Pozisyon sensörü

Pozisyon Sensörleri Türleri

Bir pozisyon sensörü, bir nesnenin uzaydaki konumunu veya hareketini algılar. Pozisyon sensörleri modern endüstriyel sistemlerin, robotların ve otomatik makinelerin temel bileşenleridir. Birkaç farklı pozisyon sensörü türü bulunmaktadır:

• Lineer Pozisyon Sensörleri

  İsmi gibi, lineer pozisyon sensörleri bir nesnenin lineer hareketini ölçer. Bunlar daha da aşağıdaki alt kategorilere ayrılır:

  • Potansiyometreler: Bunlar en yaygın lineer pozisyon sensörleridir. Dirençli bir eleman ve eleman boyunca kayarak değişken bir direnç oluşturan bir silecek elemanı içerir. Bu direnç, nesnenin konumuna karşılık gelir.
  • Indüktif Sensörler: Bir nesnenin hareketinin neden olduğu elektrik akımındaki değişiklikleri algılamak için LVDT (Lineer Değişken Diferansiyel Transformatör) kullanırlar. Indüktif sensörler çok doğru olup, küçük yer değiştirme değişikliklerini ölçebilirler.
  • Manyetik Sensörler: Bir nesnenin konumunu algılamak için mıknatıslar ve manyetik alan değişimlerini kullanırlar. Genellikle otomotiv uygulamalarında, örneğin bir aracın vites değiştirme konumunu algılamada kullanılırlar.
  • Optik Sensörler: Bu sensör pozisyon algılayıcıları, ışık demetleri ve dedektörler kullanır. Işık demeti kesildiğinde, pozisyonda bir değişiklik olduğunu gösterir. Optik sensörler genellikle güvenlik sistemlerinde ve otomatik montaj hatlarında bulunur.
  • Kapasitif Sensörler: Bir nesnenin hareketi veya yakınlığı nedeniyle oluşan kapasitans değişikliklerini ölçerler. Kapasitif sensörler, dokunmatik ekranlar ve yakınlık algılama uygulamalarında yaygın olarak kullanılır.
  • Hall Etkisi Sensörleri: Nesnenin hareketi nedeniyle manyetik alandaki değişiklikleri algılayan pozisyon sensörleridir. Hall etkisi sensörleri, ABS (Kilitlenme Önleyici Fren Sistemi) uygulamalarında tekerlek hız sensörleri gibi döner pozisyon algılama uygulamalarında yaygın olarak kullanılır.
  • İp Potansiyometreleri: Bir geri çekilebilir ip ve bir potansiyometre kullanan lineer pozisyon sensörleridir. Ölçülen konumu olan nesne hareket ettiğinde, ip uzanır veya geri çekilir, bu da potansiyometrenin direncinde bir değişiklik yaratır.

• Döner Pozisyon Sensörleri

  Bu sensörler bir nesnenin döner açısını veya konumunu ölçer. Daha alt kategorilere ayrılırlar:

  • Encoderlar: Bunlar en yaygın döner pozisyon sensörleridir. Açısal konumu dijital bir sinyale dönüştürürler. İki ana encoder türü vardır: mutlak ve artımlı. Mutlak encoderdalar, her pozisyon için benzersiz bir konum değeri sağlarken, artımlı encoderdalar, görece hareket bilgisi sağlar.
  • Potansiyometreler: Lineer muadilleri gibi, döner potansiyometreler açısal pozisyonları ölçmek için kullanılır. Joystikler, ses kontrolleri ve ayar düğmelerinde yaygın olarak kullanılırlar.
  • Manyetik Sensörler: Bunlar, bir nesnenin açısal konumuna bağlı olarak manyetik alandaki değişiklikleri algılayan sensörlerdir. Motor kontrolü ve robotik gibi uygulamalarda kesin açısal konum geri bildirimleri için kullanılırlar.
  • Kapasitif Sensörler: Lineer muadilleri gibi, kapasitif sensörler bir nesnenin açısal pozisyonu veya hareketiyle ilgili kapasitans değişikliklerini ölçebilirler. Dokunmatik kontrollere ve yakınlık algılamasına yönelik uygulamalarda kullanılırlar.
  • Fiber Optik Sensörler: Bu sensörler, bir nesnenin konumu nedeniyle ışık yoğunluğundaki veya yansımadaki değişiklikleri algılamak için optik lifler kullanır. Yüksek hassasiyet ve elektromanyetik parazite karşı bağışıklık gerektiren uygulamalarda kullanılırlar.

