CẢM BIẾN VẬN TỐC

TRƯỜNG ĐH GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HCM LOGO KỸ THUẬT ĐO II CẢM BIẾN VẬN TỐC Nhóm NỘI DUNG:     I : Định nghĩa cảm biến đo tốc độ II : Nguyên lý hoạt động III : Mạch đo ngỏ IV: Ứng dụng I: Định nghĩa cảm biến đo tốc độ Vận tốc (tuyến tính/dài):  Thể mức độ thay đổi vị trí đối tượng  Là đại lượng vectơ: có hướng độ lớn  Hướng hướng di chuyển vật  Độ lớn (tốc độ) xác định mức độ nhanh đối tượng di chuyển  Đơn vị đo: chiều dài/thời gian (km/h, m/s, …) Vận tốc góc:  Thể mức độ thay đổi vị trí góc đối tượng  Là đại lượng vectơ  Đơn vị đo: góc quay/thời gian (vịng/hút, rad/s) ia Cảm biến đo vận tốc tuyến tính Nguyên lý đo:  Dựa vào cảm ứng điện từ  Dựa vào sai lệch dịch chuyển  Dựa vào dịch chuyển Doppler Đo vận tốc tuyến tính 1.a.1Cảm biến vận tốc điện từ  Khi cuộn dây di chuyển nam châm di chuyển từ trường     biến thiên cuộn dây sinh hiệu điện cảm ứng e0 = BLV B: Cường độ từ trường L: Chiều dài cuộn dây V: vận tốc di chuyển Đo vận tốc tuyến tính 1.a.2 Dựa vào sai lệch dịch chuyển Đo vận tốc tuyến tính 1.a.3 Dựa vào dịch chuyển Doppler  Phát sóng tới vật, sau nhận sóng phản hồi Đo bước sóng phản hồi  tính vận tốc I.b: Định nghĩa cảm biến đo tốc độ vòng quay  Cảm biến vận tốc vòng quay tự cảm  cảm biến vận tốc vòng quay cảm ứng 1b.1 Cảm biến vận tốc vòng quay tự cảm   Trên trục động gắn với nam châm vĩnh cửu  Nam châm làm thay đổi từ thơng qua cn dây  Ta có xung điện tự cảm 1b.1 Cảm biến vận tốc vòng quay tự cảm  Cường độ xung điện thay đổi tùy theo tùy theo vận tốc quay hay vận tốc góc  Loại cảm biến khơng thích hơp với vận tốc quay béNgoài sức hút nam châm lõi sắt mạnh   Không thích hợp cho trục quay có momen bé encoder A Encoder tuyệt đối 1. Cấu tạo   Một đĩa quay được mã hóa theo các rãnh đồng tâm  Đầu đọc: gồm các tia sáng và các tế bào quang điện. Mỗi tia sáng riêng biệt  Được chiếu đến từng rãnh cho từng tế bào quang điện. Mỗi tế bào quang điện đưa ra 1 bít cho đầu ra số Độ phân giải  Độ phân giải encoder phụ thuộc vào số bit đầu  Ví dụ: bit -> 24 = 16 vùng => độ phân giải: 22,50 độ  bit -> 28= 256 vùng => độ phân giải: 1,40 độ  10 bit -> 210=1024 vùng => độ phân giải: 0,350 độ Ưu, nhược điểm  Ưu điểm: Thông tin vị trí đầu số giá trị tuyệt đối Giữ giá trị  góc tuyệt đối nguồn  Nhược điểm: Giá thành cao chế tạo phức tạp, đọc tín hiệu ngõ khó Cách đọc thơng số encoder tuyệt đối Ví dụ:Encoder EP50  Encoder tương đối (Incremental encoder):  loại encoder có 1, tối đa vịng lỗ  Chúng ta hình dung:  đục lỗ đĩa quay, Cứ lần qua lỗ, phải lập trình để thiết bị đo đếm lên Do encoder loại có tên incremental encoder (encoder tăng lên đơn vị)  1. Cấu tạo - Một đĩa xẻ rãnh được gắn trêntrục - Đầu đọc gồm 1 - 3 bộ thu phát quang - Đầu  ra là xung vuông    Độ phân giải Phụ thuộc rãnh trên 1 vịng Ví dụ: có loại 100 P/R, …360 PR,…1000P/R, 3600P/R…   Ưu, nhược điểm Ưu điểm: Đầu ra dạng xung, nên trong các hệ thống điều khiển  số khơng cần bộ chuyển đổi ADC. Dễ sử dụng,dễ đọc tín hiệu  Nhược điểm: Có thể cần mạch giải mã và mạch đếm Khơng lưu được giá trị khi bị mất điện Cảm biến đo vận tốc Xác định các đầu dây của encoder  Đối với mỗi loại encoder thường có tài liệu kỹ thuật đi kèm chỉ rõ các màu dây tương ứng với các tín hiệu   Tuy nhiên, với 1 số encoder cũ hoặc các mắt đọc encoder rời, phân biệt các dây như sau:  Các dây đó thường có 4 màu : Đỏ trắng vàng xanh (có màu ký hiệu cảm biến A,B,GND,VCC) + Dây đỏ là dây cấp 5V + Dây xanh là GND + Dây trắng, dây vàng là kênh A và B. Hai dây này lệch pha 90 độ Cảm biến đo vận tốc   Các loại Encoder xung   Loại 1 kênh - Vị trí được xác định dựa vào số xung đếm được Mỗi xung ứng với 1 góc cho trước  Sử dụng cặp thu phát quang thứ 2 để xác định điểm chuẩn   Khơng xác định thơng tin về hướng  Cảm biến đo vận tốc IV. Ứng dụng của encoder quay  Trong các bài tốn đo tốc độ động cơ Xác định khoảng dịch chuyển của đối tượng thơng qua xác định số vịng quay của trục, xác định góc quay   Ứng dụng rỗng rãi trong nhiều lĩnh vưc: Robot, máy cơng cụ, hàng khơng vũ trụ Mạch đồ án cảm biến đo vận tốc Cảm biến đo vận tốc Cảm ơn người lắng nghe