BÀI THÍ NGHIỆM kỹ THUẬT SENSOR

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI KHOA ĐIỆN – ĐTTB BỘ MÔN ĐIỆN TỰ ĐỘNG CN BÀI THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT SENSOR TÊN HỌC PHẦN : KỸ THUẬT SENSOR TRÌNH ĐỘ ĐÀO TẠO : ĐẠI HỌC CHÍNH QUY DÙNG CHO SV NGÀNH: ĐIỆN TỰ ĐỘNG CN HẢI PHÒNG – 2008 Phần I: Giới thiệu chung thực hành – thí nghiệm môn học Mục tiêu - Giúp sinh viên nắm vững kiến thức lý thuyết môn học - Sinh viên tìm hiểu cấu tạo nguyên lí hoạt động số loại cảm biến - Từ cảm biến đo đại lượng đo sinh viên tiến hành đọc kết đo đánh giá đặc tính cảm biến Tài liệu thí nghiệm bao gồm Bài 1: Cảm biến đo nhiệt độ Bài 2: Cảm biến đo tốc độ quay động Bài 3: Cảm biến đo mức chất lưu Thiết bị phòng thí nghiệm Phần II: Nội dung chi tiết THTN Bài 1: CẢM BIẾN ĐO NHIỆT ĐỘ SƠ ĐỒ 1 Mục tiêu 1.1 Giới thiệu cho sinh viên biết loại cảm biến đo nhiệt độ có phòng thí nghiệm, nắm rõ cấu tạo chức hoạt động loại Hướng dẫn sử dụng số mạch đo có sẵn để thực hành đo thử 1.2 Đo nhiệt độ nguồn nhiệt tạo lò nhiệt Công tác chuẩn bị sinh viên 2.1 Sinh viên phải nắm vững kiến thức lý thuyết số loại cảm biến đo nhiệt độ: Nhiệt điện trở kim loại, cặp nhiệt ngẫu 2.2 Đọc kỹ tài liệu hướng dẫn thí nghiệm Trang thiết bị cần thiết 3.1 Cảm biến đo nhiệt độ 3.2 Mạch đo 3.3 Lò nhịêt Các nội dung, quy trình Nhiệt độ đại lượng có ảnh hưởng lớn tới tính chất vật Đặc biệt lĩnh vực công nghiệp việc kiểm soát, khống chế điều khiển nhiệt độ quan trọng Nhưng việc xác định xác nhiệt độ đối tượng đo phức tạp.Ta đo nhiệt độ thông qua phần tử nhạy cảm cảm biến chịu tác dụng nhiệt độ đối tượng đo Ta chia cảm biến nhiệt độ thành nhóm sau: - Cảm biến tiếp xúc với môi trường đo, gồm có: +Cảm biến giãn nở(nhiệt kế giãn nở) +Cảm biến điện trở(nhiệt điện trở) +Cặp nhiệt ngẫu -Cảm biến không tiếp xúc với môi trường đo:hỏa kế 4.1 Ta có sơ đồ cấu trúc mạch đo sau: Hình 1.1 Sơ đồ cấu trúc mạch đo Giải thích chức khối: *Bộ nguồn: Tạo điện áp chuẩn cho IC số hoạt động, cấp nguồn đủ lớn cho rơle, đèn báo (dùng IC tạo điện áp chuẩnLM7805, LM7812,cầu chỉnh lưu…) *Cảm biến: Ta dùng cảm biến nhiệt điện trở *Khối khuếch đại từ cảm biến: Khuếch đại tín hiệu điện áp nhỏ từ cảm biến đưa tới nhờ vào opamp IC LM324 Xuất tín hiệu dạng tương tự *Bộ ADC: Chuyển tín hiệu dạng tương tự khối khuếch đại tín hiệu từ cảm biến đưa tới thành dạng tín hiệu số,đưa tới vi xử lý *Bộ vi xử lí: Là chip AT89S52 nạp sẵn chương trình Nó xử lí tín hiệu số từ ADC xuất tín hiệu điều khiển rơle, điều khiển LCD, giao tiếp với máy tính *Khuếch đại đầu tới rơle: Do tín hiệu xuất từ vi xử lí có công suất nhỏ Vì muốn điều khiển rơle hay đèn báo ta cần phải khuếch đại tín hiệu lên Mạch khuếch đại gồm