sensÖrlerler - deukisi.deu.edu.tr/asli.ergun/isi.pdf2. ölçümde ntc termistörüne yüksek bir...

40

Upload: others

Post on 31-Aug-2020

4 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: SENSÖRLERLER - DEUkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/isi.pdf2. ölçümde NTC termistörüne Yüksek bir ısı kaynağı (Havya) değdirilir. Yaklaşık 200 ºC ısıda NTC’nin direncinin
Page 2: SENSÖRLERLER - DEUkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/isi.pdf2. ölçümde NTC termistörüne Yüksek bir ısı kaynağı (Havya) değdirilir. Yaklaşık 200 ºC ısıda NTC’nin direncinin

SENSÖRLERLER 2

Transdüser ve Sensör Kavramı

Tanımı

Fiziksel ortam değişikliklerini (ısı, ışık, basınç, ses, vb.) algılayan elemanlara

Sensör (İng. Sensor), algıladığı bilgiyi elektrik enerjisine çeviren elemanlara

Transduser (İng. Transducer) denir.

Çeşitli Sensör ve Transdüser’ lerin Fiziksel Görünümleri

ISI SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

Page 3: SENSÖRLERLER - DEUkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/isi.pdf2. ölçümde NTC termistörüne Yüksek bir ısı kaynağı (Havya) değdirilir. Yaklaşık 200 ºC ısıda NTC’nin direncinin

SENSÖRLERLER

Çeşitleri

Kullanıldıkları yerlere ve algıladıkları fiziksel büyüklüklere göre sensör ve

transdüser’ler çeşitli tiplere ayrılırlar.

* Isı transdüser ve sensörleri

* Manyetik transdüser ve sensörler

* Basınç (gerilme) transdüserleri

* Optik transdüser ve sensörler

* Ses transdüser ve sensörleri

Transdüserlerin bir kısmı pasif elemandır. Pasif elemanın çalışması için dışarıdan

elektrik enerjisinin uygulanması gerekir. Foto direnç ,kondansatör, mikrofon

bunlara bir örnektir.

Aktif transdüserler ise ölçülecek büyüklüklerle uyarılırlar. Bunlara dışarıdan bir

enerji uygulanmaz. Termoçift, fotovoltaik, piezoelektrik bunlara bir örnektir.

3 ISI SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

Page 4: SENSÖRLERLER - DEUkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/isi.pdf2. ölçümde NTC termistörüne Yüksek bir ısı kaynağı (Havya) değdirilir. Yaklaşık 200 ºC ısıda NTC’nin direncinin

SENSÖRLERLER

Kullanıldıkları Yerler

Sensör ve Transdüser’ler, endüstriyel alanlardan, gündelik hayata kadar bir çok

yerde kullanılmaktadır.

* Güvenlik ve Hırsız Sistemlerinde kullanılan Hareket Sensörleri,

* Yangın ve duman için ikaz ve ihbar sensörleri,

* Otomatik Kapılar için Yaklaşım Sensörleri,

* Park ve yanaşma sensörleri,

* Isı ve Işık Sensörleri

* Elektronik Teraziler için baskı, basınç ve gerilme sensörleri v.b gibi sayılabilecek

onlarca alanlarda sensör ve transdüserler sıklıkla kullanılmaktadır.

Sensör ve Transdüserler, genellikle endüstriyel alanlardaki, makine ve cihazlarda

da sıklıkla kullanılmaktadır. Barkod okuyucu sistemlerinde, güvenli makine çalışma

alanlarında, Ürün Sayma Sistemlerinde, Görüntülü ürün işleme sistemlerinde,

endüstriyel fırınların sıcaklık kontrollerinde ve daha bir çok endüstriyel alanlarda

karşımıza çıkmaktadırlar.

4 ISI SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

Page 5: SENSÖRLERLER - DEUkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/isi.pdf2. ölçümde NTC termistörüne Yüksek bir ısı kaynağı (Havya) değdirilir. Yaklaşık 200 ºC ısıda NTC’nin direncinin

SENSÖRLERLER 5

Elektronik Terazi

Araç Park ve Yanaşma

Sistemi

Güvenlik Sistemi Barkod Okuma Sistemi

Taşıt Tanıma Sistemi

Otomatik Kapı

Sistemleri

ISI SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

Page 6: SENSÖRLERLER - DEUkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/isi.pdf2. ölçümde NTC termistörüne Yüksek bir ısı kaynağı (Havya) değdirilir. Yaklaşık 200 ºC ısıda NTC’nin direncinin

SENSÖRLERLER

ISI SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

1-) Termistör

Termistör, üzerine uygulanan ısıya göre direnç değeri değişen devre elemanıdır.

