3-Sentsoreak
Embed Size (px)
Transcript of 3-Sentsoreak

Industri Prozesuen Automatizazioa
Sentsoreak
2
EdukiakSarrera
Aplikazio adibideakBloke funtzionalakSailkatzeko irizpideak
Ezaugarri orokorrakTenperatura-sentsoreakPresio-sentsoreakMaila-sentsoreakEmari-sentsoreakPisu-sentsoreakPosizio eta desplazamendu sentsoreakHurbiltasun-sentsoreakAbiadura eta azelerazio sentsoreak
3
SarreraInstrumentazio-sistema (Sentsore+Eragingailuak) kontrol-sistema guztietan beharrezkoakHasiera batean langileak tresna batez (termometro, manometro,…) neurtzen zuena orain sentsoreak urrutitik eta seinale elektrikoa lortuz egiten du
Kontrolagailua ERAGINGAILUA PROZESUA
SENTSOREA
Kontsignak Kontrola
IrteerakSarrerak
4
Sarrera / Aplikazio adibideakZama-bagoien dosifikazio-sistema automatikoa

5
Sarrera / Aplikazio adibideakMakina-erreminta baten kontrol-sistema
6
Sarrera / Aplikazio adibideak
Piezen kontaketa (uhal garraiatzaile batean)
Errotazio-abiaduraren neurketa
7
Sarrera / Aplikazio adibideak
Higadura lineal edo errotazionalarenzentzua definitu
Tresneriaren gainbegiratzea
8
Sarrera / Bloke funtzionalakSentsorea edo transduktorea. Energia mota bat beste energia mota batean (elektrikoa normalean) bihurtzen du.Atalak:
Kaptazioa. Magnitude fisikoa magnitude elektrikoaEgokitzapena. Zaratak kendu, irabazpenak, linealizazioak,…Irteera. Kontrolagailuaren beharren araberaBistaratzeko unitatea. Batzuetan
Kaptazioa Seinalearenegokitzapena
Irteera etapa
Elikadura
Magnitudefisikoa
Magnitudeelektrikoa

9
Sarrera / Sailkatzeko irizpideak
Neurtu behar den magnitudea
Kokapen lineal edo angeluarraDesplazamendu eta deformazio txikiakAbiadura lineal eta angeluarraIndarra eta pareaPresioaEmariaTenperaturaPresentzia edo hurbiltasunaAltuera edo maila
Prozesuarekiko ukipenaUkipen zuzenaUkipen ez zuzena
Irteera-seinale motaAnalogikoakDigitalakDena ala ezereza
10
Sarrera / Sailkatzeko irizpideak
Sistemarekiko elkarreragina
PasiboakErresistiboakInduktiboakPotentziometrikoakTermoerresistiboak
Aktiboak (prozesuaren energia behar dute)
ElektromagnetikoakPiezoelektrikoakTermoelektrikoakFotoelektrikoak
11
EdukiakSarreraEzaugarri orokorrak
KalibrazioaParametroak
Tenperatura-sentsoreakPresio-sentsoreakMaila-sentsoreakEmari-sentsoreakPisu-sentsoreakPosizio eta desplazamendu sentsoreakHurbiltasun-sentsoreakAbiadura eta azelerazio sentsoreak
12
Ezaugarri orokorrak
SENTSORE IDEALA:Berehalako neurketa (atzerapen nulua)Neurtutako magnitudearekiko proportzionala den seinalea, nahiz eta:
Anplitudea handia edo txikia izan (asetasunik ez, banda hilik ez)Aldakuntza arina edo geldoa izanIngurugiroko edozein baldintzapean
Sentsorearen sarrera: x
Sentsorearen irteera: y
y = K·x ∀ x

