3-Sentsoreak

Download 3-Sentsoreak

Post on 17-Aug-2014

118 views

Category:

Documents

12 download

TRANSCRIPT

EdukiakSarreraAplikazio adibideak Bloke funtzionalak Sailkatzeko irizpideak

SentsoreakIndustri Prozesuen Automatizazioa

Ezaugarri orokorrak Tenperatura-sentsoreak Presio-sentsoreak Maila-sentsoreak Emari-sentsoreak Pisu-sentsoreak Posizio eta desplazamendu sentsoreak Hurbiltasun-sentsoreak Abiadura eta azelerazio sentsoreak2

SarreraInstrumentazio-sistema (Sentsore+Eragingailuak) kontrol-sistema guztietan beharrezkoak Hasiera batean langileak tresna batez (termometro, manometro,) neurtzen zuena orain sentsoreak urrutitik eta seinale elektrikoa lortuz egiten duKontsignak KontrolaKontrolagailua ERAGINGAILUA PROZESUA

Sarrera / Aplikazio adibideakZama-bagoien dosifikazio-sistema automatikoa

SENTSOREA

Sarrerak

Irteerak3 4

Sarrera / Aplikazio adibideakMakina-erreminta baten kontrol-sistema

Sarrera / Aplikazio adibideakPiezen kontaketa (uhal garraiatzaile batean)

Errotazio-abiaduraren neurketa

5

6

Sarrera / Aplikazio adibideakHigadura lineal edo errotazionalaren zentzua definitu

Sarrera / Bloke funtzionalakSentsorea edo transduktorea. Energia mota bat beste energia mota batean (elektrikoa normalean) bihurtzen du. Atalak:Kaptazioa. Magnitude fisikoa magnitude elektrikoa Egokitzapena. Zaratak kendu, irabazpenak, linealizazioak, Irteera. Kontrolagailuaren beharren arabera Bistaratzeko unitatea. Batzuetan Kaptazioa Seinalearen egokitzapena Irteera etapa Elikadura

Tresneriaren gainbegiratzea7

Magnitude fisikoa

Magnitude elektrikoa 8

Sarrera / Sailkatzeko irizpideakNeurtu behar den magnitudeaKokapen lineal edo angeluarra Desplazamendu eta deformazio txikiak Abiadura lineal eta angeluarra Indarra eta parea Presioa Emaria Tenperatura Presentzia edo hurbiltasuna Altuera edo maila

Sarrera / Sailkatzeko irizpideakSistemarekiko elkarreraginaPasiboakErresistiboak Induktiboak Potentziometrikoak Termoerresistiboak

Prozesuarekiko ukipenaUkipen zuzena Ukipen ez zuzena

Irteera-seinale motaAnalogikoak Digitalak Dena ala ezereza

Aktiboak (prozesuaren energia behar dute)Elektromagnetikoak Piezoelektrikoak Termoelektrikoak Fotoelektrikoak9 10

EdukiakSarrera Ezaugarri orokorrakKalibrazioa Parametroak

Ezaugarri orokorrakSENTSORE IDEALA:Berehalako neurketa (atzerapen nulua) Neurtutako magnitudearekiko proportzionala den seinalea, nahiz eta:Anplitudea handia edo txikia izan (asetasunik ez, banda hilik ez) Aldakuntza arina edo geldoa izan Ingurugiroko edozein baldintzapean11

Sentsorearen irteera: y

Tenperatura-sentsoreak Presio-sentsoreak Maila-sentsoreak Emari-sentsoreak Pisu-sentsoreak Posizio eta desplazamendu sentsoreak Hurbiltasun-sentsoreak Abiadura eta azelerazio sentsoreak

y = Kx x

Sentsorearen sarrera: x

12

Ezaugarri orokorrakSENTSORE ERREALA:Atzerapenak Proportzionaltasuna segun eta: anplitudea, sarrera arintasuna, ingurugiroko baldintzak,...

