Bài giảng điện tử: Cảm biến pps

Chương 7: CẢM BIẾN (SENSOR) Giảng viên: NINH VĂN TIẾN Nội dung  7. 1 Khái quát  7.2 Cảm biến tiệm cận 7.1 .KHÁI QUÁT 7.1.1 Khái niệm & phân loạn 7.1.2 Phân loại cảm biến 7.1.3. Đường cong chuẩn của cảm biến 7.1.1 Khái niệm  Cảm biến là thiết bị dùng để cảm nhận biến đổi các đại lượng vật lý và các đại lượng không có tính chất điện cần đo thành các đại lượng có thể đo và xử lý được.  Các đại lượng đo (M) thường không có tính chất điện (như nhiệt độ, áp suất, trọng lượng…) tác động lên cảm biến cho ta đại lượng đặc trưng (S) mang tính chất điện như (như điện tích, điện áp, dòng điện hay trở kháng) chứa đựng thông tin cho phép xác định giá trị của đại lượng đó.  Đặc trưng (s) là hàm của đại lượng cần đo (M) S = F(M)  Người ta gọi (S) là đại lượng đầu ra hoặc phản ứng của cảm biến. (M) là 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) 7.1.2 Phân loại cảm biến  Các bộ cảm biến được phân loại theo đặc trưng sau đây:  Theo nguyên lý chuyển đổi giữa đáp ứng kích thích.  Phân loại theo dạng kích thích  Phân loại theo phạm vi sử dụng  Phân loại theo thông số mô hình mạch thay thế Theo nguyên lý chuyển đổi giữa đáp ứng kích thích Hiện tượng Chuyển đổi và đáp ứng kích thích Vật lý - Nhiệt điện; - Quang điện; - Quang từ - Điện từ; - Quang đàn hồi; - Từ điện - Nhiệt từ Hoá học - Biến đổi hoá học ; - Biến đổi điện hoá - Phân tích phổ… Sinh Học - Biến đổi sinh hoá; - Biến đổi vật lý. - Hiệu ứng trên cơ thể sống Phân loại theo dạng kích thích Âm thanh -Biên pha, phân cực; -Phổ; -Tốc độ truyền sóng Điện -Điện tích, dòng điện; -Điện thế, điện áp -Điện trường; -Điện dẫn, hằng số điện môi Từ -Từ trường; -Từ thông, cường độ điện trường; -Độ từ thẩm Quang -Biên, pha, phâ cực,phổ; -Tốc độ truyền -Hệ số phát xạ, khúc xạ; -Hệ số hấp thụ, hệ số bức xạ Cơ -Vị trí; -lực ,áp suất; -Gia tốc, vận tốc -Ứng suất, độ cứng; -Moment; -Khối luợng tỷ trọng -Vân tốc chất lưu, độ nhớt… Nhiệt -Nhiệt độ; -Thông lượng; -Nhiệt dung, tỉ nhiệt Bức xạ -Kiểu; -Năng lượng; -Cường độ Theo tính năng của bộ cảm biến  Độ nhạy  Độ chính xác  Độ phân giải  Độ chọn lọc  Độ chính xác  Độ tuyến tính  Công suất tiêu thụ  Dãi tần  Độ trễ Theo tính năng của bộ cảm biến  Độ nhạy  Độ chính xác  Độ phân giải  Độ chọn lọc  Độ chính xác  Độ tuyến tính  Công suất tiêu thụ  Dải tần  Độ trễ  Khả năng quá tải  Tốc độ đáp ứng  Độ ổn định  Tuổi thọ  Điều kiện lựa chọn  Kích thước, trọng lượng Phân loại theo phạm vi sử dụng  Khả năng quá tải  Tốc độ đáp ứng  Độ ổn định  Tuổi thọ  Điều kiện lựa chọn  Kích thước, trọng lượng [...]... khiển cảm biến ) Một số hình ảnh các loại cảm biến cảm ứng từ Một số hình ảnh các loại cảm biến cảm ứng từ Một số hình ảnh các loại cảm biến cảm ứng từ Một số hình ảnh các loại cảm biến cảm ứng từ 7.2.4 Cảm biến tiệm cận điện dung    Cảm biến tiệm cận điện dung khi có mặt của đối tượng làm thay đổi điện dung C của bản cực Cảm biến tiệm dung gồm 4 bộ phận chính: Cảm biến (các bản cực cách điện) ;... số lần tác động lập lại khi cảm biến đi vào vùng hoạt động của senso  / f =1 T1 +T2 2M M zM Khoảng cách ½ cảm biến T1 T3 Vật cảm biến T2 7.2.3 Cảm biến tiệm cận cảm ứng  Cảm biến cảm ứng từ gồm có 4 khối chính:  Cuộn dây và lõi Fefit  mạch dao động  mặt phát hiện  mặt đầu ra 7.2.3 Cảm biến tiệm cận cảm ứng   Mạch dao động phát dao động điện từ tần số radio Từ trường biến thiên tập trung từ lõi... nhiên cãm biến dung khơng đòi hỏi đối tượng làm bằng kim loại Đối tượng phát hiện là chất lỏng, vật liệu phi kim, thuỷ tinh, nhựa Tốc độ chuyển mạch tương đối nhanh, có thể phát hiện đối tượng có kích thước nhỏ, phạm vi cảm nhận lớn Cảm biến