Bài giảng Thực hành đo lường cảm biến - ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Nam Định

Chia sẻ: Mucnang222 Mucnang222 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:170

Thêm vào BST

Báo xấu

89
lượt xem 15
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Thực hành đo lường cảm biến gồm các nội dung được trình bày như sau: Khảo sát một số cảm biến, đo nhiệt độ, đo vị trí, khoảng cảnh và dịch chuyển, đo vận tốc, gia tốc và độ rung, đo lực, áp suất, trọng lực,...Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Thực hành đo lường cảm biến - ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Nam Định

MỤC LỤC BÀI 1: KHẢO SÁT MỘT SỐ CẢM BIẾN .................................................................................... 5 I. MỤC TIÊU BÀI HỌC ............................................................................................................ 5 II. LÝ THUYẾT LIÊN QUAN .................................................................................................. 5 1. Các cảm biến cơ bản ........................................................................................................... 5 2. Bộ thiết bị dùng trong bài thực hành .................................................................................. 8 3. Các thiết bị ảo dùng cho các bài thực hành ........................................................................ 9 III. DỰ TRÙ THIẾT BỊ, VẬT TƯ THỰC HÀNH .................................................................. 12 IV. THỰC HÀNH .................................................................................................................... 13 1. Khảo sát cảm biến tiệm cận điện cảm 16 2. Khảo sát cảm biến từ trường ............................................................................................. 18 3. Khảo sát cảm biến sợi quang và quang điện tử ................................................................ 19 4. Khảo sát cảm biến điện dung ............................................................................................ 21 5. Khảo sát cảm biến điện cảm tương tự .............................................................................. 22 6. Khảo sát cảm biến siêu âm ............................................................................................... 25 7. Xác định đầu ra của cảm biến 3 dây ................................................................................. 26 PHIẾU LUYỆN TẬP ............................................................................................................... 28 PHIẾU LUYỆN TẬP SỐ 1.1 ............................................................................................... 28 PHIẾU LUYỆN TẬP SỐ 1.2 ............................................................................................... 28 PHIẾU LUYỆN TẬP SỐ 1.3 ............................................................................................... 29 PHIẾU LUYỆN TẬP SỐ 1.4 ............................................................................................... 30 PHIẾU LUYỆN TẬP SỐ 1.5 ............................................................................................... 30 PHIẾU LUYỆN TẬP SỐ 1.6 ............................................................................................... 31 PHIẾU LUYỆN TẬP SỐ 1.7 ............................................................................................... 31 PHIẾU LUYỆN TẬP SỐ 1.8 ............................................................................................... 32 PHIẾU LUYỆN TẬP SỐ 1.9 ............................................................................................... 32 PHIẾU LUYỆN TẬP SỐ 1.10 ............................................................................................. 33 PHIẾU LUYỆN TẬP SỐ 1.11 ............................................................................................. 33 PHIẾU LUYỆN TẬP SỐ 1.12 ............................................................................................. 34 V. KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ ..................................................................................................... 35 PHIẾU ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC HÀNH ................................................................... 