CẢM BIẾN CÔNG NGHIỆP - CHƯƠNG 1 Khái niệm và các đặc trưng cơ bản

Cảm biến là bộ phận dùng để cảm nhận và biếnđổi các đại lượng vật lý cần đo (có tính chất điệnhoặc không) thành các đại lượng đo (thườngmang tính chất điện) chứa đựng thông tin chophép xác định giá trị của đại lượng cần đo.Đại lượng đầu vào (hay kích thích) (m):Tác động của đại lượng cần đo (có tínhchất điện hoặc không)• Đại lượng đầu ra (hay đáp ứng )(s): Tínhiệu ra của CB (thường mang tính chấtđiện)....
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
CẢM BIẾN CÔNG NGHIỆP - CHƯƠNG 1 Khái niệm và các đặc trưng cơ bản MÔN HỌC: CẢM BIẾN CÔNG NGHIỆPChương 1: Khái niệm và các đặc trưng cơ bảnChương 2: Cảm biến đo quangChương 3: Cảm biến đo nhiệt độChương 4: Cảm biến đo vị trí & dịch chuyểnChương 5: Cảm biến đo biến dạngChương 6: Cảm biến đo lựcChương 7: Cảm biến đo vận tốc, gia tốc và rungChương 8: Cảm biến đo áp suấtChương 9: Cảm biến đo lưu lượng và mức chất lưuĐọc thêm: Cảm biến đo một số chỉ tiêu công nghệ - Truyền kết quả đi xa - Cảm biến thông minh TÀI LIỆU THAM KHẢO1. Bài giảng CẢM BIẾN CÔNG NGHIỆP2. Giáo trình CẢM BIẾN CÔNG NGHIỆP – Hoàng Minh Công – NXB XÂY DỰNG NĂM 2007.1.2.3. 1. Khái niệm và phân loại1.1. 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): Tínhiệu ra của CB (thường mang tính chấtđiện).• 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 biến2.1. Đường cong chuẩn2.2. Độ nhạy2.3. Độ tuyến tính2.4. Độ chính xác2.5. Độ nhanh và thời gian hồi đáp2.6. Giới hạn sử dụng 2.1. Đường cong chuẩna) 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 chuẩnb) 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 chuẩnb) 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 nhạya) 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 nhạyb) 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 nhạyc) 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 tínha) Khái niệm:• Trong chế độ tĩnh, độ tuyến tính biểu thị sự không ...