SENZORI I AKTUATORI Flashcards
2. kolokvij (31 cards)
Mjerenje temperature – mogu li se temperature mjeriti izravno? Pojasniti odgovor. Kako znamo da su pojedine fizikalne veličine adekvatne da pomoću njih mjerimo temperaturu?
Temperatura se mjeri posredno, npr. pomoću termometra. Pojedine fizikalne veličine su adekvatne za mjerenje temperature ako su jednoznačno povezane s promjenama temperature, nemaju izraženu ovisnost o drugim utjecajima i njezine promjene se mogu lako mjeriti.
Što je bimetal i na koji način se koristi za mjerenje temperature?
Bimetal je materijal sastavljen od dva metala, jedan sa malim, a drugi sa velikim koeficijentom širenja. Kad se izlože promjenama temperature, metali se šire ili skupljaju različitim brzinama, izazivajući savijanje materijala (mjerni signal, pomak kazaljke termometra.)
Nacrtajte u dijagramu usporedbu karakteristike otpora mjerila temperature od metala i poluvodiča (promjena otpora sa temperaturom) i objasnite zašto karakteristike tako izgledaju.
Dok metalni materijali pokazuju linearni porast otpora s temperaturom, poluvodiči prikazuju pad otpora sa porastom temperature.
Što je Wheastonov (otpornički) most i objasniti ga na primjeru otporničkog termometra.
Wheastonov most je vrsta električkog mosta koji se koristi za mjerenje nepoznatih električkih veličina, poput otpora. Sastoji se od četiri otpornika postavljenih u obliku kvadrata ili romba, gdje se struje dovode na suprotne kutove, a na preostala dva kutova mjeri se potencijalna razlika.
Otpornički termometar može se spojiti izravno na Wheastonov otpornički most. Wheastonov most balansira signal i šalje ga na mjerno pojačalo. Izlaz mjernog pojačala može se pretvoriti u naponski ili strujni signal za prijenos podataka o temperaturi, na primjer, računalu.
Što je termopar i kako funkcionira?
Termopar je vrsta senzora temperature koji se sastoji od dviju različitih metalnih vodiča spojenih na krajevima. Kad se metali zagriju jedan metal ispušta više slobodnih elektrona pa se stvara razlika potencijala između njih nakon čega možemo izračunat temperaturu.
Što fizikalno predstavlja tlak? Kako ga mjeriti pomoću sustava s Bourdonovom cijevi?
Tlak predstavlja silu koja djeluje na površinu podijeljenu s tom površinom. P=F/A. Bourdonova cijev je posebno profilirana cijev, savijena u luk, na jednom kraju zatvorena, a učvršćena na drugom. Spojit će se na komad cijevi koja će bit izvor tlaka i kad se on pusti cijev će se probat odsavit i samim time poznavajući karakteristike metala i iznos pomaka moći ćemo odrediti iznos tlaka.
Princip rada induktivnih senzora tlaka. Skicirati i objasniti jednu od izvedbi ovog tipa senzora.
Induktivni senzori tlaka koriste metalnu membranu iznad zavojnice. Pod utjecajem tlaka, membrana mijenja svoj položaj, mijenjajući induktivnost zavojnice. Ta promjena u induktivnosti stvara električni signal koji se mjeri i koristi za očitavanje tlaka.
Princip rada:
Bez Tlaka: Membrana je iznad zavojnice. Konstantna induktivnost.
S Tlakom: Membrana mijenja položaj pod tlakom. Promjena induktivnosti zavojnice.
Promjena Signala: Promijenjeni signal odražava promjenu tlaka. Očitavanje tlaka na zaslonu ili za daljnju obradu.
Kako funkcionira kapacitivni senzor tlaka?
Kapacitivni senzor tlaka ima dva sloja, od kojih je gornji fleksibilna membrana, a donji fiksiran. Kada nema tlaka, membrana je u određenom položaju, a kapacitet između gornjeg i donjeg sloja je određen. Kada se primijeni tlak, membrana se deformira ili pomiče prema donjem sloju. Promjena udaljenosti između gornjeg i donjeg sloja mijenja kapacitet senzora. Elektronika mjeri promjenu kapaciteta i generira signal koji odražava tlak. Ovaj senzor pruža visoku preciznost u mjerenju tlaka.
Kako funkcionira senzor tlaka sa žicom?
Senzor tlaka sa žicom koristi napregnutu žicu koja je postavljena unutar senzora. Kada nema tlaka, žica ima određenu početnu napetost. Pod utjecajem tlaka, žica mijenja svoju napetost, što se mjeri elektronikom u senzoru. Promjena električkih karakteristika odražava promjenu tlaka. Senzor pruža jednostavno, ali precizno mjerenje tlaka u različitim aplikacijama. Što je žica napetija to je frekvencija viša.
Objasniti pricip rada potenciometarskog seznora položaja.
Potenciometarski senzor položaja koristi pomični klizač koji klizi po otporničkom elementu potenciometra. Promjene u položaju mijenjaju otpor, što se mjeri elektronikom. Očitanje otpora odražava promjenu položaja.
Koja je razlika između žičanih i slojnih potenciometara?
