bài thuyết trình powerpoint về cảm biến điện dung nội dung bài nói về khái niệm cảm biến điện dung, nguyên lý hoạt động của cảm biến điện dung, các loại điện dung hình ảnh, ưu nhược điểm của cảm biến điện dung, 1 số ứng dụng của cảm biến điện dung.
BÀI THUYẾT TRÌNH Đề tài : CẢM BIẾN ĐIỆN DUNG GVHD : Hoàng Minh Hạnh Nhóm : I KHÁI NIỆM ĐIỆN DUNG • • Điện dung tỉ số điện tích điện hai Được đo theo coulombs/volt Đơn vị gọi farad [F] • Điện dung xác định hai điện chúng Michael Faraday (1791-1867) KHÁI NIỆM CẢM BIẾN ĐIỆN DUNG - Cảm biến kiểu tụ không tiếp xúc đo thay đổi tính chất điện tương ứng thường gọi cảm biến điện dung - Điện dung mô tả hai vật dẫn điện cách khoảng phản ứng lại với chênh chúng Đặt điện vào hai đầu điện trở ta tụ điện hai vật dẫn (một đầu dương, đầu âm) NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG o o Nguyên lý chúng dựa thay đổi điện dung có dịch chuyển Các cảm biến kiểu tụ (hay điện dung) sử dụng điện xoay chiều tạo điện tích trái dấu phía cực Sự dịch chuyển điện tích tạo dòng xoay chiều cảm biến phát CẢM BIẾN ĐIỆN DUNG Cảm biến điện dung có độ tuyến tính lớn phạm vi rộng Phần tử cảm ứng cảm biến điện dung bao gồm cực tụ điện có điện dung C Điện dung hàm khoảng cách d cực tụ điện, diện tích cực A số điện môi * PHÂN LOẠI : - Loại khoảng cách biến thiên Loại cảm biến tạo từ cực phẳng cách khoảng cách x thay đổi Do đó, điện dung tụ điện là: Trong : • • • • ε - số điện môi môi trường ε0 - số điện môi chân không x- khoảng cách hai cực A - diện tích nằm hai điện cực Điện dung loại cảm biến biến thiên phi tuyến theo độ dịch chuyển x Độ nhạy: Kiểu cảm biến thường sử dụng để đo dịch chuyển có độ tăng nhỏ mà không cần tiếp xúc với đối tượng cần đo Loại diện tích cực biến thiên Độ dịch chuyển đo cảm biến điện dung có diện tích cực biến thiên w : chiều rộng wx : diện tích bị giảm chuyển động cực Điện dung tuyến tính với độ dịch chuyển Dùng để đo dịch chuyển góc Loại điện môi biến thiên Độ dịch chuyển đo dùng cảm biến điện dung dựa dịch chuyển tương đối vật liệu điện môi cực Ngõ loại cảm biến tỷ lệ tuyến tính với độ dịch chuyển x thường sử dụng để đo mức chất lỏng thùng Với điều kiện chất lỏng không dẫn điện dạng điện môi Loại vi sai Trong số trường hợp, ngõ cảm biến điện dung biến thiên phi tuyến với độ dịch chuyển Điều khử cách sử dụng cảm biến điện dung dạng vi sai Cảm biến điện dung loại thường có cực Tùy theo ứng dụng cụ thể mà cảm biến loại có cấu tạo khác Loại vi sai Cảm biến điện dung loại tuyến tính nhiều so với cảm biến điên dung cực Tuy nhiên, thực tế tồn số thành phần phi tuyến khuyết điểm cấu trúc Do đó, ngõ cảm biến loại cần phải xử lý cẩn thận nhằm thu ngõ tối ưu 3 Ưu nhược điểm cảm biến điện dung Ưu điểm: - Đối tượng phát chất lỏng,vật liệu phi kim - Tốc độ chuyển mạch tương đối nhanh - Có thể phát đối tượng có kích thước nhỏ - Phạm vi cảm nhận lớn - Đầu cảm biến nhỏ, lắp đặt nhiều nơi Nhược điểm - Chịu ảnh hưởng bụi độ ẩm MẠCH ĐO Thông thường mạch đo dùng với cảm biến điện dung mạch cầu không cân cung cấp dòng xoay chiều Mạch đo cần thoả mãn yêu cầu sau: - Tổng trở đầu vào tức tổng trở đường chéo cầu phải thật lớn - Các dây dẫn phải bọc kim loại để tránh ảnh hưởng điện trường - Không mắc điện trở song song với cảm biến - Chống ẩm tốt sơ đồ mạch cầu dùng cho cảm biến tụ kép vi sai với hai điện trở sơ đồ mạch mặch cầu biến áp với hai nhánh tụ điện Giới thiệu số cảm biến điện dung Cảm biến điện dung hãng CARLO GAVAZZI - ITALY Điện áp: 10-40VDC - Khoảng nhận: 