Bài giảng kĩ thuật đo lường cảm biến

*:_FSI--D

B8 CONC THUONG
BqcoNGTHUoNG

^€suD
V---r*u*"""""n""o*rn

t,

BAI GIANG

ln{

er^I

ffiI1|UIIMLIIMfiO A[u HEil
I

(Tdi liQu luu hdnh nQi

.

3

-

DAO T{O: CAO DANG
NGANH: DIEN . OIEU

bql

4 - -2-- - ?
^
THEO HE. THONG TIN CHI

TI}

NAM o!Nx, trlAtvt 2o-..-..


LOI NOI DAU
vi

K! thuat Do luong cim bi6n lA m6n hgc/hoc phAn nghiCn cr?u c6c phuong
phSp do cric d4i luqng dign: diqn 6p, ddng diQn, cdng suat,... vd d4i luqng kh6ng tli6n:
nhiet dO, quang , trgng luqmg, v{n t5c, gia t5c, dQ rung, luu lugng vd mric ch6t luu...
Bdi gi6ng K! |huat Eo lulng vir cim bitin dugc bi6n so4n tr6n co sd chuong
trinh chi titit hgc phAn K! thuflt Do lulng vd cAm bi6n .
Ndi dung bdi gi6ng ly thuy6t gdm hai phdn:
Phdn l:Do lucmg diQn
PhAn 2: Cim biiSn vd img dpng
Bdi gi6ng
thuQt Do luimg vd c6rm bi6n tlugc bi6n soan dt-ra tr6n c6c giito
trinh vd tdi liQu tham kh6o m6i nh6t hign nay, dugc dirng ldm tdi liQu gi6ng d4y, hgc
tqp cho sinh vi6n bpc Cao rling c6c nganh: C6ng nghQ k! thu{t EiQn tri, truyAn th6ng;
c6ng nghQ k! thuflt DiQn, DiQn tu, C6ng nghe ky thu4t DiAu khi6n vi Tu dQng ho5,
cdng nghQ Co diQn tu... dang dugc dio t4o theo h0 th6ng tin chi. Bdi gi6ng c6 thd
dirng ldm tdi li6u tham kh6o cho HSSV c6c bflc TCCN vd Cao tting ngh6 EiQn, DiQn
tri c6ng nghiQp.
Trong qu6 trinh bi6n so4n, tdc gih dZ dugc c6c tt0ng nghiQp <16ng g6p nhiOu

ki6n, mflc du cd gdng sria chta, bO sung cho cudn s6ch, dugc hodn chinh hon, song
chdc chin kh6ng tr6nh kh6i nhirng thiOu s6t, hpn ch6. RAt mong nhin dugc c6c y ki6n
d6ng g6p cia ban dgc dO tii lieu hodn thiQn hon. C5c y ki6n g6p j,, xin giri vC b9 m6n
Eign tri c6ng nghiQp- Khoa EiQn vd EiQn tu, Trucrng Cao ding C6ng nghqp Nam d!nh.

K!

j

.

Nam dinh, th6ng 10 n[m 2011

Cht

biOn


MUC LUC
Loi n6i dAu
PhAn I. Do lunng diQn
Chucrng 1: Kh6i nigm vti do luong

5

7

vi cdc co c6u do co

b6n

1.1. Kh6i niQm ve do luong
1.i.1. E4iluqng do lulng
1.1.2. ThiCt bi tto.
1.1.3. Sai s6 trong do luong.
1.2. CAc co c6u chi thi co bin
1.2.1. Co c6u chi thikim.
1.2.2. Thitit bi chi thi s6.
Chuong 2:Do cic dqi luqng diQn
2.l.Do ddng tliQn
2.1.1. Do ddng diQn mQt chi6u
2.1.2. Do ddng diQn xoay chi€u
2.2.Do itiQn 6p
2.2.1. Do diQn 6p mQt chi6u
2.2.2. Eo diQn 6p xoay chi6u
2.3.Do cOng su6t.
2.3.1. Do c6ng su6t mqt chidu.
2.3.2. Do c6ng sudt xoay chi6u mQt pha.
2.3.3. Do cdng su6t tdi ba pha.
2.3.4. Do c6ng su6t ph6n khring.
2.3.5. Eo hp sd c6ng sudt cosrp.
2.4.Do diQn ndng .
2.5.1. DiQn n6ng k€ mQt pha.
2.5.2. Do di€n ning tii ba pha
Chucrng 3: Do c6c th6ng s0 m4ch diQn
3.1. Do diQn trd
3.1.1. Eo diQn tro bing VOn kli vd Ampe k6.
3.1.2. Eo diQn tr0bang Orn m6t
3.1.3. Eo dien tr0 bing cAu Wheatstone.
3.1.4. Eo tliQn tr& d5t.
3.2.Do diQn dung

