sensör Nedir?
Elektronik uygulamalarda algılama işlemini yapan sistem yada elemanlara sensör denir. Ayrıca algılayıcı yada duyarga olarak da bilinmektedir.
Sensörler, fiziksel ortam ile elektronik cihazları birbirine bağlayan bir köprü görevi görürler. Sistemdeki sensör veya sensör grupları yapısı hangi değişkene duyarlı ise sistem dışındaki değişkeni algılar ve elde ettiği değerleri sistemin karar verme birimine yollar.
Elde edilen bu verilerin insanoğlu tarafından anlaşılması gerekir. Bundan dolayı sensörlerin yapısı çeşitli değişkenlere göre çalışır ve kullanacağımız alana en uygun sensör veya sensör guruplarını seçmek zorundayız. Değişkenler çeşitli birimlerle ifade edilir ve bu birimler aslında sensörün ne amaçla kullanıldığını gösterir. Bu değişkenler sensörlerin giriş büyüklükleri başlığı altında sıralanmıştır.
SENSÖRLERIN GIRIŞ BÜYÜKLÜKLERI
Mekanik Sensörler : Uzunluk, alan, miktar, kütlesel akış, kuvvet, tork (moment), Basınç, Hız, İvme, Pozisyon, Ses dalga boyu ve yoğunluğu gibi mekaniksel değişken değerlerini ölçülebilir.
Termal Sensörler : Sıcaklık, ısı akısı gibi değişkenler ölçülebilir.
Elektriksel Sensörler : Voltaj, akım, direnç, endüktans, kapasitans, dielektrik katsayısı, polarizasyon, elektrik alanı ve frekans gibi elektriksel değerler ölçülebilir.
Manyetik Sensörler : Alan yoğunluğu, akı yoğunluğu, manyetik moment, geçirgenlik gibi manyetik alana bağlı değişkenlerin değerleri ölçülebilir.
Işıma Sensörleri : Yoğunluk, dalgaboyu, polarizasyon, faz, yansıtma, gönderme gibi ışık etkili sensör çeşitlerindendir.
Kimyasal Sensörler : Yoğunlaşma, içerik, oksidasyon/redaksiyon, reaksiyon hızı, pH miktarı gibi kimyasal değerlerin ölçüldüğü sensör türleridir.
Sensör Çeşitleri
Kullanıcılar yani bizler değişik alanlardaki farklı değerleri kontrol etmek isteriz. Bundan dolayı pek çok sensör çeşitleri vardır. Ayrıca sensör çeşitlerini etkileyen faktörlerden biri besleme gerilimidir. Besleme gerilimine göre sensörler iki farklı yapıda incelenirler. Bunlar, pasif sensörler ve aktif sensörlerdir.
BESLEME GERILIMINE GÖRE SENSÖRLER
PASIF ALGILAYICILAR
Sinyal üretebilmek için dışarıdan harici hiçbir güç kaynağına ihtiyaç duymayan fiziksel yada kimyasal değerleri istenilen çıkış değişkenine dönüştürebilen sensörlerdir. Bu pasif sensör çeşitlerine en basit örnek ise buton ve anahtardır. Bunlardan farklı olarak potansiyometre limit anahtarları, ısı sensörleri ( PTC ve NTC), basınç sensörleri, LDR,fototransistörler, fotodiyotlar ve mikrofonlar örnek olarak söylenebilir. Bu sensörlerin çalışması için harici hiçbir enerjiye ihtiyaç yoktur. Bu sensörler sadece giriş değişkenlerini ölçerek tepki verirler.
AKTIF ALGILAYICILAR
Sinyal üretebilmesi için dışarıdan harici bir güç kaynağına ihtiyaç duyan sensörlere aktif sensör denilir. Bu sensörlerin en önemli özelliklerinden biri düşük sinyalli ölçmelerde kullanılmasıdır. Bundan dolayı oldukça hassas ölçüm yapabilirler.
Aktif sensörler, ürettiği sinyal türüne göre; Analog veya Dijital sinyal çıkışı vermektedirler. Dijital olarak 0 yada 1 çıkışını vermektedirler.
Çıkış sinyali analog olan sensörler ise gerilimsel yada akımsal çıkış verebilirler. Gerilim sinyali olarak genellikle 0-5V arasında bir gerilim vermektedirler. Akım sinyali olarak ise genellikle 4-20mA arası bir çıkış vermektedirler.
ÖLÇÜM SISTEMINE GÖRE SENSÖRLER
Isı Sensörleri
Ortamdaki ısı değişimini algılamamıza yarayan sensör çeşitidir. Sıcaklık sensörleri diyede bilinmektedir. Bu sensörler sıcaklık ile dirençi değişen maddelerden(nikel, bakır veya kobaltın karışımı) imal edilmektedir. Bu maddelere ise termistör denmektedir.
Termistörler ikiye ayrılmaktadır. Sıcaklıkla direnci artan termistörlere PTC, sıcaklıkla direnci azalan elemana ise NTC denmektedir. Isı sensörleri, sıcaklık sensörü olarak da adlandırılmaktadır. Termistörlerin yanı sıra sıcaklık sensörü olarak termostat ve termokupl da kullanılmaktadır. Bu sıcaklık sensörlerinin aralarında çeşitli farklar vardır. Bu farklardan dolayı seçeceğimiz ısı sensörünü ne amaçla kullanacağımızı iyi bilmemiz gerekir.
Potansiyometrik Sensörler
Pek çok uygulamada pozisyon ve seviye belirleme işlemleri oldukça önemlidir. Bu işlem referans olarak seçilen bir cismin koordinatlarının doğrusal yada açısal olarak takip edilmesi işlemi olarak tanımlanabilir. Bir cismin pozisyonu yada seviyesi bir kaç yöntem ile takip edilebilir. Bu yöntemlerden en sık kullanılan yöntem potansiyometrik sensör uygulamalardır. Potansiyometrinin direnç değerini takip ederek mesafe ölçümü yapılır. Örnek olarak gösterilebilecek en iyi sistem hobi amaçlı olan dc servo motorlardır. Bu motorların iç yapısında açısal olarak mesafe ölçümü yapan bir potansiyometre mevcuttur.
Manyetik Sensörler
Bobin yardımıyla elde edilen manyetik alan etkisinden faydalanılarak elde edilen sensör çeşitidir. Manyetik alan etkisinden faydalanılarak yapılan pek çok sensör vardır. Günlük hayatımızda pek çok alanda kullanılmaktadır. Bunlara örnek olarak hazine arama detektörü, X-Ray cihazları, tıp elektroniğinde sıkça kullanılmaktadır. Ayrıca endüstride metal algılama amaçlı kullanılmaktadır.