ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ Elektrik ve Elektronik Ölçmeler Laboratuvarı Deney Adı: Sensörler Deney 1: SENSÖRLER Deneyin Amacı: Sensör kavramının anlaşılması, kullanım alanlarının ve kullanım yerine göre çeşitlerinin öğrenilmesi. Çeşitli sensör tipleri için çalışma mantığı anlaşılıp sağlamlık testi gerçekleştirilecektir. A.ÖNBİLGİ LDR DENEYİ TEORİK BİLGİ Foto-direnç (LDR); foto-diyot gibi foto-iletken bir aygıttır. Fabrikasyonu için en yaygın malzemeler yüzeye gelen ışık ile direnci değişen yarı-iletkenler olan kadmiyum sülfit (CdS) ve kadmiyum selenid (CdSe) dir. Bir foto-direnç çalışması için bir güç kaynağına ihtiyaç duyar ve foto akımı üretmez. Fotoelektrik etki malzemenin elektriksel direncindeki değişim ile kendini gösterir. Şekil1 ’de bir foto-direnç hücresinin şematik diyagramını göstermektedir. Foto-iletkenin her iki ucuna bir elektrot bağlanmıştır. Karanlıkta malzemenin direnci yüksektir. Bundan dolayı uygulanan V gerilimi sıcaklık etkisine mal edilen küçük bir karanlık akımına neden olur. Yüzeye ışık etkidiğinde İp akımı akar. Şekil-1 Akım artışının nedeni aşağıdaki gibidir. Kristalin iletim bantının hemen aşağısı bir donor seviyesidir ve valans bantının üzerinde bir akseptör seviyesi vardır. Karanlıkta her seviyedeki elektron ve boşluklar hemen hemen kristal içindeki yerlerinde sıkışıp kalarak yarı-iletkenin yüksek bir direnci ile sonuçlanır. Işık foto-iletken kristali aydınlattığında fotonların emilmesi sonucu valens bantı elektronlarının enerjileri artar. Bu elektronları iletim bantına hareket ettirerek malzemenin iletkenliğinin artışı ile valens bantında serbest boşluklar meydana getirir. Valens bantı civarı serbest elektronları serbest boşluklar kadar kolay alamayan ayrı bir akseptör seviyesi olduğundan elektron ve boşlukların yeniden oluşma (rekombinasyon) olasılığı azalır ve iletim bantındaki serbest elektron sayısı yüksektir. CdS 2,41 eV’luk bir bant aralığına sahip olduğundan emilme dalga uzunluğu sınırı nm olup görünür spektral aralıktadır. Bundan dolayı CdS 515 nm ’den daha kısa dalga uzunluklarındaki ışıkları dedekte etmektedir. Diğer foto-iletkenler farklı dalga uzunluğunda emilme sınırlarına sahiptir. Örneğin CdS daha kısa dalga uzunluk aralığında en çok duyarlı iken Si ve Ge yakın kızıl-ötesinde en verimlidir. Bir yarı-iletkenin iletkenliği ile verilir. Burada µn ve µp serbest elektron Sayfa - 1 - ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ Elektrik ve Elektronik Ölçmeler Laboratuvarı Deney Adı: Sensörler ve boşluk hareketleri (cm/Vs), Ʈn ve Ʈp serbest elektron ve boşluk ömrü (saniye), e bir elektronun yükü ve f birim hacim başına saniyede üretilen taşıyıcı sayısıdır. Bir CdS hücre için olduğundan serbest boşlukların iletkenliği ihmal edilebilir. Bu durumda algılayıcı n-tipi bir yarı-iletken olmaktadır. Böylece Bir fotonun ürettiği elektron sayısı ile foto-direncin duyarlılığı, b tanımlanabilir (taşıyıcının ömrü sona erinceye kadar): Burada algılayıcının elektrotları arasında elektronun geçiş zamanı, l elektrotlar arasındaki uzaklık ve V uygulanan gerilimdir. Bu durumda ’ye gelinir. Örneğin; ise bu durumda duyarlılık 900 olup tek bir foton iletim için