2-16 mm or 4-25 mm (adjustable) - IP: 67 - Output: PNP/NPN - NO/NC - Nhiệt độ: -25~80oC - Tần số: 50Hz - Thân: Thép không gỉ/nhựa - Chống nhiễu cao Điện CẢM BIẾN ĐIỆN DUNG BÁO MỨC áp: 24VDC/120VAC/230VAC - Khoảng nhận: 4-12mm (adjustable) - IP: 67 - Output: ON/OFF delay (1s-10m) -2A - Nhiệt độ: -20-70oC Cảm biến điện dung AC dây - Khoảng nhận: 3-8 mm or 3-12 mm - Điện áp: 20-250 VAC - Output: SCR - Tần số: 10Hz - IP: 67 - Thân: polyester 12/18mm - Nhiệt độ: -25~80 Cảm biến điện dung thân vuông Nơi sản xuất: Carlo Gavazzi – Italy Thân: PC/ABS (35x55x15mm) - Nhiệt độ : 0-50oC - Điện áp : 10-40VDC - IP: 65 - Khoảng nhận: 5-10mm - Tần số 10Hz Ứng dụng : Cảm biến điện dung kiểm tra có mặt người Cảm biến dùng trường hợp tự động đèn, quạt, dùng để chống trộm Ban đầu tụ đất tạo thành tụ điện C1, có người xuất hiện, có vai trò vật dẫn, tạo thành hai tụ điện mới, tụ điện Ca người tụ, tụ điện Cb người mặt đất Ứng dụng : dùng để phát sữa hộp giấy Ứng dụng : Cảm biến điện dung hình cảm ứng thiết bị di động đưa máy lên tai để tự động tắt hình thực gọi Ứng dụng : Cảm biến đo mức điện dung dùng đo mức chất lỏng, đo mức chất dạng bột [...]... bọc kim loại để tránh ảnh hưởng của điện trường ngoài - Không được mắc các điện trở song song với cảm biến - Chống ẩm tốt sơ đồ mạch cầu dùng cho cảm biến tụ kép vi sai với hai điện trở sơ đồ mạch mặch cầu biến áp với hai nhánh tụ điện Giới thiệu một số cảm biến điện dung Cảm biến điện dung của hãng CARLO GAVAZZI - ITALY Điện áp: 10-40VDC - Khoảng nhận: 2-16 mm or 4-25 mm (adjustable) - IP: 67... không gỉ/nhựa - Chống nhiễu cao Điện CẢM BIẾN ĐIỆN DUNG BÁO MỨC áp: 24VDC/120VAC/230VAC - Khoảng nhận: 4-12mm (adjustable) - IP: 67 - Output: ON/OFF delay (1s-10m) -2A - Nhiệt độ: -20-70oC Cảm biến điện dung AC 2 dây - Khoảng nhận: 3-8 mm or 3-12 mm - Điện áp: 20-250 VAC - Output: SCR - Tần số: 10Hz - IP: 67 - Thân: polyester 12/18mm - Nhiệt độ: -25~80 Cảm biến điện dung thân vuông Nơi sản xuất:... độ : 0-50oC - Điện áp : 10-40VDC - IP: 65 - Khoảng nhận: 5-10mm - Tần số 10Hz Ứng dụng : Cảm biến điện dung kiểm tra sự có mặt của con người Cảm biến này dùng trong các trường hợp tự động như đèn, quạt, hoặc dùng để chống trộm Ban đầu giữa bản tụ và đất tạo thành tụ điện C1, khi có người xuất hiện, có vai trò như vật dẫn, tạo thành hai tụ điện mới, tụ điện Ca giữa người và bản tụ, tụ điện Cb giữa... Loại vi sai Cảm biến điện dung loại này tuyến tính hơn nhiều so với cảm biến điên dung 2 bản cực Tuy nhiên, trong thực tế vẫn tồn tại một số thành phần phi tuyến do những khuyết điểm trong cấu trúc Do đó, ngõ ra cảm biến loại này cần phải được xử lý cẩn thận nhằm thu được ngõ ra tối ưu 3 Ưu và nhược điểm cảm biến điện dung Ưu điểm: - Đối tượng phát hiện có thể là... nhận lớn - Đầu cảm biến nhỏ, có thể lắp đặt ở nhiều nơi Nhược điểm - Chịu ảnh hưởng của bụi và độ ẩm MẠCH ĐO Thông thường mạch đo dùng với cảm biến điện dung là các mạch cầu không cân bằng cung cấp bằng dòng xoay chiều Mạch đo cần thoả mãn các yêu cầu sau: - Tổng trở đầu vào tức là tổng trở của đường chéo cầu phải thật lớn - Các dây dẫn phải được bọc kim loại để tránh ảnh hưởng của điện trường ngoài... điện Ca giữa người và bản tụ, tụ điện Cb giữa người và mặt đất Ứng dụng : dùng để phát hiện sữa trong hộp giấy Ứng dụng : Cảm biến điện dung màn hình cảm ứng trên thiết bị di động như đưa máy lên tai để tự động tắt màn hình khi đang thực hiện cuộc gọi Ứng dụng : Cảm biến đo mức điện dung dùng đo mức chất lỏng, đo mức chất dạng bột