Sensör Çalışma Soruları

1. Sensörler ve transdüserlerin açıklayınız.

Sensörler kontrol sistemlerinin sıcaklık, nem, basınç gibi fiziksel  değerleri algılamasını sağlayan elemanlardır. 

 Transdüser bir enerji formunu diğer bir enerji formuna çeviren yapılardır. 

2. Giriş büyüküklerine göre sensör çeşitlerini maddeler halinde yazınız.


Mekanik Sensörler: Uzunluk, alan, kütlesel akış, kuvvet, moment, basınç, hız,ivme, pozisyon, ses dalga boyu ve yoğunluğu gibi mekaniksel değişiklikleri algılayan sensör sınıfıdır. 

Termal Sensörler: Sıcaklık, ısı akışı gibi termal değişiklikleri algılayan sensör sınıfıdır.

 Elektriksel Sensörler: Voltaj, akım, direnç, endüktans, kapasitans, dielektrik katsayısı, polarizasyon, elektrik alanı gibi elektriksel değişiklikleri algılayan sensör sınıfıdır. 

Manyetik Sensörler: Alan yoğunluğu, akım yoğunluğu, manyetik moment gibi manyetik değişiklikleri algılayan sensör sınıfıdır.  

 Işıma Sensörleri: Yoğunluk, dalga boyu, polarizasyon, faz, yansıtma ve gönderme gibi değişiklikleri algılayan sensör sınıfıdır.

3. Besleme ihtiyacına göre sensör çeşitlerini açıklayınız.

Aktif – Harici bir enerji kaynagına ihtiyaç duymadan çalısırlar. Ölçülen degere göre kendileri bir sinyal üretirler.
Örnek: Termokupl, fotovoltaik piller (günes hücreleri), piezoelektrik sensörler. 

Pasif – Harici bir güç kaynagına ihtiyaç duyarlar. – Ölçülen degerle orantılı olarak direnç, kapasite ve endüktans degisimi olusur.  Bu degisimler elektriksel sinyale çevrilip yükseltilirler.
 
4. Aktuatör  kavramını açıklayınız.

Sensörlerin ters islemini yapan cihazlara aktüatör denir. Elektriksel sinyali, baska bir forma, genellikle elektriksel sinyale çeviren cihazlardır.

5. Sensör ile ilgili temel kavramlar olan doğruluk, duyarlılık ve çözünürlük kavramlarını açıklayınız.

Doğruluk : Bir aletin bilinen giris degerindeki sapma miktarını belirtir.Genelde yüzdelik olarak. Duyarlık (tekrarlanabilirlik) : tekrar tekrar ölçmede aynı sonucu verebilmesi. 
 Çözünürlük: ölçülen nicelikteki en küçük algılanabilir farklılık.  

 6. Termik sensörler ve önemini açıklayınız.


Ortamdaki ısı değişimini algılamamıza yarayan cihazlara termik sensörler denir. Sıcaklık en sık ölçülen çevresel bir büyüklüktür. Çünkü fiziksel, elektronik, kimyasal, mekanik ve biyolojik tüm sistemler sıcaklıktan etkilenir. Bu nedenle kontrol sistemlerinde sıcaklığın ölçülmesi ve belli değerlerde tutulması önemlidir.  

7. PTC (Positive Temperature Sensor) katsayılı sıcaklık sensörün çalışma prensibi ve kullanım alanlarını yazınız.

a)Çalışma Prensibi:  Bulunduğu ortamın veya temas ettiği yüzeyin sıcaklığı arttıkça elektriksel direnci artan devre elemanıdır.

b)Kullanım Alanları: PTC’ler - 60 ºC ile +150 ºC arasındaki sıcaklıklar da kararlı bir şekilde çalışır. 0.1ºC’ ye kadar duyarlılıkta olanları vardır. Daha çok elektrik motorlarını fazla ısınmaya karşı korumak için tasarlanan devrelerde kullanılır. Ayrıca ısı seviyesini belirli bir değer aralığında tutulması gereken tüm işlemlerde kullanılabilir.

8. NTC (Negative Temperature Sensor) katsayılı sıcaklık sensörün çalışma prensibi ve kullanım alanlarını yazınız.
a. Çalışma Prensibi: Bulunduğu ortamın veya temas ettiği yüzeyin sıcaklığı arttıkça elektriksel direnci azalan devre elemanıdır.

b. Kullanım Alanları: NTC’ler - 30 Cº ile +50 Cº arasındaki sıcaklıklar da kararlı bir şekilde çalışırlar. 0.1 Cº’ye kadar duyarlılıkta olanları vardır. Daha çok elektronik termometrelerde, arabaların radyatörlerin de, amplifikatörlerin çıkış güç katlarında, ısı denetimli havyalarda kullanılırlar. PTC’lere göre kullanım alanları daha fazladır.

9.TERMOKUPL elemanının çalışma prensibini açıklayınız.

Farklı iki iletkenin (Örnek:Bakır(Cu) ile Konstantan(C) ) birer uçlar birbirine kaynak edilip ısıtıldıklarında, içlerinde bulunan elektronlarda bir hareketlenme meydana gelir. Ancak bu hareketlenme farklı iletkenler arasında farklılık gösterir. Hızlı hareket eden elektron diğer İletkene geçerken,iletkenlerin uçlarında bir potansiyel fark oluşur, bu potansiyel fark gerilimden faydalanarak ,sıcaklık ölçülür. Hassas bir voltmetre ile sıcaklıkla orantılı olarak , mV’lar mertebesinde bir DC gerilimi elde edilir. Ölçülen gerilim için kalibrasyon yapılarak sıcaklığa dönüştürülür.