3.2.1. Dirng VOn mit vir Ampe mdt
3.2.2. Dtng cAu do
3.3. Do tliQn c6m
3.3.1. Dr)ng VOn k6 vi Arnpe kC
3.3.2. CAu do diOn cAm
Chucrng 4: Circ thi6t bi do
4.1. D6ng hd v4n n6ng ff.O.M)
4.1.1. V.O.M chi thikim
4.1.2. V.O.M chi thi s6
4.2. Ampe kim.
42.1. CA.uQo
4.2.2. Nguy6n ly ho4t dQng

7

7
7
9
9
10
10

t4
16

t6
t6
19

22

22
23
25
25
27
28
30
31

32
32
34
36
36
36
36
38
39
40
40
40
42
42
42
44
44
44
47
47
47

i1


4.2.3. Sri dltng vd b6o qudn
4.3. MCga Om k6.
4.3.1. Cdu t4o
4.3.2. Nguy€n ly hopt dQng
4.3.3. Sri dgng vd bio quin

4.4.Dao tlQng ky
4.4.1. C6c lo4i dao dQng ky iti6n tu
4.4.2. Dao dQng lcj hai tia.
PhAn 2. Cfurnbi6n vi img dsng.
Chuong 5: Kh6i ni€m co bin vC cim bi6n.
5.1. Khei nigm vd phin loai cim biiSn
5.1.1. C6c kh6i niOm
5.1.2 Phan loai oim bii5n
5.2.Ddctinh tirrh vd 5.3. M4ch khu6ch d4i giao di€n voi cirn bi6n.
5.3.1. YCu cAu chung
5.3.2. Mach khu6ch dai iry
5.3.3. Mach khui5ch dpi ddng
5.3.4.Mach chuyin OOi tin hiQu 6p thenh ddng
5.3.5. Mach chuy€n d6i tin hiQu ddng thanh 6p
5.3.6. Mach khu6ch d4i cho c6c il0u do
5.3.7.MQt sO vim4ch khutich d4i th6ng dung
Chuong 6. Cim bi6n do nhiet dO.
6.1. KhAi niQm chung
6.1.1. ThTg nhiet d0
6.1.2. Di6m chudn nhiet d0.

6.2. Chmbi6n nhiOt tliqn tr0.
6.2.l.Cdutao, kf hiQu vi phdn loai
6.2.2. Nhigt di9n tr0 kim loai
6.2.3.Nhiet diOn tr& b6n din
6.2.4. img dung
6.3. Cim bi€n vi m4ch b6n ddn.
6.3.1. Nguy€n tic chung
6.3.2. D{c tnmg k! thu4t
6.3.3. MQt s6 vi m4ch cim bi6n th6ng dung
6.4. Cim bii5n cap nhiet.
6.4.1. C6c hiQu ung nhiet dien
6.4.2. C5u tpo cap nhiQt etiQn
6.4.3.Nguy0.n ly ho4t tlQng
6.4.4.M0t sO cap nhiQt diQn theo ti6u chuAn quiic t6
6.4.5.Ung dsng
Chuong 7. Cimbi6n quang hgc.
quang hgc.
7.1. Cdc $*
"i
7.2. Ngu6n phSt quang
7.2.1. Ddn sgi c16t

7.2.2.LBD
7.2.3.LAZEF.

