nghiên cứu về một loại cảm biến đo độ dịch chuyển nhỏ, khảo sát, đánh giá các thông số quan trọng và định hướng ứng dụng trong đo lường các thông số dịch chuyển cơ học có độ chính xác cao

LỜI CẢM ƠN Viết khóa luận khoa học việc khó khăn mà chúng em phải hồn thành từ trước tới Trong q trình thực đề tài em gập nhiều khó khăn bỡ ngỡ Nếu khơng có giúp đỡ động viên chân thành người có lẽ em khó hồn thành tốt khóa luận Đầu tiên em xin gửi lời biết ơn chân thành đến thầy Trần Vĩnh Thắng, người trực tiếp hướng dẫn em hồn thành khóa luận Em xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô phản biện, ý kiến đóng góp thầy vơ hữu ích, giúp em nhận khuyết điểm luận văn Sau em xin cảm ơn tất thầy cô trường Đại học khoa học tự nhiên, thầy giúp chúng em góp nhặt kiến thức quý báu ngày hôm Em mãi ghi nhớ công ơn thầy cô BẢNG KÝ HIỆU VIẾT TẮT Ký hiệu AC DC LVDT L R M E Ss Tên Điện xoay chiều Điện chiều Biến áp vi sai tuyến tính Hệ số tự cảm Điện trở Hệ số cảm ứng Điên Độ nhậy cảm biến MỤC LỤC Lời cảm ơn ………………………………………………………… Bảng ký hiệu viết tắt ……………………………………………… … Mục lục ……………………………………………………………… … Mở đầu………………………………………………………… …… Chương 1: Tổng quan ………………………………………………… 1.1: Sơ lược cảm biến đo lường ……………………….… 1.2: Các loại cảm biến độ dịch chuyển ………………………… 1.2.1: Cảm biến điện trở ……………………………………………… 1.2.2: Cảm biến loại điện dung ……………………………………… 1.2.3: Cảm biến cảm ứng từ ……………………………………… 10 1.2.4: Biến áp vi sai biến đổi tuyến tính …………………………… … 11 Chương 2: Đối tượng phương pháp nghiên cứu ……………… … 16 2.1: Biểu diễn toán học mạch xử lý tín hiệu…………………… 16 2.2: Bộ khuếch đại lock-in ………………………………………… 18 2.3: Hệ đo chương trình phần mềm ghép nối máy tính ………… 19 Chương 3: Kết thảo luận …………………………………… 22 3.1: Kết khảo sát đặc trưng LVDT …………………………… 22 3.2: Kết ứng dụng độ dịch chuyển…………………………… 27 Kết luận 29 Tài liệu tham khảo 30 MỞ ĐẦU Đo lường lĩnh vực quan trọng phát triển khoa học kỹ thuật công nghiệp nhiều lĩnh vực sống Hiện nay, ngành đo lường phát triển, ta đo đại lượng vật lý cách biến thành tín hiệu điện thơng số mạch điện Phạm vi đo rộng, đại lượng cần đo lớn bé, không giới hạn khoảng cách từ thiết bị đo tới đối tượng cần đo Những ứng dụng quan trọng đo lường lĩnh vực công nghiệp, nghiên cứu khoa học, chinh phục vũ trụ ngành y tế, nơi có mơi trường làm việc khắc nghiệt, nhiễu lớn, khoảng cách xa địi hỏi phép đo phải độ xác, độ ổn định cao Để nhận biết, theo dõi đại lượng cần đo người ta sử dụng thiết bị đặc biệt quan trọng có chức chuyển đổi đại lượng cần đo (thường không điện) thành đại lượng điện, cảm biến (sensors) Trước vai trò quan trọng lĩnh vực đo lường, nội dung khóa luận tập trung nghiên cứu loại cảm biến đo độ dịch chuyển nhỏ, khảo sát, đánh giá thông số quan trọng định hướng ứng dụng đo lường thông số dịch