35 BÀI 2: ĐO NHIỆT ĐỘ ................................................................................................................. 37 I. MỤC TIÊU BÀI HỌC .......................................................................................................... 37 II. LÝ THUYẾT LIÊN QUAN ................................................................................................ 37 1. Card đo nhiệt độ ............................................................................................................... 37 2. Nguyên lý đo nhiệt độ ...................................................................................................... 38 3. Nhiệt độ của tấm kim loại ................................................................................................. 39 4. Hướng dẫn sử dụng “bảng tham chiếu” ............................................................................ 40 5. Hướng dẫn tính nội suy tuyến tính ................................................................................... 41 III. DỰ TRÙ THIẾT BỊ, VẬT TƯ THỰC HÀNH .................................................................. 42 IV. THỰC HÀNH .................................................................................................................... 42 1. Khởi động phần mềm ....................................................................................................... 42 2. Thực hành đo nhiệt độ với cảm biến NTC ....................................................................... 43 3. Thực hành đo nhiệt độ với cảm biến PTC (Pt-100).......................................................... 50 4. Thực hành đo nhiệt độ với cảm biến KTY ....................................................................... 57 5. Thực hành đo nhiệt độ với cảm biến cặp nhiệt điện ......................................................... 60 PHIẾU LUYỆN TẬP ............................................................................................................... 64 1
PHIẾU LUYỆN TẬP SỐ 2.1 ................................................................................................... 64 PHIẾU LUYỆN TẬP SỐ 2.2 ................................................................................................... 65 PHIẾU LUYỆN TẬP SỐ 2.3 ................................................................................................... 66 PHIẾU LUYỆN TẬP SỐ 2.4 ................................................................................................... 67 PHIẾU LUYỆN TẬP SỐ 2.5 ................................................................................................... 68 PHIẾU LUYỆN TẬP SỐ 2.6 ................................................................................................... 69 PHIẾU LUYỆN TẬP SỐ 2.7 ................................................................................................... 70 PHIẾU LUYỆN TẬP SỐ 2.8 ................................................................................................... 71 PHIẾU LUYỆN TẬP SỐ 2.9 ................................................................................................... 72 PHIẾU LUYỆN TẬP SỐ 2.10 ................................................................................................. 73 PHIẾU LUYỆN TẬP SỐ 2.11 ................................................................................................. 74 PHIẾU LUYỆN TẬP SỐ 2.12 ................................................................................................. 75 V. KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ ..................................................................................................... 76 PHIẾU ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC HÀNH ................................................................... 76 CÂU HỎI ÔN TẬP .................................................................................................................. 77 BÀI 3: ĐO VỊ TRÍ, KHOẢNG CÁCH VÀ DỊCH CHUYỂN ..................................................... 78 I. MỤC TIÊU BÀI HỌC .......................................................................................................... 