intTypePromotion=1

Giáo trình kỹ thuật cảm biến - Mở đầu

Chia sẻ: Nguyễn Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:8

0
263
lượt xem
110
download

Giáo trình kỹ thuật cảm biến - Mở đầu

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong nền công nghiệp sản xuất hiện đại ngày nay, rất nhiều nhà máy xí nghiệp đang trang bị cho mình những dây chuyền sản xuất hoàn toàn tự động hoặc bán tự động. Các loại cảm biến đã có mặt trong hầu hết các lĩnh vực điều khiển tự động, nó đóng một vai trò rất quan trọng, không một thiết bị nào có thể thay thế được. Việc trang bị cho mình một kiến thức về các loại cảm biến là nhu cầu bức xúc của các kỹ thuật viên, kỹ sư của ngành điện cũng như các ngành khác...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Giáo trình kỹ thuật cảm biến - Mở đầu

  1. Kü thuËt c¶m biÕn – Khoa C¬ khÝ - §éng lùc – Tr−êng Cao §¼ng NghÒ C«ng NghÖ vµ N«ng L©m §«ng B¾c BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ CÔNG NGHỆ VÀ NÔNG LÂM ĐÔNG BẮC GIÁO TRÌNH KỸ THUẬT CẢM BIẾN NGHỀ: ĐIỆN CÔNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG NGHỀ Lạng Sơn tháng 04 năm 2010 http://www.ebook.edu.vn 1
  2. Kü thuËt c¶m biÕn – Khoa C¬ khÝ - §éng lùc – Tr−êng Cao §¼ng NghÒ C«ng NghÖ vµ N«ng L©m §«ng B¾c LỜI NÓI ĐẦU Trên cơ sở chương trình khung đào tạo của Bộ LĐTB & XH đã ban hành, Trường Cao Đẳng Nghề Công Nghệ và Nông Lâm Đông Bắc đã tổ chức biên soạn các tài liệu hướng dẫn giáo viên và học tập, thực tập của học sinh, sinh viên nghề lắp đặt, sửa chữa thiết bị điện công nghiệp trong thời kỳ hiện đại hoá – công nghiệp hoá đất nước. Trong đó tài liệu Kỹ thuật cảm biến đóng vai trò quan trọng trong việc đào tạo các kỹ thuật viên, các nhân viên lành nghề đang theo học và hành nghề Điện công nghiệp. Tài liệu được thiết kế theo từng bài trong hệ thống môđun của chương trình, có mục tiêu học tập, thực tập cho môđun, phần lý thuyết cơ bản học viên cần phải nắm vững để thực hành thực tập. Cuối mỗi bài sau phần lý thuyết cơ bản đều có các bài tập ứng dụng để giáo viên và học sinh thực hành thực tập. Đây là tài liệu do các cô giáo, thầy giáo trong tổ bộ môn Điện của nhà trường chắt lọc trong các quá trình giảng dạy, tham khảo các tài liệu, giáo trình của các Trường đại học như Đại học Bách Khoa – Hà Nội, Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh, Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên, Đại học Cần Thơ để biên soạn, tài liệu này chỉ làm tài liệu giảng dạy và tham khảo nội bộ cho các giáo viên và học sinh của Trường, không phát hành lưu thông ra bên ngoài./. http://www.ebook.edu.vn 2
