Transducer

(1)

TRANSDUCER

(2)

DEFINISI TRANDUSER

•

Willia

m

D.C, (1993),

transduser

adalah sebuah alat yang

bila digerakan oleh suatu energi di

dalam sebuah

sistem transmisi, akan

menyal

urkan energi t

ersebut

dalam bentuk yang sama atau dalam bentuk yang

berlainan ke sistem transmisi berikutnya” Transmisi

energi ini bisa beru!a listrik,

mekanik, kimia, o!ti"

#radiasi$ atau thermal #!anas$

•

Contoh; generator adalah transduser yang merubah energi

mekanik menjadi energi listrik, motor

adalah transduser

yang merubah energi listrik menjadi energi

mekanik, dan

sebagainya.

2

(3)

DEFINISI TRANDUSER

•

Willia

m

D.C, (1993),

transduser

adalah sebuah alat yang

bila digerakan oleh suatu energi di

dalam sebuah

sistem transmisi, akan

menyal

urkan energi t

ersebut

dalam bentuk yang sama atau dalam bentuk yang

berlainan ke sistem transmisi berikutnya” Transmisi

energi ini bisa beru!a listrik,

mekanik, kimia, o!ti"

#radiasi$ atau thermal #!anas$

•

Contoh; generator adalah transduser yang merubah energi

mekanik menjadi energi listrik, motor

adalah transduser

yang merubah energi listrik menjadi energi

mekanik, dan

sebagainya.

2

(4)

DEFINISI SENS%R

•

• D haron, dkk (19!2),

D haron, dkk (19!2),

s

ensor

adalah suatu

"eralatan yang ber#ungsi untuk

mendeteksi

ge&ala'ge&ala

atau sinyal$sinyal yang berasal

dari

!erubahan suatu energi

se"erti energi

listrik, energi #isika, energi kimia, energi

biologi, energi mekanik

•

• Contoh; Camera sebagai sensor "englihatan,

Contoh; Camera sebagai sensor "englihatan,

telinga sebagai sensor "endengaran, kulit

sebagai sensor "eraba, %D& (

light dependent

resistance

) sebagai sensor 'ahaya, dan

lainnya.

3

(5)

transduser merupakan suatu peranti yang dapat

mengubah suatu energi ke bentuk energi yang lain. Bagian masukan dari transduser disebut “sensor ”, karena bagian ini dapat mengindera suatu kuantitas fsik tertentu dan mengubahnya menjadi bentuk

energi yang lain.

(6)

Peryaratan Umum Sensor dan

Transduser

5

1. Linearitas

(7)

Peryaratan Umum Sensor dan

Transduser

!

2. Sensitivitas

Sensitivitas sering juga dinyatakan

dengan bilangan yang menunjukan

“perubaan keluaran dibandingkan unit

perubaan masukan!. "eberapa sensor

panas dapat memiliki kepekaan yang

dinyatakan dengan “satu volt per

derajat!# yang berarti perubahan satu

derajat pada masukan akan

(8)

Peryaratan Umum Sensor dan

Transduser

"

#. Tanggapan $aktu

Tanggapan $aktu yaitu $aktu yang

diperlukan keluaran sensor untuk

mencapai nilai akirnya pada nilai

masukan yang beruba secara

mendadak. %arakteristik ini cukup

penting dalam aplikasi sensor arus

dapat beruba cepat bila nilai masukan

pada sistem tempat sensor tersebut

(9)

Tanggapan 'aktu

% Waktu 1 siklus  * 3  * 3

(10)

ketentuan lain dalam memilih

sensor yang tepat

&



(paka ukuran )sik sensor cukup memenui untuk

dipasang pada tempat yang diperlukan*



(paka cukup akurat*



(paka bekerja pada jangkauan yang sesuai*



(paka akan mempengarui kuantitas yang sedang

diukur*.

Sebagai conto# bila sebua sensor panas yang

besar dicelupkan kedalam jumla air air yang kecil#

mala menimbulkan e+ek memanaskan air tersebut#

bukan menyensornya.



(paka tidak muda rusak dalam pemakaiannya*.