Ezaugarri orokorrak / KalibrazioaKalibrazioa. Neurketa tresna batek ematen dituen balioen eta neurtutako aldagaiaren benetako balioen arteko erlazioa bilatzea helburu duen eragiketa-multzoa. Normalean, sentsorearen neurketa prezisio tresna batek emandakoarekin edo patroi batekin alderatuz egiten da. Kontrol sistemetarako sentsoreak maiz kalibratzen dituzte Kalibrazioaren emaitzak: Tresnaren doikuntza (neurketa zehatzak egin ditzan) Kalibrazio-faktorea, taula edo kurba. Neurketak zuzentzeko Ziurtapena. Neurketak adostutako tolerantziarekin egiten direla ziurtatzeko.Sentsorearen neurketa

y (salida del sensor)

Instrumentazio gailuen ezaugarritze zehatza behar da Zertarako ezagutu behar ditu kontrol-ingeniariak:Merkatuan eskaintzen direnen artean dispositiborik egokiena hautatzeko Kontrol-begiztaren ekintza (dinamikoa eta estatikoa) aurreikusi eta zuzentzeko

Error de no linealidad Error de offset x (entrada al sensor)

13

Balore erreala

14

Ezaugarri orokorrak / KalibrazioaSentsorea ezaugarritzeko parametroak: Ingurugiro baldintza nominaletarako definitzen dira:Kalibrazio-kurba multzoak. Sarrera eta irteeren arteko benetako erlazioa seinale tarte eta lan baldintza ezberdinetan. Fabrikatzaileak ematen ditu Parametro estatikoak (egoera iraunkorra definitzeko) Parametro dinamikoak (egoera iragankorra definitzeko)y (salida del sensor)

Ezaugarri orokorrak / ParametroakParametro estatikoak:Neurketa-eremu edo tarte dinamikoa (balio-tarte detektagarria tolerantzi onargarri batekin) Erresoluzioa (ezberdindu daitekeen alde txikiena) Zehaztasuna (patroiarekin desbideraketa handiena) Errepikagarritasuna (hainbat aldiz balore berdina neurtzean, lortutako alde handiena) Linealtasuna (benetako erantzunaren eta lineal hutsa den erantzunaren arteko desbideraketa maximoa) Sentikortasuna (irteera-aldakuntza sarrera-magnitude unitatearekiko) Zarata (ausazko perturbazioak) Alborapena (sesgo) (tarte osoan neurketari eragiten dion errore konstantea) ...15 16

Sensibilidad = y/x x (entrada al sensor) x0

Ezaugarri orokorrak / ParametroakIrteera

Ezaugarri orokorrak / ParametroakIrteera

Irteera erreala

Tarte dinamikoa

Muga gainekoa Magnitudea

Irteera ideala Zehaztasuna Magnitudea

100 %

120 %

Irteera

Irteera

Errepikagarritasuna

Erresoluzioa18 Magnitudea

Magnitudea 17

Ezaugarri orokorrak / ParametroakIrteera

Ezaugarri orokorrak / ParametroakIrteera

Irteera Erantzun ideala A B C Neurketaren tartea Magnitudea

Zentzu beherakorra D

20 Ez-linealtasuna 10

S=

y xMagnitudea

Zentzu gorakorra

B C

Histeresis

Magnitudea

50 %

100 %

19

20

Ezaugarri orokorrak / ParametroakParametro estatikoak:Histeresia (sarrera zentzu baten edo bestean handitzen denean irteera ezberdina ematen badu) Offset edo zero errorea (karga ezarri barik, zero ez den seinalea ematen duen sentsorea) Banda hila (neurtutako aldagaiaren aldakuntza-tarte honetan irteera ez da aldatzen) Zeroaren gorapena (neurtutako aldagaiaren zeroaren eta neurketa-tartearen azpi-mugaren arteko aldea) Jitoa (denbora-tarte zehatz batetan, ezaugarri baten aldakuntza, tenperatura edo hezetasunak eraginda) Fidagarritasuna (denbora-tarte luze baten, zehaztutako errore-mugen barruan funtzionatzeko probabilitatea)21

Ezaugarri orokorrak / ParametroakParametro dinamikoak. Sentsore gehienek, 1. edo 2. ordenako sistemen dinamika dute (hau da, denbora-konstante bat edo bi). Iragankorraren ezaugarriak:Erantzuteko arintasuna. Sarrera-seinaleari atzerapenik gabe jarraitzeko ahalmena Atzerapen-denbora (irteera %10ean) Haziera-denbora (%10tik %90ra) Egonkortze-denbora (%99) Denbora-konstantea (%63) Maiztasun Erantzuna. Sentikortasunaren eta maiztasunaren arteko erlazioa, sarrera sinu bat denean Egonkortasuna eta jitoak. Sentsorearen irteeraren desbideraketa kanpo-parametro batzuk aldatzen direnean (ingurugiro baldintzak, elikadura,..22

