítménnyel (intenzitással). Hátránya, hogy kisebb az érzékenysége a sötétáram miatt és külső feszültségforrást igényel.
17 Fényintenzitás mérése fotodiódával speciális fotodiódák PIN fotodióda: a p és n rétegek közé egy vastag, nagy tisztaságú, intrinsic (szennyezetlen, I) félvezető réteget iktatnak be. A lyuk elektron pár képződése a kiürített (depletion layer) részén valósul meg a p n átmenetnek, ezért étavastag I réteg beiktatása tá a kvantumhatékonyság ték növelését segíti, vagyis az érzékenységet fokozza. A p réteget is elvékonyítják a fotonok bejutásának segítésére. Mivel a saját kapacitása ennek a diódának a legkisebb, ezért ez a leggyorsabb fotodióda. Avalanche (lavina) fotodióda: ez a dióda úgy készül, hogy kimondottan magas záróirányú feszültségeket (több száz V) is elviseljen. Ennek az az előnye, hogy ezáltal a fotonok által keltett töltéshordozók az ellentétes potenciálú elektród felé haladva a nagy elektromos erőtérben erőteljesen felgyorsulnak és ütközések révén (ütközési ionizáció) másodlagos töltéshordozókat generálnak. Ez jelsokszorozáshoz vezet (gain): akár 1000 szeresére is növelhető így a jel. A konstrukció többféle lehet, az ábrán csak egy látható. Fényintenzitás mérése fototranzisztorral A fototranzisztor lényegében egy szokásos bipoláris tranzisztor, aminek a tokozása olyan, hogy a p n p (vagy n p n) átmenetet kívülről meg tudjuk világítani. Ennek az az eredménye, hogy a bázisáramot a fotonok indukálják, a tranzisztor pedig ahogy azt mindig is teszi (lásd balodali képet) a bázisáramot felerősíti (I CE = β I BE ), akár több százszorosára á is. + V CC A fototranzisztor így kellemesen nagy kimeneti jeleket szolgáltat, azonban érzékenysége nem jobb, mint egy fotodiódáé, és sebessége sem nagyobb.
18 Fényintenzitás mérése töltéscsatolt eszközzel (CCD) A töltéscsatolt eszköz (CCD, charge coupled device) érzékelők valójában fémoxid félvezető (MOS) típusú kondenzátorok, amelyek p n átmenetet tartalmaznak dielektrikumként. A p nátmenetn rétege nincs közvetlenül fémesen kivezetve, hanem egy szigetelő SiO 2 réteg van közbeiktatva és a fotonok áthaladását segítendő, PSkapu elektródát alakítanak ki. A negatív előfeszítésű p n átmenetben a fotonok hatására generálódó elektronok a p típusú (alsó) réteg közelében gyűlnek össze. Mivel a kondenzátor elektron tárolási képessége véges, ezért a CCD eszközöket mindig csak egy adott integrációs időig működtetik, majd amikor a kívánt fotonexpozíció megszűnik, a kapu (gate) elektróda feszültségét megszüntetik és kiolvassák a töltésmennyiséget, ami összegyűlt. Az érzékenységet azzal szokták fokozni, hogy a rétegszekezetet megfordítják és a Si szubsztrátot kimaratják, így a fotonok nagyobb hányada jut be. Ma a legtöbbször 2D tömböket képeznek CCD ből, képalkotásra. Fényintenzitás mérése aktív pixel szenzorral (CMOS) Az aktív pixel érzékelők (active pixel sensor, APS; a gyártástechnológiáról complementary metal oxide semiconductor, CMOS ként is ismert) érzékelők olyan integrált áramkörök, amelyek minden egyes fényérzékelő elem (fotodióda) mellett aktív erősítő/kiolvasó áramkört tartalmaznak (3 4 db FET tranzisztort). Valójában a CCD előtt valamivel fedezték fel őket (1969), azonban abban az időben a félvezetők CMOS gyártástechnológiája még kiforratlan volt, és a CCD töltéselvű kialakítása megbízhatóbban működött. Az 1990 es évekre azonban a CMOS gyártástechnológia egyeduralkodóvá vált a bonyolult (pl. mikroprocesszor, memória, stb.) IC kben, így ma már nagy előny, hogy ugyanazon a lapkán és anyagból lehet a fényérzékelőt is kialakítani, mint a kiolvasó áramkört (ezt a CCD nél egy sajátos módon oldották meg), ami számos képfeldolgozó algoritmus alkalmazását lehetővé teszi. A CMOS szenzorok gyorsabbak, olcsóbbak és kevesebbet fogyasztanak, mint a CCD. A fotondetektálás primer folyamata azonban hasonló: a fotodiódán alapul.
Mérés és adatgyűjtés
Mérés és adatgyűjtés 7. óra Mingesz Róbert Szegedi Tudományegyetem 2013. április 11. MA - 7. óra Verzió: 2.2 Utolsó frissítés: 2013. április 10. 1/37 Tartalom I 1 Szenzorok 2 Hőmérséklet mérése 3 Fény
RészletesebbenHiszterézis: Egy rendszer kimenete nem csak az aktuális állapottól függ, hanem az állapotváltozás aktuális irányától is.
1. Mi az érzékelő? Definiálja a típusait (belső/külső). Mit jelent a hiszterézis? Miért nem tudunk közvetlenül mérni, miért származtatunk? Hogyan kapcsolódik össze az érzékelés és a becslés a mérések során?