Ortam sıcaklığı değiştiği zaman, termistör bu sıcaklık değişimini hissedecek ve

direnç değerini kendisi ayarlayacaktır. Uygulanan ısıya göre direnç değerini artıran

veya azaltan tipleri vardır. NTC ve PTC olarak ikiye ayrılır.

a) Pozitif Sıcaklık Katsayılı Termistör (PTC)

PTC (Positive Temperature Coefficient – Pozitif Sıcaklık Katsayısı)

termistörü, Üzerindeki ısı arttırıldığı zaman direnç değeri artan, yani

direnci, ısı ile doğru orantılı olarak değişen devre elemanıdır.

Özellikle, Televizyonlarda demanyetize (degaussing) devrelerinde,

endüstriyel elektronikte motorların sıcaklıktan korunması, ısı kontrol

devrelerinde v.b yerlerde sık kullanılır.

PTC’ nin fiziksel görünümü yandaki gibidir.

6 ISI SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

Page 7: SENSÖRLERLER - DEUkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/isi.pdf2. ölçümde NTC termistörüne Yüksek bir ısı kaynağı (Havya) değdirilir. Yaklaşık 200 ºC ısıda NTC’nin direncinin

SENSÖRLERLER

Elektronik devrelerde, gerilim bölücü dirençlerle birlikte

kullanılırlar.

Isı ile direncinin değişmesi sonucu çıkışı uçlarında gerilim

değişikliği meydana getirir. Bu gerilim değişikliği ile transistör ve

röle gibi devre elemanları yardımı ile yük kontrolü yapılır.

7

PTC’ nin Devrede Gerilim Bölücü Direnç ile Kullanılması

PTC, gerilim bölücü direnç ile kullanılırken iki şekilde devre bağlantısı yapılır.

Birinci bağlantı şeklinde PTC şaseye yakın bağlanır. Bu bağlantı şekline

Pull Down bağlantı adı verilir.

İkinci bağlantı şeklinde PTC besleme gerilimine yakın bağlanır. Bu bağlantı şekline

Pull Up bağlantı adı verilir.

Bu bağlantı şekillerine göre, PTC ve dirençten oluşan gerilim bölücü devre,

sıcaklığa bağlı olarak çıkışlarında bir gerilim değeri üretir.

ISI SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

Page 8: SENSÖRLERLER - DEUkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/isi.pdf2. ölçümde NTC termistörüne Yüksek bir ısı kaynağı (Havya) değdirilir. Yaklaşık 200 ºC ısıda NTC’nin direncinin

SENSÖRLERLER

PTC’ nin şaseye yakın bağlantısı

sırasında, üzerine ısı uygulanırsa,

uçlarında yüksek çıkış gerilimi elde

edilir. PTC direnci, ısı ile artacağı

için üzerinde düşen gerilim değeri

artar.

PTC üzerinde ısı yok iken, direnci

düşüktür. Üzerinde düşen gerilim

miktarı da düşük olacaktır.

a) PTC’ nin Şaseye Yakın Bağlanması (Pull Down)

Devre bu hali ile çıkış uçlarında HIGH (Yüksek) ve LOW (Düşük) gerilim değerleri

üretir. Devrenin çıkış ucuna bir transistör, tristör veya İşlemsel Yükselteç adı verilen

bir devre elemanı bağlanırsa, PTC ısıyı algılayan bir sensör gibi çalışır ve çıkışa

bağlanan Röle, LED, Motor v.b elemanların çalışması veya durması sağlanır.

8 ISI SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

Page 9: SENSÖRLERLER - DEUkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/isi.pdf2. ölçümde NTC termistörüne Yüksek bir ısı kaynağı (Havya) değdirilir. Yaklaşık 200 ºC ısıda NTC’nin direncinin

SENSÖRLERLER

PTC’ nin beslemeye yakın bağlantısı

sırasında, üzerine ısı uygulanırsa,

devrenin çıkış uçlarında düşük

gerilim elde edilir. PTC direnci, ısı ile

artacağı için gerilim bölücü direnç

üzerinde düşen gerilim değeri

azalacaktır.

PTC üzerinde ısı yok iken, direnci

düşüktür. R1 direnci üzerinde düşen

gerilim miktarı da yüksek olacaktır.

b) PTC’ nin Beslemeye Yakın Bağlanması (Pull Up)

Devre bu hali ile çıkış uçlarında HIGH (Yüksek) ve LOW (Düşük) gerilim değerleri

üretir. Devrenin çıkış ucuna bir transistör, tristör veya İşlemsel Yükselteç adı verilen

bir devre elemanı bağlanırsa, PTC ısıyı algılayan bir sensör gibi çalışır ve çıkışa

bağlanan Röle, LED, Motor v.b elemanların çalışması veya durması sağlanır.

9 ISI SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

Page 10: SENSÖRLERLER - DEUkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/isi.pdf2. ölçümde NTC termistörüne Yüksek bir ısı kaynağı (Havya) değdirilir. Yaklaşık 200 ºC ısıda NTC’nin direncinin

SENSÖRLERLER

PTC üzerindeki sıcaklığa bağlı olarak,

direnç değerinin nasıl değiştiği yandaki

grafikte görülmektedir.