13
Ezaugarri orokorrakSENTSORE ERREALA:
AtzerapenakProportzionaltasuna segun eta: anplitudea, sarrera arintasuna, ingurugiroko baldintzak,...
Instrumentazio gailuen ezaugarritze zehatza behar daZertarako ezagutu behar ditu kontrol-ingeniariak:
Merkatuan eskaintzen direnen artean dispositiborik egokiena hautatzekoKontrol-begiztaren ekintza (dinamikoa eta estatikoa)aurreikusi eta zuzentzeko
x (entrada al sensor)
y (salida del sensor)
Error de no linealidad
Error de offset
14
Ezaugarri orokorrak / KalibrazioaKalibrazioa. Neurketa tresna batek ematen dituen balioen eta neurtutako aldagaiaren benetako balioen arteko erlazioa bilatzeahelburu duen eragiketa-multzoa.
Normalean, sentsorearen neurketa prezisio tresna batek emandakoarekin edo patroi batekin alderatuz egiten da. Kontrol sistemetarako sentsoreak maiz kalibratzen dituzte
Kalibrazioaren emaitzak:Tresnaren doikuntza (neurketa zehatzak egin ditzan)Kalibrazio-faktorea, taula edo kurba. Neurketak zuzentzekoZiurtapena. Neurketak adostutako tolerantziarekin egiten direla ziurtatzeko.
Sen
tsor
eare
n ne
urke
t a
Balore erreala
15
Ezaugarri orokorrak / Kalibrazioa
Sentsorea ezaugarritzeko parametroak:Ingurugiro baldintza nominaletarako definitzen dira:
Kalibrazio-kurba multzoak. Sarrera eta irteeren arteko benetako erlazioa seinale tarte eta lan baldintza ezberdinetan. Fabrikatzaileak ematen dituParametro estatikoak (egoera iraunkorra definitzeko)Parametro dinamikoak (egoera iragankorra definitzeko)
Sensibilidad = y/x
x (entrada al sensor)
y (salida del sensor)
x0
16
Ezaugarri orokorrak / ParametroakParametro estatikoak:
Neurketa-eremu edo tarte dinamikoa (balio-tarte detektagarria tolerantzi onargarri batekin)Erresoluzioa (ezberdindu daitekeen alde txikiena)Zehaztasuna (patroiarekin desbideraketa handiena)Errepikagarritasuna (hainbat aldiz balore berdina neurtzean, lortutako alde handiena)Linealtasuna (benetako erantzunaren eta lineal hutsa den erantzunaren arteko desbideraketa maximoa)Sentikortasuna (irteera-aldakuntza sarrera-magnitude unitatearekiko)Zarata (ausazko perturbazioak)Alborapena (sesgo) (tarte osoan neurketari eragiten dion errore konstantea)...

17
Ezaugarri orokorrak / ParametroakIr t
eer a
Muga gainekoa
100 % 120 %
Magnitudea
Tarte dinamikoa
Irtee
ra
Magnitudea
Erresoluzioa
18
Ezaugarri orokorrak / Parametroak
Irtee
ra
Magnitudea
Errepikagarritasuna
Irtee
ra
Magnitudea
Irteera erreala
Irteera ideala
Zehaztasuna
19
Ezaugarri orokorrak / Parametroak
I rtee
ra
50 % 100 %
Magnitudea
20
10xyS
∆∆
=
Neurketaren tartea
Ez-linealtasunaA
B
C
Erantzun ideala
Irteera
Magnitudea
20
Ezaugarri orokorrak / Parametroak
I rtee
raMagnitudea
Histeresis
Zentzubeherakorra
Zentzugorakorra
D
B
C

21
Ezaugarri orokorrak / ParametroakParametro estatikoak:
Histeresia (sarrera zentzu baten edo bestean handitzen denean irteera ezberdina ematen badu)Offset edo zero errorea (karga ezarri barik, zero ez den seinalea ematen duen sentsorea)Banda hila (neurtutako aldagaiaren aldakuntza-tarte honetan irteera ez da aldatzen)Zeroaren gorapena (neurtutako aldagaiaren zeroaren eta neurketa-tartearen azpi-mugaren arteko aldea)Jitoa (denbora-tarte zehatz batetan, ezaugarri baten aldakuntza, tenperatura edo hezetasunak eraginda)Fidagarritasuna (denbora-tarte luze baten, zehaztutako errore-mugen barruan funtzionatzeko probabilitatea)
22
Ezaugarri orokorrak / ParametroakParametro dinamikoak. Sentsore gehienek, 1. edo 2. ordenako sistemen dinamika dute (hau da, denbora-konstante bat edo bi). Iragankorraren ezaugarriak:
Erantzuteko arintasuna. Sarrera-seinaleari atzerapenik gabe jarraitzeko ahalmena
Atzerapen-denbora (irteera %10ean)Haziera-denbora (%10tik %90ra)Egonkortze-denbora (%99)Denbora-konstantea (%63)
Maiztasun Erantzuna. Sentikortasunaren eta maiztasunaren arteko erlazioa, sarrera sinu bat deneanEgonkortasuna eta jitoak. Sentsorearen irteeraren desbideraketa kanpo-parametro batzuk aldatzen direnean (ingurugiro baldintzak, elikadura,..
23
EdukiakSarreraEzaugarri orokorrakTenperatura-sentsoreak
SailkapenaDilatazio termometroakErresistentzia aldakordunak
Termoerresistentziak (RTD)Termistoreak (PTC, NTC)
TermopareakPirometroak
Presio-sentsoreakMaila-sentsoreakEmari-sentsoreakPosizio eta desplazamendu sentsoreakHurbiltasun-sentsoreakAbiadura eta azelerazio sentsoreak
24
Prozesu industrialetako ohiko aldagaiaSailkapenak:
Neurtutako tenperatura-tartearen araberaProzesu kriogenikoak (< 0 ºC)Prozesu labeak (>1000 ºC)
Materialaren egoera fisikoaren araberaLikidoaGasaSolidoa
Kaptazio metodoaren araberaDilatazio-termometroak (beirazkoak, bulbodunak, bimetalikoak)Erresistentzia aldakordun termometroak (termoerresistentziak, termistoreak)TermopareakPirometroak edo kontaktu gabeko termometroak (optikoak, erradiaziodunak, kolore bitakoak)
Tenperatura-sentsoreak / Sailkapena