Részletesebben2. Érzékelési elvek, fizikai jelenségek. a. Termikus elvek
2. Érzékelési elvek, fizikai jelenségek a. Termikus elvek Az érzékelés célja Open loop: A felhasználó informálására (mérés) Más felhasználó rendszer informálása Felügyelet Closed loop Visszacsatolás (folyamatszabályzás)
RészletesebbenKÖZEG. dv dt. q v. dm q m. = dt GÁZOK, GŐZÖK ÉS FOLYADÉKOK ÁRAMLÓ MENNYISÉGÉNEK MÉRÉSE MÉRNI LEHET:
GÁZOK, GŐZÖK ÉS FOLYADÉKOK ÁRAMLÓ MENNYISÉGÉNEK MÉRÉSE MÉRNI LEHET: AZ IDŐEGYSÉG ALATT ÁTÁRAMLÓ MENNYISÉG TÉRFOGATÁT TÉRFOGATÁRAM MÉRÉS q v = dv dt ( m 3 / s) AZ IDŐEGYSÉG ALATT ÁTÁRAMLÓ MENNYISÉG TÖMEGÉT
RészletesebbenElektromos áram. Vezetési jelenségek
Elektromos áram. Vezetési jelenségek Emlékeztető Elektromos áram: töltéshordozók egyirányú áramlása Áramkör részei: áramforrás, vezető, fogyasztó Áramköri jelek Emlékeztető Elektromos áram hatásai: Kémiai
RészletesebbenSpeciális passzív eszközök
Varisztorok Voltage Dependent Resistor VDR Variable resistor - varistor Speciális passzív eszközök Feszültségfüggő ellenállás, az áram erősen függ a feszültségtől: I=CU α ahol C konstans, α értéke 3 és
RészletesebbenBevezetés az analóg és digitális elektronikába. V. Félvezető diódák
Bevezetés az analóg és digitális elektronikába V. Félvezető diódák Félvezető dióda Félvezetőknek nevezzük azokat az anyagokat, amelyek fajlagos ellenállása a vezetők és a szigetelők közé esik. (Si, Ge)
RészletesebbenMérésadatgyűjtés, jelfeldolgozás.
Mérésadatgyűjtés, jelfeldolgozás. Nem villamos jelek mérésének folyamatai. Érzékelők, jelátalakítók felosztása. Passzív jelátalakítók. 1.Ellenállás változáson alapuló jelátalakítók -nyúlásmérő ellenállások
RészletesebbenMÉRÉSI UTASÍTÁS. A jelenségek egyértelmű leírásához, a hőmérsékleti skálán fix pontokat kellett kijelölni. Ilyenek a jégpont, ill. a gőzpont.
MÉRÉSI UTASÍTÁS Megállapítások: A hőmérséklet állapotjelző. A hőmérsékletkülönbségek hozzák létre a hőáramokat. Bizonyos természeti jelenségek meghatározott feltételek mellett mindig ugyanazon hőmérsékleten
RészletesebbenOrvosi jelfeldolgozás. Információ. Információtartalom. Jelek osztályozása De, mi az a jel?
Orvosi jelfeldolgozás Információ De, mi az a jel? Jel: Információt szolgáltat (információ: új ismeretanyag, amely csökkenti a bizonytalanságot).. Megjelent.. Panasza? információ:. Egy beteg.. Fáj a fogam.
RészletesebbenMIKROELEKTRONIKAI ÉRZÉKELŐK I
MIKROELEKTRONIKAI ÉRZÉKELŐK I Dr. Pődör Bálint BMF KVK Mikroelektronikai és Technológia Intézet és MTA Műszaki Fizikai és Anyagtudományi Kutató Intézet 2. ELŐADÁS: LABORMÉRÉSEK 2008/2009 tanév 1. félév
Részletesebben5. Laboratóriumi gyakorlat. A p-n ÁTMENET HŐMÉRSÉKLETFÜGGÉSE
5. Laboratóriumi gyakorlat A p-n ÁTMENET HŐMÉRSÉKLETFÜGGÉSE 1. A gyakorlat célja: A p-n átmenet hőmérsékletfüggésének tanulmányozása egy nyitóirányban polarizált dióda esetében. A hőmérsékletváltozási
RészletesebbenEgyenáram. Áramkörök jellemzése Fogyasztók és áramforrások kapcsolása Az áramvezetés típusai
Egyenáram Áramkörök jellemzése Fogyasztók és áramforrások kapcsolása Az áramvezetés típusai Elektromos áram Az elektromos töltéshordozók meghatározott irányú rendezett mozgását elektromos áramnak nevezzük.
RészletesebbenHŐMÉRSÉKLETMÉRÉS. Elsődleges etalonok / fix pontok / 1064,00 C Arany dermedéspontja. 961,93 C Ezüst dermedéspontja. 444,60 C Kén olvadáspontja
Hőmérsékletmérés HŐMÉRSÉKLETMÉRÉS Elsődleges etalonok / fix pontok / 1064,00 C Arany dermedéspontja 961,93 C Ezüst dermedéspontja 444,60 C Kén olvadáspontja 0,01 C Víz hármaspontja -182,962 C Oxigén forráspontja
RészletesebbenNév... intenzitás abszorbancia moláris extinkciós. A Wien-féle eltolódási törvény szerint az abszolút fekete test maximális emisszióképességéhez
A Név... Válassza ki a helyes mértékegységeket! állandó intenzitás abszorbancia moláris extinkciós A) J s -1 - l mol -1 cm B) W g/cm 3 - C) J s -1 m -2 - l mol -1 cm -1 D) J m -2 cm - A Wien-féle eltolódási
Részletesebben-A homogén detektorok közül a gyakorlatban a Si és a Ge egykristályból készültek a legelterjedtebbek.
Félvezető detektorok - A legfiatalabb detektor család; a 1960-as évek közepétől kezdték alkalmazni őket. - Működésük bizonyos értelemben hasonló a gáztöltésű detektorokéhoz, ezért szokták őket szilárd
RészletesebbenOPTIKA. Fénykibocsátás mechanizmusa fényforrás típusok. Dr. Seres István
OPTIKA Fénykibocsátás mechanizmusa Dr. Seres István Bohr modell Niels Bohr (19) Rutherford felfedezte az atommagot, és igazolta, hogy negatív töltésű elektronok keringenek körülötte. Niels Bohr Bohr ezt
RészletesebbenSugárzás mérés. PTE Pollack Mihály Műszaki és Informatikai Kar DR. GYURCSEK ISTVÁN
PTE Pollack Mihály Műszaki és Informatikai Kar DR. GYURCSEK ISTVÁN Sugárzás mérés Forrás és irodalom: Lambert Miklós: Szenzorok elmélet (ISBN 978-963-874001-1-3) Bp. 2009 1 2015.04.14.. Sugárzás érzékelők
Részletesebben9. Laboratóriumi gyakorlat NYOMÁSÉRZÉKELŐK
9. Laboratóriumi gyakorlat NYOMÁSÉRZÉKELŐK 1.A gyakorlat célja Az MPX12DP piezorezisztiv differenciális nyomásérzékelő tanulmányozása. A nyomás feszültség p=f(u) karakterisztika megrajzolása. 2. Elméleti
Részletesebben1. Egy lineáris hálózatot mikor nevezhetünk rezisztív hálózatnak és mikor dinamikus hálózatnak?
Ellenörző kérdések: 1. előadás 1/5 1. előadás 1. Egy lineáris hálózatot mikor nevezhetünk rezisztív hálózatnak és mikor dinamikus hálózatnak? 2. Mit jelent a föld csomópont, egy áramkörben hány lehet belőle,
Részletesebben2. Laboratóriumi gyakorlat A TERMISZTOR. 1. A gyakorlat célja. 2. Elméleti bevezető
. Laboratóriumi gyakorlat A EMISZO. A gyakorlat célja A termisztorok működésének bemutatása, valamint főbb paramétereik meghatározása. Az ellenállás-hőmérséklet = f és feszültség-áram U = f ( I ) jelleggörbék
RészletesebbenPN átmenet kivitele. (B, Al, Ga, In) (P, As, Sb) A=anód, K=katód
PN átmenet kivitele A pn átmenet: Olyan egykristályos félvezető tartomány, amelyben egymással érintkezik egy p és egy n típusú övezet. Egy pn átmenetből álló eszköz a dióda. (B, Al, Ga, n) (P, As, Sb)
RészletesebbenHŐMÉRSÉKLETMÉRÉS. Elsődleges etalonok / fix pontok / 1064,00 C Arany dermedéspontja. 961,93 C Ezüst dermedéspontja. 444,60 C Kén olvadáspontja
Hőmérsékletmérés HŐMÉRSÉKLETMÉRÉS Elsődleges etalonok / fix pontok / 1064,00 C Arany dermedéspontja 961,93 C Ezüst dermedéspontja 444,60 C Kén olvadáspontja 0,01 C Víz hármaspontja -182,962 C Oxigén forráspontja
RészletesebbenOszcillátorok. Párhuzamos rezgőkör L C Miért rezeg a rezgőkör?
Oszcillátorok Párhuzamos rezgőkör L C Miért rezeg a rezgőkör? Töltsük fel az ábrán látható kondenzátor egy megadott U feszültségre, majd zárjuk az áramkört az ábrán látható módon. Mind a tekercsen, mind
RészletesebbenAnalitikai szenzorok második rész
2010.09.28. Analitikai szenzorok második rész Galbács Gábor A szilícium fizikai tulajdonságai A szenzorok egy igen jelentős része ma a mikrofabrikáció eszközeivel, közvetlenül a mikroelektronikai félvezető
Részletesebben9. Gyakorlat - Optoelektronikai áramköri elemek
9. Gyakorlat - Optoelektronikai áramköri elemek (Componente optoelectronice) (Optoelectronic devices) 1. Fénydiódák (LED-ek) Elnevezésük az angol Light Emitting Diode rövidítéséből származik. Áramköri
RészletesebbenA töltőfolyadék térfogatváltozása alapján, egy viszonyítási skála segítségével határozható meg a hőmérséklet.
