Tài liệu về dụng cụ đo và điều khiển

GIỚI THIỆU CHUNG 1. Khái quát về kỹ thuật đo 2. Đo nhiệt độ 3. Đo áp suất 4. Đo lưu lượng 5. Đo mức chất lỏng và vật liệu rời 6. Điều kiển tự động MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN  Đại lượng cần đo Đơn vị đo Giá trị đo (trị số kết quả đo) Ví dụ I = 15 A m = 150 kg Phân loại đo lường theo các cơ sở sau  Lĩnh vực đo : Đại lượng cơ học, đại lượng nhiệt, điện, hóa lý…  Đặc tính đại lượng cần đo : Các đại lượng biến thiên chậm/ nhanh  Mục đích đo : đo thực nghiệm/ dùng trong điều khiển tự động…  Phương pháp đo : đo trực tiếp/ gián tiếp/đo hợp bộ/đo 1 lần… ĐO LƯỜNG Điều kiện đo  Điều kiện cần : Điều kiện để thực hiện đo lường  Điều kiện đủ : Để phép đo có độ chính xác cao Các hệ đơn vị đo khác nhau trên thế giới hiện nay  CGS (centimeter Gramme Seccond)  Hệ Anh (English)  Hệ MKS (Meter Kilogram Second)  Hệ MKSA (Meter Kilogram Second Ampere)  Hệ Á Đông (thước, tấc, yến, tạ, sào, mẫu…)  Hệ phi tổ chức (gang tay, sào đứng, bước chân …) ⇒ Hệ đơn vị đo lường quốc tế SI (International System of Units)        !" "      # $ %&!' %& () "* + "+   + ,+ Từ các đơn vị đo cơ bản trên ta có các đơn vị kéo theo Diện tích Thể tích Khối lượng riêng Thể tích riêng Tốc độ Gia tốc Lực Áp suất Công suất Nhiệt dung riêng Công, nhiệt lượng Độ nhớt động lực học Độ nhớt động học Hệ số dẫn nhiệt Hệ số cấp nhiệt F V ρ v ν a F P P C W µ ν λ α m 2 m 3 kg/m 3 m 3 /kg m/s m/s 2 N Pa W J/kg.K J Pa.s m 2 /s W/m.K W/m 2 .K *-./0*1        !""#!  $%&!&'#%& ()*+  ,-. ! //  &%0123456!78%'9: ;,<%,= TÍN HIỆU ĐO VÀ CHUYỂN ĐỔI TÍN HIỆU ĐO  Tín hiệu đo: Nhiệt độ, điện trở, cường độ dòng điện, áp suất, âm thanh…và có thể chia làm 2 loại : Tin hiệu điện/ tín hiệu cơ Tín hiệu đo có thể chuyển sang 2 dạng hiển thị : Tín hiệu điện, tín hiệu cơ (chèn hình đồng hồ áp suất/ đồng hồ điện tử  Chuyển đổi tín hiệu đo $)&'#&' $)&'#&' $)&'#>&' $)&'#>&' ?#@A&B CD!7#BEF ?#@A&B CD!7#BEF $%#G6H&'# $%#G6H&'#   C#GIJ& 2KL C#GIJ& %#& C#GIJ& %#G6;& !0!!2!(34  #")5. "#$ "#%&'  6!! o %MN@L&N@L o ,!O&6#!O o N@LP5>N@LP5 Q R1C, R1C, R1C R1C R1C< R1C< S, S S Q C$, C$, C$ C$ C$ C$ S $, S $ S $ C C C, C, C C S  S , S  7082!(34  96+50:3 o T7N'A&!7U o T7N'A&!7U&' o T7N'A&!7U&' o T7N'A&!7UV!W  96+5!0!! o T7N'#G!W&@J&XL;Y& o T7N'#G!WN@LP5>N@LP5 o   96+51-;< o T7N'D23M&7M o T7N'&IA&Z%#G6&P +=>!08 C;&@[1#GIJ& 2KL C;&@[1#GIJ& 2KL \A \A R1&I R1&I  ?3 o \AD!' o \A#@A& o \A&>H o \A22 o \AA o \A&@J&.]].  @A1 o ^&IF&D o ^&IF*++& o ^&IF23 [...]... Sai số tuyệt đối của phương tiện đo : Tầm đo của phương tiện đo cụ thể     Cấp chính xác của dụng cụ đo : Là sai số cực đại mà dụng cụ đo mắc phải (được quy định bằng sai số tương đối quy đổi của dụng cụ đo đó) Theo tiêu chuẩn đo dụng cụ có 8 cấp chính xác : 0,05 – 0,1 – 0,2 – 0,5 – 1,0 – 1,5 – 2,4 – 4   Sai số tầm đo : khi sử dụng phương tiện đo có tầm đo XTĐ với cấp chính xác a để đo đại lượng X có giá trị nhỏ hơn XTĐ thì sai số tầm đo là ... Sai số phương tiện đo là sai số do chính bản thân phương tiện đo gây nên và gồm 2 dạng : Sai số cơ bản và sai số bổ xung  Sai số cơ bản : là sai số của phương tiện đo khi được vận hành trong điều kiện tiêu chuẩn Các điều kiện đó do các nhà sản xuất phương tiện đo đề ra Sai số bổ xung : là sai số của phương tiện đo gây nên khi nó được sử dụng trong điều kiện khác với điều kiện chuẩn Sai số quy ước : là tổng của sai số cơ bản và sai số bổ xung... khi sử dụng phương tiện đo có tầm đo XTĐ với cấp chính xác a để đo đại lượng X có giá trị nhỏ hơn XTĐ thì sai số tầm đo là  Sai số tầm đo rất có ý nghĩa trong thực tế sử dụng phương tiện đo.  Nếu ta đo một đại lượng có giá trị nhỏ nhưng lại dùng phương tiện đo có  tầm đo quá lớn thì khả năng sai số càng lớn   Ví dụ 1 : Dùng đồng hồ đo áp suất có tầm đo 10 Mpa với cấp chính xác là 1,0 để đo áp suất khoảng 2 MPa. Hãy xác định sai số tầm đo trong  trường hợp này?   