Fizika méromódszerek - 9. óratitan.physx.u-szeged.hu/~pierre/FMM_honlap/FMM_9.pdf · Szenzorok...
Transcript of Fizika méromódszerek - 9. óratitan.physx.u-szeged.hu/~pierre/FMM_honlap/FMM_9.pdf · Szenzorok...
![Page 1: Fizika méromódszerek - 9. óratitan.physx.u-szeged.hu/~pierre/FMM_honlap/FMM_9.pdf · Szenzorok jellemzése Bemeneti fizikai mennyiség pl. homérsékl˝ et, elmozdulás, mágneses](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022041215/5e03aa55f1dfb933112ee78b/html5/thumbnails/1.jpg)
Tartalom I
1 Szenzorok
2 Homérséklet mérése
3 Fény érzékelése
4 További szenzorok
FMM - 9. óra 2/25
![Page 2: Fizika méromódszerek - 9. óratitan.physx.u-szeged.hu/~pierre/FMM_honlap/FMM_9.pdf · Szenzorok jellemzése Bemeneti fizikai mennyiség pl. homérsékl˝ et, elmozdulás, mágneses](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022041215/5e03aa55f1dfb933112ee78b/html5/thumbnails/2.jpg)
Digitális méromuszer
Külső jelek
Dig
itális
feld
olgo
zás
Szenzorok
AktuátorokBeavatkozás
Elektromos jelek
Fizikaimennyiségek
A/D
D/A
Digitális jelek
FMM - 9. óra Szenzorok 3/25
![Page 3: Fizika méromódszerek - 9. óratitan.physx.u-szeged.hu/~pierre/FMM_honlap/FMM_9.pdf · Szenzorok jellemzése Bemeneti fizikai mennyiség pl. homérsékl˝ et, elmozdulás, mágneses](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022041215/5e03aa55f1dfb933112ee78b/html5/thumbnails/3.jpg)
A szenzorok muködése
Bemenet Szenzor
(Elektromos jelek)
Fizikaimennyiség
Kimenet
Segédenergia
Zavarjelek
Energiafajták:Sugárzási energia, mechanikai energia, hoenergia,villamos energia, mágneses energia, kémiai energia
FMM - 9. óra Szenzorok 4/25
![Page 4: Fizika méromódszerek - 9. óratitan.physx.u-szeged.hu/~pierre/FMM_honlap/FMM_9.pdf · Szenzorok jellemzése Bemeneti fizikai mennyiség pl. homérsékl˝ et, elmozdulás, mágneses](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022041215/5e03aa55f1dfb933112ee78b/html5/thumbnails/4.jpg)
Szenzorok jellemzése
Bemeneti fizikai mennyiségpl. homérséklet, elmozdulás, mágneses térerosség...
Kimeno fizikai mennyiség (általában elektromos mennyiség)pl. feszültség, áramerosség, ellenállás...
Aktív / passzív
Karakterisztika: a kimenet függése a bemeneti mennyiségtollineáris / nem lineáris
Muködési elv
Kialakítás
FMM - 9. óra Szenzorok 5/25
![Page 5: Fizika méromódszerek - 9. óratitan.physx.u-szeged.hu/~pierre/FMM_honlap/FMM_9.pdf · Szenzorok jellemzése Bemeneti fizikai mennyiség pl. homérsékl˝ et, elmozdulás, mágneses](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022041215/5e03aa55f1dfb933112ee78b/html5/thumbnails/5.jpg)
Szenzorok tulajdonságai
Mérési tartomány
Zajhatár: ennél kissebb jelek változása már elvész a zajbanTúlterhelési tartomány
Felbontóképesség
Nullpont-hiba
Érzékenység hiba
Hiszterézis
Linearitás-hiba / alakhiba
Drift (kúszás)
Homérsékletfüggés
Környezeti hatások (rezgések, nyomás, nedvesség...)
