Kü thuËt c¶m biÕn – Khoa C¬ khÝ - §éng lùc – Tr−êng Cao §¼ng NghÒ C«ng NghÖ vµ N«ng L©m §«ng B¾c http://www.ebook.edu.vn 1 BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ CÔNG NGHỆ VÀ NÔNG LÂM ĐÔNG BẮC GIÁO TRÌNH KỸ THUẬT CẢM BIẾN NGHỀ: ĐIỆN CÔNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG NGHỀ Lạng Sơn tháng 04 năm 2010 Kỹ thuật cảm biến Khoa Cơ khí - Động lực Trờng Cao Đẳng Nghề Công Nghệ và Nông Lâm Đông Bắc http://www.ebook.edu.vn 2 LI NểI U Trờn c s chng trỡnh khung o to ca B LTB & XH ó ban hnh, Trng Cao ng Ngh Cụng Ngh v Nụng Lõm ụng Bc ó t chc biờn son cỏc ti liu hng dn giỏo viờn v hc tp, thc tp ca hc sinh, sinh viờn ngh lp t, sa cha thit b in cụng nghip trong thi k hin i hoỏ cụng nghip hoỏ t n c. Trong ú ti liu K thut cm bin úng vai trũ quan trng trong vic o to cỏc k thut viờn, cỏc nhõn viờn lnh ngh ang theo hc v hnh ngh in cụng nghip. Ti liu c thit k theo tng bi trong h thng mụun ca chng trỡnh, cú mc tiờu hc tp, thc tp cho mụun, phn lý thuyt c bn hc viờn cn phi nm vng th c hnh thc tp. Cui mi bi sau phn lý thuyt c bn u cú cỏc bi tp ng dng giỏo viờn v hc sinh thc hnh thc tp. õy l ti liu do cỏc cụ giỏo, thy giỏo trong t b mụn in ca nh trng cht lc trong cỏc quỏ trỡnh ging dy, tham kho cỏc ti liu, giỏo trỡnh ca cỏc Trng i hc nh i hc Bỏch Khoa H Ni, Bỏch Khoa Thnh ph H Chớ Minh, i hc s phm k thu t Hng Yờn, i hc Cn Th biờn son, ti liu ny ch lm ti liu ging dy v tham kho ni b cho cỏc giỏo viờn v hc sinh ca Trng, khụng phỏt hnh lu thụng ra bờn ngoi./. Kỹ thuật cảm biến Khoa Cơ khí - Động lực Trờng Cao Đẳng Nghề Công Nghệ và Nông Lâm Đông Bắc http://www.ebook.edu.vn 3 GII THIU V MễUN V trớ, ý ngha v vai trũ ca mụun: Trong nn cụng nghip sn xut hin i ngy nay, rt nhiu nh mỏy xớ nghip ang trang b cho mỡnh nhng dõy chuyn sn xut hon ton t ng hoc bỏn t ng. Cỏc loi cm bin ó cú mt trong hu ht cỏc lnh vc iu khin t ng, nú úng mt vai trũ rt quan trng, khụng m t thit b no cú th thay th c. Vic trang b cho mỡnh mt kin thc v cỏc loi cm bin l nhu cu bc xỳc ca cỏc k thut viờn, k s ca ngnh in cng nh cỏc ngnh khỏc. Mụun k thut cm bin l mt mụun chuyờn mụn ca hc viờn ngnh sa cha thit b in cụng nghip. Mụun ny nhm trang b cho hc viờn cỏc tr ng cao ng ngh, trung cp ngh v cỏc trung tõm dy ngh nhng kin thc v nguyờn lý, cu to, cỏc mch ng dng trong thc t ca mt s loi cm bin vi cỏc kin thc ny hc viờn cú th ỏp dng trc tip vo lnh vc sn xut cng nh i sng. Ngoi ra cỏc kin thc ny dựng lm phng tin hc tip cỏc mụn chuyờn mụn ca ngnh i n nh trang b in, PLC Mc tiờu mụun Sau khi hc xong mụun ny, hc viờn cú nng lc: - Cú kin thc phõn bit c cỏc loi cm bin, phm vi dng ca chỳng. - Lp t c mt s mch iu khin dựng cm bin - Kim tra c cỏc mch in lp t cm bin, phỏt hin s c v cú bin phỏp kh c phc Ni dung chớnh ca mụn hc/mụun Mụn hc/mụun gm 05 bi: Bi m u: Khái niệm cơ bản về các bộ cảm biến. Bi 1: Cảm biến nhiệt độ. Bi 2: Cảm biến tiệm cận và các loại cảm biến xác định vị trí, khoảng cách. Bi 3: Cảm biến đo lu lợng. Bi 4: Cm bin o vận tốc vòng quay và góc quay. Kü thuËt c¶m biÕn – Khoa C¬ khÝ - §éng lùc – Tr−êng Cao §¼ng NghÒ C«ng NghÖ vµ N«ng L©m §«ng B¾c http://www.ebook.edu.vn 4 CÁC HOẠT ĐỘNG CHÍNH CỦA MÔĐUN/MÔN HỌC * Hoạt động trên lớp: Học viên được giáo viên giảng dạy hướng dẫn cách nhận biết, cách phân biệt về hình dạng kích thước các loại cảm biến, được nghe giáo viên giảng giải, phân tích và giải thích về cấu tạo, nguyên lý làm việc và ứng dụng của các loại cảm biến. Học viên được giáo viên giảng dạy hướng dẫn học sinh thảo luận tìm hi ểu về các loại cảm biến và ứng dụng của nó ngay trên lớp học. * Hoạt động tại xưởng thực hành: Học viên được giáo viên hướng dẫn thực hành hướng dẫn về cách lắp đăt các loại cảm biến, cách đo kiểm tra cực tính, chất lượng các cảm biến, lắp đặt và phát hiện các sai hỏng của các mạch cảm biến. * Hoạt động tự họ c: Học viên tự sưu tầm các tài liệu liên quan đến lĩnh vực cảm biến, làm các bài tập do giáo viên hướng dẫn giao cho. Kỹ thuật cảm biến Khoa Cơ khí - Động lực Trờng Cao Đẳng Nghề Công Nghệ và Nông Lâm Đông Bắc http://www.ebook.edu.vn 5 BI M U KHI NIM C BN V CC B CM BIN GII THIU Cỏc b cm bin c s dng nhiu trong cỏc lnh vc kinh t v k thut, cỏc b cm bin c bit rt nhy cm c s dng trong cỏc thớ nghim, cỏc lnh vc nghiờn cu khoa Trong lnh vc t ng hoỏ ngi ta s dng cỏc sensor bỡnh thng cng nh c bit. Cm bin cú rt nhiu loi, rt a dng v phong phỳ, do nhiu hóng s n xut, giỳp con ngi nhn bit cỏc quỏ trỡnh lm vic t ng ca mỏy múc, trong t ng hoỏ cụng nghip dựng rt nhiu cm bin. MC TIấU BI HC Sau khi hc xong bi ny hc viờn cú kh nng: - ỏnh giỏ/xỏc nh c v trớ, nhim v v ng dng ca cỏc b cm bin trong cuc sng sinh hot cng nh sn xut trong cỏc ngnh kinh t cn cú t ng hoỏ cao - Mụ t c chc nng, nhim v v cỏc iu kin lm vic ca cỏc b cm bin, cỏc tớnh cht ng cỏc b cm bi n. - Bit c phm vi ng dng ca cỏc b cm bin. NI DUNG * Khỏi nim c bn v cỏc b cm bin. * Phm vi ng dng. * Phõn loi cỏc b cm bin. HOT NG I : HC Lí THUYT TRấN LP 1. Khỏi nim c bn v cỏc b cm bin. Cm bin l mt thit b chu tỏc ng ca cỏc i lng cn kim tra m khụng cú tớnh cht in v cho ta mt c trng mang mt bn cht in (nh in tớch, in ỏp, dũng in hoc tr khỏng), ký hiu l s. c trng in s l hm ca i lng cn o m. () mfs = Trong ú s l i lng u ra hoc phn ng ca cm bin v m l i lng u vo hay kớch thớch (cú ngun gc l i lng cn o. Vic o c s cho phộp nhn bit giỏ tr m. i vi mi cm bin, cú th khai thỏc biu thc trờn cn phi chun cm bin, vi mt lot giỏ tr ó bit chớnh xỏc ca m, o giỏ tr t ng ng ca s v dng ng cong chun, ng cong chun ny cho phộp xỏc nh mi giỏ tr ca m 1 t s 1 d s dng, thụng thng ngi ta ch to cm bin sao cho cú s liờn h tuyn tớnh gia bin thiờn u ra s v bin thiờn u vo m. s = S. m Kỹ thuật cảm biến Khoa Cơ khí - Động lực Trờng Cao Đẳng Nghề Công Nghệ và Nông Lâm Đông Bắc http://www.ebook.edu.vn 6 trong ú S l nhy ca cm bin Vn quan trng õy l khi thit k, ch to v s dng cm bin lm sao cho nhy S ca chỳng khụng i, ngha l S ớt ph thuc vo cỏc yu t sau: - Giỏ tr ca i lng cn o m ( tuyn tớnh) v tn s thay i ca nú (di thụng) - Thi gian s dng ( gi hoỏ) - nh hng ca cỏc i lng vt lý