BİRİNİN BİR PARÇASI
1. Algılama, belirli bir fiziksel yöntemle yapılır; ölçülen parametrelerin sayısının belirli bir aralığa ait olup olmadığını belirlemek için, ölçülen parametrelerin nitelikli olup olmadığı veya parametre sayısının mevcut olup olmadığı tespit edilir. Bilinmeyen niceliğin aynı nitelikteki standart nicelikle karşılaştırılması, ölçülen standart niceliğin katının belirlenmesi ve bu katın sayısal olarak ifade edilmesi işlemi gerçekleştirilir.
Otomasyon ve algılama alanında, algılama görevi sadece bitmiş veya yarı mamul ürünlerin muayenesi ve ölçümüyle sınırlı değildir; aynı zamanda bir üretim sürecini veya hareketli nesneyi insanların seçtiği en iyi durumda tutmak için denetlemek, gözetmek ve kontrol etmek amacıyla çeşitli parametrelerin boyutunu ve değişimini her an tespit etmek ve ölçmek gereklidir. Üretim sürecinin ve hareketli nesnelerin gerçek zamanlı olarak tespit ve ölçümüne yönelik bu teknolojiye mühendislik denetim teknolojisi de denir.
İki tür ölçüm vardır: doğrudan ölçüm ve dolaylı ölçüm.
Doğrudan ölçüm, herhangi bir hesaplama yapılmadan sayaç okumasının ölçülen değerini ölçmektir; örneğin: sıcaklığı ölçmek için termometre kullanmak, voltajı ölçmek için multimetre kullanmak.
Dolaylı ölçüm, ölçülecek olanla ilişkili birkaç fiziksel niceliği ölçmek ve ölçülen değeri fonksiyonel ilişki yoluyla hesaplamaktır. Örneğin, güç P, gerilim V ve akım I ile ilişkilidir, yani P=VI ve güç, gerilim ve akımı ölçerek hesaplanır.
Doğrudan ölçüm basit ve kullanışlıdır ve pratikte sıklıkla kullanılır. Bununla birlikte, doğrudan ölçümün mümkün olmadığı, doğrudan ölçümün elverişsiz olduğu veya doğrudan ölçüm hatasının büyük olduğu durumlarda dolaylı ölçüm kullanılabilir.
Fotoelektrik sensör ve sensör kavramı
Sensörün işlevi, elektriksel olmayan niceliği, belirli bir karşılık ilişkisi bulunan elektriksel niceliğe dönüştürmektir; bu da esasen elektriksel olmayan nicelik sistemi ile elektriksel nicelik sistemi arasındaki arayüzdür. Algılama ve kontrol sürecinde sensör, temel bir dönüştürme cihazıdır. Enerji açısından bakıldığında, sensör iki tipe ayrılabilir: biri enerji kontrol sensörü, diğer adıyla aktif sensör; diğeri ise enerji dönüştürme sensörü, diğer adıyla pasif sensör. Enerji kontrol sensörü, ölçülen elektriksel parametrelerdeki (direnç, kapasitans gibi) değişiklikleri dönüştüren sensörü ifade eder; sensörün uyarıcı bir güç kaynağına ihtiyacı vardır ve ölçülen parametre değişikliklerini voltaj ve akım değişikliklerine dönüştürebilir. Enerji dönüştürme sensörü ise, harici bir uyarıcı kaynağa ihtiyaç duymadan, ölçülen değişikliği doğrudan voltaj ve akım değişimine dönüştürebilir.
Birçok durumda, ölçülecek elektriksel olmayan nicelik, sensörün dönüştürebileceği türden elektriksel olmayan bir nicelik değildir; bu da sensörün önüne, ölçülen elektriksel olmayan niceliği sensörün alabileceği ve dönüştürebileceği elektriksel olmayan niceliğe dönüştürebilen bir cihaz veya aygıt eklenmesini gerektirir. Ölçülen elektriksel olmayan niceliği kullanılabilir elektriğe dönüştürebilen bileşen veya aygıt bir sensördür. Örneğin, bir direnç gerinim ölçer ile voltaj ölçülürken, gerinim ölçeri basınç ölçümünün elastik elemanına bağlamak gerekir; elastik eleman basıncı gerinim kuvvetine dönüştürür ve gerinim ölçer gerinim kuvvetini direnç değişimine dönüştürür. Burada gerinim ölçer sensördür ve elastik eleman da sensördür. Hem sensör hem de gerinim ölçer ölçülen elektriksel olmayan niceliği her zaman dönüştürebilir, ancak sensör ölçülen elektriksel olmayan niceliği kullanılabilir elektriksel olmayan niceliğe dönüştürür ve gerinim ölçer ölçülen elektriksel olmayan niceliği elektriğe dönüştürür.
2, fotoelektrik sensörFotoelektrik etkiye dayalı olarak ışık sinyalini elektrik sinyaline dönüştüren sensör, otomatik kontrol, havacılık ve uzay, radyo ve televizyon gibi alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır.
Fotoelektrik sensörler başlıca fotodiyotlar, fototransistörler, fotorezistörler, fotokuplörler, kalıtsal fotoelektrik sensörler, fotohücreler ve görüntü sensörlerini içerir. Başlıca türlerin tablosu aşağıdaki şekilde gösterilmiştir. Pratik uygulamada, istenen etkiyi elde etmek için uygun sensörün seçilmesi gereklidir. Genel seçim prensibi şöyledir:yüksek hızlı fotoelektrik algılamaDevrelerde, geniş aralıklı aydınlatma ölçerlerde, ultra yüksek hızlı lazer sensörlerde fotodiyot tercih edilmelidir; birkaç bin Hertz'lik basit darbeli fotoelektrik sensörlerde ve basit devrelerdeki düşük hızlı darbeli fotoelektrik anahtarlarda fototransistör tercih edilmelidir; tepki hızı yavaş olsa da, iyi performans gösteren direnç köprüsü sensörlerinde ve direnç özelliğine sahip fotoelektrik sensörlerde, sokak lambasının otomatik aydınlatma devresindeki fotoelektrik sensörlerde ve ışık şiddetiyle orantılı olarak değişen değişken dirençte Cds ve Pbs fotosensitif elemanlar tercih edilmelidir; döner kodlayıcılarda, hız sensörlerinde ve ultra yüksek hızlı lazer sensörlerinde fotoelektrik sensörler entegre edilmelidir.
Fotoelektrik sensör tipi Örnek: Fotoelektrik sensör
PN bağlantısıPN Fotodiyot(Si, Ge, GaAs)
PIN Fotodiyot (Si malzeme)
Çığ fotodiyodu(Si, Ge)
Fototransistör (FotoDarlington tüpü) (Si malzeme)
Entegre fotoelektrik sensör ve fotoelektrik tristör (Si malzeme)
pn bağlantısı olmayan fotohücre (CdS, CdSe, Se, PbS kullanan malzeme)
Termoelektrik bileşenler (kullanılan malzemeler (PZT, LiTaO3, PbTiO3))
Elektron tüpü tipi fototüp, kamera tüpü, fotomultiplikatör tüpü
Diğer renk duyarlı sensörler (Si, α-Si malzemeler)
Katı görüntü sensörü (Si malzeme, CCD tipi, MOS tipi, CPD tipi)
Konum algılama elemanı (PSD) (Si malzeme)
Fotodiyot (Fotohücre) (Malzeme olarak Si)
Yayın tarihi: 18 Temmuz 2023