2 3 cảm biến Đo vị trí và dịch chuyển

C M BI N ĐO V TRÍ VÀ D CH ẢM BIẾN ĐO VỊ TRÍ VÀ DỊCH ẾN ĐO VỊ TRÍ VÀ DỊCH Ị TRÍ VÀ DỊCH Ị TRÍ VÀ DỊCH

1.Nguyên lý đo

2.Đi n th k đi n trện thế kế điện trởế kế điện trở ế kế điện trởện thế kế điện trởở

3.C m bi n đi n c mảm biến điện cảmế kế điện trởện thế kế điện trởảm biến điện cảm

4.C m bi n đi n dungảm biến điện cảmế kế điện trởện thế kế điện trở

5.C m bi n quang ảm biến điện cảmế kế điện trở

6.C m bi n sóng đàn h iảm biến điện cảmế kế điện trởồi

1 Nguyên lý đo

1.1 Phương pháp 1: bộ cảm biến cung cấp ng pháp 1: b c m bi n cung c p ộ cảm biến cung cấp ảm biến cung cấp ến cung cấp ấp tín hi u là hàm ph thu c vào v trí c a ệu là hàm phụ thuộc vào vị trí của ụ thuộc vào vị trí của ộ cảm biến cung cấp ị trí của ủa m t trong các ph n t c a c m bi n, ộ cảm biến cung cấp ần tử của cảm biến, ử của cảm biến, ủa ảm biến cung cấp ến cung cấp đ ng th i ph n t này có liên quan đ n ồng thời phần tử này có liên quan đến ời phần tử này có liên quan đến ần tử của cảm biến, ử của cảm biến, ến cung cấp v t c n xác đ nh v trí ho c d ch chuy n.ật cần xác định vị trí hoặc dịch chuyển ần tử của cảm biến, ị trí của ị trí của ặc dịch chuyển ị trí của ển.2.2 Phương pháp 1: bộ cảm biến cung cấp ng pháp 2: ng v i m t d ch ứng với một dịch ới một dịch ộ cảm biến cung cấp ị trí của

chuy n c b n, c m bi n phát ra m t ển ơng pháp 1: bộ cảm biến cung cấp ảm biến cung cấp ảm biến cung cấp ến cung cấp ộ cảm biến cung cấp xung Vi c xác đ nh v trí ho c d ch ệu là hàm phụ thuộc vào vị trí của ị trí của ị trí của ặc dịch chuyển ị trí của chuy n đển ược tiến hành bằng cách đếm số c ti n hành b ng cách đ m s ến cung cấp ằng cách đếm số ến cung cấp ố xung phát ra

2 Đi n th k đi n trện thế kế điện trởế kế điện trở ế kế điện trởện thế kế điện trởở

2.1 Đi n th k dùng con ch y c h cện thế kế điện trởế kế điện trở ế kế điện trởạy cơ họcơ học ọc

a) C u t o và nguyên lý làm vi cấu tạo và nguyên lý làm việcạy cơ họcện thế kế điện trở : g m m t ồng thời phần tử này có liên quan đến ộ cảm biến cung cấp đi n tr c đ nh (Rệu là hàm phụ thuộc vào vị trí của ở cố định (R ố ị trí của m) và m t ti p xúc ộ cảm biến cung cấp ến cung cấp

đi n (con ch y) liên k t v i v t kh o sát ệu là hàm phụ thuộc vào vị trí của ạy) liên kết với vật khảo sát ến cung cấp ới một dịch ật cần xác định vị trí hoặc dịch chuyển ảm biến cung cấp Khi v t di chuy n, con ch y di chuy n ật cần xác định vị trí hoặc dịch chuyển ển ạy) liên kết với vật khảo sát ển

theo, đi n tr đo ph thu c vào v trí con ệu là hàm phụ thuộc vào vị trí của ở cố định (R ụ thuộc vào vị trí của ộ cảm biến cung cấp ị trí của ch y Đo đi n tr ạy) liên kết với vật khảo sát ệu là hàm phụ thuộc vào vị trí của ở cố định (R  v trí.ị trí của

2.1 Đi n th k con ện thế kế điện trởế kế điện trở ế kế điện trở

Rm, , LmRx, l

12

m

Ll

RR



m

m

RR



12



2.1 Đi n th k con ện thế kế điện trởế kế điện trở ế kế điện trởch y c h cạy cơ họcơ học ọc

