Datalogger ile Uzun Süreli Sıcaklık, Gerilim ve Akım Kaydı Nasıl Yapılır?

Elektriksel veya fiziksel bir büyüklüğün yalnızca belirli bir andaki değerini ölçmek birçok uygulama için yeterli değildir. Bir cihazın saatler, günler veya haftalar boyunca nasıl davrandığını görmek için ölçüm değerlerinin belirli aralıklarla kaydedilmesi gerekir.

Bu amaçla kullanılan datalogger (veri kaydedici) cihazları; sıcaklık, gerilim, akım, direnç ve farklı sensörlerden gelen sinyalleri uzun süre boyunca otomatik olarak ölçebilir ve kaydedebilir.

Datalogger sistemleri özellikle Ar-Ge laboratuvarlarında, üretim testlerinde, enerji sistemlerinde, elektronik cihazların doğrulama çalışmalarında ve uzun süreli çevresel ölçümlerde önemli avantaj sağlar.

Datalogger Nedir?

Datalogger, bir veya birden fazla ölçüm kanalından aldığı verileri belirlenen zaman aralıklarında otomatik olarak kaydeden ölçüm cihazıdır.

Kullanılan modele ve giriş modüllerine bağlı olarak datalogger ile:

• Sıcaklık
• DC gerilim
• AC gerilim
• DC akım
• Direnç
• Frekans
• Nem
• Basınç
• Termokupl sinyalleri
• RTD/PT100 sensörleri
• Analog sensör çıkışları

gibi birçok farklı parametre ölçülebilir.

Datalogger’ın temel avantajı, ölçümlerin operatör müdahalesi olmadan uzun süre boyunca gerçekleştirilmesidir.

Datalogger ile Multimetre Arasındaki Fark Nedir?

Multimetre ve datalogger bazı ortak elektriksel parametreleri ölçebilir ancak kullanım amaçları farklıdır.

Multimetre genellikle belirli bir noktadaki değerin anlık olarak kontrol edilmesi için kullanılır.

Datalogger ise çok sayıda kanalın belirli zaman aralıklarında otomatik olarak ölçülmesi ve sonuçların uzun süreli olarak kaydedilmesi için tasarlanmıştır.

Örneğin bir güç kaynağının çıkış gerilimini o anda kontrol etmek için multimetre yeterli olabilir.

Ancak aynı güç kaynağının çıkış geriliminin 24 saat boyunca nasıl değiştiğini görmek istiyorsanız datalogger daha uygun bir çözümdür.

Datalogger ile Sıcaklık Ölçümü

Datalogger sistemlerinin en yaygın kullanım alanlarından biri sıcaklık ölçümüdür.

Termokupl veya RTD gibi sıcaklık sensörleri kullanılarak aynı sistem içerisindeki farklı noktaların sıcaklıkları eş zamanlı olarak kaydedilebilir.

Örneğin bir elektronik cihazın sıcaklık testinde:

• Güç kaynağı
• MOSFET
• Transformatör
• Soğutucu
• PCB
• Kasa içi
• Ortam sıcaklığı

aynı anda takip edilebilir.

Bu sayede cihaz çalışmaya başladıktan sonra hangi bileşenin ne kadar sürede ısındığı ve sıcaklığın hangi seviyede dengelendiği görülebilir.

Termokupl ile Datalogger Kullanımı

Termokupllar geniş sıcaklık aralıklarında ölçüm yapılabilmesi nedeniyle laboratuvar ve endüstriyel uygulamalarda yaygın olarak kullanılır.

Datalogger modellerine bağlı olarak:

• K tipi
• J tipi
• T tipi
• E tipi
• R tipi
• S tipi

gibi farklı termokupl tipleri desteklenebilir.

Termokupl tipi seçilirken ölçülecek sıcaklık aralığı, ortam koşulları ve ihtiyaç duyulan ölçüm hassasiyeti dikkate alınmalıdır.

Datalogger’ın kullanılan termokupl tipine göre doğru yapılandırılması da ölçüm hatalarının önlenmesi açısından önemlidir.

PT100 ve RTD ile Sıcaklık Kaydı

Daha yüksek doğruluk gerektiren sıcaklık ölçümlerinde RTD sensörleri tercih edilebilir.

PT100 en yaygın kullanılan RTD sensörlerinden biridir.

Datalogger’ın uygun RTD girişine sahip olması durumunda PT100 sensörlerinden gelen değerler doğrudan ölçülerek kaydedilebilir.

Özellikle:

• Kalibrasyon uygulamaları
• Laboratuvar ölçümleri
• Isıl karakterizasyon
• Çevresel testler

gibi alanlarda PT100 tabanlı ölçümler kullanılabilir.

Datalogger ile Gerilim Kaydı

Gerilim değerlerinin zaman içerisindeki değişimini takip etmek için datalogger kullanılabilir.

Örneğin bir DC güç kaynağının çıkış geriliminin 48 saat boyunca kararlılığını incelemek istediğimizi düşünelim.

Datalogger belirlenen aralıklarla çıkış gerilimini ölçerek kaydedebilir.