khỏc (khụng phi i lng cn o) ca mụi trng xung quanh 2. Phm vi ng dng. Cỏc b cm bin c s dng nhiu trong cỏc lnh vc kinh t v k thut, cỏc b cm bin c bit rt nhy cm c s dng trong cỏc thớ nghi m, Đại lợn g cần đo (m) Đại lợn g điện (s) Cảm biến m s t t t 1 t 2 t n t 1 t 2 t n Hình 1.1: S ự biến đổi của đại lợng cần kiểm tra m và phản ứng s theo thời gian m 1 m 1 m 2 s 1 s 2 s 1 s s t t Hình 1.2: D ựng đờng cong từ các giá trị đã biết của m, xác định m 1 từ giá trị s 1 Kỹ thuật cảm biến Khoa Cơ khí - Động lực Trờng Cao Đẳng Nghề Công Nghệ và Nông Lâm Đông Bắc http://www.ebook.edu.vn 7 cỏc lnh vc nghiờn cu khoa Trong lnh vc t ng hoỏ ngita s dng cỏc sensor bỡnh thng cng nh c bit.``````````````````` 3. Phõn loi cỏc b cm bin. - Theo nguyờn lý chuyn i gia kớch thớch v ỏp ng. Hi n tng chuyn i gia kớch thớch v ỏp ng. V t l ý Nhit in. Quang in Quang t in t T in Hoỏ hc Bin i hoỏ hc Bin i in hoỏ Phõn tớch ph Sinh hc Bin i sinh hoỏ Bin i vt lý Hiu ng trờn c th sng - Theo dng kớch thớch. Kớch thớch Cỏc c tớnh ca kớch thớch. m thanh Biờn pha, phõn cc Ph Tc truyn súng in in tớch, dũng in in th, in ỏp in trng in dn, hng s in mụi T T trng T thụng, cng t trng t thm C V trớ Lc, ỏp sut Gia tc, vn tc, ng sut, cng Mụmen Khi lng, t trng nht Quang Ph Tc truyn H s phỏt x, khỳc x Nhit Nhit Thụng lng T nhit Bc x Kiu Nng lng Cng Kỹ thuật cảm biến Khoa Cơ khí - Động lực Trờng Cao Đẳng Nghề Công Nghệ và Nông Lâm Đông Bắc http://www.ebook.edu.vn 8 Theo tớnh nng. + nhy + chớnh xỏc + phõn gii + tuyn tớnh + Cụng sut tiờu th Theo phm vi s dng. + Cụng nghip + Nghiờn cu khoa hc + Mụi trng, khớ tng + Thụng tin, vin thụng + Nụng nghip + Dõn dng + Giao thụng vn ti Theo thụng s ca mụ hỡnh mch in thay th. + Cm bin tớch cc (cú ngun) : u ra l ngun ỏp hoc ngun dũng + Cm bin th ng (khụng cú ngu n): Cm bin gi l th ng khi chỳng cn cú thờm ngun nng lng ph hon tt nhim v o kim, cũn loi cc tớnh thỡ khụng cn. c c trng bng cỏc thụng s: R, L, C tuyn tớnh hoc phi tuyn. HOT NG II: HC VIấN T NGHIấN CU TI LIU Hc viờn tham kho cỏc ti liu di õy: in t cụng sut - Nguyn Bớnh Nh xut bn KHKT in t cụng sut v iu khin ng c in - Dch t ting Anh HOT NG III: HC TP, THC TP TI XNG TRNG * Ni dung: - Nghiờn cu ng dng ca tng loi cm bin. - Tỡm hiu cỏch phõn loi cm bin. 1/ Hỡnh thc t chc: Chia thnh cỏc nhúm nh t 2 n 3 hc sinh di s hng dn ca giỏo viờn. 2/ Dng c: Giy A 0 , bỳt d, 3/ Quy trỡnh thc hin: - Giỏo viờn tp trung c lp hc viờn, s lc v cỏch nhn bit, ng dng ca cỏc b cm bin. . GIÁO TRÌNH KỸ THUẬT CẢM BIẾN NGHỀ: ĐIỆN CÔNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG NGHỀ Lạng Sơn tháng 04 năm 2010 Kỹ thuật cảm biến Khoa Cơ khí - Động. Bi m u: Khái niệm cơ bản về các bộ cảm biến. Bi 1: Cảm biến nhiệt độ. Bi 2: Cảm biến tiệm cận và các loại cảm biến xác định vị trí, khoảng cách. Bi 3: Cảm biến đo lu lợng. Bi 4: Cm bin o vận. lượng các cảm biến, lắp đặt và phát hiện các sai hỏng của các mạch cảm biến. * Hoạt động tự họ c: Học viên tự sưu tầm các tài liệu liên quan đến lĩnh vực cảm biến, làm các bài tập do giáo viên