Manyetik Sensörler ve Transdüserler Nedir? Elektronik Devreli Manyetik Sensör Tanımı, Kullanım Yerleri

2. Elektronik Devreli Manyetik Sensörler (Yaklaşım Sensörleri)

Bir iletkenin içinden akım geçerse o iletkenin etrafında manyetik bir alan oluşur. Bu manyetik alanın içine metal bir cisim girerse bu bobinin indüktans değeri değişir. Bu indüktans değişimi sensörün içinde bulunan devrenin denge noktasını değiştirir. Sensörün içinde bulunan ölçüm yapan devre sayesinde metalin ne kadar yakın ya da uzak olduğunu tespit edebiliriz.

Yaklaşım sensörleri,daha çok güvenlik amaçlı olarak kullanılmakla birlikte define aramacılığında değerli metallerin bulunmasındada kullanılmaktadırlar.

Hazine Arama Metal Dedektörü

Güvenlik Amaçlı Metal Dedektörü

Kapı Tipi Metal Dedektörü

Sanayide Metal Dedektör Uygulaması

Manyetik Sensörler ve Transdüserler Nedir? Bobinli (Endüktif) Sensör Tanımı, Kullanım Yerleri

MANYETİK SENSÖRLER VE TRANSDÜSERLER

Ortamdaki manyetik değişiklikleri algılayan ve buna bağlı olarak çıkışında gerilim üreten elemanlara manyetik transdüser denir .

Manyetik transdüserlere “Alan Etkili Transdüser” adı da verilir. 

Manyetik transdüserler, endüktif ve yarı iletken olmak üzere iki çeşit elemandan yapılmaktadır. 

Kullanım Alanları

Manyetik transdüserler, aralarında elektriksel bağlantının olmadığı veya sensörle algılanacak cismin birbirini göremediği durumlar da motor ve benzeri cihazların çektikleri akımların ölçülmesinde, hareket eden sistemlerin hızlarının ve hareket yönlerinin tespit edilmesinde, güvenlik ve metal detektörlerinde kullanılır.

Sanayide ise kumanda ve kontrol sistemlerinde, tıp elektroniğinde, fabrikalarda, otomatik kumanda kontrol uygulamalarında, yer değişimlerinin hassas olarak ölçülmesinde kullanılır.

Çeşitleri ve Yapıları

1. Bobinli (Endüktif) Manyetik Sensörler:



Bobin endüktif bir elemandır ve hareketli bir manyetik alan içinde bulunursa bobin uçlarında bir gerilim meydana gelir. Bobin uçlarındaki gerilimin sürekli olması için sürekli değişen bir manyetik alan içinde bulunması yani mıknatısın ya da bobinin sürekli hareket halinde olması gerekir. Hareketin sürekli olmadığı durumlar da bobin pasif olarak kullanılır. Bir bobinin içindeki nüvenin konumuna göre bobinin endüktans değeri değişmektedir. Bu sayede uygulanan gerilime göre bobin uçlarında düşen voltaj değişir. Bu özellliklerden yararlanılarak endüktif transdüserler yapılmaktadır.

2. Elektronik Devreli Manyetik Sensörler (Yaklaşım Sensörleri) için tıklayınız...

3. Alan (Hall) Etkili Transdüserler için tıklayınız...

Termistörler NTC (Negatif Isı Katsayılı Direnç) Nedir? Tanımı, Sembolü, Kullanım Yerleri, Sağlamlık Kontrolü

NTC (Negatif Isı Katsayılı Termistör)

Ortamdaki ısı değişimini algılamamıza yarayan cihazlara ısı veya sıcaklık sensörleri denir. Birçok maddenin elektriksel direnci sıcaklıkla değişmektedir. Sıcaklığa karşı hassas olan maddeler kullanılarak sıcaklık kontrolü ve sıcaklık ölçümü yapılır.

Sıcaklık ile direnci değişen elektronik malzemelere; term (sıcaklık), rezistör (direnç), kelimelerinin birleşimi olan termistör denir. Termistörler genellikle yarı iletken malzemelerden imal edilmektedir.

Termistör yapımında çoğunlukla oksitlenmiş manganez, nikel, bakır veya kobaltın karışımı kullanılır.

