UBND TỈNH THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG CAO ĐẲNG THÁI NGUYÊN
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
Tên đề tài: BÀI GIẢNG CẢM BIẾN ĐO LƢỜNG VÀ THIẾT BỊ ĐO
Ban hành kèm theo Quyết định số: 688/QĐ-CĐTN ngày 10 tháng 12 năm 2021 của
Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Thái Nguyên
SỐ TÍN CHỈ: 2 (2/0)
CHUYÊN NGÀNH: ĐIỆN CÔNG NGHIỆP VÀ DÂN DỤNG
HỆ: TRUNG CẤP
NĂM HỌC ĐĂNG KÝ:2021 – 2022
(Lƣu hành nội bộ)
Chủ biên: ThS. Nguyễn Thị Bích Nga Đơn vị: Khoa kỹ thuật công nghiệp
Thái Nguyên, năm 2022
1
LỜI GIỚI THIỆU
Bài giảng Cảm biến đo lƣờng và thiết bị đo đƣợc biên soạn dựa theo chƣơng trình
khung của mô đun Cảm biến đo lƣờng và thiết bị đo nằm trong chƣơng trình đào tạo của
nghề Điện công nghiệp và dân dụng. Bài giảng trình bày các kiến thức về kỹ thuật đo
dùng trong ngành điện hiện nay, giới thiệu những phép đo cơ bản để ứng dụng trong các
ngành sản xuất công nghiệp, các phƣơng pháp đo các đại lƣợng vật lý: đại lƣợng điện
nhƣ điện áp, dòng điện, công suất,….và các đại lƣợng không điện nhƣ nhiệt độ, độ ẩm,
vận tốc,….. Các kiến thức trong toàn bộ giáo trình có mối liên hệ logic, chặt chẽ.
Bài giảng Cảm biến đo lƣờng và thiết bị đo đƣợc biên soạn dựa trên các giáo trình
và tài liệu tham khảo mới nhất hiện nay, đƣợc dùng làm tài liệu giảng dạy và tài liệu học
tập cho học sinh ngành Điện công nghiệp và dân dụng hệ trung cấp, ngoài ra bài giảng
cũng có thể đƣợc dùng nhƣ tài liệu tham khảo cho một số ngành khác.
Nội dung bài giảng gồm 2 phần đƣợc chia làm 3 bài.
Bài 1: Đại cƣơng về đo lƣờng điện
Bài 2: Khái quát về cảm biến và ứng dụng
Bài 3: Các loại cảm biến thông dụng
Phần đo lƣờng cung cấp cho học sinh những kiến thức cơ bản về kỹ thuật đo
lƣờng trong ngành điện, trình bày các dụng cụ đo, nguyên lý đo và phƣơng pháp đo các
thông số, trên cơ sở đó ngƣời học biết cách sử dụng dụng cụ đo và xử lý kết quả đo trong
công việc sau này.
Phần cảm biến trình bày khái quát về cảm biến và ứng dụng của cảm biến trong
thực tế, giới thiệu một số loại cảm biến thông dụng hiện nay và cách lắp đặt cảm biến
trên mô hình thực tế gắn với các mô đun cảm biến hiện có của nhà trƣờng
Trong quá trình biên soạn bài giảng chắc chắn sẽ không tránh khỏi những thiếu
sót và hạn chế. Tôi mong nhận đƣợc những ý kiến đóng góp để bài giảng đƣợc hoàn
thiện hơn.
Xin trân trọng cảm ơn!