1. HŐTÁGULÁSON ALAPULÓ ÁTALAKÍTÓK: HŐMÉRSÉKLET A hőmérséklet változását elmozdulássá alakítják át 1.1 Folyadéktöltésű hőmérők (helyzet változássá) A töltőfolyadék térfogatváltozása alapján, egy viszonyítási
Részletesebben1. SI mértékegységrendszer
I. ALAPFOGALMAK 1. SI mértékegységrendszer Alapegységek 1 Hosszúság (l): méter (m) 2 Tömeg (m): kilogramm (kg) 3 Idő (t): másodperc (s) 4 Áramerősség (I): amper (A) 5 Hőmérséklet (T): kelvin (K) 6 Anyagmennyiség
RészletesebbenAz Ampère-Maxwell-féle gerjesztési törvény
Az Ampère-Maxwell-féle gerjesztési törvény Maxwell elméleti meggondolások alapján feltételezte, hogy a változó elektromos tér örvényes mágneses teret kelt (hasonlóan ahhoz ahogy a változó mágneses tér
RészletesebbenMÉRÉSI JEGYZŐKÖNYV. A mérés megnevezése: Potenciométerek, huzalellenállások és ellenállás-hőmérők felépítésének és működésének gyakorlati vizsgálata
MÉRÉSI JEGYZŐKÖNYV A mérés megnevezése: Potenciométerek, huzalellenállások és ellenállás-hőmérők felépítésének és működésének gyakorlati vizsgálata A mérés helye: Irinyi János Szakközépiskola és Kollégium
RészletesebbenA töltéshordozók meghatározott irányú rendezett mozgását elektromos áramnak nevezzük. Az áram irányán a pozitív részecskék áramlási irányát értjük.
Elektromos mezőben az elektromos töltésekre erő hat. Az erő hatására az elektromos töltések elmozdulnak, a mező munkát végez. A töltéshordozók meghatározott irányú rendezett mozgását elektromos áramnak
RészletesebbenHŐMÉRSÉKLET MÉRÉS I. Mérésadatgyűjtés, jelfeldolgozás. 2010/2011.BSc.II.évf.
HŐMÉRSÉKLET MÉRÉS I. Mérésadatgyűjtés, jelfeldolgozás 2010/2011.BSc.II.évf. Nem villamos jelek mérésének folyamatai. Érzékelők, jelátalakítók felosztása. Passzív jelátalakítók 1.Ellenállás változáson alapuló
RészletesebbenMéréstechnika. Hőmérséklet mérése
Méréstechnika Hőmérséklet mérése Hőmérséklet: A hőmérséklet a termikus kölcsönhatáshoz tartozó állapotjelző. A hőmérséklet azt jelzi, hogy egy test hőtartalma milyen szintű. Amennyiben két eltérő hőmérsékletű
RészletesebbenÁramköri elemek. 1 Ábra: Az ellenállások egyezményes jele
Áramköri elemek Az elektronikai áramkörök áramköri elemekből épülnek fel. Az áramköri elemeket két osztályba sorolhatjuk: aktív áramköri elemek: T passzív áramköri elemek: R, C, L Aktív áramköri elemek
Részletesebben3. Laboratóriumi gyakorlat A HŐELLENÁLLÁS
3. Laboratóriumi gyakorlat A HŐELLENÁLLÁS 1. A gyakorlat célja A Platina100 hőellenállás tanulmányozása kiegyensúlyozott és kiegyensúlyozatlan Wheatstone híd segítségével. Az érzékelő ellenállásának mérése
RészletesebbenFÉLVEZETŐ ESZKÖZÖK I. Elektrotechnika 4. előadás
FÉLVEZETŐ ESZKÖZÖK I. Elektrotechnika 4. előadás FÉLVEZETŐ ESZKÖZÖK A leggyakrabban használt félvezető anyagok a germánium (Ge), és a szilícium (Si). Félvezető tulajdonsággal rendelkező elemek: szén (C),
RészletesebbenZaj- és rezgés. Törvényszerűségek
Zaj- és rezgés Törvényszerűségek A hang valamilyen közegben létrejövő rezgés. A vivőközeg szerint megkülönböztetünk: léghangot (a vivőközeg gáz, leggyakrabban levegő); folyadékhangot (a vivőközeg folyadék,
RészletesebbenHőérzékelés 2006.10.05. 1
Hőérzékelés 2006.10.05. 1 Hőérzékelés Hőmérséklet fizikai állapotjelző abszolút és relatív fogalom klasszikus elmélet: elemi mozgások, hőtermelés, hőmérséklet relatív fogalom relatív skálák Hőérzékelés/2
RészletesebbenElektromos ellenállás, az áram hatásai, teljesítmény
Elektromos ellenállás, az áram hatásai, teljesítmény Elektromos ellenállás Az anyag részecskéi akadályozzák a töltések mozgását. Ezt a tulajdonságot nevezzük elektromos ellenállásnak. Annak a fogyasztónak
RészletesebbenZener dióda karakterisztikáinak hőmérsékletfüggése
A mérés célja 18. mérés Zener dióda karakterisztikáinak hőmérsékletfüggése A Zener dióda nyitóirányú és záróirányú karakterisztikájának, a karakterisztika hőmérsékletfüggésének vizsgálata, a Zener dióda
RészletesebbenFIZIKA II. Egyenáram. Dr. Seres István
Dr. Seres István Áramerősség, Ohm törvény Áramerősség: I Q t Ohm törvény: U I Egyenfeszültség állandó áram?! fft.szie.hu 2 Seres.Istvan@gek.szie.hu Áramerősség, Ohm törvény Egyenfeszültség U állandó Elektromos
RészletesebbenElektronika Alapismeretek
Alapfogalmak lektronika Alapismeretek Az elektromos áram a töltéssel rendelkező részecskék rendezett áramlása. Az ika az elektromos áram létrehozásával, átalakításával, befolyásolásával, irányításával
RészletesebbenA munkavégzés a rendszer és a környezete közötti energiacserének a D hőátadástól eltérő valamennyi más formája.
