1 Khái niệm chung loại cảm biến Đường cong chuẩn  Khái niệm chung loại cảm biến: Cảm biến thiết bị dùng để cảm nhận biến đổi đại lượng vật lý cần đo (có tính chất điện không) thành đại lượng đo (thường mang tính chất điện) chứa đựng thông tin cho phép xác định giá trị đại lượng cần đo  Đường cong chuẩn: Đường cong chuẩn đường cong biểu diễn phụ thuộc đáp ứng (s) ở đầu CB vào giá trị đại lượng đo (m) ở đầu vào Đường cong chuẩn biểu diễn biểu thức đại số dạng s=F(m) đồ thị - Phương pháp chuẩn cảm biến: • Là phép đo xác lập mối quan hệ giữa giá trị (s) đo đại lượng đầu CB giá trị (m) đại lượng cần đo có tính đến các yếu tố ảnh hưởng, từ xây dựng đường cong chuẩn dạng tường minh (đồ thị biểu thức đại số) Chuẩn đơn giản Áp dụng cảm biến chỉ chịu tác động một đại lượng đo Đo giá trị đại lượng đầu (si) ứng với một loạt giá trị xác định không đổi đại lượng đầu vào (mi) ⇒ Chuẩn trực tiếp: giá trị đại lượng đo lấy từ mẫu chuẩn phần tử so sánh có giá trị biết trước với độ xác cao ⇒ Chuẩn gián tiếp: kết hợp CB cần chuẩn với một CB so sánh có sẵn đường cong chuẩn (trong điều kiện làm việc) Chuẩn nhiều lần Áp dụng cảm biến có phần tử trễ, kết đo theo hai chiều tăng giảm đại lượng đo khác Đo giá trị (si) đại lượng đầu ứng với một loạt giá trị (mi)của đại lượng đầu vào theo chiều tăng giảm đại lượng cần đo 2 Các nguyên lý chế tạo cảm biến tích cực thụ động:  Nguyên lý chế tạo cảm biến tích cực Dựa hiệu ứng vật lý: • Hiệu ứng nhiệt điện • Hiệu ứng hoả điện • Hiệu ứng áp điện • Hiệu ứng cảm ứng điện từ • Hiệu ứng quang điện • Hiệu ứng quang - điện - từ • Hiệu ứng Hall  Hiệu ứng nhiệt điện Hai dây dẫn A B có chất hóa học khác hàn lại với thành một mạch điện kín, nhiệt độ ở mối hàn t t2 khác nhau, mạch xuất một sđđ e mà độ lớn phụ thuộc vào độ chênh lệch nhiệt độ giữa t1 t2  Hiệu ứng hỏa điện Tinh thể hỏa điện có tính phân cực điện tự phát với độ phân cực phụ thuộc vào nhiệt độ, làm xuất mặt đối diện chúng những điện tích trái dấu Độ lớn điện áp giữa hai mặt phụ thuộc vào độ phân cực tinh thể hỏa điện Hiệu ứng hỏa điện ứng dụng để đo thông lượng xạ ánh sang Khi ta chiếu một chùm ánh sáng vào tinh thể hỏa điện, tinh thể hấp thụ ánh sáng nhiệt độ tăng lên, làm thay đổi phân cực điện tinh thể Đo điện áp v ta xác định thông lượng ánh sáng Φ  Hiệu ứng áp điện Vật liệu áp điện (ví dụ thạch anh) bị biến dạng tác dụng lực học, mặt đối diện vật liệu xuất những lượng điện tích trái dấu, gọi hiệu ứng áp điện Đo v ta xác định cường độ lực tác dụng F  Hiệu ứng cảm ứng điện từ: Khi một dây dẫn chuyển động từ trường không đổi, dây dẫn xuất một sđđ tỉ lệ với từ thông cắt ngang dây một đơn vị thời gian, nghĩa tỉ lệ với tốc độ dịch chuyển dây Tương tự vậy, một khung dây đặt từ trường có từ thông biến thiên xuất một sđđ tỉ lệ với tốc độ biến thiên từ thông qua khung dây  Hiệu ứng quang điện: - Hiệu ứng quang dẫn: tượng giải phóng hạt dẫn tự vật liệu ( bán dẫn) chiếu vào chúng một xạ điện từ (VD: xạ ánh sáng) có bước sóng nhỏ một ngưỡng định  tính chất dẫn điện vật dẫn thay đổi Hiệu ứng quang phát xạ điện tử: tượng điện tử giải phóng thoát khỏi bề mặt vật liệu tạo thành dòng thu lại nhờ tác dụng điện trường Hiệu ứng quang điện từ: -  Khi tác dụng một từ trường B vuông góc với xạ ánh sáng, vật liệu bán dẫn chiếu sáng xuất một hiệu điện theo hướng vuông góc với từ trường B hướng xạ ánh sáng  Hiệu ứng Hall Khi đặt một mỏng (thường bán dẫn), có dòng điện chạy qua, vào từ trường B có phương tạo với dòng điện I một góc θ suất một hiệu điện v theo hướng vuông góc với B I Hiệu ứng Hall ứng dụng để xác định vị trí một vật chuyển động, vật cần xác định vị trí liên kết học với nam châm, vị trí nam châm xác định giá trị từ trường B góc θ ứng với bán dẫn mỏng làm vật trung gian Vì vậy, hiệu điện v đo giữa hai cạnh bán dẫn hàm phụ thuộc vào vị trí vật không gian  Nguyên lý chế tạo cảm biến thụ động Cảm biến thụ động thường chế tạo từ một trở kháng có thông số chủ yếu nhạy với đại lượng cần đo Khi đại lượng đo tác động đến kích thước hình học tính chất điện (ρ, µ, ε…), đồng thời hai ⇒ thay đổi trở kháng, đo trở kháng → đại lượng đo Các phương pháp đo nhiệt độ Các loại nhiệt kế: gốm - kim loại; kim loại- kim loại, cặp nhiệt điện, hỏa kế  Các phương pháp đo nhiệt độ:  Phương pháp đo tiếp xúc: đo, cảm biến tiếp xúc với môi trường đo, phép đo dựa tượng: + Giãn nở vật liệu + Biến đổi trạng thái vật liệu + Thay đổi điện trở vật liệu + Hiệu ứng nhiệt điện  CB tiếp xúc có loại: + CB giãn nở (nhiệt kế giãn nở) + CB điện trở (nhiệt điện trở) + Cặp nhiệt ngẫu  Phương pháp đo không tiếp xúc: đo cảm biến không tiếp xúc với môi trường đo, phép đo dựa vào phụ thuộc xạ nhiệt môi trường đo vào nhiệt độ Các loại CB không tiếp xúc:     + Hỏa kế xạ + Hỏa kế quang Các loại nhiệt kế: Gốm – kim loại Gồm một gốm (1) đặt ống kim loại (2), một đầu gốm liên kết với ống kim loại, đầu A gắn với hệ thống truyền động tới bộ phận chỉ thị Hệ số giãn nở nhiệt kim loại gốm αk αg Do αk > αg, nhiệt lượng tăng một lượng dt, kim loại dãn thêm một lượng dlk, gôm dãn thêm một lượng dlg với dlk > dlg, làm cho gốm dịch sang phải Dịch chuyển gốm phụ thuộc vào dlk – dlg phụ thuộc nhiệt độ Nhiệt kế kim loại – kim loại: Gồm kim loại (1) (2) có hệ số dãn nở nhiệt khác liên kết với theo chiều dọc Giả sử α1 > α2, dãn nở nhiệt kim loại cong phía Dựa vào độ cong kim loại để xác định nhiệt độ Thường dùng để đo nhiệt độ 7000C làm rơle nhiệt Cặp nhiệt điện: o Hiệu ứng nhiệt điện • Hiện tượng: Xét một mạch kín gồm dây dẫn (A) (B) khác chất hóa học hàn nối với mối hàn, nhiệt độ hai mối hàn (t) (t0) khác mạch xuất một sức điện động EAB phụ thuộc độ chênh nhiệt độ giữa hai mối hàn → Hiệu ứng nhiệt điện • Giải thích: - Ở đầu có nhiệt độ (t0) nồng độ điện tử A NA(t0), B NB(t0) Giả sử NA(t0) > NB(t0) → tiếp giáp, (e) khuếch tán từ A → B hình thành hiệu điện eAB(t0) - Ở đầu có nhiệt độ (t) tương tự có: e AB(t) - - Giữa hai đầu dây dẫn có chênh lệch nồng độ: (e) → khuếch tán → hình thành eA(t,t0) eB(t,t0) Trong mạch kín: EAB = eAB(t) + eBA(t0) + eA(t0,t) + eB(t0,t) EAB = eAB(t) – eAB(t0) - eA(t,t0) - eB(t,t0) EAB eAB(t) - eAB(t0) Giữ t0 = const ⇒ EAB = eAB(t) + C = f(t) Sức điện động cặp nhiệt không thay đổi nối thêm vào mạch một dây dẫn thứ ba giữ cho nhiệt độ hai đầu nối dây thứ ba giống o Cấu tạo vật liệu: • Cấu tạo: Gồm Vỏ bảo vệ, mối hàn, dây cực, sứ cách điện, bộ phận lắp đặt, vít nối dây, dây nối, đầu nối dây • Vật liệu Yêu cầu: - Sức điện động đủ lớn (để dễ dàng chế tạo dụng cụ đo thứ cấp) Có đủ độ bền học hoá học ở nhiệt độ làm việc Dễ kéo sợi Có khả thay lẫn  • Giá thành rẻ Hỏa kế: Hỏa kế xạ toàn phần: o Nguyên lý dựa định luật: lượng xạ toàn phần vật đen tuyệt đối tỉ lệ với lũy thừa bậc nhiệt độ tuyệt đối vật E = σT Với o o σ : hệ số xạ T: nhiệt độ tuyệt đối Cấu tạo: thông thường có loại: hỏa kế xạ có ống kính hội tụ, hỏa kính xạ có kính phản xạ Đặc điểm: - Đo không tiếp xúc → giảm nhẹ điều kiện dao động - Đo nhiệt độ cao >1000oC, sai số ±27oC - Loại hội tụ tổn thất lượng lớn (30 - 40%) chịu ảnh hưởng bụi ẩm - Loại phản xạ tổn thất lượng bé (~ 10%) chịu ảnh hưởng lớn bụi ẩm - Điều kiện đo: - Vật đo phải có độ đen xấp xỉ - Tỉ lệ giữa đường kính vật xạ khoảng cách đo D/L không nhỏ 1/16 Khoảng cách đo tốt ± 0,2 m - Nhiệt độ môi trường 20 ± 2oC - Hiệu chỉnh kết đo độ đen ε 1.000oC) Kết đo phụ thuộc vào khả nhận xét màu Ảnh hưởng khoảng cách đo nhỏ - Khi ε >, chiều cao hàng rào tăng lên điôt chỉ dòng điện ngược Ir = I0 (dòng điện tối) - Khi chiếu sáng điôt xạ có bước sóng nhỏ bước sóng ngưỡng  xuất cặp điện tử - lỗ trống, tác dụng điện trường tạo chúng chuyển động nhanh I r tăng nhanh Khả hấp thụ xạ phụ thuộc nhiều vào bề rộng vùng nghèo  để tăng khả mở rộng vùng nghèo ta dùng điôt PIN (I một lớp bán dẫn riêng), chỉ cần điện áp ngược vài Vôn mở rộng vùng nghèo toàn bộ lớp bán dẫn I  Chế độ hoạt động: Chế độ quang dẫn: + Độ tuyến tính cao + Thời gian hồi đáp ngắn + Dải thông lớn  Chế độ quang thế: + Có thể làm việc ở chế độ tuyến tính logarit + Ít nhiễu + Thời gian hồi đáp lớn + Dải thông nhỏ + Nhạy cảm với nhiệt độ ở chế độ logarit Độ nhạy: • S không phụ thuộc thông lượng ánh sáng Φ • S phụ thuộc vào λ, với λ ≤ λs: S→Smax • λ = λp Khi To tăng λp dịch sang phải S phụ thuộc η, R, α  ứng dụng: • Chuyển mạch: điều khiển rơ le, cổng logic, … • Đo ánh sáng không đổi (Chế độ tuyến tính) Phototranzito •    Cấu tạo nguyên lý hoạt động: • Gồm lớp bán dẫn ghép nối tiếp tạo thành tiếp giáp E - B B – C tương tự một tranzito • Phân cực: chỉ có điện áp đặt lên C, điện áp đặt lên B, B – C phân cực ngược Nguyên lý làm việc: Khi đặt điện áp E lên C, điện áp VBE ≈ 0,6 ÷ 0,7 V, VBC ≈ E Khi chiếu sáng tiếp giáp B – C → điện tử lỗ trống phát sinh vùng bazơ tác dụng ánh sáng bị phân chia tác dụng điện trường chuyển tiếp B – C → điện tử bị kéo C, lỗ trống ở lại B tạo dòng điện tử từ E→B→C tạo dòng ngược: I r = I0 + I p   Phototranzito tương đương tổ hợp một photodiot tranzito Độ nhạy: Độ nhạy: Ic ∈ Ip ∈ Φ β ∈ Ic → β ∈Φ ⇒ S ∈ Φ ⇒ độ nhạy phụ thuộc thông lượng ánh sáng Độ nhạy phụ thuộc λ S(λp) = ÷ 100A/W  ứng dụng: - Chuyển mạch: thông tin dạng nhị phân (có hay xạ, xạ nhỏ lớn ngưỡng)→ điều khiển rơle, cổng logic thyristo - Sử dụng chế độ tuyến tính: Đo ánh sáng không đổi (giống luxmet) Thu nhận tín hiệu thay đổi (Điều kiện biên độ dao động nhỏ):  Độ tuyến tính photodiot Quang trở:  Cấu tạo: thực chất TBQD một điện trở chế tạo từ chất bán dẫn: đa tinh thể đồng nhất, đơn tinh thể, bán dẫn riêng, bán dẫn pha tạp  Đặc trưng chủ yếu: • Điện trở: điện trở tối lớn (từ 104 Ω - 109 Ω ở 25oC PbS, CdS, CdSe ) giảm nhanh độ rọi sáng tăng • Độ nhạy: Nhận xét: + TBQD CB không tuyến tính, độ nhạy giảm = 1) Φ tăng (trừ γ + Khi điện áp đặt vào đủ nhỏ, độ nhạy tỷ lệ thuận với điện áp đặt vào TBQD Khi điện áp lớn, nhiệt độ tăng (hiệu ứng Joule) độ nhạy giảm + Độ nhạy phụ thuộc vào bước sóng ánh sáng  Đăc điểm: + Tỷ lệ chuyển đổi tĩnh cao + Độ nhạy cao + Hồi đáp phụ thuộc không tuyến tính vào thông lượng Φ + Thời gian hồi đáp lớn + Các đặc trưng không ổn định già hoá + Độ nhạy phụ thuộc nhiệt độ, một số loại đòi hỏi làm nguội  ứng dụng: Thông thường, TBQD không dùng để xác định xác thông lượng mà dùng để phân biệt mức sáng khác nhau: trạng thái sáng – tối, xung ánh sáng TBQD dùng trường hợp sau: • Điều khiển rơ le: có xạ ánh sáng chiếu lên tế bào quang dẫn, điện trở giảm, cho dòng điện chạy qua đủ lớn → sử dụng trực tiếp qua khuếch đóng mở rơle • Thu tín hiệu quang: dùng tế bào quang dẫn để thu biến tín hiệu quang thành xung điện (thiết kế mạch đếm vật đo tốc độ quay đĩa) 5 Nguyên lý đo lực, cảm biến áp điện:  Nguyên lý đo lực: - Làm cân lực cần đo với một lực đối kháng cho lực tổng hợp momen tổng chúng không - Lực cần đo F → tác động lên vật trung gian → gây biến dạng lực đối kháng - Đo trực tiếp biến dạng ⇒ Lực - Đo gián tiếp qua thay đổi tính chất vật liệu chế tạo vật trung gian bị biến dạng  Cảm biến áp điện:  Cấu tạo: Cảm biến có dạng mỏng chế tạo từ vật liệu áp điện (thạch anh, gốm PZT…) hai mặt có phủ kim loại → tương tự một tụ điện  Nguyên lý hoạt động: dựa sở hiệu ứng áp điện: Dưới tác dụng lực học, áp điện bị biến dạng, làm xuất hai cực điện tích trái dấu Hiệu điện xuất giữa hai cực (V) tỉ lệ với lực tác dụng (F) Các dạng biến dạng bản: Theo chiều dọc - Theo chiều ngang - Cắt theo bề dày - Cắt theo bề mặt • Cách ghép phần tử áp điện thành bộ: - Hai phần tử song song - Hai phần tử nối tiếp - Nhiều phần tử song song Nguyên lý đo vận tốc Kể tên cảm biến đo vận tốc Tốc độ kế xung  Nguyên lý đo vận tốc:  Phương pháp (sử dụng tốc độ kế điện từ): • Dựa tượng cảm ứng điện từ Cảm biến gồm có hai phần: phần cảm (nguồn từ thông) phần ứng (phần có từ thông qua) Khi có chuyển động tương đối giữa phần cảm phần ứng → từ thông (Φ) qua phần ứng biến thiên → phần ứng xuất suất điện động cảm ứng (e) phụ thuộc tốc độ biến thiên (Φ) → tốc độ dịch chuyển Đo (e) → (v) Các loại: Tốc độ kế một chiều, tốc độ kế xoay chiều… Phương pháp (Sử dụng tốc độ kế vòng loại xung): làm việc theo nguyên tắc đo tần số chuyển động phần tử chuyển động quay Cảm biến có một đĩa mã hoá gắn với trục quay, ứng với một chuyển dịch → xung Tần số xung tỉ lệ với tốc độ cần đo Các loại: Tốc độ kế từ trở biến thiên, tốc độ kế quang… Kể tên cảm biến đo vận tốc:  Tốc độ kế điện từ  Tốc độ kế xung  Tốc độ kế quang Tốc độ kế xung:  Cấu tạo nguyên lý làm việc:    Khi đĩa quay → khe hở δ biến thiên → từ trở mạch từ biến thiên → Φ qua cuộn dây biến thiên → cuộn dây xuất s.đ.đ cảm ứng (e) có tần số (f) tỉ lệ với tốc độ quay (n): f = pn Đặc điểm: • Biên độ (E) s.đ.đ cảm ứng phụ thuộc: khoảng cách giữa cuộn dây - đĩa quay tốc độ quay (δmin↓, n↑ → E↑) Với n≤nmin định E bé đo → vùng chết • Dải đo cảm biến phụ thuộc vào số (p) đĩa: p lớn → nmin nhỏ, p nhỏ → nmax lớn Ví dụ: p = 60 → dải đo n = 50 ÷ 500 vg/ph, p = 15 → dải đo n = 500 ÷ 10.000 vg/ph Khái niệm phương pháp đo áp suất Kể tên cảm biến đo áp suất  Khái niệm phương pháp đo áp suất:  Áp suất: đại lượng có giá trị lực tác dụng vuông góc lên một đơn vị diện tích bề mặt bình chứa: p = (N/m2)  Nguyên lý đo áp suất: • Đo áp suất tĩnh  Đo trực tiếp: thông qua một lỗ khoan thành bình: p → F tác động lên cảm biến → Đo F ⇒ p Đo gián tiếp: đo biến dạng thành bình chứa (cảm biến đo biến dạng) • Đo áp suất động Đo hiệu áp suất tổng áp suất tĩnh pđ = p - pt Kể tên cảm biến đo áp suất: Áp kế dùng dịch thể: - áp kế vi sai kiểu phao - áp kế vi sai kiểu chuông - áp kế vi sai bù - áp kế vành khuyên Áp kế đàn hồi: - áp kế lò xo - áp kế màng - áp kế ống trụ - áp kế kiểu đèn xếp Áp kế điện: - áp kế áp trở - áp kế áp điện - áp kế điện dung - áp kế điện cảm Cảm biến đo độ dịch chuyển: trỏ từ, trỏ quang, điện cảm, điện dung, quang  Con trở quang:  Cấu tạo vào nguyên lý làm việc  Điot phát quang; 2.Băng đo Băng tiếp xúc; Băng quang dẫn Băng điện trở đo phân cách với băng tiếp xúc bởi một băng quang dẫn mảnh làm CdSe có trỏ quang dịch chuyển trục điện kế quay Điện trở vùng quang dẫn giảm đáng kể vùng chiếu sáng tạo lên liên kết giữa băng đo băng tiếp xúc Đặc điểm: - Không có tiếp xúc học tránh mòn, tránh gây tiếng ồn - Tuổi thọ cao - Thời gian hồi đáp ngắn (~20µs) Con trỏ từ:  Cấu tạo nguyên lý làm việc:   Cấu tạo: • R1 R2: từ điện trở • NC: nam châm vĩnh cửu • 1-2-3: dây nối Nguyên lý: • Nam châm quay Chiều dài từ điện trở nằm từ trường thay đổi → điện trở thay đổi Vm =  R1 R ES = ES R1 + R2 R Tín hiệu ra: Đo Vm⇒ vị trí góc • Thường dùng khoảng tuyến tính: góc quay ~ 90o, dịch chuyển thẳng ~ – mm Cảm biến điện cảm: Nguyên lý chế tạo: Cảm biến điện cảm nhóm cảm biến làm việc dựa nguyên lý cảm ứng điện từ Vật cần đo vị trí dịch chuyển gắn vào một phần tử mạch từ gây nên biến thiên từ thông qua cuộn đo Cảm biến điện cảm chia ra: cảm biến tự cảm hỗ cảm   Cảm biến điện dung Nguyên lý: dựa thay đổi điện dung cảm biến phần tử gắn với vật khảo sát di động → thay đổi kích thước hình học cảm biến (CB thụ động) Cảm biến quang: Nguyên lý cấu tạo: theo nguyên tắc cảm biến xung Gồm bộ phận: + Bộ phát quang + Thước đo + Bộ thu quang Gồm cảm biến quang phản xạ cảm biến quang soi thấu Cảm biến đo lưu lượng: công tơ thể tích  Cấu tạo nguyên lý làm việc 1&2 Bánh Vỏ Chất lưu Của vào Cửa • • • • • Ở vị trí (a) chất lưu làm quay bánh (2) đẩy thể tích chất lỏng (V1) sang cửa đồng thời làm bánh (1) quay theo (vị trí b) Ở vị trí (c) chất lưu làm bánh (1) quay → trình lặp lại Thể tích chất lưu đẩy sang cửa ra: Đếm số vòng quay đo tốc độ ⇒ Q trung bình Q tức thời Thường đo thể tích chất lưu ∆V khoảng thời gian t1 đến t2: Đặc điểm: • Giới hạn đo từ 0,01 - 250 m3/giờ, • Cấp xác 0,5; 1, • Tổn thất áp suất nhỏ, • Yêu cầu chất lỏng đo phải lọc tốt, • Gây ồn làm việc 10 Cảm biến đo mức chất lưu:  Khái niệm phương pháp đo  Khái niệm: Đo mức: xác định mức lượng chất lưu bình chứa (dạng đo liên tục) Xác định ngưỡng: phát mức ngưỡng có đạt hay không (dạng đo theo ngưỡng)  Phương pháp đo: • Phương pháp thuỷ tĩnh dùng biến đổi điện • Phương pháp điện dựa tính chất điện chất lưu • Phương pháp xạ dựa tương tác giữa xạ chất lưu  [...]... thẳng ~ 1 – 2 mm Cảm biến điện cảm: Nguyên lý chế tạo: Cảm biến điện cảm là nhóm các cảm biến làm việc dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ Vật cần đo vị trí hoặc dịch chuyển được gắn vào một phần tử của mạch từ gây nên sự biến thiên từ thông qua cuộn đo Cảm biến điện cảm được chia ra: cảm biến tự cảm và hỗ cảm   Cảm biến điện dung Nguyên lý: dựa trên sự thay đổi điện dung của cảm biến khi phần tử... cảm biến khi phần tử gắn với vật khảo sát di động → thay đổi kích thước hình học của cảm biến (CB thụ động) Cảm biến quang: Nguyên lý cấu tạo: theo nguyên tắc của cảm biến xung Gồm 3 bộ phận: + Bộ phát quang + Thước đo + Bộ thu quang Gồm cảm biến quang phản xạ và cảm biến quang soi thấu 9 Cảm biến đo lưu lượng: công tơ thể tích  Cấu tạo và nguyên lý làm việc 1&2 Bánh răng 3 Vỏ 4 Chất lưu 5 Của... Kể tên các cảm biến đo áp suất  Khái niệm và phương pháp đo áp suất:  Áp suất: đại lượng có giá trị bằng lực tác dụng vuông góc lên một đơn vị diện tích bề mặt bình chứa: p = (N/m2)  Nguyên lý đo áp suất: • Đo áp suất tĩnh  7 Đo trực tiếp: thông qua một lỗ được khoan trên thành bình: p → F tác động lên cảm biến → Đo F ⇒ p Đo gián tiếp: đo biến dạng của thành bình chứa (cảm biến đo biến dạng)... điện từ): • 6 Dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ Cảm biến gồm có hai phần: phần cảm (nguồn từ thông) và phần ứng (phần có từ thông đi qua) Khi có chuyển động tương đối giữa phần cảm và phần ứng → từ thông (Φ) đi qua phần ứng biến thiên → trong phần ứng xuất hiện suất điện động cảm ứng (e) phụ thuộc tốc độ biến thiên (Φ) → tốc độ dịch chuyển Đo (e) → (v) Các loại: Tốc độ kế một chiều,... quay Cảm biến có một đĩa được mã hoá gắn với trục quay, ứng với một chuyển dịch cơ bản → xung Tần số xung tỉ lệ với tốc độ cần đo Các loại: Tốc độ kế từ trở biến thiên, tốc độ kế quang… Kể tên các cảm biến đo vận tốc:  Tốc độ kế điện từ  Tốc độ kế xung  Tốc độ kế quang Tốc độ kế xung:  Cấu tạo và nguyên lý làm việc:    Khi đĩa quay → khe hở δ biến thiên → từ trở mạch từ biến. .. tĩnh pđ = p - pt Kể tên các cảm biến đo áp suất: Áp kế dùng dịch thể: - áp kế vi sai kiểu phao - áp kế vi sai kiểu chuông - áp kế vi sai bù - áp kế vành khuyên Áp kế đàn hồi: - áp kế lò xo - áp kế màng - áp kế ống trụ - áp kế kiểu đèn xếp Áp kế điện: - áp kế áp trở - áp kế áp điện - áp kế điện dung - áp kế điện cảm Cảm biến đo độ dịch chuyển: con trỏ từ, con trỏ quang, điện cảm, điện dung, quang ... Các dạng biến dạng cơ bản: Theo chiều dọc - Theo chiều ngang - Cắt theo bề dày - Cắt theo bề mặt • Cách ghép các phần tử áp điện thành bộ: - Hai phần tử song song - Hai phần tử nối tiếp - Nhiều phần tử song song Nguyên lý đo vận tốc Kể tên các cảm biến đo vận tốc Tốc độ kế xung  Nguyên lý đo vận tốc:  Phương pháp 1 (sử dụng tốc độ kế điện từ): • 6 Dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ Cảm biến gồm... tế bào quang dẫn để thu và biến tín hiệu quang thành xung điện (thiết kế mạch đếm vật hoặc đo tốc độ quay của đĩa) 5 Nguyên lý đo lực, cảm biến áp điện:  Nguyên lý đo lực: - Làm cân bằng lực cần đo với một lực đối kháng sao cho lực tổng hợp và momen tổng của chúng bằng không - Lực cần đo F → tác động lên vật trung gian → gây ra biến dạng và lực đối kháng - Đo trực tiếp biến dạng ⇒ Lực - Đo gián... sự thay đổi tính chất của vật liệu chế tạo vật trung gian khi bị biến dạng  Cảm biến áp điện:  Cấu tạo: Cảm biến có dạng tấm mỏng chế tạo từ vật liệu áp điện (thạch anh, gốm PZT…) hai mặt có phủ kim loại → tương tự một tụ điện  Nguyên lý hoạt động: dựa trên cơ sở hiệu ứng áp điện: Dưới tác dụng của lực cơ học, tấm áp điện bị biến dạng, làm xuất hiện trên hai bản cực các điện tích trái dấu... từ trở mạch từ biến thiên → Φ qua cuộn dây biến thiên → trong cuộn dây xuất hiện s.đ.đ cảm ứng (e) có tần số (f) tỉ lệ với tốc độ quay (n): f = pn Đặc điểm: • Biên độ (E) của s.đ.đ cảm ứng phụ thuộc: khoảng cách giữa cuộn dây - đĩa quay và tốc độ quay (δmin↓, n↑ → E↑) Với n≤nmin nhất định E quá bé không thể đo được → vùng chết • Dải đo của cảm biến phụ thuộc vào số răng (p) của đĩa: p lớn