Xem mẫu
- KHOA CÔNG NGH ðI N T
N I DUNG MÔN H C
K THU T C M BI N VÀ ðO LƯ NG • KHÁI NI M CHUNG
• C M BI N TI M C N
Chương 1: KHÁI NI M CHUNG
• C M BI N QUANG
• C M BI N V TRÍ VÀ KHO NG CÁCH
Biên so n: ThS. Tr n Văn Hùng • C M BI N L C VÀ ÁP SU T
03-2012 • C M BI N NHI T ð
2:38 PM 1 2
N I DUNG CHƯƠNG 1 1.1 KHÁI NI M VÀ PHÂN LO I
• Sơ ñ h th ng ñi u khi n
• Khái ni m và phân lo i
• ðư ng cong chu n c a c m bi n
• Các ñ c trưng cơ b n c a c m bi n
C m bi n thư ng
• Nguyên lý ch t o c m bi n th y ñâu?
• M ch ño
3 2:38 PM 4
1
- 1.1 KHÁI NI M VÀ PHÂN LO I 1.1 KHÁI NI M VÀ PHÂN LO I
Khái ni m c m bi n (Sensor): Các ñ i lư ng c n ño (m) không có tính
Các ñ i lư ng v t lý → các tín hi u ñi n ch t ñi n: Nhi t ñ , Áp su t ...)
Dùng trong h th ng ñi u khi n kín C m bi n ño (m) cho ta m t ñ c trưng (s)
(Feedback). mang tính ch t ñi n (như ñi n tích, ñi n áp,
Ngõ ra c m bi n: Tín hi u analoge ho c dòng ñi n ho c tr kháng)
tín hi u Digital.
(s) ch a ñ ng thông tin cho phép xác ñ nh
B mã hoá v trí, mã hoá góc d ch chuy n
Encoder, Resolver… giá tr c a ñ i lư ng ño.
5 6
2:38 PM 2:38 PM
1.1 KHÁI NI M VÀ PHÂN LO I 1.1 CÁC KHÁI NI M CHUNG
ð c trưng (s) là hàm c a ñ i lư ng c n ño Phân lo i theo thông s c a mô hình
m ch thay th
(m):
Ngư i ta g i: C m bi n tích c c có ñ u ra là ngu n áp
s: là ñ i lư ng ñ u ra c a c m bi n ho c ngu n dòng.
m: là ñ i lư ng ñ u vào. C m bi n th ñ ng ñư c ñ c trưng b ng
Thông qua ño ñ c s cho phép ta nh n bi t các thông s R, L, C, M ... tuy n tính ho c
giá tr c a m. phi tuy n.
7 8
2:38 PM 2:38 PM
2
- 1.1 CÁC KHÁI NI M CHUNG 1.1 CÁC KHÁI NI M CHUNG
Theo nguyên lý và d ng kích thích c a Các lo i c m bi n
c m bi n. Ta thư ng g p các lo i c m bi n
như sau:
Optical – Through-beam Inductive Capacitive
C m bi n áp su t C m bi n quang
C m bi n ño góc C m bi n nhi t ñ
C m bi n v n t c C m bi n t Optical – Retro-reflective Reed switch Symbols
C m bi n gia t c và rung
C m bi n l c và bi n d ng
C m bi n v trí và d ch chuy n Optical - Diffuse Inductive Connection
magnetic
9 2:38 PM 10
2:38 PM
1.1 CÁC KHÁI NI M CHUNG 1.1 CÁC KHÁI NI M CHUNG
Hình nh minh h a Hình nh minh h a
C m bi n quang hãng Festo Encoder
ng d ng các lo i c m bi n quang trong công nghi p
2:38 PM 11 2:38 PM 12
3
- 1.1 CÁC KHÁI NI M CHUNG 1.1 CÁC KHÁI NI M CHUNG
Hình nh minh h a
Hình nh minh h a
C m bi n ño t c ñ C m bi n ño dòng ñi n -
Tachometter Hall
2:38 PM 13 2:38 PM 14
1.1 CÁC KHÁI NI M CHUNG 1.1 CÁC KHÁI NI M CHUNG
Hình nh minh h a Hình nh minh h a
15 16
2:38 PM 2:38 PM
4
- 1.2 ðƯ NG CONG CHU N C A C M BI N 1.2 ðƯ NG CONG CHU N C A C M BI N
1.2.1 Khái ni m 1.2.1 Khái ni m
ðư ng cong chu n có th bi u di n b ng
ðư ng cong chu n c m bi n là ñư ng
bi u th c ñ i s dư i d ng s=F(m), ho c
cong bi u di n s ph thu c c a ñ i lư ng
b ng ñ th (Hình (a) là ñư ng cong chu n,
ñi n (s) ñ u ra c a c m bi n vào giá tr
hình (b) là ñư ng cong chu n c a c m bi n
c a ñ i lư ng ño (m) ñ u vào.