(paka dapat menyesuaikan diri dengan

(11)

Pemilian Tranducer

10

'.(ekuatan# maksudnya ketaanan atau

proteksi pada beban lebi.

).Ukuran *isik , ukuran )sik sensor

cukup memenui untuk dipasang pada

tempat yang diperlukan

#.inieritas# yaitu kemampuan untuk

mengasilkan karakteristik

masukan-keluaran yang linier.

+. Stabilitas tinggi# yaitu kesalaan

pengukuran yang kecil dan tidak begitu

banyak terpengaru ole +aktor-+aktor

(12)

Pemilian Tranducer

11

5. Tanggapan dinamik yang baik

# yaitu

keluaran segera mengikuti masukan dengan

bentuk dan besar yang sama.

!. epeatability

, yaitu kemampuan untuk

mengasilkan kembali keluaran yang sama

ketika digunakan untuk mengukur besaran

yang sama# dalam kondisi lingkungan yang

sama.

". -arga

. eskipun +aktor ini tidak terkait

dengan karakteristik transduser

sebelumnya# tetapi dalam penerapan

(13)

(lasi)ikasi Transduser

a. Self generating transduser (transduser pembangkit

sendiri) adalah transduser yang tidak memerlukan

sumber energi luar. Contoh

piezo electric, termocouple, photovoltatic, termistor,

Ciri transduser ini adalah dihasilkannya suatu energi listrik

dari transduser se'ara langsung. Dalam hal ini transduser

ber"eran sebagai sumber tegangan.

b External power transduser (transduser daya dari luar)

adalah transduser yang memerlukan seumlah energi

dari luar untuk menghasilkan suatu keluaran.

Contoh &-D (resistance thermal detector), Strain

gauge, !"DT (linier variable di##erential trans#ormer),

$otensiometer, %T&, dsb'

(14)

(15)

(16)

(17)

/01S S/0S2

'!

Sensor terdiri atas tiga jenis, yaitu 3

a. Sensor 4nalog , meliputi sensor L/0T Linier

variabel 0ierensial Trans+ormer3# sensor

temperatur termokopel# 4T0# termistor# 5C3#

Strain gage dan load cell# L04 dan lain-lain.

b. Sensor igital , meliputi rotary encoder#

Sensor %ompas 0igital

6. Sensor 2072** , meliputi senssor pro6imity

kapasitip# indukti+ dan in+ra red3# limit s$itc

dan lain-lain.

(18)

84948:84948 S/0S2

'"

'. Sensor perpindahan dan posisi ,

Potensiometer# L/0T dan 4/0T# Linier

otion /ariable Capacitor L/C3.

). Sensor berat , L/0T# Strain gage#

Load Cell

#. Sensor ;uida , Level dan tekanan

pengapung# L/0T# kapasitip#

ultrasonic3# aliran magnetik3

+. Sensor sistem 0a<igasi , 7yroscope#

Sensor %ompas 0igital

5. Sensor monitoring lingkungan, C86#

986# S86# %elembaban#dll

(19)

1. Sensor Termal : Suu

Sensor termal adala sensor yang

digunakan untuk mendeteksi gejala

perubaan panas:temperature: suu pada

suatu dimensi benda atau dimensi ruang

tertentu.

Contonya; bimetal, termistor,

termokopel, RTD, photo transistor, photo

dioda, photo multiplier, photovoltaik,

Infrared pyrometer, hygrometer, LM35,

dsb.

(20)

"entuk <isik

(21)

%arakteristik L=>



tidak membutukan

kalibrasi eksternal



akurasi @ABC pada

temperatur ruangan dan

@BC pada kisaran ->>

to D1>?BC.



beroperasi pada ->>B

ingga D1>?BC#

sedangkan L=>C pada

-E?BC ingga D11?BC



Sensor L=> umumnya

akan naik sebesar 1?m/

setiap kenaikan 1BC

(22)

(23)

(plikasi

(24)

2. Sensor posisi dan perpindaan

 =T dan =T

Linier /ariable 0ierensial Trans+ormer L/0T3 mempunyai +ungsi yang sama dengan potensiometer. L/0T terdiri atas lilitan coil3 dan inti core3

 Lilitan adala bagian dari rangkaian

osilator# dimana perubaan posisinya akan menyebabkan perubaan

induktansinya. L/0T ini tidak terjadi

pergeseran mekanis seingga usia sensor ini menjadi lebi lama. (pabila

dibandingkan dengan sistem potensiometer maka sensor ini mempunyai kelebian yaitu taan

teradap getaran mekanis# sock dan lain-lain.