 Đi n tr d ng dây cu n: đệu là hàm phụ thuộc vào vị trí của ở cố định (R ạy) liên kết với vật khảo sát ộ cảm biến cung cấp ược tiến hành bằng cách đếm số c ch t o t ến cung cấp ạy) liên kết với vật khảo sát ừ các h p kim Ni - Cr, Ni - Cu , Ni - Cr - Fe, ợc tiến hành bằng cách đếm số Ag - Pd qu n thành vòng xo n d ng lò xo ấp ắn dạng lò xo ạy) liên kết với vật khảo sát trên lõi cách đi n (b ng thu tinh, g m ệu là hàm phụ thuộc vào vị trí của ằng cách đếm số ỷ tinh, gốm ố ho c nh a), gi a các vòng dây cách đi n ặc dịch chuyển ựa), giữa các vòng dây cách điện ữa các vòng dây cách điện ệu là hàm phụ thuộc vào vị trí của b ng emay ho c l p oxyt b m t.ằng cách đếm số ặc dịch chuyển ới một dịch ề mặt ặc dịch chuyển

 Đi n tr d ng băng d n: đệu là hàm phụ thuộc vào vị trí của ở cố định (R ạy) liên kết với vật khảo sát ẫn: được chế tạo ược tiến hành bằng cách đếm số c ch t o ến cung cấp ạy) liên kết với vật khảo sát b ng ch t d o tr n b t d n đi n là ằng cách đếm số ấp ẻo trộn bột dẫn điện là ộ cảm biến cung cấp ộ cảm biến cung cấp ẫn: được chế tạo ệu là hàm phụ thuộc vào vị trí của cacbon ho c kim lo i c h t ~10ặc dịch chuyển ạy) liên kết với vật khảo sát ỡ hạt ~10 ạy) liên kết với vật khảo sát -2m

2.1 Đi n th k con ch y ện thế kế điện trởế kế điện trở ế kế điện trởạy cơ họcc h cơ học ọc

b) Đ c đi m:ặc điểm:ểm:

C u t o đ n gi n.ấp ạy) liên kết với vật khảo sát ơng pháp 1: bộ cảm biến cung cấp ảm biến cung cấp Đo được tiến hành bằng cách đếm số c d ch chuy n l n.ị trí của ển ới một dịch Kho ng ch y có ích nh h n chi u dài đi n tr ảm biến cung cấp ạy) liên kết với vật khảo sát ỏ hơn chiều dài điện trở ơng pháp 1: bộ cảm biến cung cấp ề mặt.ệu là hàm phụ thuộc vào vị trí của ở cố định (R

(Lm).Đ phân gi i c a đi n tr d ng dây ~10ộ cảm biến cung cấp ảm biến cung cấp ủa ệu là hàm phụ thuộc vào vị trí của ở cố định (R ạy) liên kết với vật khảo sát m,

d ng băng d n ~ 0,1 ạy) liên kết với vật khảo sát ẫn: được chế tạo m.Th i gian s ng th p: d ng dây ~10ời phần tử này có liên quan đến ố ấp ạy) liên kết với vật khảo sát 6 l n, d ng ần tử của cảm biến, ạy) liên kết với vật khảo sát

băng d n 5.10ẫn: được chế tạo 7 - 108 l n.ần tử của cảm biến, Ch u nh hị trí của ảm biến cung cấp ưở cố định (Rng l n c a b i và m.ới một dịch ủa ụ thuộc vào vị trí của ẩm.

2.2 Đi n th k con ch y ện thế kế điện trởế kế điện trở ế kế điện trởạy cơ học

2

1 Điot phát quang 2.Băng đo 3 Băng ti p xúc 4 Băng quang d nến cung cấp ẫn: được chế tạo

2.2.1 Đi n th k con ện thế kế điện trởế kế điện trở ế kế điện trởch y quang ạy cơ học

 Không có ti p xúc c h c tránh mòn, ến cung cấp ơng pháp 1: bộ cảm biến cung cấp ọc tránh mòn, tránh gây ti ng n.ến cung cấp ồng thời phần tử này có liên quan đến

 Tu i th cao.ổi thọ cao ọc tránh mòn,

 Th i gian h i đáp ng n (~20ời phần tử này có liên quan đến ồng thời phần tử này có liên quan đến ắn dạng lò xo s)

2.2.2 Đi n th k dùng con ện thế kế điện trởế kế điện trở ế kế điện trởtr tỏ từ ừ

a)C u t o và nguyên lý làm vi c:ấu tạo và nguyên lý làm việcạy cơ họcện thế kế điện trở