chuyển học có độ xác cao Về bố cục khóa luận chia thành ba chương: Chương 1: Tổng quan loại cảm biến đo độ dịch chuyển, qua đánh giá sơ loại cảm biến Chương 2: Trình bày chi tiết cảm biến độ dịch chuyển dựa nguyên lý biến áp vi sai biến đổi tuyến tính (LVDT- Linear Variable Differential Transformer), biểu diễn toán học kỹ thuật thu nhận tín hiệu dựa khuếch đại lock-in có ghép nối máy tính để xử lý hiển thị kết Chương 3: Trình bày kết thu qua đánh giá hệ đo đồng thời triển khai vào ứng dụng cụ thể Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 Sơ lược cảm biến đo lường [1] Trong lĩnh vực đo lường, có vơ số đại lượng vật lý cần đo nhiệt độ, áp suất, độ dịch chuyển…là đại lượng thường không mang tính chất điện, điều khiển thị lại làm việc với tín hiệu điện Vì ta cần thiết bị chuyển đổi đại lượng vật lý khơng mang tính chất điện thành đại lượng điện tương ứng mang đầy đủ tính chất đại lượng vật lý cần đo, cảm biến Cảm biến thiết bị chịu tác động đại lượng vật lý cần đo m khơng mang tính chất điện cho tín hiệu đặc trưng mang chất điện điện tích, điện áp, trở kháng ký hiệu S, hình 1.1 Hình 1.1 Vai trị cảm biến Đặc trưng S hàm đại lượng cần đo m S=f(m) Để tiện sử dụng, người ta chế tạo cảm biến cho có liên hệ tuyến tính biến thiên đầu ∆S biến thiên đầu vào ∆m: ∆S=Ss.∆m Với Ss độ nhạy cảm biến Trong trình chế tạo hoạt động độ nhạy S biến đổi cảm biến hoạt động xác ổn định Ví dụ, với cảm biến nhiệt độ dùng cặp nhiệt điện, độ nhạy có đơn vị µV/o Đối với cảm biến khác dựa nguyên lý vật lý, trị số độ nhạy Ss phụ thuộc vào vật liệu, kích thước kiểu lắp giáp… Để đánh giá cảm biến, độ nhạy cịn có tham số khác điển hình độ tuyến tính, độ ổn định thời gian đáp ứng Một cảm biến gọi tuyến tính dải đo xác định dải đo độ nhạy không phụ thuộc vào giá trị đại lượng đo Nếu cảm biến khơng phải tuyến tính người ta đưa vào mạch đo thiết bị hiệu chỉnh gọi tuyến tính hóa, nhằm giúp cho tín hiệu điện tỷ lệ với thay đổi đại lượng đo Độ ổn định, độ lặp lại phép đo tham số đánh giá độ xác phép đo Thời gian đáp ứng đặc trưng cảm biến cho phép ta đánh giá xem tín hiệu đầu có theo kịp thời gian với biến đổi đại lượng đo hay khơng Cảm biến nhanh thời gian hồi đáp nhỏ Thời gian hồi đáp đặc trưng cho tốc độ tiến triển chế độ độ hàm thông số xác định chế độ 1.2 Các loại cảm biến đo độ dịch chuyển Cảm biến vị trí dịch chuyển loại cảm biến có vai trị quan trọng hoạt động nhiều loại máy móc, cơng cụ cơng nghiệp kỹ thuật, khí xác Hơn nữa, ta đo số đại lượng vật lý thông qua việc xác định dịch chuyển mật vật chịu tác động đại lượng vật lý Có hai phương pháp để xác định vị trí độ dịch chuyển: Phương pháp thứ nhất: cảm biến cung cấp tín hiệu hàm phụ thuộc vào vị trí phần tử cảm biến, đồng thời cảm biến có liên quan tới vật di động mà ta cần đo dịch chuyển Sự