CHƯƠNG III: CẢM BIẾN VỊ TRÍ VÀ DỊCH CHUYỂN pot

CHƯƠNG III: CẢM BIẾN VỊ TRÍ VÀ DỊCH CHUYỂN - Cảm biến đo độ dòch chuyển dạng điện trở (potentiometers), thường gọi tắt pots. Pot là 1 loại thiết bò cơ điện chứa 1 cây cọ (wiper) dẫn điện trượt dọc theo 1 phần tử điện trở cố đònh tương ứng với vò trí hay góc của một trục bên ngoài. I. CẢM BIẾN ĐIỆN TRỞ -Xét về điện, phần tử điện trở được chia ở điểm tiếp xúc của nó với wiper. Để đo độ dòch chuyển, cảm biến dạng này được thiết kế theo cấu hình chia áp. Ngõ ra của mạch là một hàm theo vò trí của wiper, là một điện áp analog. Từ điện áp này có thể tính được độ dòch chuyển dựa vào mối quan hệ của điện áp này và vò trí của wiper. Pot chính xác: - Pot có nhiều dạng, tùy theo từng ứng dụng cụ thể mà chúng có những thiết kế khác nhau. Pot sử dụng để đo lườngvòtríyêucầucóchấtlượngcao, có các chức năng mở rộng. - Pot chính xác có thể ở dạng quay, dạng di chuyển tuyến tính và dạng chuỗi. Pot chuỗi dùng để đo chiều dài mở rộng của cáp được chòu tải bằng lò xo. Pot quay có thể ở dạng quay 1 vòng hay nhiều vòng, phổ biến là 3, 5 hay 10 vòng. Pot di chuyển tuyến tính hoạt động trong phạm vi từ 5mm đến hơn 4m. Pot chuỗi có thể đo độ dòch chuyển tối đa là 50m. Nhà chế tạo thường cung cấp các thông tin về kiểu pot, chất liệu phần tử điện trở, các tham số điện và cơ khí và các phương pháp lắp đặt. - Phần tử điện trở trong Pot thường ở dạng dây quấn (wirewound) hoặc không phải dây quấn (nonwirewound). Loại dây quấn chứa các cuộn dây điện trở nhỏ đo lường lượng tử theo độ tăng theo từng bước. Ngược lại, loại không dây quấn chứa các phiến vật liệu điện trở liên tiếp, và kết quả đo dựa trên độ phân giải của các phiến vật liệu. -Trước khi chọn Pot và tích hợp nó vào một hệ thống đo lường, cần phải xem xét các đặc tính điện sau đây: + Đầu cuối kết nối + Độ tuyến tính + Tải điện + Độ phân giải + Công suất đònh mức + Hệ số nhiệt + Điện trở + Nguồn điện áp sử dụng + Đường chạy của điện Ngoài các đặc tính về điện, cần phải lưu ý một số đặc tính về cơ khí như: Tải cơ khí, đường chạy cơ khí, nhiệt độ làm việc, chấn động, tốc độ di chuyển, tuổi thọ làm việc… [...]... cần đo Cảm biến điện dung diện tích bản cực biến thiên - Độ dòch chuyển có thể đo bởi cảm biến điện dung có diện tích bản cực biến thiên - Ngõ ra loại cảm biến này tỷ lệ tuyến tính với độ dòch chuyển x loại cảm biến này thường được thực hiện như một tụ điện quay để đo độ dòch chuyển góc Cảm biến điện dung điện môi biến thiên - Độ dòch chuyển có thể đo dùng cảm biến điện dung dựa trên sự dòch chuyển. ..CẢM BIẾN ĐIỆN CẢM BIẾN ĐỔI TUYẾN TÍNH VÀ QUAY - Cảm biến dòch chuyển kiểu điện cảm sử dụng để đo lường độ dòch chuyển cũng như vận tốc, loại cảm biến này có nhiều dạng khác nhau, tùy vào từng ứng dụng cụ thể Cảm biến điện cảm thay đổi tuyến tính 1 cuộn dây Loại này bao gồm 3 phần: 1 lõi sắt từ có hình bán khuyên, 1 khe hở không khí biến đổi và 1 phiến sắt từ Tổng từ trở... này sử dụng cảm biến điện cảm dạng vi sai - - Cảm biến này bao gồm 1 bộ phận di chuyển giữa 2 lõi giống nhau, cách nhau 1 khoảng cách cố đònh là 2d Dựa vào loại 1 cuộn dây: Mặc dù mối quan hệ trên vẫn là phi tuyến, cảm biến có thể được kết hợp vào cầu đo AC để có được ngõ ra tuyến tính với sự thay đổi nhỏ III Cảm biến Điện dung - - - Cảm biến điện dung được sử dụng rất phổ biến trong CN và trong các... ra loại cảm biến này cũng tỷ lệ tuyến tính với độ dòch