İvmeölçer Nedir? Çeşitleri ve Çalışma Mekanizmaları

ivmeölçer-nedir-çeşitleri-nelerdir

İvmeölçer Nedir?

İvme, hızın zamanla değişimi ya da hızın türevi olarak tanımlanmaktadır. İvme, vektörel bir büyüklüktür. Bir şeklin veya cismin, hızının ya da yönünün zamana göre değişmesiyle de elde edilebilmektedir. F=m.a (F: Uygulanan Kuvvet, m: Cismin Sahip Olduğu Kütle ve a: Cismin İvmesi) formülü kullanılarak, cismin ivme değer büyüklüğüne ulaşılabilmektedir.

İvmeölçerler, bir kütleye uygulanan ivmeyi ölçmeye yarayan cihazlardır. İvmeölçerler yardımıyla ölçüm yapılırken, referans ivmenin bilinmesine gerek yoktur. İvmeölçer, konumlandırılmış olan kütlenin, değişim gösteren konumundan fayda sağlayarak sonuç elde etmektedir.

İvmeölçerler, birçok alanda aktif olarak kullanılmaktadır. Stratejik öneme sahip olan uçak, denizaltı, gemi ve füze gibi araçların navigasyon sistemlerinde, hassasiyet gereğini gösterdiği için kullanılma gereği duyulmuştur. Gündelik kullanılan elektronik cihazlarda da titreşimi kontrol ederek, titreşimin istenilen frekansta tutulması için kullanılmaktadırlar. Sismik ivmeölçerler ile binaların, köprülerin ve yolların üzerlerinde, deprem etkilerinin, maden ve kazı çalışmalarının ve bunun gibi titreşim oluşturması muhtemel sistemlerin, ivme hareketleri ölçülerek bilime yardım edilebilmektedir.

İvmeölçer Çeşitleri

İvmeölçerlerin, farklı kullanım alanları ve kullanılma şekilleri mevcuttur. Yıllar içinde insanlar ihtiyaçları doğrultusunda pek çok farklı tipte ivmeölçer geliştirmiştir. Bu ivmeölçerler genellikle ivmeyi algılama biçimlerine göre isimlendirilmiştir:

Kapasitif İvmeölçer

Kapasitif ivmeölçerler, birbirlerine yakın iki adet paralel ve kapasitör şeklinde çalışan levha arasındaki, kapasitans değerlerinin değişmesi ile çalışmaktadırlar. Herhangi bir ivme meydana geldiğinde, hareketli ve sabit elektrot arasındaki mesafeler değişerek, sabit kapasite değerini de değiştirip sistemdeki ivme değerini göstermektedirler. Düşük seviyeli veya düşük frekanslı ivmeleri ölçmede kullanılmaktadırlar. Kullanım alanları genel olarak, bina dinamiği ölçümleri, otomotiv sürüş kalite testleri ve robotik alanlarda kullanılmaktadırlar. 12 VDC veya 24 VDC gibi güçlerle besleme yapılarak kullanımları mümkün olmaktadır.

Piezoelektrik İvmeölçer

Piezoelektrik ivmeölçerler, içerisinde barındırdıkları mikroskobik kristaller yardımıyla (kuvars vb.), kristallerin etkisi altında kaldıkları stresin sonucu olarak gerilim meydana getirmektedirler. Ortaya çıkan gerilim değeri ilk başta durağan şekildeki gerilim değeriyle kıyaslanarak ivme değerleri bulunmuş olmaktadır. Piezoelektrik malzemelerin kullanıldığı bu tip ivmeölçerlerde malzeme üstüne uygulanan ivmeye bağlı olarak değişen polarizasyon ölçülerek ivme verisi elde edilir. Düşük güçle çalışmak ve düşük maliyet gibi önemli avantajları olsa da düşük frekanslarda çok gürültülü çalışmasından dolayı kritik uygulamalarda çok tercih edilmemektedir.