Sıcaklık arttıkça, PTC direnci de

doğrusala yakın bir şekilde artmaktadır.

Genellikle, PTC üzerinde varsayılan

direnç değerleri yazmaktadır. Farklı

kodlamalar olsa da genellikle 10K, 103,

50K, 503 v.b rakamsal değerler kullanılır.

Bu direnç değerleri oda sıcaklığında

ölçülen direnç değerleridir. Uygulanan

sıcaklıkla değişen direnç değeri, sıcaklık

kaldırıldığı zaman tekrar varsayılan

değere düşer.

PTC gibi sıcaklıkla değer değiştiren devre elemanları, sıcaklığı algılayabilmek için

ısı oluşabilecek ortamlara yakın bağlanır.

10 ISI SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

Page 11: SENSÖRLERLER - DEUkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/isi.pdf2. ölçümde NTC termistörüne Yüksek bir ısı kaynağı (Havya) değdirilir. Yaklaşık 200 ºC ısıda NTC’nin direncinin

SENSÖRLERLER

PTC’ nin AVO Metre ile Ölçülmesi

PTC, önce oda sıcaklığında

(soğuk iken) varsayılan

direnci ölçülür, daha sonra da

ısıtılarak sıcak iken direnç

değeri ölçülür.

1. ölçümde soğuk direnci, 15

KΩ olan PTC kullanılacaktır.

Farklı değere sahip PTC’ ler

aynı yöntemle ölçülebilir.

* AVO metre gerekli kademeye

alınır.

* Problar, el değdirilmeden PTC’

ye dokundurulur.

* PTC direnci ölçülür. Bu direnç,

PTC’ nin oda sıcaklığındaki

yaklaşık direnç değeridir.

11 ISI SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

Page 12: SENSÖRLERLER - DEUkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/isi.pdf2. ölçümde NTC termistörüne Yüksek bir ısı kaynağı (Havya) değdirilir. Yaklaşık 200 ºC ısıda NTC’nin direncinin

SENSÖRLERLER

2. ölçümde PTC Termistörüne

Yüksek bir ısı kaynağı (Havya)

değdirilir. Yaklaşık 200 ºC ısıda

PTC’nin direncinin çıkacağı

Maksimum değer görüntülenir.

* AVO metre gerekli kademeye

alınır.

* Problar, el değdirilmeden PTC’

ye dokundurulur.

* PTC havya ile ısıtılarak, değişen

(yükselen) direnci ölçülür. PTC

direncindeki değer yükselmesi

sabitlenince ölçüm bırakılır.

* PTC’ den havya çekilince

soğumaya ve direnci düşmeye

başlar. Bu durumda PTC

sağlamdır.

Isı Kaynağı (Havya)

12 ISI SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

Page 13: SENSÖRLERLER - DEUkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/isi.pdf2. ölçümde NTC termistörüne Yüksek bir ısı kaynağı (Havya) değdirilir. Yaklaşık 200 ºC ısıda NTC’nin direncinin

SENSÖRLERLER

b) Negatif Sıcaklık Katsayılı Termistör (NTC)

NTC (Negative Temperature Coefficient – Negatif Sıcaklık

Katsayısı) termistörü, Üzerindeki ısı arttırıldığı zaman direnç

değeri azalan, yani direnci, ısı ile ters orantılı olarak değişen

devre elemanıdır.

Özellikle, endüstriyel elektronikte motorların sıcaklıktan

korunması, ısı kontrol devrelerinde v.b yerlerde sık kullanılır.

NTC’ nin fiziksel görünümü yandaki gibidir.

NTC’ ler, elektronik devrelerde, gerilim bölücü dirençlerle

birlikte kullanılırlar.

Isı ile direncinin değişmesi sonucu çıkışı uçlarında gerilim

değişikliği meydana getirir. Bu gerilim değişikliği ile transistör

ve röle gibi devre elemanları yardımı ile yük kontrolü yapılır.

13 ISI SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

Page 14: SENSÖRLERLER - DEUkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/isi.pdf2. ölçümde NTC termistörüne Yüksek bir ısı kaynağı (Havya) değdirilir. Yaklaşık 200 ºC ısıda NTC’nin direncinin

SENSÖRLERLER

NTC’ nin Devrede Gerilim Bölücü Direnç ile Kullanılması

NTC, gerilim bölücü direnç ile kullanılırken iki şekilde devre bağlantısı yapılır.

Birinci bağlantı şeklinde NTC şaseye yakın bağlanır. Bu bağlantı şekline

Pull Down bağlantı adı verilir.

İkinci bağlantı şeklinde NTC besleme gerilimine yakın bağlanır. Bu bağlantı şekline

Pull Up bağlantı adı verilir.

