HC CVVH, selecteren en ontwerpen van meetsensoren Flashcards
Fysische grootheden
mechanisch, thermisch, magnetisch, elektrisch, optisch, chemisch.
Transducer
Een hulpmiddel die een fysisch signaal omzet naar een andere fysische vorm,
vaak een elektrisch signaal.
Sensor
Een hulpmiddel die een fysisch signaal omzet naar een meetbaar signaal,
bijvoorbeeld weerstand, spanning, stroom, etc.
Statische eigenschappen
Dit zijn meetwaarden die je krijgt als de omstandigheden niet meer veranderen
Gevoeligheid
o Verhouding tussen gemeten waarde en fysische waarde.
o De gevoeligheid is vaak niet constant: het hangt af van de
input en de output.
o 𝐾 = ∆𝑦/∆u
o Om de gevoeligheid te verbeteren kun je meerdere sensoren
achter elkaar aansluiten, want die versterken elkaar en mag je met elkaar vermenigvuldigen.
Verstoringen
o De gewenste input, waarvoor de transducer is ontworpen, wordt verstoord.
o De transducer wordt namelijk verstoord door een andere input waar hij niet voor is ontworpen, maar wel gevoelig voor is.
o Er kan ook een modificerende input (drift) zijn, die de relatie tussen de input en output aanpast voor zowel de gewenste als de verstorende input.
o Wat wordt bedoeld met een verstoring is dus een andere fysische grootheid die het signaal hebben beïnvloed.
o Zo kan druk bijvoorbeeld worden beïnvloed door
temperatuur, of wordt bij ECG vaak 50 Hz achtergrondfrequentie gemeten.
o Hiervoor wordt vaak een kooi van Faraday gebruikt, zodat verstoringen als de lift of wifi buitenspel worden gezet.
Drift (modificerende input)
o Het weglopen van de meetwaarde terwijl de fysische grootheid constant blijft.
o Bijvoorbeeld als je een sensor hebt waar je druk mee meet (strain gauge). Als de strain gauge warm wordt doordat er stroom doorheen loopt, verandert de weerstand. Dan heb je
drift.
Selectiviteit (interfererende waarde)
o Meet de sensor alleen de beoogde fysische waarde.
Dynamische eigenschappen
▪ Eigenschappen die gemeten kunnen worden aan de uitgang van de sensor als de ingang varieert, bijvoorbeeld de tau tijd (de snelheid waarmee de uitgang meevarieert met de ingang).
* Als je een lange tau tijd hebt reageert de sensor dus langzaam. Dat wil je soms wel, soms niet.
Hysterese
o Het verband tussen oorzaak en gevolg hangt niet alleen af van de grootte van de oorzaak, maar ook de richting waarin de oorzaak verandert.
o Dus het signaal is anders als de temperatuur verandert van hoog naar laag dan van laag naar hoog.
o Dus stel dat je een hoge
temperatuur aan het meten bent, dan gaat de thermistor uitzetten bij 1000 graden. Als je hem laat dalen naar 800 graden is hij nog steeds uitgezet en zal hij dus een ander signaal meten, vanwege de veranderde weerstand
Factoren van gevoeligheid transducer
- Materiaal
- Lengte
- Oppervlakte
- R = (ρ * l) / A
Interfererende input
- Manieren om de verstoring van transducers te minimaliseren
o Verandering aan de transducer
Dat is de beste methodiek. Alleen gevoelig voor het signaal wat gemeten moet worden
o Filteren van het uitgang signaal transducer
Laag, hoog, bandpass filteren
Response tijd
o De tijd die het kost voordat de sensor de verandering in fysische waarde ook daadwerkelijk aangeeft.
o Dus bijvoorbeeld als er een pan met water op het vuur staat, maar er wordt alleen helemaal boven de temperatuur gemeten. Het kan dan zijn dat de onderkant al is opgewarmd, maar dat meet je later pas.
Herstel tijd
o de tijd die het duurt voordat het systeem terugkeert naar zijn oorspronkelijke toestand nadat de verandering in de input heeft plaatsgevonden
Strain-gauge sensor
o Dit is een rekstrookje dat een sensor is.
o Het is een sliert metaal waar stroom doorheen loopt, en de weerstand verandert met de lengte/ rek mee.
o De lengte verandert dus als je hem bijvoorbeeld buigt.
o Hij wordt veel gebruikt voor druksensoren.
o Hoe langer, hoe hoger de weerstand. Hoe minder langer, hoe kleiner de weerstand.
o Om gevoeligheid te verbeteren zou je de strook 2x langer kunnen maken, waardoor je 2x zoveel signaal krijgt. Andere opties zijn ander materiaal kiezen of het signaal versterken.