Test sonunda:

Zaman – Gerilim

grafiği oluşturularak çıkış gerilimindeki değişimler kolayca incelenebilir.

Bu yöntem:

• Güç kaynakları
• Batarya sistemleri
• Sensör çıkışları
• Elektronik kontrol sistemleri
• DC/DC dönüştürücüler

gibi birçok uygulamada kullanılabilir.

Datalogger ile Akım Ölçümü

Uygun giriş veya harici sensör kullanılarak elektrik akımının zaman içerisindeki değişimi de kaydedilebilir.

Örneğin bir elektronik cihazın farklı çalışma modlarında çektiği akım uzun süre boyunca takip edilebilir.

Bu sayede:

• Normal çalışma akımı
• Bekleme akımı
• Ani akım değişimleri
• Yük değişimlerinin etkisi
• Uzun süreli tüketim davranışı

analiz edilebilir.

Yüksek akımlı uygulamalarda doğrudan giriş yerine uygun akım sensörü veya dönüştürücü kullanılması gerekebilir.

Çok Kanallı Datalogger Nedir?

Çok kanallı datalogger, aynı anda birçok farklı ölçüm noktasından veri toplanmasını sağlar.

Örneğin bir elektronik sistemin testinde:

Kanal 1: Ortam sıcaklığı
Kanal 2: PCB sıcaklığı
Kanal 3: Güç modülü sıcaklığı
Kanal 4: DC giriş gerilimi
Kanal 5: Çıkış gerilimi
Kanal 6: Çıkış akımı

şeklinde farklı parametreler aynı test içerisinde kaydedilebilir.

Kanal sayısının yüksek olması özellikle karmaşık sistemlerin testinde büyük avantaj sağlar.

Örnekleme Aralığı Nasıl Seçilir?

Datalogger kullanımındaki önemli ayarlardan biri kayıt veya örnekleme aralığıdır.

Örneğin cihaz:

• Her 1 saniyede
• Her 10 saniyede
• Her 1 dakikada
• Her 10 dakikada

bir ölçüm gerçekleştirebilir.

Doğru kayıt aralığı ölçülen olayın değişim hızına göre belirlenmelidir.

Yavaş değişen ortam sıcaklığını takip etmek için saniyede yüzlerce ölçüm yapılması genellikle gerekli değildir.

Ancak hızlı sıcaklık veya elektriksel değişimlerin incelendiği bir testte daha kısa kayıt aralıkları gerekebilir.

Kayıt Aralığı Neden Önemlidir?

Çok kısa kayıt aralığı daha ayrıntılı veri sağlar ancak oluşturulan veri miktarını artırır.

Çok uzun kayıt aralığında ise kısa süreli değişimler gözden kaçabilir.

Örneğin sıcaklık 10 dakika boyunca normal seyredip yalnızca 20 saniyelik ani bir yükselme gösteriyorsa 15 dakikalık kayıt aralığı bu olayı tamamen kaçırabilir.

Bu nedenle kayıt aralığı belirlenirken:

• Ölçülen parametrenin değişim hızı
• Test süresi
• Kanal sayısı
• Hafıza kapasitesi
• İstenen analiz ayrıntısı

birlikte değerlendirilmelidir.

24 Saatlik Test Nasıl Yapılır?

Bir cihazın 24 saat boyunca sıcaklık ve gerilim değerlerinin kaydedileceğini düşünelim.

Öncelikle ölçüm noktaları belirlenir.

Örneğin:

• Ortam sıcaklığı
• Cihaz içi sıcaklık
• Güç komponenti sıcaklığı
• Giriş gerilimi
• Çıkış gerilimi

datalogger kanallarına bağlanabilir.

Daha sonra kayıt aralığı belirlenir.

Örneğin her 10 saniyede bir kayıt yapılırsa:

24 × 60 × 60 / 10 = 8.640 ölçüm

her kanal için kaydedilir.

Beş kanal kullanıldığında toplamda 43.200 ölçüm değeri elde edilir.

Bu veriler test sonrasında grafik veya tablo şeklinde analiz edilebilir.

Uzun Süreli Testlerde Datalogger Kullanmanın Avantajları

Uzun süreli testlerde datalogger kullanımı birçok avantaj sağlar.

Otomatik Ölçüm

Operatörün sürekli cihaz başında bulunmasına gerek kalmaz.

Çok Kanallı Kayıt

Birden fazla noktadaki değerler aynı test içerisinde takip edilebilir.

Zaman Damgalı Veri

Her ölçümün hangi zamanda gerçekleştirildiği kaydedilebilir.

Trend Analizi

Parametrelerin zaman içerisindeki değişimi grafik olarak incelenebilir.

Anormal Durumların Tespiti

Ani sıcaklık yükselmesi veya gerilim değişimi gibi olayların ne zaman meydana geldiği belirlenebilir.

Elektronik Cihazlarda Isıl Test

Elektronik cihaz geliştirme sürecinde sıcaklık önemli güvenilirlik parametrelerinden biridir.

Bir ürün çalıştırıldıktan sonra elektronik bileşenlerin sıcaklıkları zamanla yükselir.

