VII. CẢM BIÊN VỊ TRÍ
7.1. CẢMBIẾN BIẾN TRỞ
Câu tạo Cảm biến biến trở có cấu tạo đơn giản và giá thành rẻ. Cảm biên bao gồm dây quấn thường được làm bằng hợp kim có khả năng chịu mài mịn tốt
Môn: Cim biển & đo lường TQT
như: Ni-Cr, Ni-Cu, Ni-Cu-Fe, Ag-Pd .... có đường kính từ 0,02 đến 0,1 mm, được quấn được quân trên một lõi làm bằng vật liệu cách điện như : gốm, sứ, bakelit....
Dây quãn thường có điện trở từ vài chục ohm tới vài nghìn ohm, được tráng một lớp cách điện để có thể quấn sát nhau. Trên lõi và dây quân có một con trượt được làm bằng hợp kim có lực đàn hồi và tiếp xúc tốt.
Hình 6.58: Cảm biến dịch chuyển biến trở và quan hệ giữa biến trở và di chuyển của con trượt
Hình 6.59: cảm biến dịch chuyển biến trở
Nguyên Con trượt được liên kết cơ khí với đối tưựng cần đo địch chuyển. Khi lý đôi tượng di chuyển sẽ làm cho con trượt di chuyển làm cho điện trở Rx thay
Môn: Căm biến & do lường TQT
đổi: R -—-X
L
Trong đó, L là chiều dài của cảm biến, X là dịch chuyển của con chạy. Cảm biến biến trở chỉ cho phép phát hiện biến thiên của di chuyển bằng khoảng cách giữa 2 vòng dây.
Nếu gọi khoảng cách giữa 2 vòng dây là lo, số vịng dây của cảm biến là w thì cảm biến biến trở chỉ phát hiện được biến thiên di chuyển là: l0 = ~ ứng
dụng
Mạch đo dùng cảm biến biến trở:
Để chuyển sự thay đổi điện trở của cảm biến theo dịch chuyên thành sự thay đổi điện áp, ta kết nối cảm biến với mạch đo như hình:
Rx
Hình 6.60: Mạch đo dùng cảm biến biến trở Điện áp ra của mạch đo tuyến tính theo dịch chuyển:
i; U.
R
■R, 1 +
7.2. CẢM BIẾN TỪ:
Cảm biến điện từ thường được dùng để đo dịch chuyển nhỏ khoảng vài lĩim, đo độ lệch tâm của các cơ câu cam, đo độ dày mỏng của kim._____________________________ Câu tạo Cảm biến điện từ có câu tạo là một khung dây hơn như hình:
Mơn: Cảm biến & đo lường TQT
Mục ùeu
Hình 6.61: Câu tạo của cảm biến từ Hình
dạng thực tế:
Nguyên Mục tiêu là một phần của đối tượng cần đo dịch chuyển hay khoảng lý cách nhỏ, khi mục tiêu di chuyển là cho khe hở khơng khí ỗ thay đổi là cho
từ trở của mạch từ thay đổi làm cho điện cảm của cuộn dây thay đổi.
Nếu bỏ qua điện trở của dây dẫn và bỏ qua từ trở của lõi sắt từ thì điện cảm của cuộn dây:
L = ỉv'- U.S---ỉ—
. ừ ‘3 “ ——
Trong đó: 10 và If là chiều dài trung bình của đường sức từ trong lõi sắt từ và trong khơng khí, 10 = 25 = Ax, Po là độ từ thẩm của khơng khí Po = 471.10 7 , pf là độ từ thẩm của lõi sắt từ Pf =10 3 - 10"*, s là tiết diện của khe
_________hở khơng khí, w là số vịng dây________________________________________ Ưng Mạch đo: Mạch đo là một cầu xoay chiều như hình:
Mơn: Câm biến & to lường ,1 e*- -ị -■•■■■■ Oi TQT
dụng
mạc b xử jý
Hình 6.63: Mạch đo dùng cảm biền từ
Mạch xử lý tín hiệu đo: Mạch xử lý tín hiệu đo là một khối rời có cơ câu chỉ thị và cho phép cài đặt dạng tín hiệu ngõ ra là tuyến tính hay là tín hiệu điều khiển như hình:
Hình 6.64: cảmbiến từ và bộ xử lý tín hiệu. Ví dụ 1: Đo độ dày mỏng của kim loại.