 (pabila diliat dari konstruksinya maka

didapatkan beberapa keuntungan sebagai berikut ,



Lebi sensiti+ teradap gerakan#

Catu dayanya dapat berupa

 _{7ambar L/0T}

(25)

Cara kerja rangkaian L/0T

)+

ada saat posisi inti di tengah,

maka tegangan sekunder pada

lilitan dengan resistor R! dan R",

#dengan harga R! sama dengan

R"$ maka besarnya arus pada I!

sama dengan I", sehingga

tegangan drop pada R! sama

dengan tegangan drop R". %ika

inti berada di atas #pada posisi

R!$ maka tegangan drop pada

R! lebih besar dari pada R",

demikian &uga sebaliknya &ika

posisi inti di ba'ah maka

tegangan drop pada R" akan

lebih besar.

(26)

(27)

Sensor posisi dan perpindaan

Potensiometer



Potensiometer yang

digunakan adala

potensiometer jenis

linier. Potensiometer ini

terdiri dari slider yang

dapat bergerak atau

bergeser diatas elemen

taanan# seingga

keluaran dari sensor ini

berupa perubaan

taanan yang

sebanding dengan

perubaan posisi



7ambar Potensiometer

linier

26

(28)

#. P-2T2=2T419

T40SU9T120

0alam potovoltaic transduction perubaan

tegangan diasilkan ole konversi +oton ke

tegangan yang terjadi bila junction terjadi

beda muatan

(29)

n-

t

ype

s

emi

c

onduc

t

or

p

-

t

y

p

e

s

emi

c

onduc

t

or

+ + + + + + + + + + + + + + + -- - -

-Phys

i

c

s

of

Phot

ovol

t

ai

c

Ge

ne

r

at

i

on

(30)

Sensor 7aya dan Tekanan

)&

Sensor gaya yang sering

digunakan adala Strain

7age# yang prinsip

kerjanya didasarkan

pada e+ek pieForesistive

dari baan

semikonduktor# seperti

silikon dan germanium.

(31)

Sensor 7aya dan Tekanan

#>

Sensor ini secara )sik bentuknya dibuat kecil. Sensor ini

mempunyai keluaran yang sensitip teradap perubaan temperatur# dan perubaan taanannya sangat sensiti+ tetapi tidak linier. Perubaan taanan dinyatakan dengan 7age <aktor 7<3 yaitu

perbandingan perubaan

taanan dan perubaan panjang akibat terjadi regangan3# yang dinyatakan dalam persamaan berikut ,

∆



*+  ---

dan

∆

!!

ε



∆

!!

σ

 +A

E 

σ



ε

dimana . σ - tekanan

ε

- keregangan Ε - modulus elastisitas

(32)

ST4(59 7(7G

#'

Strain *age uga sensiti# terhadap perubahan

temperatur' /leh karena itu akan teradi perubahan

*age +aktor ika temperaturnya berubah, seperti

dinyatakan pada persamaan berikut .

t  to ( 0 1

α

T )

Dengan .

t 2 besarnya tahanan pada saat temperaturnya T to - besarnya tahanan pada saat temperaturnya To

α

- koe#isien temperatur

(33)

ST4(59 7(7G

#)

(34)

##

3ntuk mendapatkan

sensiti#itas yang tinggi maka

menggunakan rangkaian

embatan 4heatstone'

$ada saat tidak ada tekanan

maka harga   5, keempat

resistor mempunyai tahanan

yang sama, maka 1out 

-out, sehingga "out  5' 6ika

diberikan tekanan maka akan

teradi perubahan tahanan 7

pada Strain gage, maka

(35)

Conto (plikasi

(36)

L8(0 CGLL

#5

ntuk realisasi sensor

banyak menggunakan

!oad &ell karena

sensor ini memang

diran'ang khusus untuk

mengukur besarnya

gaya. %oad Cell

diran'ang dengan

menggunakan train

/age (biasanya

dengan em"at train

/age). Contoh %oad

Cell

(37)

C89T8H

#!