R2R1

1

2

3

R1, R2: đi n trện thế kế điện trởở1, 2, 3: dây n iối

C u t o:ấu tạo và nguyên lý làm việcạy cơ học

2.2.2 Đi n th k dùng con ện thế kế điện trởế kế điện trở ế kế điện trởtr tỏ từ ừ

 Nguyên lý:

dài t đi n tr n m ừ ệu là hàm phụ thuộc vào vị trí của ở cố định (Rằng cách đếm số trong t trừ ười phần tử này có liên quan đến ng thay đ i ổi thọ cao. đi n tr thay đ i.ệu là hàm phụ thuộc vào vị trí của ở cố định (Rổi thọ cao.

 Tín hi u ra:ệu là hàm phụ thuộc vào vị trí của

 Đo Vm v trí góc.ị trí của

30%50%70%

Vm/ES

S1

S2

11

RRE

RR

R



Thười phần tử này có liên quan đến ng dùng trong kho ng tuy n tính: góc quay ảm biến cung cấp ến cung cấp ~ 90o, d ch chuy n th ng ~ 1 – 2 mm.ị trí của ển.ẳng ~ 1 – 2 mm.

3 C m bi n đi n c mảm biến điện cảmế kế điện trởện thế kế điện trởảm biến điện cảm

 C m bi n đi n c m là nhóm các c m ảm biến cung cấp ến cung cấp ệu là hàm phụ thuộc vào vị trí của ảm biến cung cấp ảm biến cung cấp bi n làm vi c d a trên nguyên lý ến cung cấp ệu là hàm phụ thuộc vào vị trí của ựa), giữa các vòng dây cách điện c m ảm biến cung cấp

ng đi n tứng với một dịch ệu là hàm phụ thuộc vào vị trí của ừ V t c n đo v trí ho c d ch ật cần xác định vị trí hoặc dịch chuyển ần tử của cảm biến, ị trí của ặc dịch chuyển ị trí của chuy n đển ược tiến hành bằng cách đếm số c g n vào m t ph n t c a ắn dạng lò xo ộ cảm biến cung cấp ần tử của cảm biến, ử của cảm biến, ủa m ch t gây nên s bi n thiên t thông ạy) liên kết với vật khảo sát ừ ựa), giữa các vòng dây cách điện ến cung cấp ừ qua cu n đo ộ cảm biến cung cấp

 C m bi n đi n c m đảm biến cung cấp ến cung cấp ệu là hàm phụ thuộc vào vị trí của ảm biến cung cấp ược tiến hành bằng cách đếm số c chia ra: c m ảm biến cung cấp bi n t c m và h c m ến cung cấp ựa), giữa các vòng dây cách điện ảm biến cung cấp ỗ cảm ảm biến cung cấp

3.2 C m bi n t c m ảm biến điện cảmế kế điện trởự cảm ảm biến điện cảm(CBTC)

3.2.1 CBTC đ n có khe t bi n thiên:ơ họcừế kế điện trở

 C u t o và nguyên lý làm vi c:ấu tạo và nguyên lý làm việcạy cơ họcện thế kế điện trở

1 Lõi sắt từ 2 Cuộn dây 3 Tấm sắt từ

XV

XV

Đo dịch chuyển thẳng1

3.2.1 CBTC đ n có khe t bi n ơ họcừế kế điện trởthiên







sW

RW

22

R - t tr c a khe h không khí.ừ ở cố định (R ủa ở cố định (R - chi u dài khe h không khí.ề mặt.ở cố định (Rs - ti t di n th c c a khe h không ến cung cấp ệu là hàm phụ thuộc vào vị trí của ựa), giữa các vòng dây cách điện ủa ở cố định (Rkhí.

• T ng tr c a c m bi n:ổi thọ cao.ở cố định (R ủa ảm biến cung cấp ến cung cấp





2

• H s t c m:ệu là hàm phụ thuộc vào vị trí của ố ựa), giữa các vòng dây cách điện ảm biến cung cấp

• Khi , s thay đ i L và Z thay đ i Đo L ho c ổi thọ cao.ổi thọ cao.ặc dịch chuyển.Z  v trí ho c đ d ch chuy n.ị trí của ặc dịch chuyển.ộ cảm biến cung cấp ị trí của ển.

3.2.1 CBTC đ n có khe t bi n ơ họcừế kế điện trởthiên

Đ nh y khi ộ cảm biến cung cấp ạy) liên kết với vật khảo sát  thay đ i:ổi thọ cao.

