Optik Transdüser ve Sensörler - 2 - Foto Diyot Tanımı, Çalışması, Sembolü, Kullanıldığı Yerler

OPTİK TRANSDÜSERLER VE SENSÖRLER

Üzerine düşen ışığa bağlı olarak üstünden geçen akımı değiştiren elemanlara optik eleman denir. Optik transdüserler ışık miktarındaki değişmeleri elektriksel işaretlere dönüştürürler. Bu elemanlar genellikle küçük akımlı elemanlardır. Optik transdüserler genellikle alıcının akımlarını taşımazlar sadece alıcıyı çalıştıran elemanları kumanda ederler.

Çeşitleri:

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

2- Foto Diyot

3- LED Diyot için tıklayınız...

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

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

6- Optokuplör için tıklayınız...


2- Foto Diyot



Foto diyotlar ışık etkisi ile ters yönde iletken olan diyotlardır. Devreye ters olarak bağlanılırlar. Anoduna negatif, katoduna pozitif gerilim uygulanır.

Üzerine ışık düştüğünde iletken olarak katot ucundan anot ucuna doğru akım geçiren elemanlardır. Bu elemanlar devreye ters polarma bağlanır. Işık ile ters yöndeki sızıntı akımlarının artması suretiyle kontrol yapar. Bu kontrol, ışıkla yarı iletkenin kristal yapısındaki bağların bazı noktalarında kopması sonucu elektron ve oyukların hareketiyle doğan akım ile çoğalmasıyla olur.

Foto diyotlarda mercekli kısma gelen ışığa göre katottan (-) anoda (+) doğru akan düşük değerli akım geçirir. Geçen akım, ışığın şiddetine bağlı olarak 100 mA ila 150 mA, gerilim ise 0,14 ila 0,15 volt arasında değişmekte olup çok küçüktür. Foto diyotların çalışma hızı son derece yüksektir (yaklaşık 1 nsn ila 0,2 msn). Bu hızlı davranışları ve boyutlarının küçük olması sayesinde fiber optik kabloyla veri iletiminde kullanılmaktadır.

            Foto diyot sembolü

Kullanım Alanları

Fotodiyotlar, transistör ve tristör tetiklemelerinde, ışık kontrollü devrelerde, alarm devrelerinde, elektronik flaşlarda ışık ölçüm cihazlarında oprtokuplörlerde ve sayıcı devrelerinde kullanılırlar.

Sağlamlık Testi

Avometreyi ohm kademesine getiririz. Foto diyotu avometre uçlarına ters olarak bağladıktan sonra fotodiyotun karanlıkta direncinin yüksek aydınlıkta ise direncinin düşük olduğunu görmemiz gerekir. Aksi durumda fotodiyot bozuktur.

Optik Transdüser ve Sensörler - 1 - Foto Direnç (LDR) Tanımı, Çalışması, Sembolü, Kullanıldığı Yerler

OPTİK TRANSDÜSERLER VE SENSÖRLER

Üzerine düşen ışığa bağlı olarak üstünden geçen akımı değiştiren elemanlara optik eleman denir. Optik transdüserler ışık miktarındaki değişmeleri elektriksel işaretlere dönüştürürler. Bu elemanlar genellikle küçük akımlı elemanlardır. Optik transdüserler genellikle alıcının akımlarını taşımazlar sadece alıcıyı çalıştıran elemanları kumanda ederler.

Çeşitleri:

1- Foto Direnç (LDR)

2- Foto Diyot için tıklayınız...

3- LED Diyot için tıklayınız...

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

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

6- Optokuplör için tıklayınız...

1- Foto Direnç (LDR)

Üzerine ışık düştüğünde direnci azalan, karanlıkta ise direnci artan elemana foto direnç denir.

Foto dirençler LDR (Light Dependent Resistance) olarak adlandırılır. Kalsiyum sülfat ve kadmiyum selenid gibi bazı maddeler üzerlerine düşen ışık ile ters orantılı olarak direnç değişimi gösterir.

Üzerine herhangi bir ışık almadığı sürece LDR’nin direnci çok yüksektir (10 Megaohm). Uygulanan ışık şiddeti arttıkça bu direnç değeri de düşer (75-300 Ohm).

         Foto direnç ve sembolü

Kullanım Alanları

Işığa bağlı olarak kontrol edilmek istenilen tüm devrelerde kullanılabilir. Alarm devrelerinde, sayıcılarda , flaslı fotoğraf makinelerinde park, bahçe ve sokak aydınlatmalarında kullanılır.

Sağlamlık Testi

Avometre ohm kademesine getirilir. LDR aydınlıkta çok küçük bir değer gösterir.Bu değer yaklaşık 100 ohm dur. LDR nin üzeri kapatıldığında avometrenin gösterdiği direnç değeri artacaktır. Aksi durumda LDR bozulmuştur.

Basınç (Gerilme) Transdüserleri Nelerdir? Piezoelektrik Basınç Ölçme Sensörleri

BASINÇ (GERİLME) TRANSDÜSERLERİ

Üzerlerine düşen basınçla orantılı olarak fiziki yapılarında meydana gelen değişimden dolayı basınç seviyesini ya da basınç değişimi seviyesini elektriksel işarete dönüştüren devre elemanlarına denir.

Çeşitleri

Basınç sensörleri, çalışma prensibine göre dört grupta incelenebilir. Bunlar:

1- Kapasitif basınç ölçme sensörleri için tıklayınız...

2- Strain gage (şekil değişikliği) sensörler için tıklayınız...

3- Load cell (yük hücresi) basınç sensörleri için tıklayınız...

4- Piezoelektrik özellikli basınç ölçme sensörleri


4- Piezoelektrik Basınç Ölçme Sensörleri



Basıncın elektrik akımına dönüştürülme yollarından biri de piezoelektrik olayıdır.

Piezoelektrik özellikli algılayıcılarda kuartz (quartz), roşel (rochelle) tuzu, baryum, turmalin gibi kristal yapılı maddeler kullanılır. 

Piezo elektrik transdüserlerin karşılıklı iki yüzeyine basınç uygulandığında diğer iki yüzey arasında küçük bir gerilim üretilir. Bu özellikten faydalanılarak basınç ve titreşim gibi mekanik büyüklüklerin ölçümünde faydalanılır.

Kullanıldığı Yerler

Piezoelektrik basınç ölçme sensörleri basınç ve titreşim ölçümlerinde, elektronik saatlerde ve kristal mikrofonlarda kullanılırlar.

Basınç (Gerilme) Transdüserleri Nelerdir? Load Cell (Yük Hücresi) Basınç Sensörleri

BASINÇ (GERİLME) TRANSDÜSERLERİ

Üzerlerine düşen basınçla orantılı olarak fiziki yapılarında meydana gelen değişimden dolayı basınç seviyesini ya da basınç değişimi seviyesini elektriksel işarete dönüştüren devre elemanlarına denir.

Çeşitleri

Basınç sensörleri, çalışma prensibine göre dört grupta incelenebilir. Bunlar:

1- Kapasitif basınç ölçme sensörleri için tıklayınız...

2- Strain gage (şekil değişikliği) sensörler için tıklayınız...

3- Load cell (yük hücresi) basınç sensörleri

4- Piezoelektrik özellikli basınç ölçme sensörleri için tıklayınız...

3- Load Cell (Yük Hücresi) Basınç Sensörleri

                    Load Cell iç yapısı

Yük hücresi (load cell) daha çok elektronik terazilerin yapımında kullanılan basınç sensörüdür. Asıl çalışma prensibi strain gage gibidir. Yukarıda 4 noktadan ölçme yapan bir yük hücresi görülmektedir. Tek noktadan ya da iki noktadan ölçüm yapanları da bulunmaktadır. A, B, C, D noktalarındaki strain gagelerin dirençleri basınca bağlı olarak değişir. Bu değişim ile orantılı olarak da basınç miktarını tespit edebiliriz.

Bu değişim ile orantılı olarak da basınç miktarını tespit edebiliriz. Load cell'ler kullanım alanlarının gerektirdiği şekilde imal edilirler bu yüzden çok farklı ve çeşitli modelde loadcelle rastlanılır. Günümüzde 50-100 gr dan 1000-2000 tona kadar geniş bir kapasite aralığında load cell imal edilebilmektedir.

Kullanıldığı Yerler

Load Cell (Yük Hücresi) basınç sensörleri, digital tartılarda, kantarlarda sıvı ve gaz basınçlarını ölçmede, kan basıncının ölçümünde vb. alanlarda kullanılır.

Basınç (Gerilme) Transdüserleri Nelerdir? Strain Gauge (Şekil Değişikliği) Sensörler

BASINÇ (GERİLME) TRANSDÜSERLERİ

Üzerlerine düşen basınçla orantılı olarak fiziki yapılarında meydana gelen değişimden dolayı basınç seviyesini ya da basınç değişimi seviyesini elektriksel işarete dönüştüren devre elemanlarına denir.

Çeşitleri

Basınç sensörleri, çalışma prensibine göre dört grupta incelenebilir. Bunlar:

1- Kapasitif basınç ölçme sensörleri için tıklayınız...

2- Strain gage (şekil değişikliği) sensörler

3- Load cell (yük hücresi) basınç sensörleri için tıklayınız...

4- Piezoelektrik özellikli basınç ölçme sensörleri için tıklayınız...

