tiểu luận CHƯƠNG 5 cảm biến tốc độ đo tốc độ QUAY của ĐỘNG cơ

CHƯƠNG Cảm Biến Tốc Độ — NHÓM — NỘI DUNG CHÍNH ĐO TỐC ĐỘ QUAY CỦA ĐỘNG CƠ TỐC ĐỘ KẾ SỢI QUANG GIA TỐC KẾ SỢI QUANG ĐỔI HƯỚNG KẾ SỢI QUANG ĐỔI HƯỚNG KẾ CON QUAY HỒI CHUYỂN CẢM BIẾN TỐC ĐỘ QUAY THẠCH ANH ỨNG DỤNG CON QUAY HỒI CHUYỂN ĐIỀU KHIỂN CHUỘT GIA TỐC KẾ RUNG GIA TỐC KẾ ĐIỆN DUNG 10 GIA TỐC KẾ ÁP TRỞ 11 GIA TỐC KẾ ÁP ĐIỆN 01 ĐO TỐC ĐỘ QUAY CỦA ĐỘNG CƠ Trình bày – Lê Danh Mạnh ĐO TỐC ĐỘ QUAY CỦA ĐỘNG CƠ KHÁI NIỆM + Thể mức độ thay đổi vị trí đối tượng + Là đại lượng vecto : có hướng độ lớn NGUN LÍ ĐO : + Dựa vào cảm ứng điện từ + Dựa vào sai lệch di chuyển + Dựa vào dịch chuyển Doppler + Chuyển từ vận tốc tuyến tính sang vận tốc góc ĐO TỐC ĐỘ QUAY CỦA ĐỘNG CƠ Vai trị đo vận tốc: • Trong cơng  nghiệp, phần lớn trường hợp đo vận tốc đo tốc độ quay máy • Độ an tồn, chế độ làm việc máy phụ thuộc lớn vào tốc độ quay.  • Trong trường hợp chuyển động thẳng, việc đo vận tốc dài thường chuyển đo tốc độ quay • Do vậy, cảm biến đo vận tốc góc đóng vai trị quan trọng việc đo vận tốc Các phương pháp đo vận tốc Phương pháp : (sử dụng tốc độ kế điện từ):     ● Dựa tượng cảm ứng điện từ Cảm biến gồm có hai phần: phần cảm (nguồn từ thơng) phần ứng (phần có từ thơng qua) Khi có chuyển động tương đối phần cảm phần ứng → từ thông (Φ) qua phần ứng biến thiên → phần ứng xuất suất điện động cảm ứng (e) ∈ tốc độ biến thiên (Φ) → ∈ tốc độ dịch chuyển Đo (e) → (v).  ●  Các loại: Tốc độ kế chiều, tốc độ kế xoay chiều… ● Sức điện động cảm ứng: ● Từ thông qua phần ứng: ● e( t )   d dt x  động  F x  F(x) là hàm phụ thuộc vị trí của  phần e( t )    dF( x ) dF( x ) dx   dt dx dt Các phương pháp đo vận tốc Phương pháp (Sử dụng tốc độ kế vòng loại xung): làm việc theo nguyên tắc đo tần số chuyển động phần tử chuyển động quay Cảm biến có đĩa mã hố gắn với trục quay, ứng với mợt chuyển dịch bản  xung Tần số xung tỉ lệ với tốc độ cần đo ● Các loại: Tốc độ kế từ trở biến thiên, tốc độ kế quang… 02 TỐC ĐỘ KẾ SỢI QUANG Trình bày – Huỳnh Văn Phú TỐC ĐỘ KẾ SỢI QUANG Tốc độ kế laser hiệu ứng Doppler dụng cụ đo tốc độ đối tượng truyền dẫn phản xạ Dải đo rộng từ 10-6 – 105 m/s Phép đo không làm thay đổi chuyển động hệ Nguyên lý: Chiếu sáng đối tượng cần đo tốc độ lưới vân sáng, ánh sáng khuếch tán từ đối tượng tuân theo hiệu ứng Doppler nghĩa số khác với tần số ánh sáng nguồn Độ lệch tần số phụ thuộc vào tốc độ vật TỐC ĐỘ KẾ SỢI QUANG Trường hợp đo tốc độ dòng chảy nên cho vào dịng chảy hạt có kích thước đủ nhỏ để khơng ảnh hưởng đến tốc độ dịng chảy, hạt khuếch tán ánh sáng có nguồn cắt qua Tín hiệu quang hạt phát điều biến vân tối, sáng với tần số tỷ lệ với tốc độ dòng chảy Tần số điều biến ánh sáng hạt khuếch tán f=|V|/y • |V| thành phần tốc độ hạt vng góc với vân sáng • y khoảng cách vân sáng GIA TỐC KẾ RUNG Đặc tính tần số gia tốc kế rung: - Độ nhạy Đáp ứng tần số Tần số cộng hưởng Độ tuyến tính Đầu có kích thích khơng (đối với cảm biển điện dung áp trở) Là thiết bị quan trọng ngành cơng nghiệp vì: - Nhằm khống chế biên độ rung để tránh gây tiếng ồn có hại cho sức khoẻ - Hạn chế mức rung giới hạn cho phép nhằm bảo đảm an toàn cho cơng trình - Quản lí nằm tình trạng máy móc chi tiết từ có kế hoạch bảo dưỡng, sửa chữa kịp thời 09 GIA TỐC KẾ ĐIỆN DUNG