Giáo trình kỹ thuật cảm biến điện dân dụng trình độ cao đẳng

1 BỘ LAO ĐỘNG - THƯƠNG BINH & XÃ HỘI TỔNG CỤC DẠY NGHỀ GIÁO TRÌNH Tên mơ đun: Kỹ thuật cảm biến NGHỀ: ĐIỆN DÂN DỤNG TRÌNH ĐỘ CAO ĐẲNG NGHỀ (Ban hành kèm theo Quyết định số: 120 /QĐ-TCDN Ngày 25 tháng 02 năm 2013 Tổng cục trưởng Tổng cục Dạy nghề) Năm 2013 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng nguyên trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Trong hệ thống đo lường điều khiển dân dụng, trình đặc trưng trạng thái Các trạng thái thường đại lượng không điện như: Nhiệt độ, độ ẩm, áp suất, lưu lượng, … Để thực tự động hóa hệ thống phải có cảm biến để đo đạc, theo dõi trạng thái q trình Do việc hiểu nắm bắt loại cảm biến thị trường quan trọng Giáo trình kỹ thuật cảm biến biên soạn dựa giáo trình tài liệu tham khảo có, giáo trình dùng để giảng dạy làm tài liệu tham khảo cho sinh viên nghề điện dân dụng Nội dung giáo trình gồm 10 Bài trình bày khái niệm chung cảm biến, Bài trình bày loại cảm biến nhiệt, Bài trình bày cảm biến điện hóa, Bài trình bày cảm biến áp suất, Bài trình bày cảm biến quang, Bài trình bày cảm biến vị trí, Bài trình bày cảm biến tiệm cận, Bài trình bày cảm biến từ trường, Bài trình bày cảm biến ẩm, Bài 10 trình bày cảm biến rung Trong trình biên soạn, nhóm tác giả tham khảo tài liệu giáo trình khác phần cuối giáo trình thống kê Chúng tơi cảm ơn quan hữu quan TCDN, BGH thày giáo trường CĐN Bách nghệ Hải Phịng số giáo viên có kinh nghiệm, quan ban ngành khác tạo điều kiện giúp đỡ cho nhóm tác giả hồn thành giáo trình Lần đầu biên soạn ban hành, giáo trình chắn cịn khiếm khuyết; mong thày giáo cá nhân, tập thể trường đào tạo nghề sở doanh nghiệp quan tâm đóng góp để giáo trình ngày hồn thiện hơn, đáp ứng mục tiêu đào tạo Mơ đun nói riêng ngành điện dân dụng chuyên ngành kỹ thuật nói chung Mọi ý kiến đóng góp xin gửi địa chỉ: Trường Cao đẳng nghề Bách Nghệ Hải Phòng Khoa Điện – Điện tử Số 196/143 Đường Trường Chinh - Quận Kiến An - TP Hải Phòng Email: khoadienbn@gmail.com Hà Nội, ngày… tháng… năm…… Nhóm biên soạn Chủ biên: KS Phạm Văn Việt Nguyễn Văn Vịnh Mai Ngọc Phong MỤC LỤC NỘI DUNG TRANG LỜI GIỚI THIỆU MỤC LỤC BÀI 1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CẢM BIẾN Mục đích u cầu mơn học kỹ thuật cảm biến Khái niệm chung kỹ thuật cảm biến Nhận biết loại cảm biến 11 Ứng dụng kỹ thuật cảm biến 12 BÀI 2: CẢM BIẾN NHIỆT 15 Cảm biến nhiệt điện trở 15 Cảm biến cặp nhiệt điện 22 Nhận dạng, phân biệt loại cảm biến nhiệt 25 BÀI 3: CẢM BIẾN ĐIỆN HÓA 26 Khái niệm cảm biến điện hoá 26 Phạm vi ứng dụng 26 Cấu tạo, nguyên lý làm việc 26 Nhân dạng, phân biệt loại cảm biến điện hóa 31 Kiểm tra, hiệu chỉnh, thay 31 BÀI 4: CẢM BIẾN ÁP SUẤT 32 Khái niệm cảm biến áp suất 32 Phạm vi ứng dụng 32 Cấu tạo, nguyên lý làm việc 32 Nhân dạng, phân