Intelligens Rendszerek Elmélete dr. Kutor László http://mobil.nik.bmf.hu/tantargyak/ire.html felhasználónév: ire
2006. ősz
BMF NIK,
jelszó: IRE06
dr. Kutor László
IRE 3/1
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 érintkezők. 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. 2006. ősz
BMF NIK,
dr. Kutor László
IRE 3/2
A tipikus mérőátalakító „transducer”
2006. ősz
BMF NIK,
dr. Kutor László
IRE 3/3
A mérőátalakítókban leggyakrabban alkalmazott érzékelő elvek
Potenciometrikus (ellenállás változásos) Nyúlásmérő Piezorezisztív Termoelektromos Kapacitív Elektromágneses (induktív) Piezoelektromos Fotokonduktív (rezisztív) Fotoelektromos
2006. ősz
BMF NIK,
dr. Kutor László
IRE 3/4
Az érzékelők legfontosabb jellemzői 1.
z frekvencia átvitel (átviteli karakterisztika) z működési tartomány (működési, maximális) mért jelváltozás z érzékenység = mérendő jelváltozás mért jeltartomány z felbontás = átalakított bitek száma 2006. ősz
BMF NIK,
dr. Kutor László
IRE 3/5
Az érzékelők legfontosabb jellemzői 2.
z statikus hiba = mért érték – tényleges érték z dinamikus hiba mért érték
z linearitás mért érték
mért mennyiség
z hiszterézis z reprodukálhatóság 2006. ősz
BMF NIK,
dr. Kutor László
mért mennyiség
IRE 3/6
Legegyszerűbb érzékelők Kapcsolók Mechanikus kapcsolók:
„Reed” kapcsoló
2006. ősz
BMF NIK,
dr. Kutor László
IRE 3/7
Ellenállásos érzékelők
2006. ősz
BMF NIK,
dr. Kutor László
IRE 3/8
Az ellenállások hőmérséklet függése
a platina ellenállás, b NTK, d PTK c félvezető, 2006. ősz
BMF NIK,
dr. Kutor László
IRE 3/9
Ikerfém „bimetál” érzékelő
2006. ősz
BMF NIK,
dr. Kutor László
IRE 3/10
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. 2006. ősz
BMF NIK,
dr. Kutor László
IRE 3/11
Nyúlásmérő bélyegek
2006. ősz
BMF NIK,
dr. Kutor László
IRE 3/12
Hőkompenzálás Wheatstone hiddal
R5, R6 = kiegyenlítő R7, R8 = cellatényező beállításához R8 - R10 = hőmérséklet kompenzáló R11 = bemeneti ellenállás beálításához 2006. ősz
BMF NIK,
dr. Kutor László
IRE 3/13
Mechanikus légnyomás érzékelés Hagyományos barométer
2006. ősz
BMF NIK,
dr. Kutor László
IRE 3/14
Nyomásérzékelő cella légnyomás érzékelés
2006. ősz
folyadéknyomás érzékelés
BMF NIK,
dr. Kutor László
IRE 3/15
A pezorezisztív 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.)
2006. ősz
BMF NIK,
dr. Kutor László
IRE 3/16
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
Termolem kalibrálás
mV 2006. ősz
BMF NIK,
dr. Kutor László
IRE 3/17
Termoelem
2006. ősz
BMF NIK,
dr. Kutor László
IRE 3/18
Termoelem alkalmazás
2006. ősz
BMF NIK,
dr. Kutor László
IRE 3/19
Árammérés Willem Einthoven 1901-1907 „húros galvanométer” (1924 orvosi Nobel díj)
„Deprez” műszer
2006. ősz
BMF NIK,
dr. Kutor László
IRE 3/20
Hang érzékelők 1. Szénmikrofon:
2006. ősz
BMF NIK,
dr. Kutor László
IRE 3/21
Hang érzékelők 3. Dinamikus mikrofon
2006. ősz
BMF NIK,
dr. Kutor László
IRE 3/22
Hang érzékelők 3. Kapacitív „electret” mikrofon
2006. ősz
BMF NIK,
dr. Kutor László
IRE 3/23
Hang érzékelők 5. Piezzo mikrofon
Piezzo hangszóró
2006. ősz
BMF NIK,
dr. Kutor László
IRE 3/24
Hang érzékelő 5 Szalag mikrofon
2006. ősz
BMF NIK,
dr. Kutor László
IRE 3/25
Fotocella
2006. ősz
BMF NIK,
dr. Kutor László
IRE 3/26
Fényérzékelők Fotoellenállás
2006. ősz
BMF NIK,
dr. Kutor László
IRE 3/27
Fotodióda
2006. ősz
BMF NIK,
dr. Kutor László
IRE 3/28
Fototranzisztor
2006. ősz
BMF NIK,
dr. Kutor László
IRE 3/29
FotoFET
2006. ősz
BMF NIK,
dr. Kutor László
IRE 3/30
Fényérzékelő jellemzők
2006. ősz
BMF NIK,
dr. Kutor László
IRE 3/31
Fényérzékelők jellemzői
2006. ősz
BMF NIK,
dr. Kutor László
IRE 3/32
Optikai (szöghelyzet) érzékelők „jeladók” Típusai: Inkrementális Abszolút
fényforrás fényérzékelő
2006. ősz
BMF NIK,
dr. Kutor László
IRE 3/33
Hall hatás
2006. ősz
BMF NIK,
dr. Kutor László
IRE 3/34
Foton sokszorozó
2006. ősz
BMF NIK,
dr. Kutor László
IRE 3/35
Rádioaktív sugárzás érzékelő „Geiger – Müller” – féle számlálócső α és β részecskék detektálására
A mérés elvi sémája Számláló GM csövek a gyakorlatban
2006. ősz
BMF NIK,
dr. Kutor László
IRE 3/36
Kép érzékelő 1.
2006. ősz
BMF NIK,
dr. Kutor László
IRE 3/37
Kép érzékelő 2. (CCD kamera)
2006. ősz
BMF NIK,
Mozgás érzékelő
dr. Kutor László
IRE 3/38
Digitális fényképezőgép
2006. ősz
BMF NIK,
dr. Kutor László
IRE 3/39
Digitális dideo kamera
2006. ősz
BMF NIK,
dr. Kutor László
IRE 3/40
Képfelvétel és feldolgozás
Cellular Neural Network Chua - Roska
2006. ősz
BMF NIK,
dr. Kutor László
IRE 3/41
Helyzet érzékelés
2006. ősz
BMF NIK,
dr. Kutor László
IRE 3/42
Gyorsulás érzékelés Pörgettyű (giroszkóp, (gyroscope)) Elektronikus giroszkópok
http://www.boeing.com/defense-space/space/bss/factsheets/gyro/gyro.html 2006. ősz
BMF NIK,
dr. Kutor László
IRE 3/43
Kerekesszék giroszkópokkal
2006. ősz
BMF NIK,
dr. Kutor László
IRE 3/44
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
2006. ősz
BMF NIK,
dr. Kutor László
IRE 3/45
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 2006. ősz
Nyitó 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 IRE 3/46 BMF NIK, dr. Kutor László
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)
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
2006. ősz
BMF NIK,
dr. Kutor László
IRE 3/47
Szenzorok
2006. ősz
BMF NIK,
dr. Kutor László
IRE 3/48