transistor mắc kiểu darlington, việc mắc transistor theo darlington tăng thêm công suất tải *Rơle tác động còi, đèn: Tín hiệu báo cho người vận hành biết nhiệt độ đạt tới ngưỡng cài đặt *Màn hình hiển thị LCD: Hiển thị kết đo hình LCD Cho phép người vận hành quan sát cài đặt *Bàn phím: Cho phép cài đặt chế độ mạch đo là; ngưỡng nhiệt độ cho phép, thời gian… CẢM BIẾN ĐO NHIỆT ĐỘ SƠ ĐỒ Hình 1.2 Sơ đồ cấu trúc mạch đo nhiệt độ cầm tay Mỗi khối sơ đồ cấu trúc có chức riêng biệt Khối nguồn cấp Toàn mạch cung cấp từ hai nguồn Nguồn xoay chiều AC dùng trường hợp có nguồn điện lưới Nguồn AC cung cấp thông qua Adaptor 220V/12V Nguồn thứ hai hệ thống pin bên Mạch sử dụng pin AA tổng điện áp 1,2 x = 7,2V Đây pin nạp lại Khối nguồn dòng Cảm biến nhiệt độ PT100 cảm biến nhiệt độ dạng điện trở (RTD) Khi nhiệt độ thay đổi, giá trị điện trở cảm biến thay đổi theo Như cấp cho PT100 giá trị dòng điện không đổi giá trị điện áp cảm biến tính theo định luật Om: UT = RT Ic (1) UT : Là giá trị điện áp hai đầu cảm biến RT : Điện trở cảm biến T0C Mặt khác dựa vào nguyên lý thay đổi điện trở, người ta chứng minh điện trở RTD thay đổi phụ thuộc vào nhiệt độ theo phương trình sau: (2) Trong đó: RT : Là điện trở RTD nhiệt độ T (Ω) R0 : Là điện trở của RTD 00C (Ω) : Là số xác đinh thực nghiệm Nếu nhiệt độ khoảng ngắn định, công thức đơn giản thành: (3) Đối với PT 100 ta có R0 = 100(Ω) (4) Giá trị số thường lấy 0.00385 thang nhiệt độ 0-100 độ Thay coi không đổi vào (2.4) ta có: Thay RT vào (1) : UT = 100I c(1+0,00385T) Từ tính (5) Nếu giữ cho Ic=const, Upt100 Rpt100 Khối ADC - ADC : Trong ứng dụng đo lường điều khiển vi điều khiển chuyển đổi tương tự-số (ADC) thành phần quan trọng Nhiệt độ đại lượng analog Trong đó, vi điều khiển thiết bị số (digital), giá trị mà vi điều khiển thao tác số rời rạc thực chất chúng tạo thành từ kết hợp hai mức Nói cách khác, “số hóa” (digitalize) liệu analog thành liệu digital Quá trình “số hóa” thường thực thiết bị gọi “bộ chuyển đổi tương tự - số hay đơn giản ADC (Analog to Digital Converter) Khối khuếch đại (Again) Vì tín hiệu điện áp có biên độ nhỏ, ta cần có khuếch đại điện áp, khuếch đại sử dụng khuếch đại thuật toán (OA) Giá trị ADC tính theo công thức: (6) Vin : Giá trị điện áp đầu vào ADC VRef : Điện áp tham chiếu ADC (VRef = 5V) (7) Mặt khác: Vin = UT K (8) Với K : hệ số khuếch đại OA Từ (7) (8): Thay vào công thức (5) (9) Khối hiển thị Trong mạch sử dụng khối hiển led đoạn Khối xử lý toán học (Arithmetic and logic unit) Đây khối có chức xử lý số học Trên sở kết đọc từ ADC, giá trị nhiệt độ tính toán theo công thức (2.9) SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ Sơ đồ nguyên lý chi tiết mạch đo mô tả hình