Edukiak

Sarrera Ezaugarri orokorrak Tenperatura-sentsoreak Sailkapena Dilatazio termometroak Erresistentzia aldakordunakTermoerresistentziak (RTD) Termistoreak (PTC, NTC)

Tenperatura-sentsoreak / SailkapenaProzesu industrialetako ohiko aldagaia Sailkapenak:Neurtutako tenperatura-tartearen arabera Prozesu kriogenikoak (< 0 C) Prozesu labeak (>1000 C) Materialaren egoera fisikoaren arabera Likidoa Gasa Solidoa Kaptazio metodoaren arabera Dilatazio-termometroak (beirazkoak, bulbodunak, bimetalikoak) Erresistentzia aldakordun termometroak (termoerresistentziak, termistoreak) Termopareak Pirometroak edo kontaktu gabeko termometroak (optikoak, erradiaziodunak, kolore bitakoak)

Termopareak Pirometroak

Presio-sentsoreak Maila-sentsoreak Emari-sentsoreak Posizio eta desplazamendu sentsoreak Hurbiltasun-sentsoreak Abiadura eta azelerazio sentsoreak23

24

Tenperatura-sentsoreak / SailkapenaSentsore elementua Beirazkoa Bulboduna Bimetalikoa Platinozko erresistentziadun Termistoreak Aplikazio eremua -196C-tik +500C-ra -40C-tik 425C-ra 0C-tik 500C-ra -200C-tik +500C-ra 0C-tik +40C-ra Zehaztasuna %1 %1 %1 %0.2 %0,01 Abantailak Merkea, sinplea Biziraupen luzea Energia-elikadura gabe konpaktoa Prezioa Sendotasuna Sentikortasuna Zehaztasuna Erantzun arina Sentikortasun eta zehaztasun handiak Erantzun arina Tamaina txikia Egonkorra Txikia Erantzun arina Prezio onargarria Ukipenik ez Errepikagarritasun ona Ukipenik ez Errepikagarritasun ona Eragozpenak Hauskorra Neurketa lokala (kontrol automatikorik Balioak gordetzerik ez) Tamaina handikoa Muntaia delikatua Neurketa lokala Neurketa lokala Hauskorra Termoparea baino garestiagoa Berotasuna Ez lineala Aplikazio-tarte mugatua

Tenperatura-sentsoreak / Sailkapena0 -250 1000 2000 3000

termopareak termorresistentziak termistoreak dilatazio termometroak pirometroak

T termopareak J termopareak K termopareak R edo S termopareak W termopareak Pirometro optikoak Erradiazio osodun pirometroak

-200C-tik +250C-ra 0C-tik +750C-ra 0C-tik +1.300C-ra 0C-tik +1.600C-ra 0C-tik +2.800C-ra +50C-tik +6.000C-ra

2% 0.5% 1% 0.5% 1% 0.5%

Korrosioaren eraginpean

+50C-tik +6.000C-ra 0.5%

Garestiak T zehatza kalkulatzen zaila Garestia T zehatza kalkulatzen zaila Erantzuten geldoa25 26

Tenperatura-sentsoreak / SailkapenaAukeratzeko irizpideakErantzun-abiadura: Termistoreak: biluzik, ia aldibereko erantzuna karkasaduna: 0.2-tik 2 s-ra Termoparea: 4-tik 5 s-era Platinozko termoerresistentziak (Pt100): 5-etik 6 s-ra Termopareak eta termoerresistentziak: zenbat eta txikiagoak gero eta erantzun arinagoak T-tarteak: Taulan begiratu Kostua: Termoparea eta termoerresistentzia dira merkeenak Termopareak merkeagoak dira baina neurketa sistema konplexuagoa behar dute Erradiaziodun pirometroak oso garestiak dira Zehaztasuna: Pt100 sentsore komertzialen arteko zehatzena

Tenperatura-sentsoreak / Dilatazio-termometroakBeirazkoak, bulbodunak, bimetalikoak BeirazkoakBeira eta erabilitako likidoaren dilataziokoefizienteen diferentzia bezala adierazten du tenperatura Erabilienak:Merkurioa: (-37 C, 315C) Merkurioa gas geldoarekin (N2): (-37C, 510C) Alcohola: -62C-arte

