Slide về cảm biến tốc độ

Vận tốc là đại lượng vật lý ở dạng véctơ, có độ lớn đặc trưng cho tính chất nhanh hay chậm của chuyển động và phương chỉ phương của chuyển động. Để đo tốc độ quay của rotor ta có thể sử dụng các phương pháp sau: Sử dụng máy phát tốc độ một chiều hoặc xoay chiều, thực chất là các máy phát điện công suất nhỏ có sức điện động tỉ lệ với tốc độ cần đo. Được sử dụng rộng rãi trong các hệ chuyển động kinh điển. Sử dụng bộ cảm biến quang tốc độ với bộ mã hóa. Sử dụng máy đo góc tuyệt đối. Xác định tốc độ gián tiếp qua phép đo dòng điện và điện áp stator mà không cần dùng bộ cảm biến tốc độ.

Chào mừng cô bạn đến với thuyết trình nhóm TÌM HIỂU VỀ CẢM BIẾN TỐC ĐỘ Khái niệm đo tốc độ Các phương pháp đo tốc độ NỘI DUNG Máy phát tốc độ chiều Cảm biến tốc độ kiểu từ trở biến thiên Encoder Súng bắn tốc độ Các cách thức đo tốc độ khác Khái niệm đo tốc độ  Khái niệm vận tốc: Vận tốc đại lượng vật lý dạng véc-tơ, có độ lớn đặc trưng cho tính chất nhanh hay chậm chuyển động phương phương chuyển động  Phân loại vận tốc: Dựa vào chuyển động Vận tốc tức thời mô tả sự nhanh chậm chiều chuyển động thời điểm đường vật Vận tốc trung bình vận tốc chuyển động tính quãng đường chuyển động vật Dựa vào loại chuyển động Vận tốc chuyển động quay hay vận tốc góc là đại lượng vec tơ thể mức độ thay đổi theo thời gian vị trí góc của vật hướng chuyển động Vận tốc chuyển động tịnh tiến Các phương pháp đo tốc độ  Phân loại phép đo: Cảm biến vận tốc góc quay cung cấp cho ta tín hiệu đo tần số Thơng thường trục quay đánh hay nhiều dấu cảm biến phần không chuyển động ghi nhận chuyển động dấu Tần số đo tỉ lệ với vòng quay n số dấu k: f = n.k Các phương pháp đo tốc độ Để đo tốc độ quay rotor ta sử dụng phương pháp sau: - Sử dụng máy phát tốc độ chiều xoay chiều, thực chất máy phát điện công suất nhỏ có sức điện động tỉ lệ với tốc độ cần đo Được sử dụng rộng rãi hệ chuyển động kinh điển - Sử dụng cảm biến quang tốc độ với mã hóa - Sử dụng máy đo góc tuyệt đối - Xác định tốc độ gián tiếp qua phép đo dòng điện điện áp stator 7mà Máy phát tốc độ chiều 3.1 Cấu tạo máy phát tốc độ chiều: Gồm có: Stator, Rotor, cổ góp chổi điện Stator (phần cảm): thường hay nhiều cặp nam châm vĩnh cửu , hay nam châm điện Rotor (phần ứng): gồm lõi thép hình trụ làm thép kỹ thuật điện có phủ sơn cách điện ghép lại với cuộn dây quấn nối với nguồn điện chiều Máy phát tốc độ chiều 3.1 Cấu tạo máy phát tốc độ chiều: Cổ góp: gồm phiến góp đồng ghép cách điện, có dạng hình trụ, gắn đầu trục roto, đầu dây phần tử nối với phiến góp Chổi điện (chổi than): làm than graphit Các chổi tỳ chặt lên cổ góp nhờ lị xo giá chổi điện gắn nắp máy 3.2 Nguyên lý hoạt động máy phát tốc độ chiều: Người ta gắn trục máy phát tốc vào cấu quay (hoặc trục động điện) cần xác định vận tốc Khi cấu quay cuộn dây phản ứng cảm ứng sức điện động: Trong : - ke: hệ số cấu tạo E = ke.n.