Trình bày – Nguyễn Huỳnh Gia Bảo GIA TỐC KẾ ĐIỆN DUNG Gia tốc kế điện dung chứa hai phận: - Bộ phận tỉnh: gắn với vỏ hộp cực Bản cực lại gắn với vật rung: cực tạo nên tụ điện có điện dung phụ thuộc vào gia tốc Mặt cắt gia tốc kế điện dung Vật rung giữ lò xo GIA TỐC KẾ ĐIỆN DUNG Sơ đồ mạch điện biến đổi từ điện dung sang điện áp mạch tích hợp Silic Trong đó: Cmc: điện dung vật rung cực Cmb: điện dung vật rung cực 10 GIA TỐC KẾ ÁP TRỞ Trình bày – Lê Đình Thiên Bình 10 GIA TỐC KẾ ÁP TRỞ Phần tử cảm nhận gia tốc kế áp trở đầu ứng suất, đo ứng suất lò xo đỡ vật rung Ứng suất liên hệ với độ lớn tốc độ chuyển động vật, phụ thuộc vào gia tốc Thiết bị đo gia tốc dải từ đến 13 kHz Với thiết kế đặc biệt chịu rung dộng tới 10000g 10 GIA TỐC KẾ ÁP TRỞ Một số đặc tính gia tốc kế áp trở: Đặc tính Endevco Thơng dụng 1,65 x 1,78   ± 1000 ± 1000 0,2 0,1 ÷ 0,25 Độ tuyến tính (%) 1÷3 Tần số cộng hưởng (kHz) 65 25 Độ nhạy ngang max (%) 3 ± 25 ± 50 -54 ÷ 135 -20 ÷ 65 10000 5000 0,8 1÷5 Kích thước (mm) Dải gia tốc (g) Độ nhạy (mV/g) Đầu kích thích zero (mV) Dải nhiệt độ làm việc (oC) Chịu sốc (g) Trọng lượng (g) 10 GIA TỐC KẾ ÁP TRỞ Vi cảm biến chế tạo từ ba lớp silic Lớp gọi lõi chứa vật rung lề đàn hồi Vật rung đỡ lề có đầu áp trở Khí gia tốc đặt theo trục nhạy vật rung quay quanh lề Các đầu đo hai phía lề cho phép vật quay tạo nên ứng suất nén phía kéo phía Vì đầu đo ngắn di chuyển nhỏ thay đổi điện trở lớn để cân điểm khơng cầu áp trở có năm điện trở đặt tinh thể Cấu trúc gia tốc kế áp trở: 11 GIA TỐC KẾ ÁP ĐIỆN Trình bày – Lê Đình Thiên Bình 11 GIA TỐC KẾ ÁP ĐIỆN Trong cảm biến gia tốc áp điện, vật rung đặt phần tử áp điện Phần tử áp điện sinh điện tích tỷ lệ với chuyển động vật rung: Cảm biến vật gắn giá đỡ cứng toàn đặt hộp kín Tùy theo chất lực tác dụng mà cần cấu giữ vật liệu áp điện phương tiện gắn chúng khác Thông thường ta sử hai loại gia tốc kế áp điện 11 GIA TỐC KẾ ÁP ĐIỆN Gia tốc kế áp điện kiểu nén: Loại gia tốc kế có tần số cộng hưởng cao, chắn, nhạy với ứng suất đế 11 GIA TỐC KẾ ÁP ĐIỆN Gia tốc kế áp điện kiểu uốn cong: Phần tử gia tốc kế áp điện kiểu uốn hai phiến áp điện mỏng dán với Mỗi đầu phía điện áp gắn với vật rung, cấu trúc gia tốc kế có độ nhạy cao Dải tần số làm việc bị hạn chế gia tốc rung thấp tần số thấp 11 GIA TỐC KẾ ÁP ĐIỆN Các thông số đặc trưng: Độ nhạy gia tố kế áp điện cho biểu thức: Trong đó: γ gia tốc cảm biến Q điện tích tạo nên cảm biến rung với gia tốc γ S1 độ nhạy học hệ thống vật rung S2 độ nhạy điện cảm biến 11 GIA TỐC KẾ ÁP ĐIỆN Ứng dụng gia tốc kế: - Đo gia tốc xe, đo độ rung ô tô, máy móc, tịa nhà, … Điều hướng thiết bị Đo độ sâu ép ngực CPR Theo dõi chuyển động … ... CHUỘT GIA TỐC KẾ RUNG GIA TỐC KẾ ĐIỆN DUNG 10 GIA TỐC KẾ ÁP TRỞ 11 GIA TỐC KẾ ÁP ĐIỆN 01 ĐO TỐC ĐỘ QUAY CỦA ĐỘNG CƠ Trình bày – Lê Danh Mạnh ĐO TỐC ĐỘ QUAY CỦA ĐỘNG CƠ KHÁI NIỆM + Thể mức độ thay... quay, ta tính tốc độ quay theo cơng thức: 06 CẢM BIẾN TỐC ĐỘ QUAY THẠCH ANH Trình bày – Phan Thanh Trường 6.CẢM BIẾN TỐC ĐỘ QUAY THẠCH ANH Việc sử dụng phần tử dao động để đo tốc độ quay ứng dụng... dao động để tỉ lệ với tốc độ góc đầu vào Phần cảm biến cảm nhận lực tỷ lệ với tốc độ quay, chạc cảm biến khơng chuyển động QRS phát góc quay khơng Khi cảm biến quay xuất điện áp tỷ lệ với tốc độ