78 II. LÝ THUYẾT LIÊN QUAN ................................................................................................ 78 1. Card đo vị trí, dịch chuyển sử dụng cảm biến điện cảm SO4203-5U .............................. 78 2. Card đo vị trí, dịch chuyển sử dụng cảm biến điện dung SO4203-5W ............................ 80 III. DỰ TRÙ THIẾT BỊ, VẬT TƯ THỰC HÀNH .................................................................. 81 IV. THỰC HÀNH .................................................................................................................... 81 1. Lựa chọn bài thực hành .................................................................................................... 81 2. Đo độ dịch chuyển bằng cảm biến điện cảm .................................................................... 82 3. Đo độ dịch chuyển sử dụng cảm biến điện dung .............................................................. 87 4. Đo dịch chuyển sử dụng cảm biến siêu âm ...................................................................... 90 PHIẾU LUYỆN TẬP ............................................................................................................... 92 PHIẾU LUYỆN TẬP SỐ 3.1 ................................................................................................... 92 PHIẾU LUYỆN TẬP SỐ 3.2 ................................................................................................... 92 PHIẾU LUYỆN TẬP SỐ 3.3 ................................................................................................... 93 PHIẾU LUYỆN TẬP SỐ 3.4 ................................................................................................... 93 PHIẾU LUYỆN TẬP SỐ 3.5 ................................................................................................... 94 PHIẾU LUYỆN TẬP SỐ 3.6 ................................................................................................... 94 PHIẾU LUYỆN TẬP SỐ 3.7 ................................................................................................... 95 PHIẾU LUYỆN TẬP SỐ 3.8 ................................................................................................... 95 PHIẾU LUYỆN TẬP SỐ 3.9 ................................................................................................... 96 PHIẾU LUYỆN TẬP SỐ 3.10 ................................................................................................. 96 PHIẾU LUYỆN TẬP SỐ 3.11 ................................................................................................. 97 V. KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ ..................................................................................................... 98 PHIẾU ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC HÀNH ................................................................... 98 BÀI 4: ĐO VẬN TỐC, GIA TỐC VÀ ĐỘ RUNG ...................................................................... 99 I. MỤC TIÊU BÀI HỌC .......................................................................................................... 99 II. LÝ THUYẾT LIÊN QUAN ................................................................................................ 99 1. Card đo góc và tốc độ sử dụng cảm biến quang, cảm biến từ trường và bộ giải mã góc (Resolver) SO4203-5V ......................................................................................................... 99 2. Card thực hành Bộ khuếch đại đo của cảm biến giải mã góc Resolver ......................... 101 III. DỰ TRÙ THIẾT BỊ, VẬT TƯ THỰC HÀNH ................................................................ 102 IV. THỰC HÀNH .................................................................................................................. 102 1. Lựa chọn bài thực hành .................................................................................................. 102 2