Bu bağlantı şekillerine göre, NTC ve dirençten oluşan gerilim bölücü devre,

sıcaklığa bağlı olarak çıkışlarında bir gerilim değeri üretir.

a) NTC’ nin Şaseye Yakın Bağlanması (Pull Down)

NTC’ nin şaseye yakın bağlantısı sırasında, üzerine ısı uygulanırsa, uçlarında düşük

çıkış gerilimi elde edilir. NTC direnci, ısı ile azalacağı için üzerinde düşen gerilim

değeri de azalır.

14 ISI SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

Page 15: SENSÖRLERLER - DEUkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/isi.pdf2. ölçümde NTC termistörüne Yüksek bir ısı kaynağı (Havya) değdirilir. Yaklaşık 200 ºC ısıda NTC’nin direncinin

NTC üzerinde ısı yok iken, direnci

yüksektir. Üzerinde düşen gerilim

miktarı da yüksek olacaktır.

Çıkış gerilimi ;

Devre bu hali ile çıkış uçlarında HIGH (Yüksek) ve LOW (Düşük) gerilim değerleri

üretir. Devrenin çıkış ucuna bir transistör, tristör veya İşlemsel Yükselteç adı verilen

bir devre elemanı bağlanırsa, NTC ısıyı algılayan bir sensör gibi çalışır ve çıkışa

bağlanan Röle, LED, Motor v.b elemanların çalışması veya durması sağlanır.

Hem ısı var iken, hem de ısı yok

iken bu formül ile bulunur.

15 ISI SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ SENSÖRLERLER

Page 16: SENSÖRLERLER - DEUkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/isi.pdf2. ölçümde NTC termistörüne Yüksek bir ısı kaynağı (Havya) değdirilir. Yaklaşık 200 ºC ısıda NTC’nin direncinin

SENSÖRLERLER

b) NTC’ nin Beslemeye Yakın Bağlanması (Pull Up)

NTC’ nin beslemeye yakın bağlantısı

sırasında, üzerine ısı uygulanırsa,

devrenin çıkış uçlarında yüksek

gerilim elde edilir. NTC direnci, ısı ile

azalacağı için gerilim bölücü direnç

üzerinde düşen gerilim değeri

artacaktır.

NTC üzerinde ısı yok iken, direnci

yüksektir. R1 direnci üzerinde düşen

gerilim miktarı da düşük olacaktır.

Devre bu hali ile çıkış uçlarında HIGH (Yüksek) ve LOW (Düşük) gerilim değerleri

üretir. Devrenin çıkış ucuna bir transistör, tristör veya İşlemsel Yükselteç adı verilen

bir devre elemanı bağlanırsa, NTC ısıyı algılayan bir sensör gibi çalışır ve çıkışa

bağlanan Röle, LED, Motor v.b elemanların çalışması veya durması sağlanır.

16 ISI SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

Page 17: SENSÖRLERLER - DEUkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/isi.pdf2. ölçümde NTC termistörüne Yüksek bir ısı kaynağı (Havya) değdirilir. Yaklaşık 200 ºC ısıda NTC’nin direncinin

SENSÖRLERLER

NTC üzerindeki sıcaklığa bağlı

olarak, direnç değerinin nasıl

değiştiği yandaki grafikte

görülmektedir.

Sıcaklık arttıkça, NTC direnci de

doğrusala yakın (daha çok

logaritmik) bir şekilde

azalmaktadır.

Genellikle, NTC üzerinde

varsayılan direnç değerleri

yazmaktadır.

Farklı kodlamalar olsa da genellikle 10K, 103, 50K, 503 v.b rakamsal değerler

kullanılır. Bu direnç değerleri oda sıcaklığında ölçülen direnç değerleridir.

Uygulanan sıcaklıkla değişen direnç değeri, sıcaklık kaldırıldığı zaman tekrar

varsayılan değere düşer.

17 ISI SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

Page 18: SENSÖRLERLER - DEUkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/isi.pdf2. ölçümde NTC termistörüne Yüksek bir ısı kaynağı (Havya) değdirilir. Yaklaşık 200 ºC ısıda NTC’nin direncinin

SENSÖRLERLER

NTC’ nin AVO Metre ile Ölçülmesi

NTC ölçümü için ilk önce NTC

soğuk iken (oda sıcaklığında),

daha sonra NTC üzerinde ısı

var iken ölçüm yapılacaktır.

1. ölçümde soğuk direnci, 10

KΩ olan NTC kullanılacaktır.

Farklı değere sahip NTC’ ler

aynı yöntemle ölçülebilir.

* AVO metre gerekli kademeye

alınır.

* Problar, el değdirilmeden NTC’

ye dokundurulur.

* NTC direnci ölçülür. Bu direnç,

NTC’ nin oda sıcaklığındaki

varsayılan yaklaşık direnç

değeridir.

10 KΩ

dirençli

NTC

18 ISI SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

Page 19: SENSÖRLERLER - DEUkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/isi.pdf2. ölçümde NTC termistörüne Yüksek bir ısı kaynağı (Havya) değdirilir. Yaklaşık 200 ºC ısıda NTC’nin direncinin

SENSÖRLERLER

10 KΩ

dirençli

NTC

Yüksek Isı Kaynağı (Havya)

2. ölçümde NTC termistörüne

Yüksek bir ısı kaynağı (Havya)

değdirilir. Yaklaşık 200 ºC

ısıda NTC’nin direncinin

ineceği Minimum değer

görüntülenir.

* AVO metre gerekli kademeye

alınır.

* Problar, el değdirilmeden NTC’

ye dokundurulur.

* NTC havya ile ısıtılarak,

değişen (düşen) direnci ölçülür.

NTC direncindeki değer düşmesi

sabitlenince ölçüm bırakılır.

* NTC’ den havya çekilince

soğumaya ve direnci artmaya

başlar. Bu durumda NTC

sağlamdır.

19 ISI SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

Page 20: SENSÖRLERLER - DEUkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/isi.pdf2. ölçümde NTC termistörüne Yüksek bir ısı kaynağı (Havya) değdirilir. Yaklaşık 200 ºC ısıda NTC’nin direncinin

SENSÖRLERLER

Termistörler, renk kodları ile kodlandıkları zaman

ister NTC olsun, isterse PTC olsun aynı şekilde

okunurlar. Sabit dirençler için geçerli olan renk

kodları aynen termistörler için de geçerlidir.

Aşağıdaki şekil’ de bir termistörün renk bandları

görülmektedir.

Örnek olarak;

1.band = Kırmızı (2)

2.band = Mor (7)

3.band = Kahverengi (1)

renklerine sahip bir termistörün direnç değeri

aynen sabit direnç gibi bulunur.

270

20

Renk Kodlu Termistörlerin Değerinin Bulunması

ISI SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

Page 21: SENSÖRLERLER - DEUkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/isi.pdf2. ölçümde NTC termistörüne Yüksek bir ısı kaynağı (Havya) değdirilir. Yaklaşık 200 ºC ısıda NTC’nin direncinin

SENSÖRLERLER

Örnek - 1;

1.band = Sarı (4)

2.band = Mor (7)

3.band = Turuncu (3)

47.000 Ω = 47 KΩ

Örnek - 2;

1.band = Turuncu (3)

2.band = Siyah (0)

3.band = Turuncu (3)

30.000 Ω = 30 KΩ

Örnek - 3;

1.band = Yeşil (5)

2.band = Siyah (0)

3.band = Kırmızı (2)

5000 Ω = 5 KΩ

21 ISI SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

Page 22: SENSÖRLERLER - DEUkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/isi.pdf2. ölçümde NTC termistörüne Yüksek bir ısı kaynağı (Havya) değdirilir. Yaklaşık 200 ºC ısıda NTC’nin direncinin

SENSÖRLERLER

Üzerinde Rakam Yazan Termistörlerin Değerinin Bulunması

Termistörler, Rakamlar ile kodlandıkları zaman ister NTC olsun, isterse PTC olsun

aynı şekilde okunurlar.

Örnek :

Yandaki NTC üzerinde

153 yazmaktadır. İlk iki

15 rakamı aynen yazılır.

Son 3 rakamı kadar 0

(sıfır) yazılır.

15.000 Ω = 15 KΩ

Örnek :

Yandaki NTC üzerinde

15K yazmaktadır. NTC

direnç değeri direk olarak

okunur.

15 KΩ

Örnek :

Yandaki PTC üzerinde

102 yazmaktadır. İlk iki

10 rakamı aynen yazılır.

Son 2 rakamı kadar 0

(sıfır) yazılır.

1000 Ω = 1 KΩ

Örnek :

Yandaki PTC üzerinde

10R yazmaktadır. NTC

direnç değeri direk olarak

okunur.

10R = 10 Ω

22 ISI SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

Page 23: SENSÖRLERLER - DEUkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/isi.pdf2. ölçümde NTC termistörüne Yüksek bir ısı kaynağı (Havya) değdirilir. Yaklaşık 200 ºC ısıda NTC’nin direncinin

SENSÖRLERLER

NTC Isı Kontrol Devresi

Yukarıdaki şekilde transistörler ile yapılmış basit bir ısı kontrol devresi görülmektedir.

Devre, ortam soğuk iken çalışacak şekilde düzenlenmiştir. NTC soğuk iken direnci

yüksektir ve ilk transistör kesimde, ikincisi transistör 2,2K üzerinden iletimdedir. Röle

kontakları çekilidir. NTC ısıtıldığı zaman, direnci düşer ve birinci transistör iletime

geçer. Beyz gerilimi şase potansiyeline çekilen ikinci transistör kesime girer. Röle

kontakları bırakır.

23 ISI SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

Page 24: SENSÖRLERLER - DEUkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/isi.pdf2. ölçümde NTC termistörüne Yüksek bir ısı kaynağı (Havya) değdirilir. Yaklaşık 200 ºC ısıda NTC’nin direncinin

SENSÖRLERLER

PTC Isı Kontrol Devresi (Termostat)

Elektronik termostat devresi, fark

yükselteç ve röle sürücü katı olmak

üzere iki kısımda incelenebilir.