foto-direnci bir foto çarpıcı gibi çalıştırarak 900 elektronu serbest bırakmaktadır. Gerçekte foto-direnç çok duyarlı bir aygıttır. Daha iyi bir duyarlılık ve daha az hücre direnci için elektrotlar arasındaki l uzaklığı azaltılırken algılayıcının d genişliğinin artırılması gerektiği gösterilebilir. Bu algılayıcının çok kısa ve çok geniş olması gerektiği anlamına gelmektedir. Pratikte bu algılayıcının fabrikasyonunun elektrotların terminal uçlarına bağlandığı (şekil-2) serpantin biçimi ile yapılır. Şekil -2 Sayfa - 2 - ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ Elektrik ve Elektronik Ölçmeler Laboratuvarı Deney Adı: Sensörler Üretim işlemine bağlı olarak foto-direnç hücreler sinterlenmiş tip, tek kristal tipi ve buharlaştırmalı tipe ayrılabilir. Bunlardan sinterlenmiş tip yüksek duyarlılık ve çok geniş alanlı elemanların kolay fabrikasyonu avantajlarıyla daha düşük fiyatlı olmaktadır. CdS hücrenin sinterleme (eritmeden ısıl işlemle birleştirme) işlemi aşağıdaki adımlardan oluşmaktadır: 1. Yüksek saflıktaki CdS tozu uygun katkılarla ve yumuşatıcı bir madde ile karıştırılır. 2. Karışım suda çözeltilir. 3. Pasta biçimindeki çözelti seramik yapının yüzeyine uygulanır ve kurumasına izin verilir. 4. Seramik alt yapılar çoklu kristal yapı biçimlendirmek için yüksek sıcaklıktaki bir fırında sinterlenir. Bu aşamada foto-iletken katman biçimlenir. 5. Elektrot katmanları ve uçlar (terminal) eklenir. 6. Algılayıcı pencereli veya penceresiz olarak plastik veya metal kutuya yerleştirilir. Foto-direncin spektral tepkisini uyarlamak için birinci adımdaki toz bazı değişimler içerebilir, örneğin selenid’in eklenmesi veya hatta CdSe yerine CdS konulması spektral tepkiyi daha uzun dalga boylarına doğru (portakal ve kırmızı) kaydırır. DENEYSEL ÇALIŞMA Şekil-3’de KZ-12-01 modülünde yer alan LDR devresinin bağlantı şeması verilmiştir. Verilen işlem basamaklarını uygulayarak deney devresinin çalışmasını inceleyiniz. Şekil-3 1) Devreye enerji uygulamadan önce LDR’nin üzerini kapatarak Ω simgesi ile verilen ölçüm noktalarına ohmmetreyi bağlayınız. LDR’nin karanlık ortamdaki direncini kaydediniz. Sayfa - 3 - ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ Elektrik ve Elektronik Ölçmeler Laboratuvarı Deney Adı: Sensörler 2) Devreye enerji uygulamadan önce LDR’nin üzerini açarak (bir fener veya ışık kaynağı ile tamamen aydınlatarak) Ω simgesi ile verilen ölçüm noktalarına ohmmetreyi bağlayınız. LDR’nin tam aydınlık ortamdaki direncini kaydediniz. 3) LDR’nin üzerini tam aydınlıktan tam karanlığa doğru kayacak şekilde yavaş yavaş kapatırken direnç değerini gözlemleyiniz. 4) Ω simgesi ile verilen ölçüm noktalarına voltmetreyi, ve akım ölçüm noktasına ampermetreyi bağlayınız. LDR’nin hemen yanına lüxmetreyi yerleştiriniz. Devreye 12V besleme gerilimini uygulayınız. 5) LDR’nin üzerini tam aydınlıktan tam karanlığa doğru kayacak şekilde yavaş yavaş kapatırken akım ve gerilim değerlerini her bir aydınlık seviyesini de lüxmetre ile ölçerek kaydediniz. 