Ch 5: Cơ cấu cảm biến
Nhữthiếtbịàấthô ti h bộ điềkhiể ề hữìđth ả
•
Nhữ
ng
thiết
bị
m
à
cung c
ấ
p
thô
ng
ti
n c
h
o
bộ
điề
u
khiể
n v
ề
n
hữ
ng g
ì
đ
ang
th
ực sự x
ả
y
ra thì được gọi là cảm biến (sensor / transducer).
•Hầu hết các cảm biến th
ự
c hi
ệ
n biến đổi đ
ạ
i lư
ợ
n
g
v
ậ
t l
ý
(
nhi
ệ
t đ
ộ,
á
p
suất …
)
thành tín
ự ệ ạ ợ gậý( ệ ộ,p )
hiệu điện.
©C.B. Pham Kỹthuậtđiềukhiểntựđộng 5-1
+→
©C.B. Pham Kỹthuậtđiềukhiểntựđộng 5-2
5.1. Cảm biến vị trí và lượn
g
dịch chu
y
ển
g y
•Biến trở (potentiometer)
©C.B. Pham Kỹthuậtđiềukhiểntựđộng 5-3
5.1. Cảm biến vị trí và lượn
g
dịch chu
y
ển
g y
Thí dụ: một biến trở được cấp nguồn 10 Vdc, và được đặt ở vị trí 82o. Dãy tối đa của biến
trở là 350o. Xác định giá trị điện áp ra của biến trở.
Giải
©C.B. Pham Kỹthuậtđiềukhiểntựđộng 5-4
5.1. Cảm biến vị trí và lượn
g
dịch chu
y
ển
Độ phân giải
g y
Nếu biến trở có dạng dây quấn với Nvòng, thì độ phân giải của biến trở là buớc điện áp
giữa 2 vòng liền kề và được xác định là:
©C.B. Pham Kỹthuậtđiềukhiểntựđộng 5-5
5.1. Cảm biến vị trí và lượn
g
dịch chu
y
ển
Sai số: Sai số phụ tải (loading error) xảy ra
g y
khi con trượt của biến trở được nối với tải
có trở kháng lớn không đáng kể so với giá
trị của biến trở
©C.B. Pham Kỹthuậtđiềukhiểntựđộng 5-6
với
5.1. Cảm biến vị trí và lượn
g
dịch chu
y
ển
g y
Thí dụ: một biến trở 10 kΩcó cấu tạo 1000 vòng. Xác định độ phân giải của biến trở và
sai số phụ tải khi điện trở tải là 10 kΩvà con trượt nằm ở vị trí điểm giữa của biến trở.
Giải
©C.B. Pham Kỹthuậtđiềukhiểntựđộng 5-7
5.1. Cảm biến vị trí và lượn
g
dịch chu
y
ển
g y
•Biến thế vi sai tuyến tính (LVDT – Linear Variable Differential Transformer)
LVDT là bộcảmbiếnvịtrí có độ phân giảilớndựa vào hiệntượng cảmứng điệntừ.Ngõ
ra củaLVDTcódạng điện áp xoay chiều – biên độ củanótỉlệtuyếntínhvớilượng dịch
chuyển
Thành
phần
chính
:
sơ
cấp
2
thứ
cấp
và
lõi
từ
chuyển
.
Thành
phần
chính
:
sơ
cấp
,
2
thứ
cấp
,
và
lõi
từ
.
©C.B. Pham Kỹthuậtđiềukhiểntựđộng 5-8
5.1. Cảm biến vị trí và lượn
g
dịch chu
y
ển
g y
Với tín hiệuralàđiện áp xoay chiều:
•Biênđộ củanóphụthuộcvàolượng dịch chuyển(sovớivịtrí điểmgiữa)
• Góc pha củanóphụthuộcvàochiềudịch chuyển–dịch chuyểnsangphảitạo ra góc
h
0
o
dịh
hể
tái
t
ó
h
180
o
©C.B. Pham Kỹthuậtđiềukhiểntựđộng 5-9
p
h
a
0
o
,
dị
c
h
c
h
uy
ể
n sang
t
r
ái
t
ạorag
ó
cp
h
a
180
o
.
5.1. Cảm biến vị trí và lượn
g
dịch chu
y
ển
g y
©C.B. Pham Kỹthuậtđiềukhiểntựđộng 5-10