tuy n tính hóa)
17 18
2:38 PM 2:38 PM
1.2 ðƯ NG CONG CHU N C A C M BI N 1.2 ðƯ NG CONG CHU N C A C M BI N
1.2.1 Khái ni m 1.2.1 Khái ni m
D a vào ñư ng cong chu n c a ð d s d ng, ngư i ta thư ng ch t o
c m bi n có s ph thu c tuy n tính gi a
c m bi n, ta có th xác ñ nh giá tr
ñ i lư ng ñ u ra và ñ i lư ng ñ u vào,
mi chưa bi t c a m thông qua giá
phương trình s= F(m) có d ng s = am +b
tr ño ñư c si c a s. v i a, b là các h s , khi ñó ñư ng cong
chu n là ñư ng th ng
2:38 PM 19 20
2:38 PM
5
- 1.2 ðƯ NG CONG CHU N C A C M BI N 1.2 ðƯ NG CONG CHU N C A C M BI N
1.2.2 Phương pháp chu n hoá c m bi n 1.2.2 Phương pháp chu n hoá c m bi n
Chu n c m bi n là phép ño nh m: Chu n ñơn gi n
Xác l p m i quan h gi a giá tr s ño ñư c c a Khi có m t ñ i lư ng v t lý duy nh t tác ñ ng lên
ñ i lư ng ñi n ñ u ra m t ñ i lư ng ño, c m bi n s d ng không nh y
Giá tr m c a ñ i lư ng ño có tính ñ n các y u v i tác ñ ng c a các ñ i lư ng nh hư ng →
t nh hư ng dùng phương pháp chu n ñơn gi n.
Khi chu n c m bi n, v i m t lo t giá tr ñã bi t Chu n ñơn gi n là ño các giá tr c a ñ i lư ng ñ u
chính xác mi c a m, ño giá tr tương ng si c a ra ng v i các giá tr xác ñ nh không ñ i c a ñ i
s và d ng ñư ng cong chu n. lư ng ño ñ u vào.
2:38 PM 21 2:38 PM 22
1.2 ðƯ NG CONG CHU N C A C M BI N 1.2 ðƯ NG CONG CHU N C A C M BI N
1.2.2 Phương pháp chu n hoá c m bi n 1.2.2 Phương pháp chu n hoá c m bi n
Vi c chu n ti n hành theo 2 cách: Chu n nhi u l n
• Chu n tr c ti p: các giá tr khác nhau c a ñ i Khi c m bi n có ph n t b tr (tr cơ ho c tr t ),
lư ng ño l y t các m u chu n ho c các ph n t so giá tr ño ñư c ñ u ra ph thu c không nh ng vào
sánh có giá tr bi t trư c v i ñ chính xác cao. giá tr t c th i c a ñ i lư ng c n ño ñ u vào mà
• Chu n gián ti p: k t h p c m bi n c n chu n còn ph thu c vào giá tr trư c ñó c a c a ñ i lư ng
v i m t c m bi n so sánh ñã có s n ñư ng cong này. Trong trư ng h p như v y, ngư i ta áp d ng
chu n, c hai ñư c ñ t trong cùng ñi u ki n làm phương pháp chu n nhi u l n và ti n hành như sau:
vi c.
23 2:38 PM 24
2:38 PM
6
- 1.2 ðƯ NG CONG CHU N C A C M BI N 1.2 ðƯ NG CONG CHU N C A C M BI N
1.2.2 Phương pháp chu n hoá c m bi n 1.2.2 Phương pháp chu n hoá c m bi n
- ð t l i ñi m 0 c a c m bi n: ñ i lư ng c n - L p l i quá trình ño v i các giá tr gi m d n
ño và ñ i lư ng ñ u ra có giá tr tương ng t giá tr c c ñ i.
v i ñi m g c, m=0 và s=0. - Khi chu n nhi u l n cho phép xác ñ nh
- ðo giá tr ñ u ra theo m t lo t giá tr tăng ñư ng cong chu n theo c hai hư ng ño
d n ñ n giá tr c c ñ i c a ñ i lư ng ño tăng d n và ño gi m d n.
ñ u vào.
