Chương 6 KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ CẢMBIẾN
6.4 Chuẩn cảm biến
6.4.1 Khỏi niệm
Đường cong chuẩn cảm biến là đường cong biểu diễn sự phụ thuộc của đại lượng điện (s) ở đầu ra của cảm biến vào giỏ trị của đại lượng đo (m) ở đầu vào. Đường cong chuẩn cú thể biểu diễn bằng biểu thức đại số dưới dạng s = F(m ), hoặc bằng đồ thị như hỡnh 1.1a.
a b
Hỡnh 6.8 Đường cong chuẩn cảm biến
a) Đường cong chuẩn b) Đường cong chuẩn cảm biến tuyến
S N X B X V S S S1
tớnh
Dựa vào đường cong chuẩn của cảm biến, ta cú thể xỏc định giỏ trị mi chưa biết của m thụng qua giỏ trị đo được si của s.
Để dễ sử dụng, người ta thường chế tạo cảm biến cú sự phụ thuộc tuyến tớnh giữa đại lượng đầu ra và đại lượng đầu vào, phương trỡnh s= F(m) cú dạng s = am +b với a, b là cỏc hệ số, khi đú đường cong chuẩn là đường thẳng (hỡnh 1.1b).
6.4.2 Phương phỏp chuẩn cảm biến
Chuẩn cảm biến là phộp đo nhằm mục đớch xỏc lập mối quan hệ giữa giỏ trị s đo được của đại lượng điện ở đầu ra và giỏ trị m của đại lượng đo cú tớnh đến cỏc yếu tố ảnh hưởng, trờn cơ sở đú xõy dựng đường cong chuẩn dưới dạng tường minh (đồ thị hoặc biểu thức đại số). Khi chuẩn cảm biến, với một loạt giỏ trị đó biết chớnh xỏc mi của m, đo giỏ trị tương ứng si của s và dựng đường cong chuẩn.
Hỡnh 6.9 Phương phỏp chuẩn cảm biến
a, Chuẩn đơn giản
Trong trường hợp đại lượng đo chỉ cú một đại lượng vật lý duy nhất tỏc động lờn một đại lượng đo xỏc định và cảm biến sử dụng khụng nhạy với tỏc động của cỏc đại lượng ảnh hưởng, người ta dựng phương phỏp chuẩn đơn giản. Thực chất của chuẩn đơn giản là đo cỏc giỏ trị của đại lượng đầu ra ứng với cỏc giỏ xỏc định khụng đổi của đại lượng đo ở đầu vào. Việc chuẩn được tiến hành theo hai cỏch:
- Chuẩn trực tiếp: cỏc giỏ trị khỏc nhau của đại lượng đo lấy từ cỏc mẫu chuẩn hoặc cỏc phần tử so sỏnh cú giỏ trị biết trước với độ chớnh xỏc cao.
- Chuẩn giỏn tiếp: kết hợp cảm biến cần chuẩn với một cảm biến so sỏnh đó cú sẵn đường cong chuẩn, cả hai được đặt trong cựng điều kiện làm việc. Khi tỏc động lờn hai cảm biến với cựng một giỏ trị của đại lượng đo ta nhận được giỏ trị tương ứng của cảm biến so sỏnh và cảm biến cần chuẩn. Lặp lại tương tự với cỏc giỏ trị khỏc của đại lượng đo cho phộp ta xõy dựng được đường cong chuẩn của cảm
s
S2 S1
biến cần chuẩn.
b, Chuẩn nhiều lần
Khi cảm biến cú phần tử bị trễ (trễ cơ hoặc trễ từ), giỏ trị đo được ở đầu ra phụ thuộc khụng những vào giỏ trị tức thời của đại lượng cần đo ở đầu vào mà cũn phụ thuộc vào giỏ trị trước đú của của đại lượng này. Trong trường hợp như vậy, người ta ỏp dụng phương phỏp chuẩn nhiều lần và tiến hành như sau:
- Đặt lại điểm 0 của cảm biến: đại lượng cần đo và đại lượng đầu ra cú giỏ trị tương ứng với điểm gốc, m=0 và s=0.
- Đo giỏ trị đầu ra theo một loạt giỏ trị tăng dần đến giỏ trị cực đại của đại lượng đo ở đầu vào.
- Lặp lại quỏ trỡnh đo với cỏc giỏ trị giảm dần từ giỏ trị cực đại.
Khi chuẩn nhiều lần cho phộp xỏc định đường cong chuẩn theo cả hai hướng đo tăng dần và đo giảm dần.