Zehaztasuna: tartearen 1%

Bulbodunak

T-k fluidoaren espantsio edo kontrakzioa eragiten du, fluidoa gordetzen duen errezintoa deformatzen delarik Deformazioa Bourdon hauspo batek detektatzen du adierazle edo transmisore bati bidaltzen diolarik Tartea: (-40C-tik +425C-ra) Zehaztasuna: %128

27

Tenperatura-sentsoreak / Dilatazio-termometroakBimetalikoakDilatazio-koefieziente ezberdina duten, metalezko lamina bi, ertzetatik ondo lotuta. T-ren ondorioz dilatatzen dira eta deformatzen dira desplazamendu bat emanez. Desplazamenduaren indarra orratz adierazle bat mugitzeko edo kontrol-mekanismo bat aktibatzeko erabiltzen da. Normalean (dena-ezereza) onoff irteera ematen du. Aplikazioak: klimatizaziosistemen termostatoetan, babes-etengailuetan Tartea: 0-tik 500C-ra Zehaztasuna: %1

Tenperatura-sentsoreak / Erresistentzia aldakordunakTermoerresistentziak (RTD), termistoreak (PTC, NTC) TermoerresistentziakRTD (Resistance Temperature Detector) Metale hutsen erresistentzia elektrikoa T-rekin handitu edo txikitzen da (R0 erreferentziazko erresistentzia; tenperatura-koefizientea) Sentikortasun, errepikagarritasun eta egonkortasun onak Giro eroale eta gaiztoetarako altzairuzko funda baten bidez babesten dira Erabilienak platinozkoak dira, korrosioarekiko erresistentziagatik eta tenperatura-tarte handietan erakusten duten linealtasunagatik Pt100 platinozko zunda da. 0 C-tan 100 eko erresistentzia du. Tartea: (platino) -200C-tik +500C-ra Zehaztasuna: %0.2

RT = R0 (1 T )

29

30

Tenperatura-sentsoreak / Erresistentzia aldakordunak

Tenperatura-sentsoreak / Erresistentzia aldakordunakTermistoreak (PTC, NTC)Metalezko erdieroaleak eta zeramikazko materialak erabiltzen dituzte Bere T handitzean erresistentzia elektrikoa aldatzen du Tartea: 0C-tik 40C-ra Zehaztasuna: % 0.01 Ezaugarriak:+ sentikortasuna eta kostua - neurketa-tarte estuak - T-erresistentzia erlazio ez lineala

Motak:PTC (Positive Temperature Coefficient)T batetik aurrera aldakuntza oso handiak Ezlinealtasuna dela eta, atalaseak detektatzeko erabiliak (dena-ezereza)

NTC (Negative Temperature Coefficient)31 32

Termopareak

Tenperatura-sentsoreak / TermopareakMetale ezberdin biren junturak (zirkuitua itxiz) T ezberdinetan daudenean, korronte elektrikoa sortzen dute (Peltier eta Thompson efektuak) Tenperatura-tarte handi baten, f.e.m eta tenperatura arteko erlazioa lineala eta oso egonkorra ageri duten metale-pareak erabiltzen dira. Erabilienak Industrian erabilitako termopare mota multzo bat estandarizatuta dago eta letren bidez ezagutzen dira - T max fusio tenperatura baino txikiagoa - korronteak oso txikia izan behar du - juntura batek erreferentziazko tenperatura finkoa izan behar du + tarte handia, egonkorrak, fidagarriak, erantzun azkarra,...Inconel edo aluminiozko zorroa

Tenperatura-sentsoreak / Termopareak

Termoparearen hariak

Magnesio oxidoa

33

34

Tenperatura-sentsoreak / PirometroakT neurtzen dute objektuarekin kontakturik izan gabe Motak:Optikoak Erradiaziozkoak (banda zabal edo estudunak) Kolore bitakoak

EdukiakSarrera Ezaugarri orokorrak Tenperatura-sentsoreak Presio-sentsoreakLikido-habeak Elementu elastikoak

Aplikazioa:termopareak ezin direnean erabili (tartea, giro gaiztoa) neurtu beharreko gunea mugitzen denan edo atzipen-zailtasunak dituenean objektua oso txikia denean eta ukitzean T aldatzen duenean T fusio-puntuarekiko hurbil dagoenean