Strain *age mempunyai panang 05 cm dan luas penampangnya :cm9'

;odulus elastisitasnya

95,<=0505 %m9' Strain gage mempunyai tahanan nominal 9:5 Ω dan *age +aktornya 9,9' 6ika diberikan beban

maka akan teradi perubahan tahanan 5,50>' Hitung

besarnya perubahan panang dan besarnya gaya yang

(38)

Sensor <luida

#"

Sensor #luida dibagi dalam

tiga kelompok yang

sesuai dengan parameter

yang diukur, yaitu tekanan,

level, dan aliran' Didalam

manu#aktur harus dapat

mengukur 0 atau lebih

parameter' Dalam dunia

industri sensor #luida

sangat banyak digunakan'

Sensor Tekanan

Sensor level

(39)

Sensor Tekanan

#%

Tekanan dide#inisikan sebagai gaya persatuan luas (+A)' Tekanan yang

diukur dengan menggunakan ruang hampa sebagai re#erensi, yang biasa disebut dengan tekanan absolut'

Semua tekanan diukur dalam dua sisi yaitu satu sisi untuk pengukuran dan satu sisi yang lain untuk re#erensi' Tekanan diba?ah kolom #luida

tergantung pada ketinggian kolom dan kerapatan #luida yaitu .

p  # g h

Dengan .

g  konstanta untuk mengubah

massa atau berat, @5,BBC cmdtk9 h  tinggi kolom

(40)

C89T8H

#&6ika sensor tekanan mempunyai

spesi#ikasi berikut .

Tekanan input . 5 2 055 psi /utput skala penuh . 055 m" Akurasi %ol . 1 0 m"

Akurasi . 0 +S

esetimbangan %ol . 5,59 +So + (pergeseran kesetimbangan <Co) $engaruh sensiti#itas panas . 5,59 +So+, Hitunglah kesalahan akurasi, pengaruh panas dan sensiti#itas

pengaruh pd suhu @C o+ F

$enyelesaian .

Akurasi karena kesalahan adalah . 1 5,50 psi Akurasi %ol adalah 1 0 m" atau 1 0psi'

Sensor telah dikaliberasi pada keluaran %ol dengan 5 psi pada <C o_{+' 6ika digunakan pada}

<C o_{+, maka akan menyebabkan pergesaran}

kesetimbangan %ol dan keluaran skala penuh yaitu .

esalahan

 15,5559 o_{+ = 055 psi = (@C}o_+2<Co₊₎

 5,: psi

Gila kita lihat secara keseluruhan secara

bersama, maka kesalahan yang teradi adalah 10,: psi atau 10,: m"'

(41)

Sensor Level

(42)

Sensor Level

+'

;asih banyak metode-metode yang lain diantaranya yaitu menggunakan konduktivitas (conductivity) dan kapasitas, cahaya (light), dan gelombang suara (sonic) seperti pada gambar >'95'

euntungan sistem pengapung dan potensiometer mempunyai beberapa keuntungan yang lebih baik daripada sensor level yang lain' $ertama, sinyal keluaran mempunyai sinyal level tinggi (high level) tegangan D&' /leh karena itu, tidak perlu pengkondisian sinyal dan mudah diinstalasi dengan pengendali untuk digunakan' edua, sistemnya adalah sederhana, harganya relati# murah dan mudah direalisasikan'

Disamping itu ada kerugiannya dari sistem pengapung dan potensiometer, yaitu

mempunyai keterbatasan gerakan, sistem mekaniknya harus diinstalsi didalam tangki yang hal umumnya tidak mudah dilakukan'

6ika menggunakan sensor level kapasiti# (lihat gambar >'95), maka kapasitas suatu kapasitor plat seaar dapat dihitung melalui .