Termistörler;

1- PTC (Pozitif Isı Katsayılı Termistör)

2- NTC (Negatif Isı Katsayılı Termistör) 

olmak üzere ikiye ayrılır.

NTC: Negatif ısı katsayılı termistörlerdir. Üzerindeki sıcaklık arttıkça direnci azalır, sıcaklık düştükçe direnci artar.

Kullanım Alanları

NTC’ler - 300°C ile +50°C arasındaki sıcaklıklar da kararlı bir şekilde çalışırlar. NTC’ler 0,1 °C’ye kadar duyarlılıkta olanları vardır. Daha çok elektronik termometrelerde, arabaların radyatörlerin de, amplifikatörlerin çıkış güç katlarında, ısı denetimli havyalarda kullanılırlar. Isıya duyarlı çalışmasını istediğimiz elektronik devre ve buna bağlı çalıştırmak istediğimiz yerlerde kullanabiliriz.

NTC’nin Sağlamlık Testi

NTC’yi avometre uçlarına bağladığınızda avometrede gördüğümüz değer NTC’nin oda sıcaklığındaki direnç değeridir. Daha sonra mum, çakmak, havya veya benzeri bir araç ile ısıttığınızda direnci azalıyor ise NTC sağlamdır. Bunun dışında bir durum gerçekleşiyor ise NTC arızalıdır.

PTC Termistör için tıklayınız...

Termistörler PTC (Pozitif Isı Katsayılı Direnç) Nedir? Tanımı, Sembolü, Kullanım Yerleri, Sağlamlık Kontrolü

PTC (Pozitif Isı Katsayılı Termistör)

Ortamdaki ısı değişimini algılamamıza yarayan cihazlara ısı veya sıcaklık sensörleri denir. Birçok maddenin elektriksel direnci sıcaklıkla değişmektedir. Sıcaklığa karşı hassas olan maddeler kullanılarak sıcaklık kontrolü ve sıcaklık ölçümü yapılır.

Sıcaklık ile direnci değişen elektronik malzemelere; term (sıcaklık), rezistör (direnç), kelimelerinin birleşimi olan termistör denir. Termistörler genellikle yarı iletken malzemelerden imal edilmektedir.

Termistör yapımında çoğunlukla oksitlenmiş manganez, nikel, bakır veya kobaltın karışımı kullanılır.

Termistörler;

1- PTC (Pozitif Isı Katsayılı Termistör)

2- NTC (Negatif Isı Katsayılı Termistör) 

olmak üzere ikiye ayrılır.

PTC: Pozitif ısı katsayılı termistördür. Üzerindeki sıcaklık arttıkça direnci artar, sıcaklık düştükçe direnci azalır.

Kullanım Alanları

PTC’ler - 60 °C ile +150 °C arasındaki sıcaklıklar da kararlı bir şekilde çalışır. PTC'lerin 0,1 °C’ ye kadar duyarlılıkta olanları vardır. Daha çok elektrik motorlarını fazla ısınmaya karşı korumak için tasarlanan devrelerde kullanılır. Ayrıca ısı seviyesini belirli bir değer aralığında tutulması gereken tüm işlemlerde kullanılabilir.

Sağlamlık Testi

PTC’yi avometre uçlarına bağladığınızda avometrede gördüğümüz değer PTC’nin oda sıcaklığındaki direnç değeridir. Daha sonra mum, çakmak, havya veya benzeri bir araç ile ısıttığınızda direnci yükseliyor ise PTC sağlamdır. Bunun dışında bir durum gerçekleşiyor ise PTC arızalıdır.

NTC Termistör içintıklayınız...

Termokupl Nedir? Çalışma Prensibi, Kullanım Alanları ve Sağlamlık Kontrolü

Termokupl ( Isılçift ) :

Termokupl veya ısıl çift, bir tür sıcaklık sensörüdür. Farklı iki iletken malzemeden oluşur. Bu malzemelerin iki ucu birleştirilir ve ısıtılırsa, diğer uçlarda gerilim elde edilir. 1821 yılında Seebeck tarafından bulunmuştur.


Çalışma Prensibi :



Yüksek sıcaklıkların ölçülmesinde termometreler kullanılamaz. Termokupllar eksi -200°'den 2320°C' ye kadar çeşitli sıcaklıklarda yaygın olarak kullanılır.