Maila-sentsoreak Emari-sentsoreak Pisu-sentsoreak Posizio eta desplazamendu sentsoreak Hurbiltasun-sentsoreak Abiadura eta azelerazio sentsoreak35 36

Presio-sentsoreakLikido-habeak. Presioak tutu baten, likido altueradiferentzia eragiten du Elementu elastikoak. Azalera elastiko baten presioa egiten da, desplazamendu edo deformazio proportzionala eraginez. Deformazioa galgak, LVDT, elementu piezoelektrikoak,... erabiliz neurtzen dira. Erabiltzen diren elementu elastikoak:Hauspoak Bourdon-en tutuak (C, helize edo espiral erakoak) Diafragmak Kapsulak

Presio-sentsoreak / Likido-habeakU erako tutu baten likido-altuera aldearen bidez neurtzen da presioa. Bi neurketa mota: Presio diferentziala. U tutuaren ertz bietako presioa neurtzen da Presio absolutua. Ertz bat itxita eta hutsa eginda duen U tutua erabiltzen da

h=

P Pref

g38

37

Presio-sentsoreak / Elementu elastikoakHauspoak Pareta mehe eta tolestuak dituen elementua. Tolesdurak, mugimendua ardatzaren zentzuan izan dadin egiten da. Soldadurarik gabeko tutu fina, ondulatua, oxidaezinezko altzairuzkoa edo latoizkoa, presioaren eraginez luzatu edo estutu egiten dena; desplazamendu handi samarrak. Biziraupen eta zehaztasun handiagoak lortzeko mugimendua malguki batek kontrarrestatzen du

Presio-sentsoreak / Elementu elastikoakBourdonen tutuak C erakoa Sekzio eliptikodun tutua, eraztun ia osoa eratuz, ertz batetik itxita eta bestea presio-iturri bati konektatua. Tutu barnean presioa handitzean, tutua zuzendu egingo da; mugimendu hori orratz adierazle edo transmisore batek jasoko du. Helize edo espiral erakoa Presioak zehaztasun handiagoz neurtzen ditu, itxitako ertzen mugimendua nabariagoa delako

39

40

Presio-sentsoreak / Elementu elastikoakDiafragmaHauspoaren antzekoa Disko metaliko malgua, azalera lau edo ondulazio zentrokideduna izaten du, disko-planoaren zeharkako zentzuan deformatzeko ahalmena handitzeko Kamara bi bereizten dituzte, bat prozesuari konektatzen zaio eta bestea erreferentzia-presio batiGalgak Erreferentzi azko presioa

EdukiakSarrera Ezaugarri orokorrak Tenperatura-sentsoreak Presio-sentsoreak Maila-sentsoreak Emari-sentsoreak Pisu-sentsoreak Posizio eta desplazamendu sentsoreak Hurbiltasun-sentsoreak Abiadura eta azelerazio sentsoreak42

Kapsula Perimetroan zehar itsatsitako edo soldatutako diafragma bik osatua Kapsula kanpo eta barruko presio-diferentziak diafragma biak ardatzaren zentzuan deforma araziko dituPotentziometro Erreferentzia a zko presioa

Kapsula

Neurtzeko presioa

Neurtzeko presioa41

Maila-sentsoreakFlotagailua. Konexio mekaniko baten bidez likidoazalaren mugimendua biraketa-momentu bihurtzen da Presioen neurketa. Ontziaren hondoan eta likido-azalen presioen arteko aldea neurtuz, altuera ondorioztatzen da ( likido eta tenperaturaren araberakoa da) Zunda kapazitiboa. Likido kopurua txikitzen denean aire gehiago dago eta kapazitatea aldatu egiten da.Flotagailua

Juntura estankoa Ardatza Adierazlea Eskala kalibratua

Maila-sentsoreakUltrasoinuak. Baliagarriak sentsore eta prozesuaren arteko ukipen fisikorik ez izateko. Ultrasoinuak bibrazio mekanikoak dira, beren maiztasuna gizakiok entzun ahal duguna baino handiagoa da (>20 kHz). Objektu baten kontra jotzean, zati bat islatu eta beste zati bat xurgatu egiten da

h=

P Pref

g

d

C=

Ad

43

44

EdukiakSarrera Ezaugarri orokorrak Tenperatura-sentsoreak Presio-sentsoreak Maila-sentsoreak Emari-sentsoreak Pisu-sentsoreak Posizio eta desplazamendu sentsoreak Hurbiltasun-sentsoreak Abiadura eta azelerazio sentsoreak45