2. Đo góc, tốc độ sử dụng cảm biến quang, đĩa mã hóa gia tăng tuyến tính ...................... 103 3. Đo góc, tốc độ sử dụng cảm biến quang, đĩa mã hóa tuyệt đối theo mã nhị phân ......... 105 4. Đo góc, tốc độ sử dụng cảm biến quang, đĩa mã hóa mã Gray ...................................... 107 5. Đo góc, chuyển động sử dụng cảm biến từ trường Hall ................................................. 110 6. Thực hành với bộ giải mã góc Resolver ......................................................................... 112 PHIẾU LUYỆN TẬP SỐ 4.1 ................................................................................................. 117 PHIẾU LUYỆN TẬP SỐ 4.2 ................................................................................................. 117 PHIẾU LUYỆN TẬP SỐ 4.3 ................................................................................................. 118 PHIẾU LUYỆN TẬP SỐ 4.4 ................................................................................................. 119 PHIẾU LUYỆN TẬP SỐ 4.5 ................................................................................................. 119 PHIẾU LUYỆN TẬP SỐ 4.6 ................................................................................................. 120 PHIẾU LUYỆN TẬP SỐ 4.8 ................................................................................................. 122 PHIẾU LUYỆN TẬP SỐ 4.9 ................................................................................................. 123 V. KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ ................................................................................................... 125 PHIẾU ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC HÀNH ................................................................. 125 BÀI 5: ĐO LỰC, ÁP SUẤT, TRỌNG LƯỢNG ........................................................................ 126 I. MỤC TIÊU BÀI HỌC ........................................................................................................ 126 II. LÝ THUYẾT LIÊN QUAN .............................................................................................. 126 1. Hiệu ứng Piezo ............................................................................................................... 126 2. Card thực hành đo áp suất .............................................................................................. 127 III. DỰ TRÙ THIẾT BỊ, VẬT TƯ THỰC HÀNH ................................................................ 128 IV. THỰC HÀNH .................................................................................................................. 129 1. Lựa chọn bài thực hành .................................................................................................. 129 Trong bài kỹ thuật đo lường 2, click chọn bài “đo áp suất”. .............................................. 129 2. Thực hành cảm biến áp suất tuyệt đối ............................................................................ 129 3. Thực hành cảm biến áp suất vi sai .................................................................................. 131 4. Thực hành đo khối lượng, lực sử dụng cảm biến đo biến dạng (biến điện trở) .............. 133 5. Thực hành đo mômen với mạch cầu 1/2 ........................................................................ 138 PHIẾU LUYỆN TẬP SỐ 5.1 ................................................................................................. 140 PHIẾU LUYỆN TẬP SỐ 5.2 ................................................................................................. 141 PHIẾU LUYỆN TẬP SỐ 5.3 ................................................................................................. 142 PHIẾU LUYỆN TẬP SỐ 5.4 ................................................................................................. 143 PHIẾU LUYỆN TẬP SỐ 5.5 ................................................................................................. 144 PHIẾU LUYỆN TẬP SỐ 5.6 ................................................................................................. 144 PHIẾU LUYỆN TẬP SỐ 5.7 ................................................................................................. 145 V. KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ ................................................................................................... 146 PHIẾU ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC HÀNH ................................................................. 146 BÀI 6: ĐO MỨC, ĐO LƯU LƯỢNG ........................................................................................ 