KỸ THUẬT CẢM BIẾN GIỚI THIỆU CHUNG Click to add Title 2 CẢM BIẾN ĐO NHIỆT ĐỘ 2 Click to add Title 2 CB ĐO LỰC, BIẾN DẠNG, ÁP SUẤT, HIỆU ÁP SUẤT, LƯU TỐC 3 Click to add Title 2 CẢM BIẾN ĐO MỨC 4 GV: Trịnh Vũ Bảo – Khoa Điện – Đại Học Thành Đô Click to add Title 2 CB ĐO CHUYỂN ĐỘNG VÀ KT HÌNH HỌC 5 Click to add Title 2 1 KN CB VÀ XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN KỸ THUẬT CẢM BIẾN CHƯƠNG 1: K/N CẢM BIẾN GV: Trịnh Vũ Bảo – Khoa Điện – Đại Học Thành Đô Là những thiết bị có khả năng cảm nhận những đại lượng điện và không điện, chuyển đổi chúng trở thành những tín hiệu điện phù hợp với thiết bị thu nhận tín hiệu. Là những thiết bị không thể thiếu trong các hệ thống tự động hoá và sản xuất công nghiệp. 1.1 KHÁI NIỆM CẢM BIẾN KỸ THUẬT CẢM BIẾN CHƯƠNG 1: K/N CẢM BIẾN GV: Trịnh Vũ Bảo – Khoa Điện – Đại Học Thành Đô 1.2 PHÂN LOẠI CẢM BIẾN • Theo nguyên lý hoạt động - Chuyển đổi điện trở - Chuyển đổi điện từ - Chuyển đổi nhiệt điện - Chuyển đổi điện tử và ion - Chuyển đổi hóa điện - Chuyển đổi tĩnh điện - Chuyển đổi lượng tử • Theo kích thích: Quang, cơ, âm… • Theo tính năng • Theo ứng dụng • Theo mô hình thực tế: tích cực và thụ động KỸ THUẬT CẢM BIẾN 1.2 PHÂN LOẠI CẢM BiẾN Chương 1: Khái niệm Cảm biến  VÍ DỤ • Cảm biến thụ động Đại lượng Thông số biến đổi Vật liệu làm CB Nhiệt độ Nhiệt độ rất thấp Điện trở suất, hằng số điện môi Kim loại: Platine, nickel, đồng chất bán dẫn Thủy tinh Biến dạng Điện trở suất, độ từ thẩm Hợp kim niken, và silic mạ, sắt từ Vị trí Điện trở suất Từ trở Từ thông của bức xạ quang Điện trở suất Bán dẫn Độ ẩm Điện trở suất, hằng số điện môi Chlorure de lithium Hợp kim polymere Mức Hằng số điện môi Cách điện lỏng KỸ THUẬT CẢM BIẾN 1.2 PHÂN LOẠI CẢM BIẾN Chương 1: Khái niệm Cảm biến  VÍ DỤ • Cảm biến tích cực Đại lượng vật lý cần đo Hiệu ứng sử dụng Tín hiệu ra Lực, áp suất, gia tốc Áp điện Điện tích Nhiệt độ Nhiệt điện Điện áp Tốc độ (vận tốc) Cảm ứng điện từ Điện áp Vị trí Hiệu ứng Hall Điện áp Từ thông, bức xạ quang Hỏa quang, bức xạ quang Hiệu ứng quang áp Hiệu ứng quang điện từ Điện tích Dòng điện Điện áp Điện áp KỸ THUẬT CẢM BIẾN 1.3 TIÊU CHÍ ĐÁNH GIÁ Chương 1: Khái niệm Cảm biến • PHẠM VI CẢM NHẬN VÀ KHOẢNG CÁCH CẢM NHẬN • SAI SỐ KỸ THUẬT CẢM BIẾN 1.3 TIÊU CHÍ ĐÁNH GIÁ Chương 1: Khái niệm Cảm biến • PHẠM VI CẢM NHẬN VÀ KHOẢNG CÁCH CẢM NHẬN Là giới hạn cảm nhận của cảm biến đối với đại lượng vật lý cần đo. Ví dụ: Cảm biến nhiệt có tín hiệu ra bằng điện tỉ lệ với nhiệt độ cần đo. Do đó trong khoảng giới hạn nhiệt độ trên và dưới, mối quan hệ này còn được coi là tuyến tính. Vùng tuyến tính đó được gọi là phạm vi cảm nhận. Đối với cảm biến tiệm cận là khoảng giới hạn trên và dưới