Giáo trình kỹ thuật cảm biến (nghề tự động hoá công nghiệp trung cấp)

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠ GIỚI GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN 17: KỸ THUẬT CẢM BIẾN NGHỀ: TỰ ĐỘNG HĨA CƠNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP Ban hành kèm theo Quyết định số:… / QĐ-CĐCG-KT&KĐCL ngày… tháng … năm 2022 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 - đại hóa đất nước, ngành cơng 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 Tự động hóa cơng nghiệp để giảng dạy cấp trình độ Trung cấp nghề 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 môn học, mô đun linh kiện điện tử, đo lường điện tử, kỹ thuật xung - số Công việc lắp đặt, vận hành hay sửa chữa mạch điện máy công nghiệp những yêu cầu bắt buộc công nhân nghề Điện tử công nghiệp Mô 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 dòng lượng theo yêu cầu công nghệ máy sản xuất Mặc dù hết sức cố gắng, song sai sót khó tránh Tác giả mong nhận ý kiến phê bình, nhận xét bạn đọc để giáo trình hoàn thiện MỤC LỤC TRANG Lời mở đầu Mục lục Giáo trình mơ đun Bài mở đầu: Cảm biến ứng dụng 1.Khái niệm cảm biến 2.Phạm vi ứng dụng Phân loại cảm biến 11 12 14 14 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 Nhiệt trở PTC Thực hành với cảm biến nhiệt độ Thực hành với cảm biến LM35 Thực hành với cảm biến nhiệt điện trở 10 Thực hành với cảm biến nhiệt điện trở PTC 17 18 20 26 31 33 38 42 43 45 47 Chương 2: Cảm biến tiệm cận loại cảm biến xác định vị trí, khoảng cách 1.Cảm biến tiệm cận 2.Một số loại cảm biến xác định vị trí, khoảng cách khác Thực hành với cảm biến tiệm cận điện cảm Thực hành với cảm biến tiệm cận điện dung 49 Chương 3: Cảm biến đo lưu lượng Đại cương 2.Phương pháp đo lưu lượng dựa nguyên tắc sự chênh lệch áp suất 3.Phương pháp đo lưu lượng tần số dòng xoáy Thực hành với cảm biến đo lưu lượng 86 87 89 102 107 Chương 4: Đo vận tốc vịng quay góc quay 1.Một số phương pháp Đo vận tốc vòng quay phương pháp Analog Đo vận tốc vòng quay phương pháp quang điện tử Đo vận tốc vòng quay với nguyên tắc điện trở từ Cảm biến đo góc với tổ hợp có điện trở từ 112 113 113 115 120 127 50 63 78 82 Máy đo góc tuyệt đối Thực hành đo góc với encoder tương đối tuyệt đối Thực hành với cảm biến đo vòng quay Tài liệu tham khảo 129 129 131 140 GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN TÊN MƠ ĐUN KỸ THUẬT CẢM BIẾN Mã môn học: MĐ17 Thời gian môn học: 45 (Lý thuyết: 15 giờ; Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, tập: 27 giờ; Kiểm tra: giờ) Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơ đun: - Vị trí mơ đun: Mơ đun bố trí dạy sau mơn học Máy điện, Điện bản, kỹ thuật điện tử bản, kỹ thuật số - Tính chất mô đun: Là mô đun kỹ thuật chuyên môn - Trong lĩnh vực sản xuất, đặc biệt ngành công 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 những 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 những kiến thức kỹ nêu - Đối tượng: Là giáo trình áp dụng cho HS/SV trình độ Trung cấp nghề Tự động hóa CN Mục tiêu mơ đun : - Kiến thức: A1 Trình bày đặc tính cấu tạo, nguyên lý hoạt động loại cảm biến A2 Phân tích nguyên lý mạch điện cảm biến - Kỹ năng: B1.Thiết kế mạch cảm biến đơn giản đạt yêu cầu kỹ thuật B2.Thực hành lắp ráp số mạch điều khiển thiết bị cảm biến yêu cầu B3.Kiểm tra, vận hành