Đang tải... (xem toàn văn)
đề cương ôn tập môn cảm biến hệ thống đo của trường đại học công nghiệp hà nội năm 2022 được truyền lại qua các đời sinh viên :vvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvv
ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP MÔN CẢM BIẾN VÀ HỆ THỐNG ĐO ÔN TẬP CHƯƠNG 1 Thế đường cong chuẩn cảm biến? Trình bày phương pháp chuẩn nhiều lần? Trình bày Độ nhạy chế độ tĩnh chế độ động Em hiểu khái niêm đường thẳng tốt cảm biến? Có loại sai số cảm biến? Nguyên nhân gây sai số Trình bày hiệu ứng chế tạo cảm biến Mạch cầu wheatstone có cấu tạo nào? Hãy cho ví dụ sử dụng mạch cầu wheatstone cảm biến đo lường? Hãy phân tích loại sai số cảm biến, nguyên nhân sai số, phương pháp hạn chế sai số? Lấy ví dụ liên hệ với thực tế? Phân tích độ nhạy cảm biến chế độ tĩnh chế độ động? Lấy liên hệ với thực tiễn? Phân tích độ tuyến tính cảm biến? Làm rõ khái niệm đường thẳng tốt độ lệch tuyến tính? 10 Phân tích giới hạn sử dụng cảm biến? Lấy ví dụ liên hệ với thực tế sử dụng? 11.Phân tích phương pháp chuẩn cho cảm biến đo lực, biến dạng áp suất Phân tích sai số độ xác cho loại cảm biến 12.Phân tích khái niệm hàm truyền cảm biến, phương pháp đo độ lớn tín hiệu vào? Cho ví dụ thực tế phân tích ví dụ 13.Phân tích định nghĩa cảm biến, phép đo, trình đo lường? Phân loại cảm biến? 14.Phân tích hiệu ứng vật lý thụ động (biến đổi điện trở) dùng chế tạo cảm biến đo lực biến dạng? Lấy ví dụ ứng dụng phân tích ví dụ? 15.Phân tích hiệu ứng Hall cảm ứng điện từ để chế tạo cảm biến đo vị trí dịch chuyển? Lấy ví dụ ứng dụng phân tích ví dụ? ƠN TẬP CHƯƠNG Trình bày cấu tạo nguyên lý hoạt động photodiot? Photodiot có chế độ hoạt động phân tích chế độ quang dẫn? Trình bày cấu tạo nguyên lý hoạt động phototranzito? So sánh photodiot phototranzito ? Phân tích mối tương quan nhiệt độ đo nhiệt độ cần đo? Có loại nhiệt kế điện trở? Nêu cấu tạo hoạt động nhiệt điện trở kim loại? So sánh nhiệt kế điện trở kim loại nhiệt kế điện trở oxit bán dẫn? Phân tích phương pháp chuẩn cảm biến? Cho liên hệ thực tế? Từ hiệu ứng nhiệt điện viết phương trình cặp nhiệt ngẫu? 10.Nêu phương pháp đo nhiệt độ cặp nhiệt ngẫu? Cho ví dụ cặp nhiệt ngẫu sử dụng thực tế? 11 Chứng minh thêm C D cho 12 Nêu cấu tạo nguyên lý hoạt động cảm biến vị trí điện kế dùng chạy học? 13 Hãy trình bày nguyên lý hoạt động, công thức liên hệ, phạm vi sử dụng loại cảm biến có cấu tạo hình 1? Cho ví dụ ứng dụng cụ thể? 14 Nêu cấu tạo nguyên lý hoạt động cảm biến vị trí tụ điện đơn? 15 Phân tích người ta thường sử dụng đĩa mã hóa theo bảng mã Grey (2) thay cho đĩa mã hóa nhị phân (1) Hình 16 Có loại encoder? Nêu cấu tạo nguyên lý hoạt động loại? 17.Phân tích cấu tạo, nguyên lý hoạt động, đặc điểm phạm vi sử dụng cảm biến nhiệt ngẫu (Thermocouple) loại J? Cho ví dụ ứng dụng cụ thể? 18.Phân tích cấu tạo, nguyên lý hoạt động phạm vi sử dụng cảm biến quang photodiode? Minh họa hình vẽ cho ví dụ ứng dụng cụ thể? 19.Phân tích cấu tạo, nguyên lý hoạt động phạm vi sử dụng cảm biến quang phototransitor? Minh họa hình vẽ cho ví dụ ứng dụng cụ thể? 20.Phân tích cấu tạo, nguyên lý hoạt động, phạm vi sử dụng biểu thức liên hệ cảm biến nhiệt xít bán dẫn