25
Sentsore elementua Aplikazioeremua
Abantailak Eragozpenak
Beirazkoa -196ºC-tik+500ºC-ra
%1 Merkea, sinpleaBiziraupen luzea
HauskorraNeurketa lokala (kontrol automatikorik Balioak gordetzerik ez)
Bulboduna -40ºC-tik 425ºC-ra
%1 Energia-elikaduragabekonpaktoa
Tamaina handikoaMuntaia delikatuaNeurketa lokala
Bimetalikoa 0ºC-tik 500ºC-ra
%1 PrezioaSendotasuna
Neurketa lokala
Platinozkoerresistentziadun
-200ºC-tik +500ºC-ra
%0.2 SentikortasunaZehaztasunaErantzun arina
HauskorraTermoparea baino garestiagoaBerotasuna
Termistoreak 0ºC-tik +40ºC-ra
%0,01 Sentikortasun etazehaztasun handiakErantzun arinaTamaina txikiaEgonkorra
Ez linealaAplikazio-tarte mugatua
T termopareakJ termopareakK termopareakR edo S termopareakW termopareak
-200ºC-tik +250ºC-ra0ºC-tik +750ºC-ra0ºC-tik +1.300ºC-ra0ºC-tik +1.600ºC-ra0ºC-tik +2.800ºC-ra
2%0.5%1%0.5%1%
TxikiaErantzun arinaPrezio onargarria
Korrosioaren eraginpean
Pirometro optikoak +50ºC-tik +6.000ºC-ra 0.5% Ukipenik ezErrepikagarritasun ona
GarestiakTª zehatza kalkulatzen zaila
Erradiazio osodun pirometroak
+50ºC-tik +6.000ºC-ra 0.5% Ukipenik ezErrepikagarritasun ona
GarestiaTª zehatza kalkulatzen zailaErantzuten geldoa
Zehaztasuna
Tenperatura-sentsoreak / Sailkapena
26
Tenperatura-sentsoreak / Sailkapena
-250
0
1000 2000 3000termopareak
termorresistentziaktermistoreak
pirometroak
dilatazio termometroak
27
Aukeratzeko irizpideakErantzun-abiadura:
Termistoreak: biluzik, ia aldibereko erantzunakarkasaduna: τ 0.2-tik 2 s-ra
Termoparea: τ 4-tik 5 s-eraPlatinozko termoerresistentziak (Pt100): τ 5-etik 6 s-raTermopareak eta termoerresistentziak: zenbat eta txikiagoak gero eta erantzun arinagoak
Tª-tarteak: Taulan begiratuKostua:
Termoparea eta termoerresistentzia dira merkeenakTermopareak merkeagoak dira baina neurketa sistema konplexuagoa behar duteErradiaziodun pirometroak oso garestiak dira
Zehaztasuna: Pt100 sentsore komertzialen arteko zehatzena
Tenperatura-sentsoreak / Sailkapena
28
Beirazkoak, bulbodunak, bimetalikoakBeirazkoak
Beira eta erabilitako likidoaren dilatazio-koefizienteen diferentzia bezala adierazten du tenperaturaErabilienak:
Merkurioa: (-37º C, 315ºC)Merkurioa gas geldoarekin (N2): (-37ºC, 510ºC)Alcohola: -62ºC-arte
Zehaztasuna: tartearen 1%Bulbodunak
∆T-k fluidoaren espantsio edo kontrakzioa eragiten du, fluidoa gordetzen duen errezintoa deformatzen delarikDeformazioa Bourdon hauspo batek detektatzen du adierazle edo transmisore bati bidaltzen diolarikTartea: (-40ºC-tik +425ºC-ra)Zehaztasuna: %1
Tenperatura-sentsoreak / Dilatazio-termometroak

