THÍCH MỘT NGƯỜI BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM TPHCM Tháng 04 2014 MÔN HỌC KỸ THUẬT CẢM BIẾN VÀ ĐO LƯỜNG 15 16 PM NHÓM 8 SV1 MSSV SV2 MSSV SV3 MSSV NỘI DUNG BÁO CÁO SV cần làm rõ các.
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM MÔN HỌC: KỸ THUẬT CẢM BIẾN VÀ ĐO LƯỜNG NHÓM 8: SV1: MSSV: SV2: MSSV: SV3: MSSV: …………………………… 5:16 PM TPHCM Tháng 04 -2014 NỘI DUNG BÁO CÁO SV cần làm rõ nội dung • CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ • Khái niệm • Hình dạng – cách nhận biết • Ký hiệu – cách sử dụng • Ứng dụng thực tế 5:16 PM PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN ▪ SV cần làm rõ nội dung gợi ý từ slide có đề nghị phương pháp thực màu tím ▪ SV tìm hiểu thêm tài liệu đưa vào nội dung để rõ cho ý ▪ SV cần tìm datasheet liên quan cảm biến mà báo cáo để dẫn cách sử dụng ▪ SV phải tìm ứng dụng thức tế (video) 5:16 PM 6.6 Các phương pháp đo 6.7 Mạch đo 5:16 PM ◼ Có hai phương pháp để đo nhiệt độ: ◼ Phương pháp trực tiếp: ◼ ◼ ◼ ◼ Đo nhiệt độ gián tiếp: ◼ ◼ 5:16 PM Cặp nhiệt điện (Thermocouple) Nhiệt điện trở kim loại (RTD) Nhiệt điện trở bán dẫn Phương pháp quang (Optical Pyrmeter) Phương pháp xạ điện tử (Photon Detector) Khi ta chọn phương pháp đo trực tiếp? ▪ Khi tầm nhiệt độ cần đo không cao ▪ Thường dùng để đo vật tĩnh (khơng di chuyển) ▪ Vật cần đo khơng có u cầu cao việc thay đổi cấu trúc, bị gây ảnh hưởng nhiều thực phép đo ▪ Phương pháp đo không phức tạp dễ thực ▪ Giá thành cho linh kiện (như cảm biến, khối gia công,…) không cao 5:16 PM Tầm nhiệt đo phương pháp đo trực tiếp Được sử dụng tầm đo từ: -190oC đến 1063oC Với: -190oC: nhiệt độ mà Oxy chuyển từ thể LỎNG → thể HƠI (Khí) 1063oC: nhiệt độ nóng chảy vàng (Au) 5:16 PM ▪ Cấu tạo: – RTD chế tạo từ dây dẫn nhạy với nhiệt độ, vật liệu chế tạo thường Niken, Đồng, Niken-Đồng,Platium 5:16 PM ▪ Cấu tạo: Để đo nhiệt độ, RTD mắc theo cầu điện trở R2 R3 Vout = Vin − R1 + R2 R3 + R4 5:16 PM ▪ Cấu tạo: ▪ R1=R2=R4=R3=Rg Khi R3=Rg dR Vout 5:16 PM Vin dR = 2 R g dR 10 Cầu Wheatstone với phần tử thay đổi (dạng 2) • Tuyến tính • Độ nhạy tăng gấp đơi so với trường hợp đầu • Cầu thường dùng cho cảm biến áp suất lưu lượng VB R VB R R+R R Vo R R+R R+R R R VB R VB R R+R/2 R+R/2 R 5:16 PM 0,5%/% R-R Vo VB Sai số TT: R+R Vo R+R R VB R-R Vo R Vo: VB 0,5%/% R-R R+R R VB R 77 Cầu Wheatstone với phần tử thay đổi • Tuyến tính • Độ nhạy tăng gấp so với trường hợp đầu • Cầu