---

SENSÖRLER

GİRİŞ: Enstrumantasyon sistemlerinin ana öğesi olan ölçme sistemleri kontrol alanında incelenecek olursa, çeşitli alt gruplara ayrılabileceğini görürüz. Ölçmeden ziyade ölçülecek işlem değişkenin ne olduğu, niceliği, zamana bağlı değişim özellikleri, fiziksel ve kimyasal niteliklerinin bilinmesi gerekir. Bu bilgiler bize işlem stratejisini geliştirmede ve uygulamada yardımcı olur. Örneğin suyun akışı, özgül ağırlığı vb. gibi fiziksel özellikleri, pH derecesi, saflık derecesi gibi kimyasal özellikleri bilinirse su için kurulacak Enstrumantasyon sistemini geliştirme kolaylaştırır. İşlem değişkeni olan suyun akış hızı ölçülecek ise suyun sayılan özellikleri bilinirse su için kurulacak enstrumantasyon sistemini geliştirmek kolaylaşır. İşlem değişkeni olan suyun akış hızı ölçülecek suyun sayılan özelliklerinin akışa etkisi daha önceden bilinmelidir ki kurulacak sistemin hatalarının giderilmesi sağlanabilsin aksi takdirde sistem hatalarını gidermek için sonradan kurulacak sistemlerin maliyeti ekonomik olmayacağı gibi verimliliği de etkileyecektir.
Ölçme sistemlerini aşağıda olduğu gibi sınıflandırabiliriz.
1. Isı ölçümü
2. Işık ölçümü
3. Akış
4. Basınç
5. Yer değiştirme
6. Hız ve ivme ölçümü
7. Moment ve tork ölçümü
8. Kalite ve gazlılık oranı
9. Adet, birim, frekans ölçümü
10.Diğer fiziksel büyüklükler
Bütün bu alt grupları da yine alt gruplara ayırmak mümkündür. Biz bu grupları daha ilerideki konuların çatısı altında inceleyeceğiz.
Ölçme sistemlerinde kullanılan ölçüm cihazları ise iki ana gruba ayrılabilir.
1. Sadece ölçen (cam termometre)
2. Ölçen ve kontrol sinyali üreten ( ekonomik termometre)
Bizim izleyeceğimiz burada ikinci sırada yer alan ölçen ve kontrol sinyali üreten cihazlar olacaktır. Bu cihazları meydana getiren öğeleri parçalarsak asıl konumuz olan sensör kavramının başlangıç noktası olduğunu ve onlar olmadan cihazın bir anlamı olamayacağı sonucunu çıkarmak hiç de zor olmayacaktır. Sensör kelimesi yabancı bir kelime olmasına karşılık Türkçe’deki yerini almış ve kullanılmakta olduğu için sensör kelimesini olduğu gibi kullanacağız. Sensörler teknolojik gelişimin uzantısı olarak gün geçtikçe gelişmekte ve küçülmektedir. Bu gelişim beraberinde algılama hatalarını da azaltmaktadır. Gelişimin diğer bir faydası ise daha alt gruplara inilebilmesi olmuştur. Örneğin hava kalitesi ölçülürken kullanılan sensörün niteliği ne olmalı sorusuna günümüzde verilebilecek cevaplar şunlar olabilir. Hava kalitesi ne olmalı , canlılar için mi , cihazlara özel mi ?. Bu cevaplar ışığında havadaki oksijen , karbondioksit , azot , hidrojen , kükürt dioksit , vb. gaz oranları ölçülebilir. Ölçülen oranlara göre hava kalitesi belirtilen referansa göre ifade edilebilir.
Konuları işlerken tüm alt guruplara inilip bütün sistemleri incelemek mümkün olmayabilir. Bunun için genel kavramları anlarsak alt gurup aradaki eksiklikleri anlamamız daha da kolaylaşacaktır.


BÖLÜM 1

TANIMLAR

1.1.Sensörler
Sensörün sözlük anlamı (analog olarak) enerji hisseden, enerjiyi algılayan, fiziksel nicelikleri algılayan hisseden olarak bilinir. Genel manada düşünüldüğünde bu anlam çerçevesinde çeşitli tanımlamalarda yapılabilir. Tanımdan ziyade ne iş yaptığını bilmek çoğu zaman kelimelerle ifade güçlüğü çekilen terimleri anlamakta kolaylık sağlar.
Sensör ilk elemandır.Yani bu enstrumantasyon sisteminin ilk öğesidir. Sensörler fiziksel bir niceliği algılar ve bunu sonucunu ikinci bir fiziksel nicelik birincinin cinsinden olur. Örneğin açısal yer değiştirme sensörü (mekanik) algılama sonucunu yine mekanik bir hareketle ifade eder. Tek farklılık açısal değişimden doğrusal değişime dönüşüm olur. Diğer bir örnek elektrik akımının varlığını hisseden sensör sonucu elektriksel bir ifadeyle verir. Her zaman için geçerli olan ise algılanan nicelik mutlaka fiziksel olarak ifade edilir. Kimi zaman ölçülmek istenen nicelik tek bir sensör ile algılanamaz bu tip durumlar için ardışık sensör sistemi kurulabilir.

1.2.Transduserler
Transdüser genellikle, sensörden alınan sinyalin işlenip iyileştirildiği kısım olarak ta bilinir. Fakat bu iki kavram iç içe girmiş bir şekilde zaman zaman kullanılmaktadır. Bir önermede bulunulursa her sensör bir transdüser değildir fakat her transdüser bir sensör içerir. Yani transduserler algılama işinin sonucunu iş edindiklerinden önlerinde mutlaka bir sensör bulunur. Kimi transdüser de sensör ayrık bir öğe değil beraber (tümleşik) halde bulunur. Bu türden durumlarda sensör yerine sadece transdüser kullanılır. Transduserlerde sensörlerde olduğu gibi algılanan nicelik analog olarak ifade edilir.

1.3.Trasmitter
Transmitter transduserin akım kaynağı bağlanış belirli standartlarda dış devrelere akım/gerilim verebilen halidir. Bu demektir ki transmitter kapsar Transdüser oda kapsar sensör . Transmitterler çok kullanılan 4-20 akım döngüsü standardında akım verebilecek şekilde yapılmışlardır. Bunu yanında 1-15V 1-10mA gibi standartlar içinde yapılır. 4-20mA standardındaki bir transmitter ölçülecek niceliğin alabileceği minimum değeri 4mA ile maksimum değeri ise 20mA ile ifade ederler .Sadece kontrol sinyali üretirler. Bu sinyaller pnömatik yada elektriksel olabilir. Her transmitter mutlaka bir transduserden sonraki eleman olarak sistemdeki yerini alır yada üç öğe tümleşik yapılandırılır.
Transmitterler içerlerinde bir sabit akım kaynağı bir sinyal işleyici birde standartlaştırıcı içermektedir. Sinyal işleyiciler genellikle op-amp kullanılarak yapılan yükselteç lineerleştirici , türev alıcı , entegral alıcı , gibi devrelerden oluşu

---