2:38 PM 25 2:38 PM 26
1.3 CÁC ð C TRƯNG CƠ B N C A C M BI N 1.3 CÁC ð C TRƯNG CƠ B N C A C M BI N
1.3.1 ð nh y c a c m bi n 1.3.1 ð nh y c a c m bi n
Khái ni m Trư ng h p t ng quát, bi u th c xác ñ nh
ð i v i c m bi n tuy n tính, gi a bi n thiên ñ nh y S c a c m bi n xung quanh giá tr
ñ u ra ∆s và bi n thiên ñ u vào ∆m có s mi c a ñ i lư ng ño xác ñ nh b i t s gi a
liên h tuy n tính: bi n thiên ∆s c a ñ i lư ng ñ u ra và bi n
thiên ∆m tương ng c a ñ i lư ng ño ñ u
:ñư c g i là ñ nh y c a c m
vào quanh giá tr ñó:
bi n
2:38 PM 27 2:38 PM 28
7
- 1.3 CÁC ð C TRƯNG CƠ B N C A C M BI N 1.3 CÁC ð C TRƯNG CƠ B N C A C M BI N
1.3.1 ð nh y c a c m bi n 1.3.1 ð nh y c a c m bi n
Lưu ý: ð phép ño ñ t ñ chính xác cao, khi nh hư ng c a các ñ i lư ng v t lý khác
thi t k và s d ng c m bi n c n làm sao (không ph i là ñ i lư ng ño) c a môi
cho ñ nh y S c a nó không ñ i, nghĩa là ít trư ng xung quanh.
ph thu c nh t vào các y u t sau: Thông thư ng nhà s n xu t cung c p giá
- Giá tr c a ñ i lư ng c n ño m và t n s tr c a ñ nh y S tương ng v i nh ng
thay ñ i c a nó. ñi u ki n làm vi c nh t ñ nh c a c m bi n.
- Th i gian s d ng.
2:38 PM 29 2:38 PM 30
1.3 CÁC ð C TRƯNG CƠ B N C A C M BI N 1.3 CÁC ð C TRƯNG CƠ B N C A C M BI N
1.3.2 ð tuy n tính c a c m bi n
1.3.2 ð tuy n tính c a c m bi n
ðư ng th ng t t nh t:
Khái ni m: M t c m bi n ñư c g i là tuy n tính
• Khi chu n c m bi n, ta nh n ñư c nhi u ñi m
trong m t d i ño xác ñ nh n u trong d i ch ñ ñó, ñ
tương ng (si ,mi) c a ñ i lư ng ñ u ra và ñ i
nh y không ph thu c vào ñ i lư ng ño.
lư ng ñ u vào.
N u c m bi n không tuy n tính, ta ñưa vào m ch
• V i các c m bi n tuy n tính, ñư ng cong chu n là
ño các thi t b hi u ch nh ñ tín hi u ñi n nh n ñư c
m t ñư ng th ng.
ñ u ra t l v i s thay ñ i c a ñ i lư ng ño ñ u
• Do sai s khi ño, các ñi m chu n (mi, si) nh n
vào. S hi u ch nh ñó ñư c g i là s tuy n tính hoá.
ñư c b ng th c nghi m thư ng không n m trên
cùng m t ñư ng th ng.
31 2:38 PM 32
2:38 PM
8
- 1.3 CÁC ð C TRƯNG CƠ B N C A C M BI N 1.3 CÁC ð C TRƯNG CƠ B N C A C M BI N
1.3.2 ð tuy n tính c a c m bi n 1.3.2 ð tuy n tính c a c m bi n
ðư ng th ng t t nh t:
Phương trình có d ng:
ðư ng th ng ñư c xây d ng trên cơ s các s li u
th c nghi m sao cho sai s là bé nh t, bi u di n s
tuy n tính c a c m bi n ñư c g i là ñư ng th ng t t
V i:
nh t.
Phương trình bi u di n ñư ng th ng t t nh t ñư c
l p b ng phương pháp bình phương bé nh t. Gi s
khi chu n c m bi n ta ti n hành v i N ñi m ño
2:38 PM 33 2:38 PM 34
1.3 CÁC ð C TRƯNG CƠ B N C A C M BI N 1.3 CÁC ð C TRƯNG CƠ B N C A C M BI N
1.3.2 ð tuy n tính c a c m bi n 1.3.3 Sai s và ñ chính xác c a c m bi n
Sai s
ð l ch tuy n tính C m bi n cũng như các d ng c ño lư ng khác,
ð i v i các c m bi n không hoàn toàn ngoài ñ i lư ng c n ño còn ch u tác ñ ng c a nhi u
tuy n tính, ngư i ta ñưa ra khái ni m ñ l ch ñ i lư ng v t lý khác gây nên sai s gi a giá tr ño
tuy n tính, xác ñ nh b i ñ l ch c c ñ i gi a ñư c và giá tr th c c a ñ i lư ng c n ño. G i ∆x là
ñ l ch tuy t ñ i gi a giá tr ño và giá tr th c x (sai
ñư ng cong chu n và ñư ng th ng t t nh t,
s tuy t ñ i), sai s tương ñ i c a b c m bi n ñư c
tính b ng % trong d i ño.
