đo lường tự động hóa: CÁC PHƯƠNG PHÁP VÀ DỤNG CỤ ĐO ÁP SUẤT

BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐO LƯỜNG VÀ TỰ ĐỘNG HÓA TS LÊ NGỌC TRÂN Email: lengoctranbvu@gmail.com Nội dung Tổng quan đo lường, điều khiển giám sát tự động ĐO LƯỜNG CẢM BIẾN Các khái niệm, định nghĩa, nguyên lý cảm biến Cảm biến đo lường ứng dụng 3.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP VÀ DỤNG CỤ ĐO ÁP SUẤT Một số định nghĩa áp suất Áp suất định nghĩa lực tác dụng đơn vị diện tích P = F/A Áp suất tuyệt đối: áp suất chênh lệch điểm đo chân không tuyệt đối (áp suất 0) Áp suất dư/tương đối: áp suất chênh lệch điểm đo mơi trường xung quanh (khí quyển) Áp suất vi sai: áp suất chênh lệch hai điểm đo, điểm chọn làm điểm tham chiếu Một số định nghĩa áp suất Một số định nghĩa áp suất Đơn vị đo Trong hệ SI: Pascal (Pa), Pa = N/m2 = 10-5 bar Châu Âu: bar, Bắc Mỹ: psi, Châu Á: kg/cm2, MPa Đơn vị pascal bar áp suất (Pa) (b) 10-5 105 1,02 9,8.104 0,980 1,013.105 1,013 1Pascal bar kg/cm2 atm kg/cm2 atmotsphe mmH2O mmHg mbar 1,02.10-1 0,75.10-2 10-2 0,987 1,02.104 750 103 0,986 104 735 9,80.102 1,033 1,033.104 760 1,013.10 (atm) 1,02.10-5 0,987.10-5 9,8 9,8.10-5 1mmHg 133,3 13,33.10-4 1mbar 100 10-3 1mmH2O 10-3 0,968.10-4 0,0735 0,098 1,36.10-3 1,315.10-3 136 1,33 1,02.10-3 0,987.10-3 1,02 0,750 Nguyên lý đo áp suất phân loại Thiết bị đo áp suất Quá trình cần đo Cảm nhận thay đổi lực tác động lên Tín hiệu Chuyển đổi lực Thành đại lượng Tín hiệu điện Tín hiệu khí nén Các loại áp kế: Áp kế dạng khí:  Áp kế hộp xếp  Áp kế lò xo ống  Áp kế chất lỏng  Đo áp suất Áp kế dạng điện:  Đo áp suất chênh lệch     Điện trở Điện dung Áp trở Áp điện Áp kế dạng khí  Áp kế lò xo ống Cấu tạo nguyên lý Áp kế dạng khí  Áp kế lò xo ống Các dạng a) Dạng ống chữ C; b, c) dạng ống xoắn Áp kế dạng khí  Áp kế lò xo ống Áp kế điện  kiểu áp điện trở Làm việc dựa biến dạng cấu trúc màng ( có áp suất tác động đến) chuyển thành tín hiệu điện nhờ cấy phần tử áp điện trở Khi lớp màng bị biến dạng uốn cong, áp điện trở thay đổi giá trị Độ nhạy tầm đo cảm biến phụ thuộc nhiều vào màng kích thước, cấu trúc, vị trí áp điện trở màng Áp kế điện kiểu áp điện trở Màng sử dụng cảm biến màng nhạy với tác động áp suất Bốn điện trở đặt trung diểm cạnh màng, cặp điện trở song song với màng cặp điện trở vng góc với màng ( để màng bị biến đổi cặp điện trở có chiều biến dạng trái ngược ) Bốn điện trở ghép lại tạo thành cầu Wheatsone Áp kế điện kiểu áp điện trở Khi khơng có áp suất tác động điện trở trạng thái cân bằng, điện áp ngõ Khi có áp suất tác động màng mỏng bị biến dạng , giá trị điện trở thay đổi, cụ thể giá trị áp điện trở song song với cạnh màng giảm giá trị áp điện trở vng góc với cạnh màng tăng ngược lại tạo điện áp ngõ khác Sự thay đổi giá trị điện trở phụ thuộc độ biến dạng màng, cách kiểm tra điện áp ngõ ta tính tốn áp suất cần đo Áp kế điện Áp kế điện Áp điện: • Dựa vào hiệu ứng áp điện • Phù hợp cho đo áp suất động Áp kế điện Loại áp điện Áp kế vi sai (đo chênh lệch áp suất) Một loại cảm biến áp suất kiểu điện dung khác sử dụng màng ngăn (mặt dẫn điện) hai vật dẫn kim loại để tạo hai tụ điện Thiết kế phổ biến cảm biến áp suất sai lệch, phía cảm biến nối với áp suất trình #1 phía nối với áp suất q trình #2 Pressure Transmitter Differential Pressure Transmitter Ứng dụng đo áp suất sai lệch Áp kế vi sai (đo chênh lệch áp suất) Công tắc áp suất (Pressure Switch) Pressure Switch Cảm biến áp suất điện tử Tóm tắt chương 3.2  Định nghĩa áp suất đơn vị đo  Nguyên lý đo áp suất phân loại  Áp kế dạng khí:  Áp kế lò xo ống  Áp kế dạng màng chắn  Áp kế hộp xếp  Áp kế chất lỏng  Áp kế điện:  Loại điện dung  Loại điện trở  Loại áp điện  Áp kế vi sau  Công tắc áp suất ... quan đo lường, điều khiển giám sát tự động ĐO LƯỜNG CẢM BIẾN Các khái niệm, định nghĩa, nguyên lý cảm biến Cảm biến đo lường ứng dụng 3.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP VÀ DỤNG CỤ ĐO ÁP SUẤT Một số định nghĩa áp. .. tra điện áp ngõ ta tính tốn áp suất cần đo Áp kế điện Áp kế điện Áp điện: • Dựa vào hiệu ứng áp điện • Phù hợp cho đo áp suất động Áp kế điện Loại áp điện Áp kế vi sai (đo chênh lệch áp suất) Một... áp suất Áp suất định nghĩa lực tác dụng đơn vị diện tích P = F/A Áp suất tuyệt đối: áp suất chênh lệch điểm đo chân không tuyệt đối (áp suất 0) Áp suất dư/tương đối: áp suất chênh lệch điểm đo