Emari-sentsoreakNeurketaren helburuak: kontaketa (ad. gasolina), prozesu kontrola Tutuaren sekzioa ezaguna eta konstantea denean, batez besteko abiadurak emaria ematen digu: Q=vA (beste faktore batzuk: likidoaren biskositatea, dentsitatea eta tutuarekiko marruskadura) Reynolds zenbakia. Grabitatea, likidoaren abiadura eta biskositatea eta tutuaren diametroaren araberako dimentsio gabeko kopurua da. Erregimen laminarra (R3000). Batez besteko abiadura homogeneoa. Sentsorerik ohikoenak presio diferentzial motakoak dira (energia zinetikoa presio aldaketa bihurtzen dute): Diafragmak Venturi tutuak46

Emari-sentsoreak1. Marruskadura gabeko erregimena 2. Erregimen laminarra

Emari-sentsoreakQ(m3 / s) = KA P P2 1

Diafragma Metalezko xafla mehe zulatu batek fluidoaren pasatzea murrizten du, abiadura handituz eta presioa gutxituz. Presioa neurtzen da xaflaren bi aldeetara eta emaria balore horiekin kalkulatu egiten da Venturi tutua Bi sekzio koniko dibergenteen artean sekzio zilindrikoa (eztarria) kokatzen da. Sekzioa gutxitzean, abiadura handitu eta presioa gutxitu egiten da. A eta B puntuetan presioaren galera neurtzen da likido habeen arteko altuerak alderatuz.47 48

3. Erregimen zurrunbilotsua

EdukiakSarrera Ezaugarri orokorrak Tenperatura-sentsoreak Presio-sentsoreak Maila-sentsoreak Emari-sentsoreak Pisu-sentsoreakGalgak Zama-Zelula

Pisu-sentsoreak / GalgakSentsore extensiometrikoak deformazioa neurtzen dute Banda = Galga = Extensiometroa = Galga extensiometrikoa Unitate bateko deformazioa jatorrizko luzerarekiko milioiren bateko luzapen erlatiboaren baliokidea da (positiboa trakzio esfortzuak, negatiboa konpresio esfortzuak) Beste magnitude mekanikoen neurketan garrantzizkoak dira galgak (presioa, indarra, azelerazioa, parea,)... Haridun edo pelikula-erresistibodun galga

Eragin piezoerresistiboa = eroalearen R deformazioaren ondorioz. Oinarrian material elastikoa; honen gainean aleazio eroale batetako geruza metalizatu fin bat botatzen da. Tratamendu fotokimiko bitartez kapa metalizatu zati bat kentzen zaio, inprimaturik geratzen denak zig-zag oso fina eratzen duelarik. Galda objektuari itsasten zaio trakzio edo konpresioz deformatzen delarik haria luzatzen da sekzioa txikituz eta R emanez

Posizio eta desplazamendu sentsoreak Hurbiltasun-sentsoreak Abiadura eta azelerazio sentsoreak49 50

Pisu-sentsoreak / Zama-zelulaZama-zelula. Altzairuzko pieza elastiko bat, galga itsatsiak dituena. Piezaren elastikotasuna ezaguna da eta neurtu beharreko zama jasateko gauza da proportzionaltasun muga gainditu barik.

EdukiakSarrera Ezaugarri orokorrak Tenperatura-sentsoreak Presio-sentsoreak Maila-sentsoreak Emari-sentsoreak Pisu-sentsoreak Posizio eta desplazamendu sentsoreakMekanikoak Optikoak

L AL A1 R K R

Tentsioa =

F A

R=

R

=

L = L

Hurbiltasun-sentsoreak Abiadura eta azelerazio sentsoreakDeformazioa 5152

Posizio eta desplazamendu sentsoreakDesplazamendu, azken finean, posizio aldakuntza baino ez da Sentsore motak:Mekanikoak (Ibilbide amaiera) Optikoak (encoder)Absolutuak Diferentzialak (zehaztasun, erresoluzio eta abiadura handiagoak)