6) Ölçtüğünüz akım-gerilim değerlerinden LDR’nin direncini hesaplayarak ışıkla direncin değişimini gösteren grafiği çiziniz. NTC-PTC DENEYİ TEORİK BİLGİ Direnç bir aygıtın karakteristiği olup iki şeye bağlıdır: direnç malzemesi ve geometrisi. Malzemenin kendisi aşağıdaki gibi tanımlanan bir ρ öz direnci ile karakterize edilebilir. ρ =E/j Burada j akım yoğunluğudur: j=i/a (a malzemenin kesit alanıdır). Öz direncin SI birimi Ω×m dir. Sık olarak öz direncin tersi olan iletkenlik terimi de kullanılır: Bir malzemenin öz direnci çarpışmalar arasındaki ortalama t zamanı, e elektron yükü, elektronun m kütlesi ve birim hacim başına iletim elektronlarının n sayısı ile ifade edilebilir. Bir iletkenin direncini bulmak için aşağıdaki eşitlik kullanılabilir. Burada a iletkenin kesit alanı ve l uzunluğudur. Metaller pozitif sıcaklık katsayısına (PTC) α sahip iken çoğu yarı-iletkenler ve oksitler direncin negatif sıcaklık katsayısına (NTC) sahiptir. Termistörler büyük (NTC) veya (PTC) sıcaklık katsayılarına sahip dirençlerdir. Termistörler yaygın olarak nikel, manganez, kobalt, titan, demir gibi metallerin oksitlerinden yapılan seramik yarıiletkenlerdir. Diğer metallerin oksitleri de bazen kullanılabilir. Dirençleri ohm’un birkaç kesrinden birkaç kilo ohm’a kadar değişebilir. Termistörler disk, damla, tüp, Sayfa - 4 - ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ Elektrik ve Elektronik Ölçmeler Laboratuvarı Deney Adı: Sensörler yaprakcık, yonga veya seramik yapı üzerinde ince film biriktirilmesi şeklinde üretilebilir. Kalın film teknolojisindeki yeni ilerlemeler termistörlerin seramik gövdeler üzerine baskısına izin vermektedir. NTC termistörlerin sık olarak boncuk biçiminde fabrikasyonu yapılır. Boncuk termistörler ekseriyetle platin bağlantı iletkenlerine sahip olup seramik gövdeye sinterlenmiştir. Fabrikasyon işlemi süresince karıştırılmış metal oksit’in küçük bir kısmı önceden hazırlanmış bir kalıp içinde hafifçe gerdirilmiş bir çift platin alaşım telin üzerine konulur. Karışım yerleştikten sonra boncuklar bir tüp fırında sinterlenir. Metal oksit platin bağlantı telleri etrafında çekmeye uğrar ve elektriksel yapışkan biçimini alır. Boncuklar açık bırakılabilir veya organik veya cam kaplama ile kaplanabilir. Termistörler doğrusal olmayan sıcaklık-direnç karakteristikleri taşımakta olup genelde birkaç farklı eşitlikten biri ile yakınlaştırılır. Bunlardan en yaygın olanı üstel biçimdir. Burada T0 kalibrasyon sıcaklığı olup yaygın olarak 25 °C dir. Rto kalibrasyon sıcaklığındaki direnç ve b malzemenin karakteristik sıcaklığıdır. Bütün sıcaklıklar ve b kelvin cinsindendir. Yaygın olarak b 3000 ve 5000 K aralığında ve oldukça dar bir sıcaklık aralığında sıcaklıktan bağımsız olarak dikkate alınır ki bu (16) eşitliğini oldukça iyi bir yaklaşım yapmaktadır. Daha yüksek doğruluk istenildiğinde genelde polinomsal yaklaşım kullanılır. Şekil-4 de b = 3000 and 4000°K’e sahip platin termistörlerin direnç/sıcaklık karakteristikleri görülmektedir. Platinin karakteristiği daha az duyarlı ve pozitif bir eğimle daha doğrusal iken diğer termistörler daha yüksek duyarlılık ve negatif bir eğimle doğrusal değildir. Şekil-4 NTC (Negative Temperature Coefficient) negatif ısı katsıyılı direnç anlamına gelip, sıcaklığın artmasıyla direnç değerinin düştüğü termistör tipini ifade eder. PTC (Positive Temperature Coefficient) pozitif