BÀI GIẢNG THIẾT KẾ THIẾT BỊ ĐO, HẦ NỘI 7, 2008

GV.TS Nguyn th Lan Hng B mụn: K thut o v tin hc Cụng nghip H ni 8/2007 Chng 1: Lý thuyt chung v phng phỏp v thit b o Phn 1: Thit k cỏc thit b o cỏc i lng in Chng 2: thit b o dũng in, in ỏp v in lng Chng 3: thit b o thụng s mch in Chng 4: thit b o cụng sut v nng lng Chng 5: thit b o thụng s thi gian v gúc pha Phn 2: Thit k thit b o cỏc i lng khụng in Chng 6: Thit k thit b o nhit Chng 7: Thit k thit b o lc, bin dng, ỏp sut, hiu ỏp sut v lu lng Chng 8: Thit k thit b o mc Chng 9: Thit k thit b o cỏc thụng s chuyn ng v kớch thc hỡnh hc Phương pháp đo đại lượng điện không điện, Nguyễn Trọng Quế, 1996 Kỹ thuật đo đại lượng vật lý, chủ biên Phạm Thượng Hàn, tập 1,2, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 1995 Instrumentation Reference Book, BE Noltingk, Butter Worth Heinemann , 1994 Electronique des systemmes de mesures, Tran Tien Lang, 1991 Systemmes des mesures, Tran Tien Lang, Computerized Instrumentation, Tran Tien Lang, Các cảm biến kỹ thuật đo lường điều khiển, chủ biên Lê Văn Doanh, nhà xuất Khoa học kỹ thuật, 2001 Process/Industrial instruments and controls handbook (1999), Gregory K.mcMillan, McGraw-Hill ( NL507/03) Data Acquistion and signal Processing for smart sensors (2002), Nikolay V.kirianaki , Jonh Wiley &Sons X= NX X N0 Bt u X0->N0 (Khc ) X -> Nx ( Mó hoỏ) Tõp cac lng võt ly Quỏ trỡnh o bin i thng kờt qua X N0 Nx Nn Tõp cac sụ t nhiờn Tớnh Nx/N0 a kt qu X = Nx N0 X0 Kt thỳc Quỏ trỡnh o kiu so sỏnh CT Bt u N=0 Nk Nk D/A Xk SS X (0/1) Nk+1=NK+1 Nk =(0ữNn) Bin i Nk -> Xk X-Xk> ỳng Sai a kt qu X=Nk.X0 Kt thỳc Phng phỏp o: l th tc thc hin thao tỏc o lng o c kt qu bng s Thit b o: l thc hin k thut ca phng phỏp o vi mt h i lng c th Phng phỏp o (Mụ t quỏ trỡnh o-Nguyờn cụng) Phi hp cỏc nguyờn cụng khỏc Cỏc th tc phi hp Thit b o (Gii phỏp k thut -Khi chc nng) Th hin bng s chc nng Thc hin bng phn mm x lý Ki hiờu : -C1 : Khụng gian so sanh -C2 : Vao khõu so sanh -C3 : Tin hiờu o -C4 : Mõu C1 C2 C3 C4 C C2 ụng thi Khụng ụng thi Cõn bng I III Khụng cõn bng II IV C3,C4 -bng so sỏnh cỏc dng tớn hiu 10 Phương pháp nâng cao tính xác thiết bị đo Loại trừ nguyên nhân gây sai số Kết cấu công nghệ Bảo vệ chống ảnh hưởng Giảm bớt mức ảnh hư ởng nguyên nhân gây sai số Hiệu chỉnh Tối thiểu hoá ảnh hưởng sai số Tối thiểu hoá sai số biện pháp thống kê 44 Biện pháp hiệu chỉnh sai số Có người tham gia Hiệu chỉnh người đo thực Tự động (Không có người ) Dùng cảm biến đo yếu tố liên quan Hiệu chỉnh thông qua số dụng cụ Phân theo không gian Cộng tính Nhân tính Tạo nên đại lư ợng tỉ lệ với yếu tố liên quan Phân theo thời gian Phân theo không gian Logomet (tỉ số) Phân theo thời gian 45 Hàm truyền : Đặc tính động: + Đặc tính độ + Đặc tính tần + Đặc tính xung Y(p)=K(p).X(p) 46 Khi đại lượng X biến thiên theo thời gian ta có quan hệ (t)=St[X(t)] Quan