11. Transzportfolyamatok termodinamikai vonatkozásai 1 Melyik állítás HMIS a felsoroltak közül? mechanikában minden súrlódásmentes folyamat irreverzibilis. disszipatív folyamatok irreverzibilisek. hőmennyiség
RészletesebbenNanoelektronikai eszközök III.
Nanoelektronikai eszközök III. Dr. Berta Miklós bertam@sze.hu 2017. november 23. 1 / 10 Kvantumkaszkád lézer Tekintsünk egy olyan, sok vékony rétegbõl kialakított rendszert, amelyre ha külsõ feszültséget
RészletesebbenIII. félvezetők elméleti kérdések 1 1.) Milyen csoportokba sorolhatók az anyagok a fajlagos ellenállásuk alapján?
III. félvezetők elméleti kérdések 1 1.) Milyen csoportokba sorolhatók az anyagok a fajlagos ellenállásuk alapján? 2.) Mi a tiltott sáv fogalma? 3.) Hogyan befolyásolja a tiltott sáv szélessége az anyagok
RészletesebbenÁramlásmérés 2007.04.18. 1
Áramlásmérés 2007.04.18. 1 Áramlásmérés Áramlásmérés egyik legősibb méréstechnikai probléma Egyiptom, Róma mérési elvek nyomásesés eleven 66% elektromágneses elven 9% változó keresztmetszetű típus 8% kiszorításos
RészletesebbenÁramlásmérés. Áramlásmérés egyik legősibb méréstechnikai probléma Egyiptom, Róma
Áramlásmérés Áramlásmérés Áramlásmérés egyik legősibb méréstechnikai probléma Egyiptom, Róma mérési elvek nyomásesés eleven 66% elektromágneses elven 9% változó keresztmetszetű típus 8% kiszorításos elvű
RészletesebbenSugárzásmérés DR. GYURCSEK ISTVÁN
DR. GYURCSEK ISTVÁN Sugárzásmérés Forrás és irodalom Lambert Miklós: Szenzorok elmélet (ISBN 978-963-874001-1-3) Bp. 2009 Jacob Fraden: Handbook of Modern Sensors (ISBN 978-1-4419-6465-6) Springer NY.
RészletesebbenDigitális multiméterek
PÉCSI TUDOMÁNYEGYETEM TERMÉSZETTUDOMÁNYI KAR FIZIKAI INTÉZET Fizikai mérési gyakorlatok Digitális multiméterek Segédlet környezettudományi és kémia szakos hallgatók fizika laboratóriumi mérési gyakorlataihoz)
RészletesebbenMérés és adatgyűjtés
Mérés és adatgyűjtés 4. óra - levelező Mingesz Róbert Szegedi Tudományegyetem 2011. március 18. MA lev - 4. óra Verzió: 1.3 Utolsó frissítés: 2011. május 15. 1/51 Tartalom I 1 A/D konverterek alkalmazása
RészletesebbenIntelligens Rendszerek Elmélete. Technikai érzékelők. A tipikus mérőátalakító transducer
Intelligens Rendszerek Elmélete A tipikus mérőátalakító transducer dr. Kutor László Technikai érzékelők http://mobil.nik.bmf.hu/tantargyak/ire.html Login: ire jelszó: IRE07 IRE 3/1 IRE 3/4 Mitől okos (intelligens?)
RészletesebbenFényerő mérés. Készítette: Lenkei Zoltán
Fényerő mérés Készítette: Lenkei Zoltán Mértékegységek Kandela SI alapegység, a gyertya szóból származik. Egy pontszerű fényforrás által kibocsátott fény egy kitüntetett irányba. A kandela az olyan fényforrás
RészletesebbenModern Fizika Labor. 17. Folyadékkristályok
Modern Fizika Labor Fizika BSc A mérés dátuma: 2011. okt. 11. A mérés száma és címe: 17. Folyadékkristályok Értékelés: A beadás dátuma: 2011. okt. 23. A mérést végezte: Domokos Zoltán Szőke Kálmán Benjamin
RészletesebbenValódi mérések virtuális műszerekkel
Valódi mérések virtuális műszerekkel Kopasz Katalin, Dr. Makra Péter, Dr. Gingl Zoltán SZTE TTIK Kísérleti Fizikai Tanszék A legfontosabb célok Kísérletezéses oktatás támogatása Egyetlen eszköz, mégis
RészletesebbenMEMS, szenzorok. Tóth Tünde Anyagtudomány MSc
MEMS, szenzorok Tóth Tünde Anyagtudomány MSc 2016. 05. 04. 1 Előadás vázlat MEMS Története Előállítása Szenzorok Nyomásmérők Gyorsulásmérők Szögsebességmérők Áramlásmérők Hőmérsékletmérők 2 Mi is az a
RészletesebbenHőmérsékletmérés. Hőmérsékletmérés. TGBL1116 Meteorológiai műszerek. Hőmérő test követelményei. Hőmérő test követelményei
Hőmérsékletmérés TGBL1116 Meteorológiai műszerek Bíróné Kircsi Andrea Egyetemi tanársegéd DE Meteorológiai Tanszék Debrecen, 2007/2008 II. félév A hőmérsékletmérés a fizikai mennyiségek mérései közül az
RészletesebbenA hőmérséklet kalibrálás gyakorlata
A hőmérséklet kalibrálás gyakorlata A vezérlőelem lehet egy szelep, ami nyit, vagy zár, hogy több gőzt engedjen a fűtő folyamatba, vagy több tüzelőanyagot az égőbe. A két legáltalánosabban elterjedt érzékelő