Thái Nguyên, ngày tháng năm 2022
Biên soạn
ThS. Nguyễn Thị Bích Nga
2
MỤC LỤC
LỜI GIỚI THIỆU ................................................................................................................ 1
MỤC LỤC ........................................................................................................................... 2
BÀI GIẢNG MÔ ĐUN ....................................................................................................... 4
BÀI 1: ĐẠI CƢƠNG VỀ ĐO LƢỜNG ĐIỆN .................................................................... 5
1.1. KHÁI NIỆM VỀ ĐO LƢỜNG ................................................................................. 5
1.1.1. Khái niệm ............................................................................................................ 5
1.1.2. Các phƣơng pháp đo ........................................................................................... 6
1.1.3. Sơ đồ cấu trúc thiết bị đo lƣờng .......................................................................... 6
1.2. SAI SỐ VÀ CÁCH HẠN CHẾ SAI SỐ ................................................................... 7
1.2.1. Sai số của phép đo .............................................................................................. 7
1.2.2. Sai số của dụng cụ đo ......................................................................................... 7
1.2.3. Cách hạn chế sai số ............................................................................................. 8
1.3. GIỚI THIỆU MỘT SỐ CƠ CẤU ĐO THÔNG DỤNG ........................................... 8
1.3.1. Cơ cấu đo kiểu từ điện ........................................................................................ 8
1.3.2. Cơ cấu đo kiểu điện từ ...................................................................................... 11
1.3.3. Cơ cấu đo điện động ......................................................................................... 14
1.3.4. Cơ cấu đo cảm ứng ........................................................................................... 16
1.4. CÁC MÁY ĐO THÔNG DỤNG ............................................................................ 17
1.4.1. Đồng hồ vạn năng ............................................................................................. 17
1.4.2. Ampe kìm.......................................................................................................... 24
1.4.3. Tê rô mét – đo điện trở tiếp đất......................................................................... 25
BÀI 2. KHÁI QUÁT VỀ CẢM BIẾN VÀ ỨNG DỤNG ................................................. 33
2.1. KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ CÁC BỘ CẢM BIẾN ................................................. 33
2.1.1. Khái niệm .......................................................................................................... 33
2.1.2. Phân loại các bộ cảm biến ................................................................................. 35
2.2. ỨNG DỤNG CỦA CÁC BỘ CẢM BIẾN .............................................................. 36
2.2.1. Ứng dụng trong công nghiệp ............................................................................ 36
2.2.2. Ứng dụng trong nghiên cứu khoa học .............................................................. 40
BÀI 3. CÁC LOẠI CẢM BIẾN THÔNG DỤNG ............................................................ 42
3.1. CẢM BIẾN NHIỆT ................................................................................................ 42
3.1.1. Giới thiệu cảm biến nhiệt .................................................................................. 42
3
3.1.2. Thiết bị thực hành ............................................................................................. 44
3.2. CẢM BIẾN TIỆM CẬN ......................................................................................... 46
3.2.1. Giới thiệu cảm biến tiệm cận ............................................................................ 46
3.2.2. Thiết bị thực hành ............................................................................................. 47
3.2.3. Lắp đặt cảm biến ............................................................................................... 48
3.3. CẢM BIẾN KIỂU PHẢN XẠ ................................................................................ 50
3.3.1. Giới thiệu cảm biến kiểu phản xạ ..................................................................... 50
3.3.2. Thiết bị thực hành ............................................................................................. 52
3.3.3. Lắp đặt cảm biến ............................................................................................... 53
3.4. CẢM BIẾN HỒNG NGOẠI ................................................................................... 55
3.4.1. Giới thiệu cảm biến hồng ngoại ........................................................................ 55
3.4.2. Thiết bị thực hành ............................................................................................. 55
3.4.3. Lắp đặt cảm biến ............................................................................................... 56
3.5. CẢM BIẾN KHÓI .................................................................................................. 58
3.5.1. Giới thiệu cảm biến khói .................................................................................. 58
3.5.2. Thiết bị thực hành ............................................................................................. 59
3.5.3. Lắp đặt cảm biến ............................................................................................... 59
3.6. CẢM BIẾN ĐO ÁP SUẤT ..................................................................................... 61
3.6.1. Giới thiệu cảm biến đo áp suất ......................................................................... 61
3.6.2. Thiết bị thực hành ............................................................................................. 61
3.6.3. Lắp đặt cảm biến ............................................................................................... 62
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................. 64