6 ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΚΑΙ ΑΙΣΘΗΤΗΡΕΣ

Transcript

1 Περιεχ μενα Κεφάλαιο 1 Εισαγωγή Μετρήσεις, αισθητήρες και συστήματα μέτρησης Μετρολογία Το διεθνές σύστημα μονάδων SI Η οργάνωση αυτού του βιβλίου Κεφάλαιο 2 Γενικές έννοιες αισθητήρων και μετρήσεων Εισαγωγή Αισθητήρας Μετατροπέας Ανιχνευτής Εφαρμογές των αισθητήρων Τηλεπισκόπηση Χαρακτηριστικά των αισθητήρων Ακρίβεια Είσοδος και έξοδος πλήρους κλίμακας Συνάρτηση μεταφοράς ή χαρακτηριστική καμπύλη Ευαισθησία Κέρδος Βαθμονόμηση Γραμμικότητα Σφάλμα κέρδους και σφάλμα μετατόπισης Εύρος (περιοχή) μέτρησης Υστέρηση Ολίσθηση... 42

2 6 ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΚΑΙ ΑΙΣΘΗΤΗΡΕΣ Χρονική απόκριση Δυναμικό σφάλμα Εύρος ζώνης Νεκρή Ζώνη Διακριτική ικανότητα Επαναληψιμότητα Ιχνηλασιμότητα Θόρυβος Σφάλμα ψηφιοποίησης Ευαισθησία σε άλλες παραμέτρους Απώλειες σε χωρητικούς και επαγωγικούς αισθητήρες Κλάσεις ακρίβειας Ποσοστά και λόγοι μεγεθών Περιοδικές κυματομορφές Τετραγωνικοί παλμοί Ευαισθησία Επιλογή του κατάλληλου αισθητήρα Ταξινόμηση αισθητήρων σε ενεργούς και παθητικούς Ενεργοί αισθητήρες Παθητικοί αισθητήρες Η δομή ενός συστήματος μέτρησης Κεφάλαιο 3 Μέτρηση θερμοκρασίας Εισαγωγή Θερμίστορ Αισθητήρες θερμοκρασίας με αντίσταση Το βιομηχανικό πρότυπο PT Ημιαγωγικοί αισθητήρες θερμοκρασίας Θερμοζεύγη Οι θερμοηλεκτρικοί νόμοι Τύποι βιομηχανικών θερμοζευγών Αισθητήρες μεταβολής της διηλεκτρικής σταθεράς με την θερμοκρασία Αισθητήρες μεταβολής της μαγνητικής διαπερατότητας με την θερμοκρασία Αισθητήρες μεταβολής της ειδικής αντίστασης με χημική επίδραση Μέτρηση θερμοκρασίας με μέτρηση θερμικής ακτινοβολίας Αισθητήρες μέτρησης θερμικής ροής Θερμοστάτες Κεφάλαιο 4 Μέτρηση οπτικής ακτινοβολίας Εισαγωγή Φωτοηλεκτρικοί αισθητήρες οπτικής ακτινοβολίας Θερμικοί αισθητήρες οπτικής ακτινοβολίας Παράμετροι των αισθητήρων οπτικής ακτινοβολίας Φωτοαντιστάτες Φωτοβολταϊκή δίοδος Φωτοαγώγιμη δίοδος (φωτοδίοδος)

