3-Sentsoreak

  • Published on
    17-Aug-2014

  • View
    156

  • Download
    24

Transcript

<p>EdukiakSarreraAplikazio adibideak Bloke funtzionalak Sailkatzeko irizpideak</p> <p>SentsoreakIndustri Prozesuen Automatizazioa</p> <p>Ezaugarri orokorrak Tenperatura-sentsoreak Presio-sentsoreak Maila-sentsoreak Emari-sentsoreak Pisu-sentsoreak Posizio eta desplazamendu sentsoreak Hurbiltasun-sentsoreak Abiadura eta azelerazio sentsoreak2</p> <p>SarreraInstrumentazio-sistema (Sentsore+Eragingailuak) kontrol-sistema guztietan beharrezkoak Hasiera batean langileak tresna batez (termometro, manometro,) neurtzen zuena orain sentsoreak urrutitik eta seinale elektrikoa lortuz egiten duKontsignak KontrolaKontrolagailua ERAGINGAILUA PROZESUA</p> <p>Sarrera / Aplikazio adibideakZama-bagoien dosifikazio-sistema automatikoa</p> <p>SENTSOREA</p> <p>Sarrerak</p> <p>Irteerak3 4</p> <p>Sarrera / Aplikazio adibideakMakina-erreminta baten kontrol-sistema</p> <p>Sarrera / Aplikazio adibideakPiezen kontaketa (uhal garraiatzaile batean)</p> <p>Errotazio-abiaduraren neurketa</p> <p>5</p> <p>6</p> <p>Sarrera / Aplikazio adibideakHigadura lineal edo errotazionalaren zentzua definitu</p> <p>Sarrera / Bloke funtzionalakSentsorea edo transduktorea. Energia mota bat beste energia mota batean (elektrikoa normalean) bihurtzen du. Atalak:Kaptazioa. Magnitude fisikoa magnitude elektrikoa Egokitzapena. Zaratak kendu, irabazpenak, linealizazioak, Irteera. Kontrolagailuaren beharren arabera Bistaratzeko unitatea. Batzuetan Kaptazioa Seinalearen egokitzapena Irteera etapa Elikadura</p> <p>Tresneriaren gainbegiratzea7</p> <p>Magnitude fisikoa</p> <p>Magnitude elektrikoa 8</p> <p>Sarrera / Sailkatzeko irizpideakNeurtu behar den magnitudeaKokapen lineal edo angeluarra Desplazamendu eta deformazio txikiak Abiadura lineal eta angeluarra Indarra eta parea Presioa Emaria Tenperatura Presentzia edo hurbiltasuna Altuera edo maila</p> <p>Sarrera / Sailkatzeko irizpideakSistemarekiko elkarreraginaPasiboakErresistiboak Induktiboak Potentziometrikoak Termoerresistiboak</p> <p>Prozesuarekiko ukipenaUkipen zuzena Ukipen ez zuzena</p> <p>Irteera-seinale motaAnalogikoak Digitalak Dena ala ezereza</p> <p>Aktiboak (prozesuaren energia behar dute)Elektromagnetikoak Piezoelektrikoak Termoelektrikoak Fotoelektrikoak9 10</p> <p>EdukiakSarrera Ezaugarri orokorrakKalibrazioa Parametroak</p> <p>Ezaugarri orokorrakSENTSORE 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 izan Ingurugiroko edozein baldintzapean11</p> <p>Sentsorearen irteera: y</p> <p>Tenperatura-sentsoreak Presio-sentsoreak Maila-sentsoreak Emari-sentsoreak Pisu-sentsoreak Posizio eta desplazamendu sentsoreak Hurbiltasun-sentsoreak Abiadura eta azelerazio sentsoreak</p> <p>y = Kx x</p> <p>Sentsorearen sarrera: x</p> <p>12</p> <p>Ezaugarri orokorrakSENTSORE ERREALA:Atzerapenak Proportzionaltasuna segun eta: anplitudea, sarrera arintasuna, ingurugiroko baldintzak,...