29
BimetalikoakDilatazio-koefiezienteezberdina duten, metalezko lamina bi, ertzetatik ondo lotuta.Tª-ren ondorioz dilatatzen dira eta deformatzen dira desplazamendu bat emanez. Desplazamenduaren indarra orratz adierazle bat mugitzeko edo kontrol-mekanismo bat aktibatzeko erabiltzen da.Normalean (dena-ezereza) on-off irteera ematen du.Aplikazioak: klimatizazio-sistemen termostatoetan, babes-etengailuetanTartea: 0-tik 500ºC-raZehaztasuna: %1
Tenperatura-sentsoreak / Dilatazio-termometroak
30
Termoerresistentziak (RTD), termistoreak (PTC, NTC)Termoerresistentziak
RTD (Resistance Temperature Detector)Metale hutsen erresistentzia elektrikoa Tª-rekin handitu edo txikitzen da (R0 erreferentziazko erresistentzia; α tenperatura-koefizientea)Sentikortasun, errepikagarritasun eta egonkortasun onak Giro eroale eta gaiztoetarako altzairuzko funda baten bidez babesten diraErabilienak platinozkoak dira, korrosioarekiko erresistentziagatik eta tenperatura-tarte handietan erakusten duten linealtasunagatikPt100 platinozko zunda da. 0º C-tan 100 –eko erresistentzia du.Tartea: (platino) -200ºC-tik +500ºC-raZehaztasuna: %0.2
Tenperatura-sentsoreak / Erresistentzia aldakordunak
)1(0 TRRT α−=
31
Tenperatura-sentsoreak / Erresistentzia aldakordunak
32
Termistoreak (PTC, NTC)Metalezko erdieroaleak eta zeramikazko materialak erabiltzen dituzteBere Tª handitzean erresistentzia elektrikoa aldatzen duTartea: 0ºC-tik 40ªC-raZehaztasuna: % 0.01Ezaugarriak:
+ sentikortasuna eta kostua- neurketa-tarte estuak- Tª-erresistentzia erlazio ez lineala
Motak:PTC (Positive Temperature Coefficient)
Tª batetik aurrera aldakuntza oso handiakEzlinealtasuna dela eta, atalaseak detektatzeko erabiliak (dena-ezereza)
NTC (Negative Temperature Coefficient)
Tenperatura-sentsoreak / Erresistentzia aldakordunak

33
TermopareakMetale ezberdin biren junturak (zirkuitua itxiz) Tª ezberdinetan daudenean, korronte elektrikoa sortzen dute (Peltier eta Thompsonefektuak)Tenperatura-tarte handi baten, f.e.meta tenperatura arteko erlazioa lineala eta oso egonkorra ageri duten metale-pareak erabiltzen dira.Erabilienak Industrian erabilitako termoparemota multzo bat estandarizatuta dago eta letren bidez ezagutzen dira- T max fusio tenperatura baino txikiagoa- korronteak oso txikia izan behar du- juntura batek erreferentziazko tenperatura finkoa izan behar du+ tarte handia, egonkorrak, fidagarriak, erantzun azkarra,...
Inconel edo aluminiozko
zorroa
Termoparearenhariak
Magnesio oxidoa
Tenperatura-sentsoreak / Termopareak
34
Tenperatura-sentsoreak / Termopareak
35
Tª neurtzen dute objektuarekin kontakturik izan gabeMotak:
OptikoakErradiaziozkoak (banda zabal edo estudunak)Kolore bitakoak
Aplikazioa:termopareak ezin direnean erabili (tartea, giro gaiztoa)neurtu beharreko gunea mugitzen denan edo atzipen-zailtasunak ditueneanobjektua oso txikia denean eta ukitzean Tª aldatzen dueneanTª fusio-puntuarekiko hurbil dagoenean
Tenperatura-sentsoreak / Pirometroak
36
EdukiakSarreraEzaugarri orokorrakTenperatura-sentsoreakPresio-sentsoreak
Likido-habeakElementu elastikoak
Maila-sentsoreakEmari-sentsoreakPisu-sentsoreakPosizio eta desplazamendu sentsoreakHurbiltasun-sentsoreakAbiadura eta azelerazio sentsoreak

