TS LƯU THẾ VINH GIÁO TRÌNH DOLUON
a NHA XUAT BAN _— 3
Trang 3LỜI NÓI ĐẦU
Giáo trình Đo lường — Cảm biến gồm hai phần cơ bản:
Phân thứ nhất: Kỹ thuật đo lường điện - điện tử nhằm cung cấp cho người học những kiến thức cơ bản về phương pháp và kỹ thuật đo lường các đại lượng vật lý; phương pháp và kỹ thuật xây dựng các hệ đo từ đơn giản đến phức tạp; xử lý kết quả đo lường; khảo sát và thiết kế các mạch đo điện, điện tử để đo lường các đại lượng điện; các thiết bị quan sát và ghi
dạng tín hiệu; các mạch dao động xung
Phan tht hai: Cảm biến đo lường trình bày nguyên lý, câu tạo, hoạt
động và ứng dụng của các loại cảm biến cơ bản dùng trong kỹ thuật đo lường và điều khiên Phương pháp đo lường các đại lượng không điện bằng
phương pháp điện
Tác giả cho rằng người học đã năm vững những kiến thức về điện tử
cơ sở, những kiến thức về kỹ thuật xung, kỹ thuật số, biết cách thiết kế các
mạch khuếch đại, tạo xung, hình thành xung, các mạch dao động, biến đôi tín
hiệu trên các linh kiện bán dẫn, các mạch tích hợp cũng như các mạch số
Trong mỗi mục đều có các ví dụ minh họa, trình bày các bước tính
toán chị tiệt khi thiết kê các sơ đô đô mạch ứng dụng nhắm giúp người học có thê áp dụng dễ dàng khi cần thiết kế mạch đo cụ thé
Tài liệu được chia làm 12 chương:
Phần thứ nhất: Kỹ thuật đo lường điện - điện từ
Chương 1 Tổng quan về kỹ thuật đo lường Chương 2 Đo lường các đại lượng điện Chương 3 Đo công suất và điện năng Chương 4 Máy tạo sóng đo lường Chương 5 Đo trở kháng của mạch điện Chương 6 Quan sat va ghi dang tin hiệu Phân thứ hai: Cảm biến đo lường
Chương 7 Tổng quan về cảm biến đo lường
Chương 8 Các bộ chuyển đổi cơ điện
Chương 9 Các bộ chuyển đổi nhiệt điện
Chương 10 Các bộ chuyền đổi điện hóa
Chương 11 Các bộ chuyền đổi quang điện Chương 12 Các đầu dò bức xạ hạt nhân
Giáo trình được biên soạn trên cơ sở để cương bài giảng môn học
“Kỹ thuật đo lường điện - điện tử” mà tác giả đã giảng dạy nhiều năm cho
Trang 4sinh viên Khoa Vật lý - Trường Đại học Đà Lạt, và các bài giảng cho học viên cao học vật lý kỹ thuật Yêu cầu đối với người học sau khi học xong
Giáo trình Đo lường — Cảm biến là phải biết sử dụng thành thạo các dụng
cụ đo và thiết bị đo điện tử quan trọng nhất trong thực nghiệm vật lý; có kỹ năng phân tích và thiết kế các mạch đo đơn giản, từ đó phân tích và thiết kê các mạch đo và các hệ thống đo lường phức tạp
Giáo trình có thể sử dụng làm tài liệu tham khảo cho sinh viên vật lý, học viên cao học chuyên ngành vật lý kỹ thuật, sinh viên cao đẳng kỹ thuật cũng như kỹ thuật viên đang làm việc ở các cơ sở kỹ thuật và những ai quan tâm đến kỹ thuật đo lường Mặc dù đã có rất nhiều cố gang nhung chac han
không thể tránh khỏi những thiểu sot, rat mong nhận được sự đóng góp ý
kiến của các ban đồng nghiệp và quý độc giả
Đà Lạt 2007
Trang 5MỤC LỤC
Lời nói đầu -. -ccct t s22 S217 2122511 1 ETETETEETEEETEE1111111111111x 1112 Exckerkree 3
Phần thứ nhất KỸ THUẬT DO LƯỜNG ĐIỆN - ĐIỆN TỬ
Chương I TÔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT ĐO LƯỜNG 7
§1.1 Những khái niệm cơ bản : si eiie sie 7
§1.2 Đơn vị - Hệ don vi do WON eseeecessssesssesseesseesseeseneseeesseeseeee 8
§1.3 Phương pháp và thiệt bị đo vs chÊ h0 05100 eslasbsisseybsge 1]
§1.4 Chỉ thị kết quả đo lường . 2 5c2cc se verxrrxersrres 18
§1.5 Dụng cụ đo điện - Sai số - Cấp chính xác -sc: 35
Chương 2 ĐO LƯỜNG CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐIỆN ——— sei 43
PO N30 on 43
§ 2.2 Đồng hỗ đo điện vạn năng milhtallodliesbd Sisaatbá/S1AuslxssaEssi 44 § 2.3 Đo điện áp bằng các vôn mét tương tự -cse¿ 62
§ 2.4 Đo điện áp bằng các vôn mét số Là mi set 89
§ 2.5 Bộ đếm điện tử ' i.ccccsssce Sete Saas baile Ông dấu 102
Chuong 3 DO CONG SUAT VA DIEN NANG wiscescssscsssssssesssessstssseessesssee 108
§ 3.1 Khái niệm chung - c- Sa cà SH vn ngưng nay 108
§ 3.2 Đo cơng suất điện một chiều -e "— 109 § 3.3 Do công suất điện một pha, óatmét điện động ki 109 § 3.4 Đo cơng sut in DB.DHTE.cô- xennugmoeserrrhoinesstgitsslttg16616S0508 Đ 3.5 Đo công suất phản kháng Srasnltyfisthselseibasitase sbaish, Š 3:6 DO GiGi HANG 4 »assbssseaobenraontgtotfgricgaydirsgeasosll \-
Chương 4 MÁY TẠO SÓNG ĐO LƯỜNG - _
§ 4.1 Khái niệm chung t2 4 URIS, IGT ,11 A84 Sa21 v2
§ 4.2 Máy tạo sóng sin tần thấp LE
§ 4.3 Máy tạo hàm óc 220cc in rereierrae GA ion vn
§ 4.4 Máy phát xung iS fice Mal oth alt ei eae
§ 4.5 Máy tạo tín hiệu RF Ã "¬ su
Trang 6
Chương 5 ĐO TRỜ KHÁNG CỦA MẠCH ĐIỆN ccccccccccesvee 143
§ 5.1 Khái niệm chung - che -Š 143
§ 5.2 Đo điện trở bằng vônmét và ampemét -+¿ 145
§ 5.3 Đo điện trở bằng phương pháp so sánh —_—— 146
§ 5.4 Do dién trở trực tiếp bang ÔmmÉt: - Và lộng eatin 147
§ 5.5 Cầu do i8n tr eeececccsssssssssseseesscecsessssssnuneessegsescessnenseveseee 150
§ 5.6 Đo điện trở lớn ns 65 154
§ 5.7 Cầu điện xoay chiễu -52s222scvEEreesrsea 157 § 5.8 Đo điện dung và góc tổn hao của tụ điện "159
