intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Giáo trình Kỹ thuật cảm biến và đo lường điện - Trần Văn Hùng

Chia sẻ: Nguyen Vu | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:223

Thêm vào BST
Báo xấu
221
lượt xem 78
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tài liệu gồm các chương chính: Các khái niệm chung, cảm biến tiệm cận, cảm biến quang, cảm biến vị trí và khoảng cách, cảm biến lực và áp suất, cảm biến nhiệt độ. Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung tài liệu.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Kỹ thuật cảm biến và đo lường điện - Trần Văn Hùng

  1. Đ I H C CÔNG NGHI P TP.HCM KHOA CÔNG NGH ĐI N T ---------------------------- GIÁO TRÌNH LÝ THUY T K THU T C M BI N VÀ ĐO LƯ NG BIÊN SO N: TR N VĂN HÙNG LƯU HÀNH N I B 2012
  2. Chương 1: Các Khái Ni m Chung Chương 1 CÁC KHÁI NI M CHUNG 1.1 Gi i thi u C m bi n là thi t b dùng ñ c m nh n bi n ñ i các ñ i lư ng v t lý và các ñ i lư ng không có tính ch t ñi n c n ño thành các ñ i lư ng ñi n có th ño và x lý ñư c. Trong quá trình s n xu t có nhi u ñ i lư ng v t lý như nhi t ñ , áp su t, t c ñ , t c ñ quay, n ng ñ pH, ñ nh n... c n ñư c x lý cho ño lư ng, cho m c ñích ñi u khi n truy n ñ ng. Các b c m bi n th c hi n ch c năng này, chúng thu nh n, ñáp ng các kích thích. C m bi n cũng ñư c xem như k thu t ñ chuy n ñ i các lư ng v t lý như nhi t ñ , áp su t, kho ng cách... sang m t ñ i lư ng khác ñ có th ñánh giá t t hơn. Các ñ i lư ng này ph n l n là tín hi u ñi n. Thí d : ði n áp, dòng ñi n, ñi n tr ho c t n s dao ñ ng. Các tên khác c a khác c a b c m bi n: Sensor, b c m bi n ño lư ng, ñ u dò, van ño lư ng, b nh n bi t ho c b bi n ñ i. Các ñ i lư ng c n ño (m) thư ng không có tính ch t ñi n như (nhi t ñ , áp su t…) tác ñ ng lên c m bi n cho ta m t ñ c trưng (s) mang tính ch t ñi n như (ñi n áp, dòng ñi n, tr kháng…) ch a thông tin cho phép ta có th xác ñ nh giá tr c a ñ i lư ng ñi n ñó, ñ c trưng (s) chính là hàm c a ñ i lư ng c n ño (m) s = F(m) (1.1) Ngư i ta g i (s) là ñ i lư ng ñ u ra hay là ph n ng c a c m bi n, (m) là ñ i lư ng ñ u vào hay g i là kích thích. Thông qua ño ñ c (s) cho phép nh n bi t giá tr c a (m). Hình nh c a các lo i c m bi n thư ng dùng hi n nay ñư c mô t như mô hình 2.1 Trang 1
  3. Chương 1: Các Khái Ni m Chung Hình 1.1 Các lo i c m bi n thông d ng hi n nay Các b c m bi n ñư c s d ng nhi u trong các lĩnh v c công nghi p và dân d ng. Các b c m bi n ñ c bi t và r t nh y c m ñư c s d ng trong các thí nghi m các lĩnh v c nghiên c u khoa h c. Trong lĩnh v c t ñ ng hoá ngư i ta s d ng các sensor thông thư ng hay các c m bi n có ch c năng ñ c bi t. 1.2 ðư ng cong chu n c a c m bi n 1.2.1 Khái ni m ðư ng cong chu n c m bi n là ñư ng cong bi u di n s ph thu c c a ñ i lư ng ñi n (s) ñ u ra c a c m bi n vào giá tr c a ñ i lư ng ño (m) ñ u vào. ðư ng cong chu n có th bi u di n b ng bi u th c ñ i s dư i d ng s=F(m), ho c b ng ñ th . Hình 1.2 (a) ðư ng cong chu n b) ðư ng cong chu n c a c m bi n tuy n tính hóa. D a vào ñư ng cong chu n c a c m bi n, ta có th xác ñ nh giá tr mi chưa bi t c a m thông qua giá tr ño ñư c si c a s. ð d s d ng, ngư i ta thư ng ch t o c m Trang 2
