V. KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ
5. Thực hành đo nhiệt độ với cảm biến cặp nhiệt điện
5.1. Ghi nhận đường đặc tính sử dụng hiệu chỉnh bằng phép toán
Bước 1. Kết nối mạch đo *) Sơ đồ khối:
Hình 2.29. Sơ đồ khốiđo nhiệt độ với cặp nhiệt điện
*) Sơ đồ kết nối:
Hình 2.30. Sơ đồ kết nối đo nhiệt độ với cặp nhiệt điện
Bước 2:Lựa chọn và thiết lập thông số thiết bị đo
- Chọn bộ nguồn DC trong mục “thiết bị” trên menu chức năng. - Cài đặt các thông số như sau:
Thông số cài đặt cho nguồn DC
Nút Power On
Thang điện áp 10 V
- Mở Vôn kế A và cài đặt các thông số như sau:
Thông số cài đặt volt kế A
Chế độ đo DC
Hiển thị AV
Thang đo 5 V
- Mở Vôn kế B và cài đặt các thông số như sau:
Thông số cài đặt volt kế B
Chế độ đo DC
Hiển thị AV
Thang đo 5 V
- Mở bộ khuếch đại đo (instrumentation amplifier) và đặt hệ số khuếch đại bằng 1.
Bước 3: Điều chỉnh giá trị offset cho bộ khuếch đại
Bằng cách điều chỉnh giá trị offset ta có thể bù cho bất kỳthành phần điện áp DC ký sinh ở ngõ ra của bộ khuếch đại. Giá trị offset có thể chọn giữa 0 và 127, trong đó giá trị 0...63 dùng cho hiệu chỉnh offset âm còn giá trị 64....127 dùng cho hiệu chỉnh offset âm.
- Mở bộ khuếch đại đo.
- Ngắn mạch chân ngõ vào + và – của bộ khuếch đại đến chân mass. - Đo giá trị trung b́nh của điện áp ngõra (dùng volt kế A, chế độ AV).
- Đặt hệ số khuếch đại là 8000 và hiệu chỉnh giá trị offset để tín hiệu ngõ ra về lại zero.
Bước 4: Quá trình đo và xử lý kết quả đo
- Đặt hệ số khuếch đại là 100. Đặt giá trị điện áp ban đầu là 8V và chờ cho đến khi nhiệt độ đạt đến giá trị 80°C yêu cầu, khi đó điện áp ở kênh B sẽ gần bằng 0V. Đo giá trị UA tươngứng ở ngõ ra của bộ khuếch đại và ghi nhận giá trị này vào phiếu luyện tập 2.10.
- Tính giá trị điện áp Ue = Ua/gain; và UM = Ue + ∆U (với ∆U=1,019mV – giá trị sai số tương ứng nhiệt độ phòng giả định là 20oC). Điền giá trị Ue và UM vào phiếu luyện tập 2.10.
- Sử dụng bảng tham chiếu của cặp nhiệt điện để tìm giá trị nhiệt độ tương ứng với điện áp UM đã tính toán và ghi vào phiếu luyện tập 2.10.
- Giảm điện áp đặt từng 0,5 V và lặp lại các thao tác như trên cho đến hết bảng số.
- Chuyển sang tab “chart” để quan sát đồ thị đặc tính và vẽ lại đồ thị vào phiếu luyện tập 2.10.
