Kỹ thuật đo lường 1 (phần 4) ppsx

Giáo trình: kỹ thuật ño lường 1 - Dành cho sinh viên nhóm ngành kỹ thuật Chương 4 CÁC BỘ CHUYỂN ðỔI ðO LƯỜNG SƠ CẤP 4.1. Khái niệm chung Trong sản xuất cũng như trong nghiên cứu khoa học, trong các quá trình công nghệ mới, hay các quá trình sản xuất phức tạp hoặc trong công nghiệp hiện ñại liên quan ñến việc ño lường các ñại lượng vật lý như cơ học, hoá học, quang học, nhiệt học. Các thiết bị ño hiện ñại không chỉ tác dụng lên giác quan con người mà còn dùng vào việc tự ñộng thu thập số liệu truyền kết quả ñó ñi xa, tính toán không cần sự tham gia của con người hay tự ñộng ñiều khiển một quá trình nào ñó. Do ñó trên quan ñiểm kỹ thuật quá trình ño trong các thiết bị hiện ñại là biến ñổi những tin tức về ñại lượng ño thành dạng nào ñó thích hợp nhất ñối với con người hoặc máy móc ở trình ñộ phát triển của kỹ thuật. Ưu ñiểm của phương pháp ñiện ñể ño các ñại lượng không ñiện như sau: + Có thể thay ñổi ñộ nhạy của thiết bị một cách ñơn giản trong phạm vi rộng của ñại lượng ño vì vậy cho phép có những thiết bị vạn năng có thể thu thập ñược những thông tin rất bé và rất lớn. Kỹ thuật ñiện tử cho phép khuếch ñại lên hàng ngàn lần, vì vậy ñộ nhạy của thiết bị tăng lên rất nhiều. + Các thiết bị ñiện có quán tính nhỏ, có dải tần số rộng. Vì vậy không chỉ ño ñược các ñại lượng không ñiện biến ñổi chậm mà còn có thể ño ñược những ñại lượng biến ñổi nhanh mà các phương pháp khác không ño ñược. + Có khả năng ño từ xa, cho phép tập trung hoá và cùng một lúc có thể ño ñược nhiều ñại lượng khác nhau về số lượng và tính chất, cho phép truyền kết quả ño trên khoảng cách lớn. + Có khả năng liên hợp các thiết bị ño và ñiều khiển tự ñộng những khối thiết bị cùng kiểu. Vai trò quan trọng ñầu tiên trong việc thu thập thông tin ño là các bộ chuyển ñổi ño lường hay còn gọi là các bộ cảm biến, sensor. 4.1.1. ðịnh nghĩa về chuyển ñổi ño lường Chuyển ñổi ño lường là thiết bị thực hiện một quan hệ hàm ñơn trị giữa hai ñại lượng vật lý với một ñộ chính xác nhất ñịnh. Chuyển ñổi ño lường sơ cấp là một khâu chức năng biến một tín hiệu không ñiện thành tín hiệu ñiện. Biên soạn: PGS.TS. Nguyễn Hữu Công - Khoa ðiện tử - ðại học Kỹ thuật CN 68 Version1 - Tháng 8 năm 2009 Giáo trình: kỹ thuật ño lường 1 - Dành cho sinh viên nhóm ngành kỹ thuật X Chuyển ñổi Y ño lường sơ cấp (s) Hình 4.1 Sơ ñồ cấu trúc của chuyển ñổi ño lường X: là tín hiệu vào thuộc nhiều ñại lượng khác nhau Y: là tín hiệu ra thông thường là tín hiệu ñiện Phương trình của chuyển ñổi là: Y = f(X) Quan hệ của hàm này có thể là tuyến tính hoặc phi tuyến, tuy nhiên trong kỹ thuật người ta cố gắng chọn ñiểm làm việc trên ñoạn tuyến tính của quan hệ ñó ñể nâng cao ñộ chính xác của phép ño. 4.1.2. Các ñặc tính của chuyển ñổi ño lường sơ cấp ðại lượng chủ Khi làm việc mỗi chuyển ñổi chịu ảnh hưởng của ñồng thời nhiều ñại lượng tác dụng, song nó chỉ tiếp thu một ñại lương gọi là ñại lượng chủ của chuyển ñổi. Ví dụ như ñiện trở của chuyển ñổi, biến trở chịu ảnh hưởng nào ñó của ñiện trở dây quấn, ñộ ẩm của lõi…nhưng ñại lượng chủ của chuyển ñổi là di chuyển của con chạy. ðặc tính của chuyển ñổi Phương trình của chuyển ñổi: Y = f(X) (4- 1) Quan hệ trên xảy ra các trường hợp: + Quan hệ (4-1) là tuyến tính ∆Y S = ∆X gọi là ñộ nhạy của chuyển ñổi. ðộ nhạy này thường có thứ nguyên rất khác nhau phụ thuộc vào bản chất của các ñại lượng vào ra, (trên thực tế ñể có ñược ñặc tính ấy người ta có thể tính toán giải tích hoặc bằng phương pháp thực nghiệm) + Quan hệ trên là phi tuyến Người ta khắc phục bằng cách tuyến tính hoá quan hệ ñó bằng các mạch ñiện tử hoặc dùng các thuật toán thực hiện gia công bằng máy tính, vi xử lý… + Quan hệ trên là ña biến Thực tế ñại lượng ta của chuyển ñổi không những phụ thuộc vào X (ñại lượng chủ) mà còn phụ thuộc vào ñiều kiện bên ngoài Z: Y =f(X, Z) ; với X là ñại lượng chủ. Vậy khi xét tới ñầu ra của chuyển ñổi ta phải cố ñịnh ñiều kiện Z, giá trị nhỏ nhất của ñại lượng vào X mà chuyển ñổi có thể phát hiện ñược một cách chắc chắn gọi là ngưỡng ñộ nhạy. Biên soạn: PGS.TS. Nguyễn Hữu Công - Khoa ðiện tử - ðại học Kỹ thuật CN 69 Version1 - Tháng 8 năm 2009 Giáo trình: kỹ thuật ño lường 1 - Dành cho sinh viên nhóm ngành kỹ thuật Sai số ðặc tính quan trọng nhất của chuyển ñổi là sai số: + Sai số cơ bản: là sai số gây ra do nguyên tắc của chuyển ñổi, sự không hoàn thiện của cấu trúc, yếu kém về mặt công nghệ chế tạo. Theo tính chất biểu hiện ta có thể chia thành 1 số dạng sai số cơ bản như sau: - Sự lệch có hệ thống của ñường ñặc tính ñối với hàm ñã lý tưởng hoá - Sự phụ thuộc của ñường ñặc tính vào chiều sâu của ñại lượng vào, tức là tính trễ hay còn gọi là sự biến hình - Sự sai lệch của ñường ñặc tính ñối với nhiễu - ðộ lệch gây ra bởi sự chọn không tốt các tham số của ñặc tính chuẩn tức là sai số do khắc ñộ + Sai số phụ: Gây ra do các ñiều kiện bên ngoài khác ñiều kiện tiêu chuẩn như là ñiện áp nguồn, nhiệt ñộ, từ trường, ñộ chấn ñộng v.v Chuyển ñổi là khâu ñầu tiên ñể lấy thông tin từ ñối tượng, phục vụ cho các hệ thống thông tin ño lường, hệ thống ñiều khiển tự ñộng do vậy việc giảm sai số có ý nghĩa quan trọng. Phản tác dụng của chuyển ñổi lên ñối tượng ño Phản tác dụng của chuyển ñổi thể hiện ở tiêu hao năng lượng của ñối tượng cần ño, tiêu hao năng lượng này ñược thể hiện ở ñiện trở vào của chuyển ñổi ño lường 