CamBien 1

Đo lường - cảm biến Khái niệm cảm biến Tài liệu tham khảo Các cảm biến kỹ thuật đo lường điều khiển, Lê Văn Doanh, NXB KH&KT, 2001 Handbook of Modern Sensors: Physics, Designs, and Application, Jacob Fraden, Springer Đo lường – Cảm biến Đánh giá Báo cáo tập tiểu luận – 30% Điểm danh lớp – 10% Thi cuối kỳ - 60% Đo lường – Cảm biến Giới thiệu  Cảm biến (Sensor) thiết bị dùng để chuyển đổi tượng vật lý thành tín hiệu đo hay ghi (thiết bị dùng để cảm nhận)  Ngày nay, cảm biến để thiết bị biến đổi việc đo lường tượng vật lý thành tín hiệu điện Đo lường – Cảm biến Giới thiệu  Sự khác biệt Sensor Transducer: Transducer thiết bị chuyển đổi dạng lượng thành dạng lượng khác Sensor thiết bị chuyển đổi dạng lượng thành tín hiệu điện Một sensor bao gồm nhiều transducer Đo lường – Cảm biến Vai trò cảm biến hệ thống điều khiển Thu thập liệu Đo lường – Cảm biến Hệ thống đo lường Sensor Amplifier A/D Converter Computer Phân loại cảm biến         Cảm biến đo nhiệt độ Cảm biến quang học Cảm biến vị trí dịch chuyển Cảm biến đo vận tốc, gia tốc độ rung Cảm biến đo biến dạng, lực trọng lượng Cảm biến đo lưu lượng, vận tốc lưu chất mức Cảm biến đo độ ẩm Cảm biến đo độ pH Đo lường – Cảm biến Phân loại cảm biến  Cảm biến tích cực: cần có nguồn để kích thích  Cảm biến thụ động Đo lường – Cảm biến Đơn vị đo lường Hệ đơn vị SI Đo lường – Cảm biến Tiêu chuẩn lựa chọn cảm biến Đo lường – Cảm biến Các đặc tính cảm biến Hàm truyền hàm số mô tả quan hệ tín hiệu vật lý đầu vào x tín hiệu điện đầu y Độ nhạy: quan hệ tín hiệu vật lý đầu vào x tín hiệu điện y, biểu diễn dạng dy/dx Dải tín hiệu vào: giới hạn tín hiệu vào chuyển thành tín hiệu điện Độ xác: sai số lớn tín hiệu đo Đo lường – Cảm biến Các đặc tính cảm biến Độ trễ hysteresis Độ phi tuyến: độ lệch tối đa so với hàm truyền tuyến tính dải động cho trước Nhiễu Độ phân giải: lượng tăng nhỏ kích thích cảm nhận Băng thông Đo lường – Cảm biến Đặc tính động • Phụ thuộc vào đáp ứng cảm biến theo kích thích Đáp ứng theo kích thích dạng hàm bước:  Đáp ứng tức thời A  Đáp ứng trễ B cảm biến đáp ứng trễ với thời gian hồi đáp khác  Đáp ứng tức thời suy giảm C  Đáp ứng trễ suy giảm D  Đáp ứng cộng hưởng dải hẹp E  Đáp ứng cộng hưởng dải rộng F Mạch điện giao tiếp Đo lường – Cảm biến Đo lường – Cảm biến Mạch khuyếch đại Đo lường – Cảm biến Một số mạch khác Mạch nguồn nuôi Mạch dao động Mạch biến đổi ADC Mạch biến đổi V/F … Đo lường – Cảm biến signal 1.5 1.0 0.5 0.0 -0.5 -1.0 -1.5 Signal + Noise Nhiễu đo cách khắc phục noise VN VS -2 time 10 15 -2 -4 -4 10 15 time Đo lường – Cảm biến time 10 15 Nhiễu đo  Nhiễu nội phát sinh không hoàn thiện thiết kế, chế tạo, vật liệu cảm biến,… dẫn đến đáp ứng bị méo dạng so với lý tưởng  Nhiễu truyền dẫn, hệ thống đo lường        Quá độ nguồn nuôi Từ trường – tĩnh điện Trường điện từ tần số radio Thay đổi nhiệt độ Dao động Độ ẩm Tác nhân hóa học, … Cách khắc phục nhiễu • • • • • • • Cách ly nguồn, nối đất Sử dụng lọc Bố trí linh kiện hợp lý Màn chắn Bố trí ghép nối khí, cách ly cao áp Dùng cáp chống nhiễu … Đo lường – Cảm biến Một số cảm biến thị trường Cảm biến áp suất Đo lường – Cảm biến Một số cảm biến thị trường Thermistor Humidity sensors Airflow sensors Temperature Probes Đo lường – Cảm biến Ứng dụng: Smart Home Phát xâm nhập Video giám sát kỹ thuật số Kiểm soát truy cập Quản lý báo động Quản lý lượng Báo động hỏa hoạn ... lường – Cảm biến signal 1. 5 1. 0 0.5 0.0 -0.5 -1. 0 -1. 5 Signal + Noise Nhiễu đo cách khắc phục noise VN VS -2 time 10 15 -2 -4 -4 10 15 time Đo lường – Cảm biến time 10 15 Nhiễu đo  Nhiễu nội... Doanh, NXB KH&KT, 20 01 Handbook of Modern Sensors: Physics, Designs, and Application, Jacob Fraden, Springer Đo lường – Cảm biến Đánh giá Báo cáo tập tiểu luận – 30% Điểm danh lớp – 10 % Thi cuối kỳ