Datalogger ile farklı komponentlere termokupl bağlanarak sıcaklık değişimleri eş zamanlı olarak kaydedilebilir.

Bu sayede:

• En fazla ısınan komponent
• Termal dengeye ulaşma süresi
• Maksimum sıcaklık
• Soğutma sisteminin etkisi
• Ortam sıcaklığının etkisi

belirlenebilir.

Güç Kaynaklarında Datalogger Kullanımı

Güç kaynaklarının uzun süreli kararlılık testlerinde hem sıcaklık hem de elektriksel değerler takip edilebilir.

Örneğin:

• Giriş gerilimi
• Çıkış gerilimi
• Çıkış akımı
• Soğutucu sıcaklığı
• Transformatör sıcaklığı
• Ortam sıcaklığı

aynı test içerisinde kaydedilebilir.

Böylece güç kaynağının uzun süreli yük altında elektriksel ve termal davranışı birlikte değerlendirilebilir.

Batarya Testlerinde Datalogger

Batarya ve akü sistemlerinde gerilim ve sıcaklığın zaman içerisinde takip edilmesi önemli bilgiler sağlayabilir.

Şarj veya deşarj sırasında:

• Batarya gerilimi
• Akım
• Hücre sıcaklığı
• Ortam sıcaklığı

gibi parametreler kaydedilebilir.

Bu veriler bataryanın çalışma davranışının ve termal performansının değerlendirilmesinde kullanılabilir.

Motor Testlerinde Datalogger

Elektrik motorlarında uzun süreli yük testleri sırasında sıcaklık takibi yapılabilir.

Örneğin:

• Motor gövdesi
• Rulman bölgesi
• Sargı bölgesi
• Ortam sıcaklığı

farklı kanallardan takip edilebilir.

Test sonucunda motorun sıcaklık artışı ve termal denge davranışı incelenebilir.

Datalogger Seçerken Nelere Dikkat Edilmeli?

Datalogger seçimi yapılırken öncelikle hangi parametrelerin ölçüleceği belirlenmelidir.

Dikkat edilmesi gereken temel özellikler şunlardır:

• Kanal sayısı
• Ölçülebilen parametreler
• Termokupl desteği
• RTD/PT100 desteği
• Gerilim ölçüm aralığı
• Ölçüm doğruluğu
• Tarama ve kayıt hızı
• Dahili hafıza kapasitesi
• USB veya Ethernet bağlantısı
• PC yazılımı
• Alarm fonksiyonları
• Uzun süreli kayıt özellikleri

Örneğin yalnızca dört sıcaklık noktasının ölçüleceği bir uygulama ile 50 farklı sıcaklık ve elektriksel parametrenin aynı anda kaydedileceği bir Ar-Ge sistemi için ihtiyaç duyulan datalogger aynı olmayacaktır.

Datalogger Kanal Sayısı Nasıl Belirlenir?

Cihaz seçmeden önce ölçüm noktalarının listelenmesi faydalıdır.

Örneğin bir testte:

• 12 sıcaklık noktası
• 4 DC gerilim
• 2 akım
• 1 ortam sıcaklığı

ölçülecekse en az 19 ölçüm noktasına ihtiyaç vardır.

Gelecekte sisteme yeni ölçüm noktalarının eklenebileceği de düşünülerek bir miktar kanal rezervi bırakılması faydalı olabilir.

Datalogger mı Osiloskop mu?

Bu iki cihaz farklı ölçüm amaçlarına yöneliktir.

Osiloskop çok hızlı elektriksel sinyallerin dalga şekillerini ayrıntılı olarak görüntülemek için kullanılır.

Datalogger ise genellikle daha uzun süreli ve çok kanallı ölçümlerde kullanılır.

Örneğin birkaç nanosaniyelik bir anahtarlama olayını incelemek için osiloskop gerekirken bir güç modülünün 12 saat boyunca sıcaklığının nasıl değiştiğini görmek için datalogger daha uygun bir cihazdır.

Bu nedenle cihaz seçimi ölçülecek olayın zaman ölçeğine göre yapılmalıdır.

Sonuç

Datalogger sistemleri, sıcaklık ve elektriksel parametrelerin uzun süreli ve otomatik olarak kaydedilmesi gereken uygulamalarda önemli avantaj sağlar.

Sıcaklık, gerilim, akım ve farklı sensörlerden alınan değerlerin aynı zaman çizelgesi üzerinde takip edilebilmesi; elektronik cihazlardan güç kaynaklarına, motorlardan batarya sistemlerine kadar birçok test uygulamasında sistem davranışının ayrıntılı şekilde incelenmesini sağlar.

Doğru datalogger seçimi yapılırken kanal sayısı, ölçüm doğruluğu, desteklenen sensörler, kayıt hızı ve test süresi birlikte değerlendirilmelidir.

TestOne bünyesinde bulunan datalogger ve veri toplama çözümleri, temel sıcaklık kayıt uygulamalarından çok kanallı Ar-Ge ve uzun süreli test sistemlerine kadar farklı ölçüm ihtiyaçlarına yönelik seçenekler sunmaktadır.