Kỹ Thuật Đo lường và tự động hóa

1
2


NỘI DUNG
NỘI DUNG

1. Khái niệm cơ bản về đo lường:
o
Khái niệm
o
Sai số đo lường
o
Đánh giá kết quả đo.
2. Công cụ đo lường và dụng cụ đo.
o
Công cụ đo lường
o
Các thành phần cơ bản của dụng cụ đo
o
Đặc tính cơ bản của dụng cụ đo
o
Phân loại dụng cụ đo.


3
KHÁI NIỆM
KHÁI NIỆM

ĐO LƯỜNG HỌC
Nghiên cứu những vấn đề chung:

o
Hệ thống đơn vị các đại lượng vật lý.
o
Phương pháp và công cụ đo
o
Phương pháp xác định độ chính xác
o
Gia công số liệu đo


4
KHÁI NIỆM
KHÁI NIỆM

o
Đại lượng vật lý
Giá trị riêng = Trị số x Đơn vị
Khối lượng 20kg = 20 x kg
o
Hệ thống đại lượng vật lý : SI
Đại lượng cơ bản (7): m, kg, s, A, K, mol, Cd
Đại lượng bổ sung : góc phẳng, góc khối.
Đại lượng kéo theo : Tốc độ m/s,…
o
Bội số và ước số : mm, m, km
o
Chuẩn – Đơn vị tiêu chuẩn.
o
Truyền chuẩn, Hiệu chuẩn
5

KHÁI NIỆM
KHÁI NIỆM

o
Đo lường
Tìm kiếm bằng thực nghiệm giá trị một đại lượng
o
Phương trình đo lường: Q = n.U

Q - giá trị, U - đơn vị, n - kích cỡ
o
Phân loại đo lường

Đo trực tiếp

Đo gián tiếp: Q = f(x1,x2,…,xn)

Đo toàn phần (đo các đại lượng cùng tên) (trung
bình cộng)

Đo phối hợp (đo các đại lượng khác tên)
6
KHÁI NIỆM
KHÁI NIỆM

o
Phương pháp đo lường :

Đọc trực tiếp Q=X (theo thang đo)


So sánh lượng cần đo với mẫu chuẩn (cân)

Cầu sai (độ lệch của lượng đo và mẫu chuẩn).

Chỉ không (đồng hồ so sánh đạt giá trị 0).

o
Đo lường phòng thí nghiệm / công nghiệp.
7
SAI SỐ ĐO LƯỜNG
SAI SỐ ĐO LƯỜNG

8
ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ ĐO
ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ ĐO

o
Gia tăng độ chính xác kết quả đo.
o
Xử lý số liệu đo (loại bỏ sai số ngẫu nhiên)
o
Phương pháp toán học: xác suất, thống kê.
9
CÔNG CỤ ĐO LƯỜNG
CÔNG CỤ ĐO LƯỜNG

DỤNG CỤ ĐO:
Biến đổi tín hiệu thành dạng quan sát được.

Tín hiệu ra: liên tục, rời rạc


Thông tin đo: chỉ thị, ghi lại, tích phân, cộng
10
CÔNG CỤ ĐO LƯỜNG
CÔNG CỤ ĐO LƯỜNG

Bộ biến đổi:
Chuyển đổi tín hiệu

Sơ cấp: đại lượng đo – tín hiệu

Trung gian : khuyếch đại, Truyền tải

Biến đổi dạng tín hiệu : điện – khí nén,
11
CÔNG CỤ ĐO LƯỜNG
CÔNG CỤ ĐO LƯỜNG

o
Trạm đo lường
Trạm quan trắc khí tượng thuỷ văn
o
Hệ thống đo lường :
Xử lý, chuyển đổi, truyền tải thông tin,
(Hệ thống giám sát trong điều khiển quá trình)
12
CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA
CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA
CÔNG CỤ ĐO LƯỜNG
CÔNG CỤ ĐO LƯỜNG

o
Cảm biến : biến đổi tín hiệu

Đại lượng ⇒ điện, khí,
o
Cơ cấu đo: tác động qua lại, tạo dịch chuyển
(Milivolmet : nam châm, lò xo ⇒kim dịch chuyển.
o
Bộ phận chỉ thị và ghi lại.

Thang đo (thẳng, cung, vòng tròn)

Con trỏ: Kim chỉ, tia sáng, mức chất lỏng, bọt
không khí,
13
ĐẶC TÍNH CƠ BẢN
ĐẶC TÍNH CƠ BẢN
CỦA DỤNG CỤ ĐO
CỦA DỤNG CỤ ĐO

o
Đặc tính tĩnh f : X
R
– X
V

Phương trình thang đo : N =f(Q)

N- toạ độ con trỏ, Q-giá trị đại lượng vật lý

o
Đặc tuyến tuyến tính : X
R
= k.X
V

Hệ số k – độ nhạy của dụng cụ

o
Đặc tính động : f : X
R
– X
V
ở chế độ chuyển tiếp.

Phản ánh độ tác động nhanh-thời gian xác lập kết quả
đo.
o
Độ tin cậy (không hư hỏng trong một khoảng thời gian)

p(t) = P{T>t}
14
ĐẶC TÍNH CƠ BẢN
ĐẶC TÍNH CƠ BẢN
CỦA DỤNG CỤ ĐO
CỦA DỤNG CỤ ĐO

15
ĐẶC TÍNH CƠ BẢN
ĐẶC TÍNH CƠ BẢN

CỦA DỤNG CỤ ĐO
CỦA DỤNG CỤ ĐO

o
Sai số quy dẫn:

δ% = γ / (X
max
– X
min
) 100%
o
Sai số quy dẫn lớn nhất

δ
max
% = γ
max
/ (X
max
– X
min
) 100%
Cấp chính xác = 1,5 với δ
max
% = ±1,5%

Chọn cấp chính xác dụng cụ đo theo yêu cầu sử dụng.
Cấp chính xác : 1.10
n

, 1,5.10
n
,… 6.10
n
. n=1,0,-1,-2

Tính hội tụ - sai số hệ thống ⇒ 0
Tính đúng đắn - sai số ngẫu nhiên⇒ 0
16
PHÂN LOẠI DỤNG CỤ ĐO
PHÂN LOẠI DỤNG CỤ ĐO
THEO ĐẠI LƯỢNG
THEO ĐẠI LƯỢNG
o
Cấu trúc
Cảm biến ⇒ biến đổi ⇒ đồng hồ thứ cấp.

Đồng hồ thứ cấp - Đo nhiều đại lượng khác nhau

o
Phân loại Dụng cụ đo:

Nhiệt độ, áp suất, lưu lượng, mức.

Tỷ trọng, độ nhớt, độ ẩm,

Phân tích thành phần. (Sắc ký)
17
CHỌN LỰA DỤNG CỤ ĐO
CHỌN LỰA DỤNG CỤ ĐO

Môi trường làm việc

Tính chất hóa lý của môi trường.

Thông số làm việc

Dãi đo
Yêu cầu kỹ thuật:

Độ nhạy (k), đường đặc tuyến (tuyến tính).

Truyền tín hiệu và thông tin

Cấp độ chính xác
18