Chalit yapmamis sanirim, 0 vermek durumunda kaldim.
19 Şubat 2014 Çarşamba
18 Şubat 2014 Salı
Büşra Karaali- 030090353- H.W/1- Pozisyon Sensörleri (Optik Encoder )
Pozisyon Sensörleri
(Optik Encoder )
Pozisyon
sensörleri; hareketli bir sistemin pozisyon (konum) bilgisini almamız için
kullanılır. Basit bir ifadeyle, potansiyometreler belli bir aralıkta
ayarlanabilen dirençlerdir ve bu direnç, üstünde yer alan çubukla
değiştirilebilir. Sonrasında, eklem kısmında çubuğu ekleme bağlayarak açıyla
değişen bir direnç elde edilmektedir. Örneğin; Traktörlerin kuyruk
mekanizmasındaki kolların, kaldırma noktasının yüksekliğine göre, eklem noktalarında
dönme hareketi yaparak oluşturdukları açı, pozisyon sensörünün oval bir parça
üzerinde hareket etmesi ile etkili olarak tespit edilir ve elektronik sinyal
haline getirilir.
Figure 1: Pozisyon Sensörü
ENCODERLER
(Şaft Pozisyon Algılayıcı)
Encoderler;
açısal dönme hızın ve düzenekteki açısal pozisyonun belirlenmesi amacıyla çoğu
kez robotik ve otomasyon projelerinde kullanılır. Encoderlar, konumu ölçülecek
döner parçaya dışarıdan(external) bağlanır ve bozucu(disturbance) oluşturmaz.
Encoderlar;
basit tek kanal encoderlar, iki ya da üç kanallı artımsal (incremental)
encoderlar ve çok kanallı mutlak (absolute) encoderlar olmak üzere 3 tiptir. Encoderların çıkışı dijital kare sinyaldir.
Kullanışlarının oldukça basit olduğu bilinmektedir.
Figure 2: Encoderli DC Motor
Tek Kanallı Şaft Encoderlar;
• Sadece tek bir çıkış kanalına sahiptir.
• Dönüş yönünün tespit edilmediği durumlarda toplama ve çıkarmalı sayıcılarda
kullanılır.
Figure 3 : Tek Kanallı Encoder
Çift Kanallı Şaft Encoderlar;
- • Bu tip encoderlerde iki kanallı kontrol sistemi kullanılır.
- • Aralarında 90 derece faz farkı olan çıkış sinyali üretirler .
- • Bu çıkış sinyalinden faydalanarak faz gecikmesinden dolayı yön tespit edilir.
- • Bu tespit sonucunda yukarı aşağı sayıcılar kullanılır ve pozisyon belirlenir.
INCREMENTAL ENCODER UYGULAMA ALANLARI
1.
Düz bir testere dişli kol üzerinde hareket eden, yuvarlak dişliye
bağlanarak dairesel bir hareketin
doğrusal harekete çevrimi,
2.
Sonsuz dişli, kaymalı yataklara bağlanarak, döner hareketin doğrusal harekete çevrimi,
3.
Ölçü Tekerleğine (Çevre Ölçüsü Belirlenmiş Bir Tekerlek) bağlanarak Boy Ölçümü,
4.
Elektrik Motorlarının arkasına monte edilerek hız, yön ve Pozisyon Kontrolü,
5.
Bir döner tablaya bağlanarak, direkt açısal hareket bilgisi elde edilmesi,
6.
Tartı Makinelerine Direkt olarak bağlanıp,elektronik olarak ağırlık ölçümü.
ABSOLUTE ENCODER
ü Her pozisyonda farklı sayılardaki bitlerden oluşan
dijital bit dizileri şeklinde birbirine benzemeyen çıkış üreterek gerçek
pozisyonlarını gösterirler.
ü Enerji kesilse bile mevcut durumunu korurlar.
ü Her pozisyonda tek biti değiştiren Gray kodu çıkış verir.
ü Çıkışlar: Binary , Gray , bcd
KODLAMA SİSTEMLERİ;
BCD CODE (BINARY CODED DECIMAL)
Öncelikle verilen BCD Kod, sağdan-sola doğru 4'lü
gruplara ayrılır. Bu gruplar, Binary koddan ondalık sayıya tek tek çevrilir. Ortaya
çıkan rakamlar, sağdan sola doğru yanyana yazıldıkları zaman, sonuç BCD kodun
Ondalık karşılığına denk gelir.