  4. Chương 1: Các Khái Ni m Chung bi n có s ph thu c tuy n tính gi a ñ i lư ng ñ u ra và ñ i lư ng ñ u vào, phương trình s= F(m) sau phép bi n ñ i tuy n tính s có d ng: s = am +b (1.2) v i a, b là các h s , khi ñó ñư ng cong chu n là ñư ng th ng. 1.2.2 Phương pháp chu n c m bi n Chu n c m bi n là phép ño nh m m c ñích xác l p m i quan h gi a giá tr s ño ñư c c a ñ i lư ng ñi n ñ u ra và giá tr m c a ñ i lư ng ño có tính ñ n các y u t nh hư ng, trên cơ s ñó xây d ng ñư ng cong chu n dư i d ng d nh n bi t hơn (ñ th ho c bi u th c ñ i s ). Khi chu n c m bi n, v i m t lo t giá tr ñã bi t chính xác mi c a m, ño giá tr tương ng si c a s và d ng ñư ng cong chu n. a. Chu n ñơn gi n Trong trư ng h p ñ i lư ng ño ch có m t ñ i lư ng v t lý duy nh t tác ñ ng lên m t ñ i lư ng ño xác ñ nh và c m bi n s d ng không nh y v i tác ñ ng c a các ñ i lư ng nh hư ng, ngư i ta dùng phương pháp chu n ñơn gi n. Th c ch t c a chu n ñơn gi n là ño các giá tr c a ñ i lư ng ñ u ra ng v i các giá tr xác ñ nh không ñ i c a ñ i lư ng ño ñ u vào. Vi c chu n ti n hành theo 2 cách: o Chu n tr c ti p: các giá tr khác nhau c a ñ i lư ng ño l y t các m u chu n ho c các ph n t so sánh có giá tr bi t trư c v i ñ chính xác cao. o Chu n gián ti p: k t h p c m bi n c n chu n v i m t c m bi n so sánh ñã có s n ñư ng cong chu n, c hai ñư c ñ t trong cùng ñi u ki n làm vi c. b. Chu n nhi u l n Khi c m bi n có ph n t b tr (tr cơ ho c tr t ), giá tr ño ñư c ñ u ra ph thu c không nh ng vào giá tr t c th i c a ñ i lư ng c n ño ñ u vào mà còn ph thu c vào giá tr trư c ñó c a c a ñ i lư ng này. Trong trư ng h p như v y, ngư i ta áp d ng phương pháp chu n nhi u l n và ti n hành như sau: o ð t l i ñi m 0 c a c m bi n: ð i lư ng c n ño và ñ i lư ng ñ u ra có giá tr tương ng v i ñi m g c, m=0 và s=0. Trang 3
  5. Chương 1: Các Khái Ni m Chung o ðo giá tr ñ u ra theo m t lo t giá tr tăng d n ñ n giá tr c c ñ i c a ñ i lư ng ño ñ u vào. o L p l i quá trình ño v i các giá tr gi m d n t giá tr c c ñ i. Khi chu n nhi u l n cho phép xác ñ nh ñư ng cong chu n theo c hai hư ng ño tăng d n và ño gi m d n. 1.3 Các ñ c trưng cơ b n c a c m bi n 1.3.1 ð nh y c a c m bi n a. Khái ni m ð i v i c m bi n tuy n tính, gi a bi n thiên ñ u ra ∆s và bi n thiên ñ u vào ∆m có s liên h tuy n tính: ∆S = S .