ALGILAYICILARHAZIRLAYAN FAT H ZSARI Yksek Elektrik retmeni www.teknikogretmenler.net

ALGILAYICININ TANIMI

Alg lay c terimi insan duyular yla ba lant kuruldu unu i aret etmektedir. Uygun modifiyerli ve k dn trcl bir alg lay c do rudan insan duyular yla alg lanamayan fiziksel ve kimyasal lmler hakk nda bilgi edinilmesini sa lar.

LME VE KONTROL S STEMGiri dn trcs

Modifiyerkinci blok olan modifiyerde elektronik sinyal modifiye edilir. Modifiyer bir ykseltici kadar basit olabilece i gibi bir mikroi lemci veya byk bir bilgisayar n merkezi i leme birimi de olabilir. Modifiyerde enerji ta yan sinyalin biimi ba ka bir biime dn trlmez.

k dn trcsSon olarak k dn trcsnde elektrik sinyali tekrar elektriksel olmayan bir sinyale dn trlr ve be duyudan biri ile alg lanabilir. rne in, monitr veya displayde sinyal n m enerjisi ile ve hoparlrde mekanik (akustik) enerji ile ta n r.

Alg lay c olarak da adland r lan giri dn trcsnde, k iddeti, yer de i imi, s cakl k, manyetik alan veya pH de erleri gibi fiziksel veya kimyasal birimler elektrik veya elektronik sinyallerine dn trlr. Bu amaca ynelik ok say da fiziksel ve kimyasal etkiler mevcuttur.

lme ve kontrol sisteminin genel temsili

Dn trc I nm Mekanik Is l Manyetik Kimyasal Elektrik I nm Mekanik Is l Elektrik Manyetik Kimyasal Modifiyer

Dn trc Elektrik I nm Mekanik Is l Manyetik Kimyasal

Giri dn trcs

k dn trcs

S NYAL TA IYAN ENERJ B MLER

Elektromanyetik I n m Enerjisi: Bu enerji elektromanyetik radyo dalgalar , mikrodalgalar, k z ltesi ve grnr k, mortesi, X- nlar ve gama nlar ile ilgilidir. Yerekimi enerjisi: Bu enerji ktle ve dnya aras ndaki yerekimi ile ilgilidir. Mekanik Enerji: Bu enerji mekanik kuvvetler, yer de i imleri, ak , vb. ile ilgilidir. Is l Enerji: Bu enerji atom ve molekllerin kinetik enerjisi ile ilgilidir. Elektrostatik ve Elektromekanik Enerji: Bu enerji elektrik ve manyetik alanlar ile ak m ve gerilim ile ilgilidir. Molekler Enerji: Bu enerji bir moleklde atomlar birbirine tutan ba enerjisi ile ilgilidir. Atomik Enerji: Bu enerji ekirdekler ve elektronlar aras ndaki kuvvetler ile ilgili ba enerjisidir. Nkleer Enerji: Bu enerji ekirdekleri birbirine tutan ba enerjisidir. Ktle Enerjisi: Bu enerji Einstein n relativite veya grecelik teorisinde tan mlan r.

. Pratik olarak enerji guruplar alt sinyal domenine ayr l r:

I n m sinyal domeni Mekanik sinyal domeni Is l sinyal domeni Elektrik sinyal domeni Manyetik sinyal domeni Kimyasal sinyal domeni

Elektronik termometredeki enerji dn m

I nm e a ik kn Isl

iri r le trik dn t c s le trik k k a ytik ne a ytik ne ima l ysa ima l ysa

I nm e a ik kn Isl

oiiyr d e

I nm e a ik kn Isl

k r le trik dn t c s le trik k k a ytik ne a ytik ne ima l ysa ima l ysa

I nm e a ik kn Isl

ALGILAYICILARIN SINIFLANDIRILMASI1.BLMPOZ SYON, SEV YE VE YER DE M LM

POTANS YOMETR K ALGILAYICILAR

Bir pozisyon veya yer de i im dn trcs do rusal veya dner bir potansiyometre ile yap labilir. Bu alg lay c n n al ma prensibi diren de i imine dayan r. Diren de i imi ise iletkenin do rusal uzunlu u ile do ru orant l d r. Bylece iletkenin uzunlu unu kontrol edecek bir aparat ile potta oldu u gibi yer de i iminin lm yap lm olur. Diren lm elektrik ak m gerektirdi i iin potansiyometrik dn trc modlasyonlu dn trcler s n f na girer.

Pozisyon alg lay c s olarak bir potansiyometreD

d V !E DV d

E

VBurada D tam skala yer de i imi ve E pot ular ndaki uyart m gerilimidir. Do rusal potun hareketli k sm ndaki V gerilimi d yer de i imi ile grld orant l d r

YEREK M ALGILAYICILARI

Yerekiminin merkezi ile cismin do rultusu aras ndaki a y len e im dedektrleri yol yap m nda, makinalar n yerle tirilmesinde, ataletsel denizcilik sistemlerinde ve yerekiminin referans al nd di er uygulamalarda kullan l r. Eski ve hala popler bir pozisyon dedektr civa anahtar d r Anahtar iki elektrik konta ve bir damla civan n cam tp ierisine konulmas yla yap lm t r. Alg lay c ekim kuvvetiyle ilgili olarak pozisyonland r ld nda civa kontaklardan uzakla r ve anahtar a l r. Anahtar n pozisyonundaki herhangi yer de i imi civan n kontaklara gitmesine ve kontaklar n ikisine dokunarak anahtar n kapanmas na neden olur.

letken tip yerekimi alg lay c lar

(a)

(b)

(c)

(a) a k pozisyonunda civa anahtar , (b) kapal pozisyonunda civa anahtar , c) elektrolit e im alg lay c s

Yksek znrlkte bir a sal yer de i imin llmesi

Hafif yay eklini alm bir cam tp k smi iletkenlikte bir elektrolit ile doldurulmu tur. Tpn ular nda birer tane ve bir adet tp boyunca uzat lm bir elektrot olmak zere tpn iine 3 adet elektrot yerle tirilmi tir. Tpn iinde bulunan bir hava kabarc tpn sal n m ile tp boyunca hareket edebilir. Ortadaki elektrot ile ulardaki elektrotlar aras ndaki elektriksel diren hava kabarc n n pozisyonuna ba l d r. Tpn denge pozisyonundan kaymas ile diren orant l olarak artar veya azal r. Elektrotlar AC devre ile uyart lm bir kpr devresine ba lanarak elektrot ve elektrolitin hasar grmesi engellenmi olur.

KAPAS T F ALGILAYICILARKapasitif, lek (gauge), yak nl k ve pozisyon alg lay c lar n n al ma prensibi kapasitenin de i imine (kapasitr levhalar aras ndaki uzakl k) iletken veya dielektrik malzemelerin varl ndaki kapasitans de i imine ba l d r. Kapasitif alg lay c lar n gerekte btn malzemeleri dedekte etme zelli i o u uygulamalarda bunlar cazip hale getirmektedir

EN NE NDKT F ALGILAYICIBu

alg lay c lar ferromanyetik malzemelerin ok byk yer de i imlerinin alg lanmas nda kullan l d r. Ad ndan da anla ld gibi alg lay c sarg s ndaki indktans de i tiren cisme olan uzakl ler. Sarg indktans harici bir elektronik devre ile llr. z indksiyon prensibi byle bir dn trcnn al ma prensibinin temelidir. Yak nl k alg lay c lar ferromanyetik cisimlerin yak n na hareket etti inde manyetik alan de i erek sarg n n indktans de i ir. Alg lay c n n avantaj kontaks z bir ayg t olmas ve cisimle etkile iminin manyetik alan ile olmas d r.

MANYET K ALGILAYICILAR Reed Anahtarlar :

a) bir ve iki kontakl reed anahtar

b) Uyart m sarg s

c) Devre ba lant s

Manyetik yak nl k alg lay c lar n n en basit olanlar ndan biri olan reed anahtar , bir sabit m knat s veya elektrom knat stan olu maktad r. Bir reed anahtar kapal ve s zd rmaz bir ubuk iine yerle tirilmi bir ift kontak olup manyetik ak ile ayn eksene konuldu unda kontaklar kapan r. Tipik kullanma yerleri gvenlik sistemleridir, kap n n a lmas n ve kapanmas n gsterecek ekilde kap n n bir k esine monte edilir. Reed anahtarlar olduka h zl d r.

ALGILAYICILARIN SINIFLANDIRILMASI

2.BLMHIZ VE VME LM

ELEKTROMANYET K HIZ ALGILAYICILARI

Bir elektromanyetik h z alg lay c s n n al ma prensibi

lektromanyetik h z alg lay c lar n n arkl tipleri

Faraday Kanununa gre bir sarg iindeki hareketli bir m knat s sarg iinde bir gerilim indkleyecektir. Bu gerilim m knat s n h z ve alan iddetiyle orant l d r

dJ d dv V ! ! N ( Blx) ! nBl ! nBlv dt dt dt

H z alg lay c s nda m knat s n her iki ucu sarg iindedir. Tek bir sarg ile k gerilimi s f rd r nk m knat s n bir ucu ile retilen gerilim di er ucu ile retilen gerilimi yok eder. Bu s n rlamay ortadan kald rmak iin sarg iki k sma blnr. M knat s n kuzey kutbu bir sarg da gerilim indklerken gney kutbu di er sarg da gerilim indkler ki sarg m knat s n h z ile orant l bir k elde etmek iin birbirine ters ynde seri ba lanm t r. Dedekte edilebilecek maksimum h z ncelikle arabirim elektronik devresinin giri kat na ba l d r. Dedekte edilebilecek minimum h z taban grltlerine ve zellikle yak nda bulunan AC ak m ayg tlar n n yayd grltye ba l d r

P EZOREZ ST F VME LERBir

alg lama eleman olarak piezorezistif ivme lerde yay destekli ktlelerin gerginli ini len strengeyler vard r. Gerginlik ktlenin yer de i im oran ve bykl ve akabinde bir ivme ile ili kilendirilebilir. Bu ayg tlar geni bir frekans aral ndaki ivmelere kar duyarl d r.

Duyarl eksen boyunca bir ivme uyguland nda ktle mente enin ekseni etraf nda dner. Mente enin her iki yan ndaki geyler birinde s k ma ve di erinde ise gerilme eklinde ktlenin dnmesine izin verir. Geyler ok k sa oldu undan ok kk yer de i imi bile byk diren de i imi meydana getirir. Piezorezistif kprnn s f r dengesini ayarlamak iin ayn kristal zerinde be adet ayarlama direnci vard r.

