Giáo trình Kỹ thuật cảm biến (Nghề Điện công nghiệp CĐLT)

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠ GIỚI GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN 09: KỸ THUẬT CẢM BIẾN NGHỀ: ĐIỆN CƠNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG LIÊN THÔNG Ban hành kèm theo Quyết định số:… / QĐ-CĐCG-KT&KĐCL ngày… tháng … năm Hiệu trưởng trường Cao đẳng giới Quảng Ngãi (Lưu hành nội bộ) 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 MỞ ĐẦU Trong sự nghiệp công nghiệp hóa - hiện đại hóa đất nước, ngành công nghiệp điện giữ vai trò hết sức quan trọng sản xuất sinh hoạt người Giáo trình KT Cảm biến thiết kế theo mô đun thuộc hệ thống mơ đun/ mơn học chương trình đào tạo nghề Điện cơng nghiệp để giảng dạy cấp trình độ Cao đẳng nghề (hệ Liên thơng) Ngồi ra, tài liệu sử dụng cho đào tạo ngắn hạn cho công nhân kỹ thuật, nhà quản lý người sử dụng nhân lực tham khảo Mô đun triển khai sau mô đun Kỹ thuật số trước mô đun Truyền động điện, LT Vi điều khiển,… Công việc lắp đặt, vận hành hay sửa chữa mạch điện máy công nghiệp yêu cầu bắt buộc công nhân nghề Điện cơng nghiệp Mơ dun có ý nghĩa định để hình thành kỹ cho người học làm tiền đề để người học tiếp thu kỹ cao như: Thiết bị điện, điện từ, cơ, thủy lực phục vụ cho việc biến đổi điện thành cung cấp cho cấu chấp hành máy sản xuất, đồng thời điều khiển dịng lượng theo u cầu cơng nghệ máy sản xuất Mặc dù cố gắng, song sai sót khó tránh Tác giả mong nhận ý kiến phê bình, nhận xét bạn đọc để giáo trình hồn thiện Quảng Ngãi Tham gia biên soạn BÙI QUANG TOẢN ………… ……… … Chủ biên MỤC LỤC TRANG Lời mở đầu Mục lục Giới thiệu mô đun Bài mở đầu: Cảm biến ứng dụng 1.Khái niệm cảm biến 2.Phạm vi ứng dụng Chương 1: Cảm biến nhiệt độ Đại cương Nhiệt điện trở với Platin Nickel 3.Cảm biến nhiệt độ với vật liệu silic 4.IC cảm biến nhiệt độ 5.Nhiệt điện trở NTC 6.Các Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, tập: ứng dụng loại cảm biến nhiệt độ Chương 2: Cảm biến tiệm cận loại cảm biến xác định vị trí, khoảng cách 1.Cảm biến tiệm cận (Proximity Sensor 2.Một số loại cảm biến xác định vị trí, khoảng cách khác 3.Các Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, tập: ứng dụng loại cảm biến tiệm cận Chương 3: Cảm biến đo lưu lượng Đại cương 2.Phương pháp đo lưu lượng dựa nguyên tắc chênh lệch áp suất 3.Phương pháp đo lưu lượng tần số dịng xốy 4.Các Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, tập: ứng dụng cảm biến đo lưu lượng Chương 4: Cảm biến đo vận tốc vịng quay góc quay 1.Một số phương pháp đo vận tốc vòng quay 2.Cảm biến đo góc với tổ hợp có điện trở từ 3.Các Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, tập: ứng dụng 10 11 15 16 17 19 25 30 32 41 50 51 73 80 88 89 92 105 110 116 117 131 133 143 Tài liệu tham khảo GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN Tên mơ đun : KỸ THUẬT CẢM BIẾN Mã môn học: MĐ09 Thời gian môn học: 75 (Lý thuyết: 30 giờ; Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, tập: 42 giờ; Kiểm tra: giờ) Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơ đun: - Vị trí: Mơn học Kỹ thuật cảm biến học sau môn học, mô đun Kỹ thuật sở, đặc biệt môn học, mô đun: Mạch điện, Điện tử bản, Đo lường điện Trang bị điện - Tính chất: Là mơn học chun mơn - Trong lĩnh vực sản xuất, đặc biệt ngành cơng nghiệp, việc sử dụng máy móc để giải phóng sức lao động người ngày phổ biến Để nắm bắt làm chủ trang thiết bị ngày đại đòi hỏi cán kỹ thuật phải có kiến thức cơng nghệ, bên cạnh kỹ vẽ, đọc sơ đồ, phân tích chẩn đốn sai hỏng để vận hành, bảo trì, bảo dưỡng sửa chữa hiệu trang thiết bị Mơ đun Kỹ thuật cảm biến biên soạn nhằm trang bị cho người học kiến thức kỹ nêu - Đối tượng: Là giáo trình áp dụng cho HS/SV trình độ Cao đẳng nghề Điện CN (hệ liên thông) Mục tiêu mô đun : - Kiến thức: A1 Phân tích cấu tạo, nguyên lý hoạt động loại cảm biến A2 Phân tích nguyên lý mạch điện cảm biến - Kỹ năng: B1.Biết đấu nối loại cảm biến mạch điện cụ thể - Năng lực tự chủ trách nhiệm: C1 Hình thành tư khoa học phát triển lực làm việc theo nhóm C2 Rèn luyện tính xác khoa học tác phong cơng nghiệp Chương trình khung nghề điện cơng nghiệp Thời gian đào tạo (giờ) Mã MH/ MĐ Tên môn học, mô đun I Các mơn học chung/đại cương MH01 Chính trị MH02 Pháp luật MH03 Giáo dục thể chất MH04 Giáo dục quốc phòng - An ninh MH05 Tin học MH06 Ngoại ngữ (Anh văn) Các mô đun, môn học II chuyên môn nghành, nghề MH07 Ngoại ngữ chuyên ngành MĐ08 Kỹ thuật số MĐ09 Kỹ thuật cảm biến MĐ10 Truyền động điện MĐ11 Lập trình vi điều khiển MH12 Tổ chức sản xuất MĐ13 Đồ án môn học / Đào tạo doanh nghiệp MĐ14 Thực tập tốt nghiệp   Tổng cộng Trong Thực hành/thực tập/Thí nghiệm/bài tập Số tín Tổng số 180 63 107 10 1 45 15 30 26 16 27 30 15 14 1 30 30 12 19 16 360 175 163 22 4 4 60 75 75 90 90 30 45 37 30 37 32 20 10 35 42 48 53 3 5 240 30 210 38 60 900 294 60 563 Lý thuyết Kiểm tra 33 Chương trình chi tiết mơ đun Số TT Tên chương, mục Bài mở đầu: Cảm biến ứng dụng 1.Khái niệm cảm biến Thời gian (giờ) Tổng Lý Thực hành, Kiểm tra số thuyết thí nghiệm, thảo luận, tập 2 2.Phạm vi ứng dụng Cảm biến nhiệt độ Đại cương Nhiệt điện trở với Platin Nickel 3.Cảm biến nhiệt độ với vật liệu silic 4.IC cảm biến nhiệt độ 5.Nhiệt điện trở NTC 6.Các Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, tập: ứng dụng loại cảm biến nhiệt độ Cảm biến tiệm cận loại cảm biến xác định vị trí, khoảng cách 1.Cảm biến tiệm cận (Proximity Sensor 2.Một số loại cảm biến xác định vị trí, khoảng cách khác 3.Các Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, tập: ứng dụng loại cảm biến tiệm cận 18 10 15 Cảm biến đo lưu lượng 20 Đại cương 2.Phương pháp đo lưu lượng dựa nguyên tắc chênh lệch áp suất 3.Phương pháp đo lưu lượng tần số dịng xốy 4.Các Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, tập: ứng dụng cảm biến đo lưu lượng Cảm biến đo vận tốc vịng quay 20 góc quay 1.Một số phương pháp đo vận tốc vòng quay 2.Cảm biến đo góc với tổ hợp có điện trở từ 3.Các Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, tập: ứng dụng Cộng 75 12 11 42 3 Điều kiện thực mô đun: 30 3.1 Phòng học Lý thuyết/Thực hành: Đáp ứng phòng học chuẩn 3.2 Trang thiết bị dạy học: Projetor, máy vi tính, bảng, phấn, tranh vẽ 3.3 Học liệu, dụng cụ, mô hình, phương tiện: Giáo trình, mơ hình thực hành, dụng cụ nghề điện, thiết bị điện công nghiệp,… 3.4 Các điều kiện khác: Người học tìm hiểu thực tế mạch cảm biến nhà máy, xí nghiệp công nghiệp Nội dung phương pháp đánh giá: 4.1 Nội dung: - Kiến thức: Đánh giá tất nội dung nêu mục tiêu kiến thức - Kỹ năng: Đánh giá tất nội dung nêu mục tiêu kỹ - Năng lực tự chủ trách nhiệm: Trong trình học tập, người học cần: + Nghiên cứu trước đến lớp + Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập + Tham gia đầy