  3. Kü thuËt c¶m biÕn – Khoa C¬ khÝ - §éng lùc – Tr−êng Cao §¼ng NghÒ C«ng NghÖ vµ N«ng L©m §«ng B¾c GIỚI THIỆU VỀ MÔĐUN Vị trí, ý nghĩa và vai trò của môđun: Trong nền công nghiệp sản xuất hiện đại ngày nay, rất nhiều nhà máy xí nghiệp đang trang bị cho mình những dây chuyền sản xuất hoàn toàn tự động hoặc bán tự động. Các loại cảm biến đã có mặt trong hầu hết các lĩnh vực điều khiển tự động, nó đóng một vai trò rất quan trọng, không một thiết bị nào có thể thay thế được. Việc trang bị cho mình một kiến thức về các loại cảm biến là nhu cầu bức xúc của các kỹ thuật viên, kỹ sư của ngành điện cũng như các ngành khác. Môđun kỹ thuật cảm biến là một môđun chuyên môn của học viên ngành sửa chữa thiết bị điện công nghiệp. Môđun này nhằm trang bị cho học viên các trường cao đẳng nghề, trung cấp nghề và các trung tâm dạy nghề những kiến thức về nguyên lý, cấu tạo, các mạch ứng dụng trong thực tế của một số loại cảm biến...với các kiến thức này học viên có thể áp dụng trực tiếp vào lĩnh vực sản xuất cũng như đời sống. Ngoài ra các kiến thức này dùng làm phương tiện để học tiếp các môn chuyên môn của ngành điện như trang bị điện, PLC... Mục tiêu môđun Sau khi học xong môđun này, học viên có năng lực: - Có đủ kiến thức phân biệt được các loại cảm biến, phạm vi dụng của chúng. - Lắp đặt được một số mạch điều khiển dùng cảm biến - Kiểm tra được các mạch điện lắp đặt cảm biến, phát hiện sự cố và có biện pháp khắc phục Nội dung chính của môn học/môđun Môn học/môđun gồm 05 bài: Bài mở đầu: Kh¸i niÖm c¬ b¶n vÒ c¸c bé c¶m biÕn. Bài 1: C¶m biÕn nhiÖt ®é. Bài 2: C¶m biÕn tiÖm cËn vµ c¸c lo¹i c¶m biÕn x¸c ®Þnh vÞ trÝ, kho¶ng c¸ch. Bài 3: C¶m biÕn ®o l−u l−îng. Bài 4: Cảm biến đo vËn tèc vßng quay vµ gãc quay. http://www.ebook.edu.vn 3
  4. Kü thuËt c¶m biÕn – Khoa C¬ khÝ - §éng lùc – Tr−êng Cao §¼ng NghÒ C«ng NghÖ vµ N«ng L©m §«ng B¾c CÁC HOẠT ĐỘNG CHÍNH CỦA MÔĐUN/MÔN HỌC * Hoạt động trên lớp: Học viên được giáo viên giảng dạy hướng dẫn cách nhận biết, cách phân biệt về hình dạng kích thước các loại cảm biến, được nghe giáo viên giảng giải, phân tích và giải thích về cấu tạo, nguyên lý làm việc và ứng dụng của các loại cảm biến. Học viên được giáo viên giảng dạy hướng dẫn học sinh thảo luận tìm hiểu về các loại cảm biến và ứng dụng của nó ngay trên lớp học. * Hoạt động tại xưởng thực hành: Học viên được giáo viên hướng dẫn thực hành hướng dẫn về cách lắp đăt các loại cảm biến, cách đo kiểm tra cực tính, chất lượng các cảm biến, lắp đặt và phát hiện các sai hỏng của các mạch cảm biến. * Hoạt động tự học: Học viên tự sưu tầm các tài liệu liên quan đến lĩnh vực cảm biến, làm các bài tập do giáo viên hướng dẫn giao cho. http://www.ebook.edu.vn 4
