Báo Cáo Thí Nghiệm Đo Lường Cảm Biến Đề Tài: Bơm Nước Tự Động pdf

Nhóm I – Công Nghệ Tự Động K2.
Báo Cáo Thí Nghiệm Đo Lường Cảm Biến.

Đề Tài: Bơm Nước Tự Động.
Nhóm I – Công Nghệ Tự Động K2
Thí Nghiệm Đo Lường Cảm Biến. Trang 1
Nhóm I – Công Nghệ Tự Động K2.
Thí Nghiệm Đo Lường Cảm Biến. Trang 2
Nhóm I – Công Nghệ Tự Động K2.
Thí Nghiệm Đo Lường Cảm Biến. Trang 3
Nhóm I – Công Nghệ Tự Động K2.
I.Lời Nói Đầu.
Được sự giúp đỡ và hướng dẫn tận tình của thầy Phạm Hữu Chiến trong Tổ
bộ môn Tự Động Hóa báo cáo thí nghiệm của nhóm chúng em đã được hoàn
thành.
Trong quá trình học tập tìm hiểu và thiết kế đề tài của nhóm không tránh
khỏi những thiếu sót,chúng em rất mong nhận được sự chỉ bảo và giúp đỡ tận
tình của thầy cùng toàn thể các thầy cô trong bộ môn.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!.
II.Giới Thiệu Và Phân Loại Cảm Biến.
1.Giới Thiệu.
Như chúng ta đã biết trong các hệ thống thông tin đo lường và điều khiển,
các bộ phận làm nhiệm vụ cảm nhận thông tin đo từ đối tượng, biến đại lượng
cần đo thành đại lượng điện. Đây là khâu vấp phải sai số lớn nhất trong hệ
thống đo hay dụng cụ đo, bởi vì sai số của các loại CB phụ thuộc chủ yếu vào
nguyên lý cấu tạo của CB (dựa trên các hiệu ứng vật lý) ta gọi là sai số phương
pháp, ngoài ra các yếu tố khách quan như nhiệt độ, độ ẩm của môi trường, chế
độ làm việc của CB cũng ảnh hưởng đáng kể đến độ chính xác của dụng cụ đo
và hệ thống đo. Vì vậy, để nâng cao độ chính xác của phép đo trước tiên phải
nâng cao các tính năng kỹ thuật của CB. Điều này chỉ có thể thực hiện được nếu
ta biết áp dụng các thành tựu của công nghệ điện tử và tin học.

Định nghĩa: Cảm biến trong tiếng Anh gọi là “sensor”, xuất phát từ chữ
“sense” theo nghĩa la tinh là cảm nhận. Cảm

biến

được

định

nghĩa

theo

nghĩa
rộng

là

thiết

bị

cảm

nhận

và

đáp

ứng

với

các tín

hiệu

và

kích

thích.
Trong

hệ

thống

đo

lường

–

điều

khiển,

mọi

quá

trình

đều

được

đặc

trưng
bởi

các biến

trạng

thái:

nhiệt

độ,

áp

suất,

tốc

độ,

moment…

Các

biến

trạng
thái

này

thường

là

các đại

lượng

không

điện.
Tuy nhiên, t
rong

các

quá

trình
đo

lường

–

điều

khiển,

thông

tin

được

truyền tải

và

xử

lý

dưới

dạng

điện.
Do
đó, c
ảm biến được định nghĩa như những thiết bị dùng để biến đổi các đại
lượng vật lý và các đại lượng không điện cần đo thành các đại lượng điện có
thể đo được (như dòng điện, điện thế, điện dung, trở kháng v.v…).
Trong

mô

hình

mạch

điện,

ta

có

thể

coi

cảm

biến

như

một

mạch

hai

cửa.
Thí Nghiệm Đo Lường Cảm Biến. Trang 4
Nhóm I – Công Nghệ Tự Động K2.
Trong

đó cửa

vào

là

biến

trạng

thái

cần

đo

x

và

cửa

ra

là

đáp

ứng

y

của

bộ
cảm

biến

với

kích

thích đầu

vào

x.
Phương

trình

quan

hệ:

y

=

f(x)

thường

rất

phức

tạp.
Sơ

đồ

điều

khiển

tự

động

quá

trình:
- Bộ

cảm

biến

đóng

vai

trò

cảm

nhận,

đo

đạc

và

đánh

giá

các

thông

số

hệ
thống.
- Bộ

xử

lý

làm

nhiệm

vụ

xử

lý

thông

tin

và

đưa

ra

tín

hiệu

điều

khiển

quá
trình.
2.Phân

loại

cảm

biến.
a.

Phân

loại

theo

nguyên

lý

chuyển

đổi

giữa

đáp

ứng

và

kích

thích
- Vật

lý:

nhiệt

điện,

quang

điện,

điện

từ,

từ

điện,…
- Hóa

học:

hóa

điện,

phổ,…
- Sinh

học:

sinh

điện,

…
b.

Phân

loại

theo

dạng

kích

thích:

âm

thanh,

điện,

từ,

quang,

cơ,

nhiệt,…
c.

Phân

loại

theo

tính

năng:

độ

nhạy,

độ

chính

xác,

độ

phân

giải,

độ

tuyến
tính…
d.