Hình 6.65: Dùng cảm biến từ đo độ dày của tâm thép
Mơn: Cảm biển & đo lường TQT
Hình 6.66: Dùng cảm biến từ đo độ cao của đinh ốc Ví dụ 3: Dùng cảm biến từ đo độ lệch tâm của cơ cấu cam
Hình 6.67: Dùng cảm biến từ đo độ lệch tâm của cơ câu cam
*CÂU HỊI ƠN TẠP CHƯƠNG 6:
1. Trình bày nguyên lý chung của cảm biến. 2. Trình bày phân loại cảm biến.
3. Trình bày nguyên lý chung của cảm biến quang điện trở. 4. Trình bày nguyên lý chung của cảm biến quang photo diode. 5. Trình bày nguyên lý chung của cảm biến quang photo transistor. 6. Trình bày 1 số ứng dụng cảm biến quang trong cơng nghiệp. 7. Trình bày nguyên lý chung của cảm biến nhiệt điện trở. 8. Trình bày nguyên lý chung của cảm biến nhiệt bán dẫn. 9. Trình bày nguyên lý chung của cảm biến cặp nhiệt điện.
10. Trình bày nguyên lý chung của cảm biến độ ẩm. 11. Trình bày nguyên lý chung của cảm biến vận tốc. 12. Trình bày nguyên lý chung của cảm biến gia tốc. 13. Trình bày ngun lý chung của cảm biến vị trí. 14. Trình bày nguyên lý chung của cảm biến biến trở.
MSn; Cảm biến & đo lường TQT
15. Trình bày nguyên lý chung của cảm biến từ.
*TẤI LIẼU THAM KHẢO:
[1] . Giáo trình Đo lường và cảm biến - Vụ Giáo dục Trung Học Chuyên Nghiệp - Nhà xuất bản Giáo Dục - 2003
[2], Cảm biến đo lường và điều khiển - Nguyễn Tấn Phước - Nhà xuất bản Hồng Đức - 2007.
[3]. Cảm biến và ứng dụng - Dương Minh Trí - Nhà xuất bản Trè - 2007
[4], Các bộ cảm biến trong kỹ thuật đo lường và điều khiển - Lê Văn Doanh - Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật - 2005.
Môn: Càna biến & đo hrờng . . TQT
PHỤ LỤC 1 :
ĐO KIỂM LINH KIỆN ĐIỆN TỬ DÙNG VOM VÀ DMM
Q Q Q
1. GIỜI THIÊU D0IWG HỊ VAN NĂNG VOMi
l .Lơ cắm COM (-) : nơi căm que đen ,nốì đến mass của mạch khi đo dòng và áp ; còn khi đo điện trở thì que đen là cực (+) của pin đồng hồ .
2 .Lỗ VQA : nơi cắm que đỏ, nô'i đến điểm cần đo trong mạch khi đo dòng và áp, trừ thang đo 10ADC .
3 .LỖ cắm 10ADC : nơi cắm que đỏ, nôi đến điểm cần đo trong mạch khi đo dòng và áp, khi dùng thang đo 10ADC .
4 .Ga-lét: dùng chọn chức năng đo và giai đo.
5 .Núm chỉnh OQ : chập 2 que đo và chỉnh núm này để kim chỉ OQ khỉ đo Q 6 . Nút đọ chuẩn : ân nút này để khỏi chập 2 que đo khi chỉnh để kim chỉ OQ khi đo Í2.
7 .Vít chỉnh 00-n : khi kim khơng ở đúng OO-Q thì ta chỉnh vít nhựa này.