4.1.3 Phân loại chuyển ñổi sơ cấp Phân loại dựa trên nguyên lý của chuyển ñổi - Chuyển ñổi ñiện trở: là chuyển ñổi mà ñại lượng không ñiện X ñược biến thành ñại lượng ra Y là ñiện trở của chuyển ñổi - Chuyển ñổi ñiện từ: là chuyển ñổi mà ñại lượng không ñiện X làm thay ñổi các thông số của mạch từ như: L, M, ñộ từ thẩm µ, từ thông φ… - Chuyển ñổi tĩnh ñiện: ñại lượng không ñiện X làm thay ñổi ñiện dung C hay ñiện tích của nó - Chuyển ñổi hoá ñiện: ñại lượng không ñiện X làm thay ñổi ñiện dẫn hay sức ñiện ñộng hoá ñiện, ñiện cảm… - Chuyển ñổi nhiệt ñiện: ñại lượng không ñiện X làm thay ñổi sức ñiện ñộng nhiệt ñiện hay ñiện trở ñầu ra của nó. Phân loại theo tính chất của nguồn ñiện Biên soạn: PGS.TS. Nguyễn Hữu Công - Khoa ðiện tử - ðại học Kỹ thuật CN 70 Version1 - Tháng 8 năm 2009 Giáo trình: kỹ thuật ño lường 1 - Dành cho sinh viên nhóm ngành kỹ thuật - Chuyển ñổi phát ñiện: ñại lượng không ñiện sẽ làm thay ñổi tín hiệu ñầu ra là E, U, I, Q v.v - Chuyển ñổi thông số: ñầu ra của chuyển ñổi là các ñại lượng R, L, C, M. Lúc ñó cần thêm các nguồn ñiện phụ thì mới biến ñổi thành các ñại lượng U, I 4. 2. Chuyển ñổi ñiện trở 4.2.1. Chuyển ñổi ñiện trở tiếp xúc 1. Nguyên lý cơ bản Chuyển ñổi ñiện trở tiếp xúc là 1 chuyển ñổi ño lường trong ñó di chuyển cơ học ñược biến thành sự thành sự ñóng mở các tiếp ñiểm, các tiếp ñiểm này dùng ñể ñiều khiển mạch ñiện. ðại lượng chủ của chuyển ñổi tiếp xúc là sự chuyển rời. Chuyển ñổi tiếp xúc ñơn giản nhất là chuyển ñổi có 1 giới hạn và một cặp tiếp ñiểm như hình vẽ trên, sự ñóng mở tiếp ñiểm do sự di chuyển của cần ño. 3 4 R C 2 L 1 Hình 4.2. Chuyển ñổi tiếp xúc một giới hạn Ví dụ: khi tăng kích thước của sản phẩm 1, thanh trượt 2 di chuyển làm cho phần tử tiếp xúc gắn trên thanh 3 ñược tiếp xúc với 4. ðiện trở tiếp xúc của 3 và 4 thay ñổi từ R tx = ∞ thành R tx ≈ 0. Khi kiểm tra kích thước sản phẩm người ta thường dùng chuyển ñổi nhiều giới hạn như hình vẽ sau: Hình 4.3 Chuyển ñổi tiếp xúc nhiều giới hạn L Biên soạn: PGS.TS. Nguyễn Hữu Công - Khoa ðiện tử - ðại học Kỹ thuật CN 71 Version1 - Tháng 8 năm 2009 Giáo trình: kỹ thuật ño lường 1 - Dành cho sinh viên nhóm ngành kỹ thuật Tiếp ñiểm là bộ phận qua trọng nhất của chuyển ñổi tiếp xúc, vật liệu cấu tạo và sự chế tạo cũng như chế ñộ làm việc của nó sẽ quyết ñịnh ñến ñộ chính xác, ñộ tin cậy và tính ổn ñịnh của chuyển ñổi theo thời gian. Sai số ñóng cắt của chuyển ñổi này là 1  2µm 2. Yêu cầu ñối với mạch ño ðể tránh hồ quang và tia lửa ñiện ñảm bảo ñộ bền cho các tiếp ñiểm thì công suất trong mạch lấy tín hiệu phải nhỏ hơn 150mW. Vì vậy với các phần tử lấy tín hiệu, phần tử ño hoặc thừa hành nếu như công suất nhỏ hơn 150mW thì có thể nối trực tiếp với chuyển ñôỉ. Nếu các phần tử thừa hành công suất lớn thì ta phải nối qua mạch khuyếch ñại. 4.2.2. Chuyển ñổi biến trở 1. Nguyên lý cơ bản Chuyển ñổi biến trở là một biến trở mà con chạy của nó di chuyển tương ứng với ñại lượng không ñiện cần ño. ðại lượng chủ của chuyển ñổi là sự di chuyển của con chạy, có thể là di chuyển dài hoặc di chuyển góc còn ñại lượng ra là ñiện trở. R, l Rx , l x Hình 4.4 Chuyển ñổi biến trở ðiện trở này biến thiên theo một quy luật nào ñó phụ thuộc vào ñường ñi của con chạy. Quan hệ giữa ñại lượng ra và ñại lượng vào là: R = f(X v ) 2. ðộ nhạy và ñộ chính xác ðây là chuyển ñổi bậc thang vì sự biến thiên liên tục của ñại lượng vào tương ứng với sự biến ñổi bậc thang của ñiện trở ra. ðây là nguyên nhân gây ra sai số. Chuyển ñổi biến trở chỉ có thể phát hiện ra sự biến thiên ñiện trở bằng ñiện trở của một vòng dây tương ứng với sự di chuyển bằng khoảng cách giữa hai vòng dây kế tiếp. Ta gọi ñiện trở toàn phần của chuyển ñổi là R, số vòng dây là w ðiện trở nhỏ nhất có thể phát hiện ñược là r = nhạy của chuyển ñổi theo ñiện trở R w , và ε R = r ñược gọi là ngưỡng Nếu chiều dài của chuyển ñổi là l thì ñộ di chuyển bé nhất có thể phát hiện ñược là x 0 = l w và ε L = x 0 ñược gọi là ngưỡng nhạy của chuyển ñổi theo ñộ dịch chuyển của con chạy Sai số rời rạc của chuyển ñổi là: γ= ε R 2R εl 1 = = 100% 2l 2w Biên soạn: PGS.TS. Nguyễn Hữu Công - Khoa ðiện tử - ðại học Kỹ thuật CN 72 Version1 - Tháng 8 năm 2009 Giáo trình: kỹ thuật ño lường 1 - Dành cho sinh viên nhóm ngành kỹ thuật Ta nhận thấy muốn giảm sai số thì ta cần phải tăng số vòng dây w. Ngài ra chuyển ñổi này còn mắc sai số phi tuyến là 0.1  0.3% và sai số nhiệt ñộ là 0.1% /10 0 C. Sai số phi tuyến sinh ra do khi chuyển ñổi làm việc thì tiết diện của dây ñiện trở bị mòn khi con chạy di chuyển. 3. Mạch ño của chuyển ñổi a. Mạch ño di chuyển thẳng U U U I x R 0 R x I = Rx+R 0 = R 0 +R x l l R 0 : Tổng trở ñầu vào của mạch lấy tín hiệu R: ðiện trở của toàn bộ biến trở x: khoảng di chuyển của con chạy Hình 4.5. Mạch ño di chuyển thẳng Dòng ñiện trong mạch tỷ lệ nghịch với R x, ta thấy quan hệ I = f(x) trên là phi tuyến, dòng ñiện không biến thiên từ 0 trở ñi cho nên mạch này ít ñược sử dụng b. Mạch phân áp Ta có: I = R−R x U R + R + I R x v −R R U x = I R x R x v = + R v U l U R R x v R R R + R R x x U x R v x v R −R x + R x x v x v + R v Hình 4.6. Mạch phân áp Nếu R v >> R thì R R x v R x + R v R R x v ≈ = R x R v Vậy: U x = UR x R−Rx+R x = U R x R U x x = R = U R l l Quan hệ giữa U x và x là tuyến tính, U x biến thiên từ 0 ñến U khi R x biến thiên từ 0 ñến R (thường R v  (10  20)R) 4. Ứng