3 Περιεχ μενα Φωτοτρανζίστορ Φωτοδιακόπτης Οπτικοί αισθητήρες τύπου CCD, CID και CMOS Διατάξεις σύζευξης φορτίου Διατάξεις έγχυσης φορτίου Διατάξεις CMOS Αισθητήρες μέτρησης χρωμάτων Φωτοπολλαπλασιαστές Θερμοηλεκτρικοί αισθητήρες οπτικής ακτινοβολίας Μπολόμετρα Πυροηλεκτρικοί αισθητήρες Κεφάλαιο 5 Μέτρηση μαγνητικο πεδίου Εισαγωγή Αισθητήρες τύπου πηνίου Αισθητήρες τύπου Fluxgate Αισθητήρες Hall Μαγνητικοί αισθητήρες μεταβολής αντίστασης Ανιχνευτές μαγνητικού πεδίου Μαγνητικοί διακόπτες reed Κεφάλαιο 6 Μέτρηση θέσης και μετατ πισης Εισαγωγή Ποτενσιόμετρα Πιεζοαντιστάτες Μετατροπείς ελεύθερης πιεζοαντίστασης Μετατροπείς προσκολλημένης πιεζοαντίστασης Ημιαγωγικοί μετατροπείς πιεζοαντίστασης Διατάξεις μέτρησης με μετατροπείς πιεζοαντίστασης και γέφυρα Wheatstone Σύστημα ηλεκτρολύτη με κινητό ηλεκτρόδιο Πηνία με κινητό οπλισμό Εξωτερικός οπλισμός που κινείται κάθετα Εξωτερικός οπλισμός που κινείται παράλληλα Κινητός εσωτερικός πυρήνας Γραμμικοί μεταβλητοί διαφορικοί μετασχηματιστές (ΓΜΔΜ) Αισθητήρες μεταβλητής επαγωγής Αισθητήρες μαγνητοσυστολής Χωρητικοί αισθητήρες Επίπεδος πυκνωτής με κινητό οπλισμό Κυλινδρικός πυκνωτής με κινητό οπλισμό Κυκλικός πυκνωτής με κινητό οπλισμό Επίπεδος πυκνωτής με κινητό διηλεκτρικό Διαφορικός χωρητικός αισθητήρας Διατάξεις μέτρησης με χωρητικούς αισθητήρες Πιεζοηλεκτρικοί μετατροπείς

4 8 ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΚΑΙ ΑΙΣΘΗΤΗΡΕΣ 6.11 Συμβολομετρία Μέτρηση μετατόπισης και θέσης με αισθητήρες γραμμικής και γωνιακής ταχύτητας Μέτρηση του μήκους της διαδρομής που έχει διανύσει ένα κινητό Μαγνητικοί κωδικοποιητές θέσης Αυξητικοί μαγνητικοί κωδικοποιητές Απόλυτοι μαγνητικοί κωδικοποιητές Χωρητικοί κωδικοποιητές θέσης Οπτικοί Κωδικοποιητές Αυξητικοί οπτικοί κωδικοποιητές Απόλυτοι οπτικοί κωδικοποιητές Ανιχνευτές με ευαισθησία στη θέση Αισθητήρες και ανιχνευτές κλίσης Ηλεκτρολυτικοί αισθητήρες κλίσης Αισθητήρες κλίσης τύπου εκκρεμούς Αισθητήρες κλίσης με επιταχυνσιόμετρα Ο διακόπτης υδραργύρου Ηλεκτρονικοί ανιχνευτές κλίσης Ανιχνευτές της θέσης αντικειμένων Μαγνητικοί ανιχνευτές Επαγωγικοί ανιχνευτές μεταβλητής μαγνητικής αντίστασης Επαγωγικοί ανιχνευτές δινορρευμάτων Ανιχνευτές με αισθητήρα Hall Χωρητικοί ανιχνευτές Οπτικοί ανιχνευτές Υπολογισμός της θέσης στο χώρο Ανιχνευτές κίνησης και παρουσίας Κεφάλαιο 7 Μέτρηση απ στασης, στάθμης & διαστάσεων Μέτρηση απόστασης Διατάξεις μέτρησης απόστασης με υπερήχους, laser και ραδιοκύματα Μέτρηση απόστασης με τη μέθοδο των δινορρευμάτων Μέτρηση απόστασης με τη μέθοδο τριγωνισμού laser Μέτρηση απόστασης με οπτικό κωδικοποιητή Μετρητές υψομέτρου Μέτρηση στάθμης Διάταξη με πλωτήρα Διάταξη με βελόνη αγωγιμότητας Διατάξεις με χωρητικούς αισθητήρες Διάταξη με κυλινδρικό πυκνωτή και μη-αγώγιμο υγρό Διάταξη με επίπεδο πυκνωτή και μη-αγώγιμο υγρό Διάταξη με επίπεδο πυκνωτή και αγώγιμο υγρό Διάταξη με μέτρηση πίεσης Διάταξη με υπερήχους Μέτρηση διαστάσεων Μέτρηση διαστάσεων με αισθητήρα οπτικής ακτινοβολίας Μέτρηση του πάχους αντικειμένων Μέτρηση του ύψους των κυμάτων Μέτρηση της τραχύτητας επιφανειών

