Visoka Tehnika kola Strukovnih Studija u Zrenjaninu
SEMINARSKI RAD -SENZORI-
Profesor: Prof. dr Petar V. Vuca
Student: Pua Bojan 09/06-23
Zrenjanin 2008.
2
SadrajUvod3 Senzori linearnog i ugaonog pomeraja..4 Senzori
brzine8 Senzori sile10 Senzori pritiska.12 Zakljuak14
3
UvodPri upravljanju tehnikim sistemima od posebne su vanosti
informacije o promeni osnovnih parametara procesa kao sto su na pr.
temperatura, protok, nivo, pritisak, vreme, poloaj, brzina, vlanost
i drugi. Elementi upravljakih sistema koji imaju zadatak da
registruju (osete) postojanje neke fizike veliine ili prate njeno
odstupanje u toku vremena I da tu informaciju posalju ka
upravljakom sistemu zovu se senzori ili davai. Pored ove osnovne
funkcije oni mogu jos i da mere intenzitet signala (merni elementi)
ili da vre prvo pretvaranje prirode merene fizike veliine . Zahtevi
koje treba da zadovolji sensor, mogu se grupisati u sledece grupe:
tehnika osetljivost, brzina reagovanja, linearnost, raspon merenja,
odsustvo histerezisa, funkcionalnost, pouzdanost, dugovecnost,
neosetljivost na spoljne uticaje, tehnoloski mali gabariti i masa,
jednostavna konstrukcija, niska cena. S obzirom da postoji velika
raznovrsnost procesa i objekata, kao i priroda fizickih velicina
kojima se upravlja, u praksi postoji veoma veliki broj tehnickih
izvodjenja i konsruktivnih resenja ovih elemenata.
4
Senzori linearnog i ugaonog pomerajaZa merenje linearnog i
ugaonog pomeraja najee se koriste mehanike, elektrine i radijacione
metode. Mehanike metode se pomeraju za merenje linearnog pomeraja u
rasponu od 10~(m). Za donji deo opsega koriste se pravolinijske i
kruzne skale (pomino merilmo sa konijusom i mikrometrom), a za
gornji deo opsega metalna traka ili ica. Elektrine metode merenja
pomeraja zasnivaju se na neposrednom otvaranju pomeraju u neki
elektrini parameter. Kao senzorski elementi koriste se kontaktni,
potenciometarski, induktivni, kapacitivni, pijezoelektrini, opfo
elektronski I drugi kod kojih je ulazna veliina osetljiva na
pomeraj.
Slika 1 Potenciometarski sensor polozaja
Potenciometarski sensor polozaja prikazan je na slici 1. Izlazni
napon, koji se dobija izmedju klizaa i srednje take na
potenciometru, jer je u funkciji relativnog polozaja klizaa. x Ri .
l R x x 0.5 l L
Ui=
2 U Ri 2+ R
Gde su L i R duina i otpor potenciometra, sledstveno. U napon na
krajevima potenciometra, x polozaj klizaa potenciometra koji prati
promenu veliine koja se meri, Ui izlazni napon.
5
Kapaticivni sensor ine dve metalne ploe izmedju kojih se nalazi
dielektricni (izolacioni)material.To je ustvari kondenzator, slika
2, ciji je kapacitet. C== o S d
gde su. S~povrina ploa, d~rastojanje imedju ploa,e~relativna
dielektrina konstanta i eo_dielektrina konstanta vakuma. Ako se na
S, d ili e utie nekom neelektrinom veliinom doie do promene
kapaciteta C, tako da se na ovom principu bazira funkcionisanje
senzora.
Slika 2. Ploasti kapacitivni senzor sa fiksnom ploom
Kod ploastog kapacitivnog senzora jedna ploa je fiksna a druga
se pomie slika 2. Kapacitet je odradjen preklapajucom povrsinom na
duzini x.
Slika 3. Diferencijalni kapacitivni sensor sa Slika 4.
Kapacitivni sensor sa promenljivim promenljivim zazorom
dielektrinom
Diferencijalni kapacitivni sensor sa promenljivim zazorom, slika
3., ima tri ploe od kojih se srednja pokree u skladu sa delovanjem
merne veliine. Senzor ine dva kondenzatora ciji su kapaciteti. C1=
o bl bl , C2= o d1 + x d2 x
Kapacitivni sensor sa promenljivim dielektrinom, slika 4.,
sastoji se od dve paralelne elektrode izmedju kojih se nalazi vie
sastojni homogeni dielektrik.
6
On se moe posmatrati kao dva ili vise serijskih vezana
kondenzatora sa razlictim dielektricima tako da je ukupan
kapacitet: C1 C 2 S = o d1 d 2 C= C1 + C 2 + 1 2 Elektrometarski
induktivni sensor se sastoji od jarma (jezgra) i pokretne kotve
(ferognetika). Jaram moze biti u obliku slova U ili E i na njemu se
nalaze namotaji. Kada se kotva priblii jarmu zazor se smanji, a
induktivnost poraste.Pomeraj se na ovaj nacin pretvara u elektrini
signal. Merni opseg ovih senzora krece se u granicama od 0 do
10(mm), tacnost im je+-0,5%, a osetljivost 80(mV)po1(V)
napajanja.
Slika 5. Senzor sa tenzoelementom
Slika 6. Pneumatski sensor
Senzor sa tenzoelementom radi na principu promena otpora
elektrinog provodnika ako je on izloen elestinoj deformaciji, slika
5., ako se primenjuje za merenje pomeraja, onda mu je opseg merenja
mali. Od 0 do 50(um). Tanost mu je do +-0,15% od opsega merenja.
Vek trajanja mu je ogranien zbog naizmenicnih mehanikih optereenja
i rastereenja, i obicno se krece do 3x10 aktiviranja. Pneumatski
sensor pretvara u pomeraj pneumatski signal, slika 6. Promino telo
vezano je za zastavicu koja se pomera u intervalu 0