Phân

loại

theo

phạm

vi

sử

dụng:

công

nghiệp,

nghiên

cứu

khoa

học,

Thí Nghiệm Đo Lường Cảm Biến. Trang 5
Nhóm I – Công Nghệ Tự Động K2.
môi

trường, thông

tin,

nông

nghiệp…
e.

Phân

loại

theo

thông

số

của

mô

hình

thay

thế:
- Cảm

biến

tích

cực

(có

nguồn)

ngõ

ra

là

nguồn

áp

hoặc

nguồn

dòng.
- Cảm

biến

thụ

động

(không

có

nguồn):

R,

L,

C,

tuyến

tính,

phi

tuyến.
III.Mục Đính Yêu Cầu Của Thí Nghiệm.
Cung cấp cho sinh viên các khái niệm cơ bản về kỹ thuật đo lường cảm biến,
giúp sinh viên có khả năng tự làm những mạch đo lường cảm biến cơ bản ứng
dụng. Kỹ năng này sẽ hỗ trợ cho sinh viên trong việc thực hiện đồ án môn học,
đồ án tốt nghiệp Đồng thời giải quyết phương pháp đánh giá và xác định các
đại lượng vật lý quan trọng trong quá trình công nghiệp – Các đại lượng được
chú trọng bao gồm nhiệt độ, vận tốc, dịch chuyển, áp suất, lưu lượng, trọng
lượng và nồng độ các chất khí.
Sau khi hoàn tất thí nghiệm, sinh viên sẽ hiểu được các nguyên lý hoạt động,
các hàm truyền đạt và ứng dụng của các bộ cảm biến : cảm biến quang, cảm
biến nhiệt, cảm biến từ, cảm biến biến dạng, để ứng dụng trong công nghiệp và

sản xuất.

IV.Các Thiết Bị Dùng Trong Thí ngiệm.
- Một máy biến áp 3A.
- Hai cảm biến tiệm cận (sắt từ )loại pnp:
Thí Nghiệm Đo Lường Cảm Biến. Trang 6
Nhóm I – Công Nghệ Tự Động K2.
+lJ12A3-4-ZIBY
+PR18-8DP
- Hai cuộn dây role trung gian (MY4N - thông số 5A240VAC-5A28VDC).
- Một bơm nước (loại nhỏ RS-801).
- Một mạch chỉnh lưu cầu (chỉnh lưu cầu).
- Một công tắc (on/off).
- Mỏ hàn.
Thí Nghiệm Đo Lường Cảm Biến. Trang 7
Nhóm I – Công Nghệ Tự Động K2.
- Hai bình thủy tinh chứa nước.
- Van nước và ống nối.
- Phao sắt từ (nổi được).
V.Sơ Đồ Đấu Nối Và Nguyên Tắc Hoạt Động.
1.Sơ đồ đấu nối:
2.Nguyên tắc hoạt động:
- Đầu tiên ta cấp nguồn cho máy biến áp 3A để được nguồn cấp cho mạch điện
là 24V. Dòng được chạy qua mạch chỉnh lưu cầu trước khi được đấu nối với các
thiết bị điện.
+ Theo sơ đồ ta nhấn nút (on/off) mạch được cấp nguồn. Giả sử nước trong
bình đang ở mức dưới, lúc này cảm biến tiệm cận mức dưới bắt được tín hiệu từ
Thí Nghiệm Đo Lường Cảm Biến. Trang 8
Nhóm I – Công Nghệ Tự Động K2.
phao sinh ra dòng điện làm tiếp điểm thường mở K1 (của cuộn dây K 1) đóng

lại nhằm duy trì dòng điện cho cuộn dây K1. Tiếp điểm thường đóng K2 vẫn
được duy trì. Bơm bắt đầu hoạt động bơm nước lên bể.
+ Khi nước được bơm lên bể,mực nước sẽ dâng lên làm phao dâng theo cho
tới khi đạt mức trên của bể. Lúc này cảm biến mức trên bắt được tín hiệu của
phao sinh ra dòng điện làm tiếp điểm thường đóng K2 (của cuộn dây K2) mở ra
làm ngắt mạch cuộn dây K1. Bơm ngừng hoạt động.
Sau một thời gian sử dụng, nước trong bể hạ xuống tới mức dưới cử bể làm
phao hạ xuống tác động vào cảm biến mức dưới. Bơm lại hoạt động bơm nước
vào bể. Cứ như thế theo chu kỳ bơm nước tự động hoạt động bơm nước vào bể
một cách bình thường.
VI.Danh Sách Nhóm.
ST
T
Họ Và Tên: Ghi Chú: Điểm:
1. Đỗ Trung Hiếu Nhóm Trưởng
2. Ngô Văn Đại Nhóm Phó
3. Nguyễn Văn Điển Nhóm phó
4. Đinh Văn Chung
5. Tô Xuân Ba
6. Hoàng Minh Chính
7. Đinh Đức Công
8. Nguyễn Xuân Duy
9. Nguyễn Mạnh Dũng
10. Nhuyễn Quang Bách
11. Nguyễn Văn Chiến
12. Bùi Văn Được
13. Bùi Văn Miên
14. Ngô Tiến Tùng
15. Nguyễn Văn Nhuận
Thí Nghiệm Đo Lường Cảm Biến. Trang 9