thay đổi tín hiệu cho biết độ dịch chuyển vật cần đo Một số cảm biến đặc trưng phương pháp là: điện kế, cuộn cảm có lõi động… Phương pháp thứ hai: ứng với dịch chuyển (một đơn vị dịch chuyển) cảm biến phát xung, thơng qua việc đếm số xung phát ta xác định vị trí độ dịch chuyển tương ứng Một số cảm biến khơng địi hỏi liên kết học cảm biến vật cần đo khoảng cách độ dịch chuyển, mối quan hệ cảm biến vật cần đo thực thơng qua vai trị trung gian điện trường, điện từ trường điện trường tĩnh điện Độ lớn đại lượng trung gian hàm khoảng cách vật thể cảm biến, xác định thông qua phản hồi điện cảm biến Dưới tổng quan số loại cảm biến đo vị trí độ dịch chuyển thơng dụng: 1.2.1 Cảm biến điện trở [2] Là loại cảm biến có cấu tạo nguyên lý đơn giản, chi phí vừa phải, tín hiệu đo lớn khơng địi hỏi mạch điện đặc biệt để xử lý tín hiệu Tuy nhiên, cảm biến có nhược điểm có cọ sát gây tiếng ồn, bị mài mòn, số lần sử dung hạn chế chịu ảnh hưởng môi trường (bụi, ẩm) Cấu tạo cảm biến điện trở gồm điện trở cố định Rn, có tiếp xúc điện di chuyển gọi chạy, chạy ghép với vật chuyển động cần nghiên cứu hoàn toàn cách điện với Giá trị điện trở R chạy đầu điện trở Rn hàm phụ thuộc vào vị trí chạy vị trí vật chuyển động Mặt khác phụ thuộc vào thân điện trở Rn Nếu điện trở Rn chế tạo đồng điện tuyến tính R tỉ lệ với vị trí chạy Căn vào phụ thuộc hình dạng Rn dạng chuyển động chạy người ta phân biệt hai loại điện kế: Điện kế dịch chuyển thẳng: R (l ) = l Rn L Đối với dịch chuyển tròn α điện kế dịch chuyển tròn: R(l ) = α Rn M , dịch chuyển xoắn Hình 1.2 Cấu tạo cảm biến dịch chuyển tròn dịch chuyển xoắn Hình 1.3 Cấu tạo cảm biến dịch chuyển thẳng Hiện cảm biến điện trở loại dịch chuyển thẳng ứng dụng rộng rãi Cấu tạo gồm dây quấn làm hợp kim có khả chịu mài mịn tốt Ni-Cr, Ni-Cu, Ni-Cu-Fe, Ag-Pd …có đường kính từ 0,02 đến 0,1mm, quấn lõi làm vật liệu cách điện gốm, thủy tinh… dây dẫn thường có điện trở lớn từ vài chục ohm tới vài nghìn ohm bọc lớp cách điện để quấn sát Con trượt phải đảm bảo tiếp xúc điện tốt, nghĩa không gây suất điện động tiếp xúc, điện trở tiếp xúc phải nhỏ ổn định, phải đảm bảo tiêu chuẩn điều kiện có dao động tốc độ dịch chuyển lớn Con trượt cảm biến gắn với đối tượng cần đo dịch chuyển, đối tượng di chuyển làm cho trượt di chuyển theo làm điện trở Rx thay đổi lượng: Rx = R x L Với L chiều dài cảm biến, x độ dịch chuyển chạy Cảm biến điện trở cho phép phát thay đổi di chuyển khoảng cách vòng dây Nếu gọi khoảng cách vòng dây l0, số vòng dây cảm biến , cảm biến điện trở phát biến thiên di chuyển là: l0 = L ω Khi sai số cảm biến là: ε =± l0 1.2.2 Cảm biến loại điện dung Cấu tạo cảm biến loại tụ điện gồm tụ điện phẳng tụ điện hình trụ có cực di chuyển nối cố định với đối tượng dịch chuyển cần đo cực tụ điện dịch chuyển kéo theo thay đổi điện