∆m (1.3) ∆S ⇒S= : g i là ñ nh y c a c m bi n. (1.4) ∆m Trư ng h p t ng quát, bi u th c xác ñ nh ñ nh y S c a c m bi n xung quanh giá tr mi c a ñ i lư ng ño xác ñ nh b i t s gi a bi n thiên ∆s c a ñ i lư ng ñ u ra và bi n thiên ∆m tương ng c a ñ i lư ng ño ñ u vào quanh giá tr ñó:  ∆S  S =  (1.5)  ∆m  m=mi b. Lưu ý ð phép ño ñ t ñ chính xác cao, khi thi t k và s d ng c m bi n c n th c hi n cho ñ nh y S c a nó không ñ i, nghĩa là ít ph thu c nh t vào các y u t : o Giá tr c a ñ i lư ng c n ño m và t n s thay ñ i c a nó. o Th i gian s d ng. o nh hư ng c a các ñ i lư ng v t lý khác (không ph i là ñ i lư ng ño) c a môi trư ng xung quanh. Thông thư ng nhà s n xu t cung c p giá tr c a ñ nh y S tương ng v i nh ng ñi u ki n làm vi c nh t ñ nh c a c m bi n. Trang 4
  6. Chương 1: Các Khái Ni m Chung 1.3.2 ð tuy n tính c a c m bi n a. Khái ni m M t c m bi n ñư c g i là tuy n tính trong m t d i ño xác ñ nh n u trong d i ch ñ ñó có ñ nh y không ph thu c vào ñ i lư ng ño. N u c m bi n không tuy n tính, ngư i ta ñưa vào m ch ño các thi t b hi u ch nh sao cho tín hi u ñi n nh n ñư c ñ u ra t l v i s thay ñ i c a ñ i lư ng ño ñ u vào. S hi u ch nh ñó ñư c g i là s tuy n tính hoá. b. ðư ng th ng t t nh t Khi chu n c m bi n, t k t qu th c nghi m ta nh n ñư c m t lo t ñi m tương ng (si ,mi) c a ñ i lư ng ñ u ra và ñ i lư ng ñ u vào. V m t lý thuy t, ñ i v i các c m bi n tuy n tính, ñư ng cong chu n là m t ñư ng th ng. Tuy nhiên, do sai s khi ño, các ñi m chu n (mi, si) nh n ñư c b ng th c nghi m thư ng không n m trên cùng m t ñư ng th ng. ðư ng th ng ñư c xây d ng trên cơ s các s li u th c nghi m sao cho sai s là bé nh t, bi u di n s tuy n tính c a c m bi n ñư c g i là ñư ng th ng t t nh t. Phương trình bi u di n ñư ng th ng t t nh t ñư c l p b ng phương pháp bình phương bé nh t. Gi s khi chu n c m bi n ta ti n hành v i N ñi m ño, phương trình có d ng: S = a.m + b (1.6) N .∑ si .mi − ∑ si .∑ mi ∑ s .m − ∑ m .s .∑ m 2 v i a= ; b= i i i i i (1.7) N ∑ m − (∑ mi ) N ∑ m − (∑ m ) 2 2 2 2 i i i c. ð l ch tuy n tính ð i v i các c m bi n không hoàn toàn tuy n tính, ngư i ta ñưa ra khái ni m ñ l ch tuy n tính, xác ñ nh b i ñ l ch c c ñ i gi a ñư ng cong chu n và ñư ng th ng t t nh t, tính b ng % trong d i ño. 1.3.3 Sai s và ñ chính xác c a c m bi n a. Sai s Trang 5
  7. Chương 1: Các Khái Ni m Chung Các b c m bi n cũng như các d ng c ño lư ng khác, ngoài ñ i lư ng c n ño (c m nh n) còn ch u tác ñ ng c a nhi u ñ i lư ng v t lý khác gây nên sai s gi a giá tr ño ñư c và giá tr th c c a ñ i lư ng c n ño. G i ∆x là ñ l ch tuy t ñ i gi a giá tr ño và giá tr th c x (sai s tuy t ñ i), sai s tương ñ i c a b c m bi n ñư c tính b ng: ∆x δ = 100 [%] (1.8) x b. Sai s c a b c m bi n mang tính ch t ư c tính B i vì không th bi t chính xác giá tr th c c a ñ i lư ng c n ño. Khi ñánh giá sai s c a c m bi n, ngư i ta thư ng phân chúng thành hai lo i: Sai s h th ng và sai s ng u nhiên. Sai s h th ng: Là sai s không ph thu c vào s l n ño, có giá tr không ñ i ho c thay ñ i ch m theo th i gian ño và thêm vào m