2- Strain Gauge (Şekil Değişikliği) Sensörler

Strain Gage, Edward E. Simmons ve Arthur C. Ruge tarafından 1938 yılında icat edilmiştir. Strain, İngilizce olarak Gerinim anlamına gelmektedir. Strain Gage’lere Türkçe’de Gerinim Ölçerler de denilmektedir.

Gerinim ölçerler yaygın olarak yalıtılmış esnek bir plakadan oluşur. Plakaya destek olması açısından metalik bir folyo ile çevrilmiştir. Ölçüm yapılacak objeye gerinim ölçerler siyanakrilat gibi yapıştırıcılar ile yapıştırılırlar.

                   Strain Gage içyapısı

Üzerindeki basıncın etkisinden dolayı tabakanın esnemesi, iletken şeridin de gerilerek uzamasına sebep olmaktadır. Bu uzama esnasında telin boyu uzayarak kesiti azalacaktır. Bilindiği gibi iletkenlerin kesiti azaldıkça dirençleri artacağından uygulanan kuvvete bağlı olarak iletkenin direncinde de değişme olacaktır. Bu direnç değişimine bağlı olarak uygulanan kuvvetin miktarı tespit edilebilir.

Kullanıldığı Yerler

Strain Gage (Şekil Değişikliği) Sensörleri kuvvet, ağırlık, basınç vb. fiziksel değişkenlerin ölçümlerinde kullanılırlar.

Strain-Gage sensörleri şekil değişikliklerini ölçer ve bu değişikliğe göre direnci de değişim gösterir. Hassas olmasından dolayı pek çok alanda kullanılır. Başlıca kullanım alanları ise şunlardır;

Deplasman ve Pozisyon sensörlerinde

Sağlamlık testlerinde

Esneklik algılamada kullanılmakta.

Dijital Barometreler

Alarm Cihazları

Basınç (Gerilme) Transdüserleri Nelerdir? Kapasitif Basınç Ölçme Sensörleri

BASINÇ (GERİLME) TRANSDÜSERLERİ

Üzerlerine düşen basınçla orantılı olarak fiziki yapılarında meydana gelen değişimden dolayı basınç seviyesini ya da basınç değişimi seviyesini elektriksel işarete dönüştüren devre elemanlarına denir.

Çeşitleri

Basınç sensörleri, çalışma prensibine göre dört grupta incelenebilir. Bunlar:

1- Kapasitif basınç ölçme sensörleri

2- Strain gage (şekil değişikliği) sensörler için tıklayınız...

3- Load cell (yük hücresi) basınç sensörleri için tıklayınız...

4- Piezoelektrik özellikli basınç ölçme sensörleri için tıklayınız...


1. Kapasitif Basınç Ölçme Sensörleri



Kondasatörler bilindiği üzere elektrik enerjisini depolayan elemanlardır. Bu özellikleri kondansatör plakalarının boyutlarına, plakalar arasındaki mesafenin uzaklığına ve iki plaka arasındaki yalıtkan (dielektrik) malzemenin özelliğine bağlıdır. Sonuç olarak kondansatör plakaları birbirinden uzaklaştırılırsa ya da esnetilirse veya iki plaka arasındaki dielektrik malzeme hareket ettirilirse, kondansatörün kapasitesi değişir. Kondansatörün kapasitesi ile beraber alternatif akıma gösterdiği direnç de değişir. İşte bu prensipten hareketle kapasitif basınç sensörleri üretilmiştir.

Plakanın biri sabit diğeri esnektir. Esnek plakaya bir basınç uygulandığında basınçla orantılı olarak kondansatörün kapasitesi ve kapasitif reaktansı (kondansatörün alternatifakıma karşı direnci) değişecektir. Bu direnç değişimi ile orantılı olarak basınç büyüklüğünü tespit edebiliriz.

Kullanıldığı Yerler

Kapasitif prensiple çalışan sensörler basınç sensörü olarak kullanıldığı gibi yaklaşım ve pozisyon sensörü olarak da kullanılmaktadır.

Manyetik Sensörler ve Transdüserler Nedir? Alan (Hall) Etkili Transdüser Tanımı, Kullanım Yerleri

3. Alan (Hall) Etkili Transdüserler

Hall sensörü hall etkisine dayanır Bir yarı iletkenden elektronlar akarken akım yönüne dik bir manyetik alan uygulanınca elektronlar belli bir bölgede yoğunlaşır. Bu da yarı iletkenin diğer uçlarında gerilim oluşmasına neden olur.Bu duruma hall etkisi denir. Bu gerilimin değeri manyetik alana, levhanın yakınlığı ile değişir. Bu prensibe göre alan etkili transdüserler yapılır. 

Alan etkili transdüserler hassas mesafe, pozisyon ve dönüş algılayıcıları olarak kullanır.

Araba Park Sensörü