nhiệt trở âm (NTC- Negative Temperature Coefficient)? Cho ví dụ ứng dụng cụ thể? 21.Phân tích cấu tạo, nguyên lý hoạt động, phạm vi sử dụng biểu thức liên hệ cảm biến nhiệt trở dương (PTC- Positive Temperature Coefficient)? Cho ví dụ ứng dụng cụ thể? 22 Cho cảm biến Loadcell với thông số kỹ thuật sau: - Nguồn cấp: Vs = 10 Vdc - Ðộ nhạy loadcell: S = mV/V - Tầm đo loadcell: tới 20kg a Tính điện áp ngõ cao thấp Loadcell b Hãy thiết kế thêm mạch điện để ngõ mạch xuất từ 0V tới 5V tương ứng khối lượng đặt lên loadcell từ – 20 kg 23.Mạch đo nhiệt độ sử dụng cảm biến LM35 bù nhiệt cho Thermocouple Hình biết: - LM35 có độ nhạy S=10mV/°C - Thermocouple loại J có độ nhạy α = 50,2µV/V/0C a Tính điện áp V12, V2, V1 T1=500°C, T2=30°C b Giải thích nguời ta chọn R1=100KΩ, R2=505Ω? Ω, R2=505Ω? Hình 24.Một Encoder tương đối đuợc gắn đồng trục với bánh xe dùng để đo khoảng cách Hình Biết bánh xe có bán kính R=20cm Thông số kỹ thuật Encoder sau: - Nguồn cấp : 12- 24Vdc - Ðộ phân giải : 400 xung/vịng a Tính góc quay, qng đường bánh xe biết số xung thu từ Encoder 1000 xung b Tính số xung thu từ Encoder biết quãng đuờng bánh xe 50m 25.Một Encoder tương đối đuợc gắn đồng trục với Rulo băng tải, biết Rulo có bán kính R=5cm Thông số kỹ thuật Encoder sau: - Nguồn cấp : 12- 24Vdc - Ðộ phân giải : 400 xung/vòng a Biết tần số xung nhận từ encoder f=1000(xung/s) Tính vận tốc quay Rulo, vận tốc băng tải b Tính số xung thu từ Encoder biết quãng đuờng băng tải 150cm 26.Cho cảm biến dịch chuyển Hình a Tính giá trị biến trở R2 để Vi = -10V b Viết phương trình liên hệ V Rx? (V0(V) = a.Rx(KΩ, R2=505Ω? Ω) + b) Tính tầm thay đổi V0 Rx =0KΩ, R2=505Ω? Ω đến Rx =5KΩ, R2=505Ω? Ω? Biết Vi = -10V; R3 = 10KΩ, R2=505Ω? Ω 27 Cánh tay robot minh họa hình quay điểm dừng 120o sử dụng Potentiometer (biến trở) làm cảm biến vị trí Bộ điều khiển bít cho biết vị trí thực cánh tay xác đến 0.5° Hãy xác định xem cấu hình có thực nhiệm vụ khơng? Tính độ phân giải thực hệ thống ? 28 So sánh encoder tuyệt encoder tương đối? vẽ hình minh họa? 29 Hãy cho ví dụ encoder tương đối, nói rõ làm để xác định chiều quay nó? 30 Hãy cho ví dụ encoder tuyệt đối 16 bít , vẽ cấu tạo, giản đồ xung, bảng mã hóa nhị phân encoder 31 Hãy trình bày nguyên lý hoạt động phạm vi sử dụng loại cảm biến có cấu tạo hình 1? Cho ví dụ ứng dụng cụ thể? 32 Hãy trình bày nguyên lý hoạt động, công thức liên hệ phạm vi sử dụng loại cảm biến có cấu tạo hình 1? Cho ví dụ ứng dụng cụ thể? 33 Trình bày cấu tạo nguyên lý hoạt động đầu đo điện trở kim loại dùng đo biến dạng? 34 Phân tích phương pháp sử dụng hai mắt thu phát hình để xác định chiều quay đĩa (Disk) cấu chấp hành 35 Một lị nấu trì nhiệt độ 1000oF hệ thống điều khiển, bạn nghi ngờ nhiệt độ lò thấp Bằng cách dụng cặp nhiệt kiểu J kiểm tra nhiệt độ lị áp kế 17mV biết đặc tính cặp nhiệt kiểu J hình (đo nhiệt độ chuẩn 32oF) 36 Phân tích dùng Potentiometer (biến trở) đo góc người ta hay dùng kèm chuyển đổi tỉ số (Gear pass) hình đo góc quay Motor 37 Phân tích đặc trưng chủ yếu đầu đo điện trở kim loại dùng đo biến dạng? 38 Đây cảm biến gì? Hãy trình bày hoạt động cấu tạo 39 Từ phần tử biến dạng chuyển đổi điện học xây dựng cảm biến đo