5.2. Ghi nhận đường đặc tính sử dụng hiệu chỉnh tự động
Bước 1. Kết nối mạch đo *) Sơ đồ khối:
Hình 2.31. Sơ đồ khốiđo nhiệt độ với cặp nhiệt hiệu chỉnh tự động
*) Sơ đồ kết nối:
Hình 2.32. Sơ đồ kết nối đo nhiệt độ với cặp nhiệt hiệu chỉnh tự động
- Chọn bộ nguồn DC trong mục “thiết bị” trên menu chức năng. - Cài đặt các thông số như sau:
Thông số cài đặt cho nguồn DC
Nút Power On
Thang điện áp 10 V
- Mở Vôn kế A và cài đặt các thông số như sau:
Thông số cài đặt volt kế A
Chế độ đo DC
Hiển thị AV
Thang đo 5 V
- Mở Vôn kế B và cài đặt các thông số như sau:
Thông số cài đặt volt kế B
Chế độ đo DC
Hiển thị AV
Thang đo 5 V
- Mở bộ khuếch đại đo (instrumentation amplifier) vàđặthệ số khuếch đại bằng 1.
Bước 3: Tương tự 4.1.
Bước 4: Quá trình đo và xử lý kết quả đo
- Đặt hệ số khuếch đại là 100. Đặt giá trị điện áp ban đầu là 8V và chờ cho đến khi nhiệt độ đạt đến giá trị 80°C yêu cầu, khi đó điện áp ở kênh B sẽ gần bằng 0V. Đo giá trị UA tương ứng ở ngõ ra của bộ khuếch đại và ghi nhận giá trị này vào phiếu luyện tập 2.11.
- Sử dụng bảng tham chiếu của cặp nhiệt điện để tìm giá trị nhiệt độ tương ứng với điện áp UM đã tính toán và ghi vào phiếu luyện tập 2.11.
- Giảm điện áp đặt từng 0,5 V và lặp lại các thao tác như trên cho đến hết bảng số.
- Chuyển sang tab “chart” để quan sát đồ thị đặc tính và vẽ lại đồ thị vào phiếu luyện tập 2.11.
PHIẾU LUYỆN TẬP
PHIẾU LUYỆN TẬP SỐ 2.1
Tên kỹ năng: Thu thập, tính toán và khảo sát đặc tính của cảm biến NTC
Họ và tên sinh viên:...MSSV:... Nhóm: ...Lớp: ...Ngày:... Giáo viên hướng dẫn:...Ca thực tập:...
- Điền giá trị Gain vào cột thứ 3. - Điền giá trị điện áp trên Vôn kế A vào cột thứ 4.
- Theo định luật Ôm tính giá trị điện trở ghi vào cột thứ 5. - Nội suy tuyến tính tìm giá trị nhiệt độ tương ứng ghi kết quả vào cột thứ 6.
- Chuyển sang tab Chart và vẽ lại đặc tính của cảm biến vào hệ tọa độ.
PHIẾU LUYỆN TẬP SỐ 2.2
Tên kỹ năng: Thu thập, tính toán và khảo sát đặc tính tuyến tính hóa của cảm biến NTC Trường hợp R = Rc1 = 5,6kΩ
Họ và tên sinh viên:...MSSV:... Nhóm: ...Lớp: ...Ngày:... Giáo viên hướng dẫn:...Ca thực tập:...
- Điền giá trị Gain vào cột thứ 3. - Điền giá trị điện áp trên Vôn kế A vào cột thứ 4.
- Theo định luật Ôm tính giá trị điện trở ghi vào cột thứ 5. - Nội suy tuyến tính tìm giá trị nhiệt độ tương ứng ghi kết quả vào cột thứ 6.
- Chuyển sang tab Chart và vẽ lại đặc tính của cảm biến vào hệ tọa độ.
PHIẾU LUYỆN TẬP SỐ 2.3
Tên kỹ năng: Thu thập, tính toán và khảo sát đặc tính tuyến tính hóa của cảm biến NTC Trường hợp R = Rc2= 1,8kΩ
Họ và tên sinh viên:...MSSV:... Nhóm: ...Lớp: ...Ngày:... Giáo viên hướng dẫn:...Ca thực tập:...
- Điền giá trị Gain vào cột thứ 3. - Điền giá trị điện áp trên Vôn kế A vào cột thứ 4.
- Theo định luật Ôm tính giá trị điện trở ghi vào cột thứ 5. - Nội suy tuyến tính tìm giá trị nhiệt độ tương ứng ghi kết quả vào cột thứ 6.
- Chuyển sang tab Chart và vẽ lại đặc tính của cảm biến vào hệ tọa độ.
PHIẾU LUYỆN TẬP SỐ 2.4
Tên kỹ năng: Thu thập, tính toán và khảo sát đặc tính tuyến tính hóa của cảm biến NTC Trường hợp R = Rc3 = 560Ω
Họ và tên sinh viên:...MSSV:... Nhóm: ...Lớp: ...Ngày:... Giáo viên hướng dẫn:...Ca thực tập:...
- Điền giá trị Gain vào cột thứ 3. - Điền giá trị điệnáp trên Vôn kế A vào cột thứ 4.
- Theo định luật Ôm tính giá trị điện trở ghi vào cột thứ 5. - Nội suy tuyến tính tìm giá trị nhiệt độ tương ứng ghi kết quả vào cột thứ 6.
- Chuyển sang tab Chart và vẽ lại đặc tính của cảm biến vào hệ tọa độ.
PHIẾU LUYỆN TẬP SỐ 2.5
Tên kỹ năng: Thu thập, tính toán và khảo sát đặc tính của cảm biến PTC (Pt-100) Họ và tên sinh viên:...MSSV:... Nhóm: ...Lớp: ...Ngày:... Giáo viên hướng dẫn:...Ca thực tập:...
- Ghi giá trị Gain vào cột thứ 3. - Đọc giá trị điện áp trên Vôn kế A ghi vào cột thứ 4.
- Tính toán giá trị điện trở tương ứng của Pt-100 ghi vào cột thứ 5
- Chuyển sang tab Chart và vẽ lại đặc tính thu được vào hệ tọa độ.
PHIẾU LUYỆN TẬP SỐ 2.6
Tên kỹ năng: Thu thập, tính toán và khảo sát đặc tính của cảm biến PTC (Pt-100) Trường hợp mạch đo 2 dây
Họ và tên sinh viên:...MSSV:... Nhóm: ...Lớp: ...Ngày:... Giáo viên hướng dẫn:...Ca thực tập:...
- Ghi giá trị Gain vào cột thứ 3. - Đọc giá trị điện áp trên Vôn kế A ghi vào cột thứ 4.
- Tính toán giá trị điện trở tương ứng của Pt-100 ghi vào cột thứ 5
- Chuyển sang tab Chart và vẽ lại đặc tính thu được vào hệ tọa độ.
PHIẾU LUYỆN TẬP SỐ 2.7
Tên kỹ năng: Thu thập, tính toán và khảo sát đặc tính của cảm biến PTC (Pt-100) Trường hợp mạch đo 3 dây
Họ và tên sinh viên:...MSSV:... Nhóm: ...Lớp: ...Ngày:... Giáo viên hướng dẫn:...Ca thực tập:...
- Ghi giá trị Gain vào cột thứ 3. - Đọc giá trị điện áp trên Vôn kế A ghi vào cột thứ 4.
- Tính toán giá trị điện trở tương ứng của Pt-100 ghi vào cột thứ 5
- Chuyển sang tab Chart và vẽ lại đặc tính thu được vào hệ tọa độ.
PHIẾU LUYỆN TẬP SỐ 2.8
Tên kỹ năng: Thu thập, tính toán và khảo sát đặc tính của cảm biến PTC (Pt-100) Trường hợp mạch đo 4 dây
Họ và tên sinh viên:...MSSV:... Nhóm: ...Lớp: ...Ngày:... Giáo viên hướng dẫn:...Ca thực tập:...
- Ghi giá trị Gain vào cột thứ 3. - Đọc giá trị điện áp trên Vôn kế A ghi vào cột thứ 4.
- Tính toán giá trị điện trở tương ứng của Pt-100 ghi vào cột thứ 5
- Chuyển sang tab Chart và vẽ lại đặc tính thu được vào hệ tọa độ.
PHIẾU LUYỆN TẬP SỐ 2.9
Tên kỹ năng: Thu thập, tính toán và khảo sát đặc tính của cảm biến KTY
Họ và tên sinh viên:...MSSV:... Nhóm: ...Lớp: ...Ngày:... Giáo viên hướng dẫn:...Ca thực tập:...
- Ghi giá trị Gain vào cột thứ 3. - Đọc giá trị điện áp trên Vôn kế A ghi vào cột thứ 4.
- Tính toán giá trị điện trở tương ứng của KTY ghi vào cột thứ 5. - Nội suy tuyến tính, tính giá trị ưnhiệt độ tương ứng ghi vào cột thứ 6.
- Chuyển sang tab Chart và vẽ lại đặc tính thu được vào hệ tọa độ.
PHIẾU LUYỆN TẬP SỐ 2.10
Tên kỹ năng: Thu thập, tính toán và khảo sát đặc tính của cảm biến cặp nhiệt điện Trường hợp hiệu chỉnh bằng phép tính
Họ và tên sinh viên:...MSSV:... Nhóm: ...Lớp: ...Ngày:... Giáo viên hướng dẫn:...Ca thực tập:... - Ghi giá trị Gain
vào cột 3.
- Đọc giá trị Vôn kế A ghi vào cột 4. - Tính giá trị điện áp Ue trên cảm biến ghi vào cột 5.
- Tính UMsau hiệu chỉnh ghi vào cột 7. - Nội suy tuyến tính tính gái trị nhiệt độ tương ứng ghi vào cột 8.
- Chuyển sang tab Chart và vẽ lại đặc tính vào hệ tọa độ.
PHIẾU LUYỆN TẬP SỐ 2.11
Tên kỹ năng: Thu thập, tính toán và khảo sát đặc tính của cảm biến cặp nhiệt điện Trường hợp hiệu chỉnh tự động
Họ và tên sinh viên:...MSSV:... Nhóm: ...Lớp: ...Ngày:... Giáo viên hướng dẫn:...Ca thực tập:...
- Ghi giá trị Gain vào cột 3.
- Đọc giá trị Vôn kế A ghi vào cột 4. - Tính giá trị điện áp Ue trên cảm biến ghi vào cột 5.
- Tính UMsau hiệu chỉnh ghi vào cột 6. - Nội suy tuyến tính tính gái trị nhiệt độ tương ứng ghi vào cột 7.
- Chuyển sang tab Chart và vẽ lại đặc tính vào hệ tọađộ.
PHIẾU LUYỆN TẬP SỐ 2.12
Tên kỹ năng: Đặc tính Xyplotter của cảm biến NTC.
Họ và tên sinh viên:...MSSV:... Nhóm: ...Lớp: ...Ngày:... Giáo viên hướng dẫn:...Ca thực tập:...
V. KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ
Kiểm tra đánh giá kết quả thực hành được tiến hành theo phiếu đánh giá sau đây:
PHIẾU ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC HÀNH
Tên bài: Đo nhiệt độ
Họ và tên sinh viên:………... MSSV:... Nhóm…………Lớp………... Ngày...…tháng...…năm... Giáo viên hướng dẫn...Ca thực tập...
TT Tiêu chí đánh giá Điểm
chuẩn
Yêu cầu Điểm đánh
giá Ghi chú 1 Chọn thiết bị, dụng cụ - Chủng loại - Phù hợp yêu cầu 10 5 5 Mỗi lỗi trừ 1 điểm 2 Lắp đặt thiết bị - Gá lắp thiết bị - Cắm dây nguồn 10 5 5 Mỗi lỗi trừ 2 điểm 3 Lắp ráp sơ đồ mạch đo - Đúng Sơ đồ khối - Gọn gàng khoa học 10 5 5 Mỗi lỗi trừ 2 điểm
4 Chọn và thiết lập thông số thiết bị đo
- Chọn thiết bị - Thiết lập thông số 10 5 5 Mỗi lỗi trừ 1 điểm
5 Tiến hành thay đổi thông số đầu vào
- Đúng trình tự - Đúng nguyên tắc 20 10 10 Mỗi lỗi trừ 2 điểm 6 Đọc kết quả đo -Đọc đúng kết quả 10 10 Mỗi lỗi trừ 1 điểm
7 Tính toán kết quả đo
- Áp dụng các công thức - Tính toán kết quả 10 5 5 Sai số quá 3% trừ 1 điểm 8 Thành lập bảng và vẽ biểu đồ - Bảng kết quả - Biểu đồ 10 5 5 Mỗi lỗi trừ 5 điểm
Tổng cộng 100
Chú ý: Mỗi tiêu chí bị quá thời gian sẽ bị trừ một nửa số điểm, thời gian thực hiện bài kiểm tra lớn hơn tổng thời gian quy định sẽ không được tính điểm
Giáo viên ký tên
CÂU HỎI ÔN TẬP
Câu 1: Nhận xét đặc tính thu được từ bảng số liệu và đồ thị đặc tính nhận được từ phiếu
luyện tập 2.1 của cảm biến NTC.
Câu 2: Nhận xét đặc tính thu được từ bảng số liệu và đồ thị đặc tính nhận được từ phiếu
luyện tập 2.2, 2.3, 2.4 của cảm biến NTC. Sau khi tuyến tính hóa đặc tính có gì thay đổi so với đặc tính trước khi tuyến tính hóa.
Câu 3: Nhận xét đặc tính thu được từ bảng số liệu và đồ thị đặc tính nhận được từ phiếu
luyện tập 2.5 của cảm biến PTC.
Câu 4: Nhận xét đặc tính thu được từ bảng số liệu và đồ thị đặc tính nhận được từ phiếu
luyện tập 2.6, 2.7, 2.8 của cảm biến PTC. Đặc tính của cảm biến khi khảo sát với sơ đồ 2, 3, 4 dây có sự thay đổi như thế nào so với đặc tính khi không xét điện trở đường dây.
Câu 5: Nhận xét đặc tính thu được từ bảng số liệu và đồ thị đặc tính nhận được từ phiếu
luyện tập 2.9 của cảm biến KTY.
Câu 6: Nhận xét đặc tính thu được từ bảng số liệu và đồ thị đặc tính nhận được từ phiếu
luyện tập 2.10 của cảm biến cặp nhiệt. So sánh đặc tính trên với đặc tính thu được từ phiếu luyện tập 2.11 khi cảm biến được hiệu chỉnh tự động.
BÀI 3: ĐO VỊ TRÍ, KHOẢNG CÁCH VÀ DỊCH CHUYỂN I. MỤC TIÊU BÀI HỌC
Sau khi học xong sinh viên có khả năng:
1. Kiến thức
- Hiểu được nguyên tắc đo vị trí, khoảng cách và dịch chuyển sử dụng các cảm biến thông dụng như cảm biến điện cảm, điện dung, cảm biến quang, cảm biến từ trường,…
2. Kỹ năng
- Thao tác lắp mạch đo vị trí, dịch chuyển, khoảng cách sử dụng các cảm biến khác nhau.
- Thực hiện việc đo vị trí, khoảng cách và dịch chuyển, tính toán, vẽ đặc tính của các cảm biến điện cảm, điện dung, cảm biến quang, cảm biến từ trường,…
- Bảo quản được dụng cụ đo, các cảm biến theo đúng quy trình kỹ thuật
3. Thái độ
- Nghiêm túc học tập, tích cực luyện tập
- Phát huy những ứng dụng về đo khoảng cách vào các bài toán thực tế. - Tổ chức nơi thực hành gọn gàng, ngăn nắp
- Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị.
II. LÝ THUYẾT LIÊN QUAN