biệt loại cảm biến áp suất 35 Kiểm tra, hiệu chỉnh, thay 36 BÀI 5: CẢM BIẾN QUANG 37 Cảm biến quang dẫn 37 Cảm biến Diode quang 39 Cảm biến Transistor quang 40 Cảm biến quang phát xạ 46 Nhân dạng, phân biệt loại cảm biến quang 48 Kiểm tra, hiệu chỉnh, thay loại cảm biến quang 48 Bài 6: CẢM BIẾN VỊ TRÍ 49 Khái niệm cảm biến vị trí 49 Cấu tạo, nguyên lý làm việc 49 Nhân dạng, phân biệt loại cảm biến vị trí 57 Kiểm tra, hiệu chỉnh, thay 57 Bài 7: CẢM BIẾN TIỆM CẬN 59 Khái niệm cảm biến tiệm cận 59 Cấu tạo, nguyên lý làm việc 60 Nhân dạng, phân biệt loại cảm biến tiệm cận 64 Kiểm tra, hiệu chỉnh, thay 68 Bài 8: CẢM BIẾN TỪ TRƯỜNG .69 Khái niệm cảm biến từ trường 69 Các loại cảm biến từ trường 69 Nhân dạng, phân biệt loại cảm biến từ trường 75 Kiểm tra, hiệu chỉnh, thay 76 Bài 9: CẢM BIẾN ẨM .77 Khái niệm cảm biến ẩm 77 Các loại cảm biến ẩm 78 Nhận dạng, phân biệt loại cảm biến ẩm 80 Kiểm tra, hiệu chỉnh, thay 81 Bài 10: CẢM BIẾN RUNG .82 Khái niệm cảm biến rung 82 Vi âm tụ điện .83 Vi âm áp điện .83 Vi âm động lực 83 Nhận dạng, phân biệt loại cảm biến rung .83 Kiểm tra, thay loại cảm biến rung 84 TÊN MƠ ĐUN: KỸ THUẬT CẢM BIẾN Mã mơ đun: MĐ27 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơ đun: - Vị trí mơ đun: Mơ đun bố trí sau sinh viên học xong mơn học chung, mơn học/ mơ đun: An tồn lao động; Mạch điện; Vẽ điện; Vật liệu điện; Kỹ thuật điện tử bản; Khí cụ điện hạ thế; Đo lường điện không điện; Kỹ thuật xung; Kỹ thuật số - Tính chất mơ đun: Là mơ đun chuyên môn nghề Mục tiêu mô đun: * Về kiến thức: Trình bày đặc tính cấu tạo nguyên lý làm việc loại cảm biến * Về kỹ năng: - Thiết kế mạch cảm biến đơn giản đạt yêu cầu kỹ thuật - Thực hành lắp ráp số mạch điều khiển thiết bị cảm biến yêu cầu - Kiểm tra, vận hành sửa chữa mạch ứng dụng loại cảm biến yêu cầu kỹ thuật * Về thái độ: Có tính tỉ mỉ, tn thủ quy tắc an tồn điện sử dụng loại cảm biến Nội dung mô đun: BÀI KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CẢM BIẾN Mã bài: MĐ 27.01 Giới thiệu: Trong hệ thống điện nối chung hệ thống điện dân dụng nói riêng việc sử dụng loại cảm biến ngày trở nên phổ biến thông dụng Các cảm biến giúp cho thiết bị tự động hay hệ thống tự động luôn giám sát thông số cần thiết hệ thống để đưa định điều khiển Do người thợ điện kiến thức loại cảm biến thông dụng thiếu, để nắm bắt loại cảm biến trước tiên phải hiểu khái niệm chung cảm biến Mục tiêu: - Trình bày khái niệm cảm biến - Trình bày phạm vi ứng dụng linh kiện cảm biến dùng mạch tự động điều khiển dân dụng - Nhận dạng, phân biệt loại cảm biến Nội dung chính: Mục đích yêu cầu môn học kỹ thuật cảm biến Mục tiêu: Trình bày mục đích u cầu mơn học kỹ thuật cảm biến 1.1 Mục đích Mục đích mơn học kỹ thuật cảm biến trang bị cho sinh viên kiến thức đặc điểm cấu tạo, nguyên lý hoạt động, tham số kỹ thuật, ứng dụng, cách kiểm tra chỉnh định loại cảm biến thông dụng 1.2 Yêu cầu Để học hiểu kiến thức phạm vi mơn học này, u cầu người học hồn thành học phần sở như: Điện tử cở bản, Kỹ thuật xung số, Đo lường đại lượng điện không điện, vật liệu điện, Khái niệm chung kỹ thuật cảm biến Mục tiêu: Trình bày khái niệm chung kỹ thuật cảm biến 2.1 Khái niệm kỹ thuật cảm biến Kỹ thuật cảm biến ngành kỹ thuật nghiên cứu hiệu ứng vật lý hỏa điện, áp điện, quang điện, nhiệt điện,…từ chế tạo loại cảm biến đo đại lượng vật lý khác thông qua việc đo kết hiệu ứng vật lý này, thông thương kết đầu tín hiệu điện - Hiệu ứng hỏa điện: Một số tinh thể gọi tinh thể hoả điện (ví dụ tinh thể sulfate triglycine) có tính phân cực điện tự phát với độ phân cực phụ thuộc vào nhiệt độ, làm xuất mặt đối diện chúng điện tích trái dấu Độ lớn điện áp hai mặt Hình: Hiệu ứng hỏa điện phụ thuộc vào độ phân cực tinh thể hoả điện Hiệu ứng hoả điện ứng dụng để đo thông lượng xạ ánh sáng Khi ta chiếu chùm ánh sáng vào tinh thể hoả điện, tinh thể hấp thụ ánh sáng nhiệt độ tăng lên, làm thay đổi phân cực điện tinh thể Đo điện áp V ta xác định thông lượng ánh sáng F - Hiệu ứng áp điện: Một số vật liệu gọi chung vật liệu áp điện (như thạch anh chẳng hạn) bị biến dạng dước tác động lực học, mặt đối diện vật liệu xuất lượng điện tích trái dấu, gọi hiệu ứng áp điện Đo V ta xác định cường độ lực tác dụng F Hình: Hiệu ứng áp điện - Hiệu ứng cảm ứng điện từ: Khi dây dẫn chuyển động từ trường không đổi, dây dẫn xuất suất điện động tỷ lệ với từ thông cắt ngang dây đơn vị thời gian, nghĩa tỷ lệ với tốc độ dịch Hình: Hiệu ứng điện từ chuyển dây Tương tự vậy, khung dây đặt từ trường có từ thơng biến thiên xuất suất điện động tỷ lệ với tốc độ biến thiên từ thông qua khung dây Hiệu ứng cảm ứng điện từ ứng dụng để xác định tốc độ dịch chuyển vật thông qua việc đo suất điện động cảm ứng - Hiệu ứng quang điện: + Hiệu ứng quang dẫn: (hay gọi hiệu ứng quang điện nội) tượng giải phóng hạt dẫn tự vật liệu (thường bán dẫn) chiếu vào 10 chúng xạ ánh sáng (hoặc Hình: Hiệu ứng quang điện xạ điện từ nói chung) có bước sóng nhỏ ngưỡng định + Hiệu ứng quang phát xạ điện tử: (hay gọi hiệu ứng quang điện ngoài) tượng điện tử giải phóng khỏi bề mặt vật liệu tạo thành dịng thu lại nhờ tác dụng điện trường - Hiệu ứng quang điện chất bán dẫn: Khi chuyển tiếp P-N chiếu sáng phát sinh cặp điện tử lỗ chống, chúng chuyển động đưới tác động chuyển tiếp làm thay đổi hiệu điện hai đầu chuyển tiếp Hiệu ứng thường dùng để chế tạo cảm biến quang - Hiệu ứng nhiệt điện: Khi hai dây dẫn có chất hóa học khác hàn kín xuất suất điện động tỉ lệ với nhiệt độ mối hàn Hiệu ứng thường dùng để chế tạo cảm biến nhiệt độ 2.2 Khái niệm cảm biến Hình: Hiệu ứng nhiệt điện 2.2.1 Khái niệm cảm biến Cảm biến thiết bị dùng để cảm nhận biến