áp suất? Hãy vẽ hình minh họa? 40 Đây cảm biến ? Hãy nêu cấu tạo nguyên lý hoạt động nó? 41 Đây cảm biến gì? Hãy nêu cấu tạo ngun lý hoạt động nó? 42 Hãy trình bày nguyên lý hoạt động phạm vi sử dụng loại cảm biến có cấu tạo hình 1? Cho ví dụ ứng dụng cụ thể? 1&2 Cuộn dây thứ cấp Cuộn sơ cấp (cuộn dây chính) Lõi thép 43 Đo mức phương pháp xạ người ta làm nào? 44 Sử dụng cầu với hai phần tử Rgauge để đo biến dạng dầm hình Hãy phân tích lập cơng thức liên hệ điện trở biến dạng dầm 45 Phân tích phương pháp đo nhiệt độ cặp nhiệt ngẫu có sử dụng cầu bù dùng thermistor hình 2? 46 Điện trở chiết áp dây quấn làm từ 10 inch với 100Ω/inch Dây điện trở quấn thành quận dây 200 vòng Dải đo chiết áp 350o Độ phân giải chiết áp bao nhiêu? 47 Một chiết áp cấp nguồn 10 VDC đặt 820 Dải đo chiết áp vòng 350o Hãy tính điện áp ra? 48 Máy phát tốc chiều với hộp số có tỉ số 100:1 (Trục quay chậm 100 lần so với động cơ) hình Máy phát tốc loại CKΩ, R2=505Ω? 20-A với đầu 3V/1000 vòng phút KΩ, R2=505Ω? hối điều khiển máy công cụ với tốc độ quay 60o/ giây Đầu tốc kế bao nhiêu? Tìm độ phân giải hệ tín hiệu tốc kế chuyển đổi thành tín hiệu số sử dụng chuyển đổi tương tự - số bít minh họa hình 3? 49 Một cảm biến biến dạng mạch cầu sử dụng để đo lực căng thép Thanh thép có diện tích mặt cắt 13 cm2 Cảm biến biến dạng có điện trở 120Ω hệ sổ GF = ( Hệ số cảm biến đo lực, hệ số số cung cấp nhà sản xuất (GF =[( ΔRR /R)/( ΔRL/ L)]) Cầu đo nuôi mộtnguồn 10V KΩ, R2=505Ω? hi sắt không tải, cầu cân bằng, nghĩa điện áp 0V KΩ, R2=505Ω? hi lực tác dụng lên thép, điện áp cầu 0.0005V tìm lực tác dụng lên thép? 50 Một RTD platinum 100Ω sử dụng hệ thống.Giá trị điện trở thời đọc 100 Ω.Tìm nhiệt độ đo được? 51 Một chiết áp 10 Ω sử dụng làm cảm biến vị trí Giả sử trượt chiết áp nằm dải chiết áp Hãy tìm sai số tải khi: a Mạch giao tiếp có điện trở vơ lớn? b Mạch giao tiếp có điện trở 10 Ω? ÔN TẬP CHƯƠNG Phân tích sơ đồ khối chuyển đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số ADC Các tiêu kỹ thuật chủ yếu đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số ADC gì? Hãy phân tích bước chuyển đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số Các tiêu kỹ thuật chủ yếu chuyển đổi tín hiệu số sang tín hiệu tương tự DAC gì? Hãy phân tích tiêu Phân tích DAC dùng điện trở có trọng số nhị phân khuếch đại cộng? Phân tích DAC R/2R ladder Phân tích DAC với đầu dịng Phân tích DAC điện trở hình T Cho mạch chuyển đổi DAC biết N = bit, RN = 20kΩ, Uch = 3v Hãy xác định bít có nghĩa nhỏ nhất? tính UA UD = 0010 ? 10 Xác định giá trị tín hiệu số chuyển đổi điện áp sau qua ADC 8bit, Vref = 2.55V? 0.25 1.75 2.55 11 Một ADC 10 bit có kích thước bậc thang = 10mV Hãy xác định điện đầu cực đại ( đầy thang ) tỷ lệ % độ phân giải? 12 Hệ thống quạt tản nhiệt cho pin lượng mặt trời kích hoạt nhiệt độ pin đạt 100 độ F Để bật/tắt quạt làm mát người ta sử dụng cảm biến nhiệt độ có đầu tín hiệu tương tự Ngưỡng so sánh mạch xử lý cảm biến 2,7V Bộ điều khiển kỹ thuật số có tín hiệu bật/tắt 5V a) Lựa chọn cảm biến nhiệt độ phù hợp với yêu cầu b) Thiết kế mạch giao diện kết nối cảm biến nhiệt độ với mạch điều khiển kỹ thuật số KΩ, R2=505Ω? ý tên Bùi Thanh Lâm