A'∈

&  ---d &  kapasitas

A  luas penampang plat

∈  konstanta dielektrik d  arak antara 9 plat

(43)

Sensor Ultrasonic

+) _{6ika kita menggunakan sensor}

ultrasonik, sinyal yang dipindahkan berdasarkan kecepatan suara,

?aktu pengiriman dan penerimaan diukur dari arak angkauan

kepermukaan yang dituu' 6arak yang diukur berkisar antara 5,C m 2 05 m, dan pengukurannya

mengikuti perumusan berikut . d  5,C v't

d  arak kepermukaan obyek v  kecepatan suara (>>0,C mdetik)

t  Total ?aktu (berangkat dan kembali)

(44)

Conto

+#

Guatlah blok diagram untuk menggunakan sensor ultrasonik dengan angkauan detektor pada tangki ditentukan dengan kedalaman C m' eluaran harus 5 saat tangki kosong dan 0555 pada saat tangki penuh'

(45)



!en"elesaian #

Detektor ultrasonik ditempatkan pada arak 5,C diatas permukaan apabila tangki penuh, bila tangki kosong, maka araknya menadi C,C mak

C,Cm

t kosong  ---  >>,0> mdetik (5,C) (>>0,C mdtk)

Gila tangki penuh, gelombang yang dipancarkan seauh 5,C m dan kembali, maka .

5,Cm

t penuh  ---  >,50< mdetik (5,C) (>>0,C mdtk)

$erbedaan ?aktu antara kosong dan penuh adalah . t  (>>,0> 2 >,50<)mdetik

 >5,0BB mdetik'

6ika perbedaan ?aktu yang dihitung dengan perbedaan counter 0555, maka ?aktu tiap counter adalah .

t  (percounter)  >5,0BB mdetik

 >5,0BB 0555 mdetik  >5,0BB µ dtk' ;aka #rekuensi counter adalah .

#  0 >5,0BB µ dtk  >>,0C Hz

(46)

Sensor aliran <lo$ Sensor3

+5



Untuk mendeteksi adanya aliran Iuida maupun

mengukur kecepatan dari Iuida dapat dilakukan dengan

sensor aliran. (da beberapa jenis dari sensor aliran baik

secara mekanis maupun secara elektris. Secara mekanis

dapat dilakukan dengan sistem ori)ce plate yaitu

mengukur perbedaan tekanan antara aliran yang masuk

pada plate dan tekanan yang keluar dari plat# besar

(47)

Sensor (liran

+!

e'ara elektris ada bebera"a 'ara yang "o"uler yaitu dengan menggunakan magnetik dan ultrasonik.

Transmitter (TX)

(48)

Sensor temperatur d$i logam

bimetal3

+"

6enis ini menggunakan logam untuk sensornya' !ogam yang digunakan adalah 9 buah yang masing-masingnya mempunyai karakteristik titik leburnya yang

berbeda'

 Gila logam dipanaskan maka logam akan memuai atau bertambah panang' area karakteristik pemuaian dari kedua enis logam pada d?i logam berbeda, maka uung yang bebas dari logam akan membengkok'

$enggunaan . t$er%ostat

electric toaster, #o##e pot, dan setrika listrik' sistem pemutus rangkaian (circuit breaker) -= = = = Logam 1 Logam 2

(49)

acam-macam sensor temperatur

+%



Thermocouple

Termocouple

disusun dari dua

jenis logam yang

ampir sejenis dan

bila dipanaskan

akan

mengasilkan

termal

electromotive

+orce ketika

sambungan baan

mempunyai

temperatur yang

berbeda.