tính b ng:
2:38 PM 35 2:38 PM 36
9
- 1.3 CÁC ð C TRƯNG CƠ B N C A C M BI N 1.3 CÁC ð C TRƯNG CƠ B N C A C M BI N
1.3.3 Sai s và ñ chính xác c a c m bi n 1.3.3 Sai s và ñ chính xác c a c m bi n
Sai s c a c m bi n mang tính ch t ư c tính b i vì • Sai s ng u nhiên: là sai s xu t hi n có ñ l n và
không th bi t chính xác giá tr th c c a ñ i lư ng chi u không xác ñ nh. Ta có th d ñoán ñư c m t s
c n ño. Khi ñánh giá sai s c a c m bi n, ta thành nguyên nhân gây ra sai s ng u nhiên nhưng không
hai lo i: sai s h th ng và sai s ng u nhiên. th d ñoán ñư c ñ l n và d u c a nó. Nh ng
• Sai s h th ng: là sai s không ph thu c vào s nguyên nhân gây ra sai s ng u nhiên có th là:
l n ño, có giá tr không ñ i ho c thay ñ i ch m theo + Do s thay ñ i ñ c tính c a thi t b .
th i gian ño và thêm vào m t ñ l ch không ñ i + Do tín hi u nhi u ng u nhiên.
gi a giá tr th c và giá tr ño ñư c. + Do các ñ i lư ng nh hư ng không ñư c tính
ñ n khi chu n c m bi n.
2:38 PM 37 2:38 PM 38
1.3 CÁC ð C TRƯNG CƠ B N C A C M BI N 1.3 CÁC ð C TRƯNG CƠ B N C A C M BI N
1.3.4 ð nhanh và th i gian h i ñáp c a c m bi n 1.3.4 ð nhanh và th i gian h i ñáp c a c m bi n
• ð nhanh là ñ c trưng c a c m bi n cho phép
• Th i gian h i ñáp tương ng v i ε% xác
ñánh giá kh năng theo k p v th i gian c a ñ i
ñ nh kho ng th i gian c n thi t ph i ch ñ i
lư ng ñ u ra khi ñ i lư ng ñ u vào bi n thiên. Th i
sau khi có s bi n thiên c a ñ i lư ng ño ñ
gian h i ñáp là ñ i lư ng ñư c s d ng ñ xác ñ nh
giá tr s c a ñ nhanh. l y giá tr c a ñ u ra v i ñ chính xác ñ nh
ð nhanh tr là kho ng th i gian t khi ñ i lư ng ño trư c. Th i gian h i ñáp ñ c trưng cho ch ñ
thay ñ i ñ t ng t ñ n khi bi n thiên c a ñ i lư ng quá ñ c a c m bi n và là hàm c a các thông
ñ u ra ch còn khác giá tr cu i cùng m t lư ng gi i
s th i gian xác ñ nh ch ñ này.
h n ε tính b ng %
2:38 PM 39 40
2:38 PM
10
- 1.3 CÁC ð C TRƯNG CƠ B N C A C M BI N 1.3 CÁC ð C TRƯNG CƠ B N C A C M BI N
1.3.4 ð nhanh và th i gian h i ñáp c a c m bi n 1.3.4 ð nhanh và th i gian h i ñáp c a c m bi n
• Trong trư ng h p s thay ñ i c a ñ i • Kho ng th i gian tr khi tăng tdm là th i
lư ng ño có d ng b c thang, các thông s gian c n thi t ñ ñ i lư ng ñ u ra tăng t
th i gian g m th i gian tr khi tăng (tdm), giá tr ban ñ u c a nó ñ n 10% c a bi n
th i gian tăng (tm) ng v i s tăng ñ t ng t thiên t ng c ng c a ñ i lư ng này và
c a ñ i lư ng ño ho c th i gian tr khi gi m kho ng th i gian tăng tm là th i gian c n
(tdc), th i gian gi m (tc) ng v i s gi m ñ t thi t ñ ñ i lư ng ñ u ra tăng t 10% ñ n
ng t c a ñ i lư ng ño. 90% bi n thiên bi n thiên t ng c ng c a nó.