ısı katsıyılı direnç anlamına gelip, sıcaklığın artmasıyla direnç değerinin arttığı termistör tipini ifade eder. Şekil-5’de NTC ve PTC termistörlerinin sembolleri verilmiştir. Sayfa - 5 - ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ Elektrik ve Elektronik Ölçmeler Laboratuvarı Deney Adı: Sensörler Şekil-5 DENEYSEL ÇALIŞMA Şekil-6’da KZ-12-02 modülünde yer alan NTC-PTC devresinin bağlantı şeması verilmiştir. Verilen işlem basamaklarını uygulayarak deney devresinin çalışmasını inceleyiniz. Şekil-6 1) X-A noktaları arasını kısa devre ediniz. 2) Devreye gerilim uygulamadan Ω simgesi ile verilen ölçüm noktasına ohmmetreyi bağlayınız. Gösterdiği değeri kaydediniz. 3) NTC’ye havyanızı yaklaştırarak ısıtınız. Sıcaklığın artmasıyla ohmmetrenin gösterdiği değerleri kaydediniz. 4) Ω simgesi ile verilen ölçüm noktalarına voltmetreyi, ve akım ölçüm noktasına ampermetreyi bağlayınız. Devreye 12V besleme gerilimini uygulayınız. 5) NTC’ye havyanızı yaklaştırarak ısıtınız. Sıcaklığın artmasıyla voltmetre ve ampermeytrenin gösterdiği değerleri kaydediniz. NTC’nin direnç değerini hesaplayınız. 6) X-B noktaları arasını kısa devre ediniz. 7) Devreye gerilim uygulamadan Ω simgesi ile verilen ölçüm noktasına ohmmetreyi bağlayınız. Gösterdiği değeri kaydediniz. Sayfa - 6 - ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ Elektrik ve Elektronik Ölçmeler Laboratuvarı Deney Adı: Sensörler 8) PTC’ye havyanızı yaklaştırarak ısıtınız. Sıcaklığın artmasıyla ohmmetrenin gösterdiği değerleri kaydediniz. 9) Ω simgesi ile verilen ölçüm noktalarına voltmetreyi, ve akım ölçüm noktasına ampermetreyi bağlayınız. Devreye 12V besleme gerilimini uygulayınız. 10) PTC’ye havyanızı yaklaştırarak ısıtınız. Sıcaklığın artmasıyla voltmetre ve ampermeytrenin gösterdiği değerleri kaydediniz. NTC’nin direnç değerini hesaplayınız. ENDÜKTİF SENSÖR DENEYİ TEORİK BİLGİ Pozisyon ve yer değişimi elektromanyetik metotlar ile algılanabilir. İki sargı arasındaki manyetik akı kuplajı bir cismin hareketi ile değiştirilebilir ve akabinde gerilime dönüştürülür. Akı yolunun relüktansını (manyetik direnç) değiştiren mıknatıslanmayan ferromanyetik ortam kullanan değişken indüktanslı algılayıcılar aynı zamanda değişken relüktanslı dönüştürücüler olarak da bilinir. Çoklu indüksiyonlu bir dönüştürücünün temel düzenlemesi primer ve sekonder olarak iki sargıdan oluşur. Primerdeki AC uyartım gerilimi (Vref) sekonder sargıda kararlı bir AC gerilim indükler. İndüklenen gerilimin genliği sargılar arasındaki akı kuplajına bağlıdır. Kuplajı değiştirmenin iki tekniği vardır. Şekil-7 Birisi akı yolu içerisinde ferromanyetik malzemeden yapılmış cismin hareketidir. Bu akı yolunun relüktansını değiştirir ve akabinde sargılar arasındaki kuplajı değiştirir. Bu teknik LVDT (doğrusal değişken fark transformotoru), RVDT (döner değişken fark transformotoru) ve ortak indüktanslı yakınlık algılayıcılarının çalışmasının temelidir. Diğer metot ise bir sargıya göre diğer sargının fiziksel hareketidir. Manyetik olmayan iletken malzemelerin yakınlığının algılanmasında çift sargılı bir algılayıcıda eddy akımları kullanılır. Sargıların birisi referans olarak ve diğer sargı ise iletken cisimde