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..

MECHANIKAI ENERGIA-ÁTALAKÍTÓ SZENZOROK – DR. GYURCSEK ISTVÁN

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

3

2015.04.26..

Bélyegállandó (gauge [geid3:] factor)


Erő, nyomaték, nyomás érzékelők

(d)

(e)

(a) (b) (c) (d) (e) 4

Nyomó, húzó (egytengelyű) Torziós deformációhoz 0-60-120o feszültségek X-Y irányú deformációk X-Y irányú összetett… 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 (ht)  Cellatényező hőmérsékletfüggése (hθ)  Kúszás (pl. ragasztóanyag viszkozitása)  Ismétlési hiba (hrep) Terheléstől független hiba  Linearitási hiba (hlin)  Nulla helyzet hőfokfüggése (h0)

Példa Határozzuk meg egy 2 cellás soros mérőrendszer eredő várható mérési hibáját! A cellákra az alábbi hiba paraméterek ismertek: h1 θ=4% h2 θ=3,5% h1lin=2,5% h2lin=1,5% h1rep=3% h2rep=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

x, y, z

HELYZETÉRZ SZENZOR

JELKÉPZŐ ÁTALAKÍTÓ

helyzetjel

referencia x0, y0, z0 ÖSSZEHASONLÍTÓ

véghelyzetjel

referencia x0, y0, z0

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)

8

2015.04.26..

Potenciométer hatásábrája x, y, z

R MECHANIKA

𝟅

OSZTÓ KAPCSOLÓ

Uki

Utáp

Huzalpotenciométer elve


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

10

2015.04.26..

„kicsiben lineáris”


Helyzetérzékelő szenzorok - Analóg útadók

Nyílt mágneses körű differenciáltranszformátoros helyzetérzékelő elve


11

2015.04.26..


Helyzetérzékelő szenzorok - Analóg útadók  Nyugalmi helyzet

Szelszin

 Elforgatás  kiegyenlítő áramok  szinkronozó nyomaték

 Követés 𝞮0 szöghibával (terheléstőt, RV-től függ)

 Törpe villamos gép (2db!) – villamos tengelykapcsoló  (Selsyn=self synchronous machine)

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

13

2015.04.26..

Reed kapcsoló (vagy relé)  IDEÁLIS KAPCSOLÓ  védőgáz  mágneses elv  rúd: rugalmas acél  kontaktus: Cu, Ag  Hátrány  sebesség (kHz!)  hiszterézis  beragadás  élettartam


Kérdések

? 14

2015.04.26..


Mechanikai energia-átalakító szenzorok 1

Recommend Documents