  5. Kü thuËt c¶m biÕn – Khoa C¬ khÝ - §éng lùc – Tr−êng Cao §¼ng NghÒ C«ng NghÖ vµ N«ng L©m §«ng B¾c BÀI MỞ ĐẦU KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ CÁC BỘ CẢM BIẾN GIỚI THIỆU Các bộ cảm biến được sử dụng nhiều trong các lĩnh vực kinh tế và kỹ thuật, các bộ cảm biến đặc biệt rất nhạy cảm được sử dụng trong các thí nghiệm, các lĩnh vực nghiên cứu khoa Trong lĩnh vực tự động hoá người ta sử dụng các sensor bình thường cũng như đặc biệt. Cảm biến có rất nhiều loại, rất đa dạng và phong phú, do nhiều hãng sản xuất, giúp con người nhận biết các quá trình làm việc tự động của máy móc, trong tự động hoá công nghiệp dùng rất nhiều cảm biến. MỤC TIÊU BÀI HỌC Sau khi học xong bài này học viên có đủ khả năng: - Đánh giá/xác định được vị trí, nhiệm vụ và ứng dụng của các bộ cảm biến trong cuộc sống sinh hoạt cũng như sản xuất trong các ngành kinh tế cần có độ tự động hoá cao.. - Mô tả được chức năng, nhiệm vụ và các điều kiện làm việc của các bộ cảm biến, các tính chất động các bộ cảm biến. - Biết được phạm vi ứng dụng của các bộ cảm biến. NỘI DUNG * Khái niệm cơ bản về các bộ cảm biến. * Phạm vi ứng dụng. * Phân loại các bộ cảm biến. HOẠT ĐỘNG I : HỌC LÝ THUYẾT TRÊN LỚP 1. Khái niệm cơ bản về các bộ cảm biến. Cảm biến là một thiết bị chịu tác động của các đại lượng cần kiểm tra m không có tính chất điện và cho ta một đặc trưng mang một bản chất điện (như điện tích, điện áp, dòng điện hoặc trở kháng), ký hiệu là s. Đặc trưng điện s là hàm của đại lượng cần đo m. s = f (m ) Trong đó s là đại lượng đầu ra hoặc phản ứng của cảm biến và m là đại lượng đầu vào hay kích thích (có nguồn gốc là đại lượng cần đo. Việc đo đạc s cho phép nhận biết giá trị m. Đối với mọi cảm biến, để có thể khai thác biểu thức trên cần phải chuẩn cảm biến, với một loạt giá trị đã biết chính xác của m, đo giá trị tương ứng của s và dựng đường cong chuẩn, đường cong chuẩn này cho phép xác định mọi giá trị của m1 từ s1 Để dễ sử dụng, thông thường người ta chế tạo cảm biến sao cho có sự liên hệ tuyến tính giữa biến thiên đầu ra Δs và biến thiên đầu vào Δm. Δs = S. Δm http://www.ebook.edu.vn 5
  6. Kü thuËt c¶m biÕn – Khoa C¬ khÝ - §éng lùc – Tr−êng Cao §¼ng NghÒ C«ng NghÖ vµ N«ng L©m §«ng B¾c m §¹i l−îng cÇn ®o (m) tn t1 t2 t s C¶m biÕn §¹i l−îng ®iÖn (s) t tn t1 t2 H×nh 1.1: Sù biÕn ®æi cña ®¹i l−îng cÇn kiÓm tra m vµ ph¶n øng s theo thêi gian trong đó S là độ nhạy của cảm biến Vấn đề quan trọng ở đây là khi thiết kế, chế tạo và sử dụng cảm biến làm sao cho độ nhạy S của chúng không đổi, nghĩa là S ít phụ thuộc vào các yếu tố sau: - Giá trị của đại lượng cần đo m (độ tuyến tính) và tần số thay đổi của nó (dải thông) - Thời gian sử dụng (độ già hoá) - ảnh hưởng của các đại lượng vật lý khác (không phải đại lượng cần đo) của môi trường xung quanh s s s2 s1 s1 t t m1 m2 m1 H×nh 1.2: Dùng ®−êng cong tõ c¸c gi¸ trÞ ®· biÕt cña m, x¸c ®Þnh m1 tõ gi¸ trÞ s1 2. Phạm vi ứng dụng. Các bộ cảm biến được sử dụng nhiều trong các lĩnh vực kinh tế và kỹ thuật, các bộ cảm biến đặc biệt rất nhạy cảm được sử dụng trong các thí nghiệm, http://www.ebook.edu.vn 6