Pozisyon Sensörlerinin Özellikleri ve Bakımı

Aşağıda pozisyon sensörlerinin genel özellikleri bulunmaktadır:

• Ölçüm Aralığı

  Ölçüm aralığı, bir pozisyon sensörünün bir nesnenin konumunu algılayabileceği maksimum mesafedir. Örneğin, 100 mm ölçüm aralığına sahip bir pozisyon sensörü, nesnenin konumunu 100 mm içinde herhangi bir yerde algılayabilir.

• Hassasiyet

  Hassasiyet, bir sensörün algılayabileceği en küçük pozisyon değişikliğidir. Örneğin, eğer bir pozisyon sensörü 0.1 mm hassasiyete sahipse, en az 0.1 mm'lik pozisyon değişikliklerini algılayabilir.

• Doğrusallık

  Doğrusallık, çıkış sinyalinin beklenen değerden ne kadar saptığını gösterir. Örneğin, eğer bir pozisyon sensörü %1 doğrusallığa sahipse, nesnenin konumunu gerçek değerin %1'lik bir hata ile algılayabilir.

• Histerezis

  Histerezis, hareketli bir pozisyonda bir nesnenin konumunu algılarken çıkış sinyalindeki maksimum farklılıktır. Örneğin, bir pozisyon sensörünün histerezisi 0.5 mm ise, bir yönde hareket ederken ve karşı yönde geri dönerken çıkış sinyalindeki fark 0.5 mm olacaktır.

• Tekrar Edilebilirlik

  Pozisyon sensörlerinin aynı nesnenin konumunu belli bir pozisyonda ölçerken tutarlı çıkış sinyalleri sağlama yeteneğidir. Örneğin, eğer bir pozisyon sensörü ±0.2 mm tekrar edilebilirliğe sahipse, nesnenin konumunu gerçek değerden ±0.2 mm hata ile ölçebilir.

• Çözünürlük

  Pozisyon sensörlerinin çözünürlüğü, girişteki bir adım değişiminde meydana gelen en küçük çıkış adım değişikliğidir. Örneğin, eğer bir pozisyon sensörünün çözünürlüğü 0.1 mm ise, pozisyon değişiminde en az 0.1 mm'lik bir değişiklik olduğunda çıkış sinyali değişecektir.

• Çalışma Sıcaklığı Aralığı

  Bir pozisyon sensörünün çalışabileceği sıcaklık aralığı etkilenmeden kalır. Örneğin, -20 ila 70°C çalışma sıcaklığına sahip bir pozisyon sensörü, performansını etkilemeden -20 ila 70°C'de çalışabilir.

• Güç Besleme Voltajı

  Bir pozisyon sensörünü çalıştırmak için gereken voltajdır. Örneğin, 5 V güç besleme voltajına sahip bir pozisyon sensörü, ±%5 voltajla çalışabilir.

• Çıkış Sinyali

  Pozisyon sensörlerinin çıkış sinyali, bağlı olduğu cihazla uyumlu olmalıdır. Örneğin, 0-10 V veya 4-20 mA çıkış sinyallerine sahip pozisyon sensörleri, bir veri toplama sistemi veya kontrol sistemi ile bağlanmalıdır.