§ 5.9 Do dién cam va hé sé phẩm chất của cuộn dây 1 we 162
§ 5.10 Cầu Skeleton đo R-L-C nneestrnnsnnrslr 165 Chương 6 QUAN SÁT VÀ GHI DẠNG TÍN HIỆU ccccccce, 168
§ 6.1 Dao động ký điện tỬ -ccn LH HH 0 11 xay 168
§ 6.2 Tầng khuếch đại kênh Y .ó 5cc222EEcEEEevcerErcsrree 169
§ 6.3 Hiện hình dạng sóng - vs 2t te nến eeyee s 171
§ 6.4 Bộ tạo gốc thời gian cccccccee, Eat Lễ co se “T78
§ 6.5 Dao động ký nhiều kênh 22-22522SEnsEEie s„ 177
§ 6.6 Đầu dò của dao động ký -. +cseccterrreerrrcee 182
§ 6.7 Các dao động ký đặc biỆt - con nen ũ ket 186
§ 6.8 Dụng cụ ghi biểu đỗ : : 00 sannbiadnbiube 191
§ 6.9 Kỹ thuật đo lường bằng dao động ký tay iE ng 199
Phân thứ 2 CAM BIEN ĐO LƯƠNG
Chương 7 TÔNG QUAN VỀ CẢM BIÉN ĐO LƯỜNG 209
§ 7.1 Khái niệm chung uc S040 C01 GẪ TA HÀ xhkỐ che: 209
§ 7.2 Chuẩn các bộ cảm biến Xem ee ee alia Mac 218 § 7.3 Giao dién cla cdc Cam BIEN o.oeeeeleccteceseseseessessserses _ 219
Ệ 14, Thuyền dữ liệ»e«enssee Pữ!0070719936)Ä2i1zemesssasncotlrtcrtrerTodog 224
§ 7.5 Tạp nhiễu và cách xử lý 1 0 neo "- 226
Trang 7Chương 8 CÁC BỘ CHUYÊN ĐÔI CƠ ĐIỆN e-c.c.c 229 § 8.1 Cảm biến điện trở R ccccccccceee Đà be 229
§ 8.2 Cám biến điện từ Diệu (mien dpeeaLaba Lee 234
§ 8.3 Cảm biến điện dung -ccccccccrve ơ 244
Đ 8.4 Cm biến áp điện cieierirrirrre i 248
§ 8.5 Cảm biến eleCtret ccc 2c 2x 2111211122112111211211 12x xEcrea 253
Chương 9 CÁC BỘ CHUYÊN ĐÔI NHIỆT DE Nosema — 257 § 9.1 Khái niệm chúng, c5 run ee 257
§ 9.2 Thang nhiét-d6 wo cece vu sAg 14 "nh oe 257 § 9.3 Cặp nhiệt điện ee eee ee 259 § 9.4 Nhiét GON trG occ ccseseeedecscseesessseescacscsacscsevecsuseceeseceesences 263
§ 9.5 Cảm biến nhiệt dùng tiếp giáp P-N bán dẫn 269
§ 9.6 Các IC cảm biến nhiệt chuyên dụng Le 271
Chương 10 CÁC BỘ CHUYÊN ĐÔI ĐIỆN HÓA se 273
ộ 10.1: Khải niệm chung cu 20 n0 0xx nsa se 273 §.10.2 Cảm biến điện trở dung dịch kh nong D saneldbiens dDuhdiel wecugdvestvnaes 2713 § 10.3 Cam bién suat điện Ong ganvanic oo ceceececcscessececsseseeeeees 274 3 10.4 Chuyên đổi cực phổ 2n n2 neo 278 Chương 11 CÁC BỘ CHUYÊN ĐÔI QUANG ĐIỆN ` 283 LÊ 27 tản sanaaanaun la ng 283 §'11:2 Tế bào quang điện:.: c2 n2 ÁN H2 290 \Á° 0 số ống ng 294
§ 11.4 Pin quang điện co 0 1e ng 296
"ha nan ốẽẽẽẽnnann 298
§ 11.6 Photo transisfOF Hee 300
Chương 12 CÁC ĐẦU DO BUC XA HẠT NHÂN 302
Trang 8'TS LƯU THẾ VINH GIÁO TRÌNH BO LUONG CAMBEE’ tấu s ` oe ae - We new BAN - Bee £ ĐẠI HỌC QUOC GIA TP HỔ CHÍ MINH Xá is Ẫ NT HE A