2.1 Xác định vị trí và khoảng cách bằng biến trở.
Đi n áp ệ ngu n nuôiồ E2EVX5C1 5 mm Thm (NO)ởường
3 dây NPN Open Collector 70HZ 12 24 VDC E2EVX5C2 5 mm Thđóng(NC)ường 3 dây NPN Open Collector 70HZ 12 24 VDC E2EV X10C1 10 mm Thường m (NO)ở 3 dây NPN Open Collector 70HZ 12 24 VDC E2EV X10C2 10 mm Thường đóng(NC) 3 dây NPN Open Collector 70HZ 12 24 VDC
S đ m ch đi n I/O đi n hình c a h c m bi n phát hi n kho ng cách ơ ồ ạ ệ ể ủ ọ ả ế ệ ả v t: ậ
Hình 2.48: M ch đi n th c tạ ệ ự ế
Hình 2.49: M ch đi n ng d ng c m bi n phát hi n kim lo iạ ệ ứ ụ ả ế ệ ạ Khi đ u dò không ti p c n v i đ i tầ ế ậ ớ ố ượng kim lo i:ạ
V0 = High V→ 022 = Low Q→ 1 OFF Buzzer OFF→
Khi đ u dò ti p c n v i kim lo i:ầ ế ậ ớ ạ
V0 = Low V→ 022 = High Q→ 1 ON Buzzer ON→
IV. Ki m tra, đánh giáể
M c tiêuụ N i dungộ Đi m chu nể ẩ
Ki n th cế ứ N m v ng nguyên lý làm vi c c a các c m bi nắế ữ ệ ủ ả 1
K năngỹ
Th c hành l p đ t đúng theo quy trình và ự ắ ặ
v n hành đậ ược. 5
Đo và ghi l i các giá tr dòng, áp, d ng ạ ị ạ
xung.( tín hi u đ u ra c a c m bi n)ệ ầ ủ ả ế 2
Thái độ
Nghiêm túc trong quá trình làm vi c, th c ệ ự
hi n t t v sinh công nghi p.ệ ố ệ ệ 2 Hoàn thi n báo cáo th c hànhệ ự
2. Một số loại cảm biến xác định vị trí, khoảng cách khác A. LÝ THUY T Ế
C m bi n v trí là c m bi n t o ra tín hi u đi n t l v i s d ch chuy nả ế ị ả ế ạ ệ ệ ỷ ệ ớ ự ị ể mà chúng c m nh n đả ậ ược.
Phân bi t các d ng chuy n d ch:ệ ạ ể ị
Chuy n d ch th ng (linear, chuy n đ ng th ng theo m t hể ị ẳ ể ộ ẳ ộ ướng).
Chuy n d ch góc (angular, chuy n đ ng xoay quanh m t tâm đi m).ể ị ể ộ ộ ể
Chuy n d ch h n h p. ể ị ỗ ợ
Các chuy n d ch th ng và chuy n d ch góc có th xác đ nh b ng m t ph nể ị ẳ ể ị ể ị ằ ộ ầ t c m bi n, nh ng chuy n d ch h n h p l i c n đ n nhi u ph n t h n.ử ả ế ư ể ị ỗ ợ ạ ầ ế ề ầ ử ơ
C m bi n chi t áp ả ế ế potentiometer – ph n t bi n tr ;ầ ử ế ở
C m bi n đi n dung – ph n t bi n dung;ả ế ệ ầ ử ế
C m bi n đi n c m – ph n t bi n c m;ả ế ệ ả ầ ử ế ả
C m bi n t tính và bi n áp đo;ả ế ừ ế
C m bi n quang;ả ế
C m bi n bi n d ng đàn h i.ả ế ế ạ ồ
Các phương pháp đo chuy n d ch góc ch y u bi n th t nh ng phể ị ủ ế ế ể ừ ữ ương pháp đo kho ng cách hay kho ng d ch chuy n, ch khác là có s ph thu c vàoả ả ị ể ỉ ự ụ ộ góc quay ch không ph i là chuy n đ ng th ng, tuy n tính. Các ph n t c mứ ả ể ộ ẳ ế ầ ử ả bi n chuy n d ch góc:ế ể ị
C m bi n chi t áp ả ế ế potentiometer;
C m bi n đi n dung – ph n t bi n dung;ả ế ệ ầ ử ế
C m bi n đi n c m – ph n t bi n c m;ả ế ệ ả ầ ử ế ả
C m bi n quang.ả ế