indüklenen manyetik akımların algılanılmasında kullanılır. Eddy (dairesel) akımları algılama sargısının tersi yönünde manyetik alan meydana getirir ve sonuçta referans sargısına göre bir dengesizlik oluşur. Sayfa - 7 - ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ Elektrik ve Elektronik Ölçmeler Laboratuvarı Deney Adı: Sensörler Şekil-8 Cismin sargıya yakınlığı manyetik empedansta daha büyük değişim meydana getirir. Eddy akımlarının meydana geldiği cismin derinliği ile ifade edilir. Burada f frekans ve G cismin iletkenliğidir. Doğal olarak etkili bir çalışma için cismin kalınlığının bu derinlikten daha büyük olması gerekir. Bundan dolayı eddy dedektörleri metalik film veya folyo cisimlerin dedeksiyonunda kullanılmamalıdır. Genel olarak sargı empedansı ve cismin uzaklığı, x arasındaki ilişki doğrusal değildir ve sıcaklığa bağımlıdır. Eddy akımı algılayıcılarının çalışma frekans aralığı 50kHz ve 10MHz arasındadır. DENEYSEL ÇALIŞMA Verilen işlem basamaklarını uygulayarak kapasitif sensörün çalışmasını inceleyiniz. 1) Endüktif sensörün M6 konnektörünü KZ-12 ana modülünde verilen sensör bağlantı noktasına takınız. Sensörü doğrusal hareket platformuna sabitleyiniz. (Metaryellerin sensöre çarpmamasına dikkat ediniz!) 2) Dairesel hareket kontrol ünitesine algılanacak malzemelerden (çelik, pirinç, alüminyum, kestamit, fiber, bakır, ahşap, polyamid) herhangi dört tanesini takarak dairesel hareketi başlatınız. Hızı uygun bir seviyeye getiriniz. 3) Doğrusal hareket kontrol ünitesi ile sensörü algılama yapacak seviyeye gelene kadar yaklaştırınız. 4) Sensörün hangi mesafeden itibaren algılama yaptığını belirleyiniz. 5) Doğrusal hareket ünitesini ileri geri hareket ettirerek sensörün algılama yapmaya başladığı nokta ve algılamanın son bulduğu sınır noktasını belirleyerek histerisiz yüzdesini hesaplayınız. (Histerisizi belirlemek için şekil-78’den faydalanınız.) 6) KZ-12 ana modülünde bulunan sensör arabirimi kısmında bulunan ledler yardımıyla endüktif sensörün NPN mi, PNP mi olduğunu belirleyiniz. 7) Dairesel hareket modülünü gerekirse elinizle yavaş yavaş hareket ettirerek sensörün algılama açısını belirleyiniz. 8) Kapasitif sensörün hangi metaryelleri algıladığını tespit ediniz. (8 metaryeli de deneyiniz.) Sayfa - 8 - ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ Elektrik ve Elektronik Ölçmeler Laboratuvarı Deney Adı: Sensörler REED RÖLE DENEYİ TEORİK BİLGİ Reed röle bir tüp içersine yerleştirilmiş kontaklardan ibaret bir röle çeşididir. Rölenin enerjilenerek konum değitirmesi için röleye bir mıknatısın yaklaştırılması gerekmektedir. Şekil9’da reed rölenin yapısı ve kullanılması verilmiştir. DENEYSEL ÇALIŞMA Şekil-10’da KZ-12-02 modülünde yer alan Reed Röle devresinin bağlantı şeması verilmiştir. Verilen işlem basamaklarını uygulayarak deney devresinin çalışmasını inceleyiniz. Sayfa - 9 - ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ Elektrik ve Elektronik Ölçmeler Laboratuvarı Deney Adı: Sensörler Şekil-10 1) Devreye 12V besleme gerilimini uygulayınız, lambayı bağlayınız. 2) Lambanın yanıp yanmadığını gözlemleyiniz. 3) Bir mıknatısı gösterildiği şekilde reed röleye yaklaştırarak lambadaki değişimi gözlemleyiniz. 