Aşağıda pozisyon sensörlerinin genel bakım gereksinimleri bulunmaktadır:

• Temizlik

  Pozisyon sensörleri temiz tutulmalı ve toz, kir ve yağdan uzak olmalıdır; çünkü bunlar performanslarını etkileyebilir. Pozisyon sensörlerini, yumuşak bir bez ve hafif bir deterjanla periyodik olarak temizleyin.

• Bağlantılar

  Pozisyon sensörlerinin tüm elektrik bağlantılarının güvenli ve korozyondan uzak olduğundan emin olun. Gevşek bağlantılar hatalı çıkış sinyallerine neden olabilirken, korozyon bağlantıların elektrik iletkenliğini etkileyebilir.

• Hizalama

  Pozisyon sensörleri, konumu ölçülen nesne ile doğru hizalanmalıdır. Yanlış hizalama çıkış sinyalinde hatalara neden olabilir.

• Kalibrasyon

  Pozisyon sensörleri, doğruluklarını sağlamak için periyodik olarak kalibre edilmelidir. Kalibrasyon süreci genellikle pozisyon sensörünün çıkış sinyalinin bilinen bir standartla karşılaştırılmasını ve gerekirse ayarlanmasını içerir.

• Çevresel Koşullar

  Pozisyon sensörleri, belirtilen çalışma koşulları içinde bir ortamda tutulmalıdır. Yüksek sıcaklık veya nem gibi aşırı çevresel koşullar, pozisyon sensörlerinin performansını etkileyebilir.

• Mekanik Darbe ve Titreşim

  Pozisyon sensörleri mekanik darbe ve titreşimlerden korunmalıdır. Bunlar sensörlere zarar verebilir veya performanslarını etkileyebilir.

• Aşınma

  Pozisyon sensörleri, çatlaklar, çizikler veya bileşen bozulması gibi aşınma belirtileri açısından kontrol edilmelidir. Herhangi bir hasar bulunursa, pozisyon sensörü değiştirilmelidir.

Pozisyon Sensörlerini Nasıl Seçmeli

Bir uygulama için pozisyon sensörü seçerken dikkate alınması gereken birkaç faktör bulunmaktadır; uygulamayı anlamak, sensör teknolojisini dikkate almak, çevresel koşulları göz önünde bulundurmak, hareket aralığını, hassasiyet ve çözünürlük çalışma, şekil faktörü ve montajı, dayanıklılık ve dayanıklılığı, maliyet ve bütçeyi, uyumluluk ve entegrasyonu içermektedir.

Her şeyden önce, pozisyon sensörünün kullanılacağı uygulamayı anlamak önemlidir. Hangi ölçüm gereklidir? Gerekli hassasiyet veya doğruluk nedir? Beklenen çevre nedir; örneğin sıcaklık, nem, toz veya nem? Sensör için montaj seçenekleriyle birlikte mevcut alan nedir?

Pozitiyometreler, kapasitif sensörler, indüktif sensörler, optik sensörler ve Hall etkisi sensörleri gibi çeşitli sensör teknolojilerini dikkate alın ve hangisinin en iyi uyduğunu belirleyin. Ayrıca pozisyon sensörünü seçerken, aşırı sıcaklıklar, nem, toz veya kimyasallara maruz kalmayı içeren çevresel koşulları göz önünde bulundurun. Bazı sensörler, zorlu ortamlarda diğerlerinden daha dayanıklı olacak şekilde tasarlanmıştır. Uygulamanın hareket aralığını belirleyin. Sensörün fiziksel boyutunu ve şekil faktörünü, ayrıca montaj seçeneklerini ve kurulum gereksinimlerini göz önünde bulundurun. Bazı sensörler, kısıtlı alanı olan uygulamalar için uygun olan kompakt boyutlarda gelirken, diğerleri farklı boyutlarda mevcuttur.

Bazı pozisyon sensörleri yüksek hassasiyet sağlarken, diğerleri düşük hassasiyet ve çözünürlük sunabilir; bu, yüksek hassasiyetli ölçüm gerektiren uygulamalara uygun olabilir. Ayrıca, sensörün kimyasallara, aşırı sıcaklıklara veya yüksek titreşim ve darbelere maruz kalma gibi zorlu koşullara dayanma yeteneğini göz önünde bulundurun. Bu genellikle sensörün dayanıklılığına yansır.

Son olarak, seçilen pozisyon sensörünün mevcut sistemlerle uyumlu olduğundan ve kolay entegrasyon sağladığından emin olun.

Pozisyon Sensörünü Nasıl Kendin Yapmalı ve Değiştirmeli

Pozisyon sensörünü başarılı bir şekilde değiştirmek için doğru araçlara ve adımlara dikkat etmek önemlidir. Öncelikle, aşağıdaki aletleri edinin:

• Anahtar seti.
• Tork anahtarı.
• Vida tornavida seti.
• Mekanik eldivenler.
• Göz koruma ekipmanı.
• Aracın servis kılavuzu.

Aletler hazır olduğunda, aşağıdaki adımları izleyin:

• 1. Araçtaki pozisyon sensörünü tespit edin. Bu, araç servis kılavuzuna sahipseniz kolay olacaktır.
• 2. Sensörü tutan cıvata ve somunları çıkarmak için bir anahtar kullanın. Gevşek parçalar için elektrikli tornavidalar kullanılabilir.
• 3. Sensörü konutundan nazikçe çekin. Bu işlem sırasında zararlı kimyasallarla temas etmemek için mekanik eldiven giymek tavsiye edilir.
• 4. Sensörün kablo demetini çıkarın.
• 5. Eski sensörü yeni ile karşılaştırın ve benzer olduklarından emin olun.
• 6. Kablo demetini yeni sensöre bağlayın. Bağlantının gevşek olmaması için sıkı olduğundan emin olun.
• 7. Sensörü konutuna nazikçe yerleştirin.
• 8. Cıvata ve somunları sıkmak için bir anahtar kullanın. Sensörün düşmesini önlemek için bunların sıkı bir şekilde yerine oturduğundan emin olun.
• 9. Sisteminin yeni sensörü okuduğundan emin olmak için aracı çalıştırın.
• 10. Motor kapağını kapatın ve aracı servis krikosundan çıkarın.

Soru ve Cevap

S1: Bir pozisyon sensörünü nereden bulabilirim?

C1: Pozisyon sensörü, robotik, otomotiv ve endüstriyel otomasyon gibi birçok uygulamada bulunabilir. Araçlarda, gaz kelebeği ve pedalin ultrasonik sensöründe bulunabilir. Araçtaki bir pozisyon sensörünü bulmak için kullanıcı kılavuzuna başvurabilir veya belirtilen parçalara bakabilirsiniz.

S2: Pozisyon sensörü nasıl çalışır?

C2: Pozisyon sensörü, bir nesnenin fiziksel konumunu algılayarak bunu bir sistem tarafından okunabilen bir sinyale dönüştürerek çalışır. Bu, pozisyon sensörünün türüne bağlı olarak elektrik direnci, manyetik alanlar veya optik yöntemler gibi çeşitli yollarla yapılır.

S3: Bir pozisyon sensörü her zaman enerji alır mı?

C3: Evet, bir pozisyon sensörünün çalışması için enerjiye ihtiyacı vardır, ancak enerji gereksinimleri kullanılan sensörün türüne bağlı olarak değişir. Bazı sensörler az enerji kullanırken, diğerleri daha fazla enerji gerektirebilir.

S4: Bir pozisyon sensörü temassız algılama için kullanılabilir mi?

C4: Evet, bir pozisyon sensörü temassız algılama için kullanılabilir. Örneğin, manyetik veya optik pozisyon sensörleri, bir nesnenin konumunu fiziksel olarak temas etmeden algılayabilir.