BINARY CODE
•
İkili Sayı sistemi
kullanılır.
•
Değerler 0 veya 1
olabilir.
GRAY CODE
•
Bu kodlama sistemi
değişken ve çevrimsel(cyclic) bir kodlama sistemidir.
•
Gray Kodlama
sisteminde, bir pozisyondan diğer pozisyona geçerken, sadece bir bit değeri, 1
iken 0 veya 0 iken 1 olur.
Figure 4: Encoder Diski Çalışma Mantığı
Figure
3-4 de görüldüğü üzere, encoder diskinin üzerinde belirli aralıklarla delikler
mevcuttur. Encoder diski dönerken, IR ledin yaymış olduğu ışık deliklerden
geçerek karşı tarafta bulunan fototransistörü tetikler. Delik olmayan
kısımlarda ise ışık karşı tarafa geçemeyeceğinden dolayı, IR ışık
fototransistörü tetikleyemez. Karşı tarafa geçen ışık ve tetiklemenin ardından
sinyaller sayılabilir duruma gelir ve mikrodenetleyiciye gönderilir. Gerekli
işlemlerin gerçekleştirilebilmesi için sinyaller yazılı program ile
mikrodenetleyicide işlenir. Figure 2 de; sayıcı devreleri ya da
mikrodenetleyiciler bu encoder sinyallerini sayarak motorun kaç tur attığını
hassas bir şekilde bulmaktadır. Gelişmiş encoderlarda 2000-3000 yarık dahi
bulunabilmektedir. Bu da çok daha hassas verilere ulaşmamızı sağlamaktadır.
(2000 yarıklı bir encoderin hassasiyeti 360/2000 = 0,18 derece’dir).
Figure 5: Siyah-Beyaz Dilimli Encoder
Figure 5 de gösterildiği gibi bu encoder diskinin üzerinde delikler yerine siyah-beyaz
renkli dilimler mevcuttur. Yansımalı sensörler sayesinde beyaz ve siyah
renklerin algılanması ile birlikte açısal dönme hızı ve pozisyon belirlenir.
Encoderlerin boyutsal ve ağırlık özelliklerinden bahsedecek olursak, oldukça küçük ve hafiflerdir. Çok yer işgal etmezler ve sıkça kullanılan pozisyon sensörlerinden birtanesidir.
Referanslar;
4)
http://beratmeral.wordpres.com/2012/11/21/sensorler/
5) Holman,J.P. "Experimental methods for engineers" 7th ed.
16 Şubat 2014 Pazar
Doğrusal Değişkenli Diferansiyel Transdüserler (LVDT)
Giriş
Diferansiyel Transdüserler çok küçük yerdeğiştirmeleri saptamak ve elektronik veriye çevirmede kullanılırlar. Ölçüm yapılacak boyutlar çok küçük seviyelerde, hatta devrenin hassaslığına göre mikronluk düzeyde dahi olabilir. Diferansiyel Transdüserlerin çalışma ilkesi manyetik alanda hareket eden yüklerin oluşturduğu gerilime dayanır. Belirlenen bir referans gerilimine göre, cismin hareketiyle gerçekleşen yerdeğişiminin yol açtığı gerilim farkı bu ölçüm düzeneği sayesinde saptanır. Gerilim cinsinden okunan
Nasıl Çalışır?
Doğrusal Değişkenli Diferansiyel Transdüserler hareketi ölçülecek cisme bağlanmış bir manyetik çubuğun, ikisi ikincil, biri de birincil olmak üzere üç adet sarmalın bağlandığı bir borunun birleşiminden oluşmaktadırlar. Ortada bulunan sarmalın uçlarından "referans gerilimi" denilen belirli bir alternatif akım uygulanır ve manyetik çubuk da bu sarmalın ortasında konumlanır. İkincil sarmallar, aralarındaki gerilim farkı ölçülecek şekilde bağlanırlar ve okunan çıkış gerilimi de bu "fark" olur.
Burada okunan voltajın hesabı için gerekli formüller:
Cismin hareketi sonucunda çubuk hangi yönde giderse gitsin, ikincil sarmallardan birinde pozitif, diğerinde ise negatif yönde akıma yol açacaktır. sarmallardan birinin yanlış bağlanması sonucunda çıkış gerilimi "0" okunacağından( [+Vo] + [-Vo] = 0 olacaktır) bu hata kolaylıkla farkedilebilir.
