Nano'nun Günlüğü…

Ideallerimi gerceklestirmek icin arastiriyorum, Unutmamak icin yaziyorum!

  • Bulundugunuz Sayfa: 
  • Ana Sayfa
  • Biyolojik Isaret Isleme – Donusturuculer

Biyolojik Isaret Isleme – Donusturuculer

Gönderim Ekim 7th, 2013

Bu makale de; Biyolojik Isaret Isleme ‘yle ilgili soru ve cevaplarla donusturuculer hakkinda genel bilgiye ulasabilirsiniz.

Ilgili konular ise; Weston koprusu, Basinc olcumundeki algilayicilar ve uygulamalari, Dogrusal Farksal Gerilim Transformatörü (LVDT), Sicaklik, Sicaklik olcumunde kullanilan donusturuculer, Isil cift (termokapl),  Algilayicilarda dogrusallik, dogruluk ve duyarlilik, Elektronik alet ve cihazlarda kare dalga mantigi anlatiliyor.

1) Weston köprüsü 10 V ile beslenmekte ve bilinmeyen bir direnci belirlemekte kullanilmaktadir. Köprünün üç kolunda sirasiyla 120 ohm, 150 ohm ve 82 ohm dirençler ile dördüncü kolda bilinmeyen bir direnç bulunmaktadir. Köprü dengede olduguna göre bilinmeyen direncin degeri kaç ohm’dur?

Koprunun dengede olusu; R1 / R2 = R3 / R4 ile direncleri esitleyebiliriz.
Buradan; 120 / 150 = 82 / R4 ile R4’u 102.5 ohm bulabiliriz.

2) Weston köprüsü ile gerilme ölçüldügünde neden çift algilayici kullanilmasi gerektigini anlatiniz?

Bircok biyomedikal transduser, weston koprusu adi verilen bir devre duzenlemesi icinde kullanilmaktadir. Weston koprusu sayesinde elektriksel direncleri karsilastirmaya ya da olcmeye yarayan elektrik devresidir.

Gerilme Olcerler, kendilerine uygulanan bir mekanik gerilmeyle orantili olarak direncini degistiren rezistif bir elemandir. Gerilme ya sikistirma yonunde ya da germe yonunde uygulanan mekanik bir kuvvettir.

Cok az fizyolojik gerilme olcer transduserlerinde tek eleman kullanilmistir. Bu sebepten dolayi, cogunda weston koprusu kullanilarak dort eleman bulundurulmakta ve gerilim olcerler arasindaki sikistirilma ve gerilme kuvvetlerini en verimli sekilde olcebilecektir.

Weston koprusunu gerilim olcerde cift algilayicili olarak kullandigimizda; R1 ve R4 direncleri sikistirma durumundayken mecburi olarak R2 ve R3 direncleri germe durumuna ulasacaklardir.

3) Basinç ölçümünde kullanilabilecek algilayicilari listeleyiniz ve uygulama alanlarina göre karsilastiriniz?

Kapasitif Basinc Sensorleri; Kondansatorlerin plakalari birbirlerinden uzaklastirilirsa ya da esnetilirse veya iki plaka arasindaki dielektrik malzeme hareket ettirilirse, kondansatorun kapasitesi degisir.

Strain Gage Basinc Sensorleri; Esneyebilen bir tabaka uzerine ince bir telin veya seridin cok kuvvetli bir yapistirici ile yapistirilmasindan olusmustur. Kisacasi, iletkenlerin kesidi azaldikca direncleri artacagindan uyugulanan basinc kuvvetine bagli olarak iletkenin direncinde degisim gozlenecektir ki buna bagli olarakta uygulanan kuvvetin miktari olculebilecektir.

Load Cell (Yuk Hucresi) Basinc Sensorleri; Elektronik terazilerde kullanilmaktadir. Strain gage calisma tarzina benzer. 4 adet strain gage bulunur ve bunlarin direncleri basinca bagli olarak degismektedir, bu degisimle birlikte basinc miktarlarini olcebiliyoruz.

Piezoelektrik Basinc Sensorleri; Basincin elektrik akimina donusturme metodlarindan birisidir. Quratz, rochelle tuzu, barium, turmalin gibi kristal yapili maddeler kullanilarak basinc miktarini kucuk degerli elektrik gerilimi ve akimi uretebilmektedir, bu akimin degeri basincin degeriyle dogru orantilidir.

LVDT Konum Algilayici; Mekanik olarak hareketlendirilmis nuvesi bir transformatordur. Kan basincini olcen cihazlarda kalibrasyonlarda kullanilmaktadir.

4) Dogrusal Farksal Gerilim Transformatörü (LVDT) nedir, nasil çalisir, nerelerde uygulanir, yararlari ve sinirlamalari nelerdir anlatiniz?

LVDT (Linear variable differential transformer – Dogrusal degisken fark donusturucusu); Mekanik olarak hareketlendirilmis nuvesi ile bir transformotordur. Lvdt’ler, Tek primere L1 ve birbirine zit yonde sarilmis Cift sekonder L2 ve L3 transformatorlerden olusmustur.

Uyarici sifir oldugunda L2 ve L3 esit miktarda birbirlerini terslerle ve zit akimlar aktigi icin cikis geriliminde sonucu sifirlarlar. Eger L1 tarafina bir AC besleme kaynagi baglanirsa bu sefer L2 ve L3 artik birbirine esit olmayacaktir ve akim akmaya baslayacaktir. Boylelikle cikis gerilimi uygulanan uyariciya orantili olarak hesaplanabilecektir.

