TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG BÁO CÁO GIỮA KỲ MÔN HỌC ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH Mã môn học 403047 Nhóm 4 Danh sách sinh viên thực hiện 1 Châu Minh Sơn 41503184 2 Nguyễn Văn[.]
TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG BÁO CÁO GIỮA KỲ MÔN HỌC: ĐIỀU KHIỂN Q TRÌNH Mã mơn học: 403047 Nhóm: Danh sách sinh viên thực hiện: Châu Minh Sơn - 41503184 Nguyễn Văn Lụa - 41703111 Hoàng Ngọc Hiếu - 41900397 Nguyễn Hữu Chiến - 41901073 Nguyễn Kevin Duy - 41901084 TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG 10 NĂM 2022 Mục lục Cảm biến áp suất gì? Phân loại 2.1 Cảm biến áp suất kiểu tụ 2.1.1 Nguyên lý: 2.1.2 Cấu tạo: 2.2 Cảm biến áp điện .5 2.2.1 Hiệu ứng áp điện: .5 2.2.2 Cảm biến áp điện: .6 2.3 Cảm biến loại đàn hồi 10 2.3.1 Khái niệm: 10 2.3.2 Nguyên lý hoạt động: .10 2.3.3 Các phần tử biến dạng thường dùng .10 Cảm biến áp suất gì? -Cảm biến áp suất thiết bị dùng để đo áp suất chuyển đổi áp suất đo thành tín hiệu điện -Tín hiệu điện đưa hiển thị PLC,…để hiển thị giá trị áp suất điều khiển động hoạt động giới hạn áp suất cài đặt Tín hiệu điện dùng phổ biến : 4-20mA tín hiệu Voltage : 0-10v, 0-5v,… -Áp suất – lực tác dụng lên khu vực mà lực phân bố -Đơn vị áp suất pascal (Pa) chuyển thành niutơn mét vuông -Công thức áp suất : 𝑃=𝐹/𝑆 , Trog đó: F –force (lực), S – area Bảng chuyển đổi đơn vị áp suất phổ biến : atm kPa PSI mmBar mm Hg mm H2O 101.325 14.70 1013.25 760.000 406.795 kPa 0.145 10.000 7.500 4.01475 PSI 6.895 68.947 51.715 27.681 mmBar 0.100 0.01450 0.750 0.4015 mm Hg 0.1333 0.0193 1.333 0.535 mm 0.0098 0.00142 9.8*10-8 0.0736 1 atm H2O Phân loại 2.1 Cảm biến áp suất kiểu tụ 2.1.1 Nguyên lý: Đo áp suất dướt vào đo giá trị điện dung tụ điện Áp suất tác động lên cực tụ điện làm cho khoảng cách cực thay đổi 2.1.2 Cấu tạo: Hình a) cấu tạo biến đổi kiểu điện dung gồm cực động màng kim loại (1), cực tĩnh (2) gắn với đế cách điện thạch anh (4) Sự phụ thuộc điện dung C vào độ dịch chuyển màng có dạng: Trong đó: ε - số điện môi cách điện hai cực δ0 - khoảng cách điện cực áp suất δ - độ dịch chuyển màng Hình b) biến đổi điện dung kiểu vi sai gồm hai cực tĩnh (2) (3) gắn với chất điện môi cứng (4), kết hợp với màng (1) nằm hai cực để tạo thành hai tụ điện C12 C13 Khoảng trống cực màng điền đầy dầu silicon (5) Các áp suất p1 p2 hai môi trường đo tác động lên màng, làm màng dịch chuyển hai cực tĩnh tạo tín hiệu im (cung cấp nguồn nuôi) tỉ lệ với áp suất hai môi trường: Để biến đổi biến thiên điện dung C thành tín hiệu đo lường, thường dùng mạch cầu xoay chiều mạch vòng cộng hưởng LC Bộ cảm biến kiểu điện dung đo áp suất đến 120 MPa, sai số ± (0,2 - 5)% 2.2 Cảm biến áp điện 2.2.1 Hiệu ứng áp điện: Áp điện (còn gọi hiệu ứng áp điện) diện điện qua mặt tinh thể có ứng suất học cách ép chặt Trong hệ thống làm việc, tinh thể hoạt động giống cục pin nhỏ với điện tích dương mặt điện tích âm mặt đối diện Để làm cho trở thành mạch hồn chỉnh, hai mặt nối với có dịng điện chạy qua Hiệu ứng đảo ngược Bất điện trường đặt vào cực tinh thể, chịu ứng suất học dẫn đến thay đổi hình dạng Điều gọi Hiệu ứng áp điện nghịch đảo 2.2.2 Cảm biến áp điện: Khi cảm biến hoạt động nguyên tắc áp điện, gọi Cảm biến áp điện Áp điện tượng điện tạo ứng suất học tác dụng lên vật liệu Một cảm biến sử dụng hiệu ứng áp điện, để đo biến thể gia tốc, biến dạng, áp suất lực cách chuyển đổi chúng thành điện tích đặt tên cảm biến áp điện Áp điện tạo tỷ lệ với ứng suất tác động lên chất tinh thể áp điện mạnh 2.2.2.1 Cấu tạo: 2.2.2.2 Nguyên lý hoạt động: Khi áp lực gia tốc đặt lên vật liệu PZT, lượng điện tích tương đương tạo mặt tinh thể Điện tích tỷ lệ với áp suất tác dụng Cảm biến áp điện sử dụng để đo áp suất tĩnh Ở áp suất khơng đổi, tín hiệu đầu không Hoạt động Cảm biến áp điện tóm tắt là: Trong tinh thể áp điện, điện tích cân xác theo cách xếp khơng đối xứng Hiệu ứng điện tích triệt tiêu lẫn khơng có điện tích thực tìm thấy mặt tinh thể Khi tinh thể bị ép chặt, điện tích tinh thể trở nên cân Do đó, kể từ ảnh hưởng điện tích khơng triệt tiêu lẫn mà làm cho điện tích âm dương xuất mặt đối diện tinh thể Do đó, cách ép chặt tinh thể, điện áp tạo mặt đối diện điều gọi áp điện 2.2.2.3 Mạch cảm biến áp điện: Mạch cảm biến áp điện hiển thị bên Nó bao gồm điện trở bên Ri gọi điện trở cách điện Một cuộn cảm kết nối tạo điện cảm quán tính cảm biến Giá trị điện dung Ce tỷ lệ nghịch với độ đàn hồi vật liệu cảm biến Để có phản hồi hồn tồn cảm biến, tải điện trở rò rỉ phải đủ lớn để trì tần số thấp 2.3 Cảm biến loại đàn hồi 2.3.1 Khái niệm: - Là cảm biến dùng phận dùng để biến đổi lực áp suất thành tín hiệu điện dựa hiệu ứng đàn hồi 2.3.2 Nguyên lý hoạt động: - Khi có áp suất tác dụng lên phận biến dạng cảm biến, phận biến đổi chuyển tín hiệu áp suất thàng tín hiệu điện 2.3.3 Các phần tử biến dạng thường dùng -Lò xo ống: Cấu tạo lò xo ống dùng cảm biến áp suất 10 -Ống xiphơng Ống xiphơng ống hình trụ xếp nếp có khả biến dạng đáng kể tác dụng áp suất Độ dịch chuyển (d) đáy tác dụng lực chiều trục (N) xác định theo cơng thức: 11 Trong đó: h0 - chiều dày thành ống xiphông n - số nếp làm việc α - góc bịt kín ν- hệ số poisson A0, A1, B0 - hệ số phụ thuộc Rng/Rtr, r/R+r Rng, Rtr - bán kính ngồi bán kính xi phơng r - bán kính cong nếp uốn -Lực chiều trục tác dụng lên đáy xác định theo công thức: 12 ... .10 Cảm biến áp suất gì? -Cảm biến áp suất thiết bị dùng để đo áp suất chuyển đổi áp suất đo thành tín hiệu điện -Tín hiệu điện đưa hiển thị PLC,…để hiển thị giá trị áp suất điều khiển động... ứng suất học dẫn đến thay đổi hình dạng Điều gọi Hiệu ứng áp điện nghịch đảo 2.2.2 Cảm biến áp điện: Khi cảm biến hoạt động nguyên tắc áp điện, gọi Cảm biến áp điện Áp điện tượng điện tạo ứng suất. .. Điện tích tỷ lệ với áp suất tác dụng Cảm biến áp điện sử dụng để đo áp suất tĩnh Ở áp suất khơng đổi, tín hiệu đầu khơng Hoạt động Cảm biến áp điện tóm tắt là: Trong tinh thể áp điện, điện tích