Beállási ido
Frekvenciakarakterisztika
FMM - 9. óra Szenzorok 6/25
![Page 6: Fizika méromódszerek - 9. óratitan.physx.u-szeged.hu/~pierre/FMM_honlap/FMM_9.pdf · Szenzorok jellemzése Bemeneti fizikai mennyiség pl. homérsékl˝ et, elmozdulás, mágneses](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022041215/5e03aa55f1dfb933112ee78b/html5/thumbnails/6.jpg)
Homérséklet mérése
A legtöbb folyamat, fizikai, kémiai... tulajdonság homérsékletfüggopl. suruség, ellenállás, reakciósebesség...Az egyik leggyakrabban mért paraméterBimetál kapcsoló:
FMM - 9. óra Homérséklet mérése 7/25
![Page 7: Fizika méromódszerek - 9. óratitan.physx.u-szeged.hu/~pierre/FMM_honlap/FMM_9.pdf · Szenzorok jellemzése Bemeneti fizikai mennyiség pl. homérsékl˝ et, elmozdulás, mágneses](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022041215/5e03aa55f1dfb933112ee78b/html5/thumbnails/7.jpg)
Ellenállás homérok
Fémek ellenállása homérsékletfüggo
Leggyakrabban alkalmazott fém: platina⇒ PT100 szenzorok: 0 C: 100ΩMérési tartomány: -260 C .. 850 C
FMM - 9. óra Homérséklet mérése 8/25
![Page 8: Fizika méromódszerek - 9. óratitan.physx.u-szeged.hu/~pierre/FMM_honlap/FMM_9.pdf · Szenzorok jellemzése Bemeneti fizikai mennyiség pl. homérsékl˝ et, elmozdulás, mágneses](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022041215/5e03aa55f1dfb933112ee78b/html5/thumbnails/8.jpg)
Félvezeto homérsékletméro szenzorok: Termisztor (NTC)
Homérséklet növekedése ⇒ töltéshordozók számának növekedése⇒ ellenállás csökkenése
Általános képlet:
R(T) = Rref ·eA+ BT + C
T2 + DT3
Gyakran használt formula:B25/85 = 3500 · · ·4500
R(T) = R25 ·eB25/85
T − B25/85T25
T(R) = 11
T25+ 1
B25/85· ln R
R25
FMM - 9. óra Homérséklet mérése 9/25
![Page 9: Fizika méromódszerek - 9. óratitan.physx.u-szeged.hu/~pierre/FMM_honlap/FMM_9.pdf · Szenzorok jellemzése Bemeneti fizikai mennyiség pl. homérsékl˝ et, elmozdulás, mágneses](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022041215/5e03aa55f1dfb933112ee78b/html5/thumbnails/9.jpg)
Termisztor
Mérési tartomány -90 C .. 130 C
FMM - 9. óra Homérséklet mérése 10/25
![Page 10: Fizika méromódszerek - 9. óratitan.physx.u-szeged.hu/~pierre/FMM_honlap/FMM_9.pdf · Szenzorok jellemzése Bemeneti fizikai mennyiség pl. homérsékl˝ et, elmozdulás, mágneses](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022041215/5e03aa55f1dfb933112ee78b/html5/thumbnails/10.jpg)
Termoelem
Seebeck-effektus:
Termoelem (Réz-Konstantán vezetékek)
FMM - 9. óra Homérséklet mérése 11/25
![Page 11: Fizika méromódszerek - 9. óratitan.physx.u-szeged.hu/~pierre/FMM_honlap/FMM_9.pdf · Szenzorok jellemzése Bemeneti fizikai mennyiség pl. homérsékl˝ et, elmozdulás, mágneses](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022041215/5e03aa55f1dfb933112ee78b/html5/thumbnails/11.jpg)
Termoelem - hidegpont
Hidegpont kompenzálás
FMM - 9. óra Homérséklet mérése 12/25
![Page 12: Fizika méromódszerek - 9. óratitan.physx.u-szeged.hu/~pierre/FMM_honlap/FMM_9.pdf · Szenzorok jellemzése Bemeneti fizikai mennyiség pl. homérsékl˝ et, elmozdulás, mágneses](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022041215/5e03aa55f1dfb933112ee78b/html5/thumbnails/12.jpg)
Termoelem
Kis impedancia, kis feszültség: nagy erosítés szükséges
Jó közelítéssel lineáris
Mérési tartomány K típusú termoelem esetén: -200 C .. +1350 C
FMM - 9. óra Homérséklet mérése 13/25
![Page 13: Fizika méromódszerek - 9. óratitan.physx.u-szeged.hu/~pierre/FMM_honlap/FMM_9.pdf · Szenzorok jellemzése Bemeneti fizikai mennyiség pl. homérsékl˝ et, elmozdulás, mágneses](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022041215/5e03aa55f1dfb933112ee78b/html5/thumbnails/13.jpg)
Fény érzékelése
Fény ⇒homérsékletváltozáselektronok gerjesztéseelektronok kilépése
FMM - 9. óra Fény érzékelése 14/25
![Page 14: Fizika méromódszerek - 9. óratitan.physx.u-szeged.hu/~pierre/FMM_honlap/FMM_9.pdf · Szenzorok jellemzése Bemeneti fizikai mennyiség pl. homérsékl˝ et, elmozdulás, mágneses](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022041215/5e03aa55f1dfb933112ee78b/html5/thumbnails/14.jpg)
Fotóellenállás (light dependent resistor)
