Tu dong hoa qua trinh san xuat 7/17/2012 1 1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TPHCM KHOA CƠ KHÍ –CÔNG NGHỆ BỘ MÔN CƠ ĐiỆN TỬ MÔN HỌC: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐiỆN TỬ . GV : Th.S. Nguyễn Tấn Phúc. Tel : 01267102772. Email: phucpfiev1@gmail.com. 2 CẢM BIẾN VỊ TRÍ, VẬN TỐC, GIA TỐC + LVDT + Encoder + Tachometer + Potentionmeter + Gyroscope meter + Sonar + Laser + Tilt sensor + NHIỆT ðỘ KHỐI LƯỢNG KHÁC + Pt 100 + Thermal couple + Ir + LVDT + Load cell (strain gauge) + Piezo component + Dòng, áp + Camera + Quang học + Từ trường + ðộ ẩm + Ion + ðiện dẫn 3 CẢM BIẾN VỊ TRÍ, VẬN TỐC, GIA TỐC + LVDT + Encoder + Tachometer + Potentionmeter + Gyroscope meter + Sonar + Laser + Tilt sensor + NHIỆT ðỘ KHỐI LƯỢNG KHÁC + Pt 100 + Thermal couple + Ir + LVDT + Load cell (strain gauge) + Piezo component + Dòng, áp + Camera + Quang học + Từ trường + ðộ ẩm + Ion + ðiện dẫn Cảm biến nhiệt ñộ ðo nhiệt ñộ 4 Tu dong hoa qua trinh san xuat 7/17/2012 2 Phân loại cảm biến nhiệt độ • Cảm biến nhiệt ñiện trở ( RTDs) • Thermistor. • Cảm biến cặp nhiệt ngẫu ( Thermocouple) • Cảm biến dựa trên lớp chuyển tiếp bán dẫn. ( Semiconductor temperature sensor ) • Cảm biến dựa trên bức xạ quang học. (hỏa kế- Pyrometer) 5 Phân loại cảm biến nhiệt độ • Cảm biến nhiệt ñiện trở ( RTDs) • Thermistor. • Cảm biến cặp nhiệt ngẫu ( Thermocouple) • Cảm biến dựa trên lớp chuyển tiếp bán dẫn ( Semiconductor temperature sensor ) • Cảm biến dựa trên bức xạ quang học (hỏa kế- Pyrometer) 6 Thermistor. Cấu tạo: Làm từ hổn hợp các oxid kim loại: mangan, nickel, cobalt,… Nguyên lý: Thay ñổi ñiện trở khi nhiệt ñộ thay ñổi. Ưu ñiểm: Bền, rẽ tiền, dễ chế tạo. Khuyết ñiểm: Dãy tuyến tính hẹp. Thường dùng: Làm các chức năng bảo vệ, ép vào cuộn dây ñộng cơ, mạch ñiện tử. Tầm ño: 50 <150 0 C. 7 Phân loại Có hai loại thermistor: Hệ số nhiệt dương PTC- điện trở tăng theo nhiệt độ.  Hệ số nhiệt âm NTC – điện trở giảm theo nhiệt độ. Thường dùng nhất là loại NTC. 8 Tu dong hoa qua trinh san xuat 7/17/2012 3 Các loại cảm biến Themistor Loại NTC Loại PTC 9 Lưu ý khi sử dụng • Tùy vào nhiệt ñộ môi trường nào mà chọn Thermistor cho thích hợp, lưu ý hai loại PTC và NTC(gọi là thường ñóng/ thường hở ). •Có thể test dễ dàng với ñồng hồ VOM. •Nên ép chặt vào bề mặt cần ño. •Tránh làm hỏng vỏ bảo vệ. •Vì biến thiên ñiện trở nên không quan tâm chiều ñấu dây. 10 Phân loại cảm biến nhiệt độ • Cảm biến nhiệt ñiện trở ( RTDs) • Thermistor. • Cảm biến cặp nhiệt ngẫu ( Thermocouple) • Cảm biến dựa trên lớp chuyển tiếp bán dẫn ( Semiconductor temperature sensor ) • Cảm biến dựa trên bức xạ quang học (hỏa kế- Pyrometer) 11 Nhiệt điện trở ( RTDs) • Nguyên tắc hoạt ñộng: 12 Tu dong hoa qua