Tải bản đầy đủ (.docx) (70 trang)

Đề Cương Phần Tử Tự Động

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.11 MB, 70 trang )

Câu 1: Trình bày khái niệm một hệ thống tự động ,các
dạng sơ đồ sử dụng khi biểu diễn một hệ thống tự động
hãy vẽ sơ đồ chức năng của một hệ thống tự động?
* Khái niệm 1 hệ thống tự động:
- Điều khiển là việc tổ chức 1 quá trình nào đó tiến triển theo
1 mục tiêu nhất định nhằm thực hiện 1 mục đích nhất định:
- ĐKTĐ là quá trình ĐK mà ko có sự tham gia trực tiếp của
con người.
- HT ĐKTĐ là tập hợp tất cả các thiết bị trong 1 hệ thống
đảm bảo điều khiển 1 quá trình nhất định do con người tạo
ra.
*
TH
Đặt



đồ khối của HTĐKTĐ điển hình:

Bộ
ĐK

PTCH

Thiết bị
Động cơ,
điện tử
các phần
thông
tử đốt
minh


nóng

Tín
hiệu
mong
muốn

ĐT
ĐK
Hệ thống
vật lý

BiếnĐ
K
Đáp ứng
đầu ra có
thểđo
được

* Sơ đồ cấu trúc và hoạt động của hệ thống :
X(t)

E(t)

BĐK

U(t)

BKĐ


CCCH

ĐTĐK

Y(t)

Z(t)
BĐLBĐ

1


phần tử khuếch đại( BDK) thực hiện tín hiệu sai lệch có
công suất rất nhỏ thành tín hiệu điều khiển có công suất lớn
để điều khiển con chạy của điện trở công suất cấp nhiệt cho
lò điện
phần tử chấp hành (CCCH) là điện trở công suất lớn có thể
thay đổi giá trị điện trở qua đó làm thay đổi dòng điện và
thay đỏi nhiệt độ
x(t) tín hiệu đầu vào, E(t) tín hiệu ai lệch, u(t) tín hiệu điều
khiển, y(t) tín hiệu đầu ra,

Câu 2: Trình bày cách phân loại phần tử tự động.Theo
chức năng khuyếch đại,phần tử tự động đc chia thành
các loại khuyếch đại nào?
Trình bày cách phân loại phần tử tự động:
* Theo chức năng làm việc:
- Phần tử cảm biến (sensor) : dùng để biến đổi các đại lượng
từ dạng này sang dạng khác. Thường từ đại lượng không
điện sang đại lượng điện, thường nằm ở hệ thống đo lường

kiểm tra.

2


- Phần tử khuếch đại : tăng cường tín hiệu, với một sự biến
thiên nhỏ của tín hiệu đầu vào sẽ dẫn đến sự biến thiên của
tín hiệu ra.
-Phần tử chấp hành : là các phần tử dùng để tác động trực
tiếp lên các đối tượng điều khiển để điều chỉnh các thông số
và trạng thái của đối tượng theo yêu cầu đã định.
- Phần tử so sánh: so sánh tín hiệu đặt nhiệt độ đầu vào và tín
hiệu đầu ra được điều khiển.
- Phần tử tính toán:
- Phần tử lưu trữ dữ liệu:

* Theo đại lượng tác động đầu vào:
- Cơ
- Điện
- Quang học
- Âm thanh
- Nhiệt

3


* Theo trạng thái vật lý:
- Khí
- Lỏng
- Rắn