RészletesebbenLogaritmikus erősítő tanulmányozása
13. fejezet A műveleti erősítők Logaritmikus erősítő tanulmányozása A műveleti erősítő olyan elektronikus áramkör, amely a két bemenete közötti potenciálkülönbséget igen nagy mértékben fölerősíti. A műveleti
RészletesebbenA napelemek fizikai alapjai
A napelemek fizikai alapjai Dr. Rácz Ervin Ph.D. egyetemi docens intézetigazgató-helyettes kari oktatási igazgató Óbudai Egyetem, Villamosenergetikai Intézet Budapest 1034, Bécsi u. 94. racz.ervin@kvk.uni-obuda.hu
RészletesebbenATOMEMISSZIÓS SPEKTROSZKÓPIA
ATOMEMISSZIÓS SPEKTROSZKÓPIA Elvi jellemzők, amelyek meghatározzák a készülék felépítését magas hőmérsékletű fényforrás (elsősorban plazma, szikra, stb.) kis méretű sugárforrás (az önabszorpció csökkentése
RészletesebbenG04 előadás Napelem technológiák és jellemzőik. Szent István Egyetem Gödöllő
G04 előadás Napelem technológiák és jellemzőik Kristályos szilícium napelem keresztmetszete negatív elektróda n-típusú szennyezés pozitív elektróda p-n határfelület p-típusú szennyezés Napelem karakterisztika
RészletesebbenAnyagvizsgálati módszerek
Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium Atomerőművi anyagvizsgálatok Az akusztikus emisszió vizsgálata a műszaki diagnosztikában Anyagvizsgálati módszerek Roncsolásos metallográfia, kémia, szakító,
RészletesebbenA fény tulajdonságai
Spektrofotometria A fény tulajdonságai A fény, mint hullámjelenség (lambda) (nm) hullámhossz (nű) (f) (Hz, 1/s) frekvencia, = c/ c (m/s) fénysebesség (2,998 10 8 m/s) (σ) (cm -1 ) hullámszám, = 1/ A amplitúdó
RészletesebbenFélvezetk vizsgálata
Félvezetk vizsgálata jegyzkönyv Zsigmond Anna Fizika BSc III. Mérés vezetje: Böhönyei András Mérés dátuma: 010. március 4. Leadás dátuma: 010. március 17. Mérés célja A mérés célja a szilícium tulajdonságainak
RészletesebbenAbszorpció, emlékeztetõ
Hogyan készültek ezek a képek? PÉCI TUDMÁNYEGYETEM ÁLTALÁN RVTUDMÁNYI KAR Fluoreszcencia spektroszkópia (Nyitrai Miklós; február.) Lumineszcencia - elemi lépések Abszorpció, emlékeztetõ Energia elnyelése
RészletesebbenRöntgensugárzás az orvostudományban. Röntgen kép és Komputer tomográf (CT)
Röntgensugárzás az orvostudományban Röntgen kép és Komputer tomográf (CT) Orbán József, Biofizikai Intézet, 2008 Hand mit Ringen: print of Wilhelm Röntgen's first "medical" x-ray, of his wife's hand, taken
RészletesebbenBevezetés az elektronikába
Bevezetés az elektronikába 6. Feladatsor: Egyszerű tranzisztoros kapcsolások Hobbielektronika csoport 2017/2018 1 Debreceni Megtestesülés Plébánia Tranziens (átmeneti) jelenségek Az előzőekben csupán az
RészletesebbenAz elektromágneses tér energiája
Az elektromágneses tér energiája Az elektromos tér energiasűrűsége korábbról: Hasonlóképpen, a mágneses tér energiája: A tér egy adott pontjában az elektromos és mágneses terek együttes energiasűrűsége
RészletesebbenElektromosság, áram, feszültség
Elektromosság, áram, feszültség Elektromos alapjelenségek Egymással szorosan érintkező ( pl. megdörzsölt) felületű anyagok a szétválás után elektromos állapotba kerülnek. Azonos elektromos állapotú anyagok
RészletesebbenMéréstechnika. Szintérzékelés, szintszabályozás
Méréstechnika Szintérzékelés, szintszabályozás Irodalom VEGA Grieshaber KG katalógusa Puskás Tivadar Műszer és Gépipari Szövetkezet Szintmérő műszerek katalógusai Mérési elvek Úszógolyós szintérzékelők
RészletesebbenA NAPSUGÁRZÁS MÉRÉSE
A NAPSUGÁRZÁS MÉRÉSE A Napból érkező elektromágneses sugárzás Ø Terjedéséhez nincs szükség közvetítő közegre. ØHőenergiává anyagi részecskék jelenlétében alakul pl. a légkörön keresztül haladva. Ø Időben
Részletesebben11.2. A FESZÜLTSÉGLOGIKA
11.2. A FESZÜLTSÉGLOGIKA Ma a feszültséglogika számít az uralkodó megoldásnak. Itt a logikai változó két lehetséges állapotát két feszültségérték képviseli. Elvileg a két érték minél távolabb kell, hogy
Részletesebben7. L = 100 mh és r s = 50 Ω tekercset 12 V-os egyenfeszültségű áramkörre kapcsolunk. Mennyi idő alatt éri el az áram az állandósult értékének 63 %-át?