t ñ l ch không ñ i gi a giá tr th c và giá tr ño ñư c. Sai s h th ng thư ng do s thi u hi u bi t v h ño, do ñi u ki n s d ng không t t gây ra Sai s ng u nhiên: Là sai s xu t hi n có ñ l n và chi u không xác ñ nh. Ta có th d ñoán ñư c m t s nguyên nhân gây ra sai s ng u nhiên nhưng không th d ñoán ñư c ñ l n và d u c a nó. Nh ng nguyên nhân gây ra sai s ng u nhiên có th là: o Do s thay ñ i ñ c tính c a thi t b . o Do tín hi u nhi u ng u nhiên. o Do các ñ i lư ng nh hư ng không ñư c tính ñ n khi chu n c m bi n. 1.3.4 ð nhanh và th i gian ñáp ng c a c m bi n a. ð nhanh c a c m bi n ð nhanh: Là ñ c trưng c a c m bi n cho phép ñánh giá kh năng theo k p v th i gian c a ñ i lư ng ñ u ra khi ñ i lư ng ñ u vào bi n thiên. Th i gian ñáp ng là ñ i lư ng ñư c s d ng ñ xác ñ nh giá tr s c a ñ nhanh. Trang 6
  8. Chương 1: Các Khái Ni m Chung ð nhanh tr: Là kho ng th i gian t khi ñ i lư ng ño thay ñ i ñ t ng t ñ n khi bi n thiên c a ñ i lư ng ñ u ra ch còn khác giá tr cu i cùng m t lư ng gi i h n ε tính b ng %. b. Th i gian ñáp ng tương ng c a c m bi n Th i gian ñáp ng tương ng v i ε% xác ñ nh kho ng th i gian c n thi t ph i ch ñ i sau khi có s bi n thiên c a ñ i lư ng ño ñ l y giá tr c a ñ u ra v i ñ chính xác ñ nh trư c. Th i gian ñáp ng ñ c trưng cho ch ñ quá ñ c a c m bi n và là hàm c a các thông s th i gian xác ñ nh ch ñ này. o Trong trư ng h p s thay ñ i c a ñ i lư ng ño: Trong trư ng h p s thay ñ i c a ñ i lư ng ño có d ng b c thang, các thông s th i gian g m th i gian tr khi tăng (tdm) và th i gian tăng (tm) ng v i s tăng ñ t ng t c a ñ i lư ng ño ho c th i gian tr khi gi m (tdc) và th i gian gi m (tc) ng v i s gi m ñ t ng t c a ñ i lư ng ño. Hình 1.3 o Kho ng th i gian tr khi tăng tdm: Là th i gian c n thi t ñ ñ i lư ng ñ u ra tăng t giá tr ban ñ u c a nó ñ n 10% c a bi n thiên t ng c ng c a ñ i lư ng này và kho ng th i gian tăng tm là th i gian c n thi t ñ ñ i lư ng ñ u ra tăng t 10% ñ n 90% bi n thiên bi n thiên t ng c ng c a nó. o Th i gian tr khi gi m tdc: Th i gian tr khi gi m tdc là th i gian c n thi t ñ ñ i lư ng ñ u ra gi m t 10% ñ n 90% bi n thiên bi n thiên t ng c ng c a nó. Hình 1.3 Các kho ng th i gian ñ c trưng cho ch ñ quá ñ . Trang 7
  9. Chương 1: Các Khái Ni m Chung 1.3.5 Gi i h n s d ng c a c m bi n Trong quá trình s d ng, các c m bi n luôn ch u tác ñ ng c a ng l c cơ h c, tác ñ ng nhi t... Khi các tác ñ ng này vư t quá ngư ng cho phép, chúng s làm thay ñ i ñ c trưng làm vi c c a c m bi n. B i v y khi s d ng c m bi n, ngư i s d ng c n ph i bi t rõ các gi i h n này. o Vùng làm vi c ñ nh danh: Vùng làm vi c ñ nh danh tương ng v i nh ng ñi u ki n s d ng bình thư ng c a c m bi n. Gi i h n c a vùng là các giá tr ngư ng mà các ñ i lư ng ño, các ñ i lư ng v t lý có liên quan ñ n ñ i lư ng ño ho c các ñ i lư ng nh hư ng có th thư ng xuyên ñ t t i mà không làm thay ñ i các ñ c trưng làm vi c ñ nh danh c a c m bi n. o Vùng không gây nên hư h ng: Vùng không gây nên hư h ng là vùng mà khi các ñ i lư ng ño ho c các ñ i lư ng v t lý có liên quan nhau và các ñ i lư ng nh hư ng vư t qua ngư ng c a vùng làm vi c ñ nh danh nhưng v n còn n m trong ph m vi không gây nên hư h ng. Các ñ c trưng c a c m bi n có th b thay ñ i nhưng nh ng thay ñ i này mang tính thu n ngh ch, t c là khi tr v vùng làm vi c ñ nh danh các ñ c trưng c a c m bi n l y l i giá tr ban ñ u c a chúng. o Vùng không phá h y: Vùng không phá h y là vùng khi mà các ñ i lư ng ño ho c các ñ i lư ng v t lý có liên quan và các ñ i lư ng nh hư ng vư t qua ngư ng c a vùng không gây nên hư h ng nhưng v n còn n m trong ph m vi không b phá h y, các ñ c trưng c a c m bi n b thay ñ i và nh ng thay ñ i này mang tính không thu n ngh ch, t c là khi tr v vùng làm vi c ñ nh danh các ñ c trưng c a c m bi n không th l y l i giá tr ban ñ u c a chúng. Trong trư ng h p này c m bi n v n còn s d ng ñư c, nhưng ph i ti n hành chu n l i c m bi n. 1.4 Nguyên lý ch t o c a c m bi n Các c m bi n ñư c ch t o d a trên cơ s các hi n tư ng v t lý và ñư c phân làm hai lo i: Trang 8
  10. Chương 1: Các Khái Ni m Chung o C m bi n tích c c: Là các c m bi n ho t ñ ng như m t máy phát, ñáp ng (s) là ñi n tích, ñi n áp hay dòng. o C m bi n th ñ ng: Là các c m bi n ho t ñ ng như m t tr kháng trong ñó ñáp ng (s) là ñi n tr , ñ t c m ho c ñi n dung. Các c m bi n tích c c ñư c ch t o d a trên cơ s ng d ng các hi u ng v t lý bi n ñ i m t d ng năng lư ng nào ñó (nhi t, cơ ho c b c x ) thành năng lư ng ñi n. Sau ñây mô t m t cách khái quát ng d ng m t s hi u ng v t lý khi ch t o c m bi n 1.4.1 Hi u ng nhi t ñi n Hi u ng nhi t ng d ng trong ch t o các c m bi n nhi t ñ . Hai dây d n (M1) và (M2) có b n ch t hoá h c khác nhau ñư c hàn l i v i nhau thành m t m ch ñi n kín, n u nhi t ñ hai m i hàn là T1 và T2 khác nhau, khi ñó trong m ch xu t hi n m t su t ñi n ñ ng e(T1, T2) mà ñ l n c a nó ph thu c vào s chênh l ch nhi t ñ gi a T1 và T2. Hình 1.4 Hi u ng nhi t ñi n. Hi u ng nhi t ñi n ñư c ng d ng ñ ño nhi t ñ T1 khi bi t trư c nhi t ñ T2, thư ng ch n T2 = 0oC. 1.4.2 Hi u ng h a nhi t M t s tinh th g i là tinh th ho ñi n (ví d tinh th sulfate triglycine) có tính phân c c ñi n t phát v i ñ phân c c ph thu c vào nhi t ñ , làm xu t hi n trên các m t ñ i di n c a chúng nh ng ñi n tích trái d u. ð l n c a ñi n áp gi a hai m t ph thu c vào ñ phân c c c a tinh th ho ñi n. Trang 9