4) Reed rölenin hangi mesafeden konum değiştirdiğini belirleyiniz. NEM SENSÖRÜ DENEYİ TEORİK BİLGİ Genel olarak ıslaklık, nem ve çiğ sıcaklığı algılayıcıları kapasitif, iletken, osilasyonlu veya optik olabilir. DENEYSEL ÇALIŞMA Şekil-11’de KZ-12-03 modülünde yer alan Nem Sensörü devresinin bağlantı şeması verilmiştir. Verilen işlem basamaklarını uygulayarak deney devresinin çalışmasını inceleyiniz. 1) Ohmmetreyi Ω simgesi ile gösterilen ölçüm noktasına bağlayınız. Ölçtüğünüz direnç değerini kaydediniz. 2) Sensöre doğru eğilerek soluyunuz. Nem oranının artmasıyla birlikte dirençte meydana gelen değişimi izleyerek kaydediniz. Sayfa - 10 - ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ Elektrik ve Elektronik Ölçmeler Laboratuvarı Deney Adı: Sensörler Şekil-11 HAREKET SENSÖRÜ Hareket sensörleri; içerisinde “Dual Passive Infrared Dedector (PIR)” ismi verilen komponentin yardımıyla insan hareketlerini algılamak ve bu bilgiler doğrultusunda çeşitli kontroller yapmak amacıyla üretilmiş ürünlerdir. Çalışma Prensibi: İnsanlar hareket ettiklerinde ortamda bir sıcaklık fark oluştururlar ve etrafa kızılötesi ışınlar yayarlar. Bu ışınlar belli mesafelere kadar güçlü bir şekilde ilerleyebilmekte ve algılama alanı içerisinde olanlar ürün üzerindeki Fresnel Lens sayesinde PIR dedektöre odaklandırılmaktadır. Bu ışınlar PIR dedektör tarafından tespit edilip değerlendirilmektedir. Bu değerlendirme sonucunda alınan sinyal gerçekten bir insanın hareketi ise hareket sensörü çıkışına bağlı olan lambaları yakmaktadır. Şekil-12 Sayfa - 11 - ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ Elektrik ve Elektronik Ölçmeler Laboratuvarı Deney Adı: Sensörler Hareket sensörlerinde algılama mesafesi PIR dedektörle hareket yönü arasındaki açıya, sıcaklığa (armatür içerisinde kullanılan lambaların gücü bu sıcaklığı değiştirmektedir), montaj şekline ve montaj yerine bağımlıdır. Şekil-13 Yüksek algılama ve Düşük algılama Şekilden anlaşılacağı gibi hareket sensöründe maksimum algılama sadece ürüne teğet yürüyüşlerde gerçekleşir. Ürüne dik olarak yüründüğünde dikey çizgileri tam olarak kesemediğimiz için sensör hareketi algılamada zorlanacak, algılama mesafesi düşük olacaktır. Bütün elektronik cihazlarda olduğu gibi hareket sensörlerinde de sıcaklık çok önemlidir. Şekil-14 DENEYSEL ÇALIŞMA Şekil-15’de KZ-12-03 modülünde yer alan Hareket Sensörü devresinin bağlantı şeması verilmiştir. Verilen işlem basamaklarını uygulayarak deney devresinin çalışmasını inceleyiniz. Sayfa - 12 - ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ Elektrik ve Elektronik Ölçmeler Laboratuvarı Deney Adı: Sensörler Şekil-15 1) KZ-12 ana modülünde bulunan 12V güç kaynağını kullanarak besleme gerilimini uygulayınız. 2) D diyodunun durumunu gözleyiniz. 3) PIR dedektör önünde hareket ederek LED’in durumunu izleyiniz. 4) Değişik mesafelerden hareket ederek PIR dedektörün algılama mesafesini belirleyiniz. 