FélvezetoFény ⇒ elektronok kerülnek át a vezetési sávbaHátrányok: lassúElonyök: egyszeru alkalmazhatóság, ohmikusSpektrális érzékenység: típustól függ
FMM - 9. óra Fény érzékelése 15/25
![Page 15: Fizika méromódszerek - 9. óratitan.physx.u-szeged.hu/~pierre/FMM_honlap/FMM_9.pdf · Szenzorok jellemzése Bemeneti fizikai mennyiség pl. homérsékl˝ et, elmozdulás, mágneses](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022041215/5e03aa55f1dfb933112ee78b/html5/thumbnails/15.jpg)
Fotodióda
Elonyök:gyorsaz áram arányos afényintenzitássalolcsó
Érzékenység: szükség szerintoptikai szurovel módosítható
FMM - 9. óra Fény érzékelése 16/25
![Page 16: Fizika méromódszerek - 9. óratitan.physx.u-szeged.hu/~pierre/FMM_honlap/FMM_9.pdf · Szenzorok jellemzése Bemeneti fizikai mennyiség pl. homérsékl˝ et, elmozdulás, mágneses](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022041215/5e03aa55f1dfb933112ee78b/html5/thumbnails/16.jpg)
Fotodióda
FMM - 9. óra Fény érzékelése 17/25
![Page 17: Fizika méromódszerek - 9. óratitan.physx.u-szeged.hu/~pierre/FMM_honlap/FMM_9.pdf · Szenzorok jellemzése Bemeneti fizikai mennyiség pl. homérsékl˝ et, elmozdulás, mágneses](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022041215/5e03aa55f1dfb933112ee78b/html5/thumbnails/17.jpg)
Fotodióda
FMM - 9. óra Fény érzékelése 18/25
![Page 18: Fizika méromódszerek - 9. óratitan.physx.u-szeged.hu/~pierre/FMM_honlap/FMM_9.pdf · Szenzorok jellemzése Bemeneti fizikai mennyiség pl. homérsékl˝ et, elmozdulás, mágneses](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022041215/5e03aa55f1dfb933112ee78b/html5/thumbnails/18.jpg)
Fotótranzisztor
Tranzisztor vezérlése: fény (a bázisáram helyett)
Nagyobb érzékenység/áram
FMM - 9. óra Fény érzékelése 19/25
![Page 19: Fizika méromódszerek - 9. óratitan.physx.u-szeged.hu/~pierre/FMM_honlap/FMM_9.pdf · Szenzorok jellemzése Bemeneti fizikai mennyiség pl. homérsékl˝ et, elmozdulás, mágneses](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022041215/5e03aa55f1dfb933112ee78b/html5/thumbnails/19.jpg)
Mágneses terek érzékelése
Váltakozó mágneses terek → mágneses indukcióÁllandó mágneses terek → Hall-effektus, ...
FMM - 9. óra További szenzorok 20/25
![Page 20: Fizika méromódszerek - 9. óratitan.physx.u-szeged.hu/~pierre/FMM_honlap/FMM_9.pdf · Szenzorok jellemzése Bemeneti fizikai mennyiség pl. homérsékl˝ et, elmozdulás, mágneses](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022041215/5e03aa55f1dfb933112ee78b/html5/thumbnails/20.jpg)
Hall-effektus
Félvezetok esetén a töltéshordozók mint + mind − elojeluek lehetnek
FMM - 9. óra További szenzorok 21/25
![Page 21: Fizika méromódszerek - 9. óratitan.physx.u-szeged.hu/~pierre/FMM_honlap/FMM_9.pdf · Szenzorok jellemzése Bemeneti fizikai mennyiség pl. homérsékl˝ et, elmozdulás, mágneses](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022041215/5e03aa55f1dfb933112ee78b/html5/thumbnails/21.jpg)
Pozíció érzékelése
Potencióméter
U = Uref ·l
L
V
Uref
U l
L
FMM - 9. óra További szenzorok 22/25
![Page 22: Fizika méromódszerek - 9. óratitan.physx.u-szeged.hu/~pierre/FMM_honlap/FMM_9.pdf · Szenzorok jellemzése Bemeneti fizikai mennyiség pl. homérsékl˝ et, elmozdulás, mágneses](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022041215/5e03aa55f1dfb933112ee78b/html5/thumbnails/22.jpg)
Pozíció érzékelése
FMM - 9. óra További szenzorok 23/25
![Page 23: Fizika méromódszerek - 9. óratitan.physx.u-szeged.hu/~pierre/FMM_honlap/FMM_9.pdf · Szenzorok jellemzése Bemeneti fizikai mennyiség pl. homérsékl˝ et, elmozdulás, mágneses](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022041215/5e03aa55f1dfb933112ee78b/html5/thumbnails/23.jpg)
Gyorsulás érzékelése
Mérési elv: tehetetlen tömeg elmozdulása
FMM - 9. óra További szenzorok 24/25
![Page 24: Fizika méromódszerek - 9. óratitan.physx.u-szeged.hu/~pierre/FMM_honlap/FMM_9.pdf · Szenzorok jellemzése Bemeneti fizikai mennyiség pl. homérsékl˝ et, elmozdulás, mágneses](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022041215/5e03aa55f1dfb933112ee78b/html5/thumbnails/24.jpg)
Nyomás érzékelése
Mérési elv: nyomáskülönbség → érzékelofelület torzulása
FMM - 9. óra További szenzorok 25/25