Intelligens Rendszerek Elmélete 8
2015.
Óbudai Egyetem, NIK
Dr. Kutor László
IRE 8/53/1
Technikai érzékelők jellemzői és alkalmazási lehetőségei http://uni-obuda.hu/users/kutor/
2015.
Óbudai Egyetem, NIK
Dr. Kutor László
IRE 8/53/2
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,..)
2015.
Óbudai Egyetem, NIK
Dr. Kutor László
IRE 8/53/3
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. 2015.
Óbudai Egyetem, NIK
Dr. Kutor László
IRE 8/53/4
A tipikus mérőátalakító „transducer”
2015.
Óbudai Egyetem, NIK
Dr. Kutor László
IRE 8/53/5
A mérőátalakítókban leggyakrabban alkalmazott érzékelő elvek w Potenciometrikus (ellenállás változásos) w Nyúlásmérő w Piezorezisztív w Termoelektromos w Kapacitív w Elektromágneses (induktív) w Piezoelektromos w Fotokonduktív (rezisztív) w Fotoelektromos Szelektív érzékenység!!!! 2015.
Óbudai Egyetem, NIK
Dr. Kutor László
IRE 8/53/6
Az érzékelők legfontosabb jellemzői 1.
l frekvencia átvitel (átviteli karakterisztika) l működési tartomány (működési, maximális) mért jelváltozás l érzékenység = mérendő jelváltozás mért jeltartomány l felbontás = átalakított bitek száma 2015.
Óbudai Egyetem, NIK
Dr. Kutor László
IRE 8/53/7
Az érzékelők legfontosabb jellemzői 2.
l statikus hiba = mért érték – tényleges érték l dinamikus hiba mért érték
l linearitás mért érték
mért mennyiség
l hiszterézis l reprodukálhatóság 2015.
Óbudai Egyetem, NIK
mért mennyiség
Dr. Kutor László
IRE 8/53/8
Legegyszerűbb érzékelők Kapcsolók Mechanikus kapcsolók:
„Reed” kapcsoló
2015.
Óbudai Egyetem, NIK
Dr. Kutor László
IRE 8/53/9
Ellenállásos érzékelők
2015.
Óbudai Egyetem, NIK
Dr. Kutor László
IRE 8/53/10
Az ellenállások hőmérséklet függése
a platina ellenállás, b NTK, d PTK c félvezető, 2015.
Óbudai Egyetem, NIK
Dr. Kutor László
IRE 8/53/11
Ikerfém „bimetál” érzékelő
2015.
Óbudai Egyetem, NIK
Dr. Kutor László
IRE 8/53/12
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.
2015.
Óbudai Egyetem, NIK
Dr. Kutor László
IRE 8/53/13
Nyúlásmérő bélyegek
2015.
Óbudai Egyetem, NIK
Dr. Kutor László
IRE 8/53/14
Hőkompenzálás Wheatstone hiddal
R5, R6 = kiegyenlítő R7, R8 = cellatényező beállításához R8 - R10 = hőmérséklet kompenzáló R11 = bemeneti ellenállás beálításához 2015.
Óbudai Egyetem, NIK
Dr. Kutor László
IRE 8/53/15
Mechanikus légnyomás érzékelés Hagyományos barométer
2015.
Óbudai Egyetem, NIK
Dr. Kutor László
IRE 8/53/16
Nyomásérzékelő cella légnyomás érzékelés
2015.
folyadéknyomás érzékelés
Óbudai Egyetem, NIK
Dr. Kutor László
IRE 8/53/17
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.)
2015.
Óbudai Egyetem, NIK
Dr. Kutor László
IRE 8/53/18
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 2015.
Óbudai Egyetem, NIK
Dr. Kutor László
IRE 8/53/19
Termoelem
2015.
Óbudai Egyetem, NIK
Dr. Kutor László
IRE 8/53/20
Termoelem alkalmazás
2015.
Óbudai Egyetem, NIK
Dr. Kutor László
IRE 8/53/21
Árammérés Willem Einthoven 1901-1907 „húros galvanométer” (1924 orvosi Nobel díj)
„Deprez” műszer
2015.
Óbudai Egyetem, NIK
Dr. Kutor László
IRE 8/53/22
Hangérzékelők 1. Szénmikrofon:
2015.
Óbudai Egyetem, NIK
Dr. Kutor László
IRE 8/53/23
Hangérzékelők 2. Dinamikus mikrofon
2015.
Óbudai Egyetem, NIK
Dr. Kutor László
IRE 8/53/24
Hangérzékelők 3. Kapacitív „electret” mikrofon
2015.
