›
›

Bài giảng Đo lường và tự động hóa

Download
ĐẠI HỌC NHA TRANG  
KHOA KHAI THÁC TS  
BÀI GIẢNG  
ĐO LƯỜNG VÀ TỰ ĐỘNG HÓA  
GV: Ths. Bùi Thúc Minh  
Email: [email protected]  
Sđt: 0989 712961  
Bộ môn: Điện công nghiệp  
NHA TRANG 2011  
Mục tiêu  
• Các phương pháp đo các thông số vật lý dựa  
trên các nguyên tắc tự động điều khiển.  
• Một số thiết bị đo lường cảm biến sử dụng  
trong các hệ thống sản xuất.  
2
1
NỘI DUNG  
Chương 1. Cơ sở lý thuyết về đo lường, tự  
động hoá  
Chương 2. Các dụng cụ đo nhiệt độ  
Chương 3. Đo áp suất, lưu lượng  
Chương 4. Đo một số thông số khác  
TÀI LIỆU THAM KHẢO  
[1] Nguyễn Văn Hòa, Đo lường điện và cảm biến  
đo lường, NXBGD 2005  
[2] Hoàng Công Minh, Cảm biến công nghiệp,  
NXB Xây dựng 2007  
[3] O. Gassmann, H. Meixner, Sensors in  
Intelligent Buildings, Wiley-VCH Verlag  
GmbH 2001  
[4] Jon S. Wilson, Sensor Technology Handbook,  
the United States of America 2006  
[5] Internet  
4
2
ĐÁNH GIÁ  
• Thời gian lên lớp: 30 tiết  
• Kiểm tra, tiểu luận: 40%  
• Thi kết thúc môn: 60% (không dùng tài liệu)  
• Thời gian: 60 phút (từ 3-4 câu)  
5
TIỂU LUẬN  
1. Cảm biến nhiệt độ và ứng dụng  
2. Cảm biến lực  
3. Thiết bị đo áp suất  
4. Thiết bị đo lưu lượng  
5. Thiết bị đo vị trí và dịch chuyển  
6. Đo khối lượng và trọng lượng  
7. Cảm biến sinh học  
8. Cảm biến độ ẩm  
9. Cảm biến tiệm cận  
6
3
7
Chương 1: cơ sở lý thuyết về đo lường, tự  
động hoá  
Counting dropping  
8
4
Chương 1: cơ sở lý thuyết về đo lường, tự  
động hoá  
liquid level measuring  
9
Chương 1: cơ sở lý thuyết về đo lường, tự  
động hoá  
Measure box dimension  
10  
5
Chương 1: cơ sở lý thuyết về đo lường, tự  
động hoá  
Full case packing inspaction  
11  
Chương 1: cơ sở lý thuyết về đo lường, tự  
động hoá  
1.1.Mở đầu  
• Đo lường: là một quá trình đánh giá định lượng  
đại lượng cần đo để có kết quả bằng số so với  
đơn vị đo.  
X
A  
X A.X0  
• Kết quả đo được biểu diễn:  
X0  
12  
6
Simple instrument model  
14  
7
Các thuật ngữ cơ bản  
• Thiết bị đo: là thiết bị cung cấp cho chúng ta  
kết quả của đại lượng cần đo. Thiết bị đo được  
chia làm nhiều loại.  
Đại lượng đo: dựa vào tính chất cơ bản của đại  
lượng đo mà ta phân ra 2 loại:  
- Đại lượng không điện  
- Đại lượng điện  
15  
• Đơn vị đo: là giá trị đơn vị tiêu chuẩn về một  
đại lượng đo nào đó được quốc tế qui định mà  
mỗi quốc gia đều phải tuân thủ  
• Chuẩn trong đo lường: gồm 4 cấp  
– Chuẩn quốc tế  
– Chuẩn quốc gia  
– Chuẩn khu vực  
– Chuẩn phòng thí nghiệm  
16  
8
• Các phương pháp đo:  
– Phương pháp đo trực tiếp : là phương pháp đo mà  
lượng cần đo được so sánh trực tiếp với mẫu đo  
(đơn vị đo cùng loại).  
– Phương pháp đo gián tiếp: là phương pháp đo  
trong đó lượng cần đo sẽ được tính ra từ kết quả đo  
các đại lượng khác có liên quan.  
17  
Sai số trong đo lường:  
• Nguyên nhân:  
– Nguyên nhân chủ quan: là do lỗi lầm của người sử dụng  
thiết bị đo và phụ thuộc vào việc đọc sai kết quả, hoặc ghi  
sai, hoặc sử dụng sai không đúng qui trình hoạt động.  
– Sai số khách quan: sai số không phụ thuộc vào người đo.  
(Thiết bị đo không đo được trị số chính xác vì những lý do sau:  
• Không nắm vững những thông số đo và điều kiện thiết kế.  
• Thiết kế nhiều khuyết điểm.  
• Thiết bị đo không ổn định sự hoạt động.  
• Bảo trì thiết bị đo kém.  
• Do người vận hành thiết bị đo không đúng.  
• Do những giới hạn của thiết kế.  
18  
9
Một số khái niệm về cảm biến  
Khái niệm  
• Cảm biến là bộ phận dùng để cảm nhận và biến đổi  
các đại lượng vật lý và các đại lượng không có tính  
chất điện cần đo thành các đại lượng điện chứa đựng  
thông tin cho phép xác định giá trị của đại lượng cần  
đo.  
19  
• Đại lượng đầu vào (hay kích thích) (m): Tác  
động của đại lượng cần đo (có tính chất điện  
hoặc không)  
• Đại lượng đầu ra (hay đáp ứng) (s): Tín hiệu ra  
của CB (thường mang tính chất điện).  
• Đáp ứng (s) là hàm của đại lượng cần đo (m):  
s = F(m)  
Thông qua đo (s) → xác định giá trị (m).  
20  
10  
Phân loại cảm biến  
21  
Hoặc phân theo những đặc trưng sau  
2
11  
Phân loại cảm biến  
• Các bộ cảm biến được phân loại theo đặc trưng  
sau đây:  
– Theo nguyên lý chuyển đổi giữa đáp ứng kích thích.  
– Phân loại theo dạng kích thích  
– Phân loại theo phạm vi sử dụng  
– Phân loại theo thông số mô hình mạch thay thế  
23  
Theo nguyên lý chuyển đổi giữa đáp ứng kích  
thích  
Hiện tượng Chuyển đổi và đáp ứng kích thích  
- Nhiệt điện; - Quang điện; - Quang từ  
- Điện từ; - Quang đàn hồi; - Từ điện  
- Nhiệt từ....  
Vật lý  
- Biến đổi hoá học ; - Biến đổi điện hoá  
- Phân tích phổ…..  
Hoá học  
- Biến đổi sinh hoá; - Biến đổi vật lý.  
- Hiệu ứng trên cơ thể sống  
Sinh Học  
24  
12  
Phân loại theo dạng kích thích  
Âm  
-Biên pha, phân cực; -Phổ; -Tốc độ truyền sóng  
thanh  
Điện  
Từ  
-Điện tích, dòng điện; -Điện thế, điện áp  
-Điện trường; -Điện dẫn, hằng số điện môi  
-Từ trường; -Từ thông, cường độ điện trường; -Độ từ  
thẩm  
Quang  
Cơ  
-Biên, pha, phâ cực,phổ; -Tốc độ truyền  
-Hệ số phát xạ, khúc xạ; -Hệ số hấp thụ, hệ số bức xạ  
-Vị trí; -lực ,áp suất; -Gia tốc, vận tốc  
-Ứng suất, độ cứng; -Moment; -Khối luợng tỷ trọng  
-Vân tốc chất lưu, độ nhớt…  
Nhiệt  
-Nhiệt độ; -Thông lượng; -Nhiệt dung, tỉ nhiệt  
Bức xạ  
-Kiểu; -Năng lượng; -Cường độ  
25  
Theo tính năng của bộ cảm biến  
• Độ nhạy  
• Độ trễ  
• Độ chính xác  
• Độ phân giải  
• Độ chọn lọc  
• Độ chính xác  
• Độ tuyến tính  
• Công suất tiêu thụ  
• Dải tần  
• Khả năng quá tải  
• Tốc độ đáp ứng  
• Độ ổn định  
• Tuổi thọ  
• Điều kiện lựa chọn  
• Kích thước, trọng  
lượng  
26  
13  
Phân loại theo phạm vi sử dụng  
• Khả năng quá tải  
• Tốc độ đáp ứng  
• Độ ổn định  
• Tuổi thọ  
• Điều kiện lựa chọn  
• Kích thước, trọng lượng  
• Công nghiệp  
• Nghiên cứu khoa học  
• Môi trường, khí tượng  
• Thông tin, viễn thông  
• Nông nghiệp  
• Dân dụng  
• Vũ trụ  
• Quân sự  
27  
Phân loại theo thông số mô hình mạch thay thế  
• Cảm biến tích cực đầu ra là nguồn áp, nguồn  
dòng (NPN, PNP…)  
• Cảm biến thụ động được đặc trưng bởi thông số  
R, L, C, M…tuyến tính hoặc phi tuyến  
• Đường cong chuẩn của cảm biến là đường cong  
được biểu diễn sự phụ thuộc vào đại lượng điện  
(S) ở đầu ra của cảm biến vào giá trị của đại  
lượng đo (m) ở đầu vào.  
28  
14  
Cấu trúc của một dụng cụ đo không điện  
29  
Thông số đặc trưng của chuyển đổi  
1. Phương trình chuyển đổi  
30  
15  
31  
2. Độ nhạy  
32  
16  
33  
34  
17  
35  
4. Độ tuyến tính  
36  
18  
37  
Đường cong chuẩn  
a) Khái niệm đường cong chuẩn: đường cong  
biểu diễn sự phụ thuộc của đáp ứng (s) ở đầu ra  
của cảm biến vào giá trị của đại lượng đo (m) ở  
đầu vào.  
• Biểu diễn:  
+ Bằng biểu thức đại số.  
+ Bằng đồ thị.  
38  
19  
Đường cong chuẩn  
• Biểu diễn bằng biểu thức đại số  
s= F(m)  
Ví dụ cảm biến tuyến tính:  
s= a.m +b  
Trong đó: a, b là các hằng số.  
39  
Đường cong chuẩn  
Biểu diễn bằng đồ thị  
s
s
si  
0
mi  
m
0
m
a) Dạng chung  
b) Dạng tuyến tí nh  
40  
20  
Tải về để xem bản đầy đủ
pdf 51 trang Mãnh Khiết 12/01/2024 17000 Free
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Đo lường và tự động hóa", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • pdfbai_giang_do_luong_va_tu_dong_hoa.pdf