Đang tải... (xem toàn văn)
Thường thì chúng khác nhau,nhưng giữa chúng có mối quan hệ với nhau. Chuyển đổi là phần dùng cùng với cảm biến để biến đổi đại lượng vật lý thành dạng sử dụng thích hợp ( Ví dụ điện thế )
11.THẾ NÀO LÀ CẢM BIẾN VÀ CHUYỂN ĐỔICảm biến là gì ?Chuyển đổi là gì ?Chúng quan hệ như thế nào?Chúng quan hệ như thế nào?1.THẾ NÀO LÀ CẢM BIẾN VÀ CHUYỂN ĐỔI-Chuyển đổi ( transducer) là bộ phận biến đổi năng lượng vào thành nănglượng ra,thường thì chúng khác nhau,nhưng giữa chúng có mối quan hệ vớinhau. Chuyển đổi là phần dùng cùng với cảm biến để biến đổi đại lượng vậtlý thành dạng sử dụng thích hợp (Ví dụ điệnthế)“ý ạg ụg ợp ( ụ ệ )-Chuyển đổi được dùng cùng với cảm biến để biến đổi các biến vật lí thànhdạng phù hợp hơn- Cảm biến (Sensor) là device để phát hiện các đại lượng vật lý là tập hợpcon của chuyển đổi, và được định nghĩa như sau cảm biến là chuyển đổi đểnhận tín hiệu vào hoặc sự kích thích và các đáp ứng là tín hiệu điện cóquan hệ đã biết với tín hiệu vàoHoặc cũng có định nghĩa khác là biến đổi thông số vật lý thành tín hiệu điệnở đầu ra ( ví dụ chuyển đổi microphone)ở đầu ra ( ví dụ chuyển đổi microphone)-Chuyển đổi: bao gồm cảm biến và cơ cấu chấp hành, cảm biến là tín hiệuvào của chuyển đổi, còn cơ cấu chấp hành là tín hiệu ra của chuyển đổi.- Cơ cấu chấp hành (Actuator)Biến đổi tín hiệu điện thành tín hiệu ở dạngvật lý ở đầu ra (ngược với cảm biến) 2Chuyển đổi (Transducer) là phần tử đầu tiên để nhận sự biến thiên của đại lượng đoBiến đổi thông tin1.THẾ NÀO LÀ CẢM BIẾN VÀ CHUYỂN ĐỔIPhần tử cảm nhậnđầu tiênBiến đổi thông tinThành dạng tínhiệu phù hợpQuá trình vật lýTruyền dữ liệuThể hiện kết quảNgười quan sátCác cảm biến được phân loại theo những nguyên tắc sau Yêu cầu của nguôn năng lượng cung cấp- Bị động và chủ động Dạng của tín hiệu ra2.PHÂN LOẠICẢMBIẾNDạng của tín hiệu ra- Số và tương tự Mode hoạt động của việc đo- Lệch (Deflection) và Không (null ) Quan hệ động học giữa tín hiệu vào/ tín hiệu ra- Bậc không, bậc 1, bậc 2, v.v . Measurand- Mechanical, thermal, magnetic, radiant, chemical Physical measurement variable- Resistance, inductance, capacitance, etc. 32.PHÂN LOẠICẢMBIẾN¾Chuyển đổibịđộng: tạoratínhiệu điệntrựctiếp đểđáp ứng các tác động từ bên ngoài mà không yêu cầucung cấp năng lượng từ bên ngoài nhưng năng lượnga/ PHÂN LOẠI THEO NGUỒN NĂNG LƯỢNG CUNG CẤPcung cấp năng lượng từ bên ngoài, nhưng năng lượngbắt nguồntừ viện đo .¾ Có thể bị bóp méo ( distort) đạilượng đo.¾ Đơngiản trong thiếtkế.