8. Hướng dẫn sứ dung :
a. Dùng thang đo dòng :
Đê đo đòng điện báng đồng hồ vạn năng, ta đo đồng hồ nối tiếp với tải tiêu thụ và chú ý là chỉ đo đượcdòng điện nhò hom giá trị của thang đo cho phép, ta thực hiện theo các bước sau:
+Đặt đồng ho vào thang đo dòng cao nhất.
+Đặt que đổng hồ nối tiếp với tải, que đò về chiều dưomg, que đen về chiều ầm +Nẻu kim lên thấp quá thì giảm thang đo
a doling TQT
hơ khơngđo được dịng điện này.
+Chĩ số kim báo sẽ cho ta biết giá trị dòng điện .
b. Dùng thang đo áp AC:
Khi đo điện áp xoay chiều ta chuyển thang đo về các thang AC, để thang AC cao hơ điện áp cần đomột nấc.Ví dụ nếu đo điện áp AC220V ta để thang AC 250V, nếu ta để than thấp hơn điện áp cần đo thì đồng hồ báo kịch kim, nếu để thanh q cao thì kim báo thiế chính xác.
Tuyết đối không để thang đo điện trở hay thang đo dòng điện khi đo vào điện áp xoa chiều => Nếunhầm đồng hồ sẽ bị hỏng ngay lập tức
c. Dùng thang đo áp DC:
Khi đo điện áp một chiều DC, ta nhớ chuyển thang đo về thang DC, khi đo ta đặt qu đỏ vào cựcdương (+) nguồn, que đen vào cực âm (-) nguồn, để thang đo cao hơn điện áp ca đo một nấc. Ví dụnếu đo áp DC 110V ta để thang DC 250V, trường hợp để thang đo thấp ho điện áp cần đo => kim báokịch kim, trường hợp để thang quá cao => kim báo thiếu chín xác.
Nếu ta để sai thang đo, đo áp một chiều nhưng ta để đồng hồ thang xoay chiều tl đồng hồ sẽ báo sai,thông thường giá trị báo sai cao gấp 2 lần giá trị thực cùa điện áp DC, tu nhiên đồng hồ cũng khôngbị hỏng
d. Hướng dẫn đo điện trờ và trở kháng.
Với thang đo điện trở của đồng hồ vạn năng ta có thể đo được rất nhiều chức năng như: Đo kiểm tra giá trị của điện trở
Đo kiểm tra sự thông mạch của một đoạn dây dẫn Đo kiêm tra sự thông mạch của một đoạn mạch in Đo kiểm tra các cuộn dây biến áp có thơng mạch khơng Đo kiềm tra sự phóng nạp cùa tụ điện
Đo kiểm tra xem tụ có bị dị, bị chập khơng. Đo kiểm tra trở kháng cùa một mạch điện Đo kiểm tra đi ốt và bóng bán dẫn.
* Đẽ sừ dụng được các thang đo này đồng hồ phải được lắp 2 Pin tiểu 1,5V bên trong, để > , dụng các thang đo 1 Kohm hoặc lOKohm ta phải lắp Pin 9V.
li. PAN SỪ DUNG DồlMG Hồ DIGITAL;
Đơng hơ sơ Digital có một sơ ưu diêm so với đơng hơ cơ khí, đó là độ chính xác Cí hơn, trờ kháng của đồng hồ cao hơn do đó khơng gây sụt áp khi đo vào dòng điện yếu, < được tần số điện xoay chiều, tuy nhiên đồng hồ này có một số nhược điểm là chạy bàng mạ< điện tử lên hay hỏng, khó nhìn kết quả trong trường hợp cần đo nhanh, khơng đo được < phóng nạp của tụ.
