Univerzitet u Zenici · Web viewSenzori detektuju veličine koje se mjere i konvertiraju ih u neku...

23
Kremenjaš Ivan Senzori Rezime U ovom seminarskom radu ću vam govoriti o senzorima,njihovoj podjeli kao i načinu na koji rade.Da bih vam pojasnio značaj senzora dat ću prikazati nekoliko senzora u svakodnevnom životu. Senzor je uređaj koji mjeri fizikalnu veličinu (npr. temperaturu, vlažnost zraka, broj obrtaja motora i sl.) i pretvara je u signal pogodniji za dalju obradu,najčešće je to električni signal. Podjela senzora je veoma opširna i iz tog razloga neću moći objasniti svaki senzor detaljno nego ću ih objasniti više u općem smislu. 1.Uvod Možemo reći da u modernom tehnološkom procesu, senzori igraju veoma važnu ulogu. Zadatak senzora je da skuplja različite informacije vezane za pojedine procese. Mogu da se koriste prije ili u toku i posle određenih procesa. Senzori detektuju veličine koje se mjere i konvertiraju ih u neku prihvatljivu formu, generalno u električne signale. Senzori se još nazivaju i pretvaračima. Pretvarač je uređaj koji pretvara signal jedne fizičke veličine u odgovarajući signal druge fizičke veličine. Konačni izbor senzora ili pretvarača zavisi od veličine koja se mjeri, potrebne preciznosti, osetljivosti, cjene, veličine i načina upotrebe. Prilikom projektovanja sistema izbor senzora je veoma bitan. Maksimalna tačnost cjelog sistema zavisi od tačnosti pojedinih senzora. Generalno se može reći da se svaki senzor sastoji iz više osnovnih elemenata ili modula: Modul za detektovanje: prima signal iz mjerene sredine (kao što su pritisak, temperatura, zračenje, magnetno polje itd.) i na osnovu njih generiše izlazni signal koji zavisi od izmjerene vrjednosti.

Transcript of Univerzitet u Zenici · Web viewSenzori detektuju veličine koje se mjere i konvertiraju ih u neku...

Page 1: Univerzitet u Zenici · Web viewSenzori detektuju veličine koje se mjere i konvertiraju ih u neku prihvatljivu formu, generalno u električne signale. Senzori se još nazivaju i

Kremenjaš Ivan

Senzori

RezimeU ovom seminarskom radu ću vam govoriti o senzorima,njihovoj podjeli kao i načinu na koji rade.Da bih vam pojasnio značaj senzora dat ću prikazati nekoliko senzora u svakodnevnom životu. Senzor je uređaj koji mjeri fizikalnu veličinu (npr. temperaturu, vlažnost zraka, broj obrtaja motora i sl.) i pretvara je u signal pogodniji za dalju obradu,najčešće je to električni signal. Podjela senzora je veoma opširna i iz tog razloga neću moći objasniti svaki senzor detaljno nego ću ih objasniti više u općem smislu.

1. UvodMožemo reći da u modernom tehnološkom procesu, senzori igraju veoma važnu ulogu. Zadatak senzora je da skuplja različite informacije vezane za pojedine procese. Mogu da se koriste prije ili u toku i posle određenih procesa.

Senzori detektuju veličine koje se mjere i konvertiraju ih u neku prihvatljivu formu, generalno u električne signale. Senzori se još nazivaju i pretvaračima. Pretvarač je uređaj koji pretvara signal jedne fizičke veličine u odgovarajući signal druge fizičke veličine.

Konačni izbor senzora ili pretvarača zavisi od veličine koja se mjeri, potrebne preciznosti, osetljivosti, cjene, veličine i načina upotrebe. Prilikom projektovanja sistema izbor senzora je veoma bitan. Maksimalna tačnost cjelog sistema zavisi od tačnosti pojedinih senzora.

Generalno se može reći da se svaki senzor sastoji iz više osnovnih elemenata ili modula:

Modul za detektovanje: prima signal iz mjerene sredine (kao što su pritisak, temperatura, zračenje, magnetno polje itd.) i na osnovu njih generiše izlazni signal koji zavisi od izmjerene vrjednosti.