¾Tin cậy¾Giá thành thấpp¾Ví dụ:cảmbiếncặp nhiệt điện, cảmbiếnápđiện.132.PHÂN LOẠICẢMBIẾNa/ PHÂN LOẠI THEO NGUỒN NĂNG LƯỢNG CUNG CẤPChuyển đổichủđộng: Là chuyển đổiyêucầunăng lượng từ bên ngoài. Ví dụ cảmbiếnStrain gauges, cảmbiến laser13 4b/DẠNG RA CỦA TÍN HIỆU Các cảm biến dạng tương tự¾ Cung cấp tín hiệu liên tục ( độ lớn theo thời gian hoặc không gian)¾ Hầuhết các đạilượng vậtlýlàở dạng tương tự2.PHÂN LOẠICẢMBIẾN¾ Hầu hết các đại lượng vật lý là ở dạng tương tự¾ Số các cảm biến có tín hiệu ra ở dạng tương tự nhiều hơn dạng tín hiệu ra ở dạng số¾ Bộ biến đổi A/D là cần thiết để nối với CPU¾ Ví dụ : Microphone, analog infrared distance sensor, analog compass, barometer sensorb/DẠNG RA CỦA TÍN HIỆU Các cảm biến dạng số¾ Tín hiệu ra của nó ở dạng bước rời rạc hoặc ở dạng trạng thái 2.PHÂN LOẠICẢMBIẾN¾ Các tín hiệu dạng số có khả năng lặp lại nhiều, tin cậy và dễ dàng truyềnVí dụ: các encoder đếm số vòng quay của các trục, các công tắc tiếp xúc 5¾Digital transducer is any measuring device that produces a digitaloutput•2.PHÂN LOẠICẢMBIẾNb/DẠNG RA CỦA TÍN HIỆUCác cảm biến dạng sốoutput¾ In analog sensors (transducers) both sensing and transducer stagesare analog. But since physical systems are typically continuous timesystems, the sensing stage of a digital measuring device is analog.¾ The transducer stage generates the discrete output signal such aspulse trains or encoded data¾Digital transducers do not introduce quantization error¾ When the output is a pulse signal, a counter is used to count thep p gpulses or to count the clock cycles over the pulse duration¾ The count is represented as a digital word according to some code- Binary, BCD (Binary Coded Decimal), ASCII¾ The output of the transducer may be available in a coded formc/ Mode LÀM VIỆC Mode Lệch (Deflection mode)-cảm biến hoặc dụng cụ sẽ tạo ra sự đáp ứng với độ lệch hoặc dao độnfg do tình trạng ban đầucủadụng cụ2.PHÂN LOẠICẢMBIẾNtrạng ban đầu của dụng cụ -Độ lệch tỉ lệ với đạilượng cần đo 6c/ Mode LÀM VIỆC Mode không (Null mode)-Cảm biến hoặc dụng cụ sử dụng ảnh hưởng của hệ thống đo để tác động ngược lại với đại lượng đo -Ảnh hưởng của hệ thống đo và đại lượng cần đo được cân bằng ( thông thường là 2.PHÂN LOẠICẢMBIẾNg ệ g ạ ợ g ợ g( g gqua hệ thống phản hồi) - Đối với phương pháp này dụng cụ có độ chính xác rất cao nhưng không nhanhd/ THEO THÔNG SỐ ĐO Đo dịch chuyển-CẢm biến điện trởCả biế điệ d2.PHÂN LOẠICẢMBIẾN- Cảm biến điện dung-Cảm biến điện cảm…. Đo lực và gia tốc- Strain gauges-Cảm biến dạng dầm…… Đo nhiệt độ- Điện trở-Cặp nhiệt điện- Giãn nở V.v… 7e/THEO NGUYÊN LÝ2.PHÂN LOẠI CẢM BIẾN2.PHÂN LOẠI CẢM BIẾNg/ Theo quan hệ với thời gianTĩnh – Không thay đổi theo thời gianĐộng: Thay đổi theo thời gianỔn định theo chu kỳ .Không lặp lại hoặc tạm thời.rời rạc (xung)Liên tục (ngẫu nhiên)Liên tục (ngẫu nhiên) 