Giáo trình Cảm biến công nghiệp - ThS. Hoàng Minh Công

Giáo trình cảm biến công nghiệp được viết cho chuyên ngành cơ điện tử gồm 10 chương, giới thiệu những kiến thức cơ bản về cảm biến, cấu tạo, nguyên lý hoạt động, các đặc trưng cơ bản và sơ đồ mạch đo của những cảm biến được sử dụng phổ biến trong công nghiệp cũng như trong thí nghiệm, nghiên cứu và được sắp xếp theo công dụng của các bộ cảm biến.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Cảm biến công nghiệp - ThS. Hoàng Minh Công**************************************************************** Đại học đà nẵng Trường đại học bách khoa ----------------------------------- Th.S. Hoàng Minh Công Giáo trình Cảm biến công nghiệp - Đà Nẵng 2004 -**************************************************************** Lời mở đầu Cảm biến được định nghĩa như một thiết bị dùng để cảm nhận và biến đổi cácđại lượng vật lý và các đại lượng không mang tính chất điện thành các đại lượng điệncó thể đo được. Nó là thành phần quan trọng trong một thiết bị đo hay trong một hệđiều khiển tự động. Đã từ lâu các bộ cảm biến được sử dụng như những bộ phận để cảm nhận vàphát hiện, nhưng chỉ từ vài ba chục năm trở lại đây chúng mới thể hiện vai trò quantrọng trong kỹ thuật và công nghiệp đặc biệt là trong lĩnh vực đo lường, kiểm tra vàđiều khiển tự động. Nhờ các tiến bộ của khoa học và công nghệ trong lĩnh vực vật liệu,thiết bị điện tử và tin học, các cảm biến đã được giảm thiểu kích thước, cải thiện tínhnăng và ngày càng mở rộng phạm vi ứng dụng. Giờ đây không có một lĩnh vực nào màở đó không sử dụng cảm biến. Chúng có mặt trong các hệ thống tự động phức tạp,người máy, kiểm tra chất lượng sản phẩm, tiết kiệm năng lượng, chống ô nhiễm môitrường. Cảm biến cũng được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực giao thông vận tải, sảnxuất hàng tiêu dùng, bảo quản thực phẩm, sản xuất ô tô ... Bởi vậy trang bị những kiếnthức cơ bản về cảm biến trở thành một yêu cầu quan trọng đối với các cán bộ kỹ thuật. Đối với sinh viên ngành cơ điện tử cũng như các ngành tự động hoá trong cáctrường đại học kỹ thuật, môn học cảm biến công nghiệp là một môn học bắt buộc trongchương trình đào tạo, nhằm trang bị những kiến thức cơ bản về cảm biến để học tốtcác môn học chuyên ngành. Giáo trình cảm biến công nghiệp được viết cho chuyênngành cơ điện tử gồm 10 chương, giới thiệu những kiến thức cơ bản về cảm biến, cấutạo, nguyên lý hoạt động, các đặc trưng cơ bản và sơ đồ mạch đo của những cảm biếnđược sử dụng phổ biến trong công nghiệp cũng như trong thí nghiệm, nghiên cứu vàđược sắp xếp theo công dụng của các bộ cảm biến. Do nội dung giáo trình bao quát rộng, tài liệu tham khảo hạn chế và trình độ cóhạn của người biên soạn nên chắc chắn giáo trình không tránh khỏi sai sót. Tác giảmong muốn nhận được sự góp ý của bạn đọc và đồng nghiệp để giáo trình được hoànthiện hơn. Các nhận xét, góp ý xin gửi về Khoa Cơ khí Trường Đại học Bách Khoa,Đại học Đà Nẵng. Tác giả Ch−¬ng I C¸c Kh¸i niÖm vµ ®Æc tr−ng c¬ b¶n1.1. Kh¸i niÖm vµ ph©n lo¹i c¶m biÕn1.1.1. Kh¸i niÖm C¶m biÕn lµ thiÕt bÞ dïng ®Ó c¶m nhËn biÕn ®æi c¸c ®¹i l−îng vËt lý vµ c¸c ®¹il−îng kh«ng cã tÝnh chÊt ®iÖn cÇn ®o thµnh c¸c ®¹i l−îng ®iÖn cã thÓ ®o vµ xö lý®−îc. C¸c ®¹i l−îng cÇn ®o (m) th−êng kh«ng cã tÝnh chÊt ®iÖn (nh− nhiÖt ®é, ¸p suÊt...) t¸c ®éng lªn c¶m biÕn cho ta mét ®Æc tr−ng (s) mang tÝnh chÊt ®iÖn (nh− ®iÖntÝch, ®iÖn ¸p, dßng ®iÖn hoÆc trë kh¸ng) chøa ®ùng th«ng tin cho phÐp x¸c ®Þnh gi¸trÞ cña ®¹i l−îng ®o. §Æc tr−ng (s) lµ hµm cña ®¹i l−îng cÇn ®o (m): s = F (m ) (1.1) Ng−êi ta gäi (s) lµ ®¹i l−îng ®Çu ra hoÆc lµ ph¶n øng cña c¶m biÕn, (m) lµ ®¹il−îng ®Çu vµo hay kÝch thÝch (cã nguån gèc lµ ®¹i l−îng cÇn ®o). Th«ng qua ®o ®¹c(s) cho phÐp nhËn biÕt gi¸ trÞ cña (m).1.1.2. Ph©n lo¹i c¶m biÕn C¸c bé c¶m biÕn ®−îc ph©n lo¹i theo c¸c ®Æc tr−ng c¬ b¶n sau ®©y:- Theo nguyªn lý chuyÓn ®æi gi÷a ®¸p øng vµ kÝch thÝch (b¶ng 1.1). B¶ng 1.1 HiÖn t−îng ChuyÓn ®æi ®¸p øng vµ kÝch thÝch - NhiÖt ®iÖn - Quang ®iÖn - Quang tõ HiÖn t−îng vËt lý - §iÖn tõ - Quang ®µn håi - Tõ ®iÖn - NhiÖt tõ... - BiÕn ®æi ho¸ häc Ho¸ häc - BiÕn ®æi ®iÖn ho¸ - Ph©n tÝch phæ ... - BiÕn ®æi sinh ho¸ Sinh häc - BiÕn ®æi vËt lý - 5- - HiÖu øng trªn c¬ thÓ sèng ...- Ph©n lo¹i theo d¹ng kÝch thÝch ...