Modul za konverziju: konvertuje signal koji dobijamo na izlazu modula za detekciju u odgovarajući signal drugog oblika. Ovaj modul se često naziva i pretvarački modul. Često se pretvaranje ulaznog signala odvija u više stepeni pretvorbe.

Modul za obradu: vrši uobličavanje signala. Uglavnom su signali koji se dobijaju suviše mali pa ih je potrebno uobličiti i pojačati. Ovaj modul prima mali ulazni signal i generiše mnogo veći izlazni signal.

Modul za prijenos podataka: prenosi signal od mjesta na kome se vrši mjerenje do mjesta gde će rezultati mjerenja biti prikazani.

Modul za prikaz podataka: daje informaciju o mjerenim veličinama u formi koja će biti prepoznata od strane korisnika. Ovaj modul može biti jednostavna kazaljka koja skreće u zavisnosti od izmerene veličine ili neki komplikovaniji uređej koji će obuhvatiti odgovarajući displej ili PC.[1]

Page 2: Univerzitet u Zenici · Web viewSenzori detektuju veličine koje se mjere i konvertiraju ih u neku prihvatljivu formu, generalno u električne signale. Senzori se još nazivaju i

2. Klasifikacija senzora[2]

2.1. Klasifikacija prema mjernoj veličini Senzori prema mjernoj veličini se djele na:toplotne, mehaničke,kinematičke,geometrijske,radijacijske,vremenske,električne,hemijske i fizikalne

Toplotni se koriste za mjerenje temperature, toplotnog kapaciteta, entalpije, toplote izgarnja

Mehanički se koriste za mjerenje sile i momenta, pritiska, vakuuma, mehaničkog naprezanja.

Kinematički se koriste za mjerenje linearnog i ugaonog ubrzanja i brzine, protoka. Geometrijski se koriste za mjerenje položaja (koordinata) tijela razmjere, nivoa. Radijacijski se koriste za mierenje intenziteta toplotnog, nuklearnog, akustičnog i

elektromagnetnog zračenja, boje, parametara talasnog procesa. Vremenski se koriste za mjerenje vremenskog perioda i frekvencije. Električni se koriste za mjerenje elektromotorne sile, struje, otpora, induktivnosti,

kapaciteta, provodnosti Kemijski senzori se koriste za mjernje hemijskog sastava. Fizikalni senzori se koriste za mjernje mase, gustine, vlažnosti, tvrdoće, plastičnosti,

hrapavosti

2.2. Klasifikacija senzora prema principu rada 2.2.1. Aktivni i pasivni:

Aktivni – energiju neophodnu za mjerenje aktivni senzor uzima iz procesa čija se veličina mjeriAktivni senzori mogu biti:

Indukcioni Elektromagnetni Elektrodinamički Piezoelektrični Piroelektrični Termoelektrični Fotoelektrični. .

U pasivnim pretvaračima neelektrične veličine utiču na promjenu neke električne karakteristike; kapaciteta, otpora ili induktiviteta. Pasivni senzori mogu biti:

Induktivne Otporničke Kapacitivne.

Page 3: Univerzitet u Zenici · Web viewSenzori detektuju veličine koje se mjere i konvertiraju ih u neku prihvatljivu formu, generalno u električne signale. Senzori se još nazivaju i

2.2.2. Kemijski senzoriKemijski senzori rade na principu: polarizacija jona, kombinovanja hemijskih i električnih metoda, promjena impedance u zavisnosti od hemijskog sastava. Kemijski senzori mogu biti:

Polarizacioni Hemijsko-električni Impedantni.

2.2.3. Optoelektronski senzoriOptoelektronski dovode do pojave struja u poluprovodnicima koja djeluje na spontanu ili stimulisanu emisiju svjetlosti (svjetleća ili laserska dioda). Kvanti svijetlosti mijenjaju gustinu nosilaca naboja u poluprovodniku (fotootpor), otpor p-n prelaza (fotodioda) ili otpor zapornog sloja metal –poluprovodnik (fotoelement)

Optoelektronski senzori mogu biti: Predajnici Prijemnici sa vanjskim fotoefektom Prijemnici sa unutrašnjim fotoefektom

2.3. Klasifikacija senzora prema gabaritimaPrema gabaritima senzori se djele na sljedeće vrste:

Normalni-Standardna izvedba

Malogabaritni-Za primjenu u prostorno ograničenim sistemima

Minijaturne-Koriste samo za specijalne izvedbe

2.4. Klasifikacija senzora po prirodi izlazne veličine Mehanički čiji je izlazni signal je sila ili pomak Vremenski čiji je izlazni signal vremenski ili frekventni kod Električni čiji se izlazni signali mjerene veličine odražavaju kroz promjenu R, L, C

parametara izlaza, pa se zovu i parametarski. Ukoliko se na izlazu se generira električnii signal t o su generatorski iliaktivni senzori.