  11. Chương 1: Các Khái Ni m Chung Hình 1.5 Hi u ng h a nhi t. Hi u ng ho ñi n ñư c ng d ng ñ ño thông lư ng c a b c x ánh sáng. ðo ñi n áp V ta có th xác ñ nh ñư c thông lư ng ánh sáng Φ. 1.4.3 Hi u ng áp ñi n M t s v t li u g i chung là v t li u áp ñi n (như th ch anh) khi b bi n d ng dư i tác ñ ng c a l c cơ h c, trên các m t ñ i di n c a t m v t li u xu t hi n nh ng lư ng ñi n tích b ng nhau nhưng trái d u, ñư c g i là hi u ng áp ñi n. ðo V ta có th xác ñ nh ñư c cư ng ñ c a l c tác d ng F. Hình 1.6 Hi u ng áp ñi n. 1.4.4 Hi u ng c m ng ñi n t Khi m t dây d n chuy n ñ ng trong t trư ng không ñ i, trong dây d n xu t hi n m t su t ñi n ñ ng t l v i t thông c t ngang dây trong m t ñơn v th i gian, nghĩa là t l v i t c ñ d ch chuy n c a dây. Tương t như v y, trong m t khung dây ñ t trong t trư ng có t thông bi n thiên cũng xu t hi n m t su t ñi n ñ ng t l v i t c ñ bi n thiên c a t thông qua khung dây. Hình 1.7 Hi u ng c m ng ñi n t . Trang 10
  12. Chương 1: Các Khái Ni m Chung Hi u ng c m ng ñi n t ñư c ng d ng ñ xác ñ nh t c ñ d ch chuy n c a v t thông qua vi c ño su t ñi n ñ ng c m ng. 1.4.5 Hi u ng quang ñi n Hi u ng quang d n: (hay còn g i là hi u ng quang ñi n n i) là hi n tư ng gi i phóng ra các h t d n t do trong v t li u (thư ng là bán d n) khi chi u vào chúng m t b c x ánh sáng (ho c b c x ñi n t nói chung) có bư c sóng nh hơn m t ngư ng nh t ñ nh. Hi u ng quang phát x ñi n t : (hay còn g i là hi u ng quang ñi n ngoài) là hi n tư ng các ñi n t ñư c gi i phóng và thoát kh i b m t v t li u t o thành dòng có th thu l i nh tác d ng c a ñi n trư ng. 1.4.6 Hi u ng quang-ñi n-t Khi tác d ng m t t trư ng B vuông góc v i b c x ánh sáng, trong v t li u bán d n ñư c chi u sáng s xu t hi n m t hi u ñi n th theo hư ng vuông góc v i t trư ng B và hư ng b c x ánh sáng. Hình 1.8 Hi u ng quang- ñi n t . 1.4.7 Hi u ng Hall Hi u ng Hall ñư c ng d ng ñ xác ñ nh v trí c a m t v t chuy n ñ ng. V t c n xác ñ nh v trí liên k t cơ h c v i thanh nam châm, m i th i ñi m, v trí thanh nam châm xác ñ nh giá tr c a t trư ng B và góc tương ng v i t m bán d n m ng làm v t trung gian. Vì v y, hi u ñi n th VH ño ñư c gi a hai c nh t m bán d n là hàm ph thu c vào v trí c a v t trong không gian. Trang 11
  13. Chương 1: Các Khái Ni m Chung Hình 1.9 Hi u ng Hall. o Nguyên ch t o c m bi n th ñ ng: C m bi n th ñ ng thư ng ñư c ch t o t m t tr kháng có các thông s ch y u nh y v i ñ i lư ng c n ño. Giá tr c a tr kháng ph thu c kích thư c hình h c, tính ch t ñi n c a v t li u ch t o (như ñi n tr su t ρ, ñ t th m µ, h ng s ñi n môi ε). Vì v y tác ñ ng c a ñ i lư ng ño có th nh hư ng riêng bi t ñ n kích thư c hình h c, tính ch t ñi n ho c ñ ng th i c hai. o S thay ñ i thông s hình h c: S thay ñ i thông s hình h c c a tr kháng gây ra do chuy n ñ ng c a ph n t chuy n ñ ng ho c ph n t bi n d ng c a c m bi n. Trong các c m bi n có ph n t chuy n ñ ng, m i v trí c a ph n t ñ ng s ng v i m t giá tr xác ñ nh c a tr kháng, cho nên ño tr kháng có th xác ñ nh ñư c v trí c a ñ i tư ng. o Ph n t bi n d ng c a c m bi n: Trong c m bi n có ph n t bi n d ng, s bi n d ng c a ph n t bi n d ng dư i tác ñ ng c a ñ i lư ng ño (l c ho c các ñ i lư ng gây ra l c) gây ra s thay ñ i c a tr kháng c a c m bi n. S thay ñ i tr kháng do bi n d ng liên quan ñ n l c tác ñ ng, do ñó liên quan ñ n ñ i lư ng c n ño. Xác ñ nh tr kháng ta có th xác ñ nh ñư c ñ i lư ng c n ño. Các ñ i lư ng c n ño có kh năng làm thay ñ i tính ch t ñi n c a v t li u s d ng ch t o c m bi n: ð i lư ng c n ño ð c trưng nh y c m Lo i v t li u s d ng Nhi t ñ ρ Kim lo i (Pt, Ni, Cu) Trang 12
