Bài giảng điện tử: Cảm biến

Chia sẻ: Phạm Ngọc Sơn | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:62

Thêm vào BST

Báo xấu

573
lượt xem 218
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bộ cảm biến là thiết bị điện tử cảm nhận những thay đổi từ môi trường bên ngoài và biến đổi thành các tín hiệu điện để điều khiển các thiết bị khác. Cảm biến là một trong ba thành phần cơ bản của hệ thống điều khiển.Cảm biến có vai trò quan trọng trong các bài toán điều khiển quá trình nói riêng và trong các hệ thống điều khiển tự động nói chung. - Là thiết bị có khả năng cảm nhận các tín hiệu điều khiển vào, ra. - Có vai trò đo đạc các giá trị....

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng điện tử: Cảm biến

Chương 7: CẢM BIẾN (SENSOR) Giảng viên: NINH VĂN TIẾN
Nội dung 7. 1 Khái quát  7.2 Cảm biến tiệm cận 
7.1 .KHÁI QUÁT 7.1.1 Khái niệm & phân loạn 7.1.2 Phân loại cảm biến 7.1.3. Đường cong chuẩn của cảm biến
7.1.1 Khái niệm Cảm biến là thiết bị dùng để cảm nhận biến đổi các đại lượng vật lý  và các đại lượng không có tính chất điện cần đo thành các đại lượng có thể đo và xử lý được. Các đại lượng đo (M) thường không có tính chất điện (như nhiệt độ,  áp suất, trọng lượng…) tác động lên cảm biến cho ta đại lượng đặc trưng (S) mang tính chất điện như (như điện tích, điện áp, dòng điện hay trở kháng) chứa đựng thông tin cho phép xác định giá trị của đại lượng đó. Đặc trưng (s) là hàm của đại lượng cần đo (M)  S = F(M) Người ta gọi (S) là đại lượng đầu ra hoặc phản ứng của cảm biến.  (M) là đại lượng đầu vào hay kích thích ( có nguồn gốc đại lượng cần đo). Thông qua đo đạc (S) cho phép nhận biết giá trị (M)
7.1.2 Phân loại cảm biến Các bộ cảm biến được phân loại theo đặc trưng sau đây:   Theo nguyên lý chuyển đổi giữa đáp ứng kích thích.  Phân loại theo dạng kích thích  Phân loại theo phạm vi sử dụng  Phân loại theo thông số mô hình mạch thay thế
Theo nguyên lý chuyển đổi giữa đáp ứng kích thích Hiện Chuyển đổi và đáp ứng kích thích tượng Vật lý - Nhiệt điện; - Quang điện; - Quang từ - Điện từ; - Quang đàn hồi; - Từ điện - Nhiệt từ.... Hoá học - Biến đổi hoá học ; - Biến đổi điện hoá - Phân tích phổ….. Sinh Học - Biến đổi sinh hoá; - Biến đổi vật lý. - Hiệu ứng trên cơ thể sống
Phân loại theo dạng kích thích -Biên pha, phân cực; -Phổ; -Tốc độ truyền sóng Âm thanh Điện -Điện tích, dòng điện; -Điện thế, điện áp -Điện trường; -Điện dẫn, hằng số điện môi Từ -Từ trường; -Từ thông, cường độ điện trường; -Độ từ thẩm -Biên, pha, phâ cực,phổ; -Tốc độ truyền Quang -Hệ số phát xạ, khúc xạ; -Hệ số hấp thụ, hệ số bức xạ Cơ -Vị trí; -lực ,áp suất; -Gia tốc, vận tốc -Ứng suất, độ cứng; -Moment; -Khối luợng tỷ trọng -Vân tốc chất lưu, độ nhớt… Nhiệt -Nhiệt độ; -Thông lượng; -Nhiệt dung, tỉ nhiệt Bức xạ -Kiểu; -Năng lượng; -Cường độ
Theo tính năng của bộ cảm biến Độ nhạy  Độ chính xác  Độ phân giải  Độ chọn lọc  Độ chính xác  Độ tuyến tính  Công suất tiêu thụ  Dãi tần  Độ trễ 