5 Περιεχ μενα 9 Κεφάλαιο 8 Μέτρηση ταχ τητας και επιτάχυνσης Εισαγωγή Αισθητήρες γραμμικής ταχύτητας Αισθητήρας μέτρησης ταχύτητας με κινούμενο πηνίο Αισθητήρας μέτρησης ταχύτητας με κινούμενο μαγνήτη Μέτρηση ταχύτητας με το φαινόμενο Doppler Μέτρηση ταχύτητας αντικειμένου με Doppler radar Μέτρηση της ταχύτητας με χρήση αισθητήρων μετατόπισης, επιτάχυνσης και προσέγγισης Τα γεώφωνα Αισθητήρες ταχύτητας περιστροφής Ταχομετρική γεννήτρια Αισθητήρας ταχύτητας περιστροφής με μαγνητικό ανιχνευτή θέσης Αισθητήρας ταχύτητας περιστροφής με οπτικό ανιχνευτή Αισθητήρας ταχύτητας περιστροφής με ανάκλαση οπτικής ακτινοβολίας Μέτρηση ταχύτητας περιστροφής με χρήση αισθητήρων γωνιακής μετατόπισης και γωνιακής επιτάχυνσης Γυροσκόπια Αισθητήρες επιτάχυνσης Επιταχυνσιόμετρα ανοικτού βρόχου Επιταχυνσιόμετρα κλειστού βρόχου Κεφάλαιο 9 Μέτρηση δ ναμης και ροπής Εισαγωγή Μέτρηση δύναμης με πιεζοαντιστάτες Μέτρηση δύναμης με πηνίο με κινητό οπλισμό Μέτρηση δύναμης με ΓΜΔΜ Μέτρηση δύναμης με αισθητήρες μαγνητοσυστολής Μέτρηση δύναμης με απόλυτο οπτικό κωδικοποιητή Μέτρηση δύναμης με πιεζοηλεκτρικούς μετατροπείς Μέτρηση ροπής Μέτρηση ροπής με πιεζοαντιστάτες Μέτρηση ροπής με οδοντωτούς τροχούς Μέτρηση ροπής με μαγνητοσυσταλτικούς αισθητήρες Κεφάλαιο 10 Μέτρηση πίεσης Εισαγωγή Ωμικοί αισθητήρες πίεσης Αισθητήρες πίεσης με πιεζοαντιστάτες Επαγωγικοί αισθητήρες πίεσης Αισθητήρες πίεσης με ΓΜΔΜ Χωρητικοί αισθητήρες πίεσης Πιεζοηλεκτρικοί αισθητήρες πίεσης Αισθητήρας πίεσης τύπου εμφυσητήρα Αισθητήρες πίεσης με ποτενσιόμετρο Διατάξεις μέτρησης πίεσης με αισθητήρα Hall