  14. Chương 1: Các Khái Ni m Chung Bán d n B c x ánh sáng ρ Bán d n ρ H p kim Ni, Si pha t p Bi n d ng T th m (µ) H p kim s t t V t li u t ñi n tr : Bi, V trí (nam châm) ρ InSb Hình 1.10 Sơ ñ chuy n ñ i gi a các ñ i lư ng c a c m bi n 1.5 Phân lo i c m bi n C m bi n ñư c phân lo i theo nhi u tiêu chí khác nhau. Tùy theo cách ch n mà ngư i ta có th phân lo i c m bi n theo các cách sau: a. Theo nguyên lý chuy n ñ i gi a ñáp ng và kích thích. Hi n tư ng Chuy n ñ i gi a ñáp ng và kích thích Trang 13
  15. Chương 1: Các Khái Ni m Chung Nhi t ñi n. Quang ñi n Quang t . V t lý ði n t T ñi n… Bi n ñ i hóa h c Hóa h c Bi n ñ i ñi n hóa Phân tích ph … Bi n ñ i sinh hóa Sinh h c Bi n ñ i v t lý Hi u ng trên cơ th s ng… b. Theo d ng kích thích. Kích thích Các ñ c tính c a kích thích Biên pha, phân c c Âm thanh Ph T c ñ truy n sóng… ði n tích, dòng ñi n ði n th , ñi n áp ði n ði n trư ng ði n d n, h ng s ñi n môi… T trư ng T T thông, cư ng ñ t trư ng. ð t th m… V trí L c, áp su t Gia t c, v n t c, ng su t, ñ c ng Cơ Mô men Kh i lư ng, t tr ng ð nh t… Trang 14
  16. Chương 1: Các Khái Ni m Chung Ph Quang T c ñ truy n H s phát x , khúc x … Nhi t ñ Nhi t Thông lư ng T nhi t… Ki u: Năng lư ng B cx Ki u: Cư ng ñ … c. Theo tính năng. ð nh y ð chính xác ð phân gi i ð tuy n tính Công su t tiêu th d. Theo ph m vi s d ng C m bi n công nghi p C m bi n nghiên c u khoa h c C m bi n môi trư ng, khí tư ng C m bi n thông tin, vi n thông C m bi n nông nghi p C m bi n dân d ng C m bi n giao thông v n t i… e. Theo thông s c a mô hình m ch ñi n thay th o C m bi n tích c c (có ngu n): ð u ra là ngu n áp ho c ngu n dòng. Trang 15
  17. Chương 1: Các Khái Ni m Chung o C m bi n th ñ ng (không có ngu n): C m bi n g i là th ñ ng khi chúng là c n có thêm ngu n năng lư ng ph ñ hoàn t t nhi m v ño ki m, c lo i còn tích c c thì không c n thêm ngu n năng lư ng. C m bi n th ñ ng ñư c ñ c ì trưng b ng các thông s : R, L, C…tuy n tính ho c phi tuy n. f. Các lo i c m bi n thư ng s d ng trong công nghi p và dân d ng à o C m bi n ti m c n. o C m bi n quang. o C m bi n màu s c. àu o C m bi n thông minh minh. o C m bi n s i quang. o C m bi n l c căng áp su t. o C m bi n nhi t. o C m bi n v trí v d ch chuy n. và o C m bi n lưu lư ng. ưu o C m bi n siêu âm êu âm…. g. Ký hi u các lo i c m bi n Hình 1.11 Ký hi u các lo i c m bi n thư ng dùng ùng Trang 16