147 I. MỤC TIÊU BÀI HỌC ........................................................................................................ 147 II. LÝ THUYẾT LIÊN QUAN .............................................................................................. 147 1. Giới thiệu mô hình thực hành đo mức, lưu lượng .......................................................... 147 2. Nguyên tắc đo mức ......................................................................................................... 148 III. DỰ TRÙ THIẾT BỊ, VẬT TƯ THỰC HÀNH ................................................................ 149 IV. THỰC HÀNH .................................................................................................................. 149 1. Lựa chọn bài thực hành ................................................................................................... 149 2. Hiệu chỉnh cảm biến mức ............................................................................................... 150 3. Khảo sát đặc tính của cảm biến báo mức ....................................................................... 152 3. Điều khiển mức 2 vị trí không trễ ................................................................................... 153 4. Điều khiển mức 2 vị trí có trễ ......................................................................................... 155 3
5. Điều khiển mức tự động sử dụng luật PI ........................................................................ 157 PHIẾU LUYỆN TẬP ............................................................................................................. 159 PHIẾU LUYỆN TẬP SỐ 6.1 ................................................................................................. 159 PHIẾU LUYỆN TẬP SỐ 6.2 ................................................................................................. 159 PHIẾU LUYỆN TẬP SỐ 6.3 ................................................................................................. 160 PHIẾU LUYỆN TẬP SỐ 6.4 ................................................................................................. 160 PHIẾU LUYỆN TẬP SỐ 6.5 ................................................................................................. 161 PHIẾU LUYỆN TẬP SỐ 6.6 ................................................................................................. 161 V. KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ ................................................................................................... 162 PHIẾU ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC HÀNH ................................................................. 162 Làm quen với bộ phần mềm thí nghiệm ............................................................................. 164 4
BÀI 1: KHẢO SÁT MỘT SỐ CẢM BIẾN I. MỤC TIÊU BÀI HỌC Sau khi học xong sinh viên có khả năng: 1. Kiến thức - Trình bày được nguyên lý làm việc của một số loại cảm biến thông dụng - Trình bày được đặc tính cơ bản của các cản biến thông dụng. 2. Kỹ năng - Cài đặt được phần mềm - Nhận biết, chọn, tra cứu được các cảm biến thông dụng - Khảo sát được các đặc tính cơ bản của các cảm biến - Khảo sát các tín hiệu vào ra của cảm biến - Bảo quản được dụng cụ đo, các cảm biến theo đúng quy trình kỹ thuật. 3. Thái độ - Nghiêm túc học tập, tích cực luyện tập - Tổ chức nơi thực hành gọn gàng, ngăn nắp - Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị. II. LÝ THUYẾT LIÊN QUAN 1. Các cảm biến cơ bản 1.1. Cảm biến tiệm cận điện cảm Cảm biến tiệm cận điện cảm là cảm biến phát hiện không tiếp xúc, được sử dụng trong các máy công cụ, các hệ thống lắp ráp, trong công nghiệp ô tô, trong các hệ thống đếm và phát hiện sản phẩm,… Một bộ cảm biến tiệm cận điện cảm gồm có bốn khối chính: cuộn dây và lõi ferit, mạch dao động, mạch phát hiện mức, mạch đầu ra. Mạch dao động phát dao động điện từ tần số radio. Từ trường biến thiên tập trung từ lõi sắt sẽ móc vòng với đối tượng kim loại đặt đối diện với nó. Khi đối tượng lại gần sẽ có dòng điện Foucaul cảm ứng trên mặt đối tượng tạo nên một tải làm giảm biên độ tín hiệu dao động. Bộ phát hiện sẽ phát hiện sự thay đổi trạng thái biên độ mạch dao động. Mạch bị phát hiện sẽ ở vị trí ON phát tín hiệu làm mạch ra ở vị trí ON. 5