trinh san xuat 7/17/2012 4 13 Các loại RTDs • Phổ biến nhất vẫn là loại cảm biến Pt ñược làm từ Platium • Platium có ñiện trở suất cao, chống oxy hóa, ñộ nhạy cao, dải nhiệt ño ñược dài. . • Thường có loại 100, 200, 1000 ohm tạo 0 0 C. • RTD thường có loại 2,3,4 dây. 14 Giới hạn nhiệt độ của một số vật liệu làm RTDs 15 Đánh giá Ưu ñiểm: •Chính xác và ổn ñịnh •Dãi nhiệt ñộ rộng : -200 ñến +650 0 C tùy theo từng loại •Cực kỳ ổn ñịnh theo thời gian: sai lệch > 0.1 0 C / năm •ðiện áp ra lớn hơn Thermocouple. •ðiện trở kháng cực kỳ tuyến tính. Nhược ñiểm • ðộ nhạy nó thấ.p • ðáp ứng tương ñối chậm. • ðắt tiền. •Kích thước lớn hơn themistors và thermocouple. 16 Tu dong hoa qua trinh san xuat 7/17/2012 5 Phân loại cảm biến nhiệt độ • Cảm biến nhiệt ñiện trở ( RTDs) • Thermistor. • Cảm biến cặp nhiệt ñiện ( Thermocouple) • Cảm biến dựa trên lớp chuyển tiếp bán dẫn ( Semiconductor temperature sensor ) • Cảm biến dựa trên bức xạ quang học (hỏa kế- Pyrometer) 17 Cảm biến cặp nhiệt ñiện (Thermocouple) +Nguyên lý hoạt ñộng: Cặp nhiệt ñiện gồm hai dây kim loại khác nhau ñược nối chung ở hai ñầu . Một ñầu ñược coi là ñiểm lạnh ( ñiểm tham chiếu). Và một ñầu ñược coi là ñiểm nóng ñiểm ño. Khi hai ñầu có nhiệt ñộ khác nhau – một ñiện áp ñược gọi là (thế ñiện ñộng) ñược hình thành trong mạch ño hai dây kim loại tạo nên - ñiện thế hiệu ứng Seebeck. ðiện thế hiệu ứng này tỉ lệ với khoảng chênh lệch nhiệt ñộ giữa hai ñiểm nối. 18 Cấu tạo của cặp nhiệt điện 1) Vỏ bảo vệ 2) Mối hàn 3) Dây ñiện cực 4) Sứ cách ñiện 5) Bộ phận lắp ñặt 6)Vít nối dây 7) Dây nối 8) ðầu nối dây 19 ðánh giá Ưu ñiểm: Bền, ño nhiệt ñộ cao. Khuyết ñiểm: Nhiều yếu tố ảnh hưởng làm sai số. ðộ nhạy không cao. Thường dùng: Lò nhiệt, môi trường khắc nghiệt, ño nhiệt nhớt máy nén,… Tầm ño: -100 D.C <1400 D.C 20 Tu dong hoa qua trinh san xuat 7/17/2012 6 Các loại cặp nhiệt điện 21 22 Chọn cặp nhiệt điện • Giải nhiệt ñộ • Giá thành • Mức tín hiệu • Sự tuyến tính của dải ño 23 24 Tu dong hoa qua trinh san xuat 7/17/2012 7 - Từ những yếu tố trên khi sử dụng loại cảm biến này chúng ta lưu ý là không nên nối thêm dây ( vì tín hiệu cho ra là mV nối sẽ suy hao rất nhiều ). Cọng dây của cảm biến nên ñể thông thoáng ( ñừng cho cọng dây này dính vào môi trường ño ). Cuối cùng là nên kiểm tra cẩn thận việc Offset thiết bị. • Lưu ý: Vì tín hiệu cho ra là ñiện áp ( có cực âm và dương ) do vậy cần chú ý kí hiệu ñể lắp ñặt vào bộ khuếch ñại cho ñúng. 25 LƯU Ý KHI SỬ DỤNG 26 Why choose RTDs over Thermocouple? Better Accuracy & Repeatability – RTD signal less susceptible to noise – Better linearity – RTD can be “matched” to transmitter (Interchangeability error eliminated) – CJC error inherent with T/C’s; RTD’s lead wire