Óbudai Egyetem, NIK
Dr. Kutor László
IRE 8/53/25
Hangérzékelők 4. Piezzo mikrofon
Piezzo hangszóró
2015.
Óbudai Egyetem, NIK
Dr. Kutor László
IRE 8/53/26
Hangérzékelő 5 Szalag mikrofon
2015.
Óbudai Egyetem, NIK
Dr. Kutor László
IRE 8/53/27
Fotocella
2015.
(Lénárd Fülöp, Albert Einstein)
Óbudai Egyetem, NIK
Dr. Kutor László
IRE 8/53/28
Fényérzékelők Fotoellenállás
2015.
Óbudai Egyetem, NIK
Dr. Kutor László
IRE 8/53/29
Fotodióda
2015.
Óbudai Egyetem, NIK
Dr. Kutor László
IRE 8/53/30
Fototranzisztor
2015.
Óbudai Egyetem, NIK
Dr. Kutor László
IRE 8/53/31
FotoFET
2015.
Óbudai Egyetem, NIK
Dr. Kutor László
IRE 8/53/32
Fényérzékelő jellemzők
2015.
Óbudai Egyetem, NIK
Dr. Kutor László
IRE 8/53/33
Fényérzékelők jellemzői
2015.
Óbudai Egyetem, NIK
Dr. Kutor László
IRE 8/53/34
Optikai (szöghelyzet) érzékelők „jeladók” Típusai: Inkrementális Abszolút
fényforrás fényérzékelő
2015.
Óbudai Egyetem, NIK
Dr. Kutor László
IRE 8/53/35
Hall hatás
A magnetométer alap érzékelője. 2015.
A mágnesesség mértékegysége Tesla=10 000 Gauss
Óbudai Egyetem, NIK
Dr. Kutor László
IRE 8/53/36
Foton sokszorozó
2015.
Óbudai Egyetem, NIK
Dr. Kutor László
IRE 8/53/37
Rádioaktív sugárzás érzékelő „Geiger – Müller” – féle számlálócső α és β részecskék detektálására
A mérés elvi sémája Számláló GM csövek a gyakorlatban
2015.
Óbudai Egyetem, NIK
Dr. Kutor László
IRE 8/53/38
Kép érzékelő 1.
2015.
Óbudai Egyetem, NIK
Dr. Kutor László
IRE 8/53/39
Kép érzékelő 2. (CCD kamera)
2015.
Mozgás érzékelő
Óbudai Egyetem, NIK
Dr. Kutor László
IRE 8/53/40
Digitális fényképezőgép
2015.
Óbudai Egyetem, NIK
Dr. Kutor László
IRE 8/53/41
Digitális dideo kamera
2015.
Óbudai Egyetem, NIK
Dr. Kutor László
IRE 8/53/42
Képfelvétel és feldolgozás
Cellular Neural Network Chua - Roska
2015.
Óbudai Egyetem, NIK
Dr. Kutor László
IRE 8/53/43
Helyzet érzékelés
2015.
Óbudai Egyetem, NIK
Dr. Kutor László
IRE 8/53/44
Gyorsulás érzékelés Giroszkóp, (gyroscope) pörgettyű
2015.
Óbudai Egyetem, NIK
Dr. Kutor László
IRE 8/53/45
Gyorsulás érzékelő Micro Electronic-Mechanical Systems (MEMS)
http://www.ibtimes.com/how-does-accelerometer-work-smartphone-bill-hammack-engineer-guy-explains-full-text-699762 2015.
Óbudai Egyetem, NIK
Dr. Kutor László
IRE 8/53/46
2015.
Óbudai Egyetem, NIK
Dr. Kutor László
IRE 8/53/47
Kerekesszék giroszkópokkal
2015.
Óbudai Egyetem, NIK
Dr. Kutor László
IRE 8/53/48
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
2015.
Óbudai Egyetem, NIK
Dr. Kutor László
IRE 8/53/49
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 2015.
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 8/53/50
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: w Személyi tájékozódás támogatás látáskorlátozottaknak w Altzheimer betegek téri tájékozódása w Út tervezés kerekesszékeseknek w Egészségügyi távfelügyeleti és sürgősségi szolgáltatások kibővítése valósidejű helymeghatározással w Valós idejű hangbemondás közlekedési járműveken http://www.eu.int/comm/dgs/energy_transport/galileo/applications/index_en.htm
2015.
Óbudai Egyetem, NIK
Dr. Kutor László
IRE 8/53/51
Szenzorok
2015.
Óbudai Egyetem, NIK
Dr. Kutor László
IRE 8/53/52
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)?
2015.
Óbudai Egyetem, NIK
Dr. Kutor László
IRE 8/53/53