Posizio eta desplazamendu sentsoreak / MekanikoakIbilbide amaierak: sinpleak, txikiak, merkeak Dena-ezereza (on-off) irteera duen sentsore elektromekanikoa. Objektu baten presentzia edo absentzia adierazten du. Objektuarekin kontaktu fisikoa behar du Mekanismo gehigarriak behar dira: bultzagailuak, arrabolak, espekak, etabar Aplikazio adibideak:Zilindro baten zurtoinak zein posizio duen detektatzeko Kotxe baten balazta-argiak pizteko Piezak zenbatzeko

53

54

Posizio eta desplazamendu sentsoreak / Mekanikoak

Posizio eta desplazamendu sentsoreak / OptikoakKodetzaile optikoak (optical encoders edo encoders) linealak edo angeluarrak izan daitezke Irteera digitala erresoluzio finitua beti Argia erabiliz, mugimendua seinale elektriko bihurtzen dute Bi bloke nagusi: saretxoa eta detekzio-sistema Motak:Absolutuak Diferentzialak (zehaztasun, erresoluzio eta abiadura handiagoak)

55

56

Posizio eta desplazamendu sentsoreak / OptikoakabsolutuakKodetzaile absolutuak erregelak edo diskoak izan daitezke, desplazamendu motaren arabera: linealak edo angeluarrak N azalera berdinek osatzen dute (banda edo sektoreak). Kode baten bidez, kokapenari dagokion hitz bitarra itzultzen dute Banda-kopuruak (N) erresoluzioa finkatzen du. Erregelaren kasuan erresoluzioa L/N cm da eta diskoaren kasuan 360/N Pista bakoitzak argi-iturri (LED) bat du eta errezeptorea (fototransistorea).

Posizio eta desplazamendu sentsoreak / Optikoakabsolutuak

57

58

Posizio eta desplazamendu sentsoreak / Optikoakabsolutuak16 posiziodun Encoder absolutu birakorra (4 zulodun maskara) gray kodeaBitarra 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 Gray 0000 0001 0011 0010 0110 0111 0101 0100 1100 1101 1111

Posizio eta desplazamendu sentsoreak / Optikoakabsolutuak Kode bitar naturala: bi egoera jarrairen arteko transizioak, batzuetan, bit bat baino gehiagoren aldakuntza dakar neurketa-gailuak ondo lerrokatuta ez badaude bit-ak ez dira aldi berean aldatzen errore-arriskua: neurketa transizio bitartean egiten bada edo kodetzailea, bi balioen arteko mugako kokapenean geratzen bada Gray kodea: zenbaki jarraien arteko diferentzia bit bakarrekoa daBitarra 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 Gray 0000 0001 0011 0010 0110 0111 0101 0100 1100 1101 1111

3 irteeradun encoder diferentzial birakorra (3 maskara trinko seinaleak sortzeko 3 irekierarekin) A eta B kuadraturan, 90ko desfaseaz 59 (maskara bananduak Np + p)

60

Posizio eta desplazamendu sentsoreak / Optikoakabsolutuak Aplikazioak: kokapen absolutua garrantzizkoa denean, ez da bira askorik ematen, ez da jatorrira itzuli behar

Posizio eta desplazamendu sentsoreak / OptikoakdiferentzialakSektore bakoitzean berdin espaziatutako inpultsoak sortzen dituzte. Inpultsoak kontadore baten gordetzen dira (inkrementadorea-dekrementadorea) kontaketa desplazamenduaren adierazle delarik. Jatorri-puntua neurketatresnan finka edo programa daiteke.

61

62

Posizio eta desplazamendu sentsoreak / OptikoakdiferentzialakIrteera bakarreko inkrementala

Posizio eta desplazamendu sentsoreak / Optikoakdiferentzialak

90ko desfasea duten irteera bidun inkrementala

90ko desfasea duten irteera bidun inkrementala + erreferentzia-seinalea

Lineal inkrementala63 64

Posizio eta desplazamendu sentsoreak / Optikoakdiferentzialak Aplikazioak: posizioaren inkrementoak garrantzia du, buelta asko ematen dira, neurriak erreferentzia baten arabera ematen dira