dung tụ Điện dung tụ điện phẳng biểu diễn công thức: Trong đó: A-diện tích nằn cực D-khoảng cách cực -hằng số điện môi môi trường - số điện môi chân không Trường hợp tụ trịn ta có: Với l chiều sâu mà trụ so với trụ ngoài, bán kính trụ trụ ngồi Sự khác biệt giữu tụ phẳng tụ tròn tụ điện phẳng thay đổi A cố định D cố định A thay đổi D (theo chiều vng góc với cực), tụ điện hình trụ thay đổi R Điểm mạnh cảm biến tụ điện dễ chế tạo, độ bền độ xác cao, thường dùng điện mơi khơng khí Mỗi cảm biến tụ điện đặc trưng độ nhạy tính theo điện dung theo trở kháng, đó: Độ nhạy điện dung: Sc = ∆C/∆x Độ nhạy trở kháng : Sz = ∆Z/∆x Độ nhạy tương đối: Sr = ∆C/(C.∆x) = - ∆Z/(Z ∆x) Trên thị trường có số cảm biến thụ điện thông dụng như: tụ đơn tụ kép vi sai 1.2.3 Cảm biến cảm ứng từ Trong cảm biến cảm ứng, vật cần đo gắn vào phần tử mạch từ, gây lên biến thiên từ thông cuộn dây Nếu phần tử động lõi sắt chuyển động dạng tịch tiến quay dịch chuyển nhận biết rễ dàng thơng qua thay đổi hệ sỗ tự cảm cuộn dây thông qua thay đổi mối liên hệ cuộn sơ cấp thứ cấp biến Nếu phần tử động cuộn dây quay quanh cuộn khác cố định ta nhận biết chuyển động quay thông qua điện áp cuộn cảm ứng, điện áp thay đổi theo góc quay Thông thường thay đổi hệ số tự cảm L hệ số cảm ứng (hỗ cảm) M phụ thuộc vào dịch chuyển lõi sắt từ Sự phụ thuộc khơng phải tuyến tính Để khắc phục người ta kết hợp hai cuộn dây đối để dịch chuyển hệ số M L biến thiên theo chiều ngược nhau, khơng tuyến tính hai cuộn dây triệt tiêu Các cảm biến mắc mạch với điện áp nguồn kích thích tín hiệu xoay chiều Điện áp đo Vm gây lên dịch chuyển x(t) biểu diễn phương trình : Có thể nhận thấy, độ dịch chuyển x(t) phụ thuộc vào thay đổi biên độ Các cảm biến cảm ứng nhạy với từ trường phải đặt chúng vỏ bọc có khả chắn từ trường Trong cảm biến cảm ứng hệ số tự cảm L cuộn dây có N vịng hàm từ trở mạch biểu diễn theo biêu thức: 10 sinh Để thu tín hiệu này, ta nhân Emeas(t) với tín hiệu kích thích đồng thời tín hiệu tham chiếu, với hai thành phần đồng pha I lệch pha 90 o Q: EPI (t ) = E0 cos ωt EPQ (t ) = E0 cos(ωt + 90o ) Ta được: EPI Emeas = Eout E0 cos ωt cos(ωt + ϕ ) + n (t ) E0 cos(ωt + ϕ ) EPQ Emeas = Eout E0 cos(ωt + ϕ ) cos(ωt + 90o ) + n(t ) E0 cos(ωt + 90o ) Hay: EPI Emeas = 1 Eout E0 cos ϕ + Eout E0 cos(2ωt + ϕ ) + n(t ) E0 cos(ωt + ϕ ) 2 1 EPQ Emeas = Eout E0 cos(ϕ + 90o ) + Eout E0 cos(2ω t + ϕ + 90o ) + n(t ) E0 cos(ω t + ϕ + 90o ) 2 Khi qua lọc thông thấp với tần số cắt ω/2 ta thu hai thành phần: đồng pha X lệch pha 90o Y tương ứng: EPI Emeas = X = EPQ Emeas = Y = Eout E0 cos ϕ 1 Eout E0 (cos ϕ + 90o ) = Eout E0 sin ϕ 2 Như vậy, ta thu hẹp băng tần giảm nhiễu có tần số lớn ω/2, nâng cao tỷ số tín hiệu tạp S/N Theo đặc trưng pha LVDT (hình 1.6), |cosϕ| khơng thay đổi đổi dấu vị trí tâm LVDT, vậy, cách