Tanımı
Üzerlerine düşen basınçla orantılı olarak fiziki yapılarında meydana gelen değişimden dolayı basınç seviyesini ya da basınç değişimi seviyesini elektriksel işarete dönüştüren devre elemanlarına denir.
Çeşitleri
Basınç sensörleri, çalışma prensibine göre dört grupta incelenebilir. Bunlar:
Kapasitif basınç ölçme sensörleri
Strain gage (şekil değişikliği) sensörler
Load cell (yük hücresi) basınç sensörleri
Piezoelektrik özellikli basınç ölçme sensörleri
Kapasitif Basınç Ölçme Sensörleri
Kondasatörler bilindiği üzere elektrik enerjisini depolayan elemanlardır. Bu özellikleri kondansatör plakalarının boyutlarına, plakalar arasındaki mesafenin uzaklığına ve iki plaka arasındaki yalıtkan (dielektrik) malzemenin özelliğine bağlıdır. Sonuç olarak kondansatör plakaları birbirinden uzaklaştırılırsa ya da esnetilirse veya iki plaka arasındaki dielektrik malzeme hareket ettirilirse, kondansatörün kapasitesi değişir. Kondansatörün kapasitesi ile beraber alternatif akıma gösterdiği direnç de değişir. İşte bu prensipten hareketle kapasitif basınç sensörleri üretilmiştir.
Şekil ‘de esnek plakalı bir kapasitif sensör gösterilmiştir. Şekilde görüldüğü gibi plakanın biri sabit diğeri esnektir. Esnek plakaya bir basınç uygulandığında basınçla orantılı olarak kondansatörün kapasitesi ve kapasitif reaktansı (kondansatörün AA’a karşı direnci) değişecektir. Bu direnç değişimi ile orantılı olarak basınç büyüklüğünü tespit edebiliriz.
Şekil ’deki diğer şekillerde de kondansatör plakalarının uzaklaşıp yaklaşması gösterilmiştir. Az önce bahsettiğimiz gibi plakaların uzaklığı da kondansatörün AA direncini değiştirdiğinden bu direnç değişimi ile hareketin miktarını bulabiliriz. Şekil ’de kapasitif sensörün iç yapısı görülmektedir.
Kapasitif sensörün yapısı
Kullanıldığı Yerler
Kapasitif prensiple çalışan sensörler basınç sensörü olarak kullanıldığı gibi yaklaşım ve pozisyon sensörü olarak da kullanılmaktadır.
Strain Gauge (Şekil Değişikliği) Sensörler
Temel olarak strain gageler esneyebilen bir tabaka üzerine ince bir telin veya şeridin çok kuvvetli bir yapıştırıcı ile yapıştırılmasından oluşmuştur . Üzerindeki basıncın etkisinden dolayı tabakanın esnemesi, iletken şeridin de gerilerek uzamasına sebep olmaktadır.Bu uzama esnasında telin boyu uzayarak kesiti azalacaktır. Bilindiği gibi iletkenlerin kesiti azaldıkça dirençleri artacağından uygulanan kuvvete bağlı olarak iletkenin direncinde de değişme olacaktır. Bu direnç değişimine bağlı olarak uygulanan kuvvetin miktarını tespit edilebilir.
Kullanıldığı Yerler
Strain Gage (Şekil Değişikliği) Sensörleri kuvvet, ağırlık, basınç vb.fiziksel değişkenlerin ölçümlerinde kullanılırlar.
Load Cell (Yük Hücresi) Basınç Sensörleri
Yük hücresi (load cell) daha çok elektronik terazilerin yapımında kullanılan basınç sensörüdür. Asıl çalışma prensibi strain gage gibidir. Yukarıda 4 noktadan ölçme yapan bir yük hücresi görülmektedir. Tek noktadan ya da iki noktadan ölçüm yapanları da bulunmaktadır. Şekil ‘de A, B, C, D noktalarındaki strain gagelerin dirençleri basınca bağlı olarak değişir. Bu değişim ile orantılı olarak da basınç miktarını tespit edebiliriz. Load cell’ler kullanım alanlarının gerektirdiği şekilde imal edilirler bu yüzden çok farklı ve çeşitli modelde loadcelle rastlanılır. Günümüzde 50-100 gr dan 1000-2000 tona kadar geniş bir kapasite aralığında load cell imal edilebilmektedir.
Load cell örnekleri
Kullanıldığı Yerler
Load Cell (Yük Hücresi) basınç sensörleri, digital tartılarda ,kantarlarda sıvı ve gaz basınçlarını ölçmede, kan basıncının ölçümünde vb. alanlarda kullanılır.
Piezoelektrik Basınç Ölçme Sensörleri
Basıncın elektrik akımına dönüştürülme yollarından biri de piezoelektrik olayıdır. Piezoelektrik özellikli algılayıcılarda kuartz (quartz), roşel (rochelle) tuzu, baryum, turmalin gibi kristal yapılı maddeler kullanılır. Piezo elektrik transdüserlerin karşılıklı iki yüzeyine basınç uygulandığında diğer iki yüzey arasında küçük bir gerilim üretilir .Bu özellikten faydalanılarak basınç ve titreşim gibi mekanik büyüklüklerin ölçümünde faydalınılır.
Kullanıldığı Yerler
Piezoelektrik basınç ölçme sensörleri basınç ve titreşim ölçümlerinde, elektronik saatlerde ve kristal mikrofonlarda kullanılırlar.
Basınç Transdüser ve Sensör Devrelerinin Arızasını Gidermek
Çeşitli yapıda yapılan sensörler kullanım alanlarına göre çeşitlilik gösterirler. Bu sensörlerin kullanıldığı yerlerdeki arızayı belirleme de devrenin çalışma prensip şeması ve kullanılan sensörün niteliği önemli rol oynar. Kullanılan sensörün kontrol ettiği eleman bulunarak sensörün konumu öğrenilir. Sensörün etiket bilgilerine bakılarak katolog bilgilerine ulaşılır, böylelikle sensörün ne tip bir sensör olduğu tespit edilir.Tespiti yapılan sensör temin edilerek arıza giderilir.