Đ nh y khi s thay đ i:ộ cảm biến cung cấp ạy) liên kết với vật khảo sát ổi thọ cao.

000

02s

sLW

sL





Đ c đi m:ặc dịch chuyển.ển.

• L = f() phi tuy n còn L= f(ến cung cấp s) tuy n tínhến cung cấp







sLdL











20

002

002

sW

sW

L

2

00

0

1LL

S















 Z ph thu c ụ thuộc vào vị trí của ộ cảm biến cung cấp , s và :



thiên

a) C u t o:ấp ạy) liên kết với vật khảo sát

3.2.2 CBTC kép có khe t bi n ừế kế điện trởthiên

b) Đ c đi m:ặc dịch chuyển ển

 Đ nh y l n.ộ cảm biến cung cấp ạy) liên kết với vật khảo sát ới một dịch

 Đ tuy n tính cao h n.ộ cảm biến cung cấp ến cung cấp ơng pháp 1: bộ cảm biến cung cấp

L1 = f()

L1 - L2 = f()

L2 = f()

L

3.2.3 CBTC có lõi t di ừđ ngộng

a)C u t o và nguyên lý làm vi cấp ạy) liên kết với vật khảo sát ệu là hàm phụ thuộc vào vị trí của

l0 lfl

XV1

XV

(l p vi sai)ắn dạng lò xo

3.3 C m bi n h c m (CBHC)ảm biến điện cảmế kế điện trởỗ cảm (CBHC) ảm biến điện cảm

c)XV

3

4

~1

1.Cu n s c p ộ cảm biến cung cấp ơng pháp 1: bộ cảm biến cung cấp ấp 2 Gông t ừ 3.T m s t t di đ ng 4.Cu n th c p (cu n đo) ấp ộ cảm biến cung cấp ắn dạng lò xo ừ ứng với một dịch ấp ộ cảm biến cung cấp ộ cảm biến cung cấp

3.3.1 CBHC có khe t ừbi n thiênế kế điện trở

Khi c p dòng xoay chi u ( ) vào cu n s c p, ấp ề mặt.ộ cảm biến cung cấp ơng pháp 1: bộ cảm biến cung cấp ấp sinh ra  bi n thiên ến cung cấp  trong cu n th c p sinh ra s c ộ cảm biến cung cấp ứng với một dịch ấp ứng với một dịch đi n đ ng c m ng:ệu là hàm phụ thuộc vào vị trí của ộ cảm biến cung cấp ảm biến cung cấp ứng với một dịch

tsinI

tcosI

sW

W











Giá tr hi u d ng c a su t đi n đ ng:ị trí của ệu là hàm phụ thuộc vào vị trí của ụ thuộc vào vị trí của ủa ấp ệu là hàm phụ thuộc vào vị trí của ộ cảm biến cung cấp

 E = f(s, )

3.3.1 CBHC có khe t bi n ừế kế điện trởthiên

b) Đ c đi m:ặc điểm:ểm:

 E = f(s, ) tuy n tính theo (s) và phi tuy n theo ến cung cấp ến cung cấp ().

V i (khi Xới một dịch V = 0) Đ tăng đ nh y và đ tuy n tính ển.ộ cảm biến cung cấp ạy) liên kết với vật khảo sát ộ cảm biến cung cấp ến cung cấp  CBHC kép

l p vi sai.ắn dạng lò xo

2

00

02

02

E1

ksE

S



















000

S

sEk

sE





000

ksE



3.3.1 CBHC có khe t bi n ừế kế điện trởthiên

XV~

XV

~~

~XV

~Dịch chuyển

thẳng

Dịch chuyển quay

Dịch chuyển thẳng

3.3.2 CBHC có lõi t di đ ngừộng(Bi n th vi sai)ế kế điện trởế kế điện trở

a) C u t o và nguyên lý làm vi c:ấu tạo và nguyên lý làm việcạy cơ họcện thế kế điện trở