vẽ 2.7, bao gồm khối sau: Khối nguồn cấp FUSE R16 R17 + D1 C6 + in out BT1 D2 7660 + C10 + NC C+ C- V+ + C7 BT2 C9 GND C8 BT3 OSC LV OUT -5V R18 D3 + AC12V 78L05 3- +5V Q5 D468 gnd F1 C11 Hình 1.3 Nguồn cấp cho mạch Chọn dòng nạp cho pin In=0,1A Q5 chọn D468 có tham số Khi Q5 dẫn điện áp rơi Q5 0,6V Từ tính giá trị điện trở Chuẩn hoá giá trị điện trở Điện áp ổn áp D2 tính điện áp rơi BE Q5 với điện áp pin: DzD2=1,5+7,2=8,7V Chuẩn hoá DzD2=9V - TC7660 : có nhiệm vụ tạo điện áp -5V cho khuếch đại thuật toán Các giá trị điện cảm mắc mạch cung cấp datasheet nhà sản xuất Mạch nguồn dòng Dòng điện cấp cho PT100 chọn 1,5mA đảm bảo cho PT100 không bị nóng lên cấp nguồn +5V R25 Q5 A1015 Q6 A1015 R26 PT100-1 Hình 1.4 Mạch tạo nguồn dòng Hai transistor chọn loại A1015 có Giá trị điện trở R25 tính theo công thức: Chuẩn hoá R25=560Ω; R26 chọn 1kΩ Mạch khuếch đại Điện áp rơi PT100 ứng với thang dải đo cực đại 2000C: Điện cần qua khuếch đại không đảo để đưa vào ADC Với giả thiết đưa nhiệt độ 2000C điện áp ADC 5V, ta tính hệ số khếch đại: 10 Chuẩn hoá chọn R23 = 2,2KΩ, R22=33KΩ R22 -5V 4558/SO - + R29 R23 -5V Hình 1.5 Mạch khuếch đại không đảo - Trị số linh kiện khối khác lấy sở datasheet nhà sản xuất dựa thực nghiệm trình thiết kế Sơ đồ mạch nguyên lý hoàn chỉnh hình vẽ 1.5 Khối hiển thị điều khiển thông qua VĐK ATMEGA18 SLAVE Còn khối tính toán số học VĐK ATMEGA18 MASTER 11 +5V +5V R1 R11 Q4 A1015 R12 f no3 c a g b R10 Q3 A1015 R6 D4 R7 D5 R8 D6 R9 D7 D8 ch1 ch2 c/f bat f c a g b A4 A3d e A2 A1 led A1 CA1 A2 CA2 A3 CA3 A4 CA4 10 11 12 13 14 15 16 R9 Q2 A1015 A4A3 d noe A2 dot A1 no1 no2 Q1 A1015 +5V V+ + ISP VCC C15 MAX232 GND RXD-PC TXD-PC TXD-PC 13 R1IN R2IN 12 R1OUT R2OUT TXD-S 14 RXD-PC T1OUT T2OUT C1+ C1C2+ C2V+ V- RS232 11 T1IN 10 T2IN RXD C1+ R13 ATMEGA8 MASTER + C2 + RESET RESET RXD TXD C12 VCC C1- C3 C1+ C1C2+ C2V+ V- C2+ + PC MOSI MISO SCK GND VCC GND V- + X1 X2 R15 C13 C2- X1 X2 SW1 SW2 SW3 SW4 4MHZ MENU C14 C4 SW1 10 11 12 13 14 RESET PD0/RXD PD1/TXD PD2 PD3 PD4 VCC DGND PB6/X1 PB7/X2 PD5 PD6 PD7 PB0 PC5/SCL PC4/SDA PC3 PC2/ADC2 PC1/ADC1 PC0/ADC0 GND AVREF AVCC PB5/SCK PB4/MISO PB3/MOSI PB2 PB1 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 VCC CHAN2 CHAN1 GND VREF VCC SCK MISO MOSI BUZZ RESET TXD TXD-S c/f ch2 ch1 VCC GND dot g R6 R7 a R8 ATMEGA8 SLAVE RESET PD0/RxD PD1/TxD PD2 PD3 PD4 VCC DGND PB6/X1 PB7/X2 PD5 PD6 PD7 PB0 PC5/SCL PC4/SDA PC3 PC2 PC1 PC0 GND AVREF AVCC PB5/SCK PB4/MISO PB3/MOSI PB2 PB1 10 11 12 13 14 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 led bat ca4 ca3 ca2 ca1 f e d c b R1 R2 R3 R4 R5 HOLD SW2 C/F SW3 +5V L1 VREF BUZZ GND R25 GND CH 4558/SO Q5 A1015 SW4 CHAN1 R24 + Q6 A1015 R29 R17 R16 