Đang tải... (xem toàn văn)
Vị trí và dịch chuyển được hiểu như là việc đo lường khoảng cách từ điểm này đến một điểm bất kỳ khác. Đòi hỏi các phép đo chính xác và các hàm truyền tuyến tính đối với các cảm biến liên quan.Để làm các phép đo này, có thể dùng các cảm biến sau: Cảm biến điện trở. Cảm biến điện cảm. Cảm biến điện dung. Cảm biến truyền sóng đàn hồi. Cảm biến tiệm cận. Cảm biến siêu âm.Gồm có các phần sau:1. Khái niệm2. Các phương pháp xác định vị trí và dịch chuyển3. Một số loại cảm biến vị trí và dịch chuyển 4. Cảm biến siêu âm JSN – SR04T
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HCM Chủ đề : CẢM BIẾN ĐO VỊ TRÍ VÀ DỊCH CHUYỂN Môn học : KĨ THUẬT ĐO Chủ đề- CẢM BIẾN ĐO VỊ TRÍ VÀ DỊCH CHUYỂN NỘI DUNG THUYẾT TRÌNH Khái niệm Các phương pháp xác định vị trí dịch chuyển Một số loại cảm biến vị trí dịch chuyển Cảm biến siêu âm JSN – SR04T Chủ đề- CẢM BIẾN ĐO VỊ TRÍ VÀ DỊCH CHUYỂN I/ KHÁI NIỆM ❑ Vị trí dịch chuyển hiểu việc đo lường khoảng cách từ điểm đến điểm khác ❑ Địi hỏi phép đo xác hàm truyền tuyến tính cảm biến liên quan ❑ Để làm phép đo này, dùng cảm biến sau: - Cảm biến điện trở - Cảm biến điện cảm - Cảm biến điện dung - Cảm biến truyền sóng đàn hồi - Cảm biến tiệm cận - Cảm biến siêu âm Chủ đề- CẢM BIẾN ĐO VỊ TRÍ VÀ DỊCH CHUYỂN I/ KHÁI NIỆM Cảm biến điện trở Cảm biến điện cảm Chủ đề- CẢM BIẾN ĐO VỊ TRÍ VÀ DỊCH CHUYỂN I/ KHÁI NIỆM Cảm biến điện dung Cảm biến truyền sóng đàn hồi Chủ đề- CẢM BIẾN ĐO VỊ TRÍ VÀ DỊCH CHUYỂN I/ KHÁI NIỆM Cảm biến tiệm cận Cảm biến siêu âm Chủ đề- CẢM BIẾN ĐO VỊ TRÍ VÀ DỊCH CHUYỂN II/ CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ VÀ DỊCH CHUYỂN ❑ Việc xác định vị trí khoảng cách đóng vai quan trọng kỹ thuật nên có phương pháp để xác định vị trí dịch chuyển : ➢ Bộ cảm biến cung cấp tín hiệu hàm phụ thuộc vị trí phần tử cảm biến, đồng thời phần tử có liên quan đến vật cần xác định dịch chuyển ➢ Ứng với dịch chuyển bản, cảm biến phát xung Việc xác định vị trí dịch chuyển tiến hành cách đếm số xung phát ❑ Một số cảm biến khơng địi hỏi liên kết học cảm biến với vật cần đo vị trí khoảng cách ❑ Mối quan hệ cảm biến vật dịch chuyển thực thông qua vài trò trung gian điện trường, từ trường… Chủ đề- CẢM BIẾN ĐO VỊ TRÍ VÀ DỊCH CHUYỂN III / MỘT SỐ LOẠI CẢM BIẾN VỊ TRÍ VÀ DỊCH CHUYỂN 1) Cảm biến điện trở (điện kế điện trở): ❑ Loại cảm biến có cấu tạo đơn giản, tín hiệu đo lớn khơng địi hỏi mạch điện để xử lý tín hiệu.Tuy nhiên với điện kế điện trở có chạy học có cọ xát gây ồn mịn, số lần sử dụng thấp chịu ảnh hưởng môi trường có bụi ẩm ❑ Cảm biến điện trở gồm loại • Điện kế dùng chạy học • Điện kế khơng dùng chạy học Chủ đề- CẢM BIẾN ĐO VỊ TRÍ VÀ DỊCH CHUYỂN III / MỘT SỐ LOẠI CẢM BIẾN VỊ TRÍ VÀ DỊCH CHUYỂN a) Điện kế dùng chạy học: ❑ Cảm biến gồm điện trở cố định 𝑅𝑛 ,trên có tiếp xúc điện di chuyển gọi chạy Con chạy liên kết học với vật chuyển