12

2

3

1) Cuộn sơ cấp 2) Cuộn thứ cấp 3) Lõi từ

4 C m bi n đi n dungảm biến điện cảmế kế điện trởện thế kế điện trở

4.1 Nguyên lý: d a trên s thay đ i đi n ựa), giữa các vòng dây cách điện ựa), giữa các vòng dây cách điện ổi thọ cao ệu là hàm phụ thuộc vào vị trí của dung c a c m bi n khi ph n t g n v i ủa ảm biến cung cấp ến cung cấp ần tử của cảm biến, ử của cảm biến, ắn dạng lò xo ới một dịch v t kh o sát di đ ng ật cần xác định vị trí hoặc dịch chuyển ảm biến cung cấp ộ cảm biến cung cấp  thay đ i kích ổi thọ cao.thưới một dịch c hình h c c a c m bi n (CB th ọc tránh mòn, ủa ảm biến cung cấp ến cung cấp ụ thuộc vào vị trí của đ ng).ộ cảm biến cung cấp

4.2.C m bi n t đi n đ nảm biến điện cảmế kế điện trởụ điện đơnện thế kế điện trởơ học

a) C u t o và nguyên lý làm vi c:ấp ạy) liên kết với vật khảo sát ệu là hàm phụ thuộc vào vị trí của



XV

a)

XV

b)

XV

c)



360rC

20

s

)r/rlog(

2C

12

0



l

B n tĩnhảm biến cung cấp

B n tĩnhảm biến cung cấp

B n tĩnhảm biến cung cấp B n đ ngảm biến cung cấp ộ cảm biến cung cấp

B n đ ngảm biến cung cấp ộ cảm biến cung cấp

B n đ ngảm biến cung cấp ộ cảm biến cung cấp

4.2.C m bi n t đi n đ nảm biến điện cảmế kế điện trởụ điện đơnện thế kế điện trởơ học

Đ c đi m:ặc dịch chuyển.ển.

Đ nh y:ộ cảm biến cung cấp ạy) liên kết với vật khảo sát 2

0

00C

sC

S









00S

C

sCS





00C

sC

S



 Phi tuy nến cung cấp  Tuy n tínhến cung cấp  Tuy n tínhến cung cấp

20

0

0Z

sS









00

0Zs

ss

S







00Z

s1S



  Tuy n tínhến cung cấp

 Phi tuy nến cung cấp  Phi tuy nến cung cấp

4.3 C m bi n t kép vi saiảm biến điện cảmế kế điện trởụ điện đơn

a) C u t o và nguyên lý làm vi c:ấp ạy) liên kết với vật khảo sát ệu là hàm phụ thuộc vào vị trí của

b)

4.3 C m bi n t kép vi saiảm biến điện cảmế kế điện trởụ điện đơn

 Đ nh y (S) cao h n CB đ nộ cảm biến cung cấp ạy) liên kết với vật khảo sát ơng pháp 1: bộ cảm biến cung cấp ơng pháp 1: bộ cảm biến cung cấp

 Đ tuy n tính cao h n CB đ nộ cảm biến cung cấp ến cung cấp ơng pháp 1: bộ cảm biến cung cấp ơng pháp 1: bộ cảm biến cung cấp

 C u t o ph c t p h nấp ạy) liên kết với vật khảo sát ứng với một dịch ạy) liên kết với vật khảo sát ơng pháp 1: bộ cảm biến cung cấp

4.4 M ch đoạy cơ học

a) S đ và nguyên lý làm vi c:ơng pháp 1: bộ cảm biến cung cấp ồng thời phần tử này có liên quan đến ệu là hàm phụ thuộc vào vị trí của

~

A3A2

M ch c u v i t képạy cơ họcầu với tụ képới tụ kép ụ điện đơnM ch c u v i bi n ápạy cơ họcầu với tụ képới tụ képế kế điện trở

4.4 M ch đoạy cơ học

 T ng tr đ u vào t c là t ng tr c a ổi thọ cao ở cố định (R ần tử của cảm biến, ứng với một dịch ổi thọ cao ở cố định (R ủa đười phần tử này có liên quan đến ng chéo c u ph i th t l n.ần tử của cảm biến, ảm biến cung cấp ật cần xác định vị trí hoặc dịch chuyển ới một dịch

 Các dây d n ph i đẫn: được chế tạo ảm biến cung cấp ược tiến hành bằng cách đếm số c b c kim lo i đ ọc tránh mòn, ạy) liên kết với vật khảo sát ển.tránh nh hảm biến cung cấp ưở cố định (Rng c a đi n trủa ệu là hàm phụ thuộc vào vị trí của ười phần tử này có liên quan đến ng ngoài

 Không được tiến hành bằng cách đếm số c m c các đi n tr song song ắn dạng lò xo ệu là hàm phụ thuộc vào vị trí của ở cố định (Rv i c m bi n.ới một dịch ảm biến cung cấp ến cung cấp