Eski Analitik Terazilerin İç Mekanizması ve Kuvvet Geri Kazanım Sensörleri
Platformumuzdaki en çok okunan ve popüler makaleleri görmek için Trendler bölümüne geçebilirsiniz.
Analitik teraziler, özellikle 1980'ler ve 1990'larda geliştirilen modelleriyle yüksek hassasiyetli ölçümler yapabilen karmaşık cihazlardır. Bu terazilerde kullanılan kuvvet geri kazanım sensörleri (force restoration sensor), mekanik hareketi elektromanyetik kuvvetle dengeleyerek ağırlığın çok hassas bir şekilde ölçülmesini sağlar. Bu yazıda, bu eski terazilerin iç yapısı, kullanılan teknolojiler ve çalışma prensipleri detaylı şekilde incelenecektir.
Kuvvet Geri Kazanım Sensörünün Çalışma Prensibi
Kuvvet geri kazanım sensörü, terazinin tartım platformuna konan ağırlığın oluşturduğu kuvveti dengelemek için elektromanyetik bir kuvvet uygular. Tartım platformu ağırlıkla aşağı doğru hareket ettiğinde, bu hareket bir optik sensör veya benzeri bir algılayıcı tarafından tespit edilir. Kontrol ünitesi, bu hareketi dengelemek için elektromıknatıs üzerinden bir akım geçirir ve platformu başlangıç konumuna geri çeker. Bu süreçte geçen akımın büyüklüğü, tartılan ağırlıkla doğru orantılıdır ve bu sayede ağırlık yüksek hassasiyetle ölçülür.
Bu yöntem, mekanik hareketin elektriksel bir büyüklüğe dönüştürülmesi ve bu büyüklüğün hassas ölçümü sayesinde yüksek doğruluk sağlar.
Ayrıca Bakınız
Kullanılan Sensör Teknolojileri
1980'ler ve 1990'larda bu tür terazilerde genellikle piezoelektrik strain gauge'lar kullanılmıştır. Bu sensörler, mekanik bükülme veya burkulma sonucu elektrik voltajı üretir. Üretilen bu voltaj, mikrodenetleyici tarafından ölçülerek ağırlık hesaplanır. Piezoelektrik strain gauge'lar, dirençli strain gauge'lardan farklı olarak, doğrudan mekanik deformasyon sonucu elektrik sinyali üretirler ve bu da ölçüm hassasiyetini artırır.
Elektronik Bileşenler ve Mikrodenetleyici
Bu eski terazilerde, MCS-51 ailesinden 8031 veya 8051 mikrodenetleyiciler yaygın olarak kullanılmıştır. Yazılım genellikle harici EPROM'da saklanır, bu da cihazın programlanabilir ve modifiye edilebilir olmasını sağlar. Mikrodenetleyici, sensörlerden gelen sinyalleri işleyerek analog-dijital dönüştürücü (ADC) aracılığıyla dijital verilere çevirir ve tartım sonuçlarını hesaplar.
Analog Devices gibi firmaların ürettiği yüksek hassasiyetli ADC'ler, bu tür terazilerde ölçüm doğruluğunu artırmak için kritik öneme sahiptir. Bu ADC'ler, çok küçük sinyal değişimlerini bile algılayabilir ve böylece terazinin hassasiyeti miligram veya mikrogram seviyelerine kadar çıkabilir.
Mekanik Tasarım ve Eski Teknolojilerin Önemi
Terazinin mekanik yapısı, özellikle flexure (bükülme) mekanizmaları, hassas hareket kontrolü sağlar. Flexure mekanizmaları, sürtünmesiz ve tekrarlanabilir hareket imkanı sunarak ölçüm doğruluğunu artırır. Ayrıca, elektromıknatıs ve optik sensörlerin birlikte kullanılması, mekanik hareketin elektronik olarak hassas şekilde kontrol edilmesini mümkün kılar.
Bu eski teknolojiler, günümüzde bile hassas tartım cihazlarının temel prensiplerini oluşturur. Analog cihazların karmaşık ve pahalı dönüştürücüleri, bu tür mekanik-elektronik entegrasyonun gelişmiş örnekleridir.
Sonuç
1980'ler ve 1990'ların analitik terazileri, piezoelektrik strain gauge'lar, kuvvet geri kazanım sensörleri ve mikrodenetleyici tabanlı kontrol sistemleriyle yüksek hassasiyet sağlar. Elektromanyetik kuvvetle dengeleme prensibi, mekanik hareketin elektriksel sinyale dönüştürülmesinde kritik rol oynar. Bu cihazlar, hem mekanik hem de elektronik açıdan mühendislik açısından önemli birer örnek teşkil eder ve günümüzdeki hassas ölçüm teknolojilerinin temelini oluşturur.