Kullanım Alanları ve Avantajları
Diferansiyel Transdüserler hassas ölçüm yapabildikleri için, çok küçük yerdeğiştirmelerin görüldüğü ve büyük önem arz ettiği alanlarda tercih edilirler. Bu alanların en başında takım tezgahları gösterilebilir. Kesme tezgahlarındaki en küçük hareketin bile LVDTlerde bir gerilim karşılığı olacağından ve imalat sektörü bu ölçümlere gereksinim duyduğundan bu alanda kullanımları yaygınlaşmıştır. Benzer nedenlerle servomotor kontrollerinde de LVDT kullanılır. LVDTler aynı zamanda basit bir yapıya sahip olduklarından küçük düzenekler hâlinde kurulup kolaylıkla birçok yapıya yerleştirilebilir, ya da ölçüm yapılacak yapı içine ölçüm cihazı girmesine izin vermiyorsa, hareketi ölçülecek cisim uzaktan LVDT'in manyetik çubuğuna da bağlanabilir. Hem hassas hem de birçok düzene uygulanabilir olması LVDTlerin en büyük avantajlarıdır. Bunlara ek olarak, bazı ileri ölçüm cihazlarına göre, üretiminin kolay ve mâliyetinin düşük olması da eklenebilir.
Referanslar
http://www.lvdt.co.uk/how-lvdts-work/
IML325E- Measurements & Instrumentation ders notları
Giriş
Diferansiyel Transdüserler çok küçük yerdeğiştirmeleri saptamak ve elektronik veriye çevirmede kullanılırlar. Ölçüm yapılacak boyutlar çok küçük seviyelerde, hatta devrenin hassaslığına göre mikronluk düzeyde dahi olabilir. Diferansiyel Transdüserlerin çalışma ilkesi manyetik alanda hareket eden yüklerin oluşturduğu gerilime dayanır. Belirlenen bir referans gerilimine göre, cismin hareketiyle gerçekleşen yerdeğişiminin yol açtığı gerilim farkı bu ölçüm düzeneği sayesinde saptanır. Gerilim cinsinden okunan
Nasıl Çalışır?
Doğrusal Değişkenli Diferansiyel Transdüserler hareketi ölçülecek cisme bağlanmış bir manyetik çubuğun, ikisi ikincil, biri de birincil olmak üzere üç adet sarmalın bağlandığı bir borunun birleşiminden oluşmaktadırlar. Ortada bulunan sarmalın uçlarından "referans gerilimi" denilen belirli bir alternatif akım uygulanır ve manyetik çubuk da bu sarmalın ortasında konumlanır. İkincil sarmallar, aralarındaki gerilim farkı ölçülecek şekilde bağlanırlar ve okunan çıkış gerilimi de bu "fark" olur.
Burada okunan voltajın hesabı için gerekli formüller:
Cismin hareketi sonucunda çubuk hangi yönde giderse gitsin, ikincil sarmallardan birinde pozitif, diğerinde ise negatif yönde akıma yol açacaktır. sarmallardan birinin yanlış bağlanması sonucunda çıkış gerilimi "0" okunacağından( [+Vo] + [-Vo] = 0 olacaktır) bu hata kolaylıkla farkedilebilir.
Kullanım Alanları ve Avantajları
Diferansiyel Transdüserler hassas ölçüm yapabildikleri için, çok küçük yerdeğiştirmelerin görüldüğü ve büyük önem arz ettiği alanlarda tercih edilirler. Bu alanların en başında takım tezgahları gösterilebilir. Kesme tezgahlarındaki en küçük hareketin bile LVDTlerde bir gerilim karşılığı olacağından ve imalat sektörü bu ölçümlere gereksinim duyduğundan bu alanda kullanımları yaygınlaşmıştır. Benzer nedenlerle servomotor kontrollerinde de LVDT kullanılır. LVDTler aynı zamanda basit bir yapıya sahip olduklarından küçük düzenekler hâlinde kurulup kolaylıkla birçok yapıya yerleştirilebilir, ya da ölçüm yapılacak yapı içine ölçüm cihazı girmesine izin vermiyorsa, hareketi ölçülecek cisim uzaktan LVDT'in manyetik çubuğuna da bağlanabilir. Hem hassas hem de birçok düzene uygulanabilir olması LVDTlerin en büyük avantajlarıdır. Bunlara ek olarak, bazı ileri ölçüm cihazlarına göre, üretiminin kolay ve mâliyetinin düşük olması da eklenebilir.