41 2:38 PM 42
2:38 PM
1.3 CÁC ð C TRƯNG CƠ B N C A C M BI N 1.3 CÁC ð C TRƯNG CƠ B N C A C M BI N
1.3.4 ð nhanh và th i gian h i ñáp c a c m bi n 2.3.4 ð nhanh và th i gian h i ñáp c a
c m bi n
• Tương t cho các ñ i lư ng tdc là th i Xác ñ nh các
gian tr khi gi m và tc là th i gian c n thi t
kho ng th i
ñ ñ i lư ng ñ u ra gi m t 10% ñ n
gian ñ c trưng
90% bi n thiên bi n thiên t ng c ng c a
cho ch ñ quá
nó
ñ
2:38 PM 43 44
2:38 PM
11
- 1.3 CÁC ð C TRƯNG CƠ B N C A C M BI N 1.3 CÁC ð C TRƯNG CƠ B N C A C M BI N
1.3.5 Gi i h n s d ng c a c m bi n 1.3.5 Gi i h n s d ng c a c m bi n
Trong quá trình s d ng: các c m bi n a) Vùng làm vi c danh ñ nh
Vùng làm vi c danh ñ nh tương ng v i nh ng ñi u
luôn ch u tác ñ ng c a ng l c cơ h c, tác
ki n s d ng bình thư ng c a c m bi n.
ñ ng nhi t... Khi các tác ñ ng này vư t quá
Gi i h n c a vùng là các giá tr ngư ng mà các ñ i
ngư ng cho phép, chúng s làm thay ñ i
lư ng ño là các ñ i lư ng v t lý có liên quan ñ n ñ i
ñ c trưng làm vi c c a c m bi n. B i v y lư ng ño ho c các ñ i lư ng nh hư ng có th thư ng
khi s d ng c m bi n, ngư i s d ng c n xuyên ñ t t i mà không làm thay ñ i các ñ c trưng
ph i bi t rõ các gi i h n này. làm vi c danh ñ nh c a c m bi n.
2:38 PM 45 2:38 PM 46
1.3 CÁC ð C TRƯNG CƠ B N C A C M BI N 1.3 CÁC ð C TRƯNG CƠ B N C A C M BI N
1.3.5 Gi i h n s d ng c a c m bi n 1.3.5 Gi i h n s d ng c a c m bi n
b) Vùng không gây nên hư h ng b) Vùng không gây nên hư h ng
• Vùng không gây nên hư h ng là vùng mà • Các ñ c trưng c a c m bi n có th b thay
khi mà các ñ i lư ng ño ho c các ñ i lư ng ñ i nhưng nh ng thay ñ i này mang tính
v t lý có liên quan và các ñ i lư ng nh thu n ngh ch, t c là khi tr v vùng làm
hư ng vư t qua ngư ng c a vùng làm vi c vi c danh ñ nh các ñ c trưng c a c m bi n
danh ñ nh nhưng v n còn n m trong ph m l y l i giá tr ban ñ u c a chúng.
vi không gây nên hư h ng.
2:38 PM 47 2:38 PM 48
12
- 1.3 CÁC ð C TRƯNG CƠ B N C A C M BI N 1.3 CÁC ð C TRƯNG CƠ B N C A C M BI N
1.3.5 Gi i h n s d ng c a c m bi n 1.3.5 Gi i h n s d ng c a c m bi n
c) Vùng không phá h y Các c m bi n ñư c ch t o d a trên cơ s các
• Là vùng khi các ñ i lư ng ño ho c các ñ i lư ng có liên hi n tư ng v t lý và ñư c phân làm hai lo i:
quan vư t qua ngư ng c a vùng không gây nên hư
C m bi n tích c c: là các c m bi n ho t ñ ng
h ng nhưng v n còn n m trong ph m vi không b phá
như m t máy phát, ñáp ng (s) là ñi n tích, ñi n
h y
áp hay dòng.
• Vùng này các ñ c trưng c a c m bi n b thay ñ i và
C m bi n th ñ ng: là các c m bi n ho t ñ ng
nh ng thay ñ i này mang tính không thu n ngh ch.
như m t tr kháng trong ñó ñáp ng (s) là ñi n
• Trong trư ng h p này c m bi n v n còn s d ng ñư c,
tr , ñ t c m ho c ñi n dung.
nhưng ph i ti n hành chu n l i c m bi n.