R22 -5V C5 - F1 FUSE +5V - BUZZ + +5V C6 + in out PT100-1 +5V R19 -5V BT1 D2 7660 R26 4558/SO 3- D1 -5V + BT3 OUT OSC LV -5V CHAN2 R21 R18 D3 C11 Q7 A1015 Q8 A1015 R28 V+ C10 + C7 NC C+ C- GND BT2 C9 + + C8 + AC12V +5V - VCC 78L05 gnd + Q5 D468 R26 R23 R20 +5V R27 PT100-2 Hình 1.6 Sơ đồ nguyên lý mạch đo 12 4.2 Quá trình thí nghiệm nhận xét - Cho lò nhiệt hoạt động, đưa đầu đo cảm biến vào lò Quan sát kết hiển thị hình LCD kết hiển thị hình chuẩn lò ta nhận xét thấy có sai số Sai số vào khoảng ±3 oC, sai số có là: nhiệt độ sinh bị thất thoát trình đo, khả xử lí mạch đo chưa thực xác Linh kiện điện tử cảm biến không chất lượng -Một điểm yếu mạch đo thay đổi thông số hiển thị chậm chạp so với thay đổi nhiệt độ cuả đối tượng cần đo Đôi bị trục trặc khâu hiển thị Bàn phím cài đặt không tối ưu, hay bị lỗi - Khi nhiệt độ đạt giá trị ngưỡng cho phép rơle hoạt động tương đối tin cậy Nhưng có còi báo, đèn báo động hay rơle nhảy trạng thái - Tính tương tác người vận hành mạch đo hạn chế Bố trí thiết bị chưa gọn gàng Kết luận, yêu cầu cần đạt sinh viên - So sánh kết thu từ hình hiển thị LCD mạch đo với kết mạch đo chuẩn lò nhiệt -Vẽ sơ đồ cấu trúc mạch đo, giải thích chức phần tử 13 Bài 2: CẢM BIẾN ĐO TỐC ĐỘ Mục tiêu 1.1 Giới thiệu cho sinh viên biết loại cảm biến đo tốc độ có phòng thí nghiệm, nắm rõ cấu tạo chức hoạt động loại Hướng dẫn sử dụng số module đo có sẵn 1.2 Đo thử tốc độ quay động 1.3 So sánh độ xác loại cảm biến đo cho1 đối tượng Công tác chuẩn bị sinh viên 2.1 Sinh viên phải nắm vững kiến thức lý thuyết số loại cảm biến đo nhiệt độ: Nhiệt điện trở kim loại, cặp nhiệt ngẫu 2.2 Đọc kỹ tài liệu hướng dẫn thí nghiệm Trang thiết bị cần thiết 3.1 Các loại cảm biến đo tốc độ 3.2 Mạch đo Nội dung, quy trình Trong công nghiệp phần lớn đo vận tốc đo tốc đọ quay máy sản xuất Độ an toàn chế độ làm việc máy phụ thuộc nhiều vào vận tốc quay Trong trường hợp chuyển động thẳng ,việc đo vận đo dài thường chuyển đo tốc độ quay Vì cảm biến đo vận tốc góc đóng vai trò quan trọng việc đo vận tốc Để đo vận tốc góc ta thường dùng phương pháp sau đây: -Sử dụng tốc độ kế vòng kiểu điện từ: Nguyên lý hoạt động dựa tượng cảm ứng điện từ -Sử dụng tốc độ kế vòng kiểu xung: Làm việc theo nguyên tắc đo tần số 14 chuyển động phần tử chuyển động tuần hoàn 4.1 Đo tốc độ động dùng tốc độ kế từ trở biến thiên *Giới thiệu phần tử -Mạch bao gồm cảm biến từ trở trở biến thiên -Một đĩa cắt thành dạng lưỡi gắn chặt vào trục động Hình 1.7 Cấu tạo tốc độ kế từ trở biến thiên -Hai đầu cuộn dây cảm ứng nối tới cấu mạch đo *Nguyên tắc hoạt động -Khi đĩa quay từ trở mạch biến thiên cách tuần hoàn làm cho từ thông qua cuộn dây biến thiên, cuộn dây xuất sức điện động cảm