5) PIR dedektöre değişik açılardan yaklaşarak fresnell lensin etkisini inceleyiniz. GAZ SENSÖRÜ DENEYİ TEORİK BİLGİ Bu algılayıcılar ısıl enzimatik algılayıcılara benzer prensipte çalışırlar. Isı algılayıcının yüzeyinde yer alan bir katalitik reaksiyon sonucu olarak ortaya çıkar ve aygıtın içinde değişen ilgili sıcaklık ölçülür. Diğer taraftan bu sistemin kimyası yüksek sıcaklıklı kondüktometrik oksit algılayıcılarının kimyasına benzemektedir. Katalitik gaz algılayıcıları özellikle madenlerde yeraltındaki hava ortamında yanıcı gazların düşük konsantrasyonunun dedeksiyonu için tasarımlanmıştır. Bu algılayıcılar ekseriyetle pelistör olarak adlandırılır. Bu algılayıcılar oldukça basittir. Platin sargı, paladyum veya platin gibi gözenekli katalitik malzeme ile kaplanmış ThO2/Al2O3 maddesine gömülür. Sargı hem ısıtıcı ve hem de sıcaklık algılayıcısı (RTD) olarak çalışır. Doğal olarak diğer herhangi tip bir ısıtıcı eleman ve sıcaklık algılayıcısı burada rahatlıkla kullanılabilir. Tutuşabilen gaz katalitik yüzey ile reaksiyona girdiğinden reaksiyon sonucu ısı yükselerek maddenin (pellet) ve platinin sıcaklığı ve dolayısiyle direnci artar. Algılayıcının olabilecek iki modu vardır. Birisi izotermaldir, bir elektronik devre sargıdan geçen akımın sıcaklık sabitini sürdürmek için kontrol eder. İzotermal olmayan mod’da algılayıcı Wheatstone köprüsünün bir elemanı olarak bağlanır ve Wheatstone köprüsünün çıkış gerilimi gaz konsantrasyonunun bir ölçüsüdür. Gaz sensörlerinin pek çok çeşidi mevcuttur. Şekil-52’de gaz sensörlerine örnekler verilmiştir. MQ serisi yarıiletken sensörler pek çok farklı gaz türünü algılamak için kullanılabilir. Sayfa - 13 - ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ Elektrik ve Elektronik Ölçmeler Laboratuvarı Deney Adı: Sensörler Şekil-16 MQ serisi sensörlerin kullanım alanları verilmiştir. Tablo-1 MQ6 tipi gaz sensörleri LPG, propan ve bütan gazlarının dedeksiyonu için geliştirilmiştir. Şekil-17’de MQ62ya ait grafik, Şekil-18’de bağlantı şeması verilmiştir. Sayfa - 14 - ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ Elektrik ve Elektronik Ölçmeler Laboratuvarı Deney Adı: Sensörler Şekil-17,Şekil-18 DENEYSEL ÇALIŞMA Şekil-19’da KZ-12-03 modülünde yer alan Gaz Sensörü devresinin bağlantı şeması verilmiştir. Verilen işlem basamaklarını uygulayarak deney devresinin çalışmasını inceleyiniz. Şekil-19 Sayfa - 15 - ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ Elektrik ve Elektronik Ölçmeler Laboratuvarı Deney Adı: Sensörler 1) KZ-12 ana modülündeki güç kaynağı ile 12V besleme gerilimini uygulayınız. Devre üzerindeki regülatör entegresi gaz sensörü için gerekli 5V gerilimi üretecektir. 2) Vo ile gösterilen ölçüm noktasına voltmetreyi bağlayınız. Gösterdiği değeri kaydediniz. 3) Bir çakmağı yakmadan sensöre yaklaştırarak voltmetrenin gösterdiği değeri gözleyerek kaydediniz. Deney Öncesi Çalışması 1. Kapasitif sensörlerin yapısını ve kullanım alanlarını anlatınız. 2. Aşağıdaki kullanım alanı verilen sensör çeşitlerinin isimlerini yanlarına yazınız. Toprak altı metal cisimlerin tespitinde kullanılırlar : Dijital göstergeli terazilerde kullanılırlar : Dijital fotoğraf makinalarında kullanılırlar : Sokak lambalarının gece çalışmasında kullanılırlar : İçecek üretimi yapan fabrikalarda sıvı seviyesini ayarlama maksatlı kullanılırlar : Elektrik motorlarında sargılara aşırı akım yüklenmesi durumunda müdahale için kullanılırlar : Sayfa - 16 -