1

Intelligens Rendszerek Elmélete 3

2012. ősz

Óbudai Egyetem, NIK

Dr. Kutor László

IRE 3/51/1

Technikai érzékelők jellemzői és alkalmazási lehetőségei http://uni-obuda.hu/users/kutor/

2012. ősz


Dr. Kutor László

IRE 3/51/2

Mitől okos (intelligens?) egy technika? 1. Érzékelés (érzékszervek) 2. Információ feldolgozás (processzor, feldolgozási módszer) 3. Tudás (emlékezet, tapasztalat) 4. Tanulás 2. Kommunikáció (jelzésrendszer, kommunikációs nyelv,..)

2012. ősz


Dr. Kutor László

IRE 3/51/3

A technikai érzékelők csoportosítása a beépített „intelligencia” alapján 0. Alap érzékelő 1. Az érzékelő elem erősítő, jelformáló áramkört is tartalmaz. (mérőátalakító) 2. Kompenzáló elemeket (pl.:érzékenység állító, határérték túllépés elleni védelmet) tartalmazó érzékelők. 3. Kommunikációs képességgel (A/D átalakítóval, címazonosítóval) rendelkező érzékelők. 4. Öndiagnosztizáló érzékelők (A helyes működést vagy a meghibásodást jelezni képesek) 5. Önálló elemző és döntési képességekkel rendelkező érzékelők. 2012. ősz


Dr. Kutor László

IRE 3/51/4

A tipikus mérőátalakító „transducer”

2012. ősz


Dr. Kutor László

IRE 3/51/5

A mérőátalakítókban leggyakrabban alkalmazott érzékelő elvek  Potenciometrikus (ellenállás változásos)  Nyúlásmérő  Piezorezisztív  Termoelektromos  Kapacitív  Elektromágneses (induktív)  Piezoelektromos  Fotokonduktív (rezisztív)  Fotoelektromos Szelektív érzékenység!!!! 2012. ősz


Dr. Kutor László

IRE 3/51/6

Az érzékelők legfontosabb jellemzői 1.

 frekvencia átvitel (átviteli karakterisztika)  működési tartomány (működési, maximális) mért jelváltozás  érzékenység = mérendő jelváltozás mért jeltartomány  felbontás = átalakított bitek száma 2012. ősz


Dr. Kutor László

IRE 3/51/7

Az érzékelők legfontosabb jellemzői 2.

 statikus hiba = mért érték – tényleges érték  dinamikus hiba mért érték

 linearitás mért érték

mért mennyiség

 hiszterézis  reprodukálhatóság 2012. ősz


mért mennyiség

Dr. Kutor László

IRE 3/51/8

Legegyszerűbb érzékelők Kapcsolók Mechanikus kapcsolók:

„Reed” kapcsoló

2012. ősz


Dr. Kutor László

IRE 3/51/9

Ellenállásos érzékelők

2012. ősz


Dr. Kutor László

IRE 3/51/10

Az ellenállások hőmérséklet függése

a platina ellenállás, b NTK, d PTK c félvezető, 2012. ősz


Dr. Kutor László

IRE 3/51/11

Ikerfém „bimetál” érzékelő

2012. ősz


Dr. Kutor László

IRE 3/51/12

Nyúlásmérő bélyeg R = ξ * l/ A Alkalmazások: Egyszerű felépítésű csapcella Hajlított-csavart mérőtest kialakítása kis erők mérésére. Előnye: stabil Hátránya: A hőmérsékletváltozás befolyásolja a működést.

