Bài giảng Nhập môn cơ điện tử: Chương 2 - TS. Nguyễn Anh Tuấn

Bài giảng "Nhập môn cơ điện tử: Chương 2 - Cảm biến" được biên soạn bao gồm các nội dung chính sau: Khái niệm cảm biến; Phân loại cảm biến; Các đặc tính của cảm biến; Nguyên lý của các cảm biến; Chuẩn hóa tín hiệu. Mời các bạn cùng tham khảo bài giảng tại đây.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Nhập môn cơ điện tử: Chương 2 - TS. Nguyễn Anh Tuấn 10/27/2018 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY Nhập môn Cơ điện tử Introduction to Mechatronics Giảng viên: TS. Nguyễn Anh Tuấn Bộ môn Cơ điện tử – ĐHBK Hà Nội Email: bktuan2000@gmail.com 1ContentChương 1. Tổng quan Cơ điện tử Chương 2. Cảm biến Chương 3. Cơ cấu chấp hành Chương 4. Thiết bị điều khiển Chương 5. Thị giác máy Chương 6. Xử lý tín hiệu Chương 7. Rô bốt công nghiệpChương 8. Phần mềm 1 1 10/27/2018 Chương 2- Cảm biến2.1. Khái niệm2.2. Phân loại cảm biến2.3. Các đặc tính của cảm biến2.4. Các nguyên lý cơ bản của các cảm biến2.5. Chuẩn hóa tín hiệu 2 2.1. Khái niệm Vai trò của cảm biến trong hệ thống Cơ điện tửCảm biến là thiết bị dùng để cảm nhận, biến đổi các đạilượng vật lý cần đo (nhiệt độ, chuyển vị, lực, v.v... có thểlà các đại lượng không có tính chất điện) thành các đạilượng điện tỷ lệ (điện, từ trường, v.v...) để xử lý và sửdụng làm tín hiệu điều khiển.Các dạng năng lượng cần đo: Cơ, nhiệt, điện từ, quang,hóa học, v.v... 3 2 10/27/2018 2.1. Khái niệmHệ thống cảm biếnCảm biến điện tử có:- Bộ biến đổi sơ cấp: biến đổi các đại lượng vật lý thành tín hiệu điện.- Bộ biến đổi thứ cấp: chuyển các tín hiệu điện thành tín hiệu số hoặc tín hiệu tương tự. Primary Secondary transducer transducer Hệ thống cảm biến 4 2.2. Phân loạiPhân loại theo đại lượng cần đo: Hiện tượng Đại lượng cần đo Cơ học - Vị trí - Lực, áp suất - Gia tốc, vận tốc - Ứng suất, độ cứng, mô men - Khối lượng, tỉ trọng - Vận tốc chất lưu, độ nhớt,... Nhiệt - Nhiệt độ - Nhiệt dung, tỉ nhiệt,... Điện - Điện tích, dòng điện - Điện thế, điện áp - Điện trường (biên, pha, phân cực, phổ) - Điện dẫn, hằng số điện môi,... Quang - Biên, pha, phân cực, phổ, tốc độ truyền - Hệ số phát xạ, khúc xạ, hấp thụ, hệ số bức xạ,... 5 3 10/27/2018 2.2. Phân loạiPhân loại theo nguyên lý chuyển đổi giữađáp ứng và kích thích: Hiện tượng Chuyển đổi đáp ứng và kích thích Vật lý - Nhiệt điện - Quang điện - Quang từ - Điện từ - Quang đàn hồi - Từ điện - Nhiệt từ,... Hóa học - Biến đổi hoá học - Biến đổi điện hoá - Phân tích phổ,... Sinh học - Biến đổi sinh hoá - Biến đổi vật lý - Hiệu ứng trên cơ thể sống,... 6 2.2. Phân loại Phân loại theo nguồn năng lượng tiêu thụ:Phân loại cảm biến Hiệu ứng được sử dụngCảm biến chủ động: - Hiệu ứng nhiệt điện: Cặp nhiệt điện,không sử dụng điện năng bổ Can nhiệt (Cảm biến nhiệt độ)…sung để chuyển sang tín hiệu - Hiệu ứng cảm ứng điện từ: Cảm biến đođiện; là các cảm biến hoạt động tốc độ…như một máy phát, đáp ứng (s) - Hiệu ứng áp điện: Cảm biến lực, áplà điện tích, điện áp hay dòng. suất, gia tốc…Cảm biến thụ động: - Cảm biến biến trở, cảm biến tiệm cận,…có sử dụng điện năng bổ sungđể chuyển sang tín hiệu điện; làcác cảm biến hoạt động nhưmột trở kháng trong đó đáp ứng(s) là điện trở, độ tự cảm hoặcđiện dung. ...