8CÁC DẠNG TÍN HIỆUTín hiệu tầ hòTimetuần hòan liên tụcTí hiệ t ầTín hiệu tuần hoàn rời rạcTín hiệu liêntục khôngCÁC DẠNG TÍN HIỆUtục khôngtheo chu kỳTí hiệ hấtTín hiệu nhất thời rời rạc 9Tín hiệu ngẫu nhiên liên tụcCÁC DẠNG TÍN HIỆUụTín hiệu ngẫunhiên rời rạc.Chú ý loại nàytương tự tức thờirời rạc nhưng đặctính của chúng làkhác nhauVIỆC LỰA CHỌN CẢM BIẾNVIỆC LỰA CHỌN CẢM BIẾNKhi lựa chọn cảm biến thường dựa vào những yếu tố sau:Phạm vi làm việcChuyển đổi cần phải có phài có phạm vi yêu cầu nằm trong hé i h hé ủ ó à ó độ hâ iải tốtphép vi cho phép của nó và có độ phân giải tốtĐộ nhậyChuyển đổi cần phải có đủ độ nhậy để để cho phép tín hiệu ra có hiệu quảTần số đáp ứng và resonant frequencyIs the transducer flat over the needed range? Will the resonant frequency be excited?18resonant frequency be excited?Môi trường làm việcNhiệt độ, chất lỏng ăn mòn, áp suất, rung động, và sự tiếp xúc của nó với đối tượng, kích thước … ? 10Độ nhậy tối thiểuChuyển đổi phải có độ nhậy tối thiểu để có thể nhậy với cáckích thích ( tác nhân ) đo.Độ chính xácVIỆC LỰA CHỌN CẢM BIẾNVIỆC LỰA CHỌN CẢM BIẾNộChuyển đổi có thể có sai số về độ lặp lại và sai số hiệuchỉnh cũng như các sai số khác nhậy với các kích thích đoUsage & ruggednessThe ruggedness both of mechanical and electrical intensitiesof the transducer versus its size and weight must beconsidered. Who will be installing and using the transducer?19ElectricalWhat length and type of cable is required? What are thesignal-to-noise rations when combined with amplifiers andfrequency-response limitations? [...]...4 b/DẠNG RA CỦA TÍN HIỆU Các cảm biến dạng tương tự ¾ Cung cấp tín hiệu liên tục ( độ lớn theo thời gian hoặc khơng gian) ¾ Hầuhết các đạilượng vậtl là dạng tương tự 2.PHÂN LOẠICẢMBIẾN ¾ Hầu hết các đại lượng vật lý là ở dạng tương tự ¾ Số các cảm biến có tín hiệu ra ở dạng tương tự nhiều hơn dạng tín hiệu ra ở dạng số ¾ Bộ biến đổi A/D là cần thiết để nối với CPU ¾ Ví dụ : Microphone,... CPU ¾ Ví dụ : Microphone, analog infrared distance sensor, analog compass, barometer sensor b/DẠNG RA CỦA TÍN HIỆU Các cảm biến dạng số ¾ Tín hiệu ra của nó ở dạng bước rời rạc hoặc ở dạng trạng thái 2.PHÂN LOẠICẢMBIẾN ¾ Các tín hiệu dạng số có khả năng lặp lại nhiều, tin cậy và dễ dàng truyền Ví dụ: các encoder đếm số vịng quay của các trục, các công tắc tiếp xúc . 11.THẾ NÀO LÀ CẢM BIẾN VÀ CHUYỂN ĐỔICảm biến là gì ?Chuyển đổi là gì ?Chúng quan hệ như thế nào? Chúng quan hệ như thế nào? 1.THẾ NÀO LÀ CẢM BIẾN VÀ CHUYỂN. microphone) -Chuyển đổi: bao gồm cảm biến và cơ cấu chấp hành, cảm biến là tín hiệuvào của chuyển đổi, còn cơ cấu chấp hành là tín hiệu ra của chuyển đổi. - Cơ