Hình 1.1. Một số dạng cảm biến tiệm cận điện cảm 1.2. Cảm biến từ trường (cảm biến Hall) Cấu tạo của cảm biến Hall được minh hoạ như hình 1.2, thực chất là một thanh bán dẫn trong đó AB là đầu dòng điện, CD là đầu áp. Khi cảm biến được đặt trong từ trường, cảm ứng từ B xuyên qua cảm biến tạo nên lực kéo các điện tử về một phía của thanh bán dẫn tạo nên điện thế âm hơn về phía phải và hiệu điện thế Hall UH được thiết lập. Hình 1.2. Minh họa cảm biến Hall 1.3. Cảm biến tiệm cận điện dung Trong cảm biến tiệm cận điện dung có mặt của đối tượng làm thay đổi điện dung C của các bản cực. Cảm biến tiệm cận điện dung cũng gồm 4 bộ phận chính: Cảm biến (các bản cực cách điện), mạch dao động, bộ phát hiện, mạch đầu ra. Tuy nhiên cảm biến điện dung không đòi hỏi đối tượng là kim loại. Đối tượng phát hiện có thể là chất lỏng, vật liệu phi kim loại: thuỷ tinh, nhựa. Tốc độ chuyển mạch tương đối nhanh, có thể phát hiện đối tượng có kích thước nhỏ, phạm vi cảm nhận lớn. 6
Hình 1.3. Hình ảnh cảm biến tiệm cận điện dung 1.4. Cảm biến quang Các cảm biến quang thông thường gồm bộ phận phát quang: đèn sợi đốt, LED, hồng ngoại, laser,… Bộ phận nhận quang: CDs, photodiode, photoTransistor, tế bào quang điện,… Bộ phát và bộ thu có thể đặt trong cùng một vỏ hoặc là 2 phần tách biệt đặt 2 bên vật đo. Hình 1.4. Nguyên tắc cảm biến quang 1.5. Cảm biến siêu âm Cảm biến siêu âm sử dụng các sóng siêu âm để phát hiện một vật mà không cần tiếp xúc. Cảm biến truyền các sóng siêu âm và được phản hồi bởi vật đo. Khoảng cách tới vật có thể được xác định từ khoảng thời gian giữa quá trình truyền và nhận. Các cảm biến siêu âm có nhiều dạng thiết kế, các vật có thể được phát hiện và nhận định tính chất: trong hay đục, kim loại hay phi kim, chất rắn hay chất lỏng,… Đầu ra cảm biến là đầu ra số hoặc tương tự 4-20mA. 7
Hình 1.5. Quá trình phát sóng siêu âm và nhận sóng phản hồi 2. Bộ thiết bị dùng trong bài thực hành 2.1. Bảng mạch thực hành các cảm biến cơ bản Bảng mạch gồm một giá đỡ, trên đó được gá cố định một số cảm biến và ngoài ra còn có thêm các vị trí cho việc lắp thêm các cảm biến tùy chọn khác. Mỗi một panel thực hành đều có ký hiệu mã riêng cho nó, bảng mạch các cảm biến cơ bản có ký hiệu là: SO4204- 8U. Hình 1.6. Giá gá lắp cảm biến cơ bản Vị trí các cảm biến được bố trí cụ thể như sau: Hình 1.7. Bố trí vị trí các cảm biến Thông số kỹ thuật cơ bản của các cảm biến:  Cảm biến điện dung (Sn 8 mm, Ue 12-48 V)  Cảm biến điện cảm (Sn 5 mm, Ue 12-24 V)  Bộ phát hiện ánh sáng phản chiếu (Sn 40 mm, Ue 12-24 V)  Cảm biến từ trường (Sn 90 mm, Ue 10-55 V)  Sợi quang (Ue 12-24 V) 8
Cảm cảm biến tùy chọn:  Cảm biến điện cảm , tương tự (Sn 70 mm, Ue 12-48 V)  Cảm biến siêu âm, tương tự (Sn 50-300 mm, Ue 20-30 V) 2.2. Kết nối bảng mạch cảm biến - Kết nối giao diện Unitrain-I (SO4203-2A) với bảng mạch cảm biến thông qua bảng đầu nối ra 96 chân. - Kết nối nguồn cung cấp cơ bản (SO4203-2A) tới giao diện và nguồn cung cấp mở rộng (SO4203-2D) tới bảng mạch cảm biến như được thể hiện trong hoạt ảnh bên dưới. - Kết nối giao diện tới máy tính sử dụng cáp USB. Hình 1.8. Kết nối mạch thực hành cảm biến cơ bản 3. Các thiết bị ảo dùng cho các bài thực hành Trên Menu chức năng (tool) chọn mục “thiết bị” (Instruments) -> “ thiết bị đo” (measuring divices), ta sẽ quan sát được tất cả các thiết bị đo ảo có thể dùng trong phần mềm Labsoft: Hình 1.9. Các thiết bị đo ảo 9
Các thiết bị đo cơ bản gồm có: 3.1. Máy hiện sóng (Oscilloscope) Hình 1.10. Máy hiện sóng Máy hiện sóng ảo với đầy đủ tính năng như một máy hiện sóng thực đã được học và làm quen trong môn học Đo lường điện như điều chỉnh và hiển thị Time/div, điều chỉnh và hiển thị Vols/div, lựa chọn nguồn tín hiệu AC/DC/GND, lựa chọn nguồn tín hiệu đồng bộ Trigger,… 3.2. Vôn kế Vôn kế có 2 thiết bị là Vôn kế A và Vôn kế B, với khả năng lựa chọn dạng hiển thị dạng số hay tương tự thông qua nút chọn A/D, Thay đổi thang đo với chọn “Lên – Xuống”, lựa chọn đại lượng hiển thị giá trị biên độ AV, giá trị đỉnh – đỉnh PP, giá trị tuyệt đối [AV] hay giá trị RMS thông qua việc chọn công tắc chuyển mạch. Chọn nguồn tín hiệu dạng AC hay DC. Đèn báo giá trị âm và Over cũng được tích hợp trên mặt đồng hồ Vôn kế. a) Hiển thị số b) Hiển thị kim Hình 1.11. Vôn kế A 3.3. Ampe kế 10
Với các tính năng tương tự như Vôn kế, ta có Ampe kế ảo với khả năng thay đổi, lựa chọn thang đo cũng như đại lượng hiển thị, ngoài ra Ampe kế còn cho phép thay đổi giá trị điện trở Shunt của nó. a) Ampe kế b)Thay đổi điện trở Shunt Hình 1.12. Ampe kế 3.4. Đồng hồ vạn năng Hình 1.13. Đồng hồ vạn năng Phần mềm còn cung cấp cho người dùng những bộ nguồn điện áp cũng như các nguồn xung tín hiệu cần thiết: 11
Hình 1.14. Các thiết bị sinh hàm, nguồn DC - Máy sinh hàm (Function Generator) - Máy phát xung (Pulse Generator) - Máy phát tùy chọn (Arbitrary Generator) a) Máy sinh hàm b)Máy phát xung c)Máy phát tùy chọn Hình 1.15. Hình ảnh các máy phát xung, sinh hàm Và bộ nguồn DC: Hình 1.16. Ngồn DC III. DỰ TRÙ THIẾT BỊ, VẬT TƯ THỰC HÀNH Thiết bị, vật tư cho một nhóm thực tập (4 sinh viên) TT Tên thiết bị Số Đv tính Ghi chú lượng 1 Nguồn Power Supply SO4203-2A 01 Cái 2 Nguồn Extended Supply SO4203-2D 01 Cái 3 Giao diện Interface SO4203-2A 01 Cái 4 Bàn cảm biến Sensorics SO4203-9D 01 Cái 12
TT Tên thiết bị Số Đv tính Ghi chú lượng 5 Cảm biến mở rộng điện cảm tương tự 01 Cái 6 Cảm biến mở rộng siêu âm 01 Cái TT Tên vật tư 1 Vật mẫu: Thép ST37 01 Cái 2 Vật mẫu: Thép không rỉ 01 Cái 3 Vật mẫu: Nhựa đen 01 Cái 4 Vật mẫu: Nhựa trắng 01 Cái 5 Vật mẫu: Nam châm 01 Cái 6 Vật mẫu: Đồng thau 01 Cái 7 Vật mẫu: Nhôm 01 Cái 8 Vật mẫu: Nhựa trong 01 Cái TT Tên dụng cụ 1 Tuốc nơ vít nhỏ để kết nối cảm biến vào các cọc 01 Cái dây 2 Đồng hồ vạn năng 3 Khóa đầu lục giác 2 mm 4 Kìm cắt 5 Kìm tuốt dây 01 Cái 6 Bộ dây nối 01 Bộ IV. THỰC HÀNH 1. Khởi động phần mềm Click đúp vào biểu tượng của phần mềm trên màn hình. Ta nhận được thông báo lựa chọn ngôn ngữ sử dụng. Hình 1.17. Khởi động phần mềm lựa chọn ngôn ngữ Lựa chọn ngôn ngữ là English. Tiến hành đăng ký tài khoản mới với người dùng lần đầu: 13
Hình 1.18. Thiết lập tài khoản Lựa chọn bài học đầu tiên: Automation Technology (Công nghệ tự động). Hình 1.19. Lựa chọn bài học Lựa chọn bài thực hành: Click chọn bài “Kỹ thuật cảm biến” ta sẽ vào bài thực hành đầu tiên. Bên trong mục này ta có lần lượt các mục thực hành cho từng cảm biến trong bài. 14
Hình 1.20. Lựa chọn bài thực hành Các bước chuẩn bị chung cho các bài thực hành với các cảm biến khác nhau trong bài. Bước 1: Kết nối mạch đo Ghép nối giao diện Interface SO4203-2A với bàn cảm biến SO4203-9D thông qua giắc cắm 96 chân, cắm dây nguồn chính, dây nguồn mở rộng và dây cáp tín hiệu USB và cắm vào cổng USB của máy tính đã được cài đặt bộ phần mềm Labsoft. Cắm dây nối mạch như hình vẽ: Hình 1.21. Sơ đồ cắm dây Bước 2: Gá vật mẫu lên giá và vặn vít giữ cố định vật mẫu 15
Bước 3: Mở bộ dịch chuyển vị trí - Trên menu chức năng chọn “thiết bị” (Instrument) - Chọn bộ dịch chuyển vị trí (Positioning) để lấy ra bộ điều khiển vị trí (slider control unit) Hình 1.22. Bộ điều khiển vị trí Lưu ý: Điều khiển vị trí của vật mẫu thông qua bộ điều khiển vị trí, có thể điều khiển dịch chuyển từng bước bằng cách click chuột lên nút “STEP” sang trái hay sang phải từng bước hoặc click chọn nút “RUN” cho chế độ dịch chuyển liên tục sang trái hoặc sang phải. Ở 2 đầu của thanh ray của bàn trượt giá đỡ vật mẫu có các công tắc hành trình giúp dừng động cơ kéo giá đỡ vật mẫu dừng lại ở cuối hành trình hoặc người dùng có thể sử dụng nút “STOP” để dừng hành trình dịch chuyển của vật mẫu. Reset vị trí của vật mẫu bằng nút “RESET”. 2. Khảo sát cảm biến tiệm cận điện cảm 2.1. Thực hành phát hiện vật liệu Bước 1: Chọn cảm biến - Bật “Slider control unit” - Click chọn vào vị trí cảm biến điện cảm - Inductive - đèn xanh tương ứng sáng lên. 16
Hình 1.23. Chọn cảm biến điện cảm Bước 2: Thay đổi vị trí vật mẫu Sử dụng thiết bị định vị trí (Slider Control Unit) di chuyển xe trượt khoảng 3 mm ra xa cảm biến. Bước 3: Kiểm tra đáp ứng của cảm biến với các loại mẫu vật liệu khác nhau. Bước 4: Ghi nhận kết quả Ghi lại loại vật liệu được nhận ra và loại không được nhận vào phiếu luyện tập 1.1. 2.2. Thực hành xác định độ trễ đóng cắt và hệ số giảm Bước 1: Kẹp chặt mẫu vật liệu thứ nhất vào bộ kẹp vật liệu. Bước 2: Xác định điểm bật - Sử dụng thiết bị định vị trí (Slider Control Unit) để di chuyển mẫu vật liệu về phía cảm biến cho đến khi LED trạng thái của cảm biến sáng và đây là điểm bật. - Ghi số chỉ khoảng cách giữa mẫu vật liệu và đầu cảm biến từ bộ điều khiển vị trí (Slider Control Unit) vào phiếu luyện tập 1.2. Bước 3: Xác định điểm tắt - Di chuyển mẫu vật liệu ra xa cảm biến cho đến khi LED trạng thái của cảm biến tắt là đây là điểm tắt. - Ghi số chỉ khoảng cách giữa mẫu vật liệu và đầu cảm biến từ bộ điều khiển vị trí (Slider Control Unit) vào phiếu luyện tập 1.2. Lặp lại các bước 1,2,3 với các vật liệu khác nhau. Bước 4: Xác định hệ số giảm Từ bảng giá trị thành lập được từ bước 3, áp dụng công thức: SVatlieu Re  SST 37 17