Sıcaklık, trimpot ile ayarlanan değere

karşılık geldiği zaman fark yükselteci

dengededir ve fark yükseltecinin

çıkışı, röle sürücü katını kesimde

tutacak bir değere sahiptir. Röle

sürücü transistörü kesimde ve röle

çekili değildir.

PTC’ nin kontrol ettiği devrenin veya sistemin sıcaklık değeri ayarlanan sıcaklık

değerinin üzerine çıktığı anda fark yükseltecindeki PTC‘ nin direnç değeri

artacaktır. Bu artma fark yükseltecinin dengesini bozar ve röle sürücü katı iletime

geçerek röle kontakları konum değiştirir.

24 ISI SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

Page 25: SENSÖRLERLER - DEUkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/isi.pdf2. ölçümde NTC termistörüne Yüksek bir ısı kaynağı (Havya) değdirilir. Yaklaşık 200 ºC ısıda NTC’nin direncinin

SENSÖRLERLER

2-) Termokupul (Thermo Couple – Isıl Çift)

25

Termokupul nedir?

Termokupul iki farklı alaşımın, ucunun kaynaklanması ile oluşturulan basit bir

sıcaklık ölçüm elemanıdır. Kaynak Noktası Sıcak Nokta, diğer açık iki uç Soğuk

Nokta (veya Referans Noktası) olarak anılır.

ISI SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

Page 26: SENSÖRLERLER - DEUkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/isi.pdf2. ölçümde NTC termistörüne Yüksek bir ısı kaynağı (Havya) değdirilir. Yaklaşık 200 ºC ısıda NTC’nin direncinin

SENSÖRLERLER

Termokupul olayı, sıcak nokta ile

soğuk nokta arasındaki sıcaklık

farkından doğar. Sıcaklık farkı ile

orantılı olarak soğuk nokta

uçlarında mV (mili Volt)

mertebesinde DC bir gerilim oluşur.

Termokupullar yaygın olarak

kullanılan sıcaklık sensörleridir.

Fiyatları ucuz, ölçüm aralıkları

geniştir. – 200 C ile +2320 C

arasında sıcaklık ölçümü yapabilir.

26 ISI SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

Page 27: SENSÖRLERLER - DEUkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/isi.pdf2. ölçümde NTC termistörüne Yüksek bir ısı kaynağı (Havya) değdirilir. Yaklaşık 200 ºC ısıda NTC’nin direncinin

Endüstriyel Tip Termokupullar.

SENSÖRLERLER

Şofben ve Kombi gibi su ısıtıcı

cihazlarda kullanılan Termokupul.

Pilot alevi ile ısıtılan termokupul,

çıkışlarında ürettiği gerilim ile

magnet-ventil denilen manyetik vanayı

açar.

Termokupulun Fiziksel Görünümleri

27 ISI SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

Page 28: SENSÖRLERLER - DEUkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/isi.pdf2. ölçümde NTC termistörüne Yüksek bir ısı kaynağı (Havya) değdirilir. Yaklaşık 200 ºC ısıda NTC’nin direncinin

SENSÖRLERLER

Termokupullar, kullanılan metal alaşımların türlerine ve sıcaklık cevap sürelerine göre

çeşitli tiplere ayrılırlar. Yaygın olarak kullanılan Termokupul çeşitleri ;

Termokupul Çeşitleri

E tipi termokupul,

J tipi termokupul,

K tipi termokupul,

N tipi termokupul,

R tipi termokupul,

S tipi termokupul,

T tipi termokupul,

28 ISI SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

Page 29: SENSÖRLERLER - DEUkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/isi.pdf2. ölçümde NTC termistörüne Yüksek bir ısı kaynağı (Havya) değdirilir. Yaklaşık 200 ºC ısıda NTC’nin direncinin

SENSÖRLERLER

E tipi termokupullar, Kromel ve Konstantan alaşımlarından oluşur. -100 C ile

1000 C arasındaki sıcaklıkları ölçebilirler.

E Tipi Termokupul (Kromel – Konstantan)

J tipi termokupullar, Demir ve Konstantan alaşımlarından oluşur. K tipi

termokupullardan daha az kullanılan termokupul tipidir. 0C ile 750 C arasındaki

sıcaklıkları ölçebilirler.

J Tipi Termokupul (Demir – Konstantan)

K tipi termokupullar, Kromel ve Alumel alaşımlarından oluşur. Genel amaçlı

uygulamalar için yaygın olarak kullanılan termokupul tipidir. – 100 C ile 1300 C

arasındaki sıcaklıkları ölçebilirler.

K Tipi Termokupul (Kromel – Alumel)

29 ISI SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

Page 30: SENSÖRLERLER - DEUkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/isi.pdf2. ölçümde NTC termistörüne Yüksek bir ısı kaynağı (Havya) değdirilir. Yaklaşık 200 ºC ısıda NTC’nin direncinin

SENSÖRLERLER

N tipi termokupullar, Nikrosil ve Nisil adı verilen alaşımlarından oluşur. Yüksek

kararlılığa ve yüksek ısı aralığına sahip termokupul tipidir. Fiyatları pahalıdır.

– 230 C ile 1300 C arasındaki sıcaklıkları ölçebilirler.

N Tipi Termokupul (Nikrosil – Nisil)

R Tipi Termokupul (Platinyum – Rodyum)

R tipi termokupullar, Platinyum ve %13 Rodyum alaşımlarından oluşur. Pahalı ve

endüstride kullanılan termokupul tipidir. 0 C ile 1600 C arasındaki sıcaklıkları

ölçebilirler.

S tipi termokupullar, R tipi termokupullar gibi Platinyum ve %10 Rodyum

alaşımlarından oluşur. Pahalı ve endüstride kullanılan termokupul tipidir. 0 C ile

1600 C arasındaki sıcaklıkları ölçebilirler.

S Tipi Termokupul (Platinyum – Rodyum)

30 ISI SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

Page 31: SENSÖRLERLER - DEUkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/isi.pdf2. ölçümde NTC termistörüne Yüksek bir ısı kaynağı (Havya) değdirilir. Yaklaşık 200 ºC ısıda NTC’nin direncinin

SENSÖRLERLER

T Tipi Termokupul (Bakır – Konstantan)

T tipi termokupullar, Bakır ve Konstantan alaşımlarından oluşur. -200 C ile 350

C arasındaki sıcaklıkları ölçebilirler.

Termokupul Renk Kodları

31 ISI SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

Page 32: SENSÖRLERLER - DEUkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/isi.pdf2. ölçümde NTC termistörüne Yüksek bir ısı kaynağı (Havya) değdirilir. Yaklaşık 200 ºC ısıda NTC’nin direncinin

SENSÖRLERLER 32

Termokupul Uygulama Devresi

ISI SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

Page 33: SENSÖRLERLER - DEUkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/isi.pdf2. ölçümde NTC termistörüne Yüksek bir ısı kaynağı (Havya) değdirilir. Yaklaşık 200 ºC ısıda NTC’nin direncinin

SENSÖRLERLER

3-) Termostat (Bi-metal Termostat)

Limit Termostat ismiyle de anılırlar. Sıcaklığın algılanacağı yerlere monte edilirler.

İçlerinde bulunan bi-metal şerit, ısı ile form (şekil) değiştirerek devreyi açar veya

kapatır.

İki tipi vardır.

1-) Normalde Kapalı Termostat

2-) Normalde Açık Termostat

Termostat’ın Fiziksel Görünümü

33 ISI SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

Page 34: SENSÖRLERLER - DEUkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/isi.pdf2. ölçümde NTC termistörüne Yüksek bir ısı kaynağı (Havya) değdirilir. Yaklaşık 200 ºC ısıda NTC’nin direncinin

SENSÖRLERLER

Termostat Nerelerde Kullanılır?

Sıcaklık bulunan ortamlarda genelde emniyet amaçlı kullanılır. Kombilerde emniyet

termostatı olarak kullanılır. Soğutucu kullanılan, Fan ile soğutma yapılan elektronik

devrelerde sıcaklık ile devreyi açmak veya kapatmak için kullanılır.

1-) Normalde Kapalı Termostat

Üzerinde ISI yok iken kontakları

kapalı olan termostattır. İki ucu

AVO metre ile ölçülünce

iletimde olduğu görülecektir.

Çalışma sıcaklıkları, gerilimleri

ve akımları üzerlerinde yazar.

Bağlı olduğu noktadaki ISI,

termostatın çalışma sıcaklığına

ulaşınca bi-metal hareket

ederek açılır. Devreyi keser.

34 ISI SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

Page 35: SENSÖRLERLER - DEUkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/isi.pdf2. ölçümde NTC termistörüne Yüksek bir ısı kaynağı (Havya) değdirilir. Yaklaşık 200 ºC ısıda NTC’nin direncinin

SENSÖRLERLER

Yandaki şekilde, sürekli olarak hava üfleyen

bir FAN motorunu kontrol eden termostat

devresi görülmektedir. Termostat, normalde

kapalı (ON) termostattır. Bağlı olduğu

alandaki ISI artınca, termostat açılır ve

motora giden elektrik akımını keser. Motor

durur. ISI azalınca, termostat tekrar iletime

geçer ve motor hava üflemeye devam eder.

Termostat yanda görülmektedir. Üzerinde

yazılar olan kısım, ISI ALGILAMA UCU’ dur.

Diğer iki terminal, devreye bağlanan

anahtarlama uçlarıdır.

Yandaki termostat, 250V gerilim, 10A akım ve

45 ºC derecede çalışır.

