Hareket ve kuvvet olcum sensorleri sunumu.pptx

Hareket ve kuvvet olcum sensorleri hakkinda sunum

1. HAREKET VE KUVVET ÖLÇÜMÜ

2. Miktarların Birimleri : Temel büyüklüklerde hareketi temsil eden zaman ve uzunluk bulunmaktadır. SI birim sisteminde zaman saniye (s) ve uzunluk metredir(m). Kuvvet kütlece etki eden yer çekimi ağırlığıdır. Yerçekimi yeryüzünde ki tek güç değildir. Merkezkaç ve atmosferik kuvvetlere de etki eder. Vücut hareketleri kas faaliyetleri tarafından oluşturulan çok çeşit hareket ölçümü nesneleridir. Kas üç çeşide ayrılmıştır. Bunlar iskelet kası, kalp kası ve yumuşak kastır. İskelet kası büyük gerilimleri hızlı şekilde geliştirir. Kalp kası daha yavaştır ancak bazı durumlarda yumuşak kas ile karşılaştırılabilir. Kaslar tarafından oluşturulan vücut hareketi vücuda mekanik olarak gösterilir. Vücuttaki büyük kaslar büyük gerginlikler oluşturabilir. Bunun sebebi ise mekanik yükün büyük olmasıdır.

3. Koordinat Sistemleri Hareket koordinat sistemi kullanılarak tarif edilebilirken ilke olarak bunu tanımlamak için veri analizleri gereklidir. Örnek olarak bir konunun hareketi zemine yerleştirilen video kameralar kullanılarak incelenebilir. Merkezkaç kuvveti açısal ivme sayesinde bulunabilir. Bunun gibi büyük ve karmaşık sistemlerin hareketi hızlanmaları koordine edildiğinde ve rotasyon tanıtıldığında ortaya çıkar. Bir hareketli sert gövdeli ve sabit lineer hız bileşenleri ivme dışında tespit edilebilir. Bu gibi tespitler için birçok yöntem ve algoritmalar önerilmiştir. Ancak 3D olarak gelen sinyalleri birleştirerek insan vücudunun hareketlerini saptamakta en iyi yöntem olduğu anlaşılmıştır. Hareket Ölçümleri Bir nesnenin doğrusal hareketi hız veya hızlanma ile ölçülebilir.

4. İletişim Sensörler Tarafından Yer değiştirme Ve Rotasyon Ölçümleri : Yer değiştirme vücudun bir parçasının dönmesi ve çeşitli sensörler kullanılarak ölçülmesi olayıdır. Potansiyometreler dirençli bir eleman olarak hareketli bir sürgünün ölçülmesini sağlar Şekil 4.1 Potansiyometre ( a ) Çeviri Türü ( b ) Dönme Türü 4.2 Patlama deneyinde doku değiştirilmesini ölçen bir sensördür .

5. Hareket ve Kuvvet Ölçme : Nesneye bağlı sürgü sisteminin ağırlığı yaklaşık 1gr dır . Dönme potonsiyometre eklem gövdesi açısal yerdeğiştirmelere bağlı bir alettir,vücudun dönme hareketlerini ölçmek için kullanılır. Şekil 4.3b de gösterilen esnek gonyometre kauçuk bir iletken ile her bir ucundan bağlanan plastik üç bloktan oluşmaktadır. Gonyometre eksinin mükemmel eklem ekseni ile aynı hizada olması gerekli değildir. Buna ek olarak kolayca büyük deformasyınlar altında zarar görmez .

6. Hareket ve Kuvvet Ölçümleri Şekil 4.4 Fotoğraf potansiyometresi ( a ) Bir iletken ve bir CDS üzerine yerleştirilen direnç elemanı ( b ) bir p-tipi silikon yüzeyüzerinde oluşturulan n-tipi silikonun ince bir tabakasıdır.

7. Biyomedikal Sensör ve Göstergeleri Şekil 4.5 Görüntü sensörlerinin iki türü ( a ) fotodiyot çıkışlarının taranacağı görüntü sensörü ( b ) Transistörleri geçerek görüntü alan CCD gelen çıkışlara aktarılır.