Các c m bi n bi n d ng đàn h i không tr c ti p đo chuy n d ch góc; trongả ế ế ạ ồ ự ế ể ị m t s trộ ố ường h p, ph i bi n th m i đo đợ ả ế ể ớ ược các chuy n d ch góc.ể ị
Cũng có th phân lo i các c m bi n chuy n v theo nguyên lý bi n đ i:ể ạ ả ế ể ị ế ổ
Ph n t c m bi n tham s ;ầ ử ả ế ố
Ph n t c m bi n v t lý.ầ ử ả ế ậ
Các ph n t c m bi n tham s là nh ng c m bi n bi n đ i các đ i lầ ử ả ế ố ữ ả ế ế ổ ạ ượng thông s tr ng thái v t lý c a quá trình công ngh (ví d nh v trí, chuy nố ạ ậ ủ ệ ụ ư ị ể d ch – kích thị ước, kho ng cách, …) thành nh ng thay đ i tham s đi n (nhả ữ ổ ố ệ ư đi n tr hay đi n d n, đi n c m hay h c m, đi n dung, …). Đi n hình làệ ở ệ ẫ ệ ả ỗ ả ệ ể c m bi n đi n tr (bi n tr ), c m bi n đi n dung (bi n dung) hay c m bi nả ế ệ ở ế ở ả ế ệ ế ả ế đi n c m (bi n c m).ệ ả ế ả
Các ph n t c m bi n v t lý là nh ng c m bi n bi n đ i các đ i lầ ử ả ế ậ ữ ả ế ế ổ ạ ượng chuy n v v t th thành nh ng thay đ i thông s v t lý k thu t (trung gian,ể ị ậ ể ữ ổ ố ậ ỹ ậ ho c sau đó đặ ược chuy n đ i thành thông s đi n). Đi n hình là c m bi nể ổ ố ệ ể ả ế đi nt , c m bi n quang hay quangđi n, c m bi n đàn h i.ệ ừ ả ế ệ ả ế ồ
2.1 Xác định vị trí và khoảng cách bằng biến trở.
C m bi n v trí th c hi n đo v trí v t lý c a v t so v i m t đi m chu n.ả ế ị ự ệ ị ậ ủ ậ ớ ộ ể ẩ Thông tin có th là v trí góc ho c đ quay.ể ị ặ ộ
2.1.1 Nguyên lý làm vi c ệ
M t chi t áp dùng đ chuy n đ i góc quay ho c đ d ch chuy n tuy nộ ế ể ể ổ ặ ộ ị ể ế tính hóa thành đi n áp. Th c ch t thì b n thân chi t áp là đi n tr nh ng chínhệ ự ấ ả ế ệ ở ư giá tr này d dàng đị ễ ược chuy n đ i thành đi n áp. Các chi t áp s d ng làmể ổ ệ ế ử ụ c m bi n v trí v nguyên t c gi ng nh đi u ch nh âm lả ế ị ề ắ ố ư ề ỉ ượng nh ng có nh ngư ữ đi m khác. M t chi t áp dùng đ đi u ch nh âm lể ộ ế ể ề ỉ ượng, s thay đ i đi n tr cóự ổ ệ ở th d ng phi tuy n mi n sao thay đ i để ở ạ ế ễ ổ ược âm thanh, còn chi t áp dùng đế ể đo v trí góc ph i bi n đ i tuy n tính – nghĩa là s thay đ i đi n tr tuy n tínhị ả ế ổ ế ự ổ ệ ở ế theo tr c quay.ụ
Chi t ápế Ký hi uệ Chi t áp d ch chuy nế ị ể tuy n tínhế Hình 2.50: Chi tế áp
Trên hình 2.56 minh h a nguyên lý làm vi c c a chi t áp. V t li u đi n trọ ệ ủ ế ậ ệ ệ ở nh ng dây d o. Đư ẻ ược hình thành d ng hình tròn (2 đi m k t thúc là A và B),ở ạ ể ế v t li u này có đi n tr su t đ ng nh t có nghĩa là s /cm trên chi u dài c aậ ệ ệ ở ấ ồ ấ ốΩ ề ủ nó không đ i. N i v i tr c là thanh trổ ố ớ ụ ượt mà nó trượ ọt d c theo đi n tr và đ uệ ở ầ r nhánh đ l y giá tr c a chi t áp (ti p đi m B trên hình 2.56a). Trên hìnhẽ ể ấ ị ủ ế ế ể 2.56b ch ra ký hi u c a m ch đi n chi t áp.ỉ ệ ủ ạ ệ ế