đo X Y ta tính Eout Tuy nhiên, ta tính R (không phụ thuộc vào ϕ) theo biểu thức: R = X +Y = 17 Eout E0 Và độ lệch pha ϕ: ϕ = arc tan( Với Y ) X E0 số, giá trị đọc R tỷ lệ tuyến tính với Eout Độ dịch chuyển x là: x = k (k0 E0 ) Eout Với k hệ số chuyển đổi phụ thuộc vào biên độ kích thích E0 tham số phần cứng k0 LVDT, tham số đánh giá chất lượng LVDT đặc biệt độ ổn định cảm biến Thông thường giá trị hiệu dụng E RMS = E o / đo ta cần xác định độ dịch chuyển theo ERMS Bài toán đặt phải đo điện áp hiệu dụng có giá trị nhỏ cỡ µV RMS để đảm bảo độ xác độ ổn định phép đo sử dụng LVDT 2.2 Bộ khuếch đại Lock-in [6] Bộ khuếch đại lock-in hay gọi khuếch đại nhạy pha, thiết bị có khả đo tín hiệu bé cỡ nV, tính chọn lọc cao tần số tham chiếu ω hay 2ω…, tỷ số S/N đến hàng vạn lần Để đo tín hiệu từ LVDT GCA-121-050, sử dụng khuếch đại lock-in SR830 Stanford Research Systems với sơ đồ khối chức hình 2.2 Đây khuếch đại hai pha có tín hiệu nhân với hai thành phần đồng pha I lệch pha 90 độ, với đặc điểm thang đo nhỏ đên 2nV, tần số tham chiếu nội từ 1mHz đến 102kHz có biên độ thay đổi từ 4mVRMS đến 5VRMS, độ xác đáng tin cậy Với khuếch đại lock-in này, ta hồn tồn đo điện áp LVDT với độ xác độ ổn định cao 18 Hình 2.2 Sơ đồ chức SR830 Điểm đáng ý giá trị R đo thực tế thành phần biên độ tín hiệu có tần số ω trùng với tần số tín hiệu tham chiếu mà khơng tính đến tổng hài bậc cao tín hiệu khơng sine Do đó, biên độ đo R tính với thành phần bậc tỷ lệ tuyến tính với với Eout, độ nhạy phép đo tính theo R gọi hệ số chuyển đổi hồn toàn phản ánh giá trị dịch chuyển LVDT 2.3 Hệ đo chương trình phần mềm ghép nối với máy tính [3] Để đo độ dịch chuyển, sơ đồ hệ đo thực hình 2.4, cuộn sơ cấp LVDT nối với lối SINE OUT SR830, nguồn điện tham chiếu nội với biên độ E P thay đổi từ 0.004V đến 5V hiệu dụng, tần số chọn cố định 2500Hz theo giá trị tiêu chuẩn LVDT, lối LVDT có điện áp E meas nối với lối vào A (điện áp) khuếch đại, độ nhạy SENSITIVITY chọn phù hợp với dải đo 19 độ phân giải tốt Cụ thể, thông số khuếch đại lock-in chọn theo bảng 2.1 SR830 nối với máy tính thông qua cổng ghép nối RS232 với tham số: tốc độ baud 9600, khơng chẵn lẻ, bít liệu, bít stop Hình 2.3 Bộ khuếch đại lock-in SR830 Hình 2.4 Sơ đồ hệ đo dùng LVDT SR830 Tham số Lối vào Độ nhạy Hằng số thời gian REF: EP REF: fp Giá trị A (điện áp) 20, 50mV, 200mV 10 ms (ứng với f=2500Hz) 1.000V, 1.500V, 2.000V, 2.500V 2500Hz Bảng 2.1: Các thông số thiết lập cho khuếch đại lock-in 20 Phần mềm điều khiển thu thập liệu viết ngôn ngữ Visual Basics, ngôn ngữ dễ sử dụng hoàn toàn đáp ứng yêu cầu toán đặt Giao diện thiết kế hình 2.3 với Text box hiển thị độ dịch chuyển đồ thị biểu diễn độ lệch theo thời gian, đồ thị dùng “component” NTgraph Hình 2.3 Giao diện chương trình Các lệnh giao tiếp dùng chương