dụng Chuyển ñổi biến trở thường dùng ñể ño những di chuyển thẳng kích thước từ 2  3mm hoặc các di chuyển góc. Ngoài ra chuyển ñổi biến trở còn dùng ñể lấy các thông tin về lực, áp xuất, mức chất lỏng Biên soạn: PGS.TS. Nguyễn Hữu Công - Khoa ðiện tử - ðại học Kỹ thuật CN 73 Version1 - Tháng 8 năm 2009 Giáo trình: kỹ thuật ño lường 1 - Dành cho sinh viên nhóm ngành kỹ thuật 4.2.3. Chuyển ñổi tenzo (ñiện trở lực căng) 1. Nguyên lý và cấu tạo a. Nguyên lý: Nguyên lý làm việc của chuyển ñổi này dựa trên hiệu ứng tenzo, có nghĩa là sự thay ñổi của ñiện trở dây dẫn khi dây dẫn bị biến dạng cơ học. Ta biết rằng ñiện trở của dây dẫn ñược tính theo công thức sau: R = ρ ∆R ∆l ∆ρ ∆S l S Khi biến dạng ta có: R ∆l = + − l ρ S ∆ρ Trong ñó: l là biến thiên tương ñối theo chiều dài dây dẫn, là sự biến ρ thiên tương ñối theo ñiện trở xuất ñặc trưng cho sự thay ñổi tính chất vật liệu của chuyển ñổi, ∆S S là sự biến thiên tương ñối theo thiết diện dây dẫn ñặc trưng cho sự ∆R biến thiên hình học của chuyển ñổi, dẫn. Ta có thể viết gọn như sau: ξ =ξ +ξ −ξ R là sự biến thiên tương ñối của ñiện trở dây R ρ l S Mặt khác ta có: ξ S = −2K ξ , K p là hệ số poisson p l Và ta ñặt: ξ ρ =mξ , m là hệ số tỷ lệ l Phương trình tổng quát của chuyển ñổi ξ R =ξ (1 + 2K +m)=Kξ l p l K: hệ số ñặc trưng cho hiêu ứng tenzo của các vật liệu. Khi thiết kế và tính toán hệ số K có thể tra trong các sổ tay kỹ thuật ứng với từng loại vật liệu cụ thể hoặc nó ñược ghi ngay trên bề mặt của chuyển ñổi b. Cấu tạo Chuyển ñổi tenzo trong công nghiệp thường có 3 loại là chuyển ñổi tenzo dây mảnh, lá mỏng và màng mỏng. Tuy nhiên phổ biến nhất là chuyển ñổi dây mảnh có cấu tạo như hình vẽ sau: Biên soạn: PGS.TS. Nguyễn Hữu Công - Khoa ðiện tử - ðại học Kỹ thuật CN 74 Version1 - Tháng 8 năm 2009 Giáo trình: kỹ thuật ño lường 1 - Dành cho sinh viên nhóm ngành kỹ thuật Tấm giấy mỏng loại bền 1 Dây ñiện trở tenzo 2 có ñường kính 0.02  0.05mm dán lên tấm giấy mỏng 1. ðầu dây của ñiện trở ñược nối với dây dẫn bằng ñồng 3 1 2 3 a l 0 Hình 4.7 Cấu tạo của chuyển ñổi tenzo dây Phía trên thường ñược phủ bằng sơn hoặc dán một tấm giấy lên ñể cố ñịnh sau ñó người ta ghi các thông số của chuyển ñổi sau: R 0 : ðiện trở của chuyển ñổi khi chưa có biến dạng I: Dòng ñiện cho phép K: Hệ số ñộ nhạy l 0 : Chiều dài tác dụng của chuyển ñổi (thường bằng 0.8  15 mm) 2. Mạch ño của chuyển ñổi tenzo Các chuyển ñổi tenzo thường dùng với mạch cầu 1 chiều, xoay chiều hoặc mạch phân áp a. Mạch cầu 1 nhánh hoạt ñộng P 1 R 4 R 1 =R T P 2 =0 U U ra R 3 R 2 =R T0 Hình 4.8 Mạch cầu một nhánh hoạt ñộng Trong mạch này người ta dùng hai chuyển ñổi cùng loại ñặt ở hai nhánh của cầu, trong