6 10 ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΚΑΙ ΑΙΣΘΗΤΗΡΕΣ Κεφάλαιο 11 Μέτρηση ροής ρευστών Εισαγωγή Ηλεκτρομαγνητικοί αισθητήρες μέτρησης παροχής Αισθητήρες μέτρησης παροχής χρόνου μετάβασης με υπερήχους Αισθητήρες μέτρησης παροχής Doppler με υπερήχους και laser Αισθητήρες μέτρησης παροχής στροβίλου Θερμικοί αισθητήρες μέτρησης παροχής Αισθητήρες μέτρησης της ροής των χυμών σε κλαδιά φυτών Αισθητήρες τύπου καθετήρα θερμικής κατανάλωσης Αισθητήρες τύπου αντιστάθμισης θερμότητας Άλλες διατάξεις μέτρησης ροής Μέτρηση ροής με σωλήνα Pitot Μέτρηση ροής με σωλήνα Venturi Μέτρηση ροής με δονούμενο σωλήνα Κεφάλαιο 12 Χημικοί αισθητήρες Εισαγωγή Χημικοί αισθητήρες παραμόρφωσης ελάσματος Χημικοί αισθητήρες επιφανειακών ακουστικών κυμάτων Θερμικοί χημικοί αισθητήρες Οπτικοί χημικοί αισθητήρες Χημικοί αισθητήρες μάζας Χημικοί αισθητήρες μεταβολής αντίστασης Χημικοί αισθητήρες μεταβολής χωρητικότητας Χημικές δίοδοι Χημικοί αισθητήρες βασισμένοι σε τρανζίστορ επίδρασης πεδίου (FET) Ηλεκτροχημικοί αισθητήρες μέτρησης ph Οπτικοί αισθητήρες αερίων Αισθητήρες αερίων τύπου «θερμικής αγωγιμότητας» Ηλεκτροχημικοί αισθητήρες αερίων Φωτοακουστικοί αισθητήρες αερίων Κεφάλαιο 13 Μέτρηση ρε ματος Εισαγωγή Μέτρηση ρεύματος με αντιστάτη Μέτρηση ρεύματος με μετασχηματιστή ρεύματος Μέτρηση ρεύματος με πηνίο Rogowski Μέτρηση ρεύματος με αισθητήρα Hall Κεφάλαιο 14 Άλλοι αισθητήρες Εισαγωγή Μέτρηση ιοντίζουσας ακτινοβολίας Απαριθμητές σπινθηρισμών Ανιχνευτές με αέριο Ημιαγωγικοί ανιχνευτές Μέτρηση της ισχύος RF και μικροκυματικών σημάτων

7 Περιεχ μενα Ανιχνευτές φωτιάς Ανακλασίμετρα στο πεδίο του χρόνου Αισθητήρες μέτρησης της σχετικής υγρασίας του ατμοσφαιρικού αέρα Αισθητήρες με μεταβολή ηλεκτρικών χαρακτηριστικών Αισθητήρες με μέτρηση απορρόφησης ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας Αισθητήρες μέτρησης της υγρότητας των φύλλων των φυτών Αισθητήρες μέτρησης μάζας Αισθητήρες αιθάλης Ανιχνευτές καπνού Ανιχνευτές καπνού τύπου ιοντισμού Φωτοηλεκτρικοί ανιχνευτές καπνού Αισθητήρας μέτρησης της αλατότητας του εδάφους Μέτρηση της ηλεκτρικής αγωγιμότητας μη-σιδηρομαγνητικών μεταλλικών υλικών Αισθητήρες μέτρησης της διάβρωσης Αισθητήρες αφής και διατάξεις αντίληψης αφής Ωμικές διατάξεις αντίληψης αφής Χωρητικές διατάξεις αντίληψης αφής Διατάξεις αντίληψης αφής με οπτική ακτινοβολία Διατάξεις αντίληψης αφής με κύματα SAW Αισθητήρες αφής τύπου whisker Κεφάλαιο 15 Ρυθμιστές σήματος αισθητήρων Εισαγωγή Διαιρέτης τάσης Ρυθμιστής τάσης για παθητικούς αισθητήρες Αθροιστής τάσης Διαιρέτης ρεύματος Ρυθμιστής ρεύματος για παθητικούς αισθητήρες Γέφυρες μέτρησης Η γέφυρα Wheatstone Η γέφυρα συντονισμού Άλλοι τύποι γεφυρών Ενισχυτές βασισμένοι σε τελεστικό ενισχυτή Αναστρέφων ενισχυτής Μη-αναστρέφων ενισχυτής Ακόλουθος τάσης Ενισχυτής διαφοράς Ενισχυτής αθροίσματος (αθροιστής) Διαφορικός ενισχυτής Παραγωγή τάσης αναφοράς Ολοκληρωτής Διαφοριστής Περιοριστής Πηγές ρεύματος Συγκριτής Διάταξη σκανδαλισμού Schmitt Συγκριτής παραθύρου