ALGILAYICILARIN SINIFLANDIRILMASI 3.BLMKUVVET VE GER N M ALGILAYICILARI

STRENGEYLER

Bir strengey direnci uygulanan gerginli in fonksiyonu (birim deformasyon) olan bir rezistif elastik alg lay c d r. Btn malzemeler deformasyona kar diren gsterdiklerinden deformasyon iin bir miktar kuvvetin uygulanmas gerekir. Bundan dolay diren uygulanan kuvvet ile ili kilendirilebilir.

STRENGEY E TLER

(a) do rusal tip(b) rozet tipi(c) dairesel tip(d) kpr tipi(e) shear tipi(f) ift eksenli

DOKUNMA ALGILAYICILARI

Dokunma (tactile) alg lay c lar ince bir kal nl k ile karakterize edilen kuvvet veya bas n dn trclerinin zel bir s n f d r. Bu karakteristik alg lay c y birbirine yak n iki yzey aras nda meydana getirilebilen kuvvet veya bas n uygulamalar nda kullan l hale getirir

Bir dokunma alg lay c s olarak zar anahtar

P EZO-ELEKTR K KUVVET ALGILAYICILARIBasit birpiezo-elektrik alg lay c ekilde grlmektedir. Bu alg lay c kendili inden reten modda kullan l r. Yani mekanik stresi do rudan elektrik sinyaline dn trr. Bununla birlikte bu alg lay c de i ken uyar c lara duyarl olup sabit kuvvetlere kar duyars zd r. Alg lay c bir itici tabaka ve arka malzemesi (rne in silikon lastik) aras na konulmu PVDF tabaka ile beraber 3 tabakadan olu maktad r.

ALGILAYICILARIN SINIFLANDIRILMASI4.BLMBASIN ALGILAYICI VE DN TRCLER

DE KEN RELKTANSLI BASIN ALGILAYICILARIAlg lay c n n al ma prensibi manyetik yakla m dedektrlerine ok yak nd r. E tipi nve ve sarg donan m n n retti i manyetik ak nveden hava yoluyla diyaframa geer. E nveli manyetik malzemenin geirgenli i havadan en az ndan bin kat daha byktr ve manyetik direnci havan n direncinden d ktr. Havan n manyetik direnci nvenin manyetik direncinden ok daha byk oldu undan hava aral nve sarg donan m n n indktans n belirlemektedir. Diyafram sapma gsterdi inde sapma ynne ba l olarak hava aral artarak ve azalarak indktans n modlasyonuna neden olacakt r

Diyaframa bir fark bas nc uyguland zaman bir kenar nda azalma ve di er taraf nda artma ile diyafram sapma gsterir ve uygulanan fark bas nc ile orant l olarak hava aral relktanslar elektromanyetik devrede de i im meydana getirir. Diyaframdaki tam skala bas nc ok kk olman n yan nda k sinyali ok byk olacak ve grltlerden rahatl kla kart labilecektir.(a) Alg lay c tak m (b) kavitenin her iki yan ndaki i t nve

ALGILAYICILARIN SINIFLANDIRILMASI 5.BLMAKI ALGILAYICI VE DN TRCLER

BASIN GRADYAN TEKNAk lmnde bas n gradyan tekni i temel olarak bir ak direncinin tan t lmas n zorunlu k lmaktad r. Bilinen bir direncin ular ndaki bas n gradyan n n lm ak oran n n hesaplanabilmesini sa lar. Bu kavram ohm kanununa benzer; sabit bir direncin ular ndaki gerilim (bas n) ak m (ak ) ile orant l d r. lk durum kanaldaki dar bir geittir ve di eri ise maddenin ak n bir miktar s n rlayan gzenekli t pad r. Bir fark bas n alg lay c s direncin ular na yerle tirilmi tir. Hareketli ktle yksek direnli alana girdi inde h z direncin art ile orant l olarak artar.

daralt lm

kanal

gzenekli t pa

ELEKTROMANYET K ALGILAYICILARElektromanyetik ak alg lay c lar iletken s v lar n hareketinin llmesi iin kullan l d r. al ma prensibi Faraday ve Henrynin elektromanyetik indksiyonun ke fine dayanmaktad r. Bir iletken ortam, tel veya rne in bu zel amaca uygun olarak ak kan iletken s v manyetik ak hatlar n keser ve iletkende bir emf retilir. Bu emfnin de eri hareketli iletkenin h z ile orant l d r. ekil de B manyetik alan iine yerle tirilmi bir ak tp grlmektedir. letken s v da indklenen emfyi almak iin tp iine iki elektrot konulmu tur.

