Bài giảng Hệ thống thu thập dữ liệu đo lường

Bài giảng Hệ thống thu thập dữ liệu đo lường với các nội dung về kỹ thuật cảm biến đo lường trong hệ thống CĐT; phân loại cảm biến; các thông số cơ bản của cảm biến; cảm biến đo chuyển vị và chuyển động; cảm biến đo lực, momen, xúc giác;...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Hệ thống thu thập dữ liệu đo lường HỆ THỐNG THU THẬP DỮ LIỆU ĐO LƯỜNG Nội dung bài giảng : Kỹ thuật cảm biến đo lường trong hệ thống CĐT Phân loại cảm biến Các thông số cơ bản của cảm biến Cảm biến đo chuyển vị và chuyển động Cảm biến đo lực, momen, xúc giác Cảm biến nhiệt Cảm biến siêu âm Thiết bị sợi quang học HỆ THỐNG THU THẬP DỮ LIỆU ĐO LƯỜNG 1.1. Giới thiệu chung về cảm biến và đo lường.•QTCNlàhệvậtlýđượcmôtảbởicácbiếntrạngthái.Cácbiếntrạngtháiđượcđặctrưngchođịnhtính(quality)vàđịnhlượng(Quantity)CủaQTCNbởiPTtoánlýhoặcsốđothựcnghiệm.•QTCNđượcđiềukhiểnbởicácHTđolườngvàĐKTĐhoạtđộngtheochươngtrìnhtrêncơsởdữliệuthuđượctừcácPTcảmbiếnđolường(Tranducer)vàcáctínhnăngcủacácPTchấphành(actuator) H.2.1.MôhìnhĐKTDcủaQTCN HỆ THỐNG THU THẬP DỮ LIỆU ĐO LƯỜNG 1.1. Giới thiệu chung về cảm biến và đo lường.H.2.2.CấutrúcđiểnhìnhhệthốngcảmbiếnđolườngvàĐKTĐSựpháttriểncủangànhđiệntửtinhọcviễnthông,vàcácmạngmáytính(cụcbộvàdiệnrông)đượcsửdụngchohệcảmbiếnđolườngđiềukhiểntựđộngđểđiềukhiểncácQTCNcũngnhưtheodõigiámsátquátrình. HỆ THỐNG THU THẬP DỮ LIỆU ĐO LƯỜNG 1.1. Giới thiệu chung về cảm biến và bộ chuyển đổi. 1.2CácphầntửcủaHệthốngđolườngđiều khiển •Hệthốngđolườngcảmbiếngồm3thànhphần: •Cảmbiến(Sensor) •Giacôngtínhiệu(SignalConditioning) •Hệthốnghiểnthị(DisplaySystem) •Bộvixửlý(Processor)H.2.1.Hệthốngđovàcácthànhphần HỆ THỐNG THU THẬP DỮ LIỆU ĐO LƯỜNG1.KỹthuậtcảmbiếnđolườngtrongHTCĐTHaithànhphầncơbảncủahệthốngđiềukhiểnhiệnđạilà:•Cảmbiến(Sensor):cảmnhậncácđạilượngđovàchuyểnđổithànhtínhiệutươngứngtạiđầura(thườngtínhiệuđiện).Độchínhxáctốiđacủahệthốngđiềukhiểnbằngtổngđộnhạycủatừngcảmbiếnvàđộnhiễubêntrongcủanó. H.2.1:Hệđolườngcơđiệntửvớibộnguồnphụ HỆ THỐNG THU THẬP DỮ LIỆU ĐO LƯỜNG1.KỹthuậtcảmbiếnđolườngtrongHTCĐT 1.1. Giới thiệu chung về cảm biến và bộ chuyển đổi.•Giacôngtínhiệu:Chuyểnđổitínhiệucủacảmbiếnthànhtínhiệuphùhợpđểhiểnthịhặcvàomodunđiềukhiểnđểthựchiệnxíchđiềukhiển.•Đâylàkhâuthuthậpdữliệu,giacôngtínhiệuvàchuyểnđổisơcấp(thườnggọimạchđo).TínhiệutừSensorcủamộthệthốngđothườngđượcxửlýtheophươngphápphùhợpvớigiaiđoạnhoạtđộngtiếptheo.•Tínhiệuxửlýquagiacôngtínhiệucóthểlàkhuyêchđại,loạinhiễu(noise),chỉnhlưuchophẳng,A/DhoặcD/A,biếnđiệntrởthànhbiếndòngđiện,hoặcbiếnđiệnápthànhbiếndòngtươngứng….•Hệthốnghiểnthị:Tínhiệuratừbộgiacôngtínhiệuđượcthểhiệndướidạngconsốđosovớiđơnvịđo(hiểnthịsố)hoặcdạngbiểu HỆ THỐNG THU THẬP DỮ LIỆU ĐO LƯỜNG•Bộ xử lý : nhận tín hiệu từ gia công tín hiệu và xử lý tín hiệu chocơ cấu chấp hành hoạt động Thuậtngữcảmbiếnkhônghoàntoàn thốngnhất.Tùytheomứcđộxửlýtín hiệuđiện,cócácthuậtngữkhácnhau: “Cảmbiến”,“Bộchuyểnđổi”,“đầu đo” HỆ THỐNG THU THẬP DỮ LIỆU ĐO LƯỜNG Hệ thống dụng cụ tổng quát có các thành phần sau : • Khối cảm biến ( Vị trí, lực, Khối lượng, Nhiệt độ, áp suất, dòng lưu lượng, Số . • Khối chuyển đổi cảm biến. • Khối xử lý tín hiệu • Khối cấu trúc vào/ra (I/O) • Khối ứng dụngHình2.4.Hệthốngdụngcụvàthànhphầncủanó. HỆ THỐNG THU THẬP DỮ LIỆU ĐO LƯỜNG1.2. MỨC TÍCH HỢP VÀ YÊU CẦU ĐỐI VỚI CẢM BIẾNDòngtínhiệutrongcảmbiếnđượcbiểuthịtheocácbướcsau:H.2.2.Mứctíchhợpcủacáccảmbiến HỆ THỐNG THU THẬP DỮ LIỆU ĐO LƯỜNGBước1:Chuyểnđổiđạilượngcầnđothànhmộthaynhiềuđạilượngtrunggian(khôngphảiđạilượngđiện).Phươngphápđokhôngsửdụngcácđạilượngtrunggianđượcgọilàphươngphápđotrựctiếp.Ngượclại,cósửdụngđạilượngtrụnggiangọilàphươngphápđoB ước2:giánti Chuyểnđổiđạilượngđầurahayđạilượngtrunggianthành ếp.đạilượngđiệnsơcấpthôngquaBộchuyểnđổi(Tranducer).Tổhợpbộchuyểnđổicơvàphầntửchuyểnđổicơđiệntạothànhkiểuđơngiảnnhấtcủacảmbiếnlàbộchuyểnđổi.Bước3:Bộxửlýđiệntửtươngtựxửlýtínhiệuđiệnsơcấp,nhưkhuêchđại,lọcnhiễu,bùđiểmkhông,tuyếntínhhóatínhiệuđo,lựachọndãiđovàchuyểndãiđo,…vàchuẩnhóatínhiệura.Bước4:Bộchuyểnđổitươngtựsố(ADC)(AnalogDigitalConverter)chuyểnđổicáctínhiệutươngtựthànhtínhiệusốchomáytínhxửlý.Bước5:Tíchhợpcácbộvixửlýsốđểxửlýtínhiieujđo:Giámsát ...