Sambungan pengukuran thermocoupl e + -Sambungan referensi

(50)

Sensor termocouple

Termocoupel %oe)sien Seebecku/:o_C3 Sensiti)tas 0/ untuk ?.1?_C u/3    &  -42 1 * 5 5 * 4.2 .1 *. .5 .5 *. &

(51)

Sensor 4T0

5>

!ene%u . Seebeck yang

kemudian dikembangkan

oleh Sir 4illiam Siemens'

!rinsip ker'a . sensor ini

berdasarkan perubahan

tahanan dari beberapa enis

logam apabila mendapatkan

perubahan panas' Semua

logam akan mengalami

perubahan tahanan positi#

apabila teradi perubahan

temperatur yang positi#'

(52)

Sensor temperatur 4T0

5'



_{a$an . untuk sensor ini antara lain platina,}

nikel, paduan nikel alloy, terutama tembaga

karena mempunyai tahanan yang rendah dan

perubahan tahanan yang linier



%ilai tahanan untuk TD platina mempunyai

arak dari 05 sampai dengan 055 ohm untuk

model bird gage' Standar koe#isien temperatur

ka?at platina (D% :><B5) adalah  5'55>C'

3ntuk ka?at 055 adalah 5'>C

o

_{&' %ilai ini}

(53)

Sensor temperatur termistor

5)

Thermistor adalah uga

resistor yang sensiti# terhadap

perubahan temperatur'

Thermistor biasanya dibuat

dari bahan semikonduktor'

Thermistor umumnya

mempunyai koe#isien

temperatur negati# (%T&),

artinya apabila temperatur

bertambah maka tahanannya

akan berkurang, tetapi uga

ada yang mempunyai

koe#isien temperatur positi#

($T&)'

VCC Thermist ror NPN BC! "

(54)

Sensor pro6imity dan limit

s$itc

(55)

Sensor 5nduktive pro6imity

(56)

Sensor poto electric

pro6imity

(57)

Sensor 1-0imensi

(58)

5"

(59)

(60)

Sensor =-0

(61)

(62)

PieFoelectric

(63)

ST4(59 7(7G

!)

Strain *age uga sensiti# terhadap perubahan

temperatur' /leh karena itu akan teradi perubahan

*age +aktor ika temperaturnya berubah, seperti

dinyatakan pada persamaan berikut .

t  to ( 0 1

α

T )

Dengan .

t 2 besarnya tahanan pada saat temperaturnta T to - besarnya tahanan pada saat temperaturnya To

α

- koe#isien temperatur

(64)

ST4(59 7(7G

!#

(65)

Tugas

6 "uat ulasan lengkap mengenai sensor : transduser diba$a ini, 1. 4esistive Sensors and Potentiometer

2. Strain 7ages# Load Cell# 'eatstone "ridge =. 5nductive Sensor L/0T and 4/0T3

E. 4otary Gncoder >. Tacometer J. Capacitive Sensors K. PieFoelectric Sensors . /elocity Sensor M. (cceleration Sensor

1?. Temperature Sensors Termocouple# Termistors # 4T0# PTC# 5C# etc3 11. 4adiation Termometry

12. 5n+rared Termometer Sensors 1=. <iber 8ptic temperature Sensors 1E. Humidity Sensor

1>. Termal Sensors 1J. <lo$ Sensor

1K. Level Sensor 1. Pressure Sensor

1M. Potovoltaic Sensors 2?. "lood Pressure Sensors 21. Pro6imity Sensor

(66)

"atasan Ulasan

1.

1. 0e)nisi

0e)nisi

2.

2. T

T

eori

=.

"entuk )sik

E.

E. 0ataseet )le .pd+3

0ataseet )le .pd+3

>.

%arakteristik

a.

Linearitas

b.

Sensitivitas

c.

4espon $aktu

J.

J. %ategori sensor:transduser sel+:e6ternal3

%ategori sensor:transduser sel+:e6ternal3

K.

K. 4umus dan conto kasus:penggunaan

4umus dan conto kasus:penggunaan

.

Conto pengondisi sinyal

M.

M. Conto aplikasi lengkapi dgn "lok diagram#

Conto aplikasi lengkapi dgn "lok diagram#

Skematik dll3

1?.

Conto Produk yg menggunakan sensor tsb

*ormat 8S ?ord dan Po$er Point @A animasi dan

(67)

Conto

!!

(68)

1. Sensor Termal : Suu

Sensor termal adala sensor yang

digunakan untuk mendeteksi gejala

perubaan panas:temperature: suu pada

suatu dimensi benda atau dimensi ruang

tertentu.