Elektrotlar n pozisyonu manyetik alana dik

Ak

ve elektriksel ve manyetik vektrler aras ndaki ili kiler

HAF F RZGAR ALGILAYICISI

Devre diyagram

Devre diyagram

TO-5 k l f ndaki grnt

Baz uygulamalarda ak oran n n miktar olarak lmnden daha ok sadece hava (veya gaz) hareketinin dedeksiyonu istenilir. Bu grev hafif rzgar veya esinti (breeze) alg lay c s ile yap labilir, gaz ak n n h z de i ime u rad nda geici bir k retilir. Japonya da retilmi bir piezo-elektrik hafif rzgar alg lay c s vard r. Bu alg lay c bir ift piezo-elektrik (veya piro-elektrik) eleman ierir. Bunlardan biri evresel havaya a kt r ve di eri ise reine kaplama iine korunmaya al nm t r. evre s cakl ndaki de i imlerin fark kompanzasyonu iin iki alg lay c gerekir. Elemanlar ters-seri olarak devreye ba lanm t r yani her iki alg lay c ayn elektrik ykn rettiklerinde Rb direncinin ular ndaki sonu gerilim temelde s f rd r .Her iki eleman, polarlama direnci ve JFET gerilim izleyici S1 eleman n n gaz hareketlerine a k delikleri ile TO-5 metal k l f na yerle tirilmi tir

ALGILAYICILARIN SINIFLANDIRILMASI6.BLMAKUST K ALGILAYICI VE DN TRCLER

KONDENSER M KROFONLAR

Paralel plakal bir kapasitre q elektrik yk verilirse plakalar n ular ndaki gerilim V ! q / C ile de i ir. Di er taraftan kapasite formlne gre kapasitans plakalar aras ndaki d uzakl na ba l d r. Sonuta V!

q

dI0

A

bulunur.

Kapasitif mikrofon plakalar aras ndaki uzakl do rusal olarak gerilime dn trr ve bu gerilim daha sonra ykseltilebilir. Bu eleman temelde genli i do rudan mikrofonun duyarl l n belirleyen bir elektrik yk, q kayna n gerektirir. Yk 20-200 V gerilim aral na sahip harici bir kaynaktan veya dahildeki bir elektrik yk kayna ndan sa lanabilir.

devre diyagram

diyaframdaki interdijitize elektrotlar

P EZOELEKTR K M KROFONLAR

Piezo-elektrik etki basit mikrofonlar n tasar m nda kristal malzemede geli en mekaniksel gerginli in elektrik ykne do rudan dn mnde kullan labilir. Alg lay c iin en yayg n kullan lan malzemeler piezo-elektrik seramik olup ok yksek frekans s n rlar na kadar al abilir. Bundan dolay piezo-elektrik alg lay c lar ultrasonik dalgalar n dn mnde kullan labilir.

ALGILAYICILARIN SINIFLANDIRILMASI 7.BLMNEM ALGILAYICI VE DN TRCLER

KAPAS T F ALGILAYICILAR

Kapasitif alg lay c ile nem lmnn basitle tirilmi devresi

Kapasitif alg lay c ve sisteminin transfer fonksiyonlar

Hava ile doldurulmu bir kapasitr bir ba l nem alg lay c s olarak al abilir. nk atmosfer iindeki nem a a daki e itli e gre havan n elektriksel iletkenli ini de i tirir.

211 48 Ps O !1 H 10 P T T

6

Burada T kelvin cinsinden mutlak s cakl k, P nemli havan n mm civa olarak bas nc , Ps T s cakl nda doymu su buhar n n bas nc , H % olarak ba l nemdir. Yukar daki e itlik nemli havan n dielektik sabitini ve dolay s yla kapasitans n ba l nemle orant l oldu unu gsterir.

Kapasitif nem alg lama sistemi

LETKENL K ALGILAYICILARI

Alg lay c de i ken nem artlar alt nda direnci bariz olarak de i en olduka d k direnli bir malzeme ierir. Bu malzeme ok geni temas alan sa lamak iin iki interdigitize elektrotlar n zerine biriktirme suretiyle konulur. Su moleklleri st tabaka taraf ndan emildi inde elektrotlar aras ndaki diren de i imi bir elektronik devre ile llebilir.

ALGILAYICILARIN SINIFLANDIRILMASI 8.BLMI IK DEDEKTRLER

Mortesi-k z ltesi spektral aral ndaki elektromanyetik n m dedektrleri k dedektrleri olarak adland r l r. Bir alg lay c tasar mc s n n gr a s ndan alg lay c malzeme ile fotonlar n emilmesi bir quantum veya s l tepki ile sonulanabilir. Bu bak mdan btn k dedektrleri quantum ve s l olarak adland r lan iki ana gruba ayr labilir. Quantum dedektrleri mortesinden orta k z ltesi spektral aral kta al rken s l dedektrler orta ve uzak k z ltesi spektral aral kta daha ok kullan l olup oda s cakl klar ndaki verimleri quantum dedektrlerini a maktad r

ELEKTROMANYET K VE I IK SPEKTRUMU0,390 0,455 0,492 0,577 0,597 0,622

1 0

-1 5

1 0

-1 2

1 0

-9

1 0

-6

1 0

-3

1 0

0

1 0

3

1 0

6

0,1

0,770

D L AB Y (m AG OU )

D L AB Y ( ) AG OU m 1 10

YAKIN KIRMIZTES

Kzm o ik In lar

X In lar

Gr nr

ik ro d a alg

Un zu lek sel trik O o silasy n

1 0 1 1 0 0 1 0 F E A S (H R K N z)

2 3

2 1

1 8

1 5

1 0

1 2

1 0

9

1 0

6

1 0

3

1 0

0

10

15

KIRMIZI

G a am In lar

o r tesi

zl tesi

Ry ad o d alar alg

F E A S (H R K N z)