ứng cótần số tỉ lệ với góc quay: f=p.n Trong đó: P số lượng đĩa n số vòng quay đĩa giây Khi cuộn dây gần vành đĩa E lớn ngược lại Sức điện động E tỉ lệ với tốc độ quay n, n lớn E lớn ngược lại Nếu mà n nhỏ E bé tồn vùng chết đo Giải đo phụ thuộc vào số p Loại cho dải đo tầm chục nghìn vòng / phút Việc xử lí tín hiệu cảm biến phức tạp, mặt khác chịu ảnh hưởng từ trường xung quanh 4.2 Đo tốc độ động dùng tốc độ kế điện từ (máy phát tốc) 15 Trong thí nghiệm ta dùng máy phát tốc loại chiều *Giới thiệu phần tử Hình 1.8 Mạch đo tốc độ dùng máy phát tốc -Stato (phần cảm) nam chân điện nam châm vĩnh cửu -Rôto trục sắt gồm nhiều lớp ghép lại, mặt có xẻ rãnh song song với trục máy cách Trong rãnh đặt dây đồng tạo thành cuộn dây cuộn dây phụ.Trục máy phát tốc gắn đồng trục với trục động *Nguyên tắc hoạt động Khi động quay kéo theo trục máy phát tốc quay làm xuất sức điện động cảm ứng vòng dây Với loại cảm biến độ nhạy tín hiệu nâng lên cao nhiều Tuy nhiên dải đo với tốc độ lớn bị hạn chế Loại dùng nhiều công nghiệp 4.3 Đo tốc độ động dùng tốc độ kế quang *Giới thiệu phần tử Hình 1.9 Cấu tạo tốc độ kế quang Gồm có đĩa mã hóa (vạch sáng tối xen kẽ đục lỗ), 16 mạch phát mạch thu tín hiệu -Mạch phát led hồng ngoại -Mạch thu transistor quang mắt thu hồng ngoại Đầu đưa trực tiếp tới mạch xử lí Đây tín hiệu số chuẩn nên không cần phải chỉnh sửa tín hiệu -Đĩa gắn chặt với trục động *Nguyên lí hoạt động -Khi động quay làm đĩa quay theo, đĩa mã hóa nên phần suốt cho phép tia sáng qua tới đầu thu quang, chỗ tối chặn tia sáng lại Bình thường trạng thái đầu thu logic cao, có xung xuống mức logic thấp Cứ đầu thu quang chuỗi xung vuông Xung đưa tới mạch xử lí -Để xác định xem động quay theo chiều ta phải dùng thu phát quang đặt lệch góc 90 so với trục động Ta vào thời gian xuất tín hiệu mà đưa chiều quay xác -Muốn đo tốc độ nhỏ ta phải tăng cường độ phân giải cho đĩa mã hóa cách tạo nhiều vòng chia mặt đĩa tăng số lượng vạch chia (lỗ).Hiện với công nghệ đại chế tạo đĩa có số lượng vạch chia lớn cỡ vài nghìn vạch (lỗ) Cảm biến chịu nhiễu tác động ánh sáng…Vì tránh nhiễu ta nên che chắn cẩn thận đảm bảo không gây ảnh hưởng tới mạch thu mà lại cản trở nhiễu tác động Qua ta thấy đo tốc độ động dùng tốc độ kế quang có độ xác cao, dải đo tương đối rộng.Máy phát tốc dùng phổ biến tốc độ kế từ trở biến thiên dùng hạn chế Kết luận, yêu cầu cần đạt sinh viên sau thực hành 17 - So sánh kết thu từ cảm biến đo khác -Vẽ sơ đồ cấu trúc mạch đo, giải thích chức phần tử Bài 3: BÀI THÍ NGHIỆM ĐO MỨC Module nhận tín hiệu số tương tự Hình 1.10: Module nhận tín hiệu số Hình 1.11: Module nhận tín hiệu tương tự 18 Quy trình thực thí nghiệm: 2.1 Tổng quan công nghệ thí