hệ biểu diễn phương trình vi phân Phương trình vi phân viết dạng toán tử (p)=S(p).X(p) S(p)- Gọi độ nhạy thiết bị đo trình đo đại lượng động 47 h(t) Nếu đại lượng vào có dạng xung hẹp (t) X(t)= Xt(t-) S(p)- thể dạng hàm h(t) đặc trưng cho đặc tính xung thiết bị đo Đặc tính xung thiết bị đo có giao động không tuỳ theo S(p) Nếu đại lượng có dạng xung bước nhảy t Xt=Xt.1(t-) S(p) - thể dạng h(t) theo quan hệ S(p) đặc trưng cho đặc tính độ thiết bị đo tuỳ theo phương trình đặc tính nó, giao động không giao động 48 49 Khi tín hiệu vào có dạng hình sin: Xt=Xmejt S(p) - thể dạng S(j) đựơc gọi đặc tính tần thiết bị S(j) số phức phân tích thành hai thành phần đặc tính A() () đặc tính pha A() thay đổi theo (), gây sai số động tính theo công thức sau: A()- đặc tính tần thiết bị A () A (0) A(0)- biên độ thiết bị không ảnh hưởng Acủa đặc tính tần ( ) = A ( 0) Quan hệ đặc tính tần đặc tính độ t + Sai số tần số ( Giải tần thiết jbị) t h ( t ) = dt K ( j ) e thiết bị n Thời gian đo Khả truyền tin0của thiết bị: C=I.f Trong đó: I- lượng thông tin lần đo (Tính bit) f- Tần số đo (0) () 50 Thiết bị đo nối vào đối tượng đo, muốn có đáp ứng phải thu lượng từ phía đối tượng đo ta gọi tổn hao công suất Trường hợp thit b o mc nối tiếp với tải: Tn hao: pa= RA.I2 RA: in tr vo ca TB, RA: nhỏ sai số tổn hao Trường hợp thit b o mc // với tải: Tn hao: ff = pa R A = < yc pt Rt Yờu cu sai s phng phỏp ff Rt < yc RV V pv = RV RV: in tr vo ca TB, RV ln sai số tổn hao Yờu cu sai s phng phỏp 51 S hoỏ Thụng minh hoỏ ỏp dng cho phng phỏp o hin i T ng x lý thao tỏc o T ng x lý kt qu o Thụng tin vi h thng Đường phát triển thiết bị đo 52 Theo tiêu chuẩn ANSI Y32.20.1975 hay ISA - S5.1 viện tiêu chuẩn Hoa Kỳ (American National Stardard Institute) ngư ời ta quy định ký hiệu thiết bị đo đại lượng đại lượng cụ thể ghi vòng tròn vẽ sơ đồ công nghệ A = thiết bị phân tích B = Đại lượng liên quan đến vòi đốt lửa (Burner) C = Điện dẫn, nhiệt dẫn D = tỷ trọng, trọng lượng riêng E = Điện áp, sức điện động, đại lượng điện nói chung F = Lưu tốc (flow) 53 G = Định lượng (theo loại) I = dòng điện J = công suất K = thời gian, định thời gian L = Mức (level) M = Độ ẩm (Moistrure) N, O = người dùng tự chọn P = áp suất (Presure) Q = Lượng hay tích lũy activity) R = Phóng xạ (Radio S = tốc độ, tần số (Speed) T = Nhiệt độ U = nhiễu biên số (phép đo gián tiếp) V = độ nhớt (Viscosity) W = trọng lượng lực Y = Tự chọn Z = vị trí 54 55 56 57 58 [...]... liu o v s liu mu Cỏch s dng chung cỏc chui bin i Phộp so sỏnh thc hin trong khụng gian vt lý c th Cỏc mch v cỏc phn t so sỏnh So sỏnh mch vũng h Phộp so sỏnh mch vũng kớn B so sỏnh khụng ng thi 12 So sánh đồng thời cân bằng Mu M qua b bin i KM v A/D bin thnh NM X Kx A/D C NX = KxX N M = K MM KM, KX l cỏc h s bin i tng ca chui o lng: (KX = KCB KBD KAD) KCB: h s bin i ca cm bin ; KB : h s bin