Uploaded by Heydar Rzayev

Circuit Theory Project

advertisement
EGE ÜNİVERSİTESİ
Mühendislik Fakültesi
Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü
Devre Analizi Projesi
Gerinim Ölçer
Heydar Rzayev
Tarih: 20.01.2022
Giriş
Günümüzde elektrik enerjisinin insan yaşamının vazgeçilmezi haline gelmiştir. Bu
durum hangi alana bakarsak bakalım kendini gösterecektir. Günlük yaşamda kullandığımız
aletlerden gelişmiş sanayi sistemlerine kadar durum değişmemektedir. Elektrikle
hayatımıza giren sanayileşme de insan hayatını son derece kolaylaştırmıştır ve iş akışını
son derece hızlandırmıştır.
1. Deneyin amacı
“Gerinim” olarak adlandırılan özellik, bir nesnenin orijinal gerilimsiz uzunluğuna kıyasla
uzunluktaki değişim oranı olarak kabul edilir.
“Strain gage” (gerinim ölçer), harici bir kuvvetin neden olduğu uzunluktaki bu değişikliği ölçebilir
ve bunu daha sonra dijital değerlere dönüştürülebilen, görüntülenen, toplanabilen ve analiz
edilebilen bir elektrik sinyaline dönüştürebilir. Bu işe yarar çünkü bir gerinim ölçer sensörü
gerilirken veya sıkıştırılırken dirençte bir değişiklik yaşar. Bir strain gage (gerinim ölçer), dirençteki
bir değişiklik vasıtasıyla gerilimi ölçer. Bu deneyi gerçekleştirmek için işlevsel yükseltici (LM741UA),
wheatstone bridge`ni kurmak için farklı değerlerde dirençler, potentiometer (P232) ve 15 Voltluk güç
kaynağını kullandık.
2. KULLANILACAK ELEMAN VE ÜNİTELERİN TANITILMASI
Bu bölümde gerinim ölçer ile yapılacak olan ağırlık seçici devrede kullanılacak
elemanların çalışma şekillerinden ve benzer türlerinden bahsedilecektir.
GERİNİM ÖLÇER
Gerinim ölçerler herhangi nesnenin ağırlığını gerinim olarak tespit etmek amacıyla
kullanılan bir cihazdır. Edward E. Simmons ve Arthur C. Ruge tarafından 1938 yılında
bulunmuştur. Gerinim ölçer’ in en yaygın türü yalıtkan esnek bir metal folyo kalıbıyla
desteklenen çerçeveden oluşan türüdür. Elektriksel bir dirençle çalışan Gerinim ölçerlerin
keşfedilmesinden önce bu amaç için mekanik “extensometreler” kullanılmaktaydı. Şekil
1’de günümüzde kullanılan gerinim ölçerin yapısı gösterilmiştir.
Şekil 1: Gerinim ölçerin yapısını gösteren sembolik şekil
Heydar Rzayev
İşlevsel Yükseltici - LM741UA
Op Amp ismi İngilizcede İşlevsel Yükseltici anlamına gelen Operational Amplifier‘ın
kısaltmasından türemiştir. Op Amp devreleri, isimlerinden de anlaşılacağı üzere elektronik
devrelerin işlevselliklerini artırmak amacıyla kullanılan, sinyal yükseltme gücü çok yüksek olan
entegre devrelerdir. DC (doğru akım) ile beslenirler, akım ve gerilim kazancı sağlarlar. Buna bağlı
olarak da güç yükseltme ve empedans dönüştürme görevleri de yaparlar. İlk Op Amp’lar 1968
yılında Fairchild Semiconductor şirketi tarafından icat edilmiştir.
Şekil 2: İdeal İşlemsel Yükselteç
İdeal bir işlemsel yükseltecin açık çevrim (geri beslemesiz) kazancı sonsuzdur ve çıkış direnci
sıfırdır. Çıkış direnci sıfır olduğundan dolayı sonsuz akım sürebilir. Gerilim kaldırma kapasitesi
kapasitesi sonsuzdur, yani diğer bir deyişle her gerilimde çalışır. Gürültüsü yoktur ve bant genişliği
sonsuzdur. İki giriş arası ve girişler ile toprak arası direnç sonsuzdur. İdeal işlemsel yükseltecin
özellikleri yukarıdaki şekilde gösterilmiştir. Her zaman ideal değerler ile gerçek değerler arasında
farklılıklar vardır. Bu farklılıklar üretim teknolojisi, hammadde ve diğer etkenlerden
kaynaklanır. İdeal Op Amp ile LM741 Op Amp arasındaki değer farklılıklarını aşağıdaki tabloda
inceleyebilirsiniz.
Heydar Rzayev
LM741 Op Amp’ının iç yapısını ve teknik özelliklerini bulabilirsiniz.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Offset Sıfırlama
Tersleyen Giriş
Terslemeyen Giriş
(-) Besleme
Offset Sıfırlama
Çıkış
(+) Besleme
Boş Pin
LM741UA Datasheet
Wheatstone Köprüsü
Wheatstone köprüsü, elektriksel dirençleri karşılaştırmaya ya da ölçmeye yarayan
elektrik devresidir. Dört direncin kare oluşturacak biçimde birbirine bağlanmasından oluşur.
Orta büyüklükteki dirençlerin tam doğru ölçülebilmesi için kullanılabilecek en uygun yöntem
“Wheatstone Köprüsü” yöntemidir. Wheatstone Bridge devresi, bir voltaj besleme terminali ile
toprak arasına bağlanan, dengelendiğinde iki paralel kol arasında sıfır voltaj farkı üreten iki basit
seri-paralel direnç düzenlemesinden başka bir şey değildir. En yaygın olarak gerinimi ölçmek
için, elektrik direnci cihazdaki orantılı gerinime göre değişen gerinim ölçer. Pratikte, gerinim
ölçerin direnç aralığı, 30 ohm ila 3000 ohm arasındadır. Belirli bir iş için, direnç değişimi tam
aralığın sadece bir kısmı olabilir. Bu nedenle, direnç değişikliklerinin son derece küçük bir
bölümünü yüksek doğrulukla ölçmek için Wheatstone köprü konfigürasyonu kullanılır.
Bir gerinim ölçere uygulanan gerilim daha fazlaysa, sayaç
terminalleri arasındaki gerilim farkı daha fazladır. Gerinim sıfır
ise, köprü dengeler ve sayaç sıfır okumayı gösterir. Bu, hassas
ölçüm için Wheatstone köprüsü kullanılarak yapılan direnç
ölçümü ile ilgilidir. Kesirli direnç ölçümü nedeniyle, Wheatstone
köprüleri çoğunlukla gerinim ölçer ve termometre ölçümlerinde
kullanılır.
Heydar Rzayev
Download