2.5. Klasifikacija senzora prema uslovima rada Stacionarni koji su fiksirani na jednom mjestu i Prenosivi koji se mogu pomjerati na razna mjesta 2.6. Klasifikacija prema načinu upotrebe Operativni koji služe za neposredno davanje informacija Pomoćni za dobivnje pomoćnih informacija.

2.7. Klasifikacija prema unutrašnjoj strukturi Direktni kojima se vrši od ulaza do izlaza direktan prijenos (konverzioni lanac)

Page 4: Univerzitet u Zenici · Web viewSenzori detektuju veličine koje se mjere i konvertiraju ih u neku prihvatljivu formu, generalno u električne signale. Senzori se još nazivaju i

Kompenzacioni sa negativnom povratnom spregom po izlaznoj veličini.

2.8. Klasifikacija prema pouzdanosti u eksploataciji Pouzdani koji imaju mali intenzitet otkaza i malo vrijeme obnavljanja malo. Nepouzdani

3. Fizikalni pricipi rada senzora

Senzori rade na osnovu njihove interakcije sa procesom i to tako što reagiraju na stanja, a reakciju transformiraju u izlazni signal. Postoji veliki broj fizikalnih pojava i efekata, načina transformacije svojstava procesa kao i metoda konverzije energije koji se mogu primijeniti pri gradnji senzora. Nosilac informacije je masa ili energija. Mjerenje neelektričnih signala počinje pretvaranjem u električni pa se onda obavlja procesiranje. Važnost imaju fizikalni efekti koji omogućavaju takvu konverziju. Za neelektrično-električno pretvaranje potrebna je energija iz domena mjernog signala ili van njega.

4. Dijelovi mjernog pretvarača

Većina mjernih pretvarača sastoji se od tri osnovna dijela:izvor informacija ili senzor,mjernog sistema ili adaptera i podsistema za predstavljanje informacija ili displeja.

SENZOR ADAPTER DISPLEJ

Slika 1. Dijelovi mjernog pretvarača [2]

Dio označen kao senzor često se još naziva primarni element.Ovaj dio koristi energiju posebnog izvora ,u cilju stvaranja veličine koja predstavlja izmjerenu vrijednost.U sekundarnom elementu ili adapteru vrši se obrada signala iz primarnog elementa.Podsistem za predstavljanje informacija,displej ili izlazni element je dio mjernog pretvarača koji na razne načine iznosi rezultate mjerenja.

Page 5: Univerzitet u Zenici · Web viewSenzori detektuju veličine koje se mjere i konvertiraju ih u neku prihvatljivu formu, generalno u električne signale. Senzori se još nazivaju i

5. Vrste senzora [3]

5.1. Magnetno električni senzori

Za pretvaranje neelektrične mjerne veličine u električnu koristi se princip elektromagnetne indukcije. Ovi senzori rade na samouzbudnom principu.

Magnetno električni senzori se dijele na:

elektrodinamičke ili senzore sa relativnim pomjeranjem provodnika elektromagnetne ili senzore sa promjenljivim magnetnim otporom.

5.1.1. Elektrodinamički senzori

Princip rada elektrodinamičkog senzora zasniva se na elektrodinamičkoj indukciji. U provodniku koji se kreće određenom brzinom v i presijeca silnice stalnog magnetnog polja indukuje se napon:

gdje su: N-broj zavoja l-dužina jednog navoja B-magnetna indukcija v-brzina kretanja kalema

Kako je promjena napona proporcionalna prvom izvodu pomjeranja tj. brzini ova grupa senzora se koristi za detekciju brzine. Kada pokretni dio senzora miruje izlaz je jednak nuli. Brzina kretanja kalema može biti linearna

ili ugaona

Ako je brzina kretanja kalema linearna pomoću njega se može mjeriti put

i ubrzanje

Ako je brzina kretanja kalema ugaona onda se pomoću nje može odrediti broj obrtaja

i ugaono ubrzanje

Page 6: Univerzitet u Zenici · Web viewSenzori detektuju veličine koje se mjere i konvertiraju ih u neku prihvatljivu formu, generalno u električne signale. Senzori se još nazivaju i

.