Hassa ve guvenilir sonuclara ulasildigi icin biyomedikal alanda cok sik tercih edilmektedir. Kalp kasilmasinda kan basinci ve buna bagli olarak damar genlesmesi diyafram tarafindan olculebilmektedir. Diger kan basinc olcum cihazlarindada kalibrasyon olarak kullanilmaktadir.

5) Sicaklik nedir ve nasil ölçülür?

Sicaklik bir algilama turudur. Maddenin icerisindeki butun molekullerin kinetik enerjilerinin toplamini, molekul sayisina bolerek molekul basina dusen ortalama kinetik enerjisi ile orantili bir degerdir.

Bir cismin sicakliginin degismesi demek cevresinden isi almasi veya vermesi demektir. Maddeye isi verildiginde molekulleri hizlanir, kinetik enerjisi artar ve sicakligida yukselir. Madde isi kaybettiginde molekulleri yavaslar, kinetik enerjisi azalir ve sicakligi duser. Termometre ile olculur ve birimi derecedir.

6) Sicaklik ölçmede kullanilan dönüstürücüleri her birinin avantaj ve dezavantajlarini siralayarak kisaca özetleyiniz?

RTD (Resistance Temperature Detector); Metal ve yari iletkenlerin direnclerinin sicaklikla degismesi prensibine dayanan bir sicaklik olcum donusturucusudur. Sicaklik kat sayisi %0.4 derece civarinda olan Metal termorezistif donusturuculere kisaltilmis olarak RTD ismi verilmektedir.

RTD Avantaj; Dogrusal genis calisma araligi, genis sicaklik calisma araligi, yuksek sicaklikta dayaniklilik, genis bir aralikta degisilebililirlilik.

RTD Dezavantaj; Dusuk hassasiyet, Thermocouple’larin yuksek maliyeti, hic bir noktayi algilayamama, sok ve titresimden etkilenmeler, uc veya dort telli gerektiren islemler bulunmasi.

PTC (Positive Temperature Coefficient Of Resistance); Pozitif sicaklik katsayili termistorlerdir. Bulundugu ortamin veya temas ettigi yuzeyin sicakligi arttikca elektriksel direncide artan bir yapidir.

NTC (Negative Temperature Coefficient Of Resistance); Negatif sicaklik katsayili termistorlerdir. Bulundugu ortamin veya temas ettigi yuzeyin sicakligi arttikca elektriksel direnci azalan bir yapidir.

7) Isil çift (termokapl) nedir, nerede ve nasil kullanilir?

Iki ucundanda birbirine bagli iki degisik metalden olusan sicaklik olcum aygitidir. Uclardan biri sicakligi olcer digeri ise sabit bir dusuk sicaklikta tutulur. Devreye bunlari olcebilmesi icin bir aygitta baglanir. Sicaklik farki EMK (Elektro Motor Kuvveti) olusturacaktir. Belirli bir EMK’ya karsilik gelen sicaklik degeri standart tablolardan ogrenilebilir yada sicakligi dogrudan okuyabilecegimiz bir olcum aygiti kullanilabilir. Hava, su, yag ve gaz gibi sivi ve gazli ortamlarda kullanilabilmektedir.

8) Algilayicilarla ilgili dogrusallik, dogruluk ve duyarlilik nedir, örneklerle açiklayiniz?

Dogrusallik; Bir egrinin bir dogru cizgiye ne kadar yakin oldugunun olcusudur.

Ornek; Piezoelektrik ivme olcerlerde dogrusal calisma araligi gerektiren cok yuksek frekanslar bulunmaktadir.

Dogruluk; Olcumlerin gercek degere gore ne kadar kesin veya dogru oldugunu belirler ve olcum cihazinin uygunlugunu belirlemek amaciyla kullanir.

Ornek; LVDT’nin Hassasiyet ve dogrulugundan dolayi kan basinc olcum cihazlarinda kalibrasyonda kullanilmasi.

Duyarlilik; Giristeki bir degisim sonucunda cikisin ne olcude degistigini tanimlar.

Ornek; RTD elemaninin sicakliga duyarli uc uclu olarak kullanilmasidir.

9) Elektronik alet ve cihazlarin özelliklerini belirlemede kare dalga giris neden ve nasil kullanilir? Elde edilen sonuçlar nasil yorumlanir?

Kare dalga, herhangi bir anda iki farkli degerden birini alabilen periyoduk bir isarettir. Ideal bir kare dalganin darbe genisligi zaman periyodunun yarisina esittir. Yorumlarken, Ornegin elimizde VCC ve VSS gibi iki gerilimin oldugunu dusunelim, dalganin tepe noktasindaki degerin VCC gerilimine, cukurundaki degerin ise VSS gerilimine denk geldiginden bahsedebiliriz.

Keyifli Calismalar Dilerim.

Etiketler: , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,
Bulundugu Konu Etiketleri Akademik, Bilgisayar Mühendisi, Biyolojik Isaret Isleme |

Lutfen Yorumlarinizi Burdan Ulastiriniz!...

You must be Kullanici Adiniz : to post a comment.

Istatistik

  • 4 Uye
  • 334 Yazi
  • 16 Yorum Var