nghiệm: Bài thí nghiệm gồm có phần tử: - bình chứa nước (1 bình cần đo mức nước bình chứa nước hồi về) - cảm biến (1 cảm biến đầu dạng số đầu cảm biến đầu dạng tương tự) - module truyền thông (2 module nhận tín hiệu từ cảm biến số, module nhận tín hiệu từ cảm biến tương tự, module xử lý trung tâm) - module nguồn cung cấp tất loại nguồn cho module truyền thông cảm biến - card biến đổi tín hiệu RS232/RS485 cho mục đích ghép nối mạng với máy tính giám sát - máy tính giám sát - bơm nước Thuyết minh công nghệ thí nghiệm: cảm biến đo mức gắn cố định với bình chứa nước cần đo Tín hiệu từ cảm biến (dạng số tương tự) biến đổi thành tín hiệu điện gửi tới module đo lường tương ứng Các module đo lường có nhiệm vụ gửi kết nhận từ cảm biến tới module xử lý trung tâm theo giao thức riêng module xử lý trung tâm yêu cầu Mỗi module truyền thông có địa vật lý riêng đặt phần mềm (module trung tâm) nút gạt Các địa có tác dụng để module nhận biết tin gửi cho Việc kiểm soát truy nhập bus hoàn toàn module trung tâm đảm nhận Máy tính đóng vai trò giám sát module trung tâm cho phép Các tin truyền bus theo giao thức thống theo chuẩn vật lý RS-485 Việc xử lý tín hiệu đo từ cảm biến module trung tâm đảm nhiệm (thông qua thông tin nhận từ module đo lường) Module trung tâm có hình LCD để giám sát hiển thị mức nước kênh Ngoài module trung tâm cho phép cài đặt cảnh báo mức cao, mức thấp, cài đặt 19 địa dạng module (module số hay module tương tự) cho kênh cài đặt địa cho module trung tâm, cho phép máy tính tham gia vào mạng không cho phép tham gia Module trung tâm xử lý tín hiệu sau: - Nếu mức nước kênh mức Low (tùy thuộc vào cài đặt) đèn xanh tương ứng kênh sáng, đồng thời module phát tín hiệu mở bơm nước (thông qua rơle) Khi mức nước vượt qua mức Low đèn xanh tắt, bơm hoạt động - Nếu mức nước lên tới mức High (tùy thuộc cài đặt) đèn đỏ kênh bật, bơm lệnh dừng hoạt động - Nếu mức nước hạ chưa chạm mức Low đèn tắt, bơm dừng 2.2 Các bước thực thí nghiệm: Khi thực thí nghiệm cần làm theo bước đây: - Kiểm tra tổng thể cảm biến module Nếu phát thấy có hỏng hóc cần phải khắc phục Riêng với cảm biến đo mức dạng tương tự cần kiểm tra biến trở trượt, bảo đảm biến trở phải trượt dễ dàng Kiểm tra dây đấu nối với cảm biến số - Đấu nối đầu dây tín hiệu từ cảm biến tới module tương ứng, ý ký hiệu mặt module - Đấu dây cấp nguồn cho module cho cảm biến (bảo đảm đấu cực tính, đủ số nguồn cho module) - Tiến hành đặt địa cho module số module tương tự (đặt địa nút gạt, địa từ ÷ 31) Mặc định địa module số 2, module tương tự - Nối dây truyền thông module - Sau kiểm tra lại lần nữa, không phát vấn đề cấp điện cho module nguồn Sau module nguồn báo có nguồn gạt công tắc nguồn module để