Kalem umjesto pravolinijskog kretanja vrši rotaciju između polova magneta. Indukovana elektromotorna sila je u tom slučaju:

gdje je: r-poluprečnik kalema ϕ -ugao zakretanja

Napon indukovan na ovaj način direktno zavisi od brzine okretanja motora. Indukcioni senzori su u suštini generatori. Zbog svojih izvanrerdnih detekcija vibracija primjenjuju se u alarmnim sistemima.

Slika 2. Indukcioni senzori: a) sa pokretnim kalemom, b) sa pokretnim magnetom, c) za detekciju ugaone brzine [2]

5.1.2. Elektromagnetni senzori

Elektromagnetni senzori rade na bezkontaktnom principu. Induktivnost se mijenja u zavisnosti od promjene vazdušnog zazora između jezgra (jarma) i pokretnog dijela od feromagnetika (kotve). Prosti induktivni senzor ima jaram u obliku slova U ili E. Kada se kotva približi jarmu, zazor se smanji a induktivnost raste. Prednost ovakvih mjerenja je što masa senzora i opreme ne utiče na rezultate mjerenja. Osjetljivost senzora zavisi od udaljenosti pokretnog elementa.

Page 7: Univerzitet u Zenici · Web viewSenzori detektuju veličine koje se mjere i konvertiraju ih u neku prihvatljivu formu, generalno u električne signale. Senzori se još nazivaju i

5.2. Piezoelektrični senzorZa rad piezoelektričnih senzora iskorišten je princip piezoelektričnog efekta. Piezoelektrični efekat otkrili su braća Kiri. Oni su primijetili da izvjesni dielektrični materijal monokristalne strukture kada se mehanički napreže razvija električni potencijal.

Ako se na materijal koji ima ove osobine djeluje silom F kristalna rešetka će se deformisati. Usljed deformacije rešetke javiće se piezoelektricitet, čiji napon se mjeri na elektrodama postavljenim na površine kristala. Količina elektriciteta zavisi od sile kojm se rešetka deformiše.

gdje je:

F- sila deformisanjad-konstanta dielektrika

Napon između elektroda:

U = g pl=d/pl

Vrijednosti g i d su karakteristike kristala. Najpoznatiji prirodni piezomaterijal je kvarc. Piezoelektrični senzori se koriste za mjerenje mehaničkih vibracija i zovu se piezoelektrični akcelerometri.

Slika 3. Prosti piezoelektrični senzor:a) traka, b) disk, c) cilindar, d) uzdužni segment cilindar [2]

5.3. Fotoelektrični senzori Osnov rada ovih senzora zasniva se na promjeni parametara optičkog signala sa promjenom mjerene fizikalne veličine tj. prvenstveno se bazira na fizičkoj pojavi fotoelektričnog efekta. Fotoelektrični efekat može biti unutrašnji i vanjski.

Vanjski fotoelektrični efekat karakteriše se time što djelovanjem svjetlosti na neke provodnike ili poluprovodnike dolazi do emitovanja elektrona. Fotokatoda ovih senzora prekrivena je slojem fotoemisionog materijala, čiji elektroni imaju mali izlazni rad. Kada se fotokatoda osvijetli monohromatskom svjetlošću talasne dužine apsorbovani foton predaje elektronu dovoljno energije da savlada energetsku barijeru i sasvim napusti materijal. Pomoću vanjskog izvora fotoelektroni se dalje ubrzavaju između anode i katode i sakupljaju na anodi. Registrujuća fotostruja registruje se direktno ili kao pad napona

Page 8: Univerzitet u Zenici · Web viewSenzori detektuju veličine koje se mjere i konvertiraju ih u neku prihvatljivu formu, generalno u električne signale. Senzori se još nazivaju i

na opteretnom otporu. Fotoni svjetlosti manje talasne dužine imaju veću energiju pa je pojava fotoemisije vjerovatnija. Zato se fotoelektrode prave od fotoemisionih materijala osjetljivih na vidljivu ili infracrvenu svjetlost. Ukoliko se pod djelovanjem svjetlosti na odgovarajuće materijale oslobađaju elektroni u unutršanjosti materijala, onda je to unutrašnji fotoelektrični efekat. Efekat se sastoji u promjeni električnog otpora materijala na koji pada svjetlost. Nedostatak im je relativno velika vremenska konstanta T>50ms.