  7. Kü thuËt c¶m biÕn – Khoa C¬ khÝ - §éng lùc – Tr−êng Cao §¼ng NghÒ C«ng NghÖ vµ N«ng L©m §«ng B¾c các lĩnh vực nghiên cứu khoa Trong lĩnh vực tự động hoá ngườita sử dụng các sensor bình thường cũng như đặc biệt.``````````````````` 3. Phân loại các bộ cảm biến. - Theo nguyên lý chuyển đổi giữa kích thích và đáp ứng. Hi ện tượng chuyển đổi giữa kích thích và đáp ứng. Nhiệt điện. Quang điện V ật l ý Quang tử Điện từ Từ điện Biến đổi hoá học Hoá học Biến đổi điện hoá Phân tích phổ Biến đổi sinh hoá Sinh học Biến đổi vật lý Hiệu ứng trên cơ thể sống - Theo dạng kích thích. Kích thích Các đặc tính của kích thích. Biên pha, phân cực Âm thanh Phổ Tốc độ truyền sóng Điện tích, dòng điện Điện thế, điện áp Điện Điện trường Điện dẫn, hằng số điện môi Từ trường Từ Từ thông, cường độ từ trường Độ từ thẩm Vị trí Lực, áp suất Gia tốc, vận tốc, ứng suất, độ cứng Cơ Mômen Khối lượng, tỉ trọng Độ nhớt Phổ Quang Tốc độ truyền Hệ số phát xạ, khúc xạ Nhiệt độ Nhiệt Thông lượng Tỷ nhiệt Kiểu Bức xạ Năng lượng Cường đ ộ http://www.ebook.edu.vn 7
  8. Kü thuËt c¶m biÕn – Khoa C¬ khÝ - §éng lùc – Tr−êng Cao §¼ng NghÒ C«ng NghÖ vµ N«ng L©m §«ng B¾c Theo tính năng. + Độ nhạy + Độ chính xác + Độ phân giải + Độ tuyến tính + Công suất tiêu thụ Theo phạm vi sử dụng. + Công nghiệp + Nghiên cứu khoa học + Môi trường, khí tượng + Thông tin, viễn thông + Nông nghiệp + Dân dụng + Giao thông vận tải... Theo thông số của mô hình mạch điện thay thế. + Cảm biến tích cực (có nguồn) : Đầu ra là nguồn áp hoặc nguồn dòng + Cảm biến thụ động (không có nguồn): Cảm biến gọi là thụ động khi chúng cần có thêm nguồn năng lượng phụ để hoàn tất nhiệm vụ đo kiểm, còn loại cực tính thì không cần. Được đặc trưng bằng các thông số: R, L, C...tuyến tính hoặc phi tuyến. HOẠT ĐỘNG II: HỌC VIÊN TỰ NGHIÊN CỨU TÀI LIỆU Học viên tham khảo các tài liệu dưới đây: Điện tử công suất - Nguyễn Bính – Nhà xuất bản KHKT Điện tử công suất và điều khiển động cơ điện - Dịch từ tiếng Anh HOẠT ĐỘNG III: HỌC TẬP, THỰC TẬP TẠI XƯỞNG TRƯỜNG * Nội dung: - Nghiên cứu ứng dụng của từng loại cảm biến. - Tìm hiểu cách phân loại cảm biến. 1/ Hình thức tổ chức: Chia thành các nhóm nhỏ từ 2 đến 3 học sinh dưới sự hướng dẫn của giáo viên. 2/ Dụng cụ: Giấy A0, bút dạ, 3/ Quy trình thực hiện: - Giáo viên tập trung cả lớp học viên, sơ lược về cách nhận biết, ứng dụng của các bộ cảm biến. http://www.ebook.edu.vn 8
ADSENSE
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2