8 12 ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΚΑΙ ΑΙΣΘΗΤΗΡΕΣ Μετατροπέας ρεύματος σε τάση Πολλαπλασιαστής σημάτων Διαιρέτης σημάτων Τετραγωνική ρίζα σήματος Λογαριθμικός μετατροπέας Παθητικά φίλτρα Ενεργά φίλτρα Ταλαντωτές Ταλαντωτές ελεγχόμενοι από τάση Μετάδοση σημάτων από το ίδιο κανάλι Βρόχοι κλειδωμένης φάσης Ενισχυτές φορτίου Μετατροπείς AC/DC Ενεργός ανορθωτής ημικύματος Ενεργός ανορθωτής πλήρους κύματος Ανιχνευτής κορυφής Κύκλωμα πραγματικής ενεργού (rms) τιμής Αντιστάθμιση της μη-γραμμικότητας των αισθητήρων και των διατάξεων μέτρησης Λειτουργία του αισθητήρα στη γραμμική περιοχή της χαρακτηριστικής μεταφοράς του Διεύρυνση της γραμμικής περιοχής στο σημείο λειτουργίας του αισθητήρα Διαιρέτης τάσης με δύο αισθητήρες σε αντίθεση Αντιστάθμιση της μη-γραμμικότητας μιας γέφυρας με ανάδραση Αντιστάθμιση της μη-γραμμικότητας μιας γέφυρας με ενισχυτές Αντιστάθμιση της μη-γραμμικότητας μιας γέφυρας με δύο αισθητήρες χρησιμοποιώντας διέγερση ρεύματος Αντιστάθμιση της μη-γραμμικότητας μιας γέφυρας με πολλαπλασιαστή Μετάδοση ισχύος και δεδομένων σε περιστρεφόμενα συστήματα μέτρησης Κεφάλαιο 16 Ενισχυτές για ασθενή σήματα μέτρησης Εισαγωγή Ενισχυτές οργανολογίας Χαρακτηριστικά μεγέθη των ενισχυτών οργανολογίας Οι προδιαγραφές λειτουργίας των IA Τυπικές εφαρμογές των IA Ενισχυτές διαφοράς Ενισχυτές απομόνωσης Γενικά Ενισχυτής απομόνωσης με σύζευξη με μετασχηματιστές Ενισχυτής απομόνωσης με οπτική σύζευξη Ενισχυτής απομόνωσης με χωρητική σύζευξη Εφαρμογή Ενισχυτές κατάτμησης Ενισχυτές προγραμματιζόμενου κέρδους Μετατροπέας τάσης-ρεύματος βασισμένος σε ΙΑ

9 Περιεχ μενα 13 Κεφάλαιο 17 Πολυπλεξία και δειγματοληψία Εισαγωγή Αναλογικοί διακόπτες και πολυπλέκτες Δειγματοληψία αναλογικών σημάτων Κυκλώματα δειγματοληψίας και συγκράτησης Κεφάλαιο 18 Μετατροπείς A/D και D/A Εισαγωγή Μετατροπείς Αναλογικού σε Ψηφιακό Γενικά Μετατροπείς A/D τύπου Flash Μετατροπείς A/D τύπου Subranging Μετατροπείς A/D τύπου SAR Μετατροπείς A/D τύπου Ιχνηλάτησης Μετατροπείς A/D τύπου Ολοκλήρωσης Μετατροπείς A/D τύπου Pipeline Μετατροπείς A/D τύπου Sigma-Delta Σύγκριση των μετατροπέων A/D Μετατροπείς Ψηφιακού σε Αναλογικό Γενικά Μετατροπέας D/A ισοζυγισμένων αντιστατών Μετατροπέας Κλίμακας R-2R Κεφάλαιο 19 Κυκλώματα παραγωγής τάσης αναφοράς Εισαγωγή Κυκλώματα τάσης αναφοράς παράλληλου τύπου Κυκλώματα τάσης αναφοράς τύπου σειράς Τεχνικές σχεδιασμού και κατασκευής κυκλωμάτων τάσης αναφοράς Κυκλώματα τάσης αναφοράς τύπου Bandgap Κυκλώματα τάσης αναφοράς τύπου Zener Κυκλώματα τάσης αναφοράς τύπου XFET Ολοκληρωμένα κυκλώματα παραγωγής τάσης αναφοράς Κεφάλαιο 20 Συστήματα απ κτησης και επεξεργασίας δεδομένων μέτρησης Εισαγωγή Αρχιτεκτονικές συστημάτων απόκτησης δεδομένων Συστήματα μέτρησης που βασίζονται σε μικροεπεξεργαστή Συστήματα μέτρησης που βασίζονται σε Η/Υ Γενική περιγραφή των καρτών DAQ Ο ενισχυτής οργανολογίας προγραμματιζόμενου κέρδους Οι αναλογικές είσοδοι Η λειτουργία «dithering» Οι αναλογικές έξοδοι