đủ thời lượng môn học + Nghiêm túc trình học tập 4.2 Phương pháp: Người học đánh giá tích lũy mơn học sau: 4.2.1 Cách đánh giá - Áp dụng quy chế đào tạo Cao đẳng hệ chính quy ban hành kèm theo Thông tư số 09/2017/TT-BLĐTBXH, ngày 13/3/2017 Bộ trưởng Bộ Lao động – Thương binh Xã hội - Hướng dẫn thực hiện quy chế đào tạo áp dụng tại Trường Cao đẳng Cơ giới sau: Điểm đánh giá + Điểm kiểm tra thường xuyên (Hệ số 1) Trọng số 40% + Điểm kiểm tra định kỳ (Hệ số 2) + Điểm thi kết thúc môn học 60% 4.2.2 Phương pháp đánh giá Phương pháp Phương pháp đánh giá tổ chức Hình thức kiểm tra Chuẩn đầu đánh giá Thường xuyên Viết/ Tự luận/ A1, C1 Thuyết trình Trắc nghiệm/ Báo cáo Định kỳ Viết Tự luận/ A2, B1, C1, C2 thực hành Trắc nghiệm/ thực hành Kết thúc môn Vấn đáp Vấn đáp A1, A2, B1,C1,C2 học thực hành thực hành mơ hình 4.2.3 Cách tính điểm Số cột Thời điểm kiểm tra Sau 10 Sau 20 Sau 75 - Điểm đánh giá thành phần điểm thi kết thúc mô đun chấm theo thang điểm 10 (từ đến 10), làm tròn đến chữ số thập phân - Điểm mô đun tổng điểm tất điểm đánh giá thành phần mô đun nhân với trọng số tương ứng Điểm mô đun theo thang điểm 10 làm tròn đến chữ số thập phân Hướng dẫn thực mô đun 5.1 Phạm vi, đối tượng áp dụng: Đối tượng cao đẳng Điện công nghiệp (hệ liên thông) 5.2 Phương pháp giảng dạy, học tập mô đun 5.2.1 Đối với người dạy * Lý thuyết: Áp dụng phương pháp dạy học tích cực bao gờm: Trình chiếu, thuyết trình ngắn, nêu vấn đề, hướng dẫn đọc tài liệu, tập cụ thể, câu hỏi thảo luận nhóm… * Thực hành: - Phân chia nhóm nhỏ thực tập thực hành theo nội dung đề - Khi giải tập, làm Thực hành, thí nghiệm, tập: Giáo viên hướng dẫn, thao tác mẫu sửa sai chỗ cho nguời học - Sử dụng mơ hình, học cụ mô để minh họa tập ứng dụng hệ truyền động dùng cảm biến, loại thiết bị điều khiển * Thảo luận: Phân chia nhóm nhỏ thảo luận theo nội dung đề * Hướng dẫn tự học theo nhóm: Nhóm trưởng phân cơng thành viên nhóm tìm hiểu, nghiên cứu theo yêu cầu nội dung học, nhóm thảo luận, trình bày nội dung, ghi chép viết báo cáo nhóm 5.2.2 Đối với người học: Người học phải thực nhiệm vụ sau: - Nghiên cứu kỹ học nhà trước đến lớp Các tài liệu tham khảo cung cấp nguồn trước người học vào học môn học (trang web, thư viện, tài liệu ) - Sinh viên trao đổi với nhau, thực thực hành báo cáo kết - Tham dự tối thiểu 70% giảng tích hợp Nếu người học vắng >30% số tích hợp phải học lại mơ đun tham dự kì thi lần sau - Tự học thảo luận nhóm: Là phương pháp học tập kết hợp làm việc theo nhóm làm việc cá nhân Một nhóm gồm 2-3 người học cung cấp chủ đề thảo luận trước học lý thuyết, thực hành Mỗi người học chịu trách nhiệm số nội dung chủ đề mà nhóm phân cơng để phát triển hồn thiện tốt tồn chủ đề thảo luận nhóm - Tham dự đủ kiểm tra thường xuyên, định kỳ - Tham dự thi kết thúc mô đun - Chủ động tổ chức thực tự học Tài liệu tham khảo [1] Nguyễn Trọng Thuần, Điều khiển logic ứng dựng, NXB Khoa học kỹ thuật năm 2006 [2] Nguyễn Văn Hịa, Giáo trình đo lường cảm biến đo lường, NXB Giáo dục năm 2005 [3] Lê Văn Doanh- Phạm Thượng Hàn, Các cảm biến kĩ thuật đo lường điều khiển, NXB Khoa học kỹ thuật năm 2006 [4] Lê Văn Doanh, Các cảm biến kĩ thuật đo lường điều khiển, NXB Khoa học kỹ thuật năm 2001 [5] Nguyễn Thị Lan Hương, Kỹ thuật cảm biến, NXB Khoa học kỹ thuật năm 2008 [6] Phan Quốc Phô, Nguyễn Đức Chiến, Cảm biến, NXB Khoa học kỹ thuật năm 2000 BÀI MỞ ĐẦU: