Bài giảng Đo lường - Cảm biến: Một số loại cảm biến khác

Chia sẻ: Liêm Phan | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:19

Thêm vào BST

Báo xấu

205
lượt xem 29
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đo độ ẩm, đo độ pH, đo thành phần khí, bài tập cảm biến là những nội dung chính trong phần "Một số loại cảm biến khác" thuộc bài giảng Đo lường - Cảm biến. Mời các bạn cùng tham khảo để có thêm tài liệu phục vụ nhu cầu học tập và nghiên cứu.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Đo lường - Cảm biến: Một số loại cảm biến khác

Đo lường - cảm biến Một số loại cảm biến khác
Nội dung • Đo độ ẩm • Đo độ pH • Đo thành phần khí • Bài tập Đo lường – Cảm biến
Độ ẩm • Độ ẩm được định nghĩa là lượng hơi nước có trong không khí hoặc chất khí • Độ ẩm tương đối RH: là lượng hơi nước trong không khí so với lượng hơi nước bão hòa tại cùng một nhiệt độ. • Độ ẩm tuyệt đối: tỉ số giữa khối lượng hơi nước và thể tích không khí hoặc chất khí Đo lường – Cảm biến
Cảm biến độ ẩm • Cảm biến độ ẩm loại điện dung – Hằng số điện môi thay đổi tỉ lệ thuận với độ ẩm tương đối trong môi trường – Hiệu ứng nhiệt không đáng kể – Điện dung thay đổi từ 0.2-0.5 pF cho mỗi 1% RH thay đổi • Cảm biến độ ẩm dạng điện trở – Đo sự thay đổi trở kháng – Quan hệ với độ ẩm theo nghịch đảo hàm mũ – Chủ yếu dùng polymer dẫn điện, muối, … – Vỏ ceramic để tránh hiện tượng ngưng tụ 4
Cảm biến độ ẩm • Cảm biến độ ẩm dựa vào độ dẫn nhiệt – Đo độ ẩm tuyệt đối – Tính độ chênh lệch giữa không khí khô và không khí chứa hơi nước – Gồm một nhiệt trở đặt trong nitơ khô và một đặt trong môi trường. Sai lệch nhiệt độ tỉ lệ với độ ấm. 5
Cảm biến độ ẩm Honeywell Sensirion ( HIH series ) ( SHT Series )
Cảm biến độ ẩm Honeywell ( HIH series) • Packages are chemically resistant • operate in ranges of -40 °C to 85 °C ( -40 °F to 185 °F) • Response time -15 sec in slowly moving air at 25 °C • Low power design – 200 microA @ 5 Vdc • Operating volatge 4 – 5.8 v • On-chip signal processing ensures linear voltage output versus %RH. • $35 - $40 per unit price
HIH-3610 Series
Cảm biến độ ẩm Sensirion ( SHT Series ) • 2 sensors for relative humidity & temperature • Very easy-to-use due to calibration & digital 2-wire interface • Calibrated & digital output (2-wire interface) • Fast response time < 4 sec. • Temp. accuracy: +/- 0.5°C @ 25 °C • Low power consumption (typ. 30 µW) • Operating Voltage 2.8 - 5.5v • Cost $18 - $24 per unit price
Series interface
So sánh Honeywell Sensirion ( HIH series ) ( SHT Series ) • Response time -15 sec in slowly moving • Fast response time < 4 sec. air at 25 °C • Low power design – 200 microA @ 5 • Low power consumption (typ. 30 µW) Vdc • Operating Voltage 2.8 - 5.5v • Operating volatge 4 – 5.8 v • Cost $18 - $24 per unit price • $35 - $40 per unit price • 2 sensors for relative humidity & • On-chip signal processing ensures linear temperature voltage output versus %RH. • Very easy-to-use due to calibration & digital 2-wire interface • Calibrated & digital output (2-wire interface) • Temp. accuracy: +/- 0.5°C @ 25 °C
Cảm biến đo pH • Gồm điện cực đo bằng màng thủy tinh và điện cực tham chiếu. Điện cực tham chiếu thường là điện cực Ag/AgCl hoặc Hg/Hg2Cl2 trong dung dịch trung tính KCl/NaCl (pH=7) • Điện cực tham chiếu thường được tích hợp vào điện cực thử (hình dưới). Điện áp giữa 2 điện cực tỉ lệ với độ pH của dung dịch đo • Điện cực đo bằng màng thủy tinh có tác dụng như một rào cản để sàng lọc ion H+ Đo lường – Cảm biến
Cảm biến đo pH • Khi được nhúng vào dung pH = -Log10[H+] dịch cần đo, ion H+ trong dung dịch sẽ đi qua lớp màng thủy tinh Si-O để Ecell = K + 0.0592 pHunknown trao đổi với ion muối Where pH = -Log10[H+] K+/Na+ hình thành điện áp giữa hai điện cực Ecell = K - 0.0592 Log10H+ (mV) • Điện áp Ecell được hình thành giữa điện cực tham Where K = constant chiếu và điện cực đo Đo lường – Cảm biến
Cảm biến đo thành phần khí: Khí Oxy • Solid electrolyte sensor: một tế bào điện hóa (tế bào pin) được chế tạo trong đó tạo ra một sức điện động emf tại hai điện cực dựa trên nồng độ oxy ở hai điện cực tại nhiệt độ và áp suất không đổi. 1 pO2 emf = RT ln 4F p 2 O2 Trong đó, R là hằng số khí (=8.314 J/K/mol), T là nhiệt độ (K) F là hằng số Faraday (=96487 C/mol). P1 là nồng độ oxy cần đo, P2 là nồng độ oxy trong khí quyển, cả hai đều tại cùng nhiệt độ. Đo lường – Cảm biến
Ứng dụng • Hệ thống thông gió y tế: điều khiển áp suất, lưu lượng khí, nhiệt độ và độ ẩm của hỗn hợp không khí và oxy Đo lường – Cảm biến
Ứng dụng Đo lường – Cảm biến