10. Aşağıda sıcaklık direnç karekteristik eğrileri ile avantaj ve dezavantajları verilen elemanların adlarını kutucuklara yazınız.

11. Pirometre nasıl çalışır açıklayınız.


Pirometre sıcaklığı ölçülmek istenen cismin yaydığı ışınım (radyasyon) mercekler tarafından termo elemanın üzerine düşürülür.Odaklanan sıcaklık yükselmiş olur. Cismin sıcaklığı algılayıcıdan elde edilerek klasik yöntemlerle elektriksel sinyallere dönüştürülür.Bu aletlerde kullanılan termoelemanlar seri bağlanmış onlarca termokupl ve RTD olabilir.

 12.Pirometre çeşitlerini açıklayınız.

Pirometre iki çeşittir;

Optik pirometre: Sıcaklığı ölçülecek cisimlerde yayılan ışınımın görünür dalga boyunun değişimi ölçülür. Termo eleman algılayıcı kullanılmaz.

Fotoelektrik pirometre: Bu tip pirometrelerde optik pirometrelerden farklı olarak sıcak cismin yaydığı ışınımı algılamak için fotodiyot veya fototransistör gibi elemanlar kullanılır.


13. Nem ve ısı sensörlerine 4 örnek veriniz.

• DHT11
• DHT22
• DS18B20
• SHT15

14. Uzaklık ölçümünün gerekli olduğu yerleri maddeler halinde yazınız.

- Çeşitli robotik uygulamalarda
- Hırsız alarm devrelerinde
- Endüstriyel kontrol sistemlerinde
- Görme engelliler için geliştirilen cihazlarda
- Park sensörlerinde
- Mini insansız hava araçlarında

15. Ultrasonik sensörlerin kullanım alanlarını açıklayan resimlerin altlarındaki kutucuklara yazınız.

16.Ultrasonik sensörlerin çalışma prensibini açıklayınız.
 Ultrasonik ses dalgaları 20 kHz ile 500 kHz arasında frekanslara sahip ses dalgalarıdır. Bizim duyabildiğimiz 300 Hz-14000 Hz bandının üzerindedirler. Ultrasonik sensörler ultrasonik ses dalgaları yayan ve bunların engellere çarpıp geri dönmesine kadar geçen süreyi hesaplayarak aradaki uzaklığı belirleyebilen sensörlerdir.

17.Ultrasonik sensörler hakkında bilgi veriniz.

US sensörler, güvenilir performanslarından dolayı hassas ölçüm gerektiren ölçümlerde ve yansımaların çok olduğu problemli ortamlarda kullanılabilir. Cismin renginden, saydamlığından, ortam gürültüsünden, tozlu atmosferik koşullardan etkilenmez. Temassız uzaklık ölçümü sağlar. Geniş algılama aralığına sahiptir. Özellikle ses yansıtma özelliği yüksek maddelerde, örneğin; katılarda, sıvılarda ve granül malzemelerde etkin olarak kullanılır.

18. Optik sensörleri kısaca açıklayınız.

Üzerine düşen ışığa bağlı olarak üstünden geçen akımı değiştiren elemanlara optik sensörler(algılayıcılar)denir . Optik sensörler ışık miktarındaki değişmeleri elektriksel işaretlere dönüştürürler.

19. Işığa duyarlı direnç LDR(Fotodirenç, Light Dependent Resistance) elemanını tanımını yaparak nerelerde kullanıldığını yazınız.


Işıkta az direnç, karanlıkta yüksek direnç gösteren devre elemanlarına LDR denir. Aydınlıkta LDR'lerin üzerinden geçen akım artar, karanlıkta ise azalır.

LDR'ler, endüstriyel kumanda sistemlerinde, otomatik gece lambalarında, dijital sayıcılarda, brülörlerde, kanın renk yoğunluğunu belirleyen tıbbî cihazlarda, flaşlı fotoğraf makinelerinde, hareket dedektörlerinde, zil butonlarında vb. kullanılırlar.

 20. Fotodiyotlar (Photodiode, Işığa Duyarlı Diyod)  elemanını hakkında bilgi veriniz.

 Foto diyotlar da bir tip optik sensördür. Diyot tek yönlü akım geçiren elemandır. Foto diyot ise ışığın etkisi ile tek yönlü akım geçişini sağlar. 

21. Fotodiyotlar nerelerde kulllanılır?

 Fotodiyotlar, transistör ve tristör tetiklemelerinde, ışık kontrollü devrelerde, alarm devrelerinde ,elektronik flaşlarda ışık ölçüm cihazlarında oprtokuplörlerde ve sayıcı devrelerinde kullanılırlar.

22. Fototransistörler (Photo Tr) hakkında kısa bilgi veriniz.

Beyaz ucuna ışık düştüğünde C-E arasından akım geçişini sağlayan elemanlardır. Işık enerjisi (foton) gelebilmesi için beyaz ucunun bulunduðu kısma mercek şeklinde cam yerleştirilmiştir. Fotodiyodlardan farklı olarak ışıkla üretilen akımı yükseltme yaparlar. Bu özellikleri sayesinde fotodiyodlardan çok üstündürler.  

23. Fototansistörler nerelerde kullanınız.

Bu elemanlar, TV, video, müzik seti, klima gibi cihazların uzaktan kumanda devrelerinde, gün ışığına duyarlı olarak çeşitli aygıtların ve alarm sistemlerinin çalıştırılmasında vb. kullanılmaktadır.