10

14

UZAK KIRMIZITES

TES UZAK M TES YAKIN M M MAV YE L SARI TURUNCU

RTA KIRMIZITES

A IRI M RTES

10

13

Elektromanyetik spektrum

I k spektrumu

FOTO-D YOTLAR

Foto-diyotlar yar -iletken optik alg lay c lar olup daha geni tan m yla gne pillerini de iine al rlar. Basite bir fotodiyotun al mas a a daki gibi tan mlanabilir. ayet bir pn jonksiyonu ileri ynde polarlanm (bir bataryan n pozitif taraf p yan na ba lanm ) ve uygun frekansta a maruz b rak lm sa ak m n art karanl k ak m na nazaran ok kk olacakt r. ayet jonksiyon ters polarlanm ise ak m nemli lde artacakt r.Fotonlar n arpmas jonksiyonun her iki yan nda elektron bo luk iftleri meydana getirir. Elektronlar iletim bant na girdi inde bataryan n pozitif taraf na do ru akmaya ba larlar. Bununla ili kili olarak meydana gelen bo luklar negatif terminale akar yani ip foto ak m devreden akar. Karanl k art alt nda s z nt ak m io uygulanan gerilimden ba ms z ve esas olarak yk ta y c lar n n s l generasyonunun sonucudur. Bundan dolay ters polarlanm bir fotodiyotun elektrik e de er devresi iki ak m kayna ve bir RC devresi ierir.

FOTO-D YOTUN E DE ER DEVRES VE GER L M-AKIM KARAKTER ST

FOTO D YOTLARIN E TLER

PN FOTO-D YOTLARI: D yzeyinde bir SiO2 tabakas ierebilirler.Bu d k seviyede bir karanl k ak m ile sonulan r. Diyotun yksek h zl bir versiyonunun fabrikasyonu iin bo alt m tabakas art r larak jonksiyon kapasitans azalt l r

FOTO D YOTLARIN E TLER

I

FOTO-D YOTLARI

PIN foto-diyotlarD k kapasiteli dzlem difzyonlu diyotlar n geli tirilmi bir versiyonudur. Tepki zaman n geli tirmek iin p ve n tabakalar aras nda ekstra yksek direnli bir I tabakas kullan l r. Bu ayg tlar ters polarlama ile daha iyi al rlar bu yzden bunlar d k s z nt ak m ve yksek k r lma gerilimlerine sahip olarak tasar mlan rlar

Schottky foto-diyotlarBir Schottky pn-jonksiyonu olu turmak iin n tabaka zerine pskrtlm ince bir alt n kaplamaya sahiptir. D yzeyden jonksiyona uzakl k kk oldu undan mor tesi duyarl l yksektir.

.

ayet bir ters polarlama pn-jonksiyonuna uygulan r ve bo alt m tabakas nda yksek iddette bir alan bulunmakta ise foton ta y c lar alan ile h zlanacak ve ikincil ta y c lar reten atomlar ile arp acaklard r. Bundan dolay ismi verilmi tir. Akabinde yeni ta y c lar ak m n a r derecede h zl -tipi art ile sonulanacak ekilde yeniden h zlan rlar. Bu bak mdan bu diyotlar olduka d k seviyede k seviyelerinin dedeksiyonu iin kullan l ykselticiler olarak al rlar.

QUADRANT FOTOD YOTLARI

Quadrant fotodiyot elemanlar eyrek geometrili ekilde yerle tirilmi 4 adet fotodedektrden olu maktad r. Lazer ayarlamas ve n pozisyonland r lmas gibi 1 Qmlik do ruluk derecelerinde bulunmaktad rlar. Bunlar ayn zamanda uyduyu gne e gre belirli ynde evirmek iin gne pozisyon alg lay c lar olarak da kullan l r.

dA

XX

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

Quadrant dedektr. (a) daire ve (b) kare fotodiyotlar ve pencereleri, (c) kare fotodiyotlar ve apraz biimli pencereleri, (d) kare ( ), daire () ve apraz (v) biimli pencerelerin yer de i imine kar l k alan de i im e rileri ve (e) quadrant foto diyotun d grn

FOTO-TRANS STR

Fototransistrn enerji bantlar ekilde grlmektedir. Fotonun indkledi i beyz ak m emiter ve harici devreden geerek kollektre dner. Bylece elektronlar elektrik alan taraf ndan kollektre ekilen emiter taraf ndan beyz blgesine beslenir. Bir foto-transistrn duyarl l kollektr-beyz diyot quantum verimi ve transistrn DC ak m kazanc n n da bir fonksiyonudur. Bu bak mdan duyarl l n tamam kollektr ak m n n bir fonksiyonudur.

Bir foto-transistrn e de er devresi

Transistr; kaynak ieren bir devreye ba lan rsa beyz-emiterden olu an devreden bir foto-indkleme ak m akar. Bu ak m kollektr ak m nda bariz bir art la sonulanarak konvansiyonel transistrdeki ayn davran la transistr taraf ndan ykseltilir.

FOTO-D RENLER

Foto-diren foto-diyot gibi foto-iletken bir ayg tt r. Fabrikasyonu iin en yayg n malzemeler yzeye gelen k ile direnci de i en yar -iletkenler olan kadmiyum slfit (CdS) ve kadmiyum selenid (CdSe) dir. Bir foto-diren al mas iin bir g kayna na ihtiya duyar ve foto ak m retmez. Foto-elektrik etki malzemenin elektriksel direncindeki de i im ile kendini gsterir. ekil bir foto-diren hcresinin ematik diyagram n gstermektedir. Foto-iletkenin her iki ucuna bir elektrot ba lanm t r. Karanl kta malzemenin direnci yksektir. Bundan dolay uygulanan V gerilimi s cakl k etkisine mal edilen kk bir karanl k ak m na neden olur. Yzeye k etkidi inde ip ak m akar.