ñó 1nhánh không làm việc ñể bù nhiệt và do ñó mạch này sẽ loại trừ ñược sai số do nhiệt ñộ. + Khi chuyển ñổi chưa làm việc tức là P 1 =0. Lúc ñó ta phải chế tạo và hiệu chỉnh sao cho cầu ở trạng thái cân bằng, tức là R 1 R 2 = R 3 R 4 Biên soạn: PGS.TS. Nguyễn Hữu Công - Khoa ðiện tử - ðại học Kỹ thuật CN 75 Version1 - Tháng 8 năm 2009 Giáo trình: kỹ thuật ño lường 1 - Dành cho sinh viên nhóm ngành kỹ thuật R 1 = R T0 , R 2 =R T0 với R T0 là ñiện trở của chuyển ñổi khi chưa làm việc. + Khi P 1  0 làm cho R 1 biến thiên, tức là: R 1 = R t =R T0 (1 + ξ RT ) Trong ñó ξ RT = ∆R là biến thiên tương ñối của ñiện trở R T R T0 Quan hệ giữa ñiện áp ra với sự biến thiên ñiện trở của tenzo: U ra = U R T0 (1+ξ RT )R 4 −R T0 R 4 [ (1+ξ )R RT T0 + R 2 ]( R4 + R 3 ) Nếu ñảm bảo R 3 = R 4 thì U ra ≈ 0,25U∆R/R T0 ; b. Mạch cầu hai nhánh biên thiên ngược chiều nhau Mạch này có ñộ chính xác cao hơn, hai náh của cầu ñược dán ñiện trở tenzo và cùng hoạt ñộng ngược chiều nhau. ðiện áp ra của mạch cầu tăng gấp hai lần, khả năng bù nhiệt tốt hơn, sai số do nhiệt ñộ bị P R T R 3 R T' U r R 0 R 4 U Hình 4.9 Mạch cầu hai nhánh biến thiên ngược loại trừ. U r U = ξ 2 RT Ngoài ra còn có mạch cầu 4 nhánh, mạch này có ñiện áp ra tăng gấp 4 lần U r = Uξ RT 3. Sai số và ứng dụng Chuyển ñổi tenzo ñược ứng dụng rộng rãi trong kỹ thuật dùng ñể ño lực biến dạng, lực mômen, gia tốc, áp xuất. Do cấu tạo ñơn giản, có kích thước nhỏ nên các chuyển ñổi tenzo ñược dùng ñể ño trên các chi tiết có nhiều hình dạng khác nhau của máy móc và thiết bị. Có thể dùng ñể ño các biến thiên nhanh như ñộ chấn ñộng. ðể giảm sai số ñòi hỏi phải có một công nghệ dán và vị trí dán thích hợp , lúc ñó sai số có thể giảm < 5% Biên soạn: PGS.TS. Nguyễn Hữu Công - Khoa ðiện tử - ðại học Kỹ thuật CN 76 Version1 - Tháng 8 năm 2009 Giáo trình: kỹ thuật ño lường 1 - Dành cho sinh viên nhóm ngành kỹ thuật 4.3 Các bộ chuyển ñổi ñiện từ Là chuyển ñổi trong ñó ñại lượng không ñiện (thường là các di chuyển thẳng hay góc ) dẫn ñến thay ñổi ñiện cảm, hỗ cảm hoặc xuất hiện sức ñiện ñộng cảm ứng ở cuộn dây. 4.3.1. Chuyển ñổi ñiện cảm Chuyển ñổi ñiện cảm là chuyển ñổi biến ñổi giá trị ñại lượng ño thành trị số ñiện cảm 1. Một số loại chuyển ñổi thường gặp P W W δ (a) (b) (c) P R P U ≈ (d) δ 1 δ 2 (e) Hình 4.10 Một số chuyển ñổi ñiện cảm thường gặp -Hình a là chuyển ñổi ñơn khá phổ biến, dưới tác dụng của ñại lượng cơ học P ví dụ như lực, áp xuất, sự di chuyển v.v sẽ làm thay ñổi khe hở không khí δ nên làm thay ñổi từ trở toàn bộ mạch từ. Như vậy sẽ làm thay ñổi tổng trở Z cũng như ñiện cảm L của cuộn dây. Hình b, c dưới tác dụng của ñại lượng cơ học P sẽ làm thay ñổi khe hở không