trình tóm tắt theo bảng 2.2 21 Lệnh MSComm1.Open = True MSComm1.PortOpen = False MSComm1.Output = "FREQ 2500" & Chr$(13) MSComm1.Output = "OUTP?3" & Chr(13) Do strBuffer = strBuffer & MSComm1.Input Mơ tả Mở cổng RS232 Đóng cổng RS232 Thiết lập tần số nội Lệnh đọc R (V) Đọc chuỗi liệu từ cổng COM Loop Until Right$(strBuffer, 1) = Chr(13) Text1.Text = Round(Mid$(Text2.Text, 1), 1) Làm tròn hiển thị NTgraph.PlotXY X, Y, text2 chứa liệu Vẽ đồ thị X, Y NTgraph Bảng 2.2 Tóm tắt lệnh VB dùng chương trình 22 Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Kết khảo sát đặc trưng LVDT Các đặc trưng LVDT bao gồm đường đặc trưng biên độ lệch pha tín hiệu lối so với nguồn điện kích thích có dạng UP(t) = Eocosωt Ở E P = E ref = E RMS = E o / giá trị hiệu dụng tín hiệu Kết thu hình 3.1 Hình 3.1: Kết đo điện áp X(mV) độ dịch chuyển x(mm) Để khảo sát thêm độ tuyến tính, độ lệch pha tín hiệu thu so với tín hiệu ban đầu đo theo độ dịch chuyển x, kết cho thấy hình 3.2 Độ lệch pha với LVDT đo có giá trị |cosφ| ~ 0.974, điểm lệch có đảo pha dốc, phù hợp với độ lệch điểm khoảng nhỏ 0.5% tồn thang Qua đó, ta thấy, đo vị trí đối tượng so với điểm gốc định trước kết thu hồn tồn xác 23 Hình 3.2: Đặc trưng pha φ theo độ dịch chuyển Từ đặc trưng điện áp ra, đặc trưng pha giá trị |cos(φ)| ~ số cho thấy điện áp X hồn tồn tỷ lệ tuyến tính với độ dịch chuyển Sự đổi dấu cosφ cho biết vị trí dịch chuyển so với gốc cảm biến LVDT Thực tế, đo điện áp R để hoàn toàn loại bỏ ảnh hưởng lệch pha, hình 3.3 đến hình 3.6 kết đo R (mV) theo điện áp kích thích Up khác Qua ta thu hệ số chuyển đổi từ điện áp sang độ dịch chuyển 24 Hình 3.3 Điện áp kích 1.000VRMS Hình 3.4 Điện áp kích 1.500VRMS 25 Hình 3.5 Điện áp kích 2.000VRMS Hình 3.6 Điện áp kích 2.500VRMS 26 UP(V) Độ nhạy SUp 1.000 S1.0= 152.5 ± 0.5 (0.33%) 1.500 S1.5 =227.8 ± 0.5 (0.22%) 2.000 S2.0= 304.6 ± 0.7 (0.23%) 2.500 S2.5= 380.6 ± 0.8 (0.21%) Bảng 3.1 Tóm tắt hệ số chuyển đổi theo UP Hình 3.7 Đánh giá độ nhạy theo R (hệ số chuyển đổi) Sai số chủ yếu q trình chuẩn hóa sử dụng palmer có độ xác 0.005mm (5µm) Để đánh giá xác hơn, u cầu cần có thiết bị kiểm định, nhiên ta đánh giá sơ độ xác độ ổn định thơng qua kết thu qua ổn định độ phân giải kết theo thời gian Điểm đặc biệt khuếch đại SR830 có khả đo tín hiệu bé cỡ nV khả loại nhiễu tốt, đó, điện áp thu từ LVDT có độ xác ổn định cao Nhiễu bị loại bỏ giá trị điện áp R thu phụ thuộc vào độ dịch chuyển mà khơng có thay đổi Như hình 3.7, hệ số chuyển đổi theo R đo 152.2mV/V/mm, nhỏ khoảng 9% so với giá trị độ nhạy tài liệu 27 nhà sản xuất (~165mV/V/mm), điều thành phần trở kháng ký sinh gây méo tín hiệu, nêu mục 2.2, có đánh đổi độ nhạy lấy ổn định độ phân giải Điều điểm mấu chốt cho phép tăng độ xác sử dụng khuếch đại lock-in Hệ số chuyển đổi hệ số nhân dùng