Foto direncin yap s

(a) Bir oto-direncin yap s

(b) serpantin biimli plastik ile kaplanm

oto-diren

TERMOP L ALGILAYICILAR

Joule taraf ndan bir s l-elektrik alg lay c n n k sinyalini art rmak amac yla ke fedilmi tir. Joule ok say da s lifti seri ba lam ve bunlar n s cak birle me noktalar n birle tirmi tir. Bugnlerde termopillerin farkl konfigrasyonlar vard r. ncelikli uygulamas ise uzak k z l tesi n m n s l dedeksiyonudur

Is l

n m n dedeksiyonu iin termopil

GAZ ALEV DEDEKTRLER

Yanan gaz dedekte etmek iin alevin e iz yani tek bir zelli inin kullan lmas mmkndr. Alevin optik spektrumunun gze arpan k sm mor tesi spektral aral nda bulunmaktad r.Gne atmosferden getikten sonra 250 nm zerinde bulunan mor tesi spektrumunun byk bir k sm n kaybederken bir gaz alevi 180 nm den a a mor tesi bile enler ierir. Bu aleve seici olarak duyarl ve gne veya di er elektrik klar na duyars z mor tesi spektral aral nda, dar-bant geni li inde bir eleman n tasar m n mmkn hale getirir.

(a) gaz dolu tp

(b) yatay dzlemde gr a s

(c) rnek al ma devresi

Mor tesi alev dedektr

ALGILAYICILARIN SINIFLANDIRILMASI 9.BLMI INIM DEDEKTRLER

YON ZASYON DEDEKTRLER

Bu dedektrler iyonize n ma tepki olarak iyon iftleri retmek iin baz gaz ve kat metallerdeki zelli e dayal olarak yap lm lard r. Daha sonra pozitif ve negatif iyonlar bir elektrostatik alanda ayr labilir ve llebilir.

YON ZASYON ODACIKLARI

(a) Bir iyonizasyon odac

n n basitle tirilmi diyagram

(b) ak m-gerilim karakteristi i

Bu n m dedektrleri eski bir sistem olman n yan nda yayg n olarak kullan lmaktad r. yonize partikl iyonizasyona neden olur ve geti i iz boyunca gaz molekllerini uyart r.

ALGILAYICILARIN SINIFLANDIRILMASI 10.BLMELEKTROMANYET K ALAN DEDEKTRLER

AKI G R

ALGILAYICILARI

Zay f manyetik alanlar n do ru lm amac n ta yan o u alg lay c lar ncelikle ak -giri ad ndaki prensibe dayan r. Nveye uygulanan H manyetik alan bir B manyetik ak s indkler.

B ! QHNve doyumda iken manyetik ak hatlar n n yn nve taraf ndan etkilenmez .Her zaman nve doymam durumdan doyum durumuna ve bunun tersi bir durum alt nda kal r, manyetik ak hatlar bir de i im alt ndad r. Nvenin etraf na sar lm bir toplay c veya al c sarg vard r ve manyetik ak hatlar nveden d ar ekilirken sarg da k sa sreli bir pozitif ak m palsi indkler. Manyetik ak hatlar nvenin iine do ru ekilirken ise sarg da k sa sreli bir negatif ak m palsi indkler. Bu k sa sreli ak mlar n genli i alg lay c sarg n n eksenine paralel yatan ak vektrnn iddeti ile do rudan orant l d r. Palsin yn bu vektrn ynn gsterir.

doymam

nve etraf ndaki manyetik alan

Ferromanyetik nvenin m knat slanma e risi

doymu nve etraf ndaki manyetik alan

Bu etkiyi manyetik alan n alg lanmas nda kullan l yapmak iin nvenin doyum iine ve d na srlmesi gerekir. Bu bir alternatif ak m ile uyart lan ikinci bir sarg (srme sarg s ) eklenerek yap labilir. Uyart m sarg s alg lay c sarg da bir ak m indkleyerek bu ak m n indklenen harici ak palslerinin zerine eklenece i a kt r Bu sinyaller do rulukta bariz bir kay pla beraber elektriksel olarak birbirinden ayr labilir.

iftli sarg alg lama metodu

k

palsleri

HALL ETK S LE ELEKTR K AKIMININ LM

Manyetik alan n yn ile ilgili bir uygulama elektrik ak m n n kontaks z lmnde grlebilir. ekil de grld gibi byle bir ayg t hava bo lu undaki bir Hall levhas ile manyetik nveden olu maktad r. llecek ak m iletken boyunca geer. Ak m taraf ndan olu turulan manyetik alan Hall levhas n n dzlemine dik manyetik alan meydana getiren yumu ak demir nveyi manyetik hale getirir.

