Phầnn 4 Đo lường các đại lượng không điện Kỹ thuật đo lường

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN KĨ THUẬT ĐO LƯỜNG Nguyễn Thị Huế BM: Kĩ thuật đo Tin học công nghiệp Nội dung môn học     2/6/22 Phần 1: Cơ sở lý thuyết kĩ thuật đo lường  Chương 1: Khái niệm kĩ thuật đo lường  Chương 2: Ðơn vị đo, chuẩn mẫu  Chương 3: Đặc tính dụng cụ đo Phần 2: Các phần tử chức thiết bị đo  Chương 4: Cấu trúc dụng cụ đo  Chương 5: Cơ cấu thị điện, tự ghi thị số  Chương 6: Mạch đo lường gia công thông tin đo  Chương 7: Các chuyển đối đo lường sơ cấp Phần 3: Đo lường đại lượng điện  Chương 8: Ðo dòng điện  Chương 9: Đo điện áp  Chương 10: Ðo công suất lượng  Chương 11: Ðo góc lệch pha, khoảng thời gian tần số  Chương 12: Ðo thông số mạch điện  Chương 13: Dao động kí Phần 4: Đo lường đại lượng khơng điện  Chương 14: Đo nhiệt độ NTH-BM KTĐ&THCN Tài liệu tham khảo  Sách:  Kĩ thuật đo lường đại lượng điện tập 1,2- Phạm Thượng Hàn, Nguyễn Trọng Quế…  Ðo lường điện cảm biến: Ng.V.Hoà Hoàng Si Hồng  Bài giảng website:  Bài giảng kĩ thuật đo lường cảm biến-Hoàng Sĩ Hồng  Bài giảng Cảm biến kỹ thuật đo: P.T.N.Yến, Ng.T.L.Huong, Lê Q Huy  Bài giảng MEMs ITIMS - BKHN  2/6/22 Website: sciendirect.com/sensors and actuators A and B NTH-BM KTĐ&THCN Các thiết bị đo đại lượng không điện  Qua thời kỳ phát triển, thiết bị đo đại lượng không điện đại xây dựng sở vi xử lý (micro processor based) bắt đầu chuyển sang giai đoạn xây dựng sở vi hệ thống (micro system based) 2/6/22 NTH-BM KTĐ&THCN Chương 14: Đo nhiệt độ  Nhiệt độ thông số quan trọng ảnh hưởng đến đặc tính vật chất nên trình kỹ thuật đời sống ngày hay gặp yêu cầu đo nhiệt độ  Ngày hầu hết trình sản xuất cơng nghiệp, nhà máy có yêu cầu đo nhiệt độ  Tùy theo nhiệt độ đo dùng phương pháp khác nhau, thường phân loại phương pháp dựa vào dải nhiệt độ cần đo Thông thường nhiệt độ đo chia thành ba dải: nhiệt độ thấp, nhiệt độ trung bình cao 2/6/22 NTH-BM KTĐ&THCN Chương 14: Đo nhiệt độ  Đơn vị o 2/6/22 C = ×( o F − 32) NTH-BM KTĐ&THCN Chương 14: Đo nhiệt độ  Đo tiếp xúc  Nhiệt kế giãn nở nhiệt  Nhiệt điện trở  Cặp nhiệt ngẫu (K, E, J, )  Đo không tiếp xúc  Đo phương pháp hỏa quang kế  Đo hồng ngoại  2/6/22 NTH-BM KTĐ&THCN Chương 14: Đo nhiệt độ Dải đo số phương pháp 2/6/22 NTH-BM KTĐ&THCN 14.1 Nhiệt kế giản nở  Thể tích chiều dài vật thay đổi tùy theo nhiệt độ hệ số dãn nở vật Nhiệt kế đo nhiệt độ theo nguyên tắc gọi nhiệt kế kiểu dãn nở  Ta phân nhiệt kế thành loại :  Nhiệt kế dãn nở chất rắn (cịn gọi nhiệt kế khí)  Nhiệt kế dãn nở chất lỏng 2/6/22 NTH-BM KTĐ&THCN Nhiệt kế giản nở chất rắn Thường co hai loại: gốm va kim loại, kim loại va kim loại  Nhiệt kế gốm - kim loại (a) (Dilatomet): gồm gốm (1) đặt ống kim loại (2),  Nhiệt kế kim loại - kim loại (b): gồm hai kim loại (1) va (2) co hệ số gian nở nhiệt khác liên kết với theo chiều dọc 2/6/22 NTH-BM KTĐ&THCN 10 12.3 Lu tèc kÕ kiĨu siªu âm Fát SA Thu SA tinh thể áp điện thành ống áp điện C V a) b) Hiệu ứng Doppler đo lu tốc siêu âm nguyên lý máy đo lu tốc