Posizio eta desplazamendu sentsoreak / Optikoakdiferentzialak

Aplikazio adibidea: sagua

Aplikazio adibidea: abiaduraren neurketa motore batean65 66

Edukiak

Sarrera Ezaugarri orokorrak Tenperatura-sentsoreak Presio-sentsoreak Maila-sentsoreak Emari-sentsoreak Pisu-sentsoreak Posizio eta desplazamendu-sentsoreak Hurbiltasun-sentsoreakInduktiboak Kapazitiboak Fotoelektrikoak

Hurbiltasun-sentsoreakKontakturik gabe hurrengo gauzak egin ditzakete:Objektuen presentzia detektatu Pieza baten kokapena Objektuen kontaketa Errotazio maiztasuna neurtu Objektu baten material mota detektatu Oztopoak detektatu

Motak:Induktiboak Kapazitiboak Fotoelektrikoak

Abiadura eta azelerazio sentsoreak67

68

Hurbiltasun-sentsoreak / InduktiboakZirkuitu oszilakor batek sortutako eremu magnetiko alternoaren aldakuntzaz egiten da neurketa. Zirkuitu oszilakorraren harilkatua sentsorearen alde sentikorra da. Alde sentikorretik hurbil dauden objektu metalikoek osziladorearen irteeran anplitude-aldakuntzak eragiten dituzte (Foucault korronteak), seinalea emanez. Erantzuna ez da objektuaren distantziaren funtzio bakarrik, baizik eta ezaugarri fisikoena (erresistibitatea, permeabilitatea) eta ezaugarri geometrikoena (forma eta dimentsioak) ere. Objektu metalikoak detektatzeko balio dute. Mekanikoki mardula, giro gaiztoetan eta tenperatura handietan lan egin dezake, merkea, zehaztasun txikiko detekzioa (mm hamarrenak)

Hurbiltasun-sentsoreak / InduktiboakAplikazio adibideak: Zinta baten, piezen garraiatzaile metalikoak detektatzeko Abiadura eta errotazio zentzua neurtzeko

69

70

Hurbiltasun-sentsoreak / KapazitiboakRC Osziladorea. Kondentsadoreek alde sentikorra osatzen dute. objektu bat eremu honetan kokatzen denean, zirkuitu erresonantearen kapazitatea aldatzen du, oszilazio-kopurua txikituz, irteera-seinalea emanez. Erantzuna, objektuarekiko distantziaren edo azalera sentikorrerainoko sustantziaren funtzio bezala ematen du, baina dimentsioaren eta dielektrikoaren konstantearen funtzio ere bada on-off detektore bezala erabiltzen dira edo material-motak detektatzeko Errepikagarritasuna ingurugiro-baldintzen araberakoa da Metalezkoak ez diren objektuen kasurako hurbiltasun-sentsore optikoekin lehiatzen dira

Hurbiltasun-sentsoreak / KapazitiboakAplikazioak: objektu isolatzaileen, likidoen edo hautsez zikindutakoen detekzioa, material ezberdinetako objektuen detekzioa, kutxen edukiaren egiaztatzea, likido-mailen behaketa betetze-prozesu bitartean

71

72

Hurbiltasun-sentsoreak / FotoelektrikoakBarrera Barrera: Igorle eta hartzaile separatutadaude. Objekturen bat bien artean dagoenean seinalea sortzen dute. Hurbiltasun: Detektatu beharreko objektuak berak argia islatzen du

EdukiakSarrera Ezaugarri orokorrak Tenperatura-sentsoreak Presio-sentsoreak Maila-sentsoreak Emari-sentsoreak Pisu-sentsoreak Posizio eta desplazamendu-sentsoreak Hurbiltasun-sentsoreak Abiadura eta azelerazio sentsoreak74

Hurbiltasun

Reflex

Reflex: Igorle eta hartzaile elkarrekin daude. Argia sorta mozten denean aktibazioa gertatzen da73

Abiadura eta azelerazio sentsoreak

Abiadura Takometro mekanikoa. Elementu mekanikoekin ardatzaren buelta kopurua detektatzen dute Takometro digitala. Kodetzaile diferentzial baten Azelerazioa inpultsoak zenbatuz abiadura angularra Galgak kalkulatzen du. Azelerazioa: Galgak. Erabil daitezke edozein magnitude neurtzeko, magnitude horren aldakuntza indar Euskarria Masa bat sortzen badu eta indar honek deformazioak 75 eragiten baditu.

Recommended

View more >