I

B

Hall Levhas Manyetik Nve

Ak m n kontaks z lm iin manyetik nve ve Hall levhas

Hall ak m alg lay c s

ALGILAYICILARIN SINIFLANDIRILMASI11.BLMSICAKLIK ALGILAYICI VE DN TRCLER

Tipik bir temasl s cakl k alg lay c s a a daki bile enlerden olu ur

Bir alg lay c eleman : Kendi s cakl ndaki bir de i ime tepki verebilen malzeme. yi bir eleman n d k zgl s , yksek s l iletkenlik, gl ve tahmin edilebilir s cakl k duyarl l na sahip olmas gerekir. Kontaklar: letken pad, tampon veya teller olup alg lay c eleman ve harici elektronik devre aras ndaki arabirim grevi grrler, kontaklar n olabilecek en d k s l iletkenli e ve elektriksel dirence sahip olmas gerekir. Ayn zamanda bunlar ekseriyetle alg lay c y da ta maktad r. Koruyucu bir zarf, k l f : yi bir k l f d k s l dirence ve yksek elektriksel yal t m zelliklerine sahip olmal d r. Neme ve alg lay c eleman hatal olarak etkileyebilecek di er faktrlere kar geirgen olmamas gerekir.

S cakl k alg lay c lar n n genel yap s

(a) temasl alg lay c

(b) s l

n m alg lay c s

REZ STANS SICAKLIK DEDEKTRLER (RTD)

Bu terim ekseriyetle iletken tel veya ince film eklinde fabrikasyonu yap lm metal alg lay c lar ile do rudan ili kilidir. Btn metallerin ve o u ala mlar n direnlerinin s cakl k ba ml l bunlar n s cakl k alg lan lmas nda kullan lmas na bir f rsat verir. Gerekte btn metaller hemen hemen alg lamada kullan labilirken, platin; tahmin edilebilir tepkisi, uzun dnem kararl l ve dayan kl l ndan dolay e i bulunmaz bir zelli e sahiptir. Tungsten RTDler ekseriyetle 600 Cnin zerindeki s cakl klar iin uygulan r. Btn RTDler pozitif s cakl k katsay lar na sahiptir.

TERM STRLER

Termistr terimi s cakl k (temperature) ve diren (resistor) kelimelerinin k salt lm d r. Bu ad ekseriyetle damla, ubuk, silindir ve kal n film eklinde fabrikasyonu yap lan metal-oksit alg lay c lar iin kullan l r. Termistrler iki gruba ayr l r: NTC (negatif s cakl k katsay s ) ve PTC (pozitif s cakl k katsay s ).

NTC TERM STRLER

Konvansiyonel metal oksit termistr negatif s cakl k katsay s na (NTC) sahiptir. Yani direnci s cakl n art ile azal r. NTC termistr eleman n direnci di er direnler gibi fiziksel boyutlar ve malzemesinin direnci ile belirlenir. Diren ve s cakl k aras ndaki ili kinin do rusall iyi de ildir

Cam ve epoksi kapl termistrler

Termistrlerin uzun dnem kararl l

Durgun havada 25 C de bir NTC termistrn gerilim-ak m karakteristi i

PTC TERM STRLER

Btn metaller PTC malzemeleri olarak adland r labilmekle beraber direnlerinin s cakl k katsay lar (TCR) olduka d k ve tm s cakl k aral nda ok az de i ir. Aksine belli bir s cakl k aral nda seramik PTC malzemeleri ok geni bir s cakl k ba ml l nda karakterize edilir. Bunlar n fabrikasyonu polikristal seramik maddelerden yap l r. Polikristal seramik maddelerin taban bile ikleri ekseriyetle baryum titanat veya baryumun kat zeltileri ve strontiyum titanat (yksek direnli malzemeler) gibi doping katk lar n n eklenmesiyle yar iletken hale getirilir.

Bir PTC termistrn gerilim-ak m karakteristi i

YARI- LETKEN PN JONKS YON ALGILAYICILARI

Bir diyot ve bipolar transistrdeki yar -iletken pnjonksiyon olduka gl bir s l ba ml l k ta r. ayet jonksiyon sabit ak m yani DC kayna na ba lan rsa sonu gerilim jonksiyon s cakl n n bir ls olur .Byle bir alg lay c n n cazip bir zelli i yksek do rusall k derecesidir. Bu bir e imi (duyarl l k) ve bir kesi imi tan mlayan sadece iki nokta kullanan basit bir kalibrasyon metoduna izin verir.

Sabit ak mda ileri polarlanm yar iletken jonksiyonun gerilim-s cakl k ba ml l

leri polarlanm alg lay c lar

pn-jonksiyon s cakl k

diyot

diyot olarak ba lanm transistr

bir

I IL OPT K ALGILAYICILAR

I loptik (fluoroptik) alg lay c lar k uyart m na tepki olarak fluoresan sinyal veren zel bir fosfor bile eninin ta d zelli e dayan rlar. Tepki palsinin biimi s cakl n bir fonksiyonudur. Tepki palsinin azalmas (decay) geni bir s cakl k aral nda olduka iyi bir ekilde tekrar edebilir. Bir alg lama malzemesi olarak tetravalent manganez ile aktif hale getirilen magnezyum fluoromanyetit kullan l r.