siêu âm Nếu phát siêu âm phận thu đặt cách khoảng D, ta có thời gian truyền sóng siêu âm từ đàu phát đến đầu thu: Thuận chiều ta cã D T1 = Ngỵc chiỊu C+V 1 2v D − = → v = (F1 − F2 ) T T2 D T2 = D C−V 15.4 Lu tốc kiểu cánh quạt Đo tốc độ quay cách quạt suy v Cm bin tốc độ quay từ trở thay đổi 15.5Các loại lưu lượng nhi ệt d ẫn  Lưu lượng kế loại khối nhiệt 15.6 15.6 Lưu Lưu lượng lượng kế kế Palette Palette Dưới tác động thủy lực dòng chảy đẩy Palette lên xuống nhiều hay phụ thuộc vào lưu lượng, ngồi Palette cịn chịu tác động trọng lượng lực đàn hồi lò xo Vị trí cân Palette phụ thuộc vào lưu lượng biến đổi tín hiệu điện nhờ biến trở có trục quay gắn chặt vào Palette Đáp ứng tuyến tính hay khơng phụ thuộc vào dạng tín hiệu đưa vào mạch đo Cấu tạo đơn giản, chắn r ẻ Chương16 Phương pháp thiết bị đo mức 16.1 §o møc b»ng phơng pháp phao Khi nặng rơi xuống puli quay vµ gãc quay biÕn thµnh sè xung αx - góc quay NX - số xung đếm đợc puli R 2π α0 = n sensor quang α0 - gãc cña lợng tử góc quay hx n- số xung tơng øng víi vßng quay cđa encoder Hch Ngêi ta bố trí nh sau: Khi nặng qua ®iĨm chn, mét tÕ bµo quang ®iƯn khëi ®éng bé đếm Khi nặng tiếp xúc với mặt nớc phận tự động (rơle tới hạn) đóng mạch điện Ta cã hx = Hch - hmøc = (NX/n)2πR Møc níc : hmøc = HchuÈn - hx hmøc 16.2 Đo mức dùng phao sử dụng biến trở 16.3 Phương pháp mc ỏp sut áp suất dới đáy cột nớc đợc tính P = h P- áp suất đáy cột nớc - trọng lợng riêng chất láng h- chiỊu cao cét níc hay møc níc 129 16.4 Phuơng pháp địên dung đo mức S C= d Điện dung tụ phẳng đợc tính C- điện dung cđa tơ ®iƯn b ε0 ε - h»ng sè địên môi chất cách điện hai cực d - khoảng cách điện cực Khi mức dầu tức thùng dầu, ta cã ε 0hb C0 = d h hx d C0 - điện dung tụ điện môi không khÝ εd h - chiỊu cao b¶n cùc b - chiều rộng cực d - khoảng cách cực d hb Cd = d Khi đầy dầu Khi dầu mức hx ta chia đợc thành hai phÇn Cx = ε d h x b ε 0b(h − h x ) + d d §o Cx cã thể suy hx Trong cảm biến C0, CX nhỏ (cỡ pF) nên 16.5 Dùng siêu âm để đo mức Nội dung phơng pháp nh sau: đỉnh xilô đặt nguồn phát siêu âm mạnh Nguồn phát phát luồng siêu âm theo chiều xuống đáy xilô Khi luồng siêu âm gặp mặt chất lỏng (hoặt hạt) phản xạ lên đến Thu SA Fát SA đầu thu, thời gian từ lúc phát ®Õn lóc thu TX = 2hx hx C TX - thời gian từ lúc phát đến lúc thu siêu âm hx - khoảng cách từ đỉnh xilô đến mặt chất lỏng H C - tốc độ truyền siêu âm không khí (vào khoảng 300m/s) hm ... -8,095 -45 ,49 8 -270-1250 -5,3 54- 50,633 -270-870 -9,835-66 ,47 3 -50-1500 -0,236-15,576 -50-1500 -0,226-17 ,44 5 Φ = 0,51 mm 0-1700 0-12 ,42 6 Vonfram-Reni (5%)/Vonfram-Reni (26%) 0-2700 0-38 ,45 Cặp... 2/6/22 NTH-BM KTĐ&THCN 42 Mạch đo  Để tăng độ nhay phép đo người ta mắc n cắp nhiệt nối tiếp E =n.Eab 2/6/22 NTH-BM KTĐ&THCN 43 Mạch đo  2/6/22 Ảnh hưởng vôn kế NTH-BM KTĐ&THCN 44 Mạch đo Ảnh dây... bù NTH-BM KTĐ&THCN 45 Mạch đo  2/6/22 Bù nhiệt độ đầu tự NTH-BM KTĐ&THCN 46 Mạch đo  2/6/22 Dùng mạch điện tử NTH-BM KTĐ&THCN 47 Mạch đo  2/6/22 Dùng cầu bù NTH-BM KTĐ&THCN 48 Transmitter nhiệt