</p> <p>Ezaugarri orokorrak / KalibrazioaKalibrazioa. Neurketa tresna batek ematen dituen balioen eta neurtutako aldagaiaren benetako balioen arteko erlazioa bilatzea helburu 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 zuzentzeko Ziurtapena. Neurketak adostutako tolerantziarekin egiten direla ziurtatzeko.Sentsorearen neurketa</p> <p>y (salida del sensor)</p> <p>Instrumentazio gailuen ezaugarritze zehatza behar da Zertarako ezagutu behar ditu kontrol-ingeniariak:Merkatuan eskaintzen direnen artean dispositiborik egokiena hautatzeko Kontrol-begiztaren ekintza (dinamikoa eta estatikoa) aurreikusi eta zuzentzeko</p> <p>Error de no linealidad Error de offset x (entrada al sensor)</p> <p>13</p> <p>Balore erreala</p> <p>14</p> <p>Ezaugarri orokorrak / KalibrazioaSentsorea ezaugarritzeko parametroak: Ingurugiro baldintza nominaletarako definitzen dira:Kalibrazio-kurba multzoak. Sarrera eta irteeren arteko benetako erlazioa seinale tarte eta lan baldintza ezberdinetan. Fabrikatzaileak ematen ditu Parametro estatikoak (egoera iraunkorra definitzeko) Parametro dinamikoak (egoera iragankorra definitzeko)y (salida del sensor)</p> <p>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) ...15 16</p> <p>Sensibilidad = y/x x (entrada al sensor) x0</p> <p>Ezaugarri orokorrak / ParametroakIrteera</p> <p>Ezaugarri orokorrak / ParametroakIrteera</p> <p>Irteera erreala</p> <p>Tarte dinamikoa</p> <p>Muga gainekoa Magnitudea</p> <p>Irteera ideala Zehaztasuna Magnitudea</p> <p>100 %</p> <p>120 %</p> <p>Irteera</p> <p>Irteera</p> <p>Errepikagarritasuna</p> <p>Erresoluzioa18 Magnitudea</p> <p>Magnitudea 17</p> <p>Ezaugarri orokorrak / ParametroakIrteera</p> <p>Ezaugarri orokorrak / ParametroakIrteera</p> <p>Irteera Erantzun ideala A B C Neurketaren tartea Magnitudea</p> <p>Zentzu beherakorra D</p> <p>20 Ez-linealtasuna 10</p> <p>S=</p> <p>y xMagnitudea</p> <p>Zentzu gorakorra</p> <p>B C</p> <p>Histeresis</p> <p>Magnitudea</p> <p>50 %</p> <p>100 %</p> <p>19</p> <p>20</p> <p>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)21</p> <p>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 denean Egonkortasuna eta jitoak. Sentsorearen irteeraren desbideraketa kanpo-parametro batzuk aldatzen direnean (ingurugiro baldintzak, elikadura,..22</p> <p>Edukiak</p> <p>Sarrera Ezaugarri orokorrak Tenperatura-sentsoreak Sailkapena Dilatazio termometroak Erresistentzia aldakordunakTermoerresistentziak (RTD) Termistoreak (PTC, NTC)</p> <p>Tenperatura-sentsoreak / SailkapenaProzesu industrialetako ohiko aldagaia Sailkapenak:Neurtutako tenperatura-tartearen arabera Prozesu kriogenikoak (&lt; 0 C) Prozesu labeak (&gt;1000 C) Materialaren egoera fisikoaren arabera Likidoa Gasa Solidoa Kaptazio metodoaren arabera Dilatazio-termometroak (beirazkoak, bulbodunak, bimetalikoak) Erresistentzia aldakordun termometroak (termoerresistentziak, termistoreak) Termopareak Pirometroak edo kontaktu gabeko termometroak (optikoak, erradiaziodunak, kolore bitakoak)</p> <p>Termopareak Pirometroak</p> <p>Presio-sentsoreak Maila-sentsoreak Emari-sentsoreak Posizio eta desplazamendu sentsoreak Hurbiltasun-sentsoreak Abiadura eta azelerazio sentsoreak23</p> <p>24</p> <p>Tenperatura-sentsoreak / SailkapenaSentsore elementua Beirazkoa Bulboduna Bimetalikoa Platinozko erresistentziadun Termistoreak Aplikazio eremua -196C-tik +500C-ra -40C-tik 425C-ra 0C-tik 500C-ra -200C-tik +500C-ra 0C-tik +40C-ra Zehaztasuna %1 %1 %1 %0.2 %0,01 Abantailak Merkea, sinplea Biziraupen luzea Energia-elikadura gabe konpaktoa Prezioa Sendotasuna Sentikortasuna Zehaztasuna Erantzun arina Sentikortasun eta