dạng thường dùng với Loadcell VB VB R R R+R R Vo Vo: VB R R+R/2 Sai số TT: 0,5%/% 5:16 PM R-R R+R R-R Vo Vo R+R R VB R Vo R+R R VB R+R R VB R VB R R+R/2 R 0,5%/% R-R R+R R VB R 78 Cầu Wheatstone với nguồn dịng Ưu điểm: • Điện trở dây, tiếp xúc không gây sai lệch kết • Có thể dùng dây dẫn đơn giản, rẽ IB IB R R R+R R Vo Vo: IBR Sai số TT: 5:16 PM R R R+R/4 0,25%/% R+R R+R R R+R R IB R-R Vo Vo R IB IB R-R Vo R+R R IB R R-R R+R IB R 79 Tuyến tính hóa – khuếch đại tín hiệu sau cầu ▪ Tín hiệu đưa nhỏ (vài chục – vài trăm mV), cần phải khuyếch đại trước đưa vào ADC xử lý tiếp ▪ Khuyếch đại đơn giản dùng OpAmp 5:16 PM 80 Tuyến tính hóa – khuếch đại tín hiệu sau cầu Mạch cho độ xác khơng cao • Độ khuyếch đại phụ thuộc vào điện trở cầu, RF • Tổng trở khơng cân ngõ vào • Áp khơng tuyến tính đơn khuyếch đại V B R R R R+R RF +VS VS 5:16 PM 81 Tuyến tính hóa – khuếch đại tín hiệu sau cầu Mạch cho độ xác cao VB R VREF=VB +VS R RG R REF R+R 5:16 PM -VS VOUT VOUT= VB R R+R/2 GAIN 82 Tuyến tính hóa – khuếch đại tín hiệu sau cầu Và mạch có ▪ Ưu điểm: • Độ xác lớn độ khuyếch đại phụ thuộc vào Rg • Tổng trở vào lớn nên không ảnh hưởng đến cầu đo điện trở cầu đo không ảnh hưởng đến mạch cân khuyếch đại ▪ Khuyết điểm: Áp không tuyến tính, khắc phục software 5:16 PM 83 Tuyến tính hóa – khuếch đại tín hiệu sau cầu Mạch vừa khuyếch đại, vừa tuyến tính hố Vout so với ∆R VB R +VS R VOUT -VS +VS R+R R VOUT= 5:16 PM VB R R -VS 1+ R1 R2 84 Đặc tuyến loại cảm biến khác Thermocouple Thermistor RTD 5:16 PM Semiconductor 85 Đặc tuyến loại cảm biến khác Đường đặc tuyến T – V ( R ) 5:16 PM 86 Dùng mạch Opamp 5:16 PM 87 Dùng mạch cầu cân 5:16 PM 88 Dùng IC vi điều khiển 5:16 PM 89 CẢM BIẾN LỰC VÀ ÁP SUẤT • SV tóm lược nội dung phân này • Rút kết luận cho loại mạch đo sử dụng cho loại cảm biến 5:16 PM 90 5:16 PM 91 ... liệu đưa vào nội dung để rõ cho ý ▪ SV cần tìm datasheet liên quan cảm biến mà báo cáo để dẫn cách sử dụng ▪ SV phải tìm ứng dụng thức tế (video) 5:16 PM 6.6 Các phương pháp đo 6.7 Mạch đo 5:16... đo ▪ Phương pháp đo không phức tạp dễ thực ▪ Giá thành cho linh kiện (như cảm biến, khối gia công,…) không cao 5:16 PM Tầm nhiệt đo phương pháp đo trực tiếp Được sử dụng tầm đo từ: -190oC đến... trở nhiệt độ cần đo ▪ Ro:điện trở nhiệt độ To 5:16 PM 13 Giới thiệu: Thermocouple (cặp nhiệt độ) cảm biến nhiệt độ cấu tạo kim loại khác tiếp xúc nhiệt với Cảm biến tác động: đầu vào nhiệt độ, đầu