7.1 systemen

• Natuurkunde
• WO
• Studiejaar 4

Leerdoelen

• Je leert drie soorten automatische systemen herkennen
• Je leert hoe je deze systemen weergeeft in blokschema's
• Je leert hoe je de gevoeligheid en het bereik van een sensor bepaalt

Vermogen

P=Vermogen (W)

U=spanning (V)

I=stroomsterkte (A)

E=energie (j of kWh)

P=U⋅I

P=I​2​​⋅R

P=​t​​E​​

Energie

P=Vermogen (W)

E=energie (j of kWh)

Energie in joule:

Energie in kWh:

E=P⋅t

J=

kWh=

Energie

P=Vermogen (W)

E=energie (j of kWh)

Energie in joule:

Energie in kWh:

E=P⋅t

J=W⋅s

kWh=kW⋅h

Systemen

Soorten systemen

• Meetsystemen
• Stuursystemen
• Regelsystemen

Meetsystemen

Meetsystemen

Stuursystemen

Stuursystemen

Regelsystemen

Regelsystemen

Sensoren

Sensor

Onderdeel dat iets in de omgeving kan waarnemen en dit omzet in een spanning

• lichtsensor
• temperatuursensor
• geluidsensor
• druksensor

ijkdiagram

Gevoeligheid en bereik

Gevoeligheid

Hoe goed de sensor reageert op een verandering in de omgeving

Bereik

De minimale en de maximale waarden die de sensor nog kan meten

gevoeligheid=​Δx​​Δy​​

Gevoeligheid en bereik

Jeroen gaat zelf een temperatuursensor in elkaar zetten. Hij wil dat de sensor bij een hogere temperatuur een hogere spanning geeft. Jeroen bedenkt drie schakelingen. Zie de figuur linksboven. 

Jeroen kiest schakeling C voor zijn temperatuursensor. Rechtsboven is voor schakeling C de grafiek van de sensorspanning tegen de temperatuur geschetst.

1. Schets in je schrift de grafieken van de sensorspanning tegen de temperatuur die schakeling A en schakeling B geven.

2. Leg uit hoe het komt dat schakeling C bij een hogere temperatuur een hogere sensorspanning geeft.

Jeroen gebruikt een voedingsspanning van 5,0 V. Voor de NTC geldt: RNTC = 2, 2 kΩ bij een temperatuur van 25 °C. De NTC mag niet te veel opwarmen door de stroom die er doorheen loopt:

het elektrisch vermogen dat in de NTC omgezet wordt, mag maximaal 2,0 mW bedragen bij een temperatuur van 25 °C.

3. Bereken de waarde die de serieweerstand R (minimaal) moet hebben.

4. Maak een tekening van een proefopstelling die nodig is om de ijkgrafiek te maken en beschrijf welke stappen Jeroen moet nemen om de sensor te ijken.

https://natuurkundeuitgelegd.nl/examens/nav101cv.pdf#page=16