mà cảm biến có thể phát hiện ra đối tượng, làm cho đầu ra chuyển tín hiệu một cách chắc chắn. KỸ THUẬT CẢM BIẾN PHẠM VI CẢM NHẬN VÀ K/C CẢM NHẬN Chương 1: Khái niệm Cảm biến – Tiêu chí đánh giá Cao Thấp §Æc tÝnh ra cña mét ®iÖn trë nhiÖt (RTD) Đối tượng Cảm biến Sn: Khoảng cách cảm nhận của cảm biến tiệm cận KỸ THUẬT CẢM BIẾN 1.3 TIÊU CHÍ ĐÁNH GIÁ Chương 1: Khái niệm Cảm biến • SAI SỐ  Sai số do mắt trễ tín hiệu Sự khác biệt lớn nhất giữa giá trị đầu ra đo được với giá trị đầu ra lý thuyết khi tín hiệu đầu vào tăng hoặc giảm. Mắt trễ của điện trở nhiệt (RTD) Dải nhiệt độ ứng với điện áp V1 Dải điện áp ứng với t1 t1 V t KỸ THUẬT CẢM BIẾN SAI SỐ Chương 1: Khái niệm Cảm biến – Tiêu chí đánh giá  Sai số do độ phân giải Độ phân giải: Là sự thay đổi lớn nhất của đại lượng vật lý cần đo mà không gây ra sự thay đổi về tín hiệu đầu ra của cảm biến. Độ phân giải của điện trở nhiệt (RTD) với đầu ra số t Độ phân giải +/- 0.25°C [...]... PHẠM VI SỬ DỤNG KỸ THUẬT CẢM BIẾN • Cảm biến đo nhiệt độ (37,29%) • Cảm biến đo vị trí (27,12%) • Cảm biến đo di chuyển (16,27%) • Cảm biến đo áp suất (12,88%) • Cảm biến đo lưu lượng (1,36%) • Cảm biến đo mức (1,2%) • Cảm biến đo lực (1,2%) • Cảm biến đo độ ẩm (0,81%) Xếp theo số lượng các loại CB bán tại Pháp năm 2002 Chương 1: Khái niệm Cảm biến LĨNH VỰC ỨNG DỤNG KỸ THUẬT CẢM BIẾN • Xe hơi: (38%) •... với khuếch đại tín hiệu Cách mắc bù sai số Với điều kiện RL1 = RL2 Cảm biến nhiệt điện trở- RTD (cảm biến kim loại) KỸ THUẬT CẢM BIẾN CHƯƠNG 2: CB ĐO NHIỆT ĐỘ Cảm biến nhiệt điện trở- RTD (cảm biến kim loại) KỸ THUẬT CẢM BIẾN CHƯƠNG 2: CB ĐO NHIỆT ĐỘ Cảm biến nhiệt điện trở- RTD (cảm biến kim loại) CHƯƠNG 2: CB ĐO NHIỆT ĐỘ KỸ THUẬT CẢM BIẾN 2.3 CB NHIỆT ĐIỆN TRỞ 2.3.2 Thermistor - Thermistor được làm từ... ngẫu Kim loại A Nóng e Cảm biến cặp nhiệt ngẫu Lạnh Kim loại B CHƯƠNG 2: CB ĐO NHIỆT ĐỘ KỸ THUẬT CẢM BIẾN 2.4.1 Cấu tạo Cảm biến cặp nhiệt ngẫu – Cấu tạo Có nhiều hình dáng khác nhau CHƯƠNG 2: CB ĐO NHIỆT ĐỘ 2.4.1 Nguyên lý làm việc KỸ THUẬT CẢM BIẾN Hiệu ứng Seebeck Cảm biến cặp nhiệt ngẫu – Nguyên lý làm việc CHƯƠNG 2: CB ĐO NHIỆT ĐỘ KỸ THUẬT CẢM BIẾN Một số hiệu ứng khác Cảm biến cặp nhiệt ngẫu –... thấp ở dải đo lớn Phạm vi đo nhiệt độ hẹp Cảm biến nhiệt điện trở- so sánh 2 loại CB CHƯƠNG 2: CB ĐO NHIỆT ĐỘ KỸ THUẬT CẢM BIẾN 2.3.4 Mạch đo Sử dụng nguồn dòng: Cảm biến nhiệt điện trở- Mạch đo Sử dụng nguồn Áp: CHƯƠNG 2: CB ĐO NHIỆT ĐỘ KỸ THUẬT CẢM BIẾN Ví dụ: Sơ đồ biến đổi nhiệt điện trở Cảm biến nhiệt điện trở- Ví dụ CHƯƠNG 2: CB ĐO NHIỆT ĐỘ KỸ THUẬT CẢM BIẾN 2.4 Cặp nhiệt ngẫu(can nhiệt) Được cấu... thermistor có hệ số nhiệt dương Cảm biến nhiệt điện trở- Thermistor(nhiệt điện trở bán dẫn) CHƯƠNG 