chương trình để hiển thị trực tiếp độ dịch chuyển với thay đổi điện áp kích thích Tuy nhiên, với ứng dụng cụ thể, ta chọn điện áp kích cố định 3.2 Kết ứng dụng đo độ dịch chuyển Hình 3.8 kết đo độ dày lưỡi dao lam vị trí ngẫu nhiên, giá trị ban đầu khơng có dao lam 491.8µm, có dao lam 402.3µm, độ dày dao lam 89.5µm Hình 3.8 Độ dày lưỡi dao lam 28 Khi xê dịch vị trí dao lam, kết thu hình 3.9 cho thấy độ dày không đồng lớp bụi bẩn gỉ sét lưỡi dao vào cỡ ±10µm Hình 3.9 Độ dày lưỡi dao vị trí khác Một ứng dụng hệ đo độ dịch chuyển đo độ giãn nở dài theo nhiệt độ vật liệu Ví dụ, hệ số giãn nở nhiệt nhôm khoảng 23µm/m/oC Với độ phân giải 0.1µm hệ đo này, ta hồn tồn đo độ giãn nở nhiệt độ nhạy cao qua ứng dụng đo nhiệt độ mơi trường với độ xác đến 0.05 oC hẳn phương pháp khác dùng cặp nhiệt điện hay cảm biến nhiệt bán dẫn 29 KẾT LUẬN Khóa luận trình bày cảm biến LVDT qua xây dựng hệ đo độ dịch chuyển dùng cảm biến khuếch đại lock-in Kết cho thấy, hệ đo độ dịch chuyển nhỏ với độ xác cao ~0.1µm Giá trị ổn định đặc điểm khuếch đại lock-in hai pha khả loại nhiễu cao với cách tính giá trị modul R loại hoàn toàn ảnh hưởng độ lệch pha Phương pháp hẳn so với phương pháp khác mạch chỉnh lưu xoay chiều, mạch đo RMS, mạch phát đơn pha thông thường Mặc dù xây đựng hệ đo độ dịch chuyển có độ xác, độ ổn định độ nhạy cao với độ phân giải đến 0.1µm Tuy nhiên, chương trình phần mềm chưa hồn thiện để đánh giá xác hệ thống để định hướng đến số ứng dụng cụ thể Đó mục tiêu cần phát triển khóa luận 30 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: [1] Phan Quốc Phơ- Nguyễn Đức Chiến (2000) ,Giáo trình cảm biến, Đại học bách khoa Hà Nội, Nhà xuất Khoa học Công nghệ, Hà Nội [2] Ngô Diên Tập (1997), Đo lường điều khiển máy tính, Nhà xuất khoa học cơng nghệ Hà Nội, HÀ Nội [3] Hồng Minh Cơng, Giáo trình cảm biến công nghiệp, Đại học bách khoa Đà Nẵng Tiếng Anh: [4] Macro Sensors Division Of Howard A Schaevitz Technologies, Inc , LVDT Basics, Technical Bulletin 0103, 2003 [5] Lucas Schaevitz Sensors( Measurement Specialties), GCA/GCD Series (Spring Loaded Design), 2008 [6] Stanford Research Systems Inc., Model SR830 DSP Lock-in amplifier User’s manual, 2006 31 ... khóa luận tập trung nghiên cứu loại cảm biến đo độ dịch chuyển nhỏ, khảo sát, đánh giá thông số quan trọng định hướng ứng dụng đo lường thông số dịch chuyển học có độ xác cao Về bố cục khóa luận... tốc độ tiến triển chế độ độ hàm thông số xác định chế độ 1.2 Các loại cảm biến đo độ dịch chuyển Cảm biến vị trí dịch chuyển loại cảm biến có vai trị quan trọng hoạt động nhiều loại máy móc, cơng... lắp giáp… Để đánh giá cảm biến, độ nhạy cịn có tham số khác điển hình độ tuyến tính, độ ổn định thời gian đáp ứng Một cảm biến gọi tuyến tính dải đo xác định dải đo độ nhạy không phụ thuộc vào giá