điện dung chịu ảnh hưởng bởi bụi và độ ẩm Cảm biến điện dung có vùng cảm nhận lớn hơn vùng cảm nhận của cảm biến điện cảm Một số hình ảnh các loại cảm biến điện dung... ảnh các loại cảm biến điện dung Một số hình ảnh các loại cảm biến điện dung 7.2.6 Cảm biến quang  Ngun lý hoạt động: Khi chiếu vào nguồn sáng thích hợp vào cảm biến, tính chất dẫn điện của cảm biến thay đổi, làm mạch tín hiệu cảm ứng thay đổi theo Như vậy thơng tin ánh sáng được chuyển thành thơng tin của tín LED hiệu điện ĐẦU PHÁ T AMP AMP ĐẦ U TH U PhotoTransistor V Ậ T T H Ể 7.2.6 Cảm biến quang... A,B là các hệ số, đường cong chuẩn là đường thẳng 7.2 CẢM BIẾN TIỆM CẬN       7.2.1 7.2.2 7.2.3 7.2.4 7.2.5 7.2.6 Đặc điểm Các thuật ngữ thường sử dụng Cảm biến tiệm cận cảm ứng Cảm biến tiệm cận điện dung Cảm biến quang Các ứng dụng cảm biến trong cơng nghiệp 7.2.1.Đặc điểm     Phát hiện vật khơng cần tiếp xúc Tốc độ đáp ứng nhanh Đầu cảm biến nhỏ có thể lắp đặt nhiều nơi Có thể sử dụng trong... phát hiện (sensing distance)  là khoảng cách từ bề mặt cảm biến ở đầu sensor tới vị trí vật chuẩn xa nhất mà sensor có thể phát hiện được OFF Bề mặt cảm biến biến ON Đối tượng Cảm Biến Khoảng cách Phát hiện Khoảng cách Reset Cảm biến tiệm cận Khoảng cách cài đặt (Setting distance) là khoảng cách từ bề mặt cảm biến ở đầu sensor tới vị trí vật cảm biến để sensor có thể phát hiện vật ổn định (thường khoảng...  Phát hiện vật khơng cần tiếp xúc  Đầu cảm biến nhỏ có thể lắp đặt nhiều nơi  Tốc độ đáp ứng nhanh  Làm việc trong mơi trường khắc nghiệt  Làm việc theo ngun lý cảm ứng từ, do đó dễ bị ảnh hưởng của nguồn nhiễu hay ảnh hưởng của nguồn ký sinh 7.2.3 Cảm biến tiệm cận cảm ứng  Cảm biến sử dụng điện áp một chiều khoảng 10-30VDC, đầu ra cảm biến chịu dòng điện nhỏ (tối đa khoảng 200mA), đo đó thường... hiện vật ổn định (thường khoảng cách này bằng 7080% khoảng cách phát hiện)  Khoảng cách cài đặt Đối tượng của Cảm Biến Khoảng cách ước lượng Cảm biến tiệm cận Bề mặt cảm biến Ngõ ra Thời gian đáp ứng (Response time) Cảm biến tiệm cận Dãi hoạt động Đối tượng của Cảm Biến biến Ngõ ra Bề mặt cảm Trong dãi hoạt động ON Ngoài dãy hoạt động OFF T1 T2 T1: Khoảng thời gian từ lúc đối tượng chuẩn chuyển động... thơng số mơ hình mạch thay thế    Cảm biến tích cực đầu ra là nguồn áp, nguồn dòng (NPN, PNP…) Cảm biến thụ động được đặc trưng bởi thơng số R, L, C, M… tuyến tính hoặc phi tuyến Đường cong chuẩn của cảm biến là đường cong được biểu diễn sự phụ thuộc vào đại lượng điện (S) ở đầu ra của cảm biến vào giá trị của đại lượng đo (m) ở đầu vào 7.1.3 Đường cong chuẩn của cảm biến  Đường cong được biểu thể... sẽ có dòng điện Foucaul cảm ứng lên trên mặt đối tượng tạo nên một tải gỉm tín hiệu dao động Bộ phát hiện sẽ phát hiện sự thay đổi trạng thái biên độ mạch dao động Mạch phát hiện ở vị trí ON phát tín hiệu mặt đầu ra ở vị trí ON Từ trường do cuộn dây cảm biến thay đổi khi tương tác với vật thể bằng kim loại Do đó, loại cảm biến này chỉ phát hiện vật thể bằng kim loại 7.2.3 Cảm biến tiệm cận cảm ứng  . điểm  7.2.2 Các thuật ngữ thường sử dụng  7.2.3 Cảm biến tiệm cận cảm ứng  7.2.4 Cảm biến tiệm cận điện dung  7.2.5 Cảm biến quang  7.2.6 Các ứng dụng cảm biến trong công nghiệp 7.2.1.Đặc điểm  Phát. distance) Đối tượng của Cảm Biến Cảm biến tiệm cận Ngõ ra Bề mặt cảm biến Khoảng cách ước lượng Khoảng cách cài đặt  là khoảng cách từ bề mặt cảm biến ở đầu sensor tới vị trí vật cảm biến để sensor. Nhiệt điện; - Quang điện; - Quang từ - Điện từ; - Quang đàn hồi; - Từ điện - Nhiệt từ Hoá học - Biến đổi hoá học ; - Biến đổi điện hoá - Phân tích phổ… Sinh Học - Biến đổi sinh hoá; - Biến đổi