48
48
48
49
49

49
50
51

58
58
58
58
58
58

59
s9
59
60
60
60
60
61

62
62
62
62
62
62
63
64
64
65

65
65
66
67
67
68
69
70
70

7l
72
72
72
73
73


7.3. Quang trd
7.3.1. C6u tao vn ky hiQu
7.3.2. Nguy6n l1i hopt dQng
7.3.3. Cic dlc tnmg co bin
7.3.4.Ung dpng
7.4. Diode quang, Transistor quang
7.4.1. Photo diode
7 .4.2. Photo Transistor
7.5. Cdp.quang.
7.5.1. C6u tao
7.5.2. Nguydn ly hoat dQng
7.5.3.tlng dsng

Chucrng 8: Ca* bi6n vi tri vd dich chuy6n.
8.1. Dign the k6 diQn trd
8.1.1. C6u tao
8.1.2. Nguy6n lli lirn viQc
8.1.3. Dac diOm vd img dung
8.2. Encoder tuong AOi va tuyQt tl6i
8.2.1 . Encoder tuong tl.6i
8.2.2. Encoder tuyQt t16i
8.3. Cdm biiin cim img.
8.3.1. Cim bi6n qu cAm birln thi6n
8.3.2.8it5n 6p vi sai
8.4. Cim bitin Hall.
8.4.1.Cdu t+o
8.4.2. Nguy6n ly ho4t dQng
8.4.3. Ung d3ng
8.5. Cim bi€n tiOm c0n.
8.5.1. Cim bi6n diqn cim
8.5.2. Cim bitin diQn dung
8.8.6. Cim bitin si€u 6m
8.6.1. C6u t4o
8.6.2. Nguy6n ly hoat dqng
3.6.3. Ung dsng..
Chuong 9: Do bi6n d4ng, lqc, trgng luqng vd 6p sudt.

9.1. Do bi6n d4ng
9.1.1. Kh6i niqrn chung.
9.1.2. Cim bi6n 6p tro
9.1.3. So d6 do vd img dqng
9.2.Eo h;c va trgng lugmg
9.2.l.Cimbii5n 6p iliQn do luc

9.2.2. CAm bi6n 6p tro do lgc vd trong lugng
9.2.3. Cim bi6n 6p tir do lgc vi trqng luqng
9.3. Do ap suAt
9.3.1. Egi cuong
9.3.2. Phuc.ng phap do trqc ti6p
9.3.3. Phuong ph6p do gi6n ti0P
J

73
73

74
74
74
75
75
76
77
77
78
78
79
79
79
79
80
80

80
81

72
72
73
84
84
84
84
85
85
86
87
87
B'7

87
88
88

88
88
89
89
89
90

9t
91
91

91

92


Chuong l0: Eo vfln tdc, gia tdc vd d0 rung.
10.1. Do v4n t6c
10.1.1. M6y ph6t t6c mQt chi6u.
l1.t.2.M6y ph6t t5c xoay chi€u.
10.1.3. Do t6c d0 b6ng phuong ph6p d€m xung.
10.2. Do gia t6c.
10.2.1. Cim bi6n 5p ttiQn do gia tdc
10.2.2. Cdm bitin 6p trd do gia ttic
10.3. Eo itQ rung dQng.
10.3. 1. Kh6i niQm chuyiSn dQng rung
10.3.2. C6m bi6n do rung tlQng
Chuong 11: Do luu lugng vi mrlc ch6t luu
11.1. Do luu luqng theo nguy€n tic chuy6n ddi co diQn.
1l.l.l. Luu lugng k6 tuabin
1l.l.z.Luu luqng tcti tt eien
ll.2.Do luu luqng bing ch0nh lQch 6p sudt.
tL.2.1.. Cdu t4o
11.2.2 Nguy€n ly
11.2.3. Ung dpng
11.3. Do vd ph6t hien mric
11.3.1. Eo mric bdng phuong ph6p thu! tinh
11.3.2. Eo mric bdng phuong ph6p 11.3.3. Eo mric b[ng cnm bi.5n si6u dm vi quang
Tdi lieu tham kh6o

1

93
93
93
93

94
95
95
96
96
96
96
98
98
98
98

99
99
99
99
100
100
100
101

103