đổi đại lượng vật lý đại lượng khơng có tính chất điện cần đo thành đại lượng điện đo xử lý Các đại lượng cần đo (m) thường khơng có tích chất điện (như nhiệt độ, áp suất, …) tác động lên cảm biến cho ta đặc trưng (s) có tính chất điện (như dịng điện, điện áp, trở kháng, …) chứa đựng thơng tin cho phép xác định giá trị đại lượng cần đo Đặc trưng s hàm đại lượng cần đo m s=F(m) Người ta gọi s đại lượng đầu phản ứng cảm biến, m đại lượng đầu vào hay kích thích (có nguồn gốc đại lượng cần đo) Thông qua đo đạc s cho phép nhận biết giá trị m 2.2.2 Phần tử nhạy Là khâu thiết bị đo chịu tác động trục tiếp đại lượng đo Phần tử nhạy khơng có đặc tính riêng Sai số hạn chế thiết bị mà tham gia 2.2.3 Chuyển đổi đo lường 74 * Các tham số kỹ thuật - Điện áp vào cầu từ 5÷8VDC - Trở kháng R cầu 3KΩ - Trở kháng cuộn bù từ 170÷300Ω - Trở kháng cuộn lật 3÷5Ω - Dịng điện định mức cuộn lật 1200mA - Thời gian lật xung từ 3÷100ms * Phạm vi ứng dụng Cảm biến KMZ51 thường dùng để phát từ trường trái đất để định hướng làm la bàn số Ví dụ la bàn CMPS03 có sử dụng cảm biến KMZ51 bố trí vng góc để cảm biến từ trường trái đất Hình: La bàn CMPS03 theo hai chiều khác Hai lối dùng để tính tốn chiều thành phần từ trường trái đất, liệu kết nối bên theo chuẩn I2C hai chân SDA SCL Hình: Sơ đồ ứng dụng dùng KMZ51 75 Hình: Sơ đồ ứng dụng dùng KMZ51 2.2 Cảm biến từ trường KMZ52 2.2.1 Cấu tạo Cảm biến từ trường KMZ52 sản xuất bở hãng Philips, thân bên cảm nhận từ trườn trái đất theo hai chiều vng góc Như la bàn thay việc sử dụng hai cảm biến KMZ51 ta sử dụng cảm biến KMZ52 đủ Ngồi cịn tích hợp số công nghệ chống nhiễu đặc biệt để cải thiện độ xác Sơ đồ khối cấu trúc Hình: Cảm biến từ trường KMZ52 Bên KMZ52 trình bày hình vẽ đây: 76 Hình: Sơ đồ khối cấu tạo bên KMZ52 Hình: Sơ đồ chân KMZ52 Bảng: Chức chân KMZ52 77 Nhìn vào sơ đồ khối ta thấy chức khối bên sau: Z1 Z4 hai cuộn lật làm vật liệu từ tính đặc biệt Z2 Z3 hai cuộn bù Hai cuộn có nhiệm vụ bù sai số nhiệt độ môi trường thay đổi để nâng cao độ xác Ngồi cịn có hai cầu điện trở, điện trở cầu làm vật liệu từ điện trở, tức từ trường thay đổi giá trị điện trở cầu thay đổi theo 2.2.2 Nguyên lý làm việc Nguyên lý hoạt động dựa nguyên lý từ điện trở Khi vị trí cảm biến bị thay đổi theo hai chiều X Y, làm cho từ trường cuôn dây Z1 Z4 thay đổi theo vị trí hướng khác từ trường trái đất thay đổi Khi từ trường cuôn dây Z1 Z4 thay đổi làm điện trở hai cầu so sánh thay đổi đầu hai cầu suất điện áp Vậy điện áp đầu hai cầu so sánh thay đổi theo vị trí cảm biến Bằng việc đọc điện áp đầu ta biết vị hướng thực tế cảm biến so với từ trường trái đâ 2.2.3 Các tham số kỹ thuật phạm vi ứng dụng * Các tham số kỹ thuật: Thông số kỹ thuật cho báng sau: Bảng: Thông số kỹ thuật KMZ52 * Phạm vi ứng dụng: Cảm biến KMZ52 thường dùng để chế tạo la bàn số 