Giải : Giới hạn sai số của phương tiện đo Sai... đo Sai số tầm đo trong trường hợp dùng đồng hồ đo áp suât ở mức 2 MPa là :   Ví dụ 2 : cũng với bài toán như ở ví dụ 1, nếu dùng đồng hồ đo áp suất đó để đo áp suất khoảng 9MPa thì sai số tầm đo là bao nhiêu?   Giải : Sai số tầm đo trong trường hợp dùng đồng hồ đo áp suât ở mức 9 MPa là : Sai số khi thực hiện phép đo  Sai số hệ thống Là sai số được duy trì ở kết quả đo lường khi sự đo lường được lặp đi lặp lại trong cùng một điều kiện làm việc. Sai số này có thể do phương tiện đo,  ... bản của phương tiện đo  Tính chất tĩnh & tính chất động Tính chất tĩnh của phương tiện đo là hàm số xác lập mối quan hệ giữa các đại lượng đầu vào và đại lượng đầu ra trong điều kiện làm việc Tính chất động phản ánh mối quan hệ giữa đại lượng đầu vào và đại lượng đầu ra trong chế độ chuyển tiếp  Độ tin cậy (reliability) Là khả năng của hệ thống thực hiện chức năng đo lường ở điều kiện ổn định trong một khoảng thời gian nhất định... Là sai số được duy trì ở kết quả đo lường khi sự đo lường được lặp đi lặp lại trong cùng một điều kiện làm việc. Sai số này có thể do phương tiện đo,   phương pháp đo,  môi trường, chủ quan từ phía người đo Hạn chế sai số hệ thống bằng cách chuẩn bị tốt trước khi đo,  lựa chọn phương pháp đo phù hợp và xử lý kết quả sau khi đo  Sai số ngẫu nhiên Sai số này hoàn toàn khác hẳn với sai số hệ thống. Khi sự đo lường lặp đi lặp lại thì trị số sai số này khác nhau. Muốn tính toán sai số ngẫu nhiên ...  : Giới hạn sai số tương đối của hệ thống thứ i M : Số lượng các dạng sai số hệ thống thành phần   o Đo trực tiếp Trong đó  : sai số tương đối phương tiện đo  : Sai số tương đối phương pháp đo  : Sai số tương đối do chủ quan người đo Nếu như có nhiều phương tiện đo (n) trong mạch đo thì o Đo gián tiếp Đại lượng đo gián tiếp thường được tính toán dựa trên các đại lượng đo trực tiếp theo các hàm số   Khi đó Khi đó Trong đó  là sai số hệ thống của từng đại lượng thành phần x... Là khả năng của hệ thống thực hiện chức năng đo lường ở điều kiện ổn định trong một khoảng thời gian nhất định  Sai số phương tiện đo Sau khi được xuất xưởng chế tạo, thiết bị đo lường sẽ được kiểm duyệt chất lượng, được chuẩn hóa theo cấp tương ứng và sẽ được phòng kiểm nghiệm  định cho cấp chính xác sau khi được xác định sai số cho từng tầm đo của thiết bị Các cấp chuẩn hóa: Cấp 1 (Chuẩn quốc tế) : các thiết bị đo lường được định chuẩn tại trung tâm đo lường quốc tế đặt tại Paris (pháp)... Hệ số Student, (tra bảng 1.4/tr36 theo xác suất yêu cầu p và số lượng kết quả đo m)  : Độ lệch trung bình Với  : giá trị trung bình của m lần đo   Điều kiện để loại bỏ sai số thô là :  Phân bố Gauss (sinh viên tự tìm hiểu) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1.55 1.57 1.58 1.59 1.50 1.49 1.48 1.51 1.50 1 Xác định chiều cao trung bình của anh (chị) này? 2 Tính bình phương độ lệch chuẩn   Tính toán sai số tổng hợp  Trường hợp đo một lần Giới hạn sai số trùng với giới hạn sai số hệ thống, ... Đại lượng đo gián tiếp thường được tính toán dựa trên các đại lượng đo trực tiếp theo các hàm số   Khi đó Khi đó Trong đó  là sai số hệ thống của từng đại lượng thành phần x 1, x2,…, xN   Tính toán sai số tổng hợp  Trường hợp đo lặp nhiều lần o Đo trực tiếp : Kết quả đo được xử lý theo phương pháp thống kê Trong đó  o Đo gián tiếp . đo : đo thực nghiệm/ dùng trong điều khiển tự động…  Phương pháp đo : đo trực tiếp/ gián tiếp /đo hợp bộ /đo 1 lần… ĐO LƯỜNG Điều kiện đo  Điều kiện cần : Điều kiện để thực hiện đo lường  Điều. Khái quát về kỹ thuật đo 2. Đo nhiệt độ 3. Đo áp suất 4. Đo lưu lượng 5. Đo mức chất lỏng và vật liệu rời 6. Điều kiển tự động MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN  Đại lượng cần đo Đơn vị đo Giá trị đo (trị. //  &%0123456!78%'9: ;,<%,= TÍN HIỆU ĐO VÀ CHUYỂN ĐỔI TÍN HIỆU ĐO  Tín hiệu đo: Nhiệt độ, điện trở, cường độ dòng điện, áp suất, âm thanh và có thể chia làm 2 loại : Tin hiệu điện/ tín hiệu cơ Tín hiệu đo có thể chuyển