Piezorezistif İvmeölçer

Piezorezistif malzemeden yapılmış malzeme üstünde ivmeye bağlı olan direnç değişimleri ölçülerek algılayıcıya uygulanan ivme bulunur. Üretimi kolay ve maliyeti düşük bir üründür. Bu sebeple yaygın olarak kullanılır fakat sıcaklıkla olan ilişkisi bakımından kritik uygulamalarda kullanılmamaktadır.

Elektromanyetik İvmeölçer

Bu tarz ivmeölçerlerde birbirine oldukça yakın duran iki ayrı indüktöre yer verilir. Bunlardan bir tanesi zemine oturtulmuşken diğeri de hareketli kütlenin üstüne yerleştirilmiştir. Uygulanan ivme sonucu birbirine yakınlaşıp uzaklaşan bu indüktörler arasında meydana gelen karşılıklı endüktans değişimi bize uygulanan ivmenin değerini verir. Bu yapının sadeliği her ne kadar avantaj gibi olsa da yüksek gürültü seviyesi taktik uygulamalar için yeterli olmamasına sebep olmaktadır.

Gaz Isıtmalı İvmeölçerler

Termal ivmeölçerlerde iki elektrot arasında sıcak hava katmanı bulunur. Algılayıcıya ivme uygulandığında harekete geçen bu katman elektrotlardan birine yaklaşır ve iki elektrotun sıcaklık farkında meydana gelen değişim bize uygulanan ivmeyi verir. Bu şekilde ivme sıcaklık farkına dönüştürülerek ölçüm yapılmış olur.

Rezonans İvmeölçer

Her ölçüm sisteminde olduğu gibi ivmeölçerin sismik kütlesinin de doğal frekansı bulunmaktadır. Algılayıcıya uygulanan ivme sistemin doğal frekansında değişim meydana getirir. Frekansta meydana gelen bu değişim algılayıcıya uygulanan ivmedeki değişimle doğru orantılı olarak ölçülür. Bu sayede ivme frekansa dönüştürülerek ölçülmüş olur. Karmaşık üretim süreci ve düşük ölçüm aralığı yüzünden taktik seviyede tercih edilmezler.

Optik İvmeölçerler

FBG (fiber optik Bragg ızgarası) küçük bir fiber optik parçasında üretilen dağınık Bragg yansıtıcısı türüdür. Işığın belirli dalga boylarını yansıtırken diğerlerini iletir. Fiber, geniş spektrumlu ışığı ilettiğinde ve iletilen ışık ızgaraya çarptığında, sinyalin bir kısmı iletilirken diğer kısmı yansıtılır. Yansıtılan sinyal Bragg dalga boyunun ortasındadır. Izgara yüzeyinde zorlama ya da sıcaklık nedeniyle oluşacak herhangi bir değişim Bragg dalga boyunda kaymaya neden olur. Bu özellikle ivmeölçerde merkez kütlenin hareketi algılanır. FBG temelli ivmeölçerlerde, ivme FBG ’deki mekanik yükü etkiler. İvme sonucu FBG ’ye uygulanan zorlama Bragg dalga boyunda kaymaya neden olur. Dalga boyundaki kayma da ivmenin seviyesiyle ölçülendirilir. Kullanılan kaynaktaki kısıtlar nedeniyle çözünürlükleri düşük olduğu için taktik seviyede tercih edilmemektedirler.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Next Post

Sinizm Nedir? Sinik Bireyler ve Örgütsel Sinizm

Çar Tem 22 , 2020
Share on WhatsApp Share on Facebook Share on Twitter Share on LinkedIn Share on Email Share on TelegramSinizm Sinizm, başkalarının güdülerine yönelik olarak ortaya çıkan küçük düşürücü davranışlar ve bireylerin doğasında bulunan bencilliğe dair bir inanış şeklinde tanımlanmaktadır. Bireylerin kendi çıkarlarını koruduğuna ve bu bağlamda kendi faydasını düşündüğüne inanan kişi […]
sinizm nedir