S ph thu c đi n áp vào bi n tr : Vự ụ ộ ệ ế ở 0 = f (x,RT, XT, V)
Chi t áp đế ược mô t là m t lo i vòng – th c t ch kho ng 350ả ộ ạ ự ế ỉ ả 0, m t chi tộ ế áp vòng có th có các đi m d ng cu i m i hành trình c a nó, góc quay khôngể ể ừ ố ỗ ủ vượt quá 3500. M t chi t áp vòng không có các đi m d ng có vùng khôngộ ế ể ừ nh y c m nh khi thanh trạ ả ỏ ượt chuy n đ ng theo hình xo n c, có t i 25 vòngể ộ ắ ố ớ ho c h n tính t đi m d ng này đ n đi m d ng khác.ặ ơ ừ ể ừ ế ể ừ
a b
Hình 2.51: Chi tế áp tuy n tínhế
Trong trường h p, thanh trợ ượt có th d ch chuy n ti n ho c lùi theo để ị ể ế ặ ường th ng. Các chi t áp d ch chuy n tuy n tích thu n l i cho vi c do v trí các đ iẳ ế ị ể ế ậ ợ ệ ị ố tượng mà nó chuy n đ ng theo d ng tuy n tính.ể ộ ạ ế
Hình 2.58a minh h a chi t áp dùng đ đo v trí góc c a cánh tay robot,ọ ế ể ị ủ trong trường h p này thân chi t áp đợ ế ược gi c đ nh và tr c c a nó đữ ố ị ụ ủ ược n iố tr c ti p v i tr c c a đ ng c . Đi n áp 10VDC đự ế ớ ụ ủ ộ ơ ệ ược c p cho chi t áp. Đi nấ ế ệ áp thay đ i t 0 ÷ 10V DC d c theo đi n tr , thanh trổ ừ ọ ệ ở ượt chính là r nhánh,ẽ đi n áp ra chính là đi n áp thanh trệ ệ ượt và đi m 0.ể
Khi thanh trượ ở ịt v trí dưới cùng thì đ u ra 0V tầ ương ng v i 0ứ ớ 0. Khi thanh trượ ở ịt v trí trên cùng, đ u ra ng v i 10V tầ ứ ớ ương ng v i 350ứ ớ 0. v tríỞ ị chính gi a, đi n áp đ u ra 5V tữ ệ ầ ương ng v i v trí góc 175ứ ớ ị 0. (3500/2 = 1750).
a. Đ ng c đi u khi n cánh tayộ ơ ề ể
robot, chi t áp n i v i tr c đ ng cế ố ớ ụ ộ ơ b. M ch đi nạ ệ Hình 2.52: Chi tế áp s d ng làm c m bi n v tríử ụ ả ế ị 2.1.2 C u t oấ ạ
Hình 2.53: C u trúc ph n t bi n tr đo kho ng chuy n d ch th ng dùngấ ầ ử ế ở ả ể ị ẳ màng ch t d o đi n d n.ấ ẻ ệ ẫ
Tùy theo hãng s n xu t, các ph n t bi n tr khác nhau khá nhi u v c uả ấ ầ ử ế ở ề ề ấ trúc, màng ph và v t li u n n. Con trủ ậ ệ ề ượ ủt c a ph n t bi n tr ki u màngầ ử ế ở ể được làm d ng ch i, quét nhi u ti p đi m, đ gi m t i c h c và ti p xúc t tạ ổ ề ế ể ể ả ả ơ ọ ế ố h n. Màng ch t d o đi n d n, gi ng nh trơ ấ ẻ ệ ẫ ố ư ường h p dây đi n tr đ t th ngợ ệ ở ặ ẳ chi u dài, có đ phân gi i g n nh vô cùng, t c là d ch chuy n con trề ộ ả ầ ư ứ ị ể ượ ẽ t s t o đi n áp ra t l v trí con trạ ệ ỷ ệ ị ượt trên bi n tr , nh ng không bi n thiên theoế ở ư ế n c nh ki u dây cu n. ấ ư ể ố
Bi n tr màng ch t d o đi n d n đế ở ấ ẻ ệ ẫ ược ch t o r t chính xác, có th gi mế ạ ấ ể ả thi u sai s tuy n tính t i ể ố ế ớ 0,1%.