Referanslar
http://www.lvdt.co.uk/how-lvdts-work/
IML325E- Measurements & Instrumentation ders notları
Pitot tüpü
Adını, Fransız mühendis Henry Pitot'dan alan pitot tüpü, bir akışın yarattığı dinamik ve statik basınçlar üzerinden akışkanın hızını bulmaya yarar. Bu bağlamda pitot tüpü uçaklarda hız ölçmeye yaradığı gibi, borulardaki akışın hızını ölçmesinden ötürü kimya ve petrol endüstrilerinde de kullanılmaktadır. Hatta, tüpe eklenen bir termometre sayesinde, akışın sıcaklığını, dolayısıyla akışın sağladığı ısı transferini de ölçmek mümkün olmuştur.
Nasıl çalışır?
Pitot tüpünün ağzı, akış toplam basınç (p2) ölçülebilsin diye, akışa ters istikamette konur (şekil 1). Bu toplam basınç, tüpün akışı doğrudan almayan bölgelerinde ölçülen statik basınçtan (p1) çıkarıldığında, dinamik basıncı (dp) verir. Akışkanın hızı ve basıncı arasındaki -Daniel Bernoulli'nin bulduğu- ilişki sayesinde de dinamik basınçtan akışkan hızına ulaşılabilir.

p2 = p1 + dp,
dp = (d * V^2) / 2 = p2 - p1
V = [2(p2 - p1)/d]^(1/2)
Referanslar
http://www.youtube.com/watch?v=D6sbzkYq3_c
http://tr.wikipedia.org/wiki/Pitot_tüpü
http://www.engineeringtoolbox.com/pitot-tubes-d_612.html
Sıcak Tel Anemometresi - 030090255 Emre Yılmazcan
Sıcak Tel Anemometresi
Sıcak tel anemometresi, sıvıların akış
hızının ölçümünde kullanılır ve günümüzde bu alanda kullanımı en yaygın olan
sensör tipidir. Sistem oldukça basit ve küçük boyutludur. İçinden elektrik
akımı geçirilerek ısıtılan bir tel sıvının akış yönüne karşı konumlandırılır ve
akış hızı belirlenir.
Çalışma Prensibi
Ölçüm sırasında telin taşınım yoluyla
kaybettiği ısı enerjisi (Burada tel sıcaklığının akışkan sıcaklığından yüksek
olmasına dikkat edilmelidir), akımın tel üzerinde oluşturduğu elektrik
enerjisine eşitlenir. Bunun için,
i2R = hA(Tt – Ta)
bağıntısı yazılabilir.
i: Telden geçen akım şiddeti (A)
R: Tel direnci (Ω)
h: Tel va akışkan arasındaki ısı transfer katsayısı
(J / m2 oC)
A: Telin akışkanla temas eden yüzey alanı (m2)
Tt: Tel sıcaklığı
Ta: Akışkan sıcaklığı
Isı transfer katsayısı h, aynı zamanda
h = C0 + C1 v0.5
Tel Malzemesi ve Limitler
Anemometre teli tungsten, platin veya
platin-iridyum alaşımından yapılır. Uzunluğu genellikle 1 mm’yi geçmez, çapı
ise 4-10 µm arasındadır. Sıcak tel anemometresi ile 750oC’lik
sıcaklığa kadar çalışılabilir ve 0.1 m/s – 5m/s arasındaki akış hızları
ölçülebilir.
Çok Eksenli Akış Hızlarının Ölçümü
Akış hızının birdan fazla eksenli olması
durumunda ihtiyaca göre 2 veya 3 sensörlü anemometreler de kullanılabilir. Çalışma
prensipleri aynıdır, ancak çok eksenli ve daha hassas bir ölçüm sağlarlar.
Avantajlar:
- Hassasiyeti yüksektir.
-
Frekans cevabı yüksektir.
-
Kullanımı kolaydır.
Dezavantajlar:
-
Telin akış çizgisine
paralel olması gerekir (Çok eksenli anemometre kullanımıyla çözülebilir).
-
Akışkanın telin
aşınmaması için temiz olması gerekir.
-
Titreşim ölçümde hataya
sebep olur.
-
Maliyeti yüksektir.
Referanslar:
Kaydol:
Kayıtlar (Atom)