resistance errors can be eliminated Better Stability – T/C drift is erratic and unpredictable; RTD’s drift predictably – T/C’s cannot be re-calibrated Greater Flexibility – Special extension wires not needed – Don’t need to be careful with cold junctions 27 Why choose Thermocouple over RTDs? • Applications for Higher Temperatures • Above 1100°F • Lower Element Cost • Cost is the same when considering temperature point performance requirements • Faster response time • Insignificant compared to response time for T-Well and process 28 Tu dong hoa qua trinh san xuat 7/17/2012 8 RANGE OFFER -200 to 500º C 500 to 1100º C >1100º C RTD Thermocouple Type K Special Thermocouple R, S or B 29 RECOMMENDATION Phân loại cảm biến nhiệt độ • Cảm biến nhiệt ñiện trở ( RTDs) • Thermistor. • Cảm biến cặp nhiệt ngẫu ( Thermocouple) • Cảm biến dựa trên lớp chuyển tiếp bán dẫn. ( Semiconductor temperature sensor ) • Cảm biến dựa trên bức xạ quang học. (hỏa quang kế- Pyrometer) 30 Hỏa quang kế ðo nhiệt ñộ không tiếp xúc ở dải nhiệt ñộ cao > 1600 0 C . Mật ñộ phổ năng lượng phát xạ theo bước sóng ngắn của vật ñen lý tưởng khi bị ñốt nóng . 3 phương pháp : Hỏa quang kế bức xạ Hỏa quang kế cường ñộ ánh sáng Hỏa quang kế màu sắc 31 Hỏa quang kế bức xạ: 32 Tu dong hoa qua trinh san xuat 7/17/2012 9 Đo nhiệt độ bằng phương pháp quang học: hồng ngoại IR 33 Hỏa quang kế màu sắc • Dựa trên ñặc tính phổ của vật ñốt nóng ( nhiệt ñộ thấp ñối tượng phát ra ánh sáng ñỏ, nhiệt ñộ cao phát ra ánh sáng xanh ñến tím) 34 Phân loại cảm biến nhiệt độ • Cảm biến nhiệt ñiện trở ( RTDs) • Thermistor. • Cảm biến cặp nhiệt ngẫu ( Thermocouple) • Cảm biến dựa trên lớp chuyển tiếp bán dẫn. ( Semiconductor temperature sensor ) • Cảm biến dựa trên bức xạ quang học. (hỏa kế- Pyrometer) 35 Cảm biến bán dẫn (semi-conductor Temperature sensor) • Cấu tạo : làm từ các loại chất bán dẫn . • Nguyên lý: Sự phân cực của các chất bán dẫn bị ảnh hưởng bởi nhiệt ñộ. • Ưu ñiểm: Rẻ tiền, dễ chế tạo, ñộ nhạy cao, chống nhiễu tốt, mạch xử lý ñơn giản. • Khuyết ñiểm: Không chịu nhiệt ñộ cao, kém bền . 36 Tu dong hoa qua trinh san xuat 7/17/2012 10 Lưu ý khi sử dụng: - Vì ñược chế tạo từ các thành phần bán dẫn nên cảm biến nhiệt Bán Dẫn kém bền, không chịu nhiệt ñộ cao. Nếu vượt ngưỡng bảo vệ có thể làm hỏng cảm biến. - Cảm biến bán dẫn mỗi loại chỉ tuyến tính trong một giới hạn nào ñó, ngoài dải này cảm biến sẽ mất tác dụng. Hết sức quan tâm ñến tầm ño của loại cảm biến này ñể ñạt ñược sự chính xác. - Loại cảm biến này kém chịu ñựng trong môi trường khắc nghiệt: Ẩm cao, hóa chất có tính ăn mòn, rung sốc va chạm mạnh. 37 38 CẢM BIẾN VỊ TRÍ, VẬN TỐC, GIA TỐC + LVDT + Encoder + Tachometer + Potentionmeter + Gyroscope meter + Sonar + Laser + Tilt sensor + NHIỆT ðỘ KHỐI LƯỢNG KHÁC + Pt 100 + Thermal couple + Ir + LVDT + Load cell (strain gauge) + Piezo component + Dòng, áp + Camera + Quang học + Từ trường + ðộ ẩm + Ion + ðiện dẫn 39 CẢM BIẾN VỊ TRÍ, VẬN TỐC, GIA TỐC + LVDT + Encoder + Tachometer + Potentionmeter + Gyroscope meter + Sonar + Laser + Tilt sensor + NHIỆT ðỘ KHỐI LƯỢNG KHÁC + Pt 100 + Thermal couple + Ir + LVDT + Load cell (strain gauge) + Piezo component + Dòng, áp + Camera + Quang học + Từ trường + ðộ ẩm + Ion + ðiện dẫn 40 CONTACT. LIMIT SWITCH. POTENTIMETER. LVDT ENCODER. NON-CONTACT. PROXIMITY SENSOR INDUCTIVE-CAPACITIVE. SONAR SENSOR. PHOTO-ELECTRIC SENSOR. [...]... h th ng cơ ñi n t c n có s phát hi n thông qua ti p xúc như: •ph i có s ti p xúc vào c m bi n công t c gi i h n hành trình , công t c an toàn kh ng ch hành trình •th i gian ñáp ng ch m 45 46 Potentionmeter-con chạy biến trở Potentionmeter-con chạy biến trở Nguyên lí ho t ñ ng : Bi n tr con ch y (Potentionmeter - Pots) : - Dùng ñ ño d ch chuy n t nh ti n ho c chuy n ñ ng quay - Chuy n ñ ng cơ h c s... Đo cùng lúc nhiều lực, môment Ứng dụng fatigue testing machines, tire uniformity testing and automotive testing requirements Nguyên lý cầu Wheatstone • Nguyên lý: Khi lực tác dụng vào, điện trở vật sẽ thay đổi, làm điện áp ra ở cầu cân bằng thay đổi • Thích hợp để đo lực tĩnh, khối lượng, khả năng bù nhiễu nhiệt độ • Cấu hình dây tiêu chuẩn tháng 5 năm 1960 81 82 83 84 KH I LƯ NG 21 Tu dong hoa qua... detector 69 70 C m Bi n ði n Dung – C m Bi n ði n C m C m Bi n ði n Dung – C m Bi n ði n C m Ưu ñi m: •Phát hi n ñư c v t li u phi kim lo i (so v i cbi n ñi n c m) •ð phân gi i cao(so v i laser và c m bi n cơ thông thư ng) •Kích thư c nh hơn (so v i c m bi n laser ) b) Khuy t ði m: •Ph m vi ño ph thu c vào h ng s ñi n ly c a v t li u c n phát hi n (không d n ñi n ) •Ph m vi ño ph thu c vào nhi t ñ (h ng... Nguyên lý ho t ñông: Phát hi n s thái ñóng có m t v t th d n ñi n, có 2 tr ng 73 Xác định độ cong vênh của đĩa 74 Đo đường kính ngoài của ổ bi Xác định độ đảo trục mũi khoan Xác định độ đảo của động cơ hoạt động chính xác Kiểm tra việc reset máy Đo lường đường kính đỉnh và chân bánh răng Xác định độ lệch giũa thớt di động và thớt cố định của máy ép nhựa 75 Đo lường tốc độ quay 76 19 Tu dong hoa qua... C xát gây mòn và sinh ra ti ng n - Ch u nh hư ng nhi u c a môi trư ng (b i, m ) 51 - Thi t b dùng ñ ño d ch chuy n t nh ti n - T m ño t i ña : 0.5m - Ho t ñ ng d a trên hi n tư ng t c m - Chuy n ñ ng cơ h c t nh ti n s ñư c chuy n hóa tr c ti p thành tín hi u ñi n - LVDT còn ñư c g i là c m bi n h c m vi sai 52 13 Tu dong hoa qua trinh san xuat 7/17/2012 LVDT LVDT Nguyên lí ho t ñ ng : C ut o: - Hi