TẬP ĐOÀN DẦU KHÍ VIỆT NAM
TRƯỜNG CAO ĐẲNG DẦU KHÍ

GIÁO TRÌNH
MÔN HỌC: THIẾT BỊ ĐO LƯỜNG
NGHỀ: SỬA CHỮA THIẾT BỊ TỰ ĐỘNG HÓA
TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG
(Ban hành kèm theo Quyết định số: 198/QĐ-CĐDK ngày 25 tháng 03 năm 2020
của Trường Cao Đẳng Dầu Khí)
Bà Rịa-Vũng Tàu, năm 2020
(Lưu hành nội bộ)
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép
dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo.
Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu
lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.
LỜI GIỚI THIỆU
Tài liệu này thuộc giáo trình biên soạn theo chương trình đào tạo được lưu hành
trong trường Cao đẳng Dầu khí; các nguồn thông tin được sử dụng để tham khảo biên
soạn/hiệu chỉnh giáo trình có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các
mục đích đào tạo.
Giáo trình Thiết bị đo lường được dịch và biên soạn dành cho học sinh hệ trung
cấp và cao đẳng nghề Sửa chữa thiết bị tự động hóa (SCTBTĐH) của Trường Cao Đẳng
Dầu Khí và thuộc môn học chuyên ngành. Các học sinh, sinh viên nghề SCTBTĐH
trước khi học môn học này cần hoàn thành môn học Điện kỹ thuật 1.
Nội dung của giáo trình gồm 05 chương:
Chương 1: Hệ đo lường Met (Metric system)
Chương 2: Thiết bị đo nhiệt độ, áp suất, mức và lưu lượng (Temperature,
Pressure, Level, and Flow)
Chương 3: Cảm biến, phần tử đo thứ cấp, bộ biến đổi và bộ truyền tín hiệu
Chương 4: Van điều khiển, cơ cấu chấp hành và bộ định vị van
Chương 5: Công tắc và thiết bị quang điện
Tác giả chân thành gửi lời cám ơn đến các đồng nghiệp khoa Điện – Tự Động
Hóa đã giúp tác giả hoàn thiện giáo trình này.
Tuy đã nỗ lực nhiều, nhưng chắc chắn không thể tránh khỏi sai sót, rất mong nhận
được sự kiến đóng góp để lần ban hành tiếp theo được hoàn thiện hơn.
Bà Rịa – Vũng Tàu, tháng 03 năm 2020
Tham gia biên soạn
1. Chủ biên ThS. Phạm Thị Thu Hường
2. ThS. Nguyễn Xuân Thịnh
3. ThS. Phan Đúng
4. ThS. Đỗ Mạnh Tuân
MỤC LỤC
1. CHƯƠNG 1: HỆ ĐO LƯỜNG MET (METRIC SYSTEM) ................................ 23
1.1. Các loại đơn vị đo ............................................................................................ 25
1.2. Chiều dài, diện tích và thể tích......................................................................... 28
1.2.1. Chiều dài ................................................................................................ 28
1.2.2. Diện tích ................................................................................................. 29
1.2.3. Thể tích .................................................................................................. 31
1.2.4. Đo thể tích ướt ....................................................................................... 33
1.3. Chuyển đổi trọng lượng ................................................................................... 34
1.4. Áp suất và nhiệt độ .......................................................................................... 35
1.4.1. Áp suất tuyệt đối .................................................................................... 36
1.4.2. Áp suất tĩnh ............................................................................................ 38
1.4.3. Chân không ............................................................................................ 40
1.4.4. Nhiệt độ .................................................................................................. 40
1.4.5. Chuyển đổi nhiệt độ ............................................................................... 42
2. CHƯƠNG 2: THIẾT BỊ ĐO NHIỆT ĐỘ, ÁP SUẤT, MỨC VÀ LƯU LƯỢNG
(TEMPERATURE, PRESSURE, LEVEL, AND FLOW) ............................................ 46
2.1. Đo nhiệt độ ....................................................................................................... 47
2.1.1. Thang đo nhiệt độ .................................................................................. 48
2.1.2. Nhiệt kế lưỡng kim ................................................................................ 50
2.1.3. Cặp nhiệt điện (TC) ............................................................................... 51
2.1.4. Cảm biến nhiệt kiểu điện trở (RTD) ...................................................... 54
2.1.5. Điện trở nhiệt (thermistor) ..................................................................... 55
2.1.6. Thiết bị đo nhiệt hồng ngoại (Infrared Pyrometer) ................................ 57
2.2. Đo áp suất......................................................................................................... 59
2.2.1. Đơn vị đo áp suất ................................................................................... 60
2.2.2. Tính toán áp suất .................................................................................... 62
2.2.3. Áp suất chênh lệch ................................................................................. 63
2.2.4. Các thiết bị đo áp suất ............................................................................ 63
2.2.5. Manometer ............................................................................................. 63
2.2.6. Cảm biến áp suất kiểu hộp xếp (bellows-type) ...................................... 66
2.2.7. Ống Bourdon.......................................................................................... 67
2.2.8. Màng (diaphragm) ................................................................................. 68
2.2.9. Các điều kiện gây hỏng thiết bị đo áp suất ............................................ 69
2.3. Đo mức ............................................................................................................. 72
2.3.1. Đo mức trực tiếp .................................................................................... 73
2.3.2. Đo mức gián tiếp .................................................................................... 77
2.3.3. Đo mức dựa vào áp suất ........................................................................ 83
2.3.4. Thiết bị đo mức dựa vào áp suất ............................................................ 87
2.4. Đo lưu lượng .................................................................................................... 89
2.4.1. Đơn vị đo lưu lượng ............................................................................... 92
2.4.2. Quan hệ giữa lưu lượng và áp suất chênh .............................................. 93
2.4.3. Thiết bị đo lưu lượng kiểu chênh áp ...................................................... 94
2.4.4. Các loại thiết bị đo lưu lượng khác ........................................................ 98
3. CHƯƠNG 3: CẢM BIẾN, PHẦN TỬ ĐO THỨ CẤP, BỘ BIẾN ĐỔI VÀ BỘ
TRUYỀN TÍN HIỆU ................................................................................................... 105
3.1. Các thành phần của điều khiển quá trình ....................................................... 107
3.1.1. Các thành phần của kênh đo lường và điều khiển cơ bản ................... 108
3.1.2. Ôn tập kỹ thuật đo lường ..................................................................... 114
3.1.3. Các tiêu chuẩn và các phần tử đo lường .............................................. 120
3.2. Cảm biến ........................................................................................................ 126
3.2.1. Cảm biến nhiệt độ ................................................................................ 128
3.2.2. Cảm biến áp suất .................................................................................. 136
3.2.3. Cảm biến mức ...................................................................................... 142
3.2.4. Cảm biến lưu lượng ............................................................................. 151
3.3. Bộ biến đổi ..................................................................................................... 167
3.3.1. Bộ biến đổi I/P và P/I ........................................................................... 167