Chapter 1: Khái niệm chung về Cảm biến (2b)

1 Bi ging K Thut Cm Bin (sensors) Hoang Si Hong 2011 -Faculty of Electrical Eng., Hanoi Univ of Science and Technology (HUST), Hanoi, VietNam Hoang Si Hong-HUST Ngun tham kho Note: Bi ging mụn hc ny c tham kho, trớch dn v lc dch t cỏc ngun sau: - Sỏch K thut o lng cỏc i lng in 1, 2- Phm Thng Hn, Nguyn Trng Qu Cỏc b cm bin o lng-Lờ Vn Doanh Cỏc b cm bin-Nguyn Tng Phụ o lng in v cỏc b cm bin: Ng.V.Ho v Hong S Hng Sensor technology handbook (edited by JON WILSON) Elements of Electronic Instrumentation and Measurement (Prentice-Hall Company) Sỏch gii thớch n v o lng hp phỏp ca Vit Nam Bi ging v website: Bi ging k thut cm bin-Hong S Hng.(2005) Bi ging Cm bin v k thut o:P.T.N.Yn, Ng.T.L.Hng (2010) Bi ging MEMs ITIMS BKHN Mt s bi ging v cm bin v o lng t cỏc trng i hc KT khỏc Vit Nam Website: sciendirect/sensors and actuators A and B Hoang Si Hong-HUST Ni dung mụn hc v mc ớch Ni dung Chapter 1: Khỏi nim chung v Cm bin (2b) Chapter 2: Cm bin in tr (2b) Chng 3: Cm bin nhit in (2b) Chng 4: Cm bin quang (2b) Chng 5: Cm bin tnh in (2b) Chng 6: Cm bin Hall v hoỏ in Chng 6: Cm bin v PLC(1b) Mc ớch: nm c cu to, nguyờn lý hot ng v ng dng ca cỏc loi cm bin thụng dng cụng nghip v i sng Nm c xu th phỏt trin chung ca cụng ngh cm bin trờn th gii Hoang Si Hong-HUST Chng 1:Khỏi nim chung v cm bin Giỏo trỡnh v ti liu tham kho Khỏi nim chung Lch s phỏt trin c im v phõn loi ng dng Vt liu v cỏc hiu ng c bn Cụng ngh sn xut Hoang Si Hong-HUST 1.1 Cỏc khỏi nim v nh ngha X CB Y BĐCH Ych TBĐ Cm bin (CB): l chuyn i thc hin chc nng bin i i lng khụng in thnh i lng in Vớ d nh bin ỏp sut, nhit , lu lng, tcthnh tớn hiu in (mv V, mA) Chuyn i o lng: l cỏc chuyn i i lng in ny thnh i lng khỏc Đại l-ợng không điện X đ-ợc đ-a qua cảm biến Y Thông th-ờng Y đại l-ợng điện Đại l-ợng điện U, I, f (cảm biến phát điện), thông số R, L, C (cảm biến thông số) Y đ-ợc đ-a vào chuẩn hoá biến thành Ych t-ơng thích với thiết bị đo TBĐ Hoang Si Hong-HUST 1.1 Cỏc khỏi nim v nh ngha Cỏc b cm bin thng c nh ngha theo ngha rng l thit b cm nhn v ỏp ng vi cỏc tớn hiu v kớch thớch Núi cỏch khỏc cm bin chớnh l cỏc chuyn i o lng s cp c t mt v hp cú kớch thc hỡnh dỏng rt khỏc v c chun hoỏ phự hp vi s dng thc t (lp t, c tớnh, cu to ) Vi trũ ca cm bin: Cm bin úng vai trũ quan trng h thng o lng v K hin i Nú quyt nh vic cú th K t ng hay TH cỏc quỏ trỡnh hay khụng Quyt nh chớnh xỏc v cht lng ca h thng Hoang Si Hong-HUST 1.2.Phõn loi Phõn loi theo kớch thc: cm bin truyn thng v vi cm bin (MEMS v NEMS) Phõn loi theo mụi trng: cm bin o tip xỳc v khụng tip xỳc Phõn loi theo tớnh nng Hoang Si Hong-HUST Phõn loi cm bin th ng Hoang Si Hong-HUST Phõn loi cm bin tớch cc Hoang Si Hong-HUST Phõn loi cm bin theo kớch thc Vớ d v cm bin truyn thng Cm bin l thit b chuyn i mt tớn hiu u vo khụng in (vt lớ v hoỏ hc) thnh mt tớn hiu cú tớnh cht in Vớ d v vi cm bin Cm Hoang Si Hong-HUST 10 Phõn loi theo phng phỏp tip xỳc i tng o CHTH MUX CHTH ADC Vi X lớ Hin th Ngun ngoi CB1: o tip xỳc vi i tng v khụng cn CHTH (ch ng) CB2 o tip xỳc ch ng v cn chun hoỏ tớn hiu CB3 o ko tip xỳc, ko cn CHTH v ch ng CB4 o ko tip xỳc, ch ng v cn CHTH CB5 o tip xỳc, th ng (cn ngun ngoi) CB6 o mụi trng Hoang Si Hong-HUST 12 Phõn loi theo tớnh nng Cm bin tng t Cm bin thụng minh Hoang Si Hong-HUST 13 1.3.ng dng- ng dng theo tớnh nng Hoang Si Hong-HUST 14 ng dng truyn thng Hoang Si Hong-HUST 15 ng dng ca cm bin hin i ụtụ Mỏy bay Tu thu Nh thụng minh Hoang Si Hong-HUST Thit b thụng minh 16 Cm bin h thng o lng v iu khin Hoang Si Hong-HUST 17 Nhc li mt s khỏi nim c bn v in cn thit cho cm bin Hiu ng quang-in Hoang Si Hong-HUST 18 S chuyn i v ng dng Hoang Si Hong-HUST 19 1.4 c tớnh chung ca mt cm bin - ỏp ng (response) nhy (sensitivity) la chn (selectivity) Gii hn phỏt hin (detection limit) phõn gii (Resolution) Ngng nhy Tc ỏp ng (speed of response) tr (hysteresic) lp li (repeatability) phi tuyn (Nonlinearity) n nh (stability) Kh nng chu quỏ ti Hoang Si Hong-HUST 20 nhy (Sen) v tr (H) ca cm bin Nguyờn nhõn: s thay i cu trỳc vt liu hoc ma sỏt Hoang Si Hong-HUST 21 bóo ho (Sa) v kh nng lp li (A) n mt giỏ tr ngng no y, s tng thờm kớch thớch u vo khụng to giỏ tr nh mong mun Hoang Si Hong-HUST 22 la chn (Sel) Mt vt liu nhy cú th ỏp ng ng thi vi nhiu khớ mt hn hp khớ Vớ d vi c tớnh trờn, thỡ cm bin cú chn la cao vi khớ C2H5OH Hoang Si Hong-HUST 23 H s phi tuyn Hoang Si Hong-HUST 24 Khong o, ngng nhy v kh nng phõn ly Hoang Si Hong-HUST 25 c tớnh ng ca cm bin Cũn tip! Hoang Si Hong-HUST 26