2:38 PM 49 2:38 PM 50
2.4.1 Hi u ng nhi t ñi n
1.3 CÁC ð C TRƯNG CƠ B N C A C M BI N 1.4 NGUYÊN LÝ CH T O C M BI N
1.3.5 Gi i h n s d ng c a c m bi n 1.4.1 Hi u ng nhi t ñi n
Hi u ng nhi t ng dùng trong ch t o c m bi n nhi t ñ
Các c m bi n tích c c ñư c ch t o d a
Hai dây d n (M1) và (M2) có b n ch t hoá h c khác nhau
trên cơ s ng d ng các hi u ng v t lý
ñư c hàn l i v i nhau thành m t m ch ñi n kín, n u nhi t
bi n ñ i m t d ng năng lư ng nào ñó ñ hai m i hàn là T1 và T2 khác nhau, khi ñó trong m ch
(nhi t, cơ ho c b c x ) thành năng lư ng xu t hi n m t su t ñi n ñ ng e(T1, T2) mà ñ l n c a nó
ph thu c chênh l ch nhi t ñ gi a T1 và T2.
ñi n.
Hi u ng nhi t ñi n ñư c ng d ng
Sau ñây mô t khái quát ng d ng m t s
ñ ño nhi t ñ T1 khi bi t trư c
hi u ng v t lý khi ch t o c m bi n nhi t ñ T2, thư ng ch n T2 = 0oC.
2:38 PM 51 52
2:38 PM
13
- 2.4 NGUYÊN LÝ CH T O C M BI N 2.4 NGUYÊN LÝ CH T O C M BI N
1.4.2 Hi u ng ho nhi t 1.4.3 Hi u ng áp ñi n
M t s tinh th g i là tinh th ho ñi n, có tính phân c c
M t s v t li u g i chung là v t li u áp ñi n, khi b bi n
ñi n t phát v i ñ phân c c ph thu c vào nhi t ñ , làm
d ng dư i tác ñ ng c a l c cơ h c, trên các m t ñ i di n
xu t hi n trên các m t ñ i di n c a chúng nh ng ñi n tích
c a t m v t li u xu t hi n nh ng lư ng ñi n tích b ng
trái d u. ð l n c a ñi n áp gi a hai m t ph thu c vào ñ
nhau nhưng trái d u, ñư c g i là hi u ng áp ñi n. ðo V ta
phân c c c a tinh th ho ñi n.
có th xác ñ nh ñư c cư ng ñ c a l c tác d ng F.
Hi u ng ho ñi n ñư c ng d ng ñ
ño thông lư ng c a b c x ánh sáng. Hi u ng áp ñi n
ðo ñi n áp V ta có th xác ñ nh ñư c thư ng dùng ch t o
thông lư ng ánh sáng Φ. c m bi n l c.
53 2:38 PM 54
2:38 PM
2.4 NGUYÊN LÝ CH T O C M BI N 2.4 NGUYÊN LÝ CH T O C M BI N
1.4.4 Hi u ng c m ng ñi n ñi n 1.4.5 Hi u ng quang ñi n
Khi m t dây d n chuy n ñ ng trong t trư ng không
Hi u ng quang d n: (hay còn g i là
ñ i, trong dây d n xu t hi n m t su t ñi n ñ ng t l v i
hi u ng quang ñi n n i) là hi n tư ng
t thông c t ngang dây trong m t ñơn v th i gian, nghĩa
là t l v i t c ñ d ch chuy n c a dây (Tương t cho m t gi i phóng ra các h t d n t do trong v t
khung dây) Hi u ng c m ng ñi n li u (thư ng là bán d n) khi chi u vào
t ñư c ng d ng ñ xác chúng m t b c x ánh sáng (ho c b c x
ñ nh t c ñ d ch chuy n
ñi n t nói chung) có bư c sóng nh hơn
c a v t thông qua vi c ño
su t ñi n ñ ng c m ng.
m t ngư ng nh t ñ nh.
2:38 PM 55 2:38 PM 56
14
- 2.4 NGUYÊN LÝ CH T O C M BI N 2.4 NGUYÊN LÝ CH T O C M BI N
1.4.5 Hi u ng quang ñi n 1.4.6 Hi u ng quang - ñi n - t
Khi tác d ng m t t trư ng B vuông góc v i b c x
Hi u ng quang phát x ñi n t : (hay còn
ánh sáng, trong v t li u bán d n ñư c chi u sáng s
g i là hi u ng quang ñi n ngoài) là hi n
xu t hi n m t hi u ñi n th theo hư ng vuông góc v i
tư ng các ñi n t ñư c gi i phóng và thoát t trư ng B và hư ng b c x ánh sáng. Hi u ng
kh i b m t v t li u t o thành dòng có th quang ñi n thư ng dùng ch t o c m bi n t .