Tu i th v n hành có th đ t 10ổ ọ ậ ể ạ 8 l n ch nh đ nh (v n hành con trầ ỉ ị ậ ượt) và t c đ chuy n d ch con trố ộ ể ị ượ ốt t i đa có th đ t 400 [mm/s]. Ph n t bi n trể ạ ầ ử ế ở ki u này để ược gi i thi u s lớ ệ ơ ược trong hình 2.59.
Ph n t bi n tr không có v b c có lo i chi u dài t i 1000 [mm]. Cácầ ử ế ở ỏ ọ ạ ề ớ s n ph m ch s n có th có chi u dài t i đa t i 2,5 [m]. Tr s đi n tr c aả ẩ ế ẵ ể ề ố ớ ị ố ệ ở ủ ph n t bi n tr đo kho ng d ch chuy n tùy theo đ dài là kho ng (2 … 200)ầ ử ế ở ả ị ể ộ ả [k ] v i dung sai c Ω ớ ỡ 20 [%] đi n tr toàn ph n c a ph n t . Trong m t sệ ở ầ ủ ầ ử ộ ố ch xu t đ c bi t cũng có th đ t ế ấ ặ ệ ể ạ 10 [%]. Sai s tuy n tính là ố ế 0,5 [%], và có th gi m t ng n c t i ể ả ừ ấ ớ 0,1 [%].
Đ i v i nh ng ng d ng th c t các ph n t bi n tr ki u màng có nhi uố ớ ữ ứ ụ ự ế ầ ử ế ở ể ề ki u v b c khác nhau. C u trúc trể ỏ ọ ấ ước kia làm b ng v thi c, các ph n tằ ỏ ế ầ ử
ki u m i có v b c d ng ng hay d ng thép đúc đ nh hình. Tr c d ch chuy nể ớ ỏ ọ ạ ố ạ ị ụ ị ể con trượ ượ ắ ổt đ c l p bi m t đ u hay c hai đ u. Hình 2.60 và 2.61 gi i thi uộ ầ ả ầ ớ ệ hai ki u khác nhau.ể
Hình 2.54: Ph n t bi n tr đo kho ng d ch chuy n.ầ ử ế ở ả ị ể
Hình 2.55: Các c u trúc ph n t đo kho ng chuy n d ch.ấ ầ ử ả ể ị
N u chuy n d ch toàn ph n c a con trế ể ị ầ ủ ượ ằt b ng ho c nh h n m t vòngặ ỏ ơ ộ quay c a tr c thì pot đủ ụ ược g i là pot đ n singleturn pot; n u quay đọ ơ ế ược nhi uề vòng thì g i là pot nhi u vòng multiturn pot. ọ ề
Hình 2.57: Chi t áp có c c u truy nế ơ ấ ề đ ngộ
Hình 2.58: Bi n tr không ti p xúc.ế ở ế 2.1.3 Ứng d ngụ
S d ng chi t áp kho ng cách (tuy n tính, góc quay).ử ụ ế ả ế Đo m cứ
Đo l c ự Đo áp su tấ
Phát hi n l i trong h th ng đi u khi n (b so sánh ho c m ch so sánh).ệ ỗ ệ ố ề ể ộ ặ ạ
Hình 2.59: H th ng dùng c m bi n chi t áp cho cánh tay robotệ ố ả ế ế
S đ c u tr v i ph nơ ồ ầ ở ớ ầ t bi n trử ế ở S đ m ch c u dùngơ ồ ạ ầ bi n tr chi t áp tuy nế ở ế ế tính S đ m ch c u v i b n ơ ồ ạ ầ ớ ố ph n t c m bi nầ ử ả ế Hình 2.60: S đ m ch c u dùng cho bi n tr chi t ápơ ồ ạ ầ ế ở ế