uyart m ve yay lan sinyallerin spektral tepkileri

T1 ve T2 s cakl

iin yay lan sinyalin stel azalmas

ALGILAYICILARIN SINIFLANDIRILMASI 12.BLMGVENL K VE HIRSIZ ALARM S STEMLER

FOTO-ELEKTR K I INLAR

Foto nlar olarak da bilinen foto-elektrik nlar ok basit bir prensiple al r. Bir k kayna belirli bir uzakl ktaki fotodedektrn zerine yans r. I n yolunu kesen h rs z ve di er kimseler alarm n al mas na neden olur. Daha uzun n boylar nda n odaklamak iin aynalar ve mercekler kullan l r. Bunlar halihaz rda kullan lmakta oldu u gibi yakla k 50 y ld r kullan lmaktad r. Foto-elektrik nlar de i ik tiplerde olup a a daki gibi s n fland r labilir: Grnen - grnmeyen k z l tesi (IR) nlar Duran - palsli nlar Akkor - LED (IRED) - lazer nlar ift ulu - tek ulu nlar

ift ulu sistem

Bir k e etraf nda

n yans t lmas

Birbirinden uzak iki bina aras nda foto elektrik koruma sa lanmas

n kullanarak

PAS F KIZILTES DEDEKTRLER

Ad ndan da anla ld gibi pasif k z l-tesi (infra-red = IR) dedektrler pasif yani kendili inden reten ayg tlard r. Foto- nlar , ultrasonik veya mikrodalgalar n tersine enerji iletmez ve yaymazlar. Sadece IR s enerjisi de i imlerini ara t r rlar. Btn nesneler -273 C olan mutlak s f r de erinden daha yksek olan s cakl klarda s cakl k oranlar na gre enerji yayarlar. rne in vcut s cakl 37 C olan bir insan s cakl 20 C olan bir duvardan daha fazla enerji yayar. Bylece korunan blgeden bir h rs z geti inde (IR) s l enerjideki de i im dedekte edilir.

Geni a paterninin st grn

Uzun paternin st grn

M KRODALGA HAREKET DEDEKTRLER

Mikrodalga hareket dedektrleri enerji yayarlar ve h rs z n hareketinden kaynaklanan frekans kaymas n ararlar. nsan kula n n duyabilece i sesin biraz zerindeki frekans yerine yksek radyo frekanslar nda al rlar. lk dedektrler 915 MHzde al maktayd . Bunlar btn ynlere al abildi inden anten etraf nda 360 lik dedeksiyon paternine sahiptiler yani bir mikrodalga yerine bazen radar olarak da kabul ediliyorlard .

Tipik mikrodalga kaplama paternleri

10 m al ma aral na sahip mikrodalga X bant doppler modl

D

ER HIRSIZ DEDEKTRLERUltrasonik Hareket Dedektrleri Yak nl k Dedektrleri Ses Dedeksiyon Sistemi Sismik Dedektrler Cam K r lmas Dedektrleri

ALGILAYICILARIN SINIFLANDIRILMASI 13.BLMYANGIN DEDEKS YON S STEMLER

YANGIN DEDEKS YON S STEMLER N N TEMEL PRENS B

Otomatik yang n dedeksiyon sistemleri duman, alev veya s n n grnmeyen rnleri gibi yang n fenomenlerinden birinin te hisi ile yang n dedekte ederler. Yang n dedeksiyon sisteminin tepkisi olarak kontrol nitesi bir alarm ve nceden programlanm kontrol fonksiyonlar n ba lat r. Yang n dedeksiyon sisteminin temel tasar m blok diyagram olarak ekil de grlmektedir. Bir yang n dedeksiyon sisteminin fonksiyonu insan ya am n ve malzeme servetini kurtarmak oldu undan zay f noktalara sahip olmas beklenemez. Sonu olarak byle bir sistemin ok kat gereksinimlere cevap vermesi gerekir. Alarm sisteminin al mas ile binada ya ayanlar ve itfaiye servisinin uyar lmas ve toplam hasar n en aza indirilmesi mmkndr.

DUMAN DEDEKTR Da lm k duman dedektr

I k kayna , k durdurucu ve k al c s kaynaktan al c ya do ru bir yoldan k iletimi olmayacak ekilde dzenlenir. Labirent iinde sadece duman parac klar mevcut oldu unda al c ya bir miktar k gelir. I k kayna ile labirent iine belirli frekansta k sa ve iddetli k palsleri gnderilir. Al c sinyali sadece k pals vericinin frekans ile senkronize oldu unda de erlendirilir.

Do rusal duman dedektr

Do rusal duman dedektr n tkenmesi veya azalmas prensibine gre al r yani duman ile azalan k llr. Verici optik lme k sm na gl odaklanm k z l tesi k yayar. ayet duman mevcut de ilse n byk k sm yans t c ya ula r ve ayn yoldan kaynak noktas na geri dner. Gelen k al c foto diyotta elektrik sinyali retir.

Sabit s cakl k dedektrleri

Sabit s cakl k dedektrleri ekilde de grld gibi bir alarm n ba lat laca maksimum s cakl de erlendirir. Byle dedektrler bir termistr, eriyebilen halka, bimetal erit veya genle me s v s ile al acak ekilde tasarlan r. Is dedektrleri alevli yang nlar dedekte ederek dedektrde nceden ayarlanm maksimum s cakl k a ld nda bir alarm al t r r. Bunlar s cakl kta ani art n beklenebilece i a k yang nlar n dedeksiyonu ve h zl tepkili dedektr gereken yerler iin uygundur.

S cakl k art

oran dedektrleri

S cakl k art oran dedektrleri birim zaman ba na s cakl n ykselme oran n (C/dak) de erlendirerek alarm ba lat rlar. S cakl k art oran dedektrleri bir termistr, elektriksel diren kablosu veya genle me s v s ile al acak ekilde tasar mlan r.