Slika 4. Fotoelektrični senzor[4]

5.4. Termoelektrični senzori Mjerenje temperature zasniva se na termoelekreičnom efektu. Princip je sljedeći: spoje se dvije žice,napravljene od različitih materijala koji su elektroprovodnici. Jedan čvor npr. čvor (2) se grije na temperaturu T2, a drugi je na temperaturi T1.

Kada su krajevi provodnika na različitim temperaturama T2>T1 između njih nastaje toplotni tok od toplijeg prema hladnijem kraju. Prijenos toplote je, prema tumačenju kvantne teorije, usko povezan sa kretanjem slobodnih elektrona. Njihova koncetracija i pripadni potencijal neravnomjerno su raspoređeni duž provodnika, pa se javlja struja. Istovremeno se javlja i struja zbog temperaturnog gradijenta. Kako nije zatvoreno nikakvo vanjsko električno kolo, ukupna struja kroz provodnik je nula. Napon koji nastaje kao rezultat temperaturne razlike T2-T1 između krajeva posmatranog provodnika naziva se termoelektrični napon.

Termopar ili termoelement je najčešće upotrebljavani temperaturni senzor. Termopar se sastoji od dvije žice od različitih metala ili legura, spojene na jednom kraju. Princip rada termopara se zasniva na termoelektričnom efektu.

Page 9: Univerzitet u Zenici · Web viewSenzori detektuju veličine koje se mjere i konvertiraju ih u neku prihvatljivu formu, generalno u električne signale. Senzori se još nazivaju i

Slika 5. Termopar

5.5. Induktivni senzori [3]

Ova grupa elektromagnetnih senzora radi na principu promjene magnetnog otpora. Najčešće se koriste senzori kod kojih se promjena magnetnog otpora ostvaruje promjenom veličine zračnog zazora ili promjenom magnetne permeabilnosti tj. propustljivosti željeznog jezgra μ. Prednost korištenja induktivnog senzora ogleda se u njegovoj neosjetljivosti na vodu, ulje, prljavštinu, ne metalne dijeleove, boju predmeta ili hrapavost površine predmeta koji treba da detektuje, kao i u otpornosti na udarce i vibracije.

Prednosti:

male dimenzije, visoka preciznost pri ponavljaju, raznovrsni spojni oblici, dobra otpornost na interferenciju, raznovrsni spoini oblici, široki naponski opseg, nepropusni za prašinu, vodu, ulje, otporni na vibracije, zaštićeni od kratkog spoja i krivog spajanja, bezkontaktni princip (nema habanja-dug vijek trajanja)

Nedostaci:

senzor nije pogodan za mjerenje protoka kod tekućina niske provodljivosti poput čiste vode,  senzor sporo reagira na promjenu temperature, zato nije prikladan za mjerenje kod tekućina kojima se temperatura mijenja brzo, detektira samo metalne predmete

Page 10: Univerzitet u Zenici · Web viewSenzori detektuju veličine koje se mjere i konvertiraju ih u neku prihvatljivu formu, generalno u električne signale. Senzori se još nazivaju i

Slika 6. Senzor metala

5.6. Kapacitivni senzori

Kapacitivni senzori se nalaze u upotrebi od tridesetih godina 20.veka. Ovi senzori realizovani u cevnoj tehnici imaju niz tehničkih nedostataka u odnosu na današnje. Opseg osetljivosti jako mali, senzori nisu imali temperaturnu kompenzaciju i bili su jako ne stabilni u svom radu. Stalni razvoj doveo je 1997.godine do proizvodnje kapacitivnih senzora sa mikrokontrolerom koji se automatski podešavaju prema vrsti sirovine čiji nivo mere i koji naravno automatski kompenzuju uticaj temperature proizvoda i temperature ambijenta.  Dvije metalne ploče između kojih se nalazi dielektrični (izolacioni) mateijal grade kondenzator kapaciteta:

C=ε 0 εrSd

Ukoliko se na S, d ili  ε utiče nekom nelektričnom veličinom, tada kapacitet C zavisi od te veličine, pa se na taj način dobija kapacitivni senzor. Već prema tome utiče li se na S,d ili ε postoje razne konstrucije kapacitivnih senzora. Za sve njih je zajedničko da spadaju u pasivne senzore.Dobre osobine kapacitivnih senzora su: jednostavnost, preglednost, visoka osetljivost, stvarna upotrebljivost (kako za praćenje stacionarnih tako i za praćenje brzo promenljivih veličina), primena i kod viših temperatura. Loša osobina kapacitivnih senzora je njihov veliki unutrašnji otpor, koji zahteva još veći ulazni otpor mernog elektronskog bloka.  Vrste kapacitivnih senzora su:

Senzori sa promjenljivim rastojanjem kondenzatorskih ploča Diferencijalni pretvarač Pretvarači sa obrtnom elektrodom Pretvarač sa ugaonim preklapanjem Pretvarač sa promjenom dielektrikuma

Page 11: Univerzitet u Zenici · Web viewSenzori detektuju veličine koje se mjere i konvertiraju ih u neku prihvatljivu formu, generalno u električne signale. Senzori se još nazivaju i

Slika 7. Kapacitivni senzor

Dobre osobine kapacitivnih senzora su: jednostavnost, preglednost, visoka osetljivost, stvarna upotrebljivost (kako za praćenje stacionarnih tako i za praćenje brzo promenljivih veličina), primena i kod viših temperatura.

Loša osobina kapacitivnih senzora je njihov veliki unutrašnji otpor, koji zahteva još veći ulazni otpor mernog elektronskog bloka. 

5.7. Otpornički senzori

U grupu otporničkih mjernih pretvarača spadaju mjerne trake koje se koriste za mjerenje deformacija. Mjerne trake su jedan od najčešćie korištenih mjernih pretvarača. Mjerna traka je kao otpornički pretvarač jeftina, neznatne je krutosti male dužine. Može se koristiti za mjerenja statički i dinamički opterećenih konstrukcija.

5.7.1. Mjerne trake

Slika 8. Mjerne trake

Page 12: Univerzitet u Zenici · Web viewSenzori detektuju veličine koje se mjere i konvertiraju ih u neku prihvatljivu formu, generalno u električne signale. Senzori se još nazivaju i

Mjerna traka se sastoji od žice savijene nekoliko puta a zatim zalijepljene posebnim ljepilom na njen noseći element koji može biti napravljen od papira, sintetičke mase, metalne folije i slično. Savijena žica se preko nosećeg elementa lijepi na konstrukciju koja je izložena djelovanju opterećenja usljed čega se deformiše.

Dio mjerne trake na koji je postavljena mjerna mrežica zove se noseći element. Materijal nosećeg elementa mora biti takav da prenosi deformacije sa konstrukcije na traku. Žica mjerne trake može biti različito uvijena i postavljena na noseći element.

Mjerne trake mogu biti izrđene u obliku rozete. Rozete se koriste za mjerenje lokalnih dilatacija u više pravaca. Mjerne trake se još koriste i kao pretvarači za mjerenje sile, pritiska, obrtnog momenta, ubrzanja i sl.

Veličina mjerne trake nije određena i zavisi od namjene. Najčešće su u upoterbi mjerne trake dužine (0¸5÷50) mm i širine (1÷15) mm, a električni otpor se kreće od 50 do 1000Nm.

Oblik mjerne trake zavisi od funkcije koju traka treba da ima.

5.7.1.1. Uticaj temperature

Uticaj temperature na mjernu traku se ogleda u promjeni otpora žice mjerne trake i razlici deformacija materijala mjerne trake i materijala konstrukcije na koju je mjerna traka zalijepljena.

