CamBien 5

Đo lường - cảm biến Cảm biến vận tốc, gia tốc độ rung Giới thiệu • • • • Máy phát tốc Encoder Gia tốc kế áp điện Đo độ rung động Đo lường – Cảm biến Cảm biến vận tốc điện từ Điện áp tỉ lệ trực tiếp với vận tốc nam châm vĩnh cửu (theo nguyên lý cảm ứng điện từ) Gần tương tự cảm biến vi sai LVDT, loại cảm biến thụ động Đo lường – Cảm biến Nguyên lý hoạt động cảm biến điện từ đo vận tốc Máy phát tốc - Tachometer • Dùng để đo vận tốc quay, ví dụ đo vận tốc rotor máy điện • Phân loại: máy phát tốc tiếp xúc không tiếp xúc • Nguyên lý hoạt động: - Máy phát tốc tính tốc độ việc đo thời thời gian xung nhận - Máy phát tốc tính tốc độ việc đo tần số xung nhận - Máy phát tốc máy phát điện gắn đồng trục với trục đối tượng quay, phát điện áp tỉ lệ thuận với tốc độ quay Đo lường – Cảm biến Tachometer • Sơ đồ khối máy phát tốc số Display Optical / Magnetic Sensor Signal Conditioning Microcontroller External Port (to controller) Memory Đo lường – Cảm biến Tachometer Cảm biến quang cảm biến từ dùng để tạo chuỗi xung vuông tỉ lệ với tốc độ quay đối tượng Cảm biến quang: - Đĩa với vạch đen-trắng kết hợp với module hồng ngoại để tạo xung - Đĩa kim loại với rãnh hoạt động Optical Encoder Cảm biến từ: - Cảm biến Hall: dùng hiệu ứng Hall để tạo xung tỉ lệ với tốc độ - Cảm biến từ (thụ động): dùng nguyên lý từ trở thay đổi để tạo xung Cấu trúc cảm biến từ trở thay đổi Cấu hình Đo lường – Cảm biến Cảm biến đo tốc độ (vị trí) trục quay Sensor Schematic Đo lường – Cảm biến Encoder Đo lường – Cảm biến Cảm biến gia tốc - Accelerometer • Accelerometer hoạt động hệ thống lò xo với cấu trúc khung có đặc tính chống rung • Dùng để đo gia tốc, đơn vị đo (m/s2) hay g (lực trọng trường) • Cảm biến gia tốc có dạng đo trục trục Đo lường – Cảm biến Cảm biến gia tốc - Accelerometer • Hoạt động dựa theo thay đổi điện trở (kiểu áp trở - piezoresistive): điện áp cầu điện trở tỉ lệ với gia tốc đo + Signal + Power - Power - Signal Fixed Resistors Sensing Resistor #1 Flexure Sensing Resistor #2 Đo lường – Cảm biến Mass Cảm biến gia tốc - Accelerometer • Hoạt động dựa theo thay đổi điện dung (kiểu tụ điện): sử dụng kỹ thuật điều chế tần số thông qua thay đổi cầu tụ điện Fixed Capacitors Power Ground Built-In Electronics ~ Insulator Flexure Insulator Đo lường – Cảm biến Signal Sensing Capacitor #1 Mass Sensing Capacitor #2 Cảm biến gia tốc - Accelerometer • Hoạt động dựa theo nguyên lý sợi quang: Lượng ánh sáng thu thập tỉ lệ thuận với gia tốc đo Power Ground Signal Built-In Electronics Transmitter Receiver Receiver Reflective Surface Flexure Đo lường – Cảm biến Mass Flexure Cảm biến gia tốc - Accelerometer • Hoạt động dựa theo hiệu ứng áp điện vật liệu điện môi • Hiệu ứng áp điện: Tín hiệu điện tạo vật liệu điện môi áp lực học F + + - + - + - + - F Seismic Mass + + + + - - + + + + Preload Ring Piezoelectric Crystal (d26-Quartz) (d15-Piezoceramic) Center Post Signal (+) Ground (-) Optional Built-In Electronics Đo lường – Cảm biến + - + - Piezoelectric Material Cảm biến gia tốc - Accelerometer • Một điện áp nhỏ tạo có áp lực lên phần tử áp điện (piezoelectric) Điện áp tỉ lệ thuận với lực tác động lên phần tử cảm nhận Đo lường – Cảm biến Ứng dụng • • • • Đo tốc độ động Đo độ rung (ví dụ, dùng điện thoại) Đo rung động va chạm có định hướng Chẩn đoán lỗi máy điện dựa vào phân tích độ rung Đo lường – Cảm biến ... - + - + - F Seismic Mass + + + + - - + + + + Preload Ring Piezoelectric Crystal (d26-Quartz) (d 15- Piezoceramic) Center Post Signal (+) Ground (-) Optional Built-In Electronics Đo lường – Cảm biến