Với Svatlieu là giá trị điểm bật ứng với từng vật liệu, S ST37 là giá trị điểm bật ứng với thép ST37. Ghi lại giá trị tương ứng vào phiếu luyện tập 1.2. 3. Khảo sát cảm biến từ trường 3.1. Thực hành phát hiện vật liệu Bước 1: Chọn cảm biến - Bật “Slider control unit” - Click chọn vào vị trí cảm biến từ trường - Magetic - đèn xanh tương ứng sáng lên. Hình 1.24. Chọn cảm biến từ trường Bước 2: Thay đổi vị trí vật mẫu Sử dụng thiết bị định vị trí (Slider Control Unit) di chuyển xe trượt khoảng 3 mm ra xa cảm biến. Bước 3: Kiểm tra đáp ứng của cảm biến với các loại mẫu vật liệu khác nhau. Bước 4: Ghi nhận kết quả Ghi lại loại vật liệu được nhận ra và loại không được nhận vào phiếu luyện tập 1.3. 3.2. Thực hành xác định độ trễ đóng cắt Bước 1: Kẹp chặt mẫu vật liệu thứ nhất vào bộ kẹp vật liệu. Bước 2: Xác định điểm bật - Sử dụng thiết bị định vị trí (Slider Control Unit) để di chuyển mẫu vật liệu về phía cảm biến cho đến khi LED trạng thái của cảm biến sáng là đây là điểm bật. -Ghi số chỉ khoảng cách giữa mẫu vật liệu và đầu cảm biến từ bộ điều khiển vị trí (Slider Control Unit) vào phiếu luyện tập 1.4. Bước 3: Xác định điểm tắt - Di chuyển mẫu vật liệu ra xa cảm biến cho đến khi LED trạng thái của cảm biến tắt là đây là điểm tắt. 18
- Ghi số chỉ khoảng cách giữa mẫu vật liệu và đầu cảm biến từ bộ điều khiển trượt (Slider Control Unit) vào phiếu luyện tập 1.4. Lặp lại các bước 1,2,3 với các vật liệu khác nhau. 4. Khảo sát cảm biến sợi quang và quang điện tử 4.1. Thực hành phát hiện vật liệu với cảm biến quang điện tử Bước 1: Chọn cảm biến - Bật “Slider control unit” - Click chọn vào vị trí cảm biến quang điện tử - Optic - đèn xanh tương ứng sáng lên. Hình 1.25. Chọn cảm biến quang điện tử Bước 2: Hiệu chỉnh - Sử dụng nút "Teach", được đặt ở đỉnh phía sau của cảm biến. Tiếp tục như sau: o Ấn nút "Teach" và giữ nó ấn xuống. o Ở lúc ban đầu, diode xanh lá cây tắt. o Sau khoảng 3 giây, nó sáng trở lại. o Sau khoảng 3 giây nữa đi qua, đi-ốt vàng cũng sáng. o Sau khoảng 3 giây nữa, các diode vàng, đỏ và xanh lá cây sáng. o Bây giờ, nhả nút "Teach" - Trình tự "Teach-in" này phải được thực hiện để thiết lập các điều kiện môi trường: o Đầu tiên, di chuyển tất cả đối tượng từ dải phát hiện của cảm biến. o Bây giờ, ấn lại nút "Teach" là diode xanh lá cây tắt. o Sau 3 giây, nó sáng trở lại. o Bây giờ, nhả nút ấn là diode bắt đầu nhấp nháy. o Một khi trình tự "Teach-in" đă được kết thúc, nó vẫn duy trì độ sáng không đổi. Bước 3: Phát hiện vật 19
- Di chuyển xe trượt ra xa cảm biến khoảng 40 mm sử dụng thiết bị định vị (Slider Control Unit). - Kiểm tra đáp ứng của cảm biến sử dụng vật liệu mẫu khác nhau. - Ghi lại loại vật liệu được và không được phát hiện bởi cảm biến vào phiếu luyện tập 1.5. 4.2. Thực hành xác định độ trễ đóng cắt Bước 1: Kẹp chặt mẫu vật liệu thứ nhất vào bộ kẹp vật liệu. Bước 2: Xác định điểm bật - Sử dụng thiết bị định vị trí (Slider Control Unit) để di chuyển mẫu vật liệu về phía cảm biến cho đến khi LED trạng thái của cảm biến sáng là đây là điểm bật. - Ghi số chỉ khoảng cách giữa mẫu vật liệu và đầu cảm biến từ bộ điều khiển trượt (Slider Control Unit) vào phiếu luyện tập 1.6. Bước 3: Xác định điểm tắt - Di chuyển mẫu vật liệu ra xa cảm biến cho đến khi LED trạng thái của cảm biến tắt và đây là điểm tắt. - Ghi số chỉ khoảng cách giữa mẫu vật liệu và đầu cảm biến từ bộ điều khiển trượt (Slider Control Unit) vào phiếu luyện tập 1.6. Lặp lại các bước 1,2,3 với các vật liệu khác nhau. Trước mỗi quá trình đo lường, hiển thị khoảng cách trên bộ điều khiển trượt phải được thiết lập lại về 0 4.3. Thực hành phát hiện vật liệu cảm biến sợi quang Bước 1: Chọn cảm biến - Bật “Slider control unit” - Click chọn vào vị trí cảm biến sợi quang - Fibre optic - đèn xanh tương ứng sáng lên. Hình 1.26. Chọn cảm biến sợi quang 20