Contonya;

Contonya; bimetal, termistor,

bimetal, termistor,

termokopel, RTD,

termokopel, RTD, photo transistor

photo transistor, photo

, photo

dioda,

dioda, photo

photo multiplier

multiplier,

, photovoltaik,

photovoltaik,

Infrared pyrometer, hygrometer, LM35,

dsb.

(69)

"entuk <isik

(70)

%arakteristik L=>



tidak membutukan

kalibrasi eksternal



akurasi @ABC pada

temperatur ruangan dan

@BC pada kisaran ->>

to D1>?BC.



beroperasi pada ->>B

ingga D1>?BC#

sedangkan L=>C pada

-E?BC ingga D11?BC



Sensor L=> umumnya

akan naik sebesar 1?m/

setiap kenaikan 1BC

(71)

(72)

(plikasi

(73)

Produk

(74)

#$vance$ %ec&atr'nics e'rgia Tec&

ME8843

7''elerometers

• sed to measure a''eleration

–

Common 0 units

meters8se'ond2 (m8s2) or

"o"ularly in terms o# g$#or'e (1 g

is earths gra:ity)

• 7t rest an a''eleration ill

measure 1 g in the :erti'al

dire'tion

• -hey 'an 'ome in 1, 2 or 3

a<is 'on#igurations

–

_{With 3 a<is it gi:es a :e'tor o#}

the a''elerations dire'tion (a#ter

a''ounting #or gra:ity)

(75)

ME8843

7''elerometers

• =e'ause o# earths gra:ity, the

sensor ill read 1 to  g as the

sensor is rotated #rom being

:erti'al to hori>ontal.

–

-his 'an be used to measure

angle the o# tilt

• a'h sensor has a range that

it orks in.

• ?ost ha:e analog out"uts that

need am"li#i'ation

–

_{ome ha:e built$in am"li#iers #or}

dire't 'onne'tion into

mi'ro'ontroller

(76)

ME8843

7''elerometers

@o they ork

•

_{?e'hani'ally the a''elerometer}

beha:es as a mass$dam"er$s"ring

system

–

?any use ?i'roele'trome'hani'al

systems (??). Whi'h use :ery small

'antile:er beams ith masses on them

•

_{nder the in#luen'e o# gra:ity or}

a''eleration, the "roo# mass de#le'ts

#rom its neutral "osition.

•

-his de#le'tion is measured in an

analog or digital manner

–

Commonly the 'a"a'itan'e beteen a

set o# #i<ed beams and a set o# beams

atta'hed to the "roo# mass is measured.

–

0ntegrating "ie>oresistors in the s"rings

to dete't s"ring de#ormation is another

method

(77)

ME8843

7''elerometers

7""li'ations

• Can be used to sense

orientation, :ibration and

sho'ks.

• sed in ele'troni's like the Wii

and i+hone #or user in"ut.

• 7''eleration integrated on'e

gi:es :elo'ity, integrated a

se'ond time gi:es "osition.

–

_{-he integration "ro'ess is not}

"re'ise and introdu'es error into

the :elo'ity and "osition.

(78)

ME8843

Aariable &elu'tan'e ensors

• sed to measure s"eed and8or

"osition o# a mo:ing metalli'

obje't

• ense the 'hange o# magnetic

reluctanceresistance (analogous

to ele'tri'al resistan'e) near the

sensing element

• &eBuire 'onditioning 'ir'uitry to

yield a use#ul signal (e.g. %?1!1

#rom ational emi.)

htt!*++motionsensors"om+railithoring -&!g

Industrial .ariable Relu"tan"e Sensor

(79)

ME8843

@o Aariable &elu'tan'e ensors

Work

• 7 magnet in the sensor 'reates a

magneti' #ield

• 7s a #errous obje't mo:es by the sensor ,

the resulting 'hange in the magneti' #lu<

indu'es an em# in the "i'ku" 'oil

htt!*++instroni"s"om+images+sensoroni/+imagedsdraing 0r&!g

.ariable Relu"tan"e Sensor