1. Jelöld H -val, ha hamis, I -vel ha igaz szerinted az állítás!...két elektromos töltés között fellépő erőhatás nagysága arányos a két töltés nagyságával....két elektromos töltés között fellépő erőhatás
RészletesebbenFizika II. feladatsor főiskolai szintű villamosmérnök szak hallgatóinak. Levelező tagozat
Fizika. feladatsor főiskolai szintű villamosmérnök szak hallgatóinak Levelező tagozat 1. z ábra szerinti félgömb alakú, ideális vezetőnek tekinthető földelőbe = 10 k erősségű áram folyik be. föld fajlagos
RészletesebbenKérdések. Sorolja fel a PC vezérlések típusait! (angol rövidítés + angol név + magyar név) (4*0,5p + 4*1p + 4*1p)
Sorolja fel az irányító rendszerek fejlődésének menetét! (10p) Milyen tulajdonságai és feladatai vannak a pneumatikus irányító rendszereknek? Milyen előnyei és hátrányai vannak a rendszer alkalmazásának?
RészletesebbenElektromos áramerősség
Elektromos áramerősség Két különböző potenciálon lévő fémet vezetővel összekötve töltések áramlanak amíg a potenciál ki nem egyenlítődik. Az elektromos áram iránya a pozitív töltéshordozók áramlási iránya.
Részletesebben7. Laboratóriumi gyakorlat KIS ELMOZDULÁSOK MÉRÉSE KAPACITÍV ÉS INDUKTÍV MÓDSZERREL
7. Laboratóriumi gyakorlat KIS ELMOZDULÁSOK MÉRÉSE KAPACITÍV ÉS INDUKTÍV MÓDSZERREL 1. A gyakorlat célja Kis elmozulások (.1mm 1cm) mérésének bemutatása egyszerű felépítésű érzékkőkkel. Kapacitív és inuktív
RészletesebbenIntegrált áramkörök/2. Rencz Márta Elektronikus Eszközök Tanszék
Integrált áramkörök/2 Rencz Márta Elektronikus Eszközök Tanszék Mai témák MOS áramkörök alkatrészkészlete Bipoláris áramkörök alkatrészkészlete 11/2/2007 2/27 MOS áramkörök alkatrészkészlete Tranzisztorok
RészletesebbenProgramozható vezérlő rendszerek. Elektromágneses kompatibilitás II.
Elektromágneses kompatibilitás II. EMC érintkező védelem - az érintkezők nyitása és zárása során ún. átívelések jönnek létre - ezek csökkentik az érintkezők élettartamát - és nagyfrekvenciás EM sugárzások
RészletesebbenA kvantummechanika kísérleti előzményei A részecske hullám kettősségről
A kvantummechanika kísérleti előzményei A részecske hullám kettősségről Utolsó módosítás: 2016. május 4. 1 Előzmények Franck-Hertz-kísérlet (1) A Franck-Hertz-kísérlet vázlatos elrendezése: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/frhz.html
RészletesebbenTételek Elektrotechnika és elektronika I tantárgy szóbeli részéhez 1 1. AZ ELEKTROSZTATIKA ALAPJAI AZ ELEKTROMOS TÖLTÉS FOGALMA 8 1.
Tételek Elektrotechnika és elektronika I tantárgy szóbeli részéhez 1 1. AZ ELEKTROSZTATIKA ALAPJAI 8 1.1 AZ ELEKTROMOS TÖLTÉS FOGALMA 8 1.2 AZ ELEKTROMOS TÉR 9 1.3 COULOMB TÖRVÉNYE 10 1.4 AZ ELEKTROMOS
RészletesebbenMÉRÉSTECHNIKA. BME Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék Fazekas Miklós (1) márc. 1
MÉRÉSTECHNIKA BME Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék Fazekas Miklós (1) 463 26 14 16 márc. 1 Méréstechnikai alapfogalmak CÉL Mennyiségek mérése Fizikai mennyiség Hosszúság L = 2 m Mennyiségi minőségi
RészletesebbenIntelligens Rendszerek Elmélete IRE 3/51/1
Intelligens Rendszerek Elmélete 3 IRE 3/51/1 Technikai érzékelők jellemzői és alkalmazási lehetőségei http://uni-obuda.hu/users/kutor/ IRE 3/51/2 Mitől okos (intelligens?) egy technika? 1. Érzékelés (érzékszervek)
RészletesebbenSugárzáson, és infravörös sugárzáson alapuló hőmérséklet mérés.