2: CB ĐO NHIỆT ĐỘ KỸ THUẬT CẢM BIẾN Cấu tạo Cấu tạo bên ngoài Cấu tạo bên trong Cảm biến nhiệt điện trở- Thermistor(nhiệt điện trở bán dẫn) KỸ THUẬT CẢM BIẾN CHƯƠNG 2: CB ĐO NHIỆT ĐỘ Cảm biến nhiệt điện trở- Thermistor(nhiệt điện trở bán dẫn) CHƯƠNG 2: CB ĐO NHIỆT ĐỘ KỸ THUẬT CẢM BIẾN Quan hệ giữa Rt và Nhiệt... cặp nhiệt ngẫu – Nguyên lý làm việc CHƯƠNG 2: CB ĐO NHIỆT ĐỘ KỸ THUẬT CẢM BIẾN Ví dụ Cảm biến cặp nhiệt ngẫu – Nguyên lý làm việc CHƯƠNG 2: CB ĐO NHIỆT ĐỘ KỸ THUẬT CẢM BIẾN 2.4.2 Giới hạn nhiệt độ và các ống bảo bệ Cảm biến cặp nhiệt ngẫu – Giới hạn nhiệt độ CHƯƠNG 2: CB ĐO NHIỆT ĐỘ KỸ THUẬT CẢM BIẾN 2.4.3 Đường đặc tính V = f(t) Cảm biến cặp nhiệt ngẫu – Giới hạn nhiệt độ ... độ hẹp t Cảm biến nhiệt điện trở- Thermistor(nhiệt điện trở bán dẫn) CHƯƠNG 2: CB ĐO NHIỆT ĐỘ KỸ THUẬT CẢM BIẾN 2.3.3 So sánh hai loại CB RTD: ưu điểm: Tuyến tính trong dải nhiệt độ rộng Đo được nhiệt độ cao, dải đo lớn ổn định tốt hơn ở nhiệt độ cao nhược điểm: Độ nhậy kém Giá thành cao Bị ảnh hưởng do rung động, do điện trở tiếp xúc Cảm biến nhiệt điện trở- so sánh 2 loại CB KỸ THUẬT CẢM BIẾN CHƯƠNG... nhậy cảm với nhiệt độ (phần tử điện trở), vật liệu phổ biến nhất là platium, nickel, đồng, nickel-sắt Chúng được đặt trong ống bảo vệ - Đối với RTD thì trở kháng tăng tuyến tính với nhiệt độ cần đo, do vậy RTD có hệ số nhiệt dương GV: Trịnh Vũ Bảo – Khoa Điện – Đại Học Thành Đô CHƯƠNG 2: CB ĐO NHIỆT ĐỘ KỸ THUẬT CẢM BIẾN - Phần tử điện trở Tấm cách điện Vỏ bảo vệ Cảm biến nhiệt điện trở- RTD (cảm biến. .. theo số lượng các loại CB bán tại Pháp năm 2002 Chương 1: Khái niệm Cảm biến – Phạm vi sử dụng KỸ THUẬT CẢM BIẾN CHƯƠNG 2: CB ĐO NHIỆT ĐỘ 1 CB NHIỆT ĐIỆN TRỞ 2 CB CẶP NHIỆT NGẪU 3 CB DỰA TRÊN LỚP CHUYỂN TIẾP BÁN DẪN 4 CB DỰA TRÊN BỨC XẠ QUANG HỌC GV: Trịnh Vũ Bảo – Khoa Điện – Đại Học Thành Đô CHƯƠNG 2: CB ĐO NHIỆT ĐỘ KỸ THUẬT CẢM BIẾN 2.1 KHÁI NIỆM CƠ BẢN Nhiệt độ là một trong số những đại lượng có... 2: CB ĐO NHIỆT ĐỘ KỸ THUẬT CẢM BIẾN 2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP CHUYỂN ĐỔI Đo sự thay đổi điện trở nội Đo sự chênh lệch điện áp Đầu ra của cảm biến nhiệt có thể dưới dạng tín hiệu dòng hoặc áp tỉ lệ với nhiệt độ cần đo Kiểu 1 thường là RTD hoặc Thermistor kiểu 2 thường là cặp nhiệt ngẫu (can nhiệt) GV: Trịnh Vũ Bảo – Khoa Điện – Đại Học Thành Đô CHƯƠNG 2: CB ĐO NHIỆT ĐỘ KỸ THUẬT CẢM BIẾN 2.3 CB NHIỆT ĐIỆN TRỞ . niệm Cảm biến • Cảm biến đo nhiệt độ (37,29%) • Cảm biến đo vị trí (27,12%) • Cảm biến đo di chuyển (16,27%) • Cảm biến đo áp suất (12,88%) • Cảm biến. Khái niệm Cảm biến • PHẠM VI CẢM NHẬN VÀ KHOẢNG CÁCH CẢM NHẬN Là giới hạn cảm nhận của cảm biến đối với đại lượng vật lý cần đo. Ví dụ: Cảm biến nhiệt