Bài giảng Cảm biến công nghiệp - Chương 7

Chương 7 Cảm biến đo vận tốc, gia tốc và rung thuộc bài giảng Cảm biến công nghiệp, có cấu trúc nội dung cần tìm hiểu được chia làm 3 phần: Phần 1 Cảm biến đo vận tốc, phần 2 Cảm biến đo gia tốc, phần 3 Cảm biến đo rung. Cùng tham khảo chương học để nắm rõ hơn nội dung kiến thức.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Cảm biến công nghiệp - Chương 7VII. Cảm biến đo vận tốc, gia tốc và rung 1. Cảm biến đo vận tốc 2. Cảm biến đo gia tốc 3. Cảm biến đo rung1. Cảm biến đo vận tốca) Giới thiệu Vận tốc (tuyến tính/dài): Thể hiện mức độ thay đổi vị trí của đối tượng Là một đại lượng vectơ: có hướng và độ lớn • Hướng chỉ hướng di chuyển của vật • Độ lớn (tốc độ) xác định mức độ nhanh của đối tượng di chuyển Đơn vị đo: chiều dài/thời gian (km/h, m/s, …) Vận tốc góc: Thể hiện mức độ thay đổi vị trí góc của đối tượng Là đại lượng vectơ Đơn vị đo: góc quay/thời gian (vòng/phút, rad/s)1. Cảm biến đo vận tốcb) Đo vận tốc tuyến tính Nguyên lý đo Dựa vào cảm ứng điện từ Dựa vào sai lệch dịch chuyển Dựa vào dịch chuyển Doppler Chuyển từ vận tốc tuyến tính sang vận tốc góc 1. Cảm biến đo vận tốc b) Đo vận tốc tuyến tính Cảm biến vận tốc điện từKhi cuộn dây di chuyển hoặcnam châm di chuyển thì từtrường biến thiên trong cuộndây và sinh ra một hiệu điệnthế cảm ứnge0 = BLVB: Cường độ từ trườngL: Chiều dài cuộn dâyV: vận tốc di chuyển1. Cảm biến đo vận tốcb) Đo vận tốc tuyến tính Dựa vào sai lệch dịch chuyển 1. Cảm biến đo vận tốc b) Đo vận tốc tuyến tính Dựa vào dịch chuyển DopplerPhát sóng tớivật, sau đónhận sóng phảnhồi. Đo bướcsóng phản hồi tính ra vậntốc1. Cảm biến đo vận tốcb) Đo vận tốc tuyến tính Chuyển từ vận tốc tuyến tính sang vận tốc góc Thảo luận: - Nguyên lý súng bắn tốc độ của CSGT? - Nguyên lý đồng hồ tốc độ của xe?1. Cảm biến đo vận tốcc) Đo vận tốc gốc Máy phát tốc – Tachogenerator Tạo ra điện áp tỉ lệ với vận tốc góc của trục quay ngõ vào DC: tạo ra một mức điện áp tỉ lệ với tốc độ. AC: tạo ra một điện áp AC với tần số tỉ lệ với tốc độ. 1. Cảm biến đo vận tốc Cấu tạo: c) Đo vận tốc gốc - Đĩa quay Tốc độ kế xung - Cuộn dây có lõi sắt từ - Nam châm vĩnh cửu Từ trở biến thiên - Đĩa quay Hoạt động: Khi đia quay → khe hở δ biên thiên ̃ ́ → từ trở mach từ biên thiên → Φ qua ̣ ́ cuôn dây biên thiên → trong cuôn ̣ ́ ̣ dây xuât hiên s.đ.đ cam ứng (e) có ́ ̣ ̉ tân số (f) tỉ lệ với tôc độ quay (n): ̀ ́ f=n.p (p: số răng trên đĩa) Biên độ E phụ thuộc hai yếu tố: - Khoảng cách giữa cuộn dây và đĩa quay: khoảng cách càng lớn E càng1) Đĩa quay (bánh răng) nhỏ.2) Cuộn dây 3) Nam châm vĩnh cửu - Tốc độ quay: Tốc độ quay càng lớn, E càng lớn. 1. Cảm biến đo vận tốc c) Đo vận tốc gốc - Nguồn sáng là một diot phát quang - Đĩa quay: đặt giữa nguồn sáng và đầu Tốc độ kế xung thu, có các lỗ bố trí cách đều trên một Quang vòng tròn. - Đầu thu là một photodiode hoặc phototranzitor. Hoạt động - Khi đĩa quay, đầu thu chỉ chuyển mạch khi nguồn sáng, lỗ, nguồn phát sáng thẳng hàng. - Đầu thu quang nhận được một thông lượng ánh sáng thay đổi và phát tín hiệu1) Nguồn sáng 2) Thấu kính hội tụ có tần số tỉ lệ với tốc độ quay nhưng3) Đĩa quay 4) Đầu thu quang biên độ không phụ thuộc tốc độ quay.1. Cảm biến đo vận tốcc) Đo vận tốc gốc Tốc độ kế xung Encoder là gì?2. Cảm biến đo gia tốc Phương pháp đo: Gia tôc nhỏ có dao đông trong tâm tần số thấp (f = 0 ÷ ́ ̣ ̣ ~20 Hz): dùng cảm biến đo dịch chuyển và cảm biến đo biến dạng. Gia tôc rung (tần số vài trăm Hz): dùng cảm biến từ ́ trở biến thiên, cảm biến đo biến dạng (kim loại hoặc áp điện trở). Gia tôc rung ( tần số trung bình và tương đối cao: ́ ~10kHz): dùng gia tốc kế áp trở hoặc áp điện. Gia tốc khi va đập, gia tốc tôc có dạng xung: dùng ́ cảm biến gia tốc có dải thông rộng v ...