Sugárzáson, és infravörös sugárzáson alapuló hőmérséklet mérés. A sugárzáson alapuló hőmérsékletmérés (termográfia),azt a fizikai jelenséget használja fel, hogy az abszolút nulla K hőmérséklet (273,16
RészletesebbenIntelligens Rendszerek Elmélete. Technikai érzékelők
Intelligens Rendszerek Elmélete Dr. Kutor László Technikai érzékelők http://mobil.nik.bmf.hu/tantargyak/ire.html Login: ire jelszó: IRE07 IRE 3/1 Mitől okos (intelligens?) egy technika? 1. Érzékelés (érzékszervek)
RészletesebbenVillamos tulajdonságok
Villamos tulajdonságok A vezetés s magyarázata Elektron függıleges falú potenciálgödörben: állóhullámok alap és gerjesztett állapotok Több elektron: Pauli-elv Sok elektron: Energia sávok Sávelméletlet
RészletesebbenElektrotechnika. Ballagi Áron
Elektrotechnika Ballagi Áron Mágneses tér Elektrotechnika x/2 Mágneses indukció kísérlet Állandó mágneses térben helyezzünk el egy l hosszúságú vezetőt, és bocsássunk a vezetőbe I áramot! Tapasztalat:
RészletesebbenMűszeres analitika. Abrankó László. Molekulaspektroszkópia. Kémiai élelmiszervizsgálati módszerek csoportosítása
Abrankó László Műszeres analitika Molekulaspektroszkópia Minőségi elemzés Kvalitatív Cél: Meghatározni, hogy egy adott mintában jelen vannak-e bizonyos ismert komponensek. Vagy ismeretlen komponensek azonosítása
RészletesebbenAtomfizika. Fizika kurzus Dr. Seres István
Atomfizika Fizika kurzus Dr. Seres István Történeti áttekintés J.J. Thomson (1897) Katódsugárcsővel végzett kísérleteket az elektron fajlagos töltésének (e/m) meghatározására. A katódsugarat alkotó részecskét
RészletesebbenVezetékek. Fizikai alapok
Vezetékek Fizikai alapok Elektromos áram A vezetékeket az elektromos áram ill. elektromos jelek vezetésére használják. Az elektromos áramot töltéshordozók (elektromos töltéssel rendelkező részecskék: elektronok,
RészletesebbenÉrzékelők és beavatkozók
Mechatronikai szakirány Érzékelők és beavatkozók 2. előadás: Érzékelés és mérés egyetemi docens - 1 - endszer Mérés Adatgyűjtés Kommunikáció Beavatkozás Detektálás Irányítás Mérés, érzékelés - 2 - Mérés,
RészletesebbenDiszkrét aktív alkatrészek
Aktív alkatrészek Az aktív alkatrészek képesek kapcsolási és erősítési feladatokat ellátni. A digitális elektronika és a teljesítményelektronika gyors kapcsolókra épül, az analóg technikában elsősorban
Részletesebben4. Laboratóriumi gyakorlat A HŐELEM
4. Laboratóriumi gyakorlat A HŐELEM 1. A gyakorlat célja: A hőelemek és mérőáramkörei működésének és használatának tanulmányozása. Az U=f(T) karakterisztika felrajzolása. 2. Elméleti bevezető 2.1. Hőelemek
RészletesebbenHobbi Elektronika. Bevezetés az elektronikába: Térvezérlésű tranzisztorok (FET)
Hobbi Elektronika Bevezetés az elektronikába: Térvezérlésű tranzisztorok (FET) 1 Felhasznált irodalom Sulinet Tudásbázis: Unipoláris tranzisztorok Electronics Tutorials: The MOSFET CONRAD Elektronik: Elektronikai
RészletesebbenLakos István WESSLING Hungary Kft. Zavaró hatások kezelése a fémanalitikában
Lakos István WESSLING Hungary Kft. Zavaró hatások kezelése a fémanalitikában AAS ICP-MS ICP-AES ICP-AES-sel mérhető elemek ICP-MS-sel mérhető elemek A zavarások felléphetnek: Mintabevitel közben Lángban/Plazmában
RészletesebbenNyomás fizikai állapotjelző abszolút és relatív fogalom
Nyomásérzékelés Nyomásérzékelés Nyomás fizikai állapotjelző abszolút és relatív fogalom közvetlenül nem mérhető: nyomásváltozás elmozdulás mechanikus kijelző átalakítás elektromos jellé nemcsak önmagában
RészletesebbenAdatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei
GazdálkodásimodulGazdaságtudományismeretekI.Közgazdaságtan KÖRNYEZETGAZDÁLKODÁSIMÉRNÖKIMScTERMÉSZETVÉDELMIMÉRNÖKIMSc Tudományos kutatásmódszertani, elemzési és közlési ismeretek modul Adatgyőjtés, mérési
RészletesebbenElektromos áram, egyenáram
Elektromos áram, egyenáram Áram Az elektromos töltések egyirányú, rendezett mozgását, áramlását, elektromos áramnak nevezzük. (A fémekben az elektronok áramlanak, folyadékokban, oldatokban az oldott ionok,
RészletesebbenÁLTALÁNOS METEOROLÓGIA 2. METEOROLÓGIAI MÉRSÉSEK MÉRÉSEK ÉS ÉS MEGFIGYELÉSEK
ÁLTALÁNOS METEOROLÓGIA 2. METEOROLÓGIAI MÉRSÉSEK MÉRÉSEK ÉS ÉS MEGFIGYELÉSEK 03 02 Termodinamika Az adatgyűjtés, állapothatározók adattovábbítás mérése nemzetközi Hőmérséklet hálózatai Alapfogalmak Hőmérséklet:
RészletesebbenTartalomjegyzék. Emlékeztetõ. Emlékeztetõ. Spektroszkópia. Fényelnyelés híg oldatokban A fény; Abszorpciós spektroszkópia
Tartalomjegyzék PÉCS TUDOMÁNYEGYETEM ÁLTALÁNOS ORVOSTUDOMÁNY KAR A fény; Abszorpciós spektroszkópia Elektromágneses hullám kölcsönhatása anyaggal; (Nyitrai Miklós; 2015 január 27.) Az abszorpció mérése;
Részletesebben