5.7.1.2. Karakteristike i materijal mjerne trake

Zahtjevi koje mjerna traka mora da ispuni:

• promjena električnog otpora po jedinici dužine mora biti relativno velika i veliki koeficijent osjetljivosti; Mjerna tehnika 145

• veliki specifični otpor kako bi se relativno malom dužinom žice dobio pretvarač velike otpornosti;

• dužina žice u odnosu na poprečni presjek treba da bude što veća kako bi sila po jedinici površine poprečnog presjeka bila što manja. Ovaj zahtjev se može ispuniti i sa žicom čiji prečnik ne prelazi 0,025 mm;

• temperaturni koeficijent žice treba da bude što manji, kako bi se što lakše izbjegli uticaji promjene okolne temperature na otpornost pretvarača, pa se problem prevazilazi korištenjem kompenzacionih traka:

• izvodi mjerne trake treba da se lako leme sa bakrom i da spoju daju minimalnu termoelektromotornu silu;

• mjerna traka treba da bude jednako osjetljiva pri mjerenju naprezanja u obadva smjera;

• mjerna traka treba da ima što manji histerezis.

Page 13: Univerzitet u Zenici · Web viewSenzori detektuju veličine koje se mjere i konvertiraju ih u neku prihvatljivu formu, generalno u električne signale. Senzori se još nazivaju i

5.7.1.3. Ljepila i uslovi rada mjernih traka

Za konstrukciju čije se dilatacije mjere, mjerna traka se pričvršćuje pomoću ljepila. Od kvaliteta i osobina ljepila zavisi ispravno prenošenje dilatacija sa konstrukcije na mjernu traku. Zato ljepila moraju ispunjavati sjedeće uslove:

• osigurati dobro prijanjanje između konstrukcije i nosećeg elementa trake; • ne smiju imati osobine puzanja što bi dovelo do histerezisa; • trebaju biti otporna prema uticaju vlage; • između ljepila i žice mjerne trake ne smije doći do hemijske reakcije.

Ljepila se prave na bazi sintetičkih smola ili na bazi celuloze.

Kvalitet mjerenja zavisi od postupka ljepljenja trake na konstrukciju koja se ispituje. Mjerno mjesto na konstrukciji, na koje će se lijepiti traka predhodno se treba dobro izbrusiti tako da površina bude glatka i sjajna. Zatim se ta površina očisti hemijskim sredstvom od mehaničkih nečistoća i masnoća.

Mjerna traka se zalijepi na mjerno mjesto na kom su tačno određeni pravci (uzdužni i poprečni). Traka se pritisne sve dok se ljepilo ne osuši. Nakon toga se zaleme izvodi trake sa izvodima kablova kojima se mjerno mjesto povezuje sa uređajem. Zaštitni kit se stavlja preko mjerne trake u slučaju kada se mjerenja izvode u vlažnoj ili zaprljanoj sredini

5.7.2. Potenciometarski senzor

Njihov rad se temelji na promjeni otpora usljed promjene kliznog kontakta. Omski otpor se mijenja sa promjenom dužine provodnika. Nedostatak ove vrste senzora je kontaktna tačka između klizača i otporničke žice. Primijenjuju se za mjerenje otpora senzora na bliskim rastojanjima. Senzor u ovom slučaju ima oblik potenciometra tj. otpornika sa klizačem i pogodan je za mjerenje mehaničkih veličina.

5.7.3. Otpornički termometri

Rad ove vrste pretvarača bazira se na činjenici da se električni otpor čistih metala i legura povećava sa povećanjem temperature. Takvi materijali imaju pozitivan temperaturni koeficijent. Veza između otpora i temperaturre je linearna i može se pokazati izrazom:

R = R [ 1+α(T2 –T1) = R (1+αΔT)

Najčešće korišten otpornički termometar je od čiste platine jer se može koristiti u temperaturnom području od -182,7°C do 630,5°C. Termootpornički senzor je pasivan i kroz njega mora prolaziti neka struja da bi se dobio napon koji se može mjeriti. Međutim, prolaskom struje kroz termootpornik nastaje Džulova toplota koja ga dodatno zagrijava. Ovaj najveći nedostatak termootporničkih senzora ispoljava se kod platinastog kao sistemska greška.