thu l i nh tác d ng c a ñi n trư ng. Hi u
ng quang ñi n dùng ch t o các lo i c m
bi n quang
2:38 PM 57 58
2:38 PM
2.4 NGUYÊN LÝ CH T O C M BI N 2.4 NGUYÊN LÝ CH T O C M BI N
1.4.7 Hi u ng Hall 1.4.7 Hi u ng Hall
Khi ñ t m t t m m ng v t li u m ng (thư ng là bán
Hi u ng Hall ñư c ng d ng ñ xác ñ nh v trí
d n), trong ñó có dòng ñi n ch y qua, vào trong m t t
c a m t v t chuy n ñ ng. V t c n xác ñ nh v trí liên
trư ng B có phương t o v i dòng ñi n I trong t m m t góc
k t cơ h c v i thanh nam châm, m i th i ñi m, v
θ, s xu t hi n m t hi u ñi n th VH theo hư ng vuông
góc v i B và I. Bi u th c hi u ñi n th có d ng:
trí thanh nam châm xác ñ nh giá tr c a t trư ng B
và góc tương ng v i t m bán d n m ng làm v t
trung gian. Vì v y, hi u ñi n th VH ño ñư c gi a hai
Trong ñó KH là h s ph thu c
vào v t li u và kích thư c hình c nh t m bán d n là hàm ph thu c vào v trí c a
h c c a t m v t li u. v t trong không gian.
59 2:38 PM 60
2:38 PM
15
- 2.4 NGUYÊN LÝ CH T O C M BI N 2.4 NGUYÊN LÝ CH T O C M BI N
1.4.8 Nguyên lý ch t o c m bi n th ñ ng 1.4.8 Nguyên lý ch t o c m bi n th ñ ng
C m bi n th ñ ng thư ng ñư c ch t o t m t
S thay ñ i thông s hình h c c a tr kháng
tr kháng có các thông s ch y u nh y v i ñ i
gây ra do chuy n ñ ng c a ph n t chuy n ñ ng
lư ng c n ño. Giá tr c a tr kháng ph thu c kích
ho c ph n t bi n d ng c a c m bi n. Trong các
thư c hình h c, tính ch t ñi n c a v t li u ch t o
c m bi n có ph n t chuy n ñ ng, m i v trí c a
(như ñi n tr su t ρ, ñ t th m µ, h ng s ñi n môi
ph n t ñ ng s ng v i m t giá tr xác ñ nh c a
ε). Vì v y tác ñ ng c a ñ i lư ng ño có th nh
tr kháng, cho nên ño tr kháng có th xác ñ nh
hư ng riêng bi t ñ n kích thư c hình h c, tính ch t
ñư c v trí c a ñ i tư ng.
ñi n ho c ñ ng th i c hai.
2:38 PM 61 2:38 PM 62
2.4 NGUYÊN LÝ CH T O C M BI N 2.4 NGUYÊN LÝ CH T O C M BI N
1.4.7 Hi u ng Hall 1.4.7 Hi u ng Hall
Nguyên ch t o c m bi n th ñ ng: C m S thay ñ i thông s hình h c: Trong
bi n th ñ ng thư ng ñư c ch t o t m t các c m bi n có ph n t chuy n ñ ng,
tr kháng có các thông s ch y u nh y m i v trí c a ph n t ñ ng s ng v i
v i ñ i lư ng c n ño. Giá tr c a tr kháng
m t giá tr xác ñ nh c a tr kháng,
ph thu c kích thư c hình h c, tính ch t
nên ño tr kháng có th xác ñ nh ñư c
ñi n c a v t li u ch t o (như ñi n tr
v trí c a ñ i tư ng.
su t ρ, ñ t th m µ, h ng s ñi n môi ε).
2:38 PM 63 2:38 PM 64
16
- 2.4 NGUYÊN LÝ CH T O C M BI N 2.4 NGUYÊN LÝ CH T O C M BI N
1.4.7 Hi u ng Hall
Các ñ i lư ng c n ño có kh năng làm thay ñ i tính
Ph n t bi n d ng c a c m bi n: S ch t ñi n c a v t li u s d ng ch t o c m bi n:
thay ñ i tr kháng do bi n d ng liên
quan ñ n l c tác ñ ng, do ñó liên
quan ñ n ñ i lư ng c n ño. Xác ñ nh
tr kháng ta có th xác ñ nh ñư c ñ i
lư ng c n ño.
