Xem mẫu
- MÔN HỌC: CẢM BIẾN CÔNG NGHIỆP
Chương 1: Khái niệm và các đặc trưng cơ bản
Chương 2: Cảm biến đo quang
Chương 3: Cảm biến đo nhiệt độ
Chương 4: Cảm biến đo vị trí & dịch chuyển
Chương 5: Cảm biến đo biến dạng
Chương 6: Cảm biến đo lực
Chương 7: Cảm biến đo vận tốc, gia tốc và rung
Chương 8: Cảm biến đo áp suất
Chương 9: Cảm biến đo lưu lượng và mức chất lưu
Đọc thêm: Cảm biến đo một số chỉ tiêu công nghệ -
Truyền kết quả đi xa - Cảm biến thông minh
- TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Bài giảng CẢM BIẾN CÔNG NGHIỆP
2. Giáo trình CẢM BIẾN CÔNG NGHIỆP –
Hoàng Minh Công – NXB XÂY DỰNG NĂM 2007.
- 1.
2.
3.
- 1. Khái niệm và phân loại
1.1. Khái niệm
• Cảm biến là bộ phận dùng để cảm nhận và biến
đổi các đại lượng vật lý cần đo (có tính chất điện
hoặc không) thành các đại lượng đo (thường
mang tính chất điện) chứa đựng thông tin cho
phép xác định giá trị của đại lượng cần đo.
.
- 1.1. Khái niệm
• Đại lượng đầu vào (hay kích thích) (m):
Tác động của đại lượng cần đo (có tính
chất điện hoặc không)
• Đại lượng đầu ra (hay đáp ứng )(s): Tín
hiệu ra của CB (thường mang tính chất
điện).
• Đáp ứng (s) là hàm đơn trị của đại lượng
cần đo (m):
Thông qua đos =→ xác định giá trị (m).
(s) F( m )
- 1.2. Phân loại cảm biến
- 2. Các đặc trưng cơ bản của cảm biến
2.1. Đường cong chuẩn
2.2. Độ nhạy
2.3. Độ tuyến tính
2.4. Độ chính xác
2.5. Độ nhanh và thời gian hồi đáp
2.6. Giới hạn sử dụng
- 2.1. Đường cong chuẩn
a) Khái niệm đường cong chuẩn: đường
cong biểu diễn sự phụ thuộc của đáp ứng
(s) ở đầu ra của cảm biến vào giá trị của
đại lượng đo (m) ở đầu vào.
• Biểu diễn:
+ Bằng biểu thức đại số.
+ Bằng đồ thị.
- 2.1. Đường cong chuẩn
• Biểu diễn bằng biểu thức đại số
s= F(m)
Ví dụ cảm biến tuyến tính:
s= a.m +b
Trong đó: a, b là các hằng số.
- 2.1. Đường cong chuẩn
- 2.1. Đường cong chuẩn
b) Chuẩn cảm biến: phép đo xác lập
mối quan hệ giữa giá trị (s) đo được
của đại lượng đầu ra của CB và giá
trị (m) của đại lượng cần đo có tính
đến các yếu tố ảnh hưởng, trên cơ
sở đó xây dựng đường cong chuẩn
dưới dạng tường minh (đồ thị hoặc
biểu thức đại số).
- 2.1. Đường cong chuẩn
b) Phương pháp chuẩn:
• Chuẩn đơn giản: áp dụng khi cảm biến
chỉ chịu tác động của một đại lượng đo
duy nhất.
• Chuẩn nhiều lần: áp dụng khi cảm biến
có phần tử trễ, kết quả đo theo hai chiều
tăng giảm của đại lượng đo khác nhau.
- 2.1. Đường cong chuẩn
• Chuẩn đơn giản: đo các giá trị của đại lượng
đầu ra (si) ứng với một loạt các giá trị xác định
không đổi của đại lượng đầu vào (mi).
⇒ Chuẩn trực tiếp: giá trị của đại lượng đo lấy từ
các mẫu chuẩn hoặc các phần tử so sánh có
giá trị biết trước với độ chính xác cao.
⇒ Chuẩn gián tiếp: kết hợp CB cần chuẩn với
một CB so sánh đã có sẵn đường cong chuẩn
(trong cùng điều kiện làm việc).
- 2.1. Đường cong chuẩn
• Chuẩn nhiều lần: đo các giá trị (si) của
đại lượng đầu ra ứng với một loạt các giá
trị (mi) của đại lượng đầu vào theo hai
chiều tăng và giảm của đại lượng cần đo.
s
si’
si
si
m
mi
m
mi
Chuẩn đơn giản Chuẩn nhiều lần
- 2.2. Độ nhạy
a) Độ nhạy trong chế độ tĩnh: xác định bởi
tỉ số giữa biến thiên đầu ra (∆s) trên biến
thiên đầu vào (∆m).
∆s
S=
∆m
∆s
Cảm biến tuyến tính: S = ∆m = const
-
⇒ Không phụ thuộc điểm làm việc của CB.
- 2.2. Độ nhạy
- Cảm biến phi tuyến tính:
∆s
S= ≠ const
∆m m = mi
⇒ Độ nhạy phụ thuộc điểm làm việc của
CB.
s s
(si,mi)
α α
m m
- 2.2. Độ nhạy
b) Hệ số chuyển đổi tĩnh: xác định bởi tỷ
số giữa giá trị ở đầu ra và giá trị ở đầu
vào tại điểm làm việc Qi đang xét:
s
ri =
m Qi
⇒ Hệ số CĐT bằng độ nhạy S khi đặc trưng
tĩnh của cảm biến là đường thẳng đi qua
gốc tọa độ.
- 2.2. Độ nhạy
c) Độ nhạy trong chế độ động: được xác
định khi đại lượng đo biến thiên tuần hoàn
theo thời gian.
• Kích thích: m(t )= m0 + m1. cos ωt
• Đáp ứng: s(t )= s 0 + s1. cos(ωt + ϕ)
s1
⇒ Độ nhạy: S=
m
1 Q0
- 2.3. Độ tuyến tính
a) Khái niệm:
• Trong chế độ tĩnh, độ tuyến tính biểu thị
sự không phụ thuộc của độ nhạy vào giá
trị của đại lượng đo ⇒ đặc trưng tĩnh là
đoạn thẳng.
• Trong chế độ động, biểu thị sự không
phụ thuộc của độ nhạy S, của các thông
số hồi đáp của CB (f0,ξ…)vào giá trị của
đại lượng đo.
- 2.3. Độ tuyến tính
b) Đường thẳng tốt nhất: đường thẳng xây
dựng trên cơ sở các số liệu thực nghiệm
khi chuẩn cảm biến sao cho sai số là bé
s = a.m+ b
nhất.
N.∑ si .m i − ∑ si .∑ m i
a=
Trong đó:
N.∑ m − (∑ m i )
2
2
i
∑ si .∑ m2 − ∑ mi .si .∑ mi
b= i
N.∑ m − (∑ mi )
2
2
i
nguon tai.lieu . vn