chuyển x Loại cảm biến này thường được sử dụng để đo mức của chất lỏng trong thùng Với điều kiện chất lỏng không dẫn điện dạng điện môi Cảm biến điện dung Vi sai - Trong một số trường hợp, ngõ ra của cảm biến điện dung biến thiên phi tuyến với độ dòch chuyển Điều này có thể khử được bằng cách sử dụng cảm biến điện dung dạng vi sai - Cảm biến điện... sự dòch chuyển Cảm biến điện dung có độ tuyến tính lớn và phạm vi rộng Phần tử cảm ứng cơ bản của cảm biến điện dung bao gồm 2 cực của một tụ điện có điện dung C Điện dung là một hàm của khoảng cách d giữa 2 cực của tụ điện, diện tích bản cực A và hằng số điện môi Do đó, có 3 phương pháp để tạo ra cảm biến dòch chuyển dạng điện dung bằng cách thay đổi: d, A, ε Cảm biến điện dung khoảng cách biến thiên... đònh dựa vào các tính chất của vật liệu liên quan, trong trường hợp trên: Trong phương trình trên, tất cả mọi tham số đều cố đònh, ngoại trừ 1 tham số phụ thuộc là khe hở không khí Do đó, có thể biểu diễn: Điện cảm có thể biểu diễn: Giá trò trường phụ thuộc vào dạng hình học của lõi và độ từ thẩm của môi Cảm biến điện cảm dạng vi sai: - Với cảm biến điện cảm 1 cuộn dây, mối quan hệ của điện cảm và kh... dụng cụ thể mà cảm biến loại này có thể có cấu tạo khác nhau Cảm biến điện dung loại này tuyến tính hơn nhiều so với cảm biến điên dung 2 bản cực Tuy nhiên, trong thực tế vẫn tồn tại một số thành phần phi tuyến do những khuyết điểm trong cấu trúc Do đó, ngõ ra cảm biến loại này cần phải được xử lý cẩn thận nhằm thu được ngõ ra tối ưu Xử lý tín hiệu ngõ ra của cảm biến điện dung: Cảm biến điện dung... dung khoảng cách biến thiên - Loại cảm biến này tạo ra từ 2 bản cực phẳng cách nhau một khoảng cách x có thể thay đổi được Do đó, điện dung của tụ điện là: - Điện dung của loại cảm biến này biến thiên phi tuyến theo độ dòch chuyển x Độ nhạy: - Độ nhạy tăng khi khoảng cách tăng Tỷ lệ thay đổi của C tỷ lệ với độ thay đổi của x Kiểu cảm biến này thường sử dụng để đo dòch chuyển có độ tăng nhỏ mà không cần... loại cảm biến khác Tuy nhiên, nó có ưu điểm là đơn giản về cơ khí Để xử lý tín hiệu, ngõ ra cảm biến này thường được đưa vào một mạch cầu AC hay các mạch dao động Trong thực tế, các cảm biến điện dung không thuần dung, nó có thêm thành phần điện trở ký sinh biểu diễn tổn hao trong điện môi Xử lý tín hiệu sử dụng Khuếch đại thuật toán Phương pháp này khử tính phi tuyến của mối quan hệ giữa biến vật lý và. .. lệ tuyến tính với độ dòch chuyển x giửa 2 bản cực của tụ điện Tuy nhiên, mạch thực tế yêu cầu thêm một số điện trở để giới hạn trôi ở ngõ ra IV Cảm biến vò trí Encoder quang - - Đo độ dòch chuyển góc hoặc tuyến tính là một chức năng cơ bản của nhiều hệ thống như các máy công cụ, robot công nghiệp, nhiều dụng cụ khác, trong chuột máy tính … Encoder quang được sử dụng để đo vò trí góc hay tuyến tính Chúng . CHƯƠNG III: CẢM BIẾN VỊ TRÍ VÀ DỊCH CHUYỂN - Cảm biến đo độ dòch chuyển dạng điện trở (potentiometers), thường gọi tắt pots. Pot là 1 loại thiết bò cơ điện chứa. diễn: Điện cảm có thể biểu diễn: Giá trò phụ thuộc vào dạng hình học của lõi và độ từ thẩm của môi trường. Cảm biến điện cảm dạng vi sai: - Với cảm biến điện cảm 1 cuộn dây, mối quan hệ của điện cảm và. loại cảm biến này tỷ lệ tuyến tính với độ dòch chuyển x. loại cảm biến này thường được thực hiện như một tụ điện quay để đo độ dòch chuyển góc. Cảm biến điện dung điện môi biến thiên - Độ dòch chuyển