Page 14: Univerzitet u Zenici · Web viewSenzori detektuju veličine koje se mjere i konvertiraju ih u neku prihvatljivu formu, generalno u električne signale. Senzori se još nazivaju i

5.7.4. Termistori

Termistor je osjetljivi otpornik, koji se pravi od čistog germanijuma, oksida metala hroma, kobalta, željeza, nikla i drugih. Termistori imaju otpore većeg iznosa u odnosu na otpore metala za iste temperature. Za većinu termistora otpor opada sa porastom temperature, što znači da je temperaturni koeficijent otpora negativan. Takvi termistori se nazivaju NTC otpornici (Negative Temperature Coefficient). Temperaturni koeficijent termistora može biti i pozitivan, kao što je kod metala. Tada je riječ o PTC-otpornicima(Positive Temperature Coefficient). Imaju najčešće oblik diska, prstena ili cilindra.

Slika 9. Termistori

6. Očitavanje rezultata mjerenja

Može da bude digitalno i analogno. Digitalni senzori proizvode digitalni izlaz (0 ili 1) koji može lako komunicirati izravno s računarom. Međutim, analogni senzori daju analogan izlaz koji se prvo moraju digitalizirati.Digitalizacija se vrši preko A/D konvertora

Slika 10. Digitalno i analogno očitanje rezultata

Page 15: Univerzitet u Zenici · Web viewSenzori detektuju veličine koje se mjere i konvertiraju ih u neku prihvatljivu formu, generalno u električne signale. Senzori se još nazivaju i

7. Upotreba senzora u svakodnevnom zivotu

Senzor ugrađen u kućno ili konobarsko pomagalo na narednoj slici nešto je neuobičajeno. Svaki pritisak prilikom otvaranja pivske ili vinske boce povećava brojčani iznos na pokazivaču za jedan. Korisno za konobare, a i za one koji žele svoje neuobičajene slobodne aktivnosti imati pod kontrolom.

Slika 11. Otvarač za boce sa brojčanikom

Temperaturni senzori

Temperaturni senzori „Bajonet“ serije namijenjeni su za mjerenje temperature do 4000C.U sebi sadrže oprugu koja omogućava trajnim pritiskom sonde što bolji prijeneos toplinske energije a samim tim i informacije.

Slika 12. Temperaturni senzor

Page 16: Univerzitet u Zenici · Web viewSenzori detektuju veličine koje se mjere i konvertiraju ih u neku prihvatljivu formu, generalno u električne signale. Senzori se još nazivaju i

Senzor dima i plina

Moderna kućanstva su nezamisliva bez detektora dima u državam zapadnog regiona je zakonom dato da kućanstvo mora imati aktivne detektore dima i plina i ti se detektori spajaju sa nadležnim institucijama.Osnovna funkcija im je da upozore na opasnost od požara ili mogućeg gušenja plinom.

Slika 13.Detektor plina i dima

Page 17: Univerzitet u Zenici · Web viewSenzori detektuju veličine koje se mjere i konvertiraju ih u neku prihvatljivu formu, generalno u električne signale. Senzori se još nazivaju i

ZključakPrilikom izrade ovog seminarskog rada došo sam do zaključka da gotovo svi uređaji funkcionišu upravo zahvaljujući senzorima. Bilo da se radi o mjerenju nekih veličina, o različitim senzorima unutar automobila, o senzorima koji pokreću uređaje, pa i o senzorima ugrađenim u kućanstvo ili senzori ugrađeni na mjestima na kojim radimo senzori su bitni za rad i obavljanje svih zadatak. Razvijanjem senzora teži se dobiti što manje senzore te da su višefunkcionalni (ostvaruje se ugradjom mikroprocesora). Uz mogućnosti koje se pružaju upotrebom senzora moguće je jeftino i efikasno osmisliti donedavno nezamisliva rješenja.

Page 18: Univerzitet u Zenici · Web viewSenzori detektuju veličine koje se mjere i konvertiraju ih u neku prihvatljivu formu, generalno u električne signale. Senzori se još nazivaju i

Literatura:

1 http://www.otpornik.com/elektronika/senzor/uvod-u-senzore.html

2 http://www.slideshare.net/aminacurovac/sr-mjerne-tehnike-senzori-i-pretvaraci

[3] http://www.scribd.com/doc/59129676/SENZORI-Seminar

[4] http://www.zomel.open.hr/industrijski_proizvodi/senzorika/foto_elektricni_senzori/

[5] http://www.besplatniseminarskiradovi.com/ELEKTRONIKA/InduktivniSenzori.html