Mơn: Cảm biển & đo lường TQT
Đồng hồ vạn năng số Digital
Hưóĩig dẫn sử dụng :
a. Đo điện áp một chiều ( hoặc xoay chiều )
Q fWEQ CAp A hRE TEMP TEMP X (ROOM) LOGIC A uro RANGE DMM
Môo: Cim biến & đo luvog TỌT
Đặt đơng hồ vào thang đo điện áp DC hoặc AC
• Để que đỏ đồng hồ vào lỗ cắm " VÍ2 mA” que đen vào lỗ cắm “COM”
• Bấm nút DC/AC để chọn thang đo là DC nếu đo áp một chiều hoặc AC nếu đo áp xoay chiều.
• Xoay chuyển mạch về vị trí “V” hãy để thang đo cao nhất nếu chưa biết rõ điện áp, nếu giá trị báo dạng thập phân thì ta giảm thang đo sau.
• Đặt thang đo vào điện áp cần đo và đọc giá trị trên màn hình LCD của đồng hồ. • Nếu đặt ngược que đo(với điện một chiều) đồng hồ sẽ báo giá trị âm (-)
b. Đo dịng điện DC (AC)
• Chuyển que đổ đồng hồ về thang mA nếu đo dòng nhỏ, hoặc 20A nếu đo dịng lớn. • Xoay chuyển mạch về vị trí “A”
• Bấm nút DC/AC để chọn đo dịng một chiều DC hay xoay chiều AC • Đặt que đo nối tiếp với mạch cần đo
• Đọc giá trị hiển thị trên màn hình.
c. Đo điện trở
• Trà lại vị trí dây cắm như khi đo điện áp .
• Xoay chuyển mạch về vị trí đo ” Q nếu chưa biết giá trị điện trở thì chọn thang đo cao nhất, nếu kết quả là số thập phân thì ta giảm xuống.
• Đặt que đo vào hai đầu điện trở. • Đọc giá trị trên màn hình.
• Chúc năng đo điện trở cịn có thể đo sự thơng mạch, già sử đo một đoạn dây dẫn bar thang đo trờ, nếu thông mạch thì đồng hồ phát ra tiến kêu
d. Đo tẩn số
• Xoay chuyển mạch về vị trí “FREQ” hoặc ” Hz” • Đẻ thang đo như khi đo điện áp .
• Đặt que đo vào các điểm cần đo
• Đọc trị số trên màn hình.
e. Đo Logic
• Đo Logic là đo vào các mạch số ( Digital) hoặc đo các chân lện của vi xử lý, đo Log thực chất là đo trạng thái có điện - Ký hiệu “1" hay khơng có điện “0", cách đo như sau:
• Xoay chuyển mạch về vị trí “LOGIC” • Đặt que đỏ vào vị trí cần đo que đen vào mass
• Màn hình chỉ “ À ” là báo mức logic ở mức cao, chi “ ▼ ” là báo logic ở mức thấp
f. Đo các chức năng khác
Môn: Cảm biến & đo lường TQT
Đo Transistor nhưng nêu ta đo các linh kiện trên, ta lên dùng đồng hồ cơ khí sẽ cho kết quả tốt hơn vả đo nhanh hơn
III. ĐO KIỀM LĨNH KIÊN ĐIÊN TỬ DÙNG VOM VÀ DMM:
*** DODiỆNTRử ***
1. Cơ sở lý thuyết :
a. Muc đích : nhận dạng , đọc giá trị và kiểm tra chất lượng điện trở (so sánh với
giá trị đọc được để đánh giá điện trở tốt hay không ).