2012. ősz


Dr. Kutor László

IRE 3/51/13

Nyúlásmérő bélyegek

2012. ősz


Dr. Kutor László

IRE 3/51/14

Hőkompenzálás Wheatstone hiddal

R5, R6 = kiegyenlítő R7, R8 = cellatényező beállításához R8 - R10 = hőmérséklet kompenzáló R11 = bemeneti ellenállás beálításához 2012. ősz


Dr. Kutor László

IRE 3/51/15

Mechanikus légnyomás érzékelés Hagyományos barométer

2012. ősz


Dr. Kutor László

IRE 3/51/16

Nyomásérzékelő cella légnyomás érzékelés

2012. ősz

folyadéknyomás érzékelés


Dr. Kutor László

IRE 3/51/17

A piezorezisztív érzékelés elve A természetben előforduló néhány kristályos szerkezetű anyag (kvarc, turmalin) lapjain meghatározott irányú mechanikai terhelés hatására töltések halmozódnak fel, tehát feszültség keletkezik. (Nyomás hatására változtatja az ellenállás értékét.)

2012. ősz


Dr. Kutor László

IRE 3/51/18

A termoelem működése Seebeck hatás Két különböző fémet összeérintve, az érintkezési pontot melegítve, a két szabad végpont között feszültség mérhető

Peltier hatás A két érintkező fém csatlakozási pontján áramot átbocsátva a pont két oldalán hőmérséklet különbség mérhető

Termoelem kalibrálás

mV 2012. ősz


Dr. Kutor László

IRE 3/51/19

Termoelem

2012. ősz


Dr. Kutor László

IRE 3/51/20

Termoelem alkalmazás

2012. ősz


Dr. Kutor László

IRE 3/51/21

Árammérés Willem Einthoven 1901-1907 „húros galvanométer” (1924 orvosi Nobel díj)

„Deprez” műszer

2012. ősz


Dr. Kutor László

IRE 3/51/22

Hangérzékelők 1. Szénmikrofon:

2012. ősz


Dr. Kutor László

IRE 3/51/23

Hangérzékelők 3. Dinamikus mikrofon

2012. ősz


Dr. Kutor László

IRE 3/51/24

Hangérzékelők 3. Kapacitív „electret” mikrofon

2012. ősz


Dr. Kutor László

IRE 3/51/25

Hangérzékelők 5. Piezzo mikrofon

Piezzo hangszóró

2012. ősz


Dr. Kutor László

IRE 3/51/26

Hangérzékelő 5 Szalag mikrofon

2012. ősz


Dr. Kutor László

IRE 3/51/27

Fotocella

2012. ősz

(Lénárd Fülöp, Albert Einstein)


Dr. Kutor László

IRE 3/51/28

Fényérzékelők Fotoellenállás

2012. ősz


Dr. Kutor László

IRE 3/51/29

Fotodióda

2012. ősz


Dr. Kutor László

IRE 3/51/30

Fototranzisztor

2012. ősz


Dr. Kutor László

IRE 3/51/31

FotoFET

2012. ősz


Dr. Kutor László

IRE 3/51/32

Fényérzékelő jellemzők

2012. ősz


Dr. Kutor László

IRE 3/51/33

Fényérzékelők jellemzői

2012. ősz


Dr. Kutor László

IRE 3/51/34

Optikai (szöghelyzet) érzékelők „jeladók” Típusai: Inkrementális Abszolút

fényforrás fényérzékelő

2012. ősz


Dr. Kutor László

IRE 3/51/35

Hall hatás

2012. ősz


Dr. Kutor László

IRE 3/51/36

Foton sokszorozó

2012. ősz


Dr. Kutor László

IRE 3/51/37

Rádioaktív sugárzás érzékelő „Geiger – Müller” – féle számlálócső α és β részecskék detektálására

A mérés elvi sémája Számláló GM csövek a gyakorlatban

2012. ősz


Dr. Kutor László

IRE 3/51/38

Kép érzékelő 1.

