Mechanikai energia-átalakító szenzorok 1.

PTE Műszaki és Informatikai Kar DR. GYURCSEK ISTVÁN Mechanikai energia-átalakító szenzorok 1. Forrás és irodalom: Lambert Miklós: Szenzorok elmélet (ISBN 978-963-874001-1-3) Bp. 2009 Dr. Petróczky Károly: Bevezetés a nyúlásmérő bélyeges méréstechnikába, SZIE,Gödöllő 1 2015.04.26..

Szenzorok csoportosítása (THERM,EL,X) (RAD,EL,X) (MECH,EL,X) (MAG,EL,X) (CHEM,EL,X) Fém ellenálás Fényméréses Erő, nyomaték nyomás Magnetorezisztív Elektrokémiai Félvezető NTC,PTC,pn Rádióhullámú Helyzet érz. (útadó) Galvanomágneses Páratartalom érzékelős Termoelem IR érzékelős Áramlásézékelős Ionszelektív Termokapcsoló Kvantum detektoros Sebességérzékelős Gázérzékelős Gyorsulásérzékelős Akusztikushullám érz. 2 2015.04.26..

Erő, nyomaték, nyomás érzékelők Legnagyobb részben piezorezisztív szenzorok Deformáció ellenállásváltozás Konstantán (Cu:58%, Ni:42%) kis hőmérsékletfüggés g=2 (bélygállandó) Nyúlásmérő bélyeg Bélyegállandó (gauge [geid3:] factor) 3 2015.04.26..

Erő, nyomaték, nyomás érzékelők (d) (e) (a) Nyomó, húzó (egytengelyű) (b) Torziós deformációhoz (c) 0-60-120 o feszültségek (d) X-Y irányú deformációk (e) X-Y irányú összetett 4 2015.04.26..

Erő, nyomaték, nyomás érzékelők Gyakorlatban soha nem önmagában Wheatstone-híd mérőcella Hőkompenzálással (labor gyakorlat!) 5 2015.04.26..

Nyúlásmérő cella - hibaszámítás Terheléssel arányos hiba Cellatényező tűrése (h t ) Cellatényező hőmérsékletfüggése (h θ ) Kúszás (pl. ragasztóanyag viszkozitása) Ismétlési hiba (h rep ) Terheléstől független hiba Linearitási hiba (h lin ) Nulla helyzet hőfokfüggése (h 0 ) Példa Határozzuk meg egy 2 cellás soros mérőrendszer eredő várható mérési hibáját! A cellákra az alábbi hiba paraméterek ismertek: h 1 θ =4% h 2 θ =3,5% h 1lin =2,5% h 2lin =1,5% h 1rep =3% h 2rep =5%. Megoldás: Tapasztalati összefüggés Többcellás összekapcsolás (soros/párhuzamos) Mérési hiba kiátlagolás 6 2015.04.26..

Helyzetérzékelő szenzorok Általában passzív (3. Miller-index: el ) Referencia ponthoz viszonyít! Legnagyobb földi helyzetérzékelő rendszer (?) gömbi koordinátákkal dolgozik origo Greenwich X Egyenlítő Kimenet szerint Analóg / Digitális Helyzetérzékelés hatásábrája HELYZETÉRZ SZENZOR JELKÉPZŐ ÁTALAKÍTÓ x, y, z helyzetjel referencia x 0, y 0, z 0 ÖSSZE- HASONLÍTÓ véghelyzetjel referencia x 0, y 0, z 0 7 2015.04.26..

Helyzetérzékelő szenzorok - Analóg útadók Potenciométer Szénréteg potméter (kopik zajos) Huzal potenciométer (konstantán: Cu-Ni) Induktív útadó Transzformátoros útadó (pl. SZELSZIN) Magnetosztrikciós érzékelő Magnetosztatikus érzékelő Magneto rezisztív szenzor Galvanomágneses szenzor Kapavitív helyzetérzékelő Sugárzásos útmérés Ultrahangos Mikrohullámú Fénysugaras (PSD) x, y, z Potenciométer hatásábrája MECHANIKA θ R OSZTÓ KAPCSOLÓ U táp Huzalpotenciométer elve U ki 8 2015.04.26..

Helyzetérzékelő szenzorok - Analóg útadók Huzalpotenciométer helyettesítő képe és statikus karakterisztikája, terhelés hatása a stat. karakterisztikára 9 2015.04.26..

Helyzetérzékelő szenzorok - Analóg útadók Induktív útadó Inhomogén mágn. térben L=L(x,y,z) Passzív induktívitás (gyakorlatban csak határérték kapcsolóként) Transzformátoros elrendezés (híd vagy differenciál transzformátor linearitás!) zárt/ nyílt mágnes körű megoldások Zárt/nyílt mágneses körű induktív híd helyzetérzékelő elve kicsiben lineáris 10 2015.04.26..

Helyzetérzékelő szenzorok - Analóg útadók Nyílt mágneses körű differenciáltranszformátoros helyzetérzékelő elve kicsiben lineáris 11 2015.04.26..

Helyzetérzékelő szenzorok - Analóg útadók Szelszin Nyugalmi helyzet Elforgatás kiegyenlítő áramok szinkronozó nyomaték Követés ε 0 szöghibával (terheléstőt, R V -től függ) Törpe villamos gép (2db!) villamos tengelykapcsoló (Selsyn=self synchronous machine) kicsiben lineáris 12 2015.04.26..

Helyzetérzékelő szenzorok - Digitális útadók Véghelyzet (közelítés) érzékelők Mechanikus kontaktus Konduktív folyadékos Induktív közelítéskapcsoló Kapacitív közelítéskapcsoló Mágneses közelítéskapcsoló Fotoelektromos közelítéskapcsoló Piroelektromos közelítéskapcsoló Ultrahangos közelítéskapcsoló Mikrohullámú közelítéskapcsoló Rádioaktív sug. határérték-kapcsoló Reed kapcsoló (vagy relé) IDEÁLIS KAPCSOLÓ védőgáz mágneses elv rúd: rugalmas acél kontaktus: Cu, Ag Hátrány sebesség (khz!) hiszterézis beragadás élettartam 13 2015.04.26..

Kérdések? 14 2015.04.26..