37
Presio-sentsoreak
Likido-habeak. Presioak tutu baten, likido altuera-diferentzia eragiten duElementu elastikoak. Azalera elastiko baten presioa egiten da, desplazamendu edo deformazio proportzionala eraginez. Deformazioa galgak, LVDT, elementu piezoelektrikoak,... erabiliz neurtzen dira. Erabiltzen diren elementu elastikoak:
HauspoakBourdon-en tutuak (C, helize edo espiral erakoak) DiafragmakKapsulak
38
U erako tutu baten likido-altuera aldearen bidez neurtzen da presioa. Bi neurketa mota:
Presio diferentziala. U tutuaren ertz bietako presioa neurtzen daPresio absolutua. Ertz bat itxita eta hutsa eginda duen U tutua erabiltzen da
Presio-sentsoreak / Likido-habeak
gPP
h ref
⋅
−=
ρ
39
HauspoakPareta mehe eta tolestuak dituen elementua. Tolesdurak, mugimendua ardatzaren zentzuan izan dadin egiten da.Soldadurarik gabeko tutu fina, ondulatua, oxidaezinezkoaltzairuzkoa edo latoizkoa, presioaren eraginez luzatu edo estutu egiten dena; desplazamendu handi samarrak.Biziraupen eta zehaztasun handiagoak lortzeko mugimendua malguki batek kontrarrestatzen du
Presio-sentsoreak / Elementu elastikoak
40
Bourdonen tutuakC erakoa
Sekzio eliptikodun tutua, eraztun ia osoa eratuz, ertz batetik itxita eta bestea presio-iturri bati konektatua.Tutu barnean presioa handitzean, tutua zuzendu egingo da; mugimendu hori orratz adierazle edo transmisore batek jasoko du.
Helize edo espiral erakoaPresioak zehaztasun handiagoz neurtzen ditu, itxitako ertzen mugimendua nabariagoa delako
Presio-sentsoreak / Elementu elastikoak

41
DiafragmaHauspoaren antzekoaDisko metaliko malgua, azalera lau
edo ondulazio zentrokideduna izaten du, disko-planoaren zeharkako zentzuan deformatzeko ahalmena handitzeko
Kamara bi bereizten dituzte, bat prozesuari konektatzen zaio eta bestea erreferentzia-presio bati
KapsulaPerimetroan zehar itsatsitako edo
soldatutako diafragma bik osatuaKapsula kanpo eta barruko
presio-diferentziak diafragma biak ardatzaren zentzuan deformaaraziko ditu
Presio-sentsoreak / Elementu elastikoak
GalgakErreferentzi
azko presioa
Neurtzeko presioa
Erreferentziazko presioa
Potentziometroa
Kapsula
Neurtzeko presioa
42
EdukiakSarreraEzaugarri orokorrakTenperatura-sentsoreakPresio-sentsoreakMaila-sentsoreakEmari-sentsoreakPisu-sentsoreakPosizio eta desplazamendu sentsoreakHurbiltasun-sentsoreakAbiadura eta azelerazio sentsoreak
43
Maila-sentsoreak
Flotagailua. Konexio mekaniko baten bidez likido-azalaren mugimendua biraketa-momentu bihurtzen da Presioen neurketa. Ontziaren hondoan eta likido-azalen presioen arteko aldea neurtuz, altuera ondorioztatzen da (ρlikido eta tenperaturaren araberakoa da) Zunda kapazitiboa. Likido kopurua txikitzen denean aire gehiago dago eta kapazitatea aldatu egiten da.
gPP
h ref
·ρ−
=
Ardatza
FlotagailuaEskala kalibratua
Juntura estankoa
Adierazlea
d dAC ⋅
=ε
44
Maila-sentsoreak
Ultrasoinuak. Baliagarriak sentsore eta prozesuaren arteko ukipen fisikorik ez izateko. Ultrasoinuak bibrazio mekanikoak dira, beren maiztasuna gizakiok entzun ahal duguna baino handiagoa da (>20 kHz). Objektu baten kontra jotzean, zati bat islatu eta beste zati bat xurgatu egiten da