Termokupullar demir konstantan ve bakır konstantan gibi iki farklı metalin birleşme noktası ısıtıldığında bu iki metal uçları arasında potansiyel bir fark meydana gelmesi prensibine göre çalışır. 

Oluşan potansiyel farkın değeri , iki ayrı metalin ısınma sonucundaki sıcaklık ve soğukluk farkına bağlıdır. İşte oluşan bu potansiyel fark bir milivoltmetre ile ölçülerek  istenilen sıcaklık değerleri ölçülür. Milivoltmetrenin gösterdiği gerilim değerine bağlı olarak sıcaklık değeri ölçülmüş olur.

Kullanım Alanları :

Termokupllar -200 °C ile +2500 °C arasında çalışabildiklerinden endüstride en çok tercih edilen ısı kontrol elemanlarıdır. Yüksek sıcaklıkların ölçülmesinin istenildiği yerlerde, endüstri tesislerindeki yüksek sıcaklıkta çalışan kazanların ısı kontrolünde kullanılırlar.

Sağlamlık Testi :

Termokuplun sağlamlık testi avometre ile yapılır. Avometre milivolt kademesine alınır. Termokuplun uçları avometrenin prop uçlarına tutulur. Termokuplun ucu bir ısı kaynağı ile ısıtılır. Avometrenin ölçtüğü gerilim değerinde değişim olup olmadığı gözlenir. Gerilim değişimi varsa termokupl sağlamdır.

Transdüser ve Sensör Kavramı Nedir? Nerelerde Kullanılır?

Transdüser ve Sensör Kavramı

Günlük hayatımızda ısı, ışık, basınç ses gibi büyüklükler var olup bunların etkilerini duyu organlarımızla algılar, varlıklarından haberdar oluruz. Bu fiziksel büyüklükleri insanlar gibi algılayan ve bu algılama sonucunda gerekli ekipmanları devreye sokan ve çıkartan elemanlar sensörler ile transdüserlerdir.

Sensör: Fiziksel ortam değişikliklerini, ısı, ışık, basınç, ses, vb. algılayan elemanlara denir.

Transdüser: Algıladığı ortam bilgisini elektrik enerjisine çeviren elemanlara denir.

Fiziksel ortamlardaki değişikliklerden dolayı mekanik bir makineyi veya elektronik bir devreyi çalıştırmamız gerektiğinde sensörler ve transdüserleri kullanırız.

Transdüser çeşitlerini şu şekilde sıralayabiliriz:

1- Isı transdüser ve sensörleri
a-) NTC Termistör içintıklayınız...
b-) PTC Termistör için tıklayınız...
c-) Termokupl için tıklayınız...

2- Manyetik transdüser ve sensörler
a-) Bobinli (Endüktif)Manyetik Sensörler için tıklayınız...
b-) Elektronik Devreli Manyetik Sensörler (Yaklaşım Sensörleri) için tıklayınız...
c-) Alan (Hall) Etkili Transdüserler için tıklayınız...

3- Basınç (gerilme) transdüserleri
a-) Kapasitif basınç ölçme sensörleri için tıklayınız...
b-) Strain gage (şekil değişikliği) sensörler için tıklayınız...
c-) Load cell (yük hücresi) basınç sensörleri için tıklayınız...
d-) Piezoelektrik özellikli basınç ölçme sensörleri için tıklayınız...

4- Optik transdüser ve sensörler

a-) Foto Direnç (LDR) için tıklayınız...

b-) Foto Diyot için tıklayınız...

c-) LED Diyot için tıklayınız...

d-) İnfrared Diyot (IR Diyot, Kızıl Ötesi Diyot) için tıklayınız...

e-) Foto Pil (Işık Pili, Güneş Pili) için tıklayınız...

f-) Optokuplör için tıklayınız...

5- Ses transdüser ve sensörleri 

a-) Mikrofon için tıklayınız...
b-) Hoparlör için tıklayınız...

Transdüserlerin bir kısmı pasif elemandır. Pasif elemanın çalışması için dışarıdan elektrik enerjisinin uygulanması gerekir. Foto direnç, kondansatör, mikrofon bunlara bir örnektir. Diğer kısım aktif transdüserler ise ölçülecek büyüklüklerle uyarılırlar. Bunlara dışarıdan bir enerji uygulanmaz. Termoçift, fotovoltaik, piezoelektrik bunlara bir örnektir.