ϕ - n: tốc độ phần ứng - ϕ : từ thơng kích từ Sức điện động lấy chổi than tiếp xúc với vành góp Sức điện động E tỷ lệ với tốc độ quay n cấu, cách xác định E ta suy tốc độ quay n 10 • Những hệ thống bắn sử dụng tia laser ghi nhận hàng trăm khoảng cách khác khơng đầy nửa giây, kết thu nói xác + Súng bắn tốc độc ghi hình • Hệ thống đo tốc độ sử dụng tia laser không chế tạo dạng súng bắn cầm tay mà lắp đặp số nút giao thơng, lập trình hồn tồn tự động • Hệ thống ghi lại tốc độ xe vừa chạy qua Khi xe vượt tốc độ cho phép, hệ thống tự động chụp lại biển số xe gồm gương mặt người lái Điều giúp cảnh sát có chứng xác thực việc thổi phạt quái xế 6.2 Đặc điểm cảm biến bắn tốc độ • Là thiết bị thu - phát tín hiệu radio Nó làm dao động dòng điện, khiến cho điện áp lúc cao lúc thấp tần số cố định, từ sinh lượng điện tử Khi dòng điện dao động, lượng phát tán khơng gian dạng sóng điện từ • Thiết bị phát thường có khuếch tăng lượng điện từ ăng-ten để phát tán Trong thiết bị thu thu tín hiệu từ ăng-ten chuyển tín hiệu thành dịng điện Bên cạnh đó: Khoảng cách người ta cịn có thể dùng radar để đo tốc độ đối tượng dựa nguyên lý có tên Doppler shift Hiểu cách đơn giản nguyên lý súng radar gửi tín hiệu viba (microwave) ra, tín hiệu gặp xe "bị bắn" quay ngược trở lại với súng Nếu xe bạn di chuyển tín hiệu gửi trả giúp súng tính tốn theo ngun lý Doppler shift để biết xe chạy tốc độ km/h 6.3 Ưu nhược điểm cảm biến bắn tốc độ - Ưu điểm: • Tính tốc độ vật cách xác • Không phụ thuộc vào thời tiết, không phụ thuộc vào ánh sáng bắn ban ngày, ban đêm, trời mưa, trời nắng • Dễ sử dụng, giúp ích cho lực lượng làm nhiệm vụ - Nhược điểm: • Nhắm súng tốc độ laser thẳng vào xe, chệch khơng cho tốc độ xác • Nhiều kết đo khơng xác Các phương pháp đo tốc độ khác 7.1: Cảm biến điện từ đo vận tốc dài Khi đo độ dịch chuyển đối tượng đo lớn, việc đo vận tốc dài chuyển thành đo vận tốc góc qua hệ thống biến đổi trung gian Trong trường hợp độ dịch chuyển có biên độ nhỏ ta sử dụng cảm biến điện từ để đo Cấu tạo cảm biến gồm nam châm vĩnh cửu cuộn dây cảm ứng gắn với đối tượng đo qua hệ thống dẫn động Khi có chuyển động tương đối cuộn dây nam châm cuộn dây xuất hệ sức điện động cảm ứng: = 2π.r.W.B.v = k.v r – bán kính cuộn dây; W : số vịng cuộn dây; B – cảm ứng từ; k – hệ số; v – vận tốc dịch chuyển cuộn dây Khi lõi chuyển động, từ thơng móc vịng qua cuộn dây khác nên sức điện động E1 ≠ E2 ∆E = E1 - E2 ≠ tỷ lệ với tốc dộ dịch chuyển lõi nam châm b) a) Hình ảnh :đo vận tốc dài c) 7.2: Ưu nhược điểm cảm biến: Ưu điểm: - Chất lượng tốt, dễ sử dụng - Dùng để đo độ dịch chuyển có biên độ nhỏ Nhược điểm: -Áp dụng cho đối tượng đo khoảng cách lớn khơng xác Mạch ứng dụng 7.3: Tốc độ kế sợi quang a Đặc điểm Tốc độ kế sợi quang sử dụng hiệu ứng Doppler dụng cụ đo tốc độ đối tượng cách chiếu tia laser vào chúng Dải đo cảm biến rộng từ 10-6 ÷ 105m/s Thiết bị thường sử dụng đo tốc độ đối tượng tên lửa, máy bay, tốc độ dòng chảy… Ánh sáng khuếch tán từ đối tượng tuân theo hiệu ứng Doppler tần số ánh sáng khuếch tán khác với tần số ánh sáng nguồn Độ lệch tần số phụ thuộc vào tốc độ dịch chuyển vật b Ưu nhược điểm cảm biến • -Ưu điểm: • -Nhược điểm: + Có dải đo cảm biến rộng Đôi cảm biến đo không nên thường ứng dụng để đo xác mơi trường đo khoảng cách xa khoảng cách + Thiết bị thường sử dụng đo tốc độ đối tượng tên lửa, máy bay, tốc độ dòng chảy… c Mạch ứng dụng: 7.4 Máy đo góc tuyệt đối (Resolver) Máy đo góc tuyệt đối có cấu tạo gồm hai phần: phần động gắn liền với trục quay động chứa cuộn sơ cấp kích thích sóng mang tần số 210Khz qua máy biến áp quay Phần tĩnh có dây quấn thứ cấp (cuộn sin cuộn cos) đặt lệch 900 Đầu hai dây quấn thứ cấp ta thu tín hiệu điều biên U=U0si tsinϑ U.U0sin.tcosϑ Đường bao kênh tín hiệu chứa thơng tin vị trí tuyệt đối (gócϑ) rotor máy đo, có nghĩa vị trí tuyệt đối rotor động cơ: Hình ảnh: Máy đo góc tuyệt đối Có cách thu thập thơng tích Cách • Hiệu chỉnh sửa sai góc thu sở so sánh góc cài đặt sẵn số vi mạch sẵn có Các vi mạch cho tín hiệu góc dạng số (độ phân giải 10-16 bit/1 vòng tốc độ quay dạng tương tự) Cách • : Dùng hai chuyển đổi tương tự số để lấy mẫu trực tiếp từ đỉnh tín hiệu điều chế Trong trường hợp cần đồng chặt chẽ thời điểm lấy mẫu khâu tạo tín hiệu kích thích 2-10 kHz Ưu nhược điểm cảm biến Ưu điểm: - Đo tốc độ dịch chuyển góc khó dùng cảm biến khác khơng có xác tuyệt đối Nhược điểm : - Nếu đo sai góc dẫn đến hệ thống bị sai Từ dẫn đến đo vận MẠCH ỨNG DỤNG 57 ... HIỂU VỀ CẢM BIẾN TỐC ĐỘ Khái niệm đo tốc độ Các phương pháp đo tốc độ NỘI DUNG Máy phát tốc độ chiều Cảm biến tốc độ kiểu từ trở biến thiên Encoder Súng bắn tốc độ Các cách thức đo tốc độ khác... ta hay sử dụng máy phát tốc chiều để thị tốc độ chuyển động máy vận chuyển ôtô , tàu … 12 Cảm biến tốc độ kiểu từ trở biến thiên 4.1 Cấu tạo: Cảm biến tốc độ kiểu từ trở biến thiên bao gồm: - Một... Chúng sử dụng để đo tốc độ phần quay chẳng hạn cảm biến tốc độ bánh xe tốc độ truyền cảm biến trục 16 Encoder 5.1 Khái niệm Encoder: - Encoder hay cịn gọi mã hóa, cảm biến chuyển động học tạo tín