Theo tính năng của bộ cảm biến Độ nhạy Độ trễ   Độ chính xác Khả năng quá tải   Độ phân giải Tốc độ đáp ứng   Độ chọn lọc Độ ổn định   Độ chính xác Tuổi thọ   Độ tuyến tính Điều kiện lựa chọn   Công suất tiêu thụ Kích thước, trọng lượng   Dải tần 
Phân loại theo phạm vi sử dụng Khả năng quá tải  Tốc độ đáp ứng  Độ ổn định  Tuổi thọ  Điều kiện lựa chọn  Kích thước, trọng lượng 
Phân loại theo phạm vi sử dụng Công nghiệp  Nghiên cứu khoa học  Môi trường, khí tượng  Thông tin, viễn thông  Nông nghiệp  Dân dụng  Vũ trụ  Quân sự 
Phân loại theo thông số mô hình mạch thay thế Cảm biến tích cực đầu ra là nguồn áp, nguồn dòng  (NPN, PNP…) Cảm biến thụ động được đặc trưng bởi thông số R, L, C,  M…..tuyến tính hoặc phi tuyến Đường cong chuẩn của cảm biến là đường cong được  biểu diễn sự phụ thuộc vào đại lượng điện (S) ở đầu ra của cảm biến vào giá trị của đại lượng đo (m) ở đầu vào.
7.1.3. Đường cong chuẩn của cảm biến Đường cong được biểu thể biểu diễn bằng biểu thức đại  số dưới dạng S = F (M) hoặc bằng đồ thị sau đây: s s 0 m 0 m a) b) Hinh 1:Ñöôøng cong chuaån cuûa caûm bieán
7.1.3. Đường cong chuẩn của cảm biến Dạng đường cong chuẩn   Dựa vào đường cong chuẩn của cảm biến, ta có thể xác định giá trị chuẩn Mi chưa biết của M thông qua giá trị đo được Si của S  Để dễ sử dụng, người ta thường chế tạo cảm biến có sự phụ thuộc tuyến tính giữa đại lượng đầu ra và đầu vào, phương trình S = F(M) có dạng S = AM+B với A,B là các hệ số, đường cong chuẩn là đường thẳng
7.2 CẢM BIẾN TIỆM CẬN 7.2.1 Đặc điểm  7.2.2 Các thuật ngữ thường sử dụng  7.2.3 Cảm biến tiệm cận cảm ứng  7.2.4 Cảm biến tiệm cận điện dung  7.2.5 Cảm biến quang  7.2.6 Các ứng dụng cảm biến trong công nghiệp 
7.2.1.Đặc điểm Phát hiện vật không cần tiếp xúc  Tốc độ đáp ứng nhanh  Đầu cảm biến nhỏ có thể lắp đặt nhiều nơi  Có thể sử dụng trong môi trường khắc nghiệt 
7.2.2. Các thuật ngữ thường sử dụng Vật chuẩn (standard sensing object)  Khoảng cách phát hiện (sensing distance)  Khoảng cách cài đặt (Setting distance)  Thời gian đáp ứng (Response time)  Tần số đáp ứng (Response Frequency) 
Vật chuẩn (standard sensing object) Một vật được là vật chuẩn nếu hình dạng, vật liệu kích  cỡ… của vật liệu phải phù hợp để phát huy hết đặc tính kỹ thuật của sensor.
Khoảng cách phát hiện (sensing distance) là khoảng cách từ bề mặt cảm biến ở đầu sensor tới vị trí  vật chuẩn xa nhất mà sensor có thể phát hiện được. Beà maët Caûm bieán caûm tieäm caän OFF ON bieán bieán Ñoái töôïn g Caûm Bieán Khoaûng caùch Phaùt hieän Khoaûng caùch Reset
Khoảng cách cài đặt (Setting distance) là khoảng cách từ bề  Khoaûng caùch Caûm bieán mặt cảm biến ở đầu caøi ñaët tieäm caän sensor tới vị trí vật cảm biến để sensor có Ñoái thể phát hiện vật ổn töôïng Ngoõ cuûa ra định (thường khoảng Beà maët caûm Caûm bieán Bieán cách này bằng 70 80% khoảng cách Khoaûng caùch phát hiện) öôùc löôïng