78 Hình: Sơ đồ ứng dụng KMZ52 Hình: Ứng dụng KMZ52 làm la bàn Nhân dạng, phân biệt loại cảm biến từ trường Mục tiêu:Trình bày cách nhận dạng phân biệt nhận dạng phân biệt loại cảm biến từ trường 79 3.1 Cách nhận dạng, phân biệt loại cảm biến từ trường Để nhận dạng phân biệt cảm biến từ trường ta dựa vào hình dạng bên ngồi tên in lưng cảm biến - Nếu loại chân KMZ51 - Nếu loại chân loại KMZ52 - Trên KMZ51 KMZ52 thường ghi số số liệu hình vẽ đây: Hình: KMZ51 Hình: KMZ52 3.2 Thực hành nhận dạng, phân biệt loại cảm biến từ trường Kiểm tra, hiệu chỉnh, thay Mục tiêu:Trình bày cách kiểm tra, hiệu chỉnh, thay kiểm tra, hiệu chỉnh, thay loại cảm biến từ trường 4.1 Kiểm tra, hiệu chỉnh, thay cảm biến từ trường KMZ51 4.1 Kiểm tra, hiệu chỉnh, thay cảm biến từ trường KMZ52 80 Bài CẢM BIẾN ẨM Mã bài: MĐ 27.09 Giới thiệu: Độ ẩm thông số quan trọng tác động trực tiếp đến người, đến thiết bị máy móc q trình lý hố Độ ẩm thay đổi dải rộng 30% - 70% với độ ẩm nhỏ 35% máy tiêu hố bị kích thích lớn 75% độ mồ hôi giảm nghiêm trọng Trong công nghiệp, thiết bị, máy móc, độ ẩm ảnh hưởng trực tiếp đến thiết bị điện - điện tử Do mà việc đo, xác định độ ẩm chống ẩm nhiệm vụ quan trọng nghành sản xuất công nghệ, điều khiển thiết kế chế tạo thiết bị Mục tiêu: - Trình bày cấu tạo, nguyên lý làm việc, tham số kỹ thuật, phạm vi ứng dụng cảm biến ẩm - Nhận dạng, phân biệt loại cảm biến ẩm - Kiếm tra, hiệu chỉnh, thay loại cảm biến ẩm - Nghiêm túc, cẩn thận, đảm bảo an tồn vệ sinh cơng nghiệp Nội dung chính: Khái niệm cảm biến ẩm Mục tiêu:Trình bày khái niệm cảm biến ẩm Trong khơng khí ln có lượng nước định tùy theo nhiệt độ áp suất khơng khí Độ ẩm khí định lượng nước bay khơng khí điều kiện nhiệt độ áp suất Việc đo độ ẩm chất khí nói chung khơng khí nói riêng quan trọng, đo cảm biến độ ẩm Các cảm biến độ ẩm thường hoạt động theo hai nguyên lý: - Nguyên lý vật lý cho phép xác định trực tiếp độ ẩm 81 - Nguyên lý dựa vào việc đo tính chất vật liệu có liên quan đến độ ẩm từ suy độ ẩm Các loại cảm biến ẩm Mục tiêu:Trình bày cấu tạo, nguyên lý làm việc, tham số phạm vi ứng dụng loại cảm biến ẩm 2.1 Ẩm kế biến thiên trở kháng 2.1.1 Cấu tạo Ẩm kế điện trở thiết bị đo độ ẩm dựa cảm biến điện trở, chúng phân thành hai loại: - Điện trở kim loại: đế có kích thước nhỏ ( vài mm2 ) phủ chất hút ẩm gắn hai điện cực kim loại không bị ăn mịn bị xy hố Giá trị điện trở đo hai cực phụ thuộc vào hàm lượng nước (tỷ số khối lượng nước hấp thụ với khối lượng chất khô) vào nhiệt độ chất hút ẩm hàm lượng nước lại phụ thuộc vào độ ẩm tương đối nhiệt độ - Chất điện phân : chất dẫn điện Điện trở chúng phụ thuộc vào thể tích thể tích bị thay đổi theo hàm lượng nước, biến đổi độ ẩm tương đối thành tín hiệu điện Trên hình đường cong đặc trưng cho phụ thuộc điện trở với độ tương đối cảm biến điện trở