2012. ősz


Dr. Kutor László

IRE 3/51/39

Kép érzékelő 2. (CCD kamera)

2012. ősz

Mozgás érzékelő


Dr. Kutor László

IRE 3/51/40

Digitális fényképezőgép

2012. ősz


Dr. Kutor László

IRE 3/51/41

Digitális dideo kamera

2012. ősz


Dr. Kutor László

IRE 3/51/42

Képfelvétel és feldolgozás

Cellular Neural Network Chua - Roska

2012. ősz


Dr. Kutor László

IRE 3/51/43

Helyzet érzékelés

2012. ősz


Dr. Kutor László

IRE 3/51/44

Gyorsulás érzékelés Giroszkóp, (gyroscope) pörgettyű

2012. ősz


Dr. Kutor László

IRE 3/51/45

2012. ősz


Dr. Kutor László

IRE 3/51/46

Kerekesszék giroszkópokkal

2012. ősz


Dr. Kutor László

IRE 3/51/47

Műholdas helymeghatározás Navstar = GPS (USA), Glonast (RU), GALILEO (EU) 2005.12.28

Galileo program fázisok Tervezés 2002-2005 Megvalósítás (teszt)2006-2008 Csoportos telepítés 2008-2010 Szolgáltatások 2010-től Miben különbözik: Polgári célú Növelt pontosság (~m) A működési garancia Jobb lefedettség http://www.eu.int/comm/dgs/energy_transport/galileo/programme/index_en.htm

2012. ősz


Dr. Kutor László

IRE 3/51/48

GPS mondat felépítése $GPGGA,101234,4731.9738,N,1902.3433,E,1,06,0.9,102.2,M,46.9,M,,*7E $ GP GGA 10123 4731.9738 N 1902.3433 E 1 06 0.9 102.2 M 46.9 közötti M 7E 2012. ősz

yitó karakter PS adat azonosító mondat neve: Globális Helymeghatározó rendszer Rögzített Adatokkal” műhold rendszer ideje: 10:12:34 Szélességi koordináta A szélesség típusa: N vagy S Hosszúsági koordináta Hosszúság típusa: E vagy W Jel minősége: 0=érvénytelen, 1= GPS, 2=DGPS Műholdak száma (a jel előállításához) „Vízszintes pozíció tágítás” Tengerszint feletti magasság A tengerszint feletti magasság mértékegysége (Méter) A WGS 84-es földi ellipszis és a tengerszint magassága különbség (Geodial Separation) A GS mértékegysége (Méter) Ellenőrző karakterek Óbudai Egyetem, NIK

Dr. Kutor László

IRE 3/51/49

GPS alkalmazások Főbb kategóriák: ♦Szállítás, ♦Közlekedés (légi-, közúti-, vasúti-, tömeg-), ♦Tengerészet, ♦Halászat ♦Energia ipar, ♦Építőipar , ♦Távközlés, ♦Személyvédelem, ♦Pénzügy, ♦Biztosítás, ♦Biztonság technika, ♦Idő referencia, ♦Tudomány, ♦Mezőgazdaság, ♦Környezetvédelem, ♦Szórakoztató ipar ♦Fogyatékkal élők támogatása (AAL) Az életvitelt segítő potenciális alkalmazások: Személyi tájékozódás támogatás látáskorlátozottaknak Altzheimer betegek téri tájékozódása Út tervezés kerekesszékeseknek Egészségügyi távfelügyeleti és sürgősségi szolgáltatások kibővítése valósidejű helymeghatározással Valós idejű hangbemondás közlekedési járműveken http://www.eu.int/comm/dgs/energy_transport/galileo/applications/index_en.htm

2012. ősz


Dr. Kutor László

IRE 3/51/50

Szenzorok

2012. ősz


Dr. Kutor László

IRE 3/51/51

Kérdések 1. Milyen képességekkel kell felruházni egy technikai rendszert, ha un. „intelligenssé” akarjuk tenni? 2. Milyen tényezők indokolják a technikai érzékelők egyre szélesebb körű alkalmazását? 3. Milyen tényezők korlátozzák a technikai érzékelők alkalmazását a biológiai rendszerekben (például az emberben)? 2012. ősz


Dr. Kutor László

IRE 3/51/52

1

Recommend Documents