35 ISI SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

Page 36: SENSÖRLERLER - DEUkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/isi.pdf2. ölçümde NTC termistörüne Yüksek bir ısı kaynağı (Havya) değdirilir. Yaklaşık 200 ºC ısıda NTC’nin direncinin

SENSÖRLERLER

2-) Normalde Açık Termostat

Üzerinde ISI yok iken kontakları

açık olan termostattır. İki ucu

AVO metre ile ölçülünce iletim

olmadığı (açık devre)

görülecektir.

Bağlı olduğu noktadaki ISI,

termostatın çalışma sıcaklığına

ulaşınca bi-metal hareket

ederek kontakları kapatır.

Devreden akım geçmesini

sağlar.

Bu termostat, Normalde Kapalı Termostatın tersidir. Ters şekilde çalışır. ISI

uygulandığında kontakları kapatır. ISI azalıp, termostatın çalışma sıcaklığının

altına düştüğü zaman, bi-metal kontaklar açılır ve devreyi açık devre haline getirir.

36 ISI SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

Page 37: SENSÖRLERLER - DEUkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/isi.pdf2. ölçümde NTC termistörüne Yüksek bir ısı kaynağı (Havya) değdirilir. Yaklaşık 200 ºC ısıda NTC’nin direncinin

SENSÖRLERLER

Yandaki şekilde, normal şartlarda

çalışmayan, sıcaklık artınca devreyi kapatan

ve FAN motorunu çalıştıran termostat devresi

görülmektedir. Termostat, normalde açık

(OFF) termostattır. Bağlı olduğu alandaki ISI

artınca, termostat kapanır ve motora elektrik

akımı uygular. Motor çalışmaya başlar. ISI

azalınca, termostat tekrar kapalı duruma

geçer ve motoru durdurur.

37

4-) Yarıiletken Sıcaklık Sensörleri

Yarıiletken sıcaklık sensörleri, yarı iletken malzemeler kullanılarak, entegre devre

haline getirilmiş, genellikle doğrusal (lineer) çıkış veren sıcaklık sensörleridir.

Mikrodenetleyici ve mikroişlemci devreleri ile uyumlu çalışacak şekilde

üretilmişlerdir. Tepki süreleri diğer sensörlere göre daha hızlıdır.

Yaygın olarak kullanılan tipleri LM35 ve AD590’ dır.

ISI SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

Page 38: SENSÖRLERLER - DEUkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/isi.pdf2. ölçümde NTC termistörüne Yüksek bir ısı kaynağı (Havya) değdirilir. Yaklaşık 200 ºC ısıda NTC’nin direncinin

SENSÖRLERLER

Yarıiletken Sıcaklık Sensörlerinin Özellikleri

• Lineer (doğrusal) çıkış sinyali üretirler.

• Boyutları ufaktır. Ufak devreler kurulabilir.

• -40 ºC ile +120 ºC arasında sıcaklık ölçebilirler.

• İstenilen sıcaklık değerini ölçmek için kalibre

edilebilirler.

• Termal bağlantı olmadan da belli bir uzaklıktan

sıcaklık ölçebilirler.

• Amplifikatörler, güç kaynakları, sayısal sinyal

işleme ve mikroişlemci devrelerinde kullanılmaya

uygundurlar.

• Termokupullar gibi çok yüksek sıcaklıkları

ölçememeleri, kullanım alanlarını kısıtlasa da

çalıştıkları sıcaklık aralıklarında doğru ölçüm

sonuçları üretirler.

AD590 ve LM35’in fiziksel görünümleri yandaki

gibidir.

AD590

ISI SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ 38

Page 39: SENSÖRLERLER - DEUkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/isi.pdf2. ölçümde NTC termistörüne Yüksek bir ısı kaynağı (Havya) değdirilir. Yaklaşık 200 ºC ısıda NTC’nin direncinin

SENSÖRLERLER

Yarıiletken Sıcaklık Sensörlerinin Tipleri

1-) Gerilim çıkışlı sıcaklık sensörü

2-) Akım çıkışlı sıcaklık sensörü

3-) Sayısal (Dijital) çıkışlı sıcaklık sensörü

4-) Direnç çıkışlı sıcaklık sensörü

5-) Diyot sıcaklık sensörü

LM35 Uygulama Devresi

Yandaki şemada, LM35 yarıiletken

sıcaklık sensörü ve işlemsel yükselteç

(OP-AMP) entegresi ile yapılmış

devre görülmektedir.

TLC271 işlemsel yükselteci LM35’in

çıkışında, sıcaklığa bağlı olarak

ürettiği gerilim ile P1 potu ile

ayarlanan referans gerilimini

karşılaştırarak bir çıkış değeri üretir.

Çıkışa röle, motor v.b bir devre

elemanı bağlanabilir.

ISI SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ 39

Page 40: SENSÖRLERLER - DEUkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/isi.pdf2. ölçümde NTC termistörüne Yüksek bir ısı kaynağı (Havya) değdirilir. Yaklaşık 200 ºC ısıda NTC’nin direncinin

SUNUM SONU