Trong thục tế điện trở Rm phụ thuộc đồng thời độ ẩm tương đối nhiệt độ , ảnh hưởng nhiệt độ sử dụng mạch bù trừ hình vẽ RA, RB có hệ số nhiệt độ giống Với cảm biến điện trở sử dụng với dải đo từ 95 % dải nhiệt độ 10o C 50 60 C Thời gian hồi đáp cỡ 10 giây sai số 5% 2.1.2 Nguyên lý làm việc 82 Ẩm kế điện trở dùng điện trở hút ẩm (dùng chất hút ẩm phủ lên) sau điện trở nối tới cầu Wheatons có bù nhiệt Điện trở CB thay đổi tỉ lệ với độ ẩm chuyển thành tín hiệu điện tương ứng 2.1.3 Các tham số kỹ thuật phạm vi ứng dụng * Các tham số kỹ thuật: Hình: Giá trị điện trở thay đổi theo độ ẩm - Dải đo RH: 15%-99% - Dải đo nhiệt độ: -10 0C đến 60 0C - Độ xác:  2% - Thời gian hồi đáp: khoảng 10s - Kích thước nhỏ, rẻ, chịu ảnh hưởng nhiễm mơi trường trừ nơi hố chất ăn mịn cao * Phạm vi ứng dụng: Dùng để chế tạo ẩm kế đo độ ẩm Hình: Ứng dụng cảm biến ẩm chế tạo ẩm kế 2.2 Ẩm kế hấp thụ 2.2.1 Cấu tạo Nguyên lý cấu tạo ammr kế hấp thụ hình vẽ đây: Ống ki, loại có bọc cách điện, bao phủ xung quanh lớp vải tẩm dung dịch bão hòa muối LiCl Trong lớp có quấn hai dây kim loại khơng bị ăn mòn đặt cách dùng làm hai điện cực cấp điện từ máy biến áp 83 Hình: Ẩm kế hấp thụ 2.2.2 Nguyên lý làm việc Dòng điện tạo hai điện cực chạy qua dung dịch muối đốt nóng làm bay nược Khi nước bay hết, độ dẫn LiCl tinh thể nhỏ nhiều so với độ dẫn dung dịch, nên dòng điện hai điện cực giảm đáng kể nhiệt độ giảm Vì LiCl chất ưa nước nên lại hấp thụ nước từ khơng khí, độ ẩm tăng, độ dẫn tăng, dòng điện tăng lớp phủ LiCl lại bị đốt nóng Cuối có tượng cân áp suất bão hòa dung dịch muối áp suất hơng khí Cân xảy lúc áp suất đạt bão hòa điểm sương 2.2.3 Các tham số kỹ thuật phạm vi ứng dụng 2.3 Ẩm kế quang 2.3.1 Cấu tạo 2.3.2 Nguyên lý làm việc 2.3.3 Các tham sô kỹ thuật phạm vi ứng dụng Nhận dạng, phân biệt loại cảm biến ẩm 84 Mục tiêu:Trình bày cách nhận dạng phân biệt nhận dạng phân biệt loại cảm biến ẩm 3.1 Cách nhận dạng, phân biệt loại cảm biến ẩm 3.2 Thực hành nhận dạng, phân biệt loại cảm biến ẩm Kiểm tra, hiệu chỉnh, thay Mục tiêu:Trình bày cách kiểm tra, hiệu chỉnh, thay kiểm tra, hiệu chỉnh, thay loại cảm biến ẩm 4.1 Kiểm tra, hiệu chỉnh, thay ẩm kế biến thiên trở kháng 4.2 Kiểm tra, hiệu chỉnh, thay ẩm kế hấp thụ 4.3 Kiểm tra, hiệu chỉnh, thay ẩm kế quang 85 Bài 10 CẢM BIẾN RUNG Mã bài: MĐ 27.10 Giới thiệu: Mục tiêu: - Trình bày đươc cấu tạo nguyên lý hoạt động cảm rung - Nhận dạng, phân biệt loại cảm biến rung - Kiểm tra, hiệu chỉnh, thay loại cảm biến rung - Nghiêm túc, cẩn thận, đảm bảo an tồn vệ sinh cơng nghiệp Nội dung chính: Khái niệm cảm biến rung Mục tiêu:Trình bày khái niệm cảm biến rung Đo độ dung cơng nghiệp có tầm quan trọng đặc biệt rung động gây nên tiếng ồn có hại cho sức khỏe, giảm tuổi thọ suất thiết bị, làm mài mòn gây mỏi cho chi tiết khí Vì quy định