10 14 ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΚΑΙ ΑΙΣΘΗΤΗΡΕΣ Οι ψηφιακές είσοδοι/έξοδοι Χαρακτηριστικά λειτουργίας των καρτών DAQ Το λογισμικό Κεφάλαιο 21 Ηλεκτρικές και μαγνητικές διαταραχές στα συστήματα μέτρησης Εισαγωγή Ηλεκτρικές και μαγνητικές επιδράσεις Χωρητική σύζευξη Επαγωγική σύζευξη Σύζευξη αγωγιμότητας Γείωση της θωράκισης καλωδίων Η θωράκιση προστασίας των ενισχυτών Σφάλματα μέτρησης λόγω ενίσχυσης του κοινού σήματος Σφάλματα μέτρησης λόγω σύζευξης των γραμμών τροφοδοσίας Κεφάλαιο 22 Διεπικοινωνία συστημάτων μέτρησης και δίκτυα αισθητήρων Εισαγωγή Συστήματα τηλεμετρίας Συστήματα διαύλου πεδίου Μετάδοση πληροφορίας με βρόχο ρεύματος 4-20 mα Μετάδοση πληροφορίας με υπέρυθρη ακτινοβολία Παράλληλη επικοινωνία Σειριακή επικοινωνία Το πρότυπο επικοινωνίας USB Το πρότυπο επικοινωνίας FireWire Το πρότυπο GPIB Η δομή του προτύπου GPIB Υλοποίηση της διεπικοινωνίας με το GPIB Οι προδιαγραφές του προτύπου GPIB Ο Ελεγκτής ενός συστήματος GPIB Οι μετατροπείς GPIB Το λογισμικό ελέγχου του διαύλου GPIB Το πρότυπο επικοινωνίας SDI Το πρότυπο επικοινωνίας I 2 C To πρότυπο 1-Wire Το πρότυπο επικοινωνίας SPI Το πρότυπο επικοινωνίας CAN Το πρότυπο επικοινωνίας ΕΙΒ Το πρότυπο επικοινωνίας LonWorks Το πρότυπο επικοινωνίας Foundation Fieldbus Διασύνδεση δικτύων αισθητήρων με δίκτυα TCP/IP Το πρότυπο Power over Ethernet