c. Bảng quỉ ước màu sắc điên trở của : ĐIỆN TRỞ 4 VỊNG MÀU Màu Vịng 1 (chục) Vịng 2 (đơn vj) Vịng 3 (10’) Vịng 4 (sai sô') Đen 0 0 xioft ±20% Nâu I 1 xio' ± 1% Dỏ 2 2 xio2 ±2% Cam 3 3 X103 - Vàng 4 4 xio4 Xanh lá 5 5 xio5 * ±0,5% X. dương 6 6 xio* Tím 7 7 xio7 - Xám 8 8 xio" Trắng 9 9 xio’ Vàng kim - - X 10 1 ±5% Bạc kim • - X 10 2 ± 10% ĐIỆN TRỞ 5 VÒNG MÀU
2. Các hước kiểm tra điện trỏ :
+Tháo rời điện trở ra khỏi mạch -> đọc giá trị điện trở -> chỉnh VOM với thang đo = 1/10 giá trị điện trở -» chạm 2 que đo vào 2 đầu điện trỏ -> sau đó tráo que đo và đo lại lần 2 -> Nêu kết quả 2 lấn đo không chênh lệch nhau nhiều (hoặc không trên lệch nhiều so với giá trị đọc ) thì điện trở tốt -> ngược lại thì điện trở hư.
+Chú ý chọn giai đo thích hợp sao cho kim lên khoảng 2/3 vạch chỉ thị .
Màu Vòng 1 (trăm) Vòng 2 (chục) Vòng 3 (đơn vị) Vòng 4 (10‘) Vịng 5 (sai sơ') Đen 0 0 0 xio" ±20% Nâu 1 1 1 X10' ± 1% Đỏ 2 2 2 xio2 ±2% Cam 3 3 3 xio’ ■ Vàng 4 4 4 X104 • Xanh lá 5 5 5 X1OS ± 0,5% X. dương 6 6 6 X1O‘ ■ Tím 7 7 7 xio7 ■ Xám 8 8 8 X1OK Trắng 9 9 9 X10” Vàng kim - - - X 10 1 ± 5% Bạc kim X 10 2 ± 10% Chiều dài 0,7cm lcm l,2cm l,6cm Cơng suẵt ’/4 w '/íW 1 w 2 w
TQT
+Nguyên tắc đo : ____________________________________ Rcẩn do = < chỉ số kim > X < giai đo >
*** DO BIẾN TRỞ ***
1. Cơ sở lý thuyết:
a . Muc đích 2 tìm giá trị điện trở sai lệch của biến trở , từ đó đánh giá chất lượng biế
trở .
. „........................................
b . Kí hiêu và hình dang biên trở : — - H—1-
+ Đo hai chân ngoài : so sánh giá trị đo với số ghi trên biến trở.
+ Đo 1 chân ngoài 1 chân trong : rồi từ từ xoay trục biến trở theo hai chiều . Quan Sí nếù kim đồng hồ lên xuống đều đặn ,thì biến trở tốt .Nếu trong quá trình xoay trục mà kim c
1 vài vị trí bị khựng ,hay nhảy vọt; thì biến trỏ bị mịn , dơ hoặc khơng tiếp xúc. + Đo chân ngòai còn lại và chân trong (tương tự)
* * * DO DIODE * * *
1. Cơ sờ lý thuyết :
a. Muc đích : xác định cực tính và kiểm tra chất lượng diode b. Câu tao và ký hiêu của Diode :
2. Cách do kiểm diode bằng VOM ĩ
*Các bước thưc hiên : BI : Chọn giai đo X 1
Môh: Càm biến & đo lường TQT
B2 : Đo 2 lần : đặt 2 que đo vào 2 chân diode ,đọc giá trị đo được R! ,sau đó đảo que đo, đọc giá trị đo được Rọ : cho ta 2 kết luận sau :
+ Chỉ 1 lần kim lên : Diode tốt .ở lần kim lên : D phân cực thuận (đầu cắm que đen là Anod (+), đầu cắm que đỏ là Catod (-)) -Và ngược lại ■________________
+ Trường hợp khác : Diode hư : ví dụ :
* Cả 2 lần kim khơng lên : R1 = R? = 00 : Diode đứt. * Cả 2 lần kim lên : Rị = R; = 0 : Diode bị nối tắt. *Cách xác đinh loai chát bán dẫn Diode là Si hay Ge :
Phân cực thuận Phân cực nghịch Kết quả
Kim lên cao Kim không lên Loại Si