Hình 2.67 gi i thi u m t thi t b chuy n đ i d ch chuy n th ng thànhớ ệ ộ ế ị ể ổ ị ể ẳ chuy n đ ng quay. Phể ộ ương pháp này đ c bi t đặ ệ ượ ức ng d ng nh ng n iụ ở ữ ơ chuy n đ ng quay t o ra nh ng d ch chuy n th ng, ví nh d ch chuy n bànể ộ ạ ữ ị ể ẳ ư ị ể mâm máy công c nh máy phay, máy khoan (hình 2.67)… ụ ư
Hình 2.61: M t ng d ng ph n t c m bi n góc quay.ộ ứ ụ ầ ử ả ế
2.2 Xác định vị trí và khoảng cách bằng tự cảm (Inductance Transducers)
2.2.1 Nguyên lý làm vi cệ
Nguyên lý chung đ i v i các ph n t c m bi n đi n c m là làm thay đ iố ớ ầ ử ả ế ệ ả ổ m t trong nh ng đ i lộ ữ ạ ượng xác đ nh đi n c m c a cu n c m có th bi n thiênị ệ ả ủ ộ ả ể ế các thành ph n ầ N, r, A và l đ dùng làm bi n c m. Trên c s đó có th cóể ế ả ơ ở ể nh ng phữ ương án hi n th c hoá ph n t bi n c m nh trong hình 2.68. ệ ự ầ ử ế ả ư
2 N A L l µ = (2.2) Trong đó: µ: Đ t th m c a cu n dây [n/Ampộ ừ ẩ ủ ộ 2] N: S vòng dâyố
A: Di n tích m t c t ngang c a dây d nệ ặ ắ ủ ẫ l : chi u dài dâyề
Hình 2.62: Nguyên lý bi n c m theo phế ả ương án bi n thiên:ế
a. S vòng dây N; ố b. B trí hình h c; ố ọ c. Đ t th m (lõi s t tộ ừ ẩ ắ ừ – ki u ph n ng d c); d.ể ầ ứ ọ T n hao dòng xoáy (phi n đi n d n – ki u ph n ngổ ế ệ ẫ ể ầ ứ
ngang). C m bi n bi n c m đo ti p c nả ế ế ả ế ậ
Ph n t bi n c m ti p c n làm vi c không ti p xúc. Chúng có b dao đ ngầ ử ế ả ế ậ ệ ế ộ ộ hai t ng, m ch trigger Schmidt và m ch khuy ch đ i. Hình 2.69 gi i thi u lo iầ ạ ạ ế ạ ớ ệ ạ ph n t bi n c m này. B dao đ ng t o ra m t trầ ử ế ả ộ ộ ạ ộ ường đi nt bi n thiên lanệ ừ ế truy n trong ph n lõi và tán x ra môi trề ầ ạ ường xung quanh. Khi có v t th d nậ ể ẫ đi n nào đó l t vào trệ ọ ường đi nt này thì bên trong nó s c m ng dòng đi nệ ừ ẽ ả ứ ệ xoáy,làm gi m m t ph n năng lả ộ ầ ượng dao đ ng sóng đi nt . Thông qua m cộ ệ ừ ứ thay đ i đổ ượ ạc t o nên đ u ra b dao đ ng làm b l t trigger Schmidt nh yở ầ ộ ộ ộ ậ ả b c và đ i n c tín hi u đ u ra c a ph n t , t o s thay đ i tr ng thái ti pậ ổ ấ ệ ầ ủ ầ ử ạ ự ổ ạ ế c n. Hình 2.69 gi i thi u nh ng c u trúc thông d ng.ậ ớ ệ ữ ấ ụ
Hình 2.63: Ph n t bi n c m đo ti p c n, c u t o và nguyên lý.ầ ử ế ả ế ậ ấ ạ Ph n t bi n c m vi saiầ ử ế ả
Trong th c t , các ph n t bi n c m vi sai đóng vai trò quan tr ng. Trên thự ế ầ ử ế ả ọ ị trường cũng có s n nh ng linh ki n vi m ch dùng cho các ph n t bi n c mẵ ữ ệ ạ ầ ử ế ả vi sai này.