11 Περιεχ μενα 15 Κεφάλαιο 23 Έξυπνοι αισθητήρες Εισαγωγή Τα χαρακτηριστικά λειτουργίας των έξυπνων αισθητήρων Παραδείγματα σχεδιασμού έξυπνων αισθητήρων Το πρότυπο ΙΕΕΕ Κεφάλαιο 24 Ασ ρματοι αισθητήρες και ασ ρματα δίκτυα αισθητήρων Εισαγωγή Πρότυπα ασύρματης επικοινωνίας Το πρότυπο ΙΕΕΕ Το πρότυπο HomeRF Το πρότυπο Bluetooth Το πρότυπο IrDA Το πρότυπο ZigBee Το πρότυπο RFID Τα χαρακτηριστικά λειτουργίας των ασύρματων αισθητήρων και των ασύρματων δικτύων αισθητήρων Παράγοντες αξιολόγησης της απόδοσης των ασύρματων δικτύων αισθητήρων Η δομή των ασύρματων δικτύων αισθητήρων Μοντέλα επικοινωνίας Μοντέλα παράδοσης της πληροφορίας Μοντέλα δυναμικής δικτύου Το μοντέλο αναφοράς ISO/OSI στα ασύρματα δίκτυα αισθητήρων Οργάνωση ασύρματων δικτύων αισθητήρων με βάση τη χαμηλή κατανάλωση ενέργειας Δρομολόγηση Δεδομενοκεντρικά πρωτόκολλα Ιεραρχικά πρωτόκολλα Πρωτόκολλα δρομολόγησης βασισμένα στη θέση Πρωτόκολλα δρομολόγησης τύπου ροής δικτύου και τύπου εγγύησης ποιότητας υπηρεσιών Εντοπισμός της θέσης ενός κινητού αισθητήρα Κεφάλαιο 25 Εφαρμογές αισθητήρων σε αυτοματισμο ς και παραδείγματα σχεδίασης συστημάτων μέτρησης και έλεγχου Εισαγωγή Το σύστημα ελέγχου Ο ενεργοποιητής Ενεργοποιητές ανοικτού βρόχου Ενεργοποιητές κλειστού βρόχου Κινητήρας συνεχούς ρεύματος με μόνιμους μαγνήτες Κινητήρας εναλλασσόμενου ρεύματος Βηματικός κινητήρας Ηλεκτρονόμος (ρελέ) Ηλεκτροβάνα

12 16 ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΚΑΙ ΑΙΣΘΗΤΗΡΕΣ Ηλεκτροστατικοί ενεργοποιητές Ενισχυτές ισχύος Συστήματα μηχανικής όρασης Καταγραφικά δεδομένων Παραδείγματα σχεδιασμού συστημάτων μέτρησης και ελέγχου Παρακολούθηση μεταβλητών κατάστασης ενός συστήματος Σύστημα παρακολούθησης της λειτουργίας ενός χώρου στάθμευσης οχημάτων Σύστημα ελέγχου ακινητοποίησης των τροχών ενός αυτοκινήτου Έλεγχος της ποσότητας που περιέχεται σε δεξαμενή σε μια βιομηχανική διαδικασία Έλεγχος διαστάσεων σε βιομηχανικές κατασκευές Σύστημα ελέγχου τόρνου Μέτρηση ηλεκτρικής ισχύος και ενέργειας Μέτρηση ποιότητας ισχύος Σύστημα απόκτησης δεδομένων υβριδικού συστήματος Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας Σύστημα αυτόματης άρδευσης Μαγνητικό έδρανο Σύστημα ελέγχου της κίνησης ενός ρομπότ Κεφάλαιο 26 Όργανα μετρήσεων Εισαγωγή Όργανα μέτρησης περιβαλλοντικών μεγεθών Ανεμόμετρα Μετρητές διεύθυνσης ανέμου Υγρόμετρα Ψυχρόμετρο Μέτρηση ύψους βροχής Βαρόμετρα Πυργεώμετρα Φωτόμετρα Πυρανόμετρα Πυρηλιόμετρο Ηλιακό φωτόμετρο Ραδιόμετρα Πυραδιόμετρο Μετρητής της διάρκειας ηλιοφάνειας Μετρητής εξάτμισης Σεισμογράφοι Ιατρικά όργανα μέτρησης Ηλεκτρονικό σφυγμομανόμετρο Ηλεκτροκαρδιογράφημα Μετρητές του καρδιακού ρυθμού Παλμικά οξύμετρα Ιατρικά απεικονιστικά συστήματα με υπερήχους Μέτρηση ροής αίματος Απεικονιστικά συστήματα ακτίνων Χ Μαγνητική τομογραφία Τομογραφία εκπομπής ποζιτρονίων

13 Περιεχ μενα Όργανα μέτρησης σε οχήματα Οδόμετρα Ταχύμετρα Ταχογράφοι Άλλοι αισθητήρες αυτοκινήτων Όργανα μέτρησης θέσης και απόστασης Μετρητές απόστασης Μετρητές βημάτων Μετρητές απόστασης βαδίσματος Υψομετρητές Μετρητές κλίσης Ταχόμετρα Μετρητής δονήσεων Βυθόμετρα Ηλεκτρονικές μετροταινίες Ηλεκτρονική πυξίδα Θεοδόλιχος Global Positioning System Όργανα μέτρησης διαστάσεων αντικειμένων Ηλεκτρονικό παχύμετρο Ηλεκτρονικά μικρόμετρα Διαστολόμετρα Μετρητές των διαστάσεων πόρων σε πορώδη υλικά Δενδρόμετρα Όργανα μέτρησης παραμέτρων του εδάφους Μετρητές της ποσότητας νερού του εδάφους Τενσιόμετρα Μπλοκ γύψου Πιεζόμετρα Λυσίμετρο Όργανα μέτρησης ιδιοτήτων σωμάτων Μετρητές της υγρότητας σωμάτων Μετρητές αγωγιμότητας νερού Μετρητές θολότητας του νερού Μετρητές αντίστασης διείσδυσης Μετρητές διάβρωσης Μετρητές ποιότητας μαγειρικού λαδιού Θερμόμετρα Ιξωδόμετρα Πυκνόμετρα Σκληρόμετρα Ηλεκτρονικές ζυγαριές Μανόμετρα Αναλυτές αερίων Φασματόμετρα Θερμιδόμετρα Ποιοτικός έλεγχος των πλακιδίων ημιαγωγών

14 18 ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΚΑΙ ΑΙΣΘΗΤΗΡΕΣ 26.9 Όργανα μέτρησης ηλεκτρικών μεγεθών Βολτόμετρα Αμπερόμετρα Μετρητές ωμικής αντίστασης Πολύμετρα Ηλεκτρόμετρο Αμπερομετρικές πένσες Μετρητές αντίστασης γείωσης Όργανα μέτρησης μαγνητικού πεδίου Μετρητές πυκνότητας μαγνητικής ροής Μετρητές μαγνητικού πεδίου Όργανα μέτρησης της έντασης του ήχου Τα μικρόφωνα Υδρόφωνα Άλλα όργανα μέτρησης Δοσίμετρα Συσκευές ανάγνωσης γραμμωτού κώδικα Μετρητές λίπους του ανθρώπινου σώματος Κεφάλαιο 27 Θεωρία ανάλυσης σφαλμάτων & επεξεργασία μετρήσεων Εισαγωγή Συστηματικά και τυχαία σφάλματα Συστηματικά σφάλματα Τυχαία σφάλματα Βασικές έννοιες θεωρίας σφαλμάτων Ακρίβεια οργάνου (accuracy) Σφάλμα μέτρησης Ακρίβεια προσέγγισης (precision) Σημαντικά ψηφία (significant digits) Διακριτικότητα (resolution) οργάνου Συνέπεια (consistency) ενός οργάνου Επαναληπτικότητα (repeatability) οργάνου Άμεση μέτρηση (direct measurement) Έμμεση μέτρηση (indirect measurement) Εκτίμηση (estimation) Ευαισθησία (sensitivity) Τυχαία σφάλματα κατά τις άμεσες μετρήσεις Τυχαία σφάλματα κατά τις έμμεσες μετρήσεις Παλινδρόμηση Γραμμική παλινδρόμηση Η μέθοδος των ελαχίστων τετραγώνων Εκθετική παλινδρόμηση Πολυωνυμική παλινδρόμηση Εύρεση και απόρριψη λανθασμένων τιμών Το κριτήριο του Chauvenet Το τεστ-q

15 Περιεχ μενα 19 Κεφάλαιο 28 Συγχώνευση δεδομένων Εισαγωγή Η εφαρμογή της συγχώνευσης δεδομένων στα συστήματα μετρήσεων Πλεονασμός Ποικιλομορφία Συμπληρωματικότητα Συνεργατικότητα Παρατηρήσεις για τους πολλαπλούς αισθητήρες Μέθοδοι συγχώνευσης δεδομένων Ταξινόμηση των μεθόδων συγχώνευσης δεδομένων με βάση τον τύπο των αισθητήριων δεδομένων Ταξινόμηση των μεθόδων συγχώνευσης δεδομένων με βάση τα επίπεδα αναπαράστασης των δεδομένων Βιβλιογραφία Ευρετήριο