cấp điện cho chúng Nếu thấy đèn báo nguồn module sáng việc cấp nguồn xong, đèn không sáng cần kiểm tra lại module tương ứng 20 Sau cấp nguồn, module trung tâm làm việc với giá trị mặc định sau: - Địa module trung tâm 31 - Module trung tâm có kết nối máy tính - Kênh có địa 1, tín hiệu tín hiệu số Cảnh báo mức cao 4, mức thấp - Kênh có địa 2, tín hiệu tín hiệu số Cảnh báo mức cao 4, mức thấp - Kênh có địa 3, tín hiệu tín hiệu tương tự Cảnh báo mức cao 31,4 cm, mức thấp 10,3 cm - Kênh có địa 4, không sử dụng Màn hình LCD sau module cấp nguồn hiển thị hình Màn hình giữ nguyên sau khoảng 3s, sau chuyển sang hình giám sát: Nếu muốn cài đặt lại giá trị cho kênh module, ta nhấn MODE: 21 Nhấn nút ↑/↓ để lựa chọn phần muốn cài đặt: Ta bắt đầu tiến hành cài đặt - Cài đặt cho module trung tâm: Khi trỏ dòng Module ta nhấn ENTER, hình ra: Ta nhập địa cho module nút ↑/↓ Sau nhập xong ta nhấn ENTER, hình sau: Dùng nút → để lựa chọn 22 Nếu chọn NO, module trung tâm bỏ qua việc truyền thông với máy tính (không gửi kết đo lường tới máy tính) Chọn YES, module trung tâm gửi kết đo lường tới máy tính sau thu thập đủ liệu kênh đo Để chọn, ta nhấn ENTER Sau chọn xong, hình quay hình giám sát - Cài đặt cho kênh (ví dụ kênh 1): Khi hình giám sát, ta nhấn MODE Ta nhấn nút ↓, trỏ vào dòng CHANEL ta nhấn ENTER Màn hình ra: Ta chọn loại tín hiệu cần thu thập kênh 1: NoUse (không sử dụng kênh này), ANAL (tín hiệu tương tự), DIGI ( tín hiệu số) Dùng nút → để lựa chọn Sau chọn xong ta nhấn ENTER Màn hình cài đặt địa ra: Dùng nút ↑/↓ để đặt địa cho kênh (lưu ý đặt địa ta đặt sẵn nút gạt module số) Sau ta nhấn ENTER Nếu trước ta chọn kênh DIGI hình cài đặt cảnh báo mức cao sau: 23 Ta dùng nút ↑/↓ để chọn mức cần cảnh báo (có mức) Sau nhấn ENTER để chuyển sang cài đặt cảnh báo mức thấp: Ta tiến hành tương tự Sau nhấn ENTER quay hình giám sát Để cài đặt cho kênh lại ta làm tương tự Nếu ta chọn ANAL hình cài đặt cảnh báo sau: Ta dùng nút ↑/↓/→ để cài đặt mức cần cảnh báo, sau nhấn ENTER Khi hoạt động hình giám sát lên sau (với kênh 1,2 kênh số, kênh kênh tương tự, kênh không sử dụng): 24 [...]... được từ các cảm biến đo khác nhau -Vẽ sơ đồ cấu trúc mạch đo, giải thích chức năng của các phần tử Bài 3: BÀI THÍ NGHIỆM ĐO MỨC 1 Module nhận tín hiệu số và tương tự Hình 1.10: Module nhận tín hiệu số Hình 1.11: Module nhận tín hiệu tương tự 18 2 Quy trình thực hiện bài thí nghiệm: 2.1 Tổng quan về công nghệ của bài thí nghiệm: Bài thí nghiệm gồm có các phần tử: - 2 bình chứa nước (1 bình cần đo mức... mức High (tùy thuộc cài đặt) thì đèn đỏ của kênh đó bật, bơm được lệnh dừng hoạt động - Nếu mức nước hạ nhưng chưa chạm mức Low thì 2 đèn đều tắt, bơm vẫn dừng 2.2 Các bước