45
EdukiakSarreraEzaugarri orokorrakTenperatura-sentsoreakPresio-sentsoreakMaila-sentsoreakEmari-sentsoreakPisu-sentsoreakPosizio eta desplazamendu sentsoreakHurbiltasun-sentsoreakAbiadura eta azelerazio sentsoreak
46
Emari-sentsoreakNeurketaren helburuak: kontaketa (ad. gasolina), prozesukontrolaTutuaren sekzioa ezaguna eta konstantea denean, batez besteko abiadurak emaria ematen digu: Q=v·A (beste faktore batzuk: likidoaren biskositatea, dentsitatea eta tutuarekiko marruskadura)Reynolds zenbakia. Grabitatea, likidoaren abiadura eta biskositatea eta tutuaren diametroaren araberako dimentsio gabeko kopurua da.
Erregimen laminarra (R<2000). Likidoa geruza paralelotan higitzen da, abiadura perfil paraboliko batekin (maximoa tutu erdian, marruskadura tutuaren hormetan handiagoa delako) Erregimen zurrunbilotsua (R>3000). Batez besteko abiadura homogeneoa.
Sentsorerik ohikoenak presio diferentzial motakoak dira (energia zinetikoa presio aldaketa bihurtzen dute):
DiafragmakVenturi tutuak
47
Emari-sentsoreak
1. Marruskadura gabeko erregimena
2. Erregimen laminarra
3. Erregimen zurrunbilotsua
48
Venturi tutuaBi sekzio koniko dibergenteen artean sekzio zilindrikoa (eztarria) kokatzen da. Sekzioa gutxitzean, abiadura handitu eta presioa gutxitu egiten da. A eta B puntuetan presioaren galera neurtzen da likido habeen arteko altuerak alderatuz.
DiafragmaMetalezko xafla mehe zulatu batek fluidoaren pasatzea murrizten du, abiadura handituz eta presioa gutxituz. Presioa neurtzen da xaflaren bi aldeetara eta emaria balore horiekin kalkulatu egiten da
Emari-sentsoreak
ρ213 )/( PPKAsmQ −
=

49
EdukiakSarreraEzaugarri orokorrakTenperatura-sentsoreakPresio-sentsoreakMaila-sentsoreakEmari-sentsoreakPisu-sentsoreak
GalgakZama-Zelula
Posizio eta desplazamendu sentsoreakHurbiltasun-sentsoreakAbiadura eta azelerazio sentsoreak
50
Pisu-sentsoreak / GalgakSentsore extensiometrikoak deformazioa neurtzen dute Banda = Galga = Extensiometroa = Galga extensiometrikoaUnitate bateko deformazioa jatorrizko luzerarekiko milioiren bateko luzapen erlatiboaren baliokidea da (positiboa → trakzio esfortzuak, negatiboa → konpresio esfortzuak)Beste magnitude mekanikoen neurketan garrantzizkoak dira galgak (presioa, indarra, azelerazioa, parea,)...Haridun edo pelikula-erresistibodun galga
Eragin piezoerresistiboa = eroalearen ∆R deformazioaren ondorioz. Oinarrian material elastikoa; honen gainean aleazio eroale batetako geruza metalizatu fin bat botatzen da. Tratamendu fotokimiko bitartez kapa metalizatuzati bat kentzen zaio, inprimaturik geratzen denak zig-zag oso fina eratzen duelarik. Galda objektuari itsasten zaio trakzio edo konpresioz deformatzen delarik →haria luzatzen da sekzioa txikituz eta ∆R emanez
51
Pisu-sentsoreak / Zama-zelulaZama-zelula. Altzairuzko pieza elastiko bat, galga itsatsiak dituena. Piezaren elastikotasuna ezaguna da eta neurtu beharreko zama jasateko gauza da proportzionaltasun muga gainditu barik.
σ
∆L∆A
∆RRR
K∆
=1ε
ALR ρ=
Deformazioa
TentsioaAF
=σ
LL∆
=ε
52
EdukiakSarreraEzaugarri orokorrakTenperatura-sentsoreakPresio-sentsoreakMaila-sentsoreakEmari-sentsoreakPisu-sentsoreakPosizio eta desplazamendu sentsoreak
MekanikoakOptikoak
Hurbiltasun-sentsoreakAbiadura eta azelerazio sentsoreak

53
Posizio eta desplazamendu sentsoreak
Desplazamendu, azken finean, posizio aldakuntza baino ez daSentsore motak:
Mekanikoak (Ibilbide amaiera)Optikoak (encoder)
AbsolutuakDiferentzialak (zehaztasun, erresoluzio eta abiadura handiagoak)
54
Posizio eta desplazamendu sentsoreak / Mekanikoak
Ibilbide amaierak: sinpleak, txikiak, merkeakDena-ezereza (on-off) irteera duen sentsore elektromekanikoa. Objektu baten presentzia edo absentzia adierazten du. Objektuarekin kontaktu fisikoa behar duMekanismo gehigarriak behar dira: bultzagailuak, arrabolak, espekak, etabarAplikazio adibideak:
Zilindro baten zurtoinak zein posizio duen detektatzekoKotxe baten balazta-argiak piztekoPiezak zenbatzeko…
55
Posizio eta desplazamendu sentsoreak / Mekanikoak
56
Posizio eta desplazamendu sentsoreak / Optikoak
Kodetzaile optikoak (optical encoders edo encoders) linealak edo angeluarrak izan daitezkeIrteera digitala → erresoluzio finitua betiArgia erabiliz, mugimendua seinale elektriko bihurtzen duteBi bloke nagusi: saretxoa eta detekzio-sistema Motak:
Absolutuak Diferentzialak (zehaztasun, erresoluzio eta abiadura handiagoak)

57
Kodetzaile absolutuak erregelak edo diskoak izan daitezke, desplazamendu motaren arabera: linealak edo angeluarrak N azalera berdinek osatzen dute (banda edo sektoreak). Kode baten bidez, kokapenari dagokion hitz bitarra itzultzen duteBanda-kopuruak (N) erresoluzioa finkatzen du. Erregelaren kasuan erresoluzioa L/N cm da eta diskoaren kasuan 360/NPista bakoitzak argi-iturri (LED) bat du eta errezeptorea (fototransistorea).
Posizio eta desplazamendu sentsoreak / Optikoak absolutuak
58
Posizio eta desplazamendu sentsoreak / Optikoak absolutuak
59
3 irteeradun encoder diferentzial birakorra (3 maskara trinko seinaleak sortzeko 3 irekierarekin)
A eta B kuadraturan, 90ºko desfaseaz (maskara bananduak Np + ¼ p)
11111010
11011001
11001000
01000111
01010110
01110101
01100100
00100011
00110010
00010001
00000000
GrayBitarra
16 posiziodun Encoderabsolutu birakorra (4 zulodun maskara)
gray kodea
Posizio eta desplazamendu sentsoreak / Optikoak absolutuak
60
Kode bitar naturala:bi egoera jarrairen arteko transizioak, batzuetan, bit bat baino gehiagoren aldakuntza dakarneurketa-gailuak ondo lerrokatuta ez badaude → bit-ak ez dira aldi berean aldatzen → errore-arriskua: neurketa transizio bitartean egiten bada edo kodetzailea, bi balioen arteko mugako kokapenean geratzen bada
Gray kodea:zenbaki jarraien arteko diferentzia bit bakarrekoa da
1111101011011001110010000100011101010110011101010110010000100011001100100001000100000000
GrayBitarra
Posizio eta desplazamendu sentsoreak / Optikoak absolutuak

61
Aplikazioak: kokapen absolutua garrantzizkoa denean, ez da bira askorik ematen, ez da jatorrira itzuli behar
Posizio eta desplazamendu sentsoreak / Optikoak absolutuak
62
Sektore bakoitzean berdin espaziatutako inpultsoak sortzen dituzte. Inpultsoak kontadore baten gordetzen dira (inkrementadorea-dekrementadorea) kontaketa desplazamenduaren adierazle delarik. Jatorri-puntua neurketa-tresnan finka edo programa daiteke.
Posizio eta desplazamendu sentsoreak / Optikoak diferentzialak
63
Irteera bakarreko inkrementala
90ºko desfasea duten irteera bidun inkrementala
90ºko desfasea duten irteera bidun inkrementala + erreferentzia-seinalea
Lineal inkrementala
Posizio eta desplazamendu sentsoreak / Optikoak diferentzialak
64
Posizio eta desplazamendu sentsoreak / Optikoak diferentzialak