Hình 2.64: S đ nguyên lý xác đ nh đi n c m c a ph n t bi n c m.ơ ồ ị ệ ả ủ ầ ử ế ả
Hình 2.65: Nguyên lý c u t o ph n t bi n c m.ấ ạ ầ ử ế ả a) C u trúc lõi trấ ượt (ph n ng d c tr c);ầ ứ ọ ụ
b) C u trúc ph n ng ngang theo nguyên lý thay đ i t thông.ấ ầ ứ ổ ừ
Hình 2.66: Ph n t c m bi n d ch chuy n theo nguyên lý bi n c m có lõiầ ử ả ế ị ể ế ả trượt.
Hình 2.67: Máy đo đ chuy n d ch (hãng Schaenitz)ộ ể ị 2.2.2 C u t oấ ạ
Hình dáng Ký hi uệ Hình 2.68: Hình dáng và ký hi uệ C m bi n đi n c m có hai d ng k t c u c b n:ả ế ệ ả ạ ế ấ ơ ả
Cu n c m không lõi s tộ ả ắ (ki u ph n ng d c longitudinal armatur và ki u ph n ng ngang transverseể ầ ứ ọ ể ầ ứ
armature)
Cu n c m lõi s tt .ộ ả ắ ừ
Hình 2.69: Ph n t bi n c m ki u ph n ng ngangầ ử ế ả ể ầ ứ a. Ki u ngàm;ể b. Ki u vi sai m c vào m ch c u.ể ắ ạ ầ
Hình 2.70: Ph n t bi n c m vi sai:ầ ử ế ả
Hình 2.71: D ng c u trúc các ki u ph n t bi n c m ti p c n.ạ ấ ể ầ ử ế ả ế ậ
Hình 2.72: Ph n t bi n c m ti p c n analog (hãng Vibrometer) dùng c mầ ử ế ả ế ậ ả bi n chuy n d ch.ế ể ị
Hình 2.73: Máy đo di góc ng d ng ph n t bi n c m (ph i), ngu n và m chứ ụ ầ ử ế ả ả ồ ạ nh n d ng (trái).ậ ạ
Đường cong đi n áp các cu n thệ ộ ứ c pấ
Ph n t c m bi n đo d ch chuy n ki u bi n áp vi sai có vòng ng n m chầ ử ả ế ị ể ể ế ắ ạ (trong đó, vòng a – Lõi t m m khép kín; b – Vòng ng n m ch;c – Các cu nừ ề ắ ạ ộ s c p; d – Các cu n th c p).ơ ấ ộ ứ ấ
2.2.3 ng d ngỨ ụ
Thường được s d ng làm công t c hành trình cho các chuy n đ ng t nhử ụ ắ ể ộ ị ti n trong các máy công nghi p nh : kh ng ch hành trình cho các máy d p,ế ệ ư ố ế ậ các kho ng d ch chuy n c a máy c t g t kim lo i…ả ị ể ủ ụ ắ ọ ạ
2.3 Xác định vị trí và khoảng cách bằng cảm biến điện dung (Capacitance
Transducers)
2.3.1 Nguyên lý làm vi cệ
D a trên s thay đ i đi n dung khi kho ng cách c a hai b n c c t đi nự ự ổ ệ ả ủ ả ự ụ ệ thay đ i. Khi v t đ n g n vào vùng tĩnh đi n gi a các b n c c c a t đi n,ổ ậ ế ầ ệ ữ ả ự ủ ụ ệ đi n dung c a t đi n trong m ch t o dao đ ng s thay đ i .Đi u này làm choệ ủ ụ ệ ạ ạ ộ ẽ ổ ề oscillator b dao đ ng, tín hi u này s đị ộ ệ ẽ ược Trigger ghi nh n và so sánh biênậ đ dao đ ng. N u biên đ dao đ ng đ t đ n gi i h n chu n thì Output c aộ ộ ế ộ ộ ạ ế ớ ạ ẩ ủ c m bi n s thay đ i tr ng thái.ả ế ẽ ổ ạ
Khi v t ti n ra xa vùng c m bi n, biên đ dao đ ng gi m xu ng đ n khiậ ế ả ế ộ ộ ả ố ế không dao đ ng n a thì Output c a c m bi n s trộ ữ ủ ả ế ẽ ở v tr ng thái ban đ u.ề ạ ầ
Ký hi uệ
Hình 2.75: Hình dáng th c t và ký hi u trong s đ m ch đi nự ế ệ ơ ồ ạ ệ
Hình 2.76: Nguyên lý ph n t bi n dung đo kho ng cáchầ ử ế ả
Nói cách khác, c m bi n đi n dung t o nên m t đi n trả ế ệ ạ ộ ệ ường, n u đ a m tế ư ộ v t th d n đi n l i g n đi n trậ ể ẫ ệ ạ ầ ệ ường này, thì v t tác đ ng nh m t b n c cậ ộ ư ộ ả ự và làm thay đ i phân b đi n trổ ố ệ ường. S thay đ i đi n trự ổ ệ ường s đẽ ược ph nầ t c m bi n ti p nh n và lử ả ế ế ậ ượng giá – cho nên đây g i chung là ph n t bi nở ọ ầ ử ế dung.
M i quan h rõ ràng gi a các đ i lố ệ ữ ạ ượng kích thước và đi n dung t o c sệ ạ ơ ở ch xu t ph n t bi n dung có kh năng lế ấ ầ ử ế ả ượng giá tín hi u đo theo kho ngệ ả cách (hình 2.86).
Hình 2.77: S đ nguyên lý m ch c u bi n dung.ơ ồ ạ ầ ế
2.3.2 C u t oấ ạ
Hình 2.78: C u t o c m bi n đi n dungấ ạ ả ế ệ Prode: b n c cả ự
Oscillator: b t o dao đ ngộ ạ ộ
Trigger : m ch ghi nh n tín hi uạ ậ ệ Output circuit : m ch đi n đ u ra ạ ệ ầ
Đi m khác chính là Capacitive s d ng các b n c c thay vì cu n dâyể ử ụ ả ự ộ
Hình 2.79: Nguyên lý c u trúc c b n c a các ph n t bi n dung.ấ ơ ả ủ ầ ử ế S đ m ch đi n:ơ ồ ạ ệ
Hình 2.80: S đ m ch c u v i ph n t bi n dung.ơ ồ ạ ầ ớ ầ ử ế
Ki u vi saiể Ki u vi sai thay đ i di n tích b nể ổ ệ ả c c.ự
Hình 2.82: S đ c u l ch v i ph n tơ ồ ầ ệ ớ ầ ử bi n dung vi sai thay đ iế ổ Hình 2.83: Sơ đ m ch c u v iồ ạ ầ ớ 2 ph n t thay đ iầ ử ổ 2.3.3 ng d ngỨ ụ u đi m Ư ể :
C u t o đ n gi n ấ ạ ơ ả
Có th c n nh n để ả ậ ược các v t th d n đi n, không d n đi n, m c ch tậ ể ẫ ệ ẫ ệ ứ ấ l ng, v t th nh hay nh .ỏ ậ ể ẹ ỏ
T c đ đáp ng nhanh.ố ộ ứ
Tu i th và đ n đ nh v i nhi t đ cao.ổ ọ ộ ổ ị ớ ệ ộ Nhược đi mể
B nh hị ả ưởng b i đ m, sở ộ ẩ ương, s thay đ i đi n môi.ự ổ ệ
Dây n i c m bi n ph i ng n đ không nh hố ả ế ả ắ ể ả ưởng đ n đi m c ngế ể ộ hưởng c a b dao đ ng.ủ ộ ộ
ng d ng
Ứ ụ
Báo hi u m c ch t l ng trong quy trình đóng gói các lo i ch t l ng nh :ệ ứ ấ ỏ ạ ấ ỏ ư quy trình đóng h p s a, các lo i hoá ch t, nộ ữ ạ ấ ước gi i khát…ả
Đi u khi n các container hàng hoá (nh glass, plastic…)ề ể ư
Phát hi n các ch u n quanh, đ t gãy trên đệ ỗ ố ứ ường ng.ố
Đ m các lo i s n ph m trong quy trình s n xu t công nghi p: đ m sế ạ ả ẩ ả ấ ệ ế ố lượng thu c đóng gói, đ m s lô gi y…ố ế ố ấ
Phát hi n m c nệ ứ ước trong bể ch aứ
Đ m s lế ố ượng cu n gi yộ ấ Hình 2.84: ng d ng c a c m bi n đi n dung trong công nghi pỨ ụ ủ ả ế ệ ệ
Hình 2.85: Nguyên lý phương pháp xung vi sai xác đ nh bi n dung.ị ế
Trên th c t , các ph n t c m bi n đi n dung đo kho ng cách và d chự ế ầ ử ả ế ệ ả ị chuy n góc có đi n dung bi n thiên trong kho ng (1ể ệ ế ả 500) [pF]. Nh m ngănằ ng a tr kháng quá l n, thừ ở ớ ường ch n t n s đi n ngu n cung c p kho ng (0,1ọ ầ ố ệ ồ ấ ả
1) [MHz]. Ngoài ra, ph i đ m b o đi n tr cách đi n đ l n đ gi m thi uả ả ả ệ ở ệ ủ ớ ể ả ể sai s đi n tr ố ệ ở shunt phân dòng. Yêu c u này thầ ường khó đ m b o đả ả ược khi ti n hành phép đo đ m cao. u th c a c m bi n đi n dung so v i c mế ở ộ ẩ Ư ế ủ ả ế ệ ớ ả bi n đi n tr và đi n c m là ít b nh hế ệ ở ệ ả ị ả ưởng b i nhi t đ và có th đ t đở ệ ộ ể ạ ược đ chính xác cao.ộ
C m bi n ti m ả ế ệ c n đi n c mậ ệ ả
Hình 2.87: C mả bi n ti m c n đi n dung dùng đ phát hi n m c trong bế ệ ậ ệ ể ệ ứ ể ch aứ
B. TH O LU N NHÓM Ả Ậ
Phân bi t các lo i c m bi n đi n dungệ ạ ả ế ệ ng d ng trong công nghi pỨ ụ ệ
Lý thuy tế : Phân bi t nguyên lý làm vi c c a c m bi n xác đ nh v tríệ ệ ủ ả ế ị ị kho ng cách b ng bi n tr , t c m, đi n dung.ả ằ ế ở ự ả ệ
ng d ng c m bi n đo v trí và kho ng cách trong công nghi p.
Ứ ụ ả ế ị ả ệ
Bài t p 1ậ : M t chi t áp độ ế ược c p ngu n 10VDC và đ t 82ấ ồ ặ ở 0 (tương tự nh hình 2.50b). D i đo c a chi t áp 350ư ả ủ ế 0. Hãy tính đi n áp ra.ệ
Đáp án: Đi n áp t i v trí 82ệ ạ ị 0 có đi n áp 2.34Vệ
Bài t p 2: M t chi t ápậ ộ ế 10k đΩ ượ ử ục s d ng làm c m bi n v trí. Gi sả ế ị ả ử thanh trượ ủt c a chi t áp n m gi a d i c a chi t áp. Hãy tìm sai s c a t iế ằ ở ữ ả ủ ế ố ủ ả khi:
M ch giao ti p có đi n tr vô cùng l n.ạ ế ệ ở ớ M ch giao ti p có đi n tr 100k .ạ ế ệ ở Ω Đáp án: a. 5V b. V = 4.88V, đi n áp sai s V = 0.12V.C. TH C HÀNH ệ ố Ự B. TH C HÀNHỰ I. T ch c th c hi n: ổ ứ ự ệ Chia l p thành nhóm, 3 sinh viên/nhóm.ớ II. L p b ng v t t thi t b .ậ ả ậ ư ế ị
TT Thi t b V t t ế ị ậ ư D ng cụ ụ Thông s k thu tố ỹ ậ S lố ượng 1 Máy hi n sóngệ 20MHz, hai tia 1máy/3nhóm 2 Đ ng h v n năngồ ồ ạ VAOM 1chi c/ nhómế 3 M hàn đi nỏ ệ xung 1 chi c/nhómế 4 Các b ngu n đi nộ ồ ệ AC,DC ; 0÷
20v 1 b /2 nhómộ 5 Các lo i c m bi n ti m c nạ ả ế ệ ậ Đi n c m, đi nệ ả ệ