Design and Implementation of Multi-Axis Inductive Displacement Sensor

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Mekatronik Mühendisliği, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2019

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: Yunus Emre TOMRUK

Danışman: Kadir Erkan

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Bu çalışmada özgün çok eksenli endüktif yer değiştirme sensörü tasarlanmış, analitik ve sonlu elemanlar yöntemleri kullanılarak analiz edilmiştir. Bu çalışmada önerilen sensör, metal nesnelerin sensör bobinleri ile arasındaki doğrusal mesafenin ve eğim açılarının nesneye temas etmeden ölçülebilmesini sağlamaktadır. Sensör kare bir taban üzerine oturtulmuş bir adet uyartım bobini(ortada) ve dört adet algılama bobinlerinden(köşelerde) oluşmaktadır. Bu yapı, algılama bobinlerindeki voltaj değişikliklerinin değerlendirilerek hedefin sensöre olan uzaklığı ve sensör ile yaptığı eğim açısını algılamamıza olanak sağlar. Sensör çekirdeği yumuşak manyetik malzemeden üretilmiştir, bu malzemenin manyetik özelliği sayesinde girdap akım kayıpları önemli ölçüde azaltılır ve bu da bize sensör bobinini yüksek frekanslarda uyartabilme imkanı sağlar. Deri etkisini önlemek için çelik hedef kalınlığı analizde 5 mm olarak seçilmiştir. İlk olarak sensör analitik modeli geliştirilmiştir, ardından Ansys Maxwell yazılımı kullanılarak 3B sonlu elemanlar analizi yapılmış ve sonuçlar değerlendirilmiştir. Analiz hedefin 0-5mm doğrusal hareket ettiği durum için gerçekleştirilmiştir. Hedefin eğim açısının sensör üzerindeki etkisi hedefin sensöre 1 mm mesafede konumlandırıldığı ve açı değişiminin tek eksende 0-3° arasında gerçekleştiği durum için gerçekleştirilmiştir. Sonuç olarak açı değişiminde hedefin yakın kenarında kalan iki bobinde endüklenen gerilimin doğrusal olarak arttığı diğer tarafta kalan bobinlerde ise doğrusal olarak azaldığı görülmüştür. Son olarak sensör üretilmiş ve deneysel çalışmalar gerçekleştirilmiştir.