Otomobillerin arka tamponuna yerleştirilen ultrasonik dedektörler aracılığı ile geri manevra sırasında araçla , arkasındaki engel arasındaki mesafe ölçülür. Bu ölçüm, engele yaklaştıkça frekansı yükselen (periyodu kısalan) bip sesleri ile sürücü tarafından algılanır. Engel ile araç arasındaki mesafe 30 cm’ye kadar düştüğünde bip sesi sürekli hale gelir.

Metal dedektörler ise içerisindeki manyetik sensörler vasıtası ile metal cihazları algılayan aygıtlardır. Günümüzde güvenlik amaçlı olarak işyerleri ve özel alanlarda giriş kontrollerinde kullanılmaktadır.

Otomatik açılır kapanır kapılar hareket algılayıcı bir sensöre sahip olarak çalışmaktadır.

Isı, ışık, basınç, ses vb. değişimleri algılayarak çok çeşitli uygulamalar yapılabilir.

Lojik Devrelerde Toplama İşlemi Yapan Entegre Toplayıcı Blok Şeması, Lojik Devresi, Doğruluk Tablosu

Entegre Devre Toplayıcılar

Dört bit paralel toplayıcı devresi lojik kapılarla yapılabildiği gibi, hazır halde lojik entegre olarak da satılmaktadır. Tek yapmamız gereken entegrenin katalog bilgilerinden doğruluk tablosuna bakmak ve entegrenin nasıl çalıştığını öğrenmek.

Entegrenin kataloğunda, bağlantıların nasıl yapılacağı, entegre bacaklarının isimleri ve ne işe yaradıkları, çalışma sıcaklığı, dayanma gerilim ve akımları, çalışma gerilim ve akımları, entegrenin lojik diyagramı, parametreleri, dış görünümü, boyutları, çalışma karakteristikleri gibi birçok bilgi vardır ve bunlar entegrenin çalışması hakkında bizi bilgilendirirler.

Doğruluk tablosu ise entegrenin ne iş yaptığı konusunda fikir verir.

Bir toplayıcı entegresi aslında dört bitlik paralel toplayıcı devresidir, yani içinde dört bitlik paralel toplayıcı devresi barındırmaktadır. Bununla birlikte ek bazı özelliklerde taşıyabilmektedir.

7483 Entegresi

Şeklin solunda entegrenin gerçek görünüşü, sağda ise entegrenin ne iş yaptığını daha iyi anlayabilmek için tasarlanmış temsili bir şekildir. Burada dikkat ederseniz, bacak numaraları sıralı halde gitmemektedir.

NOT: Dijital elektronikte 4 bitlik girişler çok kullanılmaktadır. Bunun geçerli bir sebebi vardır. Bildiğiniz gibi 8 bit 1 bayt yapmaktadır ve 2 adet 4 bit ile 8 bit kolayca elde edilebilir. Yani 2 adet 7483 entegresi kullanarak 8 bitlik paralel toplayıcı elde edebilirsiniz. Ayrıca 4 bitinde ayrı bir önemi vardır. Dijital elektronikte genelde onaltılık sayı sistemi kullanılmaktadır ve her 4 bit, onaltılık sistemde 1 sayıya karşılık gelmektedir. İkilik sayıları sağdan itibaren dörder dörder gruplayıp altlarına onaltılık değerlerini yazarsanız, ikilik sayıyı kolayca onaltılık sayıya çevirmiş olursunuz. Böylece kullanımı zor olan ikilik sayıları daha kısa ve daha kullanışlı hale getirmiş olursunuz.

7483 entegresi doğruluk tablosu

Devre Bağlantı Şeması

Malzeme Listesi

1 x DM74LS83A

5 x 330 ohm direnç

5 x Led

8 x iki konumlu anahtar

5 V DC güç kaynağı

Buradaki devrede sadece çıkışlara led bağlanmıştır. Eğer istersek girişlere de led bağlayarak devremizi daha iyi gözlenebilir hale getirebiliriz ve ayrıca hata yapma riskimizi azaltmış oluruz.