thực hiện bài thí nghiệm: Khi thực hiện bài thí nghiệm cần làm theo các bước dưới đây: - Kiểm tra tổng thể các cảm biến và các module Nếu phát hiện thấy có hỏng hóc cần phải khắc phục ngay Riêng với cảm biến đo mức dạng tương tự cần... quả thu được từ màn hình hiển thị LCD của mạch đo với kết quả mạch đo chuẩn của lò nhiệt -Vẽ sơ đồ cấu trúc mạch đo, giải thích chức năng của các phần tử 13 Bài 2: CẢM BIẾN ĐO TỐC ĐỘ 1 Mục tiêu 1.1 Giới thiệu cho sinh viên biết được các loại cảm biến đo tốc độ có trong phòng thí nghiệm, nắm rõ cấu tạo chức năng hoạt động của từng loại Hướng dẫn sử dụng một số module đo có sẵn 1.2 Đo thử tốc độ quay... cùng đo cho1 đối tượng 2 Công tác chuẩn bị của sinh viên 2.1 Sinh viên phải nắm vững kiến thức lý thuyết về một số loại cảm biến đo nhiệt độ: Nhiệt điện trở kim loại, cặp nhiệt ngẫu 2.2 Đọc kỹ tài liệu hướng dẫn thí nghiệm 3 Trang thiết bị cần thiết 3.1 Các loại cảm biến đo tốc độ 3.2 Mạch đo 4 Nội dung, quy trình Trong công nghiệp phần lớn đo vận tốc là đo tốc đọ quay của máy sản xuất Độ an toàn cũng... loại nguồn cho 4 module truyền thông và các cảm biến - 1 card biến đổi tín hiệu RS232/RS485 cho mục đích ghép nối mạng với máy tính giám sát - 1 máy tính giám sát - 1 bơm nước Thuyết minh công nghệ bài thí nghiệm: 2 cảm biến đo mức được gắn cố định với bình chứa nước cần đo Tín hiệu từ các cảm biến này (dạng số và tương tự) sẽ được biến đổi thành tín hiệu điện và gửi tới các module đo lường tương ứng... chục nghìn vòng / phút Việc xử lí tín hiệu cảm biến này khá là phức tạp, mặt khác nó còn chịu ảnh hưởng của từ trường xung quanh 4.2 Đo tốc độ động cơ dùng tốc độ kế điện từ (máy phát tốc) 15 Trong bài thí nghiệm này ta dùng máy phát tốc loại 1 chiều *Giới thiệu phần tử Hình 1.8 Mạch đo tốc độ dùng máy phát tốc -Stato (phần cảm) là một nam chân điện hoặc 1 nam châm vĩnh cửu -Rôto là một trục sắt gồm... A1015 6 5 Q8 A1015 R28 8 V+ C10 3 + C7 1 NC 2 C+ 4 C- GND 4 BT2 C9 + + C8 + AC12V 1 +5V - 2 1 VCC 78L05 gnd + Q5 D468 R26 R23 1 2 R20 +5V R27 PT100-2 Hình 1.6 Sơ đồ nguyên lý mạch đo 12 4.2 Quá trình thí nghiệm và nhận xét - Cho lò nhiệt hoạt động, đưa đầu đo cảm biến vào trong lò Quan sát kết quả hiển thị trên màn hình LCD và kết quả hiển thị trên màn hình chuẩn của lò ta nhận xét thấy có sai số Sai... 2,2KΩ, R22=33KΩ R22 -5V 4 4558/SO - 1 2 3 + 8 R29 R23 -5V Hình 1.5 Mạch khuếch đại không đảo - Trị số các linh kiện trong các khối khác được lấy trên cơ sở datasheet của nhà sản xuất và dựa trên thực nghiệm trong quá trình thiết kế Sơ đồ mạch nguyên lý hoàn chỉnh như trong hình vẽ 1.5 Khối hiển thị được điều khiển thông qua bộ VĐK ATMEGA18 SLAVE Còn khối tính toán số học là VĐK ATMEGA18 MASTER 11 +5V