Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (889.99 KB, 46 trang )
58
CẢM BIẾN VÀ ỨNG DỤNG.
Trong các hệ thống điều khiển tự động, cảm biến đóng vai trò hết sức quan trọng vì nó là thiết bò cung cấp thông tin của quá trình điều khiển cho bộ điều khiển để bộ điều khiển
đưa ra những quyết đònh phù hợp nhằm nâng cao chất lượng của quá trình điều khiển. Có thể so sánh các cảm biến trong hệ thống điều khiển tự động như là các giác quan của con người.
Nội dung của chương này sẽ trình bày một số loại cảm biến thông dụng trong công nghiệp và các ứng dụng của nó.
I. CÁC ĐỊNH NGHĨA VÀ ĐẶC TRƯNG CHUNG: I.1 Đònh Nghóa Cảm Biến:
Các hệ thống điều khiển tự động trong công nghiệp có vô số các đại lượng vật lý cần đo như: nhiệt độ, áp suất, dòch chuyển, lưu lượng, trọng lượng … cần đo. Các đại lượng vật lý
này không có tính chất điện, trong khi đó các bộ điều khiển và các cơ cấu chỉ thò lại làm việc với tín hiệu điện vì thế phải có thiết bò để chuyển đổi các đại lượng vật lý không có tính chất
điện thành đại lượng điện tương ứng mang đầy đủ các tính chất của đại lượng vật lý cần đo. Thiết bò chuyển đổi đó là cảm biến.
a. Cảm biến:
Cảm biến là thiết bò chòu tác động của các đại lượng vật lý không có tính chất điện m và cho ra một đại lượng vật lý có tính chất điện x như: điện trở, điện tích, điện áp, dòng điện
tương ứng với m. Quan hệ giữa s và m x = fm được gọi là phương trình chuyển đổi của cảm biến, hàm f
phụ thuộc vào cấu tạo, vật liệu làm cảm biến … Để chế tạo cảm biến, người ta sử dụng các hiệu ứng vật lý.
b. Cảm biến tích cực:
Cảm biến tích cực hoạt động như một nguồn áp hoặc nguồn dòng được biểu diễn bằng một mạng hai cửa có nguồn.
c. Cảm biến thụ động:
Cảm biến thụ động được mô tả như một mạng hai cửa không nguồn, có trở kháng phụ thuộc vào các kích thích.
I.2 Các Hiệu Ứng Vật Lý: a. hiệu ứng hoả điện:
Một số tinh thể gọi là tinh thể hoả điện thí dụ như tinh thể sulfate triglycine, có tính phân cực điện tự phát phụ thuộc vào nhiệt độ. Trên các bề mặt đối diện của chúng tồn tại
những điện tích trái dấu có độ lới tỷ lệ thuận với độ phân cực điện. Hiệu ứng hỏa điện được sử dụng để chế tạo cảm biến đo thông lượng búc xạ của ánh sáng. Khi tinh thể hoả điện hấp
thụ ánh sáng, nhiệt độ của nó tăng lên làm thay đổi phân cực điện. Sự thay đội phân cực này có thể xác đònh được bằng cách đo sự biến thiên điện áp trên hai cực của tụ điện.
Cảm biến Đại lượng
điện x Đại lượng
cần đo m
59
b. Hiệu ứng áp điện:
Khi tác động một lực cơ học lên một vật làm bằng chất áp điện Ví dụ như Thạch anh, sẽ làm cho vật đó bò biến dạng và làm xuất hiện trên hai mặt đối diện của vật đó một
lượng điện tích bằng nhau nhưng trái dấu. Hiệu ứng này được dùng để chế tạo các cảm biến đo lực, đo áp suất, gia tốc … thông qua việc đo điện tích trên 2 cực của tụ điện.
Hiệu ứng này do nhà vật lý học người pháp là Pierre Curie phát hiện vào năm 1880.
c. Hiệu ứng cảm ứng điện từ:
Cảm biến là thiết bò chòu tác động của các đại lượng vật lý không có tính chất điện m và cho ra một đại lượng vật lý có tính chất điện x như: điện trở, điện tích, điện áp, dòng điệntương ứng với m. Quan hệ giữa s và m x = fm được gọi là phương trình chuyển đổi của cảm biến, hàm fphụ thuộc vào cấu tạo, vật liệu làm cảm biến … Để chế tạo cảm biến, người ta sử dụng các hiệu ứng vật lý.Cảm biến tích cực hoạt động như một nguồn áp hoặc nguồn dòng được biểu diễn bằng một mạng hai cửa có nguồn.Cảm biến thụ động được mô tả như một mạng hai cửa không nguồn, có trở kháng phụ thuộc vào các kích thích.Một số tinh thể gọi là tinh thể hoả điện thí dụ như tinh thể sulfate triglycine, có tính phân cực điện tự phát phụ thuộc vào nhiệt độ. Trên các bề mặt đối diện của chúng tồn tạinhững điện tích trái dấu có độ lới tỷ lệ thuận với độ phân cực điện. Hiệu ứng hỏa điện được sử dụng để chế tạo cảm biến đo thông lượng búc xạ của ánh sáng. Khi tinh thể hoả điện hấpthụ ánh sáng, nhiệt độ của nó tăng lên làm thay đổi phân cực điện. Sự thay đội phân cực này có thể xác đònh được bằng cách đo sự biến thiên điện áp trên hai cực của tụ điện.Cảm biến Đại lượngđiện x Đại lượngcần đo m59Khi tác động một lực cơ học lên một vật làm bằng chất áp điện Ví dụ như Thạch anh, sẽ làm cho vật đó bò biến dạng và làm xuất hiện trên hai mặt đối diện của vật đó mộtlượng điện tích bằng nhau nhưng trái dấu. Hiệu ứng này được dùng để chế tạo các cảm biến đo lực, đo áp suất, gia tốc … thông qua việc đo điện tích trên 2 cực của tụ điện.Hiệu ứng này do nhà vật lý học người pháp là Pierre Curie phát hiện vào năm 1880.
Source: https://dichvubachkhoa.vn
Category : Linh Kiện Và Vật Tư