zehaztasun handiak Erantzun arina Tamaina txikia Egonkorra Txikia Erantzun arina Prezio onargarria Ukipenik ez Errepikagarritasun ona Ukipenik ez Errepikagarritasun ona Eragozpenak Hauskorra Neurketa lokala (kontrol automatikorik Balioak gordetzerik ez) Tamaina handikoa Muntaia delikatua Neurketa lokala Neurketa lokala Hauskorra Termoparea baino garestiagoa Berotasuna Ez lineala Aplikazio-tarte mugatua</p> <p>Tenperatura-sentsoreak / Sailkapena0 -250 1000 2000 3000</p> <p>termopareak termorresistentziak termistoreak dilatazio termometroak pirometroak</p> <p>T termopareak J termopareak K termopareak R edo S termopareak W termopareak Pirometro optikoak Erradiazio osodun pirometroak</p> <p>-200C-tik +250C-ra 0C-tik +750C-ra 0C-tik +1.300C-ra 0C-tik +1.600C-ra 0C-tik +2.800C-ra +50C-tik +6.000C-ra</p> <p>2% 0.5% 1% 0.5% 1% 0.5%</p> <p>Korrosioaren eraginpean</p> <p>+50C-tik +6.000C-ra 0.5%</p> <p>Garestiak T zehatza kalkulatzen zaila Garestia T zehatza kalkulatzen zaila Erantzuten geldoa25 26</p> <p>Tenperatura-sentsoreak / SailkapenaAukeratzeko irizpideakErantzun-abiadura: Termistoreak: biluzik, ia aldibereko erantzuna karkasaduna: 0.2-tik 2 s-ra Termoparea: 4-tik 5 s-era Platinozko termoerresistentziak (Pt100): 5-etik 6 s-ra Termopareak eta termoerresistentziak: zenbat eta txikiagoak gero eta erantzun arinagoak T-tarteak: Taulan begiratu Kostua: Termoparea eta termoerresistentzia dira merkeenak Termopareak merkeagoak dira baina neurketa sistema konplexuagoa behar dute Erradiaziodun pirometroak oso garestiak dira Zehaztasuna: Pt100 sentsore komertzialen arteko zehatzena</p> <p>Tenperatura-sentsoreak / Dilatazio-termometroakBeirazkoak, bulbodunak, bimetalikoak BeirazkoakBeira eta erabilitako likidoaren dilataziokoefizienteen diferentzia bezala adierazten du tenperatura Erabilienak:Merkurioa: (-37 C, 315C) Merkurioa gas geldoarekin (N2): (-37C, 510C) Alcohola: -62C-arte</p> <p>Zehaztasuna: tartearen 1%</p> <p>Bulbodunak</p> <p>T-k fluidoaren espantsio edo kontrakzioa eragiten du, fluidoa gordetzen duen errezintoa deformatzen delarik Deformazioa Bourdon hauspo batek detektatzen du adierazle edo transmisore bati bidaltzen diolarik Tartea: (-40C-tik +425C-ra) Zehaztasuna: %128</p> <p>27</p> <p>Tenperatura-sentsoreak / Dilatazio-termometroakBimetalikoakDilatazio-koefieziente ezberdina duten, metalezko lamina bi, ertzetatik ondo lotuta. T-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) onoff irteera ematen du. Aplikazioak: klimatizaziosistemen termostatoetan, babes-etengailuetan Tartea: 0-tik 500C-ra Zehaztasuna: %1</p> <p>Tenperatura-sentsoreak / Erresistentzia aldakordunakTermoerresistentziak (RTD), termistoreak (PTC, NTC) TermoerresistentziakRTD (Resistance Temperature Detector) Metale hutsen erresistentzia elektrikoa T-rekin handitu edo txikitzen da (R0 erreferentziazko erresistentzia; tenperatura-koefizientea) Sentikortasun, errepikagarritasun eta egonkortasun onak Giro eroale eta gaiztoetarako altzairuzko funda baten bidez babesten dira Erabilienak platinozkoak dira, korrosioarekiko erresistentziagatik eta tenperatura-tarte handietan erakusten duten linealtasunagatik Pt100 platinozko zunda da. 0 C-tan 100 eko erresistentzia du. Tartea: (platino) -200C-tik +500C-ra Zehaztasuna: %0.2</p> <p>RT = R0 (1 T )</p> <p>29</p> <p>30</p> <p>Tenperatura-sentsoreak / Erresistentzia aldakordunak</p> <p>Tenperatura-sentsoreak / Erresistentzia aldakordunakTermistoreak (PTC, NTC)Metalezko erdieroaleak eta zeramikazko materialak erabiltzen dituzte Bere T handitzean erresistentzia elektrikoa aldatzen du Tartea: 0C-tik 40C-ra Zehaztasuna: % 0.01 Ezaugarriak:+ sentikortasuna eta kostua - neurketa-tarte estuak - T-erresistentzia erlazio ez lineala</p> <p>Motak:PTC (Positive Temperature Coefficient)T batetik aurrera aldakuntza oso handiak Ezlinealtasuna dela eta, atalaseak detektatzeko erabiliak (dena-ezereza)</p> <p>NTC (Negative Temperature Coefficient)31 32</p> <p>Termopareak</p> <p>Tenperatura-sentsoreak / TermopareakMetale ezberdin biren junturak (zirkuitua itxiz) T ezberdinetan daudenean, korronte elektrikoa sortzen dute (Peltier eta Thompson efektuak) Tenperatura-tarte handi baten, f.e.m eta tenperatura arteko erlazioa lineala eta oso egonkorra ageri duten metale-pareak erabiltzen dira. Erabilienak Industrian erabilitako termopare mota 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</p> <p>Tenperatura-sentsoreak / Termopareak</p> <p>Termoparearen hariak</p> <p>Magnesio oxidoa</p> <p>33</p> <p>34</p> <p>Tenperatura-sentsoreak / PirometroakT neurtzen dute objektuarekin kontakturik izan gabe Motak:Optikoak Erradiaziozkoak (banda zabal edo estudunak) Kolore bitakoak</p> <p>EdukiakSarrera Ezaugarri orokorrak Tenperatura-sentsoreak Presio-sentsoreakLikido-habeak Elementu elastikoak</p> <p>Aplikazioa:termopareak ezin direnean erabili (tartea, giro gaiztoa) neurtu beharreko gunea mugitzen denan edo atzipen-zailtasunak dituenean objektua oso txikia denean eta ukitzean T aldatzen duenean T fusio-puntuarekiko hurbil dagoenean</p> <p>Maila-sentsoreak Emari-sentsoreak Pisu-sentsoreak Posizio eta desplazamendu sentsoreak Hurbiltasun-sentsoreak Abiadura eta azelerazio sentsoreak35 36</p> <p>Presio-sentsoreakLikido-habeak. Presioak tutu baten, likido altueradiferentzia eragiten du Elementu elastikoak. Azalera elastiko baten presioa egiten da, desplazamendu edo deformazio proportzionala eraginez. Deformazioa galgak, LVDT, elementu piezoelektrikoak,... erabiliz neurtzen dira. Erabiltzen diren elementu elastikoak:Hauspoak Bourdon-en tutuak (C, helize edo espiral erakoak) Diafragmak Kapsulak</p> <p>Presio-sentsoreak / Likido-habeakU erako tutu baten likido-altuera aldearen bidez neurtzen da presioa. Bi neurketa mota: Presio diferentziala. U tutuaren ertz bietako presioa neurtzen da Presio absolutua. Ertz bat itxita eta hutsa eginda duen U tutua erabiltzen da</p> <p>h=</p> <p>P Pref</p> <p>g38</p> <p>37</p> <p>Presio-sentsoreak / Elementu elastikoakHauspoak Pareta mehe eta tolestuak dituen elementua. Tolesdurak, mugimendua ardatzaren zentzuan izan dadin egiten da. Soldadurarik gabeko tutu fina, ondulatua, oxidaezinezko altzairuzkoa edo latoizkoa, presioaren eraginez luzatu edo estutu egiten dena; desplazamendu handi samarrak. Biziraupen eta zehaztasun handiagoak lortzeko mugimendua malguki batek kontrarrestatzen du</p> <p>Presio-sentsoreak / Elementu elastikoakBourdonen tutuak C 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 erakoa Presioak zehaztasun handiagoz neurtzen ditu, itxitako...</p>

Recommended

View more >