2:38 PM 65 2:38 PM 66
1.5 M CH ðO 1.5 M CH ðO
1.5.1 Sơ ñ m ch ño 1.5.1 Sơ ñ m ch ño
M ch ño bao g m toàn b thi t b ño ñ u ra c a m ch, tín hi u ñi n ñã qua x lý ñư c
chuy n ñ i sang d ng có th ñ c ñư c tr c ti p giá tr
(trong ñó có c m bi n) cho phép xác ñ nh
c n tìm c a ñ i lư ng ño. Vi c chu n h ño ñ m b o
chính xác giá tr c a ñ i lư ng c n ño trong
cho m i giá tr c a ch th ñ u ra tương ng v i m t
nh ng ñi u ki n t t nh t có th . giá tr c a ñ i lư ng ño tác ñ ng ñ u vào c a m ch.
ñ u vào c a m ch, c m bi n ch u tác
Sơ ñ m ch ño nhi t
ñ ng c a ñ i lư ng c n ño gây nên tín hi u ñ b ng c p nhi t
ñi n mang theo thông tin v ñ i c n ño.
2:38 PM 67 2:38 PM 68
17
- 1.5 M CH ðO 1.5 M CH ðO
1.5.1 Sơ ñ m ch ño
2.5.1 Sơ ñ m ch ño
M ch ño thư ng g m nhi u thành ph n 1) Máy phát ch c
năng
g m: các kh i ñ t i ưu hoá vi c thu th p, x
2) C m bi n ñi n tích
lý d li u, m ch tuy n tính hoá tín hi u nh n 3) Ti n khu ch ñ i
t c m bi n, m ch kh ñi n dung ký sinh, các 4) So pha l c nhi u
5) Khu ch ñ i
b chuy n ñ i nhi u kênh, b khu ch ñ i, b
6) Chuy n ñ i tương
so pha l c nhi u, b chuy n ñ i tương t -s , t s
7) Máy tính
b vi x lý, các thi t b h tr ... M ch ño ñi n th b m t
2:38 PM 69 2:38 PM 70
1.5 M CH ðO 1.5 M CH ðO
1.5.2 M t s ph n t cơ b n c a m ch ño 1.5.2 M t s ph n t cơ b n c a m ch ño
B khu ch ñ i thu t toán (KðTT) B khu ch ñ i ño lư ng IA: có hai ñ u vào
Là b khu ch ñ i dòng m t chi u có hai ñ u vào và
và m t ñ u ra. Tín hi u ñ u ra t l v i hi u
m t ñ u ra. ñ u vào c a m ch, c m bi n ch u tác
c a hai ñi n áp ñ u vào:
ñ ng c a ñ i lư ng c n ño gây nên tín hi u ñi n mang
Sơ ñ m ch
theo thông tin v ñ i c n ño.
khu ch ñ i ño
Sơ ñ m ch khu ch ñ i lư ng g m 3 b
thu t toán
KðTT ghép ñi n
tr
2:38 PM 71 2:38 PM 72
18
- 1.5 M CH ðO 1.5 M CH ðO
1.5.2 M t s ph n t cơ b n c a m ch ño 1.5.2 M t s ph n t cơ b n c a m ch ño
Kh ñi n áp l ch Kh ñi n áp l ch
ð i v i m t b khu ch KðTT lý tư ng khi h m ch
ph i có ñi n áp ra b ng không khi hai ñ u vào n i Sơ ñ m ch
mass. Th c t vì các ñi n áp bên trong nên t o ra kh ñi n áp
m t ñi n áp nh (ñi n áp phân c c) ñ u vào KðTT l ch
c vài mV, nhưng khi s d ng m ch kín ñi n áp này
ñư c khu ch ñ i và t o nên ñi n áp khá l n ñ u
ra.
2:38 PM 73 2:38 PM 74
1.5 M CH ðO 1.5 M CH ðO
1.5.2 M t s ph n t cơ b n c a m ch ño 1.5.2 M t s ph n t cơ b n c a m ch ño
M ch c u ñ u ra c a m ch, tín hi u ñi n ñã qua x lý ñư c
C u Wheatstone thư ng ñư c s d ng chuy n ñ i sang d ng có th ñ c ñư c tr c ti p giá
tr c n tìm c a ñ i lư ng ño. Vi c chu n h ño ñ m
trong các m ch ño nhi t ñ , l c, áp su t,
b o cho m i giá tr c a ch th ñ u ra tương ng v i
t trư ng... C u g m b n ñi n tr R1, R2,
m t giá tr c a ñ i lư ng ño tác ñ ng ñ u vào c a
R3 c ñ nh và R4 thay ñ i, ho t ñ ng như
m ch.
c u không cân b ng d a trên vi c phát
Sơ ñ m ch c u
hi n ñi n áp qua ñư ng chéo c a c u.
2:38 PM 75 2:38 PM 76
19
- C M BI N TI M C N
2:38 PM 77
20
nguon tai.lieu . vn