động cần khảo sát - Đối với điện kế chuyển động thẳng (hình a): -Đối với điện kế dịch chuyển trịn xoắn (hình b,c): Trong đó: • : điện trở • : chạy Chủ đề- CẢM BIẾN ĐO VỊ TRÍ VÀ DỊCH CHUYỂN III / MỘT SỐ LOẠI CẢM BIẾN VỊ TRÍ VÀ DỊCH CHUYỂN b) Điện kế khơng dùng chạy học: ❑ Điện kế dùng trỏ quang: 1) Điot phát quang 2) Băng đo 3) Băng tiếp xúc 4) Băng quang dẫn Chủ đề- CẢM BIẾN ĐO VỊ TRÍ VÀ DỊCH CHUYỂN 10 III / MỘT SỐ LOẠI CẢM BIẾN VỊ TRÍ VÀ DỊCH CHUYỂN ❑ Cấu tạo : (1) (2) (3) (4) (5) (6) : Bộ biến âm : Đế nhựa tổng hợp : Phần giảm âm : Cáp điện : Vỏ kim loại : Võ bọc Chủ đề- CẢM BIẾN ĐO VỊ TRÍ VÀ DỊCH CHUYỂN 43 III / MỘT SỐ LOẠI CẢM BIẾN VỊ TRÍ VÀ DỊCH CHUYỂN ❑ Ngun lí hoạt động: Để đo khoảng cách, cảm biến siêu âm phát xung ngắn khoảng micro giây từ chân trig Sao cảm biến tạo xung HIGH chân Echo nhận tín hiệu trở 𝐿0 = 𝑣𝑡𝑐𝑜𝑠𝜃 với v : vận tốc sóng siêu âm ( 343 m/s khơng khí ) t : thời gian từ lúc phát đến lúc thu ❑ Tín hiệu vào cảm biến : -Tín hiệu vào : điện áp -Tín hiệu : tần số Chủ đề- CẢM BIẾN ĐO VỊ TRÍ VÀ DỊCH CHUYỂN 44 Đề tài - Xây dựng hệ thống an toàn đường sắt 45 Đề tài - Xây dựng hệ thống an toàn đường sắt 46 Đề tài - Xây dựng hệ thống an toàn đường sắt 47 Đề tài - Xây dựng hệ thống an toàn đường sắt 48 III / MỘT SỐ LOẠI CẢM BIẾN VỊ TRÍ VÀ DỊCH CHUYỂN b Thơng số kĩ thuật Cảm biến siêu âm HC-SR04 -Điện áp: DC 5V -Dòng điện:2mA - Output Level:5V - Góc cảm ứng: khơng q 15 độ -Phát khoảng cách: cm -100cm -Độ xác cao: lên đến 0.3cm Cảm biến siêu âm HC-SR05 -Điện áp hoạt động: 5VDC -Dịng cấp: < 2mA -Góc quét: chậm cảm biến khác ✓ Khó phát vật có mật độ chất thấp khoảng cách xa Chủ đề- CẢM BIẾN ĐO VỊ TRÍ VÀ DỊCH CHUYỂN 46 III / MỘT SỐ LOẠI CẢM BIẾN VỊ TRÍ VÀ DỊCH CHUYỂN ❑ Bố trí cảm biến : Chủ đề- CẢM BIẾN ĐO VỊ TRÍ VÀ DỊCH CHUYỂN 47 III / MỘT SỐ LOẠI CẢM BIẾN VỊ TRÍ VÀ DỊCH CHUYỂN Chủ đề- CẢM BIẾN VỊ TRÍ VÀ DỊCH CHUYỂN 48 III / MỘT SỐ LOẠI CẢM BIẾN VỊ TRÍ VÀ DỊCH CHUYỂN e Ứng dụng : ❑ Cảm biến siêu âm sử dụng nhiều khu vực nhà máy công nghiệp; dây chuyền sản xuất, khu vực bệnh viện… Chủ đề- CẢM BIẾN ĐO VỊ TRÍ VÀ DỊCH CHUYỂN 49 Chủ đề- CẢM BIẾN ĐO VỊ TRÍ VÀ DỊCH CHUYỂN 50 IV / CẢM BIẾN SIÊU ÂM JSN – SR04T - - JSN-SR04T-2.0 cảm biến đo khoảng cách siêu âm, khoảng cách đo từ 20cm600cm, sai số khoảng 2mm Sản phẩm bao gồm cảm biến siêu âm mạch điều khiển Đầu dò cảm biến sản xuất theo quy trình cơng nghiệp, chống thấm nước, hiệu suất ổn định tương thích với tất MCU có thị trường Điểm mù cảm biến phạm vị 20cm đổ lại, đo khoảng cách cách cảm biến từ 20cm trở lên Chủ đề- CẢM BIẾN ĐO VỊ TRÍ VÀ DỊCH CHUYỂN 51 IV / CẢM BIẾN SIÊU ÂM JSN – SR04T ❑ Tính : ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ Kích thước nhỏ, dễ sử dụng Cơng suất thấp Độ xác cao Chống nhiễu tốt Chống thấm ❑ Đặc điểm kĩ thuật: ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ Điện áp hoạt động: 3-5.5VDC Công suất:
