Giáo trình Đo lường và cảm biến - Trường CĐ Kinh tế - Kỹ thuật Vinatex TP. HCM

Giáo trình Đo lường và cảm biến gồm có 6 chương với những nội dung chính sau: Chương I: Khái niệm về đo lường & cảm biến; Chương II: Đo lường vị trí & sự dịch chuyển; Chương III: Cảm biến & đo lường nhiệt độ; Chương IV: Đo lực & áp suất; Chương V: Đo lưu lượng – mức; Chương VI: Đo vận tốc & gia tốc. Mời các bạn cùng tham khảo để biết thêm nội dung chi tiết.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Đo lường và cảm biến - Trường CĐ Kinh tế - Kỹ thuật Vinatex TP. HCMTRƯỜNG CAO KINH TẾ - KỸ THUẬT VINATEX TP.HCM GIÁO TRÌNH ĐO LƯỜNG - CẢM BIẾN Thành Phố Hồ Chí Minh – 2017 12 CHƯƠNG I : KHI NIỆN VỀ ĐO LƯỜNG & CẢM BIẾNI/ CẤU TRÚC CỦA MỘT DỤNG CỤ ĐO KHÔNG ĐIỆN : X Chuyển đổi sơ cấp Y Cơ cấu chỉ ( cảm biến ) Mạch đo thị Đại lượng Đại lượng điện không điệnMạch đo gồm 3 khâu :+ Chuyển đổi ( sensor): thu nhận hoặc biến đổi sự thay đổi của đại lượng không điện thànhsự thay đổi của đại lượng điện đầu ra.+ Mạch đo : gia công tín hiệu từ khâu chuyển đổi cho phù hợp với cơ cấu chỉ thị. Bao gồm :khuếch đại, dịch mức, lọc, phối hợp trở kháng.+ Cơ cấu chỉ thị : hiển thị kết qủa đo ( số, kim, điện tử )II/ CÁC THÔNG SỐ ĐẶC TRƯNG CỦA CHUYỂN ĐỔI:1/ Phương trình chuyển đổi: X Y Đại lượng Chuyển đổi Đại lượng điện không điệnĐại lượng điện Y ở ngõ ra của chuyển đổi luôn cĩ thể biểu diễn theo ngõ vào không điện Xtheo 1 hàm f : Y = f(X)Tác dụng của nhiểu : Y = ( X, X1, X2, …, Xn )Trong đó X1, X2,….Xn là những đại lượng nhiễu, do vậy điều kiện lý tưởng là các đại lượngnày bằng 0.+ Phương pháp chuẩn cảm ứng : Chuẩn cảm ứng là phép đo nhằm mục đích xác lập phươngtrình chuyển đổi của cảm biến hoặc dưới dạng phương trình hoặc dạng đồ thị. Thực hiện phép đo với những tín hiệu ngõ vào X1 xác định để tìm được ngõ ra Y1 xây dựng đường đặc tính.+ Chuẩn đơn giản+ Chuẩn nhiều lần : áp dựng các cảm biến có tính trễ : xây dựng đường đặc tính khi ngõ vàotăng lên và xây dựng đường đặc tính khi ngõ vào giảm xuống.2/ Độ nhạy :Độ nhạy là tỷ số biến thiên đầu ra theo biến thiên đầu vào. Y YĐộ nhạy chủ đạo : SX = lim = X  0 X X 3Độ nhạy chủ đạo càng lớn tức khả năng đo được các đại lượng biến thiên đầu vào càng nhỏđồng nghĩa với chuyển đổi càng tốt. Y YĐộ nhạy phụ : SXi = lim = Xi  0 X XĐộ nhạy phụ SX1 càng nhỏ tức ảnh hưởng của các đại lượng phụ (nhiễu) càng nhỏ đồngnghĩa với chuyển đổi càng tốtĐộ chọn lựa: tỷ số giữa độ nhạy chủ đạo và độ nhạy phụ Ki = S X S XiCảm biến có Ki càng lớn càng tốtVí dụ : cho 2 cảm biến có độ nhạy như bảng sau : Cảm biến SX SXi -3 CB1 8.10 mV/kg 4.10 mV/oC -6 CB2 9.10-3mV/kg 8.10-6mV/oC Nên chọn cảm biến nào ? tại sao . S S   Chọn cảm biến 1 XCB1 XCB 2 S X 1CB1 S X 1CB 23/ Ngưỡng độ nhạy và giới hạn đo :Ngưỡng độ nhạy là độ biến thiên lớn nhất của ngõ vào mà ngõ ra chưa thay đổi Y= ( X +∆0) ∆0 càng nhỏ càng tốtGiới hạn đo là phạm vị biến thiên ngõ vào mà phương trình chuyển đổi cho nghiệm đúng.Khi chọn cảm biến phải chọn cảm biến có giới hạn đo lớn hơn hoặc bằng khoản muốn đo.4/ Độ tuyến tính :Một cảm biến được gọi là tuyến tính trong một dải đo xác định nếu trong dải đo đó độ nhạykhông phụ thuộc vào giá trị đo.Nếu cảm biến không tuyến tính, người ta sử dụng các mạch đo để hiệu chỉnh thành tuyếntính gọi là sự tuyến tính hóa.5/ Sai số :Là sai lệch giữa giá trị thực và giá trị đo được gồm sai số tuyệt đối và sai số tương đối.Có 3 loại sai số chủ yếu trong chuyển đổi đại lượng đo lường không điện : + Sai số phi tuyến là sai số xuất hiện trong kết qủa đo do đặc tính chuyển đổi là phituyến. Khắc phục: tuyến tính hóa đặc tính chuyển đổi + Sai số phụ là sai số xuất hiện do ảnh hưởng của các đại lượng phụ 4 Khắc phục: sử dụng cảm biến đng trong môi trường theo yêu cầu của nhà sản xuất,lộc nhiễu, bội nhiễu, phối hợp tổng trở, v.v … + Sai số ngưỡng: sai số do ngưỡng độ nhạy. Sai số này phụ thuộc vào công nghệ chếtạo nào không có cách khắc phụcIII/ PHÂN LOẠI CHUYỂN ĐỔI :Chuyển đổi có thể được phân loại theo 1 trong các tiêu chuẩn sau: + Yêu cầu về nguồn cung cấp : - Tích cực & thu động + Trạng thi tín hiệu ra : - Tương tự & số + Trạng thi đ ...