người ta giới hạn biên độ rung động cho thiết bị cụ thể theo chuẩn quốc gia Độ rung đặc trưng độ dịch chuyển, tốc độ gia tốc điểm xác định thiết bị Tùy theo dải tần, cảm biến rung cấu tạo khác cho phù hợp Cấu trúc chung cảm biến rung, tốc độ rung, lắc gia tốc gồm có khối qn tính M, lị xo cản Km, hệ thống cản dịu B kết hợp với cảm biến điện tinh thể áp điện, biến trở, cuộn dây cảm ứng vv Chúng đặt hộp kín Chuyển động rung khối quán tính M chuyển thành tín hiệu điện cần đo đưa Quan hệ giừa tần số cộng hưởng hệ thống dải tần cần đo thường tỷ lệ nghịch với Tần số cảm biến đo độ rung cần thấp số lần giới hạn dải tần cần đo Khi đo gia tốc, tần số cảm biến cần lớn số lần giới hạn dải tần cần đo 86 Dải tần đo độ rung nằm khoảng 20÷3000Hz hệ thống cần có tần số nằm khoảng 2÷7Hz Khi đo gia tốc, tần số nằm khoảng 10÷15khz Vi âm tụ điện Mục tiêu:Trình bày cấu tạo, nguyên lý làm việc, tham số phạm vi ứng dụng cảm biến vi âm tụ điện 2.1 Cấu tạo 2.2 Nguyên lý làm việc 2.3 Các tham sô kỹ thuật phạm vi ứng dụng Vi âm áp điện Mục tiêu:Trình bày cấu tạo, nguyên lý làm việc, tham số phạm vi ứng dụng cảm biến vi âm áp điện 3.1 Cấu tạo 3.2 Nguyên lý làm việc 3.3 Các tham số kỹ thuật phạm vi ứng dụng Vi âm động lực Mục tiêu:Trình bày cấu tạo, nguyên lý làm việc, tham số phạm vi ứng dụng cảm biến vi âm động lực 4.1 Cấu tạo 4.2 Nguyên lý làm việc 4.3 Các tham sô kỹ thuật phạm vi ứng dụng Nhận dạng, phân biệt loại cảm biến rung Mục tiêu:Trình bày cách nhận dạng phân biệt nhận dạng phân biệt loại cảm biến rung 5.1 Cách nhận dạng, phân biệt loại cảm biến rung 87 5.2 Thực hành nhận dạng, phân biệt loại cảm biến rung Kiểm tra, thay loại cảm biến rung Mục tiêu:Trình bày cách kiểm tra, hiệu chỉnh, thay kiểm tra, hiệu chỉnh, thay loại cảm biến rung 6.1 Kiểm tra, thay Vi âm tụ điện 6.2 Kiểm tra, thay Vi âm áp điện 6.3 Kiểm tra, thay Vi âm động lực 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO Lê Văn Doanh, Phạm Thượng Hàn, Nguyễn Văn Hòa, Võ Thạch Sơn, Đào Văn Tân – Các cảm biến kỹ thuật đo lường điều khiển – NXB Khoa học kỹ thuật – 2001 Phan Quốc Phơ, Nguyễn Đức Chiến – Giáo trình cảm biến – NXB Khoa học kỹ thuật - 2000 Cảm biến ứng dụng Dương Minh Trí NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội, 2001 ... Cảm biến tĩnh điện - Cảm biến nhiệt điện - Cảm biến điện tử-ion - Cảm biến hóa điện - Cảm biến y - sinh 2.3.3 Phân loại theo phương pháp đo - Cảm biến biến đổi trực tiếp - Cảm biến kiểu bù 2.3.4... VỀ CẢM BIẾN Mục đích u cầu mơn học kỹ thuật cảm biến Khái niệm chung kỹ thuật cảm biến Nhận biết loại cảm biến 11 Ứng dụng kỹ thuật cảm biến 12 BÀI 2: CẢM BIẾN... Kỹ thuật xung số, Đo lường đại lượng điện không điện, vật liệu điện, Khái niệm chung kỹ thuật cảm biến Mục tiêu: Trình bày khái niệm chung kỹ thuật cảm biến 2.1 Khái niệm kỹ thuật cảm biến Kỹ