  18. Chương 1: Các Khái Ni m Chung C m bi n ñư c ký hi u như hình 1.11, tùy theo lo i c m bi n mà trong ký hi u s kèm thêm các ký hi u riêng ñ c trưng cho lo i c m bi n ñó như cu n dây cho c m bi n ñi n c m, t cho c m bi n ñi n dung… Ví d : Hình 1.12 là ký hi u c a c m bi n ñi n dung, ngõ ra d ng ON/OFF lo i thư ng h , chuy n m ch dương. Hình 1.12 Ký hi u c m bi n ñi n dung 1.6 M ch ño c m bi n 1.6.1 Sơ ñ m ch ño M ch ño bao g m toàn b thi t b ño (trong ñó có c m bi n) cho phép xác ñ nh chính xác giá tr c a ñ i lư ng c n ño trong nh ng ñi u ki n t t nh t. o ñ u vào c a m ch, c m bi n ch u tác ñ ng c a ñ i lư ng c n ño gây nên tín hi u ñi n mang theo thông tin v ñ i c n ño. o ñ u ra c a m ch, tín hi u ñi n ñã qua x lý ñư c chuy n ñ i sang d ng có th ñ c ñư c tr c ti p giá tr c n tìm c a ñ i lư ng ño. Vi c chu n h ño ñ m b o cho m i giá tr c a ch th ñ u ra tương ng v i m t giá tr c a ñ i lư ng ño tác ñ ng ñ u vào c a m ch. Hình 1.13 Sơ ñ m ch ño nhi t ñ b ng c p nhi t Trang 17
  19. Chương 1: Các Khái Ni m Chung Trên th c t , do các yêu c u khác nhau khi ño, m ch ño thư ng g m nhi u thành ph n trong ñó có các kh i ñ t i ưu hoá vi c thu th p và x lý d li u, ch ng h n m ch tuy n tính hoá tín hi u nh n t c m bi n, m ch kh ñi n dung ký sinh, các b chuy n ñ i nhi u kênh, b khu ch ñ i, b so pha l c nhi u, b chuy n ñ i tương t - s , b vi x lý, các thi t b h tr ... Hình 1.14 bi u di n sơ ñ kh i m t m ch ñi n ño ñi n th trên b m t màng nh y quang ñư c l p ráp t nhi u ph n t . 1) Máy phát ch c năng 2) C m bi n ñi n tích 3) Ti n khu ch ñ i 4) So pha l c nhi u 5) Khu ch ñ i 6) Chuy n ñ i tương t s 7) Máy tính Hình 1.14 M ch ño ñi n th b m t 1.6.2 M t s ph n t cơ b n c a m ch ño a. B khu ch ñ i thu t toán (KðTT) B khu ch ñ i thu t toán m ch tích h p là b khu ch ñ i dòng m t chi u có hai ñ u vào và m t ñ u ra chung, thư ng g m nhi u transistor và các ñi n tr , t ñi n ghép n i v i nhau. ñ u vào c a m ch, c m bi n ch u tác ñ ng c a ñ i lư ng c n ño gây nên tín hi u ñi n mang theo thông tin v ñ i c n ño. Hình 1.15 Sơ ñ m ch khu ch ñ i thu t toán Trang 18
  20. Chương 1: Các Khái Ni m Chung b. B khu ch ñ i ño lư ng IA B khu ch ñ i ño lư ng IA có hai ñ u vào và m t ñ u ra. Tín hi u ñ u ra t l v i hi u c a hai ñi n áp ñ u vào: U ra = A(U + − U − ) = A∆U (1.9) Hình 1.16 Sơ ñ m ch khu ch ñ i ño lư ng g m 3 b KðTT ghép ñi n tr c. Kh ñi n áp l ch o ð i v i m t b khu ch KðTT lý tư ng khi h m ch ph i có ñi n áp ra b ng không khi hai ñ u vào n i mass. o Th c t vì các ñi n áp bên trong nên t o ra m t ñi n áp nh (ñi n áp phân c c) ñ u vào KðTT c vài mV, nhưng khi s d ng m ch kín ñi n áp này ñư c khu ch ñ i và t o nên ñi n áp khá l n ñ u ra. ð kh ñi n áp l ch có th s d ng sơ ñ hình như sau, b ng cách ñi u ch nh bi n tr R3. Trang 19
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2430 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2