65
Aplikazioak: posizioaren inkrementoak garrantzia du, buelta asko ematen dira, neurriak erreferentzia baten arabera ematen dira
Posizio eta desplazamendu sentsoreak / Optikoak diferentzialak
66
Aplikazio adibidea: sagua
Aplikazio adibidea: abiaduraren
neurketa motore batean
Posizio eta desplazamendu sentsoreak / Optikoak diferentzialak
67
EdukiakSarreraEzaugarri orokorrakTenperatura-sentsoreakPresio-sentsoreakMaila-sentsoreakEmari-sentsoreakPisu-sentsoreakPosizio eta desplazamendu-sentsoreakHurbiltasun-sentsoreak
InduktiboakKapazitiboakFotoelektrikoak
Abiadura eta azelerazio sentsoreak
68
Hurbiltasun-sentsoreak
Kontakturik gabe hurrengo gauzak egin ditzakete:Objektuen presentzia detektatuPieza baten kokapenaObjektuen kontaketaErrotazio maiztasuna neurtuObjektu baten material mota detektatuOztopoak detektatu…
Motak:InduktiboakKapazitiboakFotoelektrikoak

69
Hurbiltasun-sentsoreak / InduktiboakZirkuitu oszilakor batek sortutako eremu magnetiko alternoaren aldakuntzaz egiten da neurketa. Zirkuitu oszilakorraren harilkatua sentsorearen alde sentikorra da. Alde sentikorretik hurbil dauden objektu metalikoek osziladorearen irteeran anplitude-aldakuntzak eragiten dituzte (Foucault korronteak), seinalea emanez.Erantzuna ez da objektuaren distantziaren funtzio bakarrik, baizik eta ezaugarri fisikoena (erresistibitatea, permeabilitatea) eta ezaugarri geometrikoena (forma eta dimentsioak) ere. Objektu metalikoak detektatzeko balio dute. Mekanikoki mardula, giro gaiztoetan eta tenperatura handietan lan egin dezake, merkea, zehaztasun txikiko detekzioa (mm hamarrenak)
70
Aplikazio adibideak:Zinta baten, piezen garraiatzaile metalikoak detektatzekoAbiadura eta errotazio zentzua neurtzeko
Hurbiltasun-sentsoreak / Induktiboak
71
RC Osziladorea. Kondentsadoreek alde sentikorra osatzen dute. objektu bat eremu honetan kokatzen denean, zirkuitu erresonantearen kapazitatea aldatzen du, oszilazio-kopurua txikituz, irteera-seinalea emanez. Erantzuna, objektuarekiko distantziaren edo azalera sentikorrerainoko sustantziaren funtzio bezala ematen du, baina dimentsioaren eta dielektrikoaren konstantearen funtzio ere bada → on-off detektore bezala erabiltzen dira edo material-motak detektatzekoErrepikagarritasuna ingurugiro-baldintzen araberakoa daMetalezkoak ez diren objektuen kasurako hurbiltasun-sentsore optikoekin lehiatzen dira
Hurbiltasun-sentsoreak / Kapazitiboak
72
Aplikazioak: objektu isolatzaileen, likidoen edo hautsez zikindutakoen detekzioa, material ezberdinetako objektuen detekzioa, kutxen edukiaren egiaztatzea, likido-mailen behaketa betetze-prozesu bitartean
Hurbiltasun-sentsoreak / Kapazitiboak

73Reflex
Barrera
Hurbiltasun
Hurbiltasun: Detektatu beharreko objektuak
berak argia islatzen du
Reflex: Igorle eta hartzaile elkarrekin daude. Argia sorta mozten denean aktibazioa gertatzen da
Barrera: Igorle eta hartzaile separatuta daude. Objekturen bat bien artean dagoenean seinalea sortzen dute.
Hurbiltasun-sentsoreak / Fotoelektrikoak
74
EdukiakSarreraEzaugarri orokorrakTenperatura-sentsoreakPresio-sentsoreakMaila-sentsoreakEmari-sentsoreakPisu-sentsoreakPosizio eta desplazamendu-sentsoreakHurbiltasun-sentsoreakAbiadura eta azelerazio sentsoreak
75
Abiadura eta azelerazio sentsoreak
AbiaduraTakometro mekanikoa. Elementu mekanikoekin ardatzaren buelta kopurua detektatzen duteTakometro digitala. Kodetzaile diferentzial baten inpultsoak zenbatuz abiadura angularrakalkulatzen du.
Azelerazioa:Galgak. Erabil daitezke edozein magnitude neurtzeko, magnitude horren aldakuntza indar bat sortzen badu eta indar honek deformazioak eragiten baditu.
GalgakAzelerazioa
EuskarriaMasa