khí δ. Chuyển ñổi này thường dùng ñể ño những di chuyển từ 5  20mm hoặc di chuyển góc. Hình d là chuyển ñổi làm thay ñổi dòng ñiện xoáy, gồm một cuộn dây không lõi thép ñược mắc vào ñiện áp có tần số rất cao(cỡ vài Mhz). Khi ta di chuyển tấm kim loại hoặc vòng dây ngắn mạch sẽ làm thay ñổi tổn hao từ trong cuộn dây, do vậy ñiện cảm L của cuộn dây cũng thay ñổi theo. Hình a, b, c, d còn gọi là chuyển ñổi ñiện từ ñơn. Hình e là chuyển ñổi làm thay ñổi khe hở không khí kiểu vi sai, gồm hai cuộn dây giống hệt nhau. Khi chuyển ñổi chưa làm việc thì: Biên soạn: PGS.TS. Nguyễn Hữu Công - Khoa ðiện tử - ðại học Kỹ thuật CN 77 Version1 - Tháng 8 năm 2009 [...]... với chuyển ñổi ñơn, và δ 0 ≤ 0.4 δ0 Biên soạn: PGS.TS Nguyễn Hữu Công - Khoa ðiện tử - ðại học Kỹ thuật CN Version1 - Tháng 8 năm 2009 78 Giáo trình: kỹ thuật ño lường 1 - Dành cho sinh viên nhóm ngành kỹ thuật L L L1 = f1(δ) ∆δ L = f(δ) ∆δ δ δ δ0 L2 = f2(δ) Chuyển ñổi ñơn L1-L2=f3(δ) Chuyển ñổi vi sai Hình 4 .11 Quan hệ giữa ñiện cảm và sự biến thiên δ của chuyển ñổi ñiện cảm 3 Mạch ño của chuyển ñổi... ðiện tử - ðại học Kỹ thuật CN Version1 - Tháng 8 năm 2009 80 Giáo trình: kỹ thuật ño lường 1 - Dành cho sinh viên nhóm ngành kỹ thuật 4.3.2 Chuyển ñổi hỗ cảm Là chuyển ñổi biến giá trị ño thành trị số hỗ cảm U≈ 1 Một số loại chuyển ñổi hỗ cảm thường gặp P E U≈ x x E δ W1 W2 E1 U≈ a U≈ b E2 d Hình 4 .13 Một số chuyển ñổi hỗ cảm Hình a là chuyển ñổi biến áp có lõi di ñộng, cuộn dây w 1 ñược cung cấp bằng... qua là: Từ thông tức thời ñược tính như sau: φt = iw1 w 1 0 Si = Rδ δ Biên soạn: PGS.TS Nguyễn Hữu Công - Khoa ðiện tử - ðại học Kỹ thuật CN Version1 - Tháng 8 năm 2009 81 Giáo trình: kỹ thuật ño lường 1 - Dành cho sinh viên nhóm ngành kỹ thuật i là giá trị dòng tức thời trong cuộn dây kích thích w1 Sức ñiện ñộng tạo thành trong cuộn dây ño w2 dφ w2w1µ0Sdi e =−w2 t =− δ dt dt w2 là số vòng dây cuộn... ñộ t1 và t2, τ =1/ α là hằng số, với ñồng thì τ = 234 + Nhiệt ñiện trở Platin Nhiệt ñiện trở Platin cho phép nung ñến 12 000C mà khôngbị oxy hoá, tuy nhiên qua hệ Rt =f(t) là phi tuyến +Khi nhiệt ñộ từ 0 6600C thì Rt =R0 (1+ At+Bt2) +Trong khoảng từ -18 0 00C thì Rt = (1+ At+Bt+C(t -10 0)3) Biên soạn: PGS.TS Nguyễn Hữu Công - Khoa ðiện tử - ðại học Kỹ thuật CN Version1 - Tháng 8 năm 2009 91 Giáo trình: kỹ thuật. .. ñiện dung ban ñầu δ0 ∆C = Ta có: xc = 1 ωC = C0 ε 0 ∆ε + C0 S 0 C0 ∆δ ∆S− δ0  1+   δ ∆δ 2  δ0  ωεS Nếu ta giữ cho tần số tín hiệu không ñổi ω = const thì Biên soạn: PGS.TS Nguyễn Hữu Công - Khoa ðiện tử - ðại học Kỹ thuật CN Version1 - Tháng 8 năm 2009 86 Giáo trình: kỹ thuật ño lường 1 - Dành cho sinh viên nhóm ngành kỹ thuật ∂x C dx C = ∂x dδ+ ∂δ δ0∆S 1  ∆δ  − C ωε0S 0 ε0( δ0 Từ ñây ta tính...Giáo trình: kỹ thuật ño lường 1 - Dành cho sinh viên nhóm ngành kỹ thuật 1 = δ2 =δ0, Z1 = Z2 =Z0 Nếu chuyển ñổi làm việc thì: 1 δ2, Z1 = Z0 − ∆Z, Z2 = Z − ∆Z 2 Tính năng của chuyển ñổi ñiện cảm Nếu ta bỏ qua từ trở của mạch từ thì: L= w2 R δ µ w 2S , với R µ = 0 δ µS = µ 0 w: là số vòng dây, µ0 = 4π .10 -7 là hệ số dẫn từ của không khí, δ là chiều dài khe... bán dẫn, T là nhiệt ñộ tuyệt ñối Hệ số nhiệt ñiện trở của chất bán dẫn thường khá lớn và có giá trị âm α = (-2.5 4) .10 2/0C Biên soạn: PGS.TS Nguyễn Hữu Công - Khoa ðiện tử - ðại học Kỹ thuật CN Version1 - Tháng 8 năm 2009 92 Giáo trình: kỹ thuật ño lường 1 - Dành cho sinh viên nhóm ngành kỹ thuật 3 Sai số và ứng dụng Sai số của nhiệt ñiện trở chủ yếu là do sự thay ñổi ñiện trở ñường dây khi nhiệt ñộ... bởi 2 tấm kim loại ñặt song song có diện tích S cách nhau 1 khoảng δ ñược tính: C= εS δ ξ: hằng số ñiện môi giữa hai cực S, δ diện tích các bản cực và khoảng cách giữa chúng Biên soạn: PGS.TS Nguyễn Hữu Công - Khoa ðiện tử - ðại học Kỹ thuật CN Version1 - Tháng 8 năm 2009 85 Giáo trình: kỹ thuật ño lường 1 - Dành cho sinh viên nhóm ngành kỹ thuật Vì vậy khi ta thay ñổi ξ, S và δ thì ñiện dung của chuyển... e = -Bl dx dx dx = -BπDW = S1 dt dt dt Trong ñó B: cảm ứng từ trong khe hở không khí l = πDW là chiều dài thực của cuộn dây W: Số vòng dây x: lượng di chuyển +ðối với chuyển ñổi làm thay ñổi mạch từ ta có: Biên soạn: PGS.TS Nguyễn Hữu Công - Khoa ðiện tử - ðại học Kỹ thuật CN Version1 - Tháng 8 năm 2009 84 Giáo trình: kỹ thuật ño lường 1 - Dành cho sinh viên nhóm ngành kỹ thuật Ta có: φ= F Rµ , vậy... cho nhóm này như là máy phát tốc (máy phát ñiện 1 chiều) ðầu vào là ω, ñầu ra là E = Kφω Biên soạn: PGS.TS Nguyễn Hữu Công - Khoa ðiện tử - ðại học Kỹ thuật CN Version1 - Tháng 8 năm 2009 83 Giáo trình: kỹ thuật ño lường 1 - Dành cho sinh viên nhóm ngành kỹ thuật Trong ñó ω = n 9.55 , n là số vòng quay / phút + Nhóm 2: Nam châm vĩnh cửu và cuộn dây ñứng yên Sức ñiện ñộng cảm ứng ra bằng cách thay ñổi . học Kỹ thuật CN 77 Version1 - Tháng 8 năm 2009 Giáo trình: kỹ thuật ño lường 1 - Dành cho sinh viên nhóm ngành kỹ thuật δ 1 = δ 2 =δ 0 , Z 1 = Z 2 =Z 0 Nếu chuyển ñổi làm việc thì: δ 1 . học Kỹ thuật CN 78 Version1 - Tháng 8 năm 2009 Giáo trình: kỹ thuật ño lường 1 - Dành cho sinh viên nhóm ngành kỹ thuật L L L = f(δ) ∆δ δ 0 Chuyển ñổi ñơn L 1 = f 1 (δ) ∆δ δ δ L 2 = L 1 -L 2 =f 3 (δ) f 2 (δ) Chuyển. = iw 1 R δ w = 1 0 Si δ Biên soạn: PGS.TS. Nguyễn Hữu Công - Khoa ðiện tử - ðại học Kỹ thuật CN 81 Version1 - Tháng 8 năm 2009 Giáo trình: kỹ thuật ño lường 1 - Dành cho sinh viên nhóm ngành kỹ