Žičani potenciometri: Koriste dulju žicu za promjenu otpora, tanji Manje su precizni i mogu imati manju otpornost na abraziju I Često su jeftiniji.
Slojni potenciometri: Koriste sloj (film) s otpornim materijalom za promjenu otpora, Debljina i duljina mogu varirati, Često su precizniji i otporniji na abraziju I Mogu biti skuplji zbog tehnologije proizvodnje i materijala.
Objasniti princip rada žičanog senzora linearnog pomaka
Žični senzor linearnog pomaka koristi žicu s promjenjivim električnim otporom. Kada senzor doživi linearni pomak, mijenja se dužina žice, što rezultira promjenom električnog otpora. Elektronika u senzoru mjeri ovu promjenu otpora kako bi očitala linearni pomak.
Prema koja tri kriterija se mogu podijeliti mjerila brzine/ubrzanja?
Po tipu konverzije energije, po metodi mjerenja i po načinu primjene.
Objasniti koja je fizikalna (matematička) veza između pređenog puta, brzine i ubrzanja? Skicirati “blok” shemu mjerenja brzine/ubrzanja.
v=ds/dt a=dv/dt s=ds/(dt^2 )
Princip rada jednostavnog centrifugalnog senzora.
Centrifugalni senzor sastoji se od rotirajućeg dijela, često nazvanog “rotor” ili “masa”, i fiksne komponente. Kada se cijeli senzor rotira, centrifugalna sila uzrokuje pomicanje mase prema van, što može prekinuti električni kontakt unutar senzora. . To se koristi za detekciju brzine rotacije ili promjene brzine u raznim uređajima. Mjerimo pomak.
Kako funkcionira istosmjerni tahometar?
Istosmjerni tahometar generira električni napon proporcionalan brzini vrtnje pomoću promjenjivog magnetskog polja. Ovaj napon se očitava kako bi se mjerala brzina rotacije u uređajima kao što su motori i ventilatori.
Kako mjeriti brzinu stroboskopskim senzorom?
Mjerenje brzine stroboskopskim senzorom uključuje postavljanje stroboskopa s prilagođenom frekvencijom i fazom svjetlosnih impulsa. Kada su pravilno postavljeni, objekt izgleda stacionaran ili se kreće vrlo sporo, omogućujući mjerenje brzine rotacije ili oscilacije.
Kada je primjerenije koristiti mjerenje masenog a kada volumenskog protoka medija?
Maseni protok medija primjerenije je koristiti kad je važno pratiti stvarnu količinu materijala (masu) koja prolazi kroz sustav. Volumenski protok medija primjerenije je koristiti kada je bitno pratiti volumen tvari koja prolazi kroz sustav.
Kako funkcionira turbinski mjerač protoka?
Turbinski mjerač protoka koristi rotaciju turbine pod utjecajem fluidnog protoka. Brzina rotacije turbine proporcionalna je brzini protoka, a senzori mjere tu brzinu. Mjerenjem brzine rotacije pretvara se u protok, omogućujući precizno mjerenje protoka tekućina ili plinova u cjevovodima.
Princip rada mjerenja sa prigušnicom – smanjenjem poprečnog presjeka
Prigušnica je uređaj koji se koristi za smanjenje brzine protoka fluida u cijevi. Prigušnica u mjerenju protoka koristi smanjenje poprečnog presjeka cijevi. Povećava brzinu protoka fluida, a mjerenjem razlike tlakova prije i poslije prigušnice omogućuje izračun protoka.
Objasniti elektrodinamičko mjerenje protoka.
Elektrodinamičko mjerenje protoka koristi magnetsko polje koje se generira kroz cijev kroz koju teče provodljiva tekućina. Kroz elektromagnetsku indukciju, protok tekućine stvara elektromotornu silu (EMF) koja se mjeri pomoću elektroda na cijevi.
Skicom i tekstom objasniti princip rada kapacitivnog mjerenja nivoa.
Kapacitivno mjerenje nivoa koristi razlike u dielektričnim konstantama plina (zraka) i tekućine. U posudi se nalaze dvije uronjene ravne ploče između kojih se nalazi kapljevina i plin koji se nalazi iznad kapljevine. Te dvije ploče tvore pločasti kondenzator. Ukupni kapacitet kondenzatora proporcionalan je nivou tekućine. Kondenzator je dio kapacitivnog mjernog mosta koji generira mjerni signal iz izmjenične struje, a zatim se koristi za mjerenje nivoa.
Kako radi i za što služi metoda diskretnog mjerenja nivoa?
Metoda diskretnog mjerenja nivoa koristi sondi ili senzore postavljene na određenim visinama u spremniku. Mjerenja se provode na tim točkama, pružajući diskretne vrijednosti nivoa tekućine. Ova metoda je jednostavna i koristi se kada su bitne određene razine nivoa, a ne kontinuirano praćenje.
Što je aktuator i njegovo značenje u regulacijskom krugu?
Aktuator je uređaj koji izvršava naredbe iz sustava upravljanja kako bi utjecao na fizikalni proces ili sustav. U regulacijskom sustavu ima ključnu ulogu, to znači da aktuator “djeluje” na neki fizikalni proces prema uputama koje dobiva od kontrolera.