8. Hareket ve Kuvvet Ölçümleri Şekil 4.6 Bir döner kodlayıcı .

9. Şekil 4.7 büyük yer değiştirme ölçümü için bir silindirik tip kapasitif sensördür . Şekil 4.8 Diferansiyel

10. Biyomedikal Sensör Ve Göstergeleri Şekil 4.9 Değişken indüktans pikap. Şekilde 4.10 İzotonik kas kasılması ölçümleri için değişken isteksizlik pikapıdır .

11. Hareket Ve Kuvvet Ölçümleri Şekil 4.11 Hall etkisi sensörü ilkesi

12. Şekil 4.12 Hall etkisi sensörleri ve çıkış karekteristikleri farklı konfigürasyonlardandır.

13. ŞEKİL: 4.13 Manyetik ölçek Toz, titreşim ve nem ve diğer faktörler etkisi manyetik ölçek düşük, mükemmel anti- sıkışma yeteneği vardır. Uygun kullanım ortamları : -Çözünürlük- 1,5 ve 25 mikron -Doğruluk- +/- 0.02mm( +/-0.0008") -Genişlik- 10mm, Kalınlığı- 1.5mm -Çalışma sıcaklığı- 40 ~ 100c.

14. 4.2.1.2 Yer Değiştirme Ölçümleri Bedendeki canlı organlara olan doku deformasyonu sadece fizyolojik olarak görülebilir. Sensörleri ölçmek üzere uygulanabilir ve uygun sensör tasarımı kabul edilmektedir. Aslında, laboratuvar yapımı sensörler, çeşitli fiziksel olayları da hesaba katarak ölçüm yapmaktadır.

15. Şekil 4.14 Myokard kasılması bir çalışma için bir yer değiştirme sensörü .

16. Şekil 4.15 iki ultrason sensör kristali (a) sensör kristal düzenlemeleri kullanarak bir sonomicrometer kardiyak ventriküler çapı (b) ' nin ölçümü.

17. Şekil 4.16 Şekil 4.15 gösterilen sonomicrometer sensör kristal yapımı bir örnek. Kalp vana hareketi.

18. Şekil 4.18 Odaklanmış ışın ultrason dönüştürücü.FWHM = yarı maksimum tam genişlik. Formülü => FWHM= 1.41f. λ/2a ‘ dır.f odak uzaklığı, λ ortalama dalga boyu,2a dönüştürücü kristal çapıdır.

19. 4.2.2.1 Optik Yöntemler Şekil 4.19 Yürüme analizi için hareket Şekil 4.20 izleyici hareketi verilerin bir örneği.

20. Şekil 4.21 Pozisyon duyarlı detektörlerin ikili yapılandırmaları (a)üç taraflı konfigürasyon içinde foto-iletken tabakası cihazının bir tarafında oluşturulmasıdır. (b)İkili yapılandırma konfigürasyon içinde ikili foto-iletken katmanlar.

21. Şekil 4.22 1 boyutlu pozisyon sensörlerini kullanarak hafif bir işaretleyicinin pozisyonunda bir ölçüm yöntemi. Farklı yönlerde yerleştirilmiş silindirik lensler ile üç algılayıcı kullanarak, hedef pozisyonu, bu üç düzlemde kesişimi olarak hesaplanabilir.

22. Şekil 4.23 Bir dönen ve sabit bir polarize ile dönme açısı ölçümüne yönelik bir metot.

23. 4.2.2.2 Manyetik Yöntemler Şekil 4.24 Homojen olmayan manyetik alanları kullanarak yapılan ölçümler (a)Manyetik alan bir bobin tarafından üretilir ve başka bir bobin tarafından tespit edilir. (a)Sürekli bir mıknatıs sensör üzerinde bir Hall etkisi yaratır.

24. Şekil 4.25 Üç eksenli manyetik dipol kaynağı ve üç eksenli bir manyetik sensör kullanılarak 3D uzayda göreli konum ve oryantasyon( uyum,alışma ) belirleme için bir yöntem.