sửa chữa mạch ứng dụng loại cảm biến yêu cầu kỹ thuật - Năng lực tự chủ trách nhiệm: C1 Rèn luyện tính xác khoa học tác phong cơng nghiệp Chương trình khung nghề Tự động hóa cơng nghiệp Mã Thời gian học tập (giờ) MH/ Số tín MĐ Tên mơ đun, mơn học I MH 01 Tổng số Trong Thực hành/ Lý thực Kiểm thuyết tập/thí tra nghiệm/b ài tập Các mơn học chung/đại cương Chính trị 12 255 94 148 13 30 15 13 Mã MH/ MĐ Thời gian học tập (giờ) Tên mô đun, môn học Số tín Tổng số Trong Thực Lý Kiểm hành/ thuyết tra thực MH 02 Pháp luật 15 MH 03 Giáo dục thể chất 30 24 MH 04 Giáo dục quốc phòng an ninh 45 21 21 MH 05 Tin học 45 15 29 MH 06 Ngoại ngữ (Anh văn) Các môn học, mô đun chuyên môn ngành nghề Môn học, mô đun sở 90 30 56 77 24 1668 435 468 185 1088 214 112 36 MH 07 Kỹ thuật an toàn lao động 30 21 MH 08 Nguyên lý máy - chi tiết máy 45 31 10 MH 09 Điện kỹ thuật 30 21 MH 10 Vẽ kỹ thuật 30 15 13 MĐ 11 Máy điện 90 35 49 MĐ 12 Điện 60 23 31 MĐ 13 Kỹ thuật điện tử 60 13 43 MĐ 14 AutoCAD 60 18 36 MĐ 15 Kỹ thuật nguội 30 19 Môn học, mô đun chuyên môn 53 1233 283 874 76 MĐ 16 Kỹ thuật số 75 20 49 MĐ 17 Kỹ thuật cảm biến 45 15 27 MĐ 18 Điện tử công suất 45 15 28 MĐ 19 PLC 90 26 56 MĐ 20 PLC nâng cao 60 10 42 MĐ 21 Trang bị điện 120 28 84 MĐ 22 Thiết bị hệ thống tự động 90 26 58 MĐ 23 Vi điều khiển 90 26 57 MĐ 24 Gia cơng khí máy cơng cụ 75 24 48 MĐ 25 Điều khiển khí nén - thủy lực 90 30 55 II II.1 II.2 Mã Thời gian học tập (giờ) MH/ Tên mô đun, môn học MĐ MĐ 27 Lắp đặt vận hành hệ thống điện tử Mạng truyền thông công nghiệp MĐ 28 Thực tập tốt nghiệp MĐ 26 Tổng cộng Số tín Tổng số 90 75 25 46 10 288 15 263 10 89 1923 562 1236 125 Thời gian Thực hành, thí Lý nghiệm, thảo thuyết luận, tập Kiểm tra Trong Thực Lý Kiểm hành/ thuyết tra thực 23 61 Chương trình chi tiết mơ đun Số TT Tên mô đun Tổng số Bài mở đầu: Các khái niệm cảm biến Cảm biến nhiệt độ 3 Cảm biến tiệm cận số loại cảm biến xác định vị trí khoảng cách khác Phương pháp đo lưu lượng 10 10 Đo vận tốc vòng quay góc quay 15 11 Cộng 45 15 27 Điều kiện thực mơ đun: 3.1 Phịng 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, mơ 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 cơng 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 trung cấp hệ quy ban hành kèm theo Thơng tư số 09/2017/TT-BLĐTBXH, ngày 13/3/2017 Bộ trưởng Bộ Lao động – Thương binh Xã hội - Hướng dẫn thực quy chế đào tạo áp dụng Trường Cao đẳng Cơ giới sau: Điểm đánh giá Trọng số + Điểm kiểm tra thường xuyên (Hệ số 1) 40% + Điểm kiểm tra định kỳ (Hệ số 2) + Điểm thi kết thúc môn học 4.2.2 Phương pháp đánh giá Phương pháp Phương pháp đánh giá tổ chức Thường xuyên Định kỳ Kết thúc mơn học 60% Hình thức kiểm tra Chuẩn đầu đánh giá Viết/ Tự luận/ A1, C1 Thuyết trình Trắc nghiệm/ Báo cáo Viết Tự luận/ A2, B1, C1, C2 thực hành Trắc nghiệm/ thực hành Vấn đáp Vấn đáp A1, A2, B1,C1,C2 thực hành thực hành mô Số cột Thời điểm kiểm tra Sau Sau 10 Sau 45 hình 4.2.3 Cách tính điểm - 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 trung cấp Tự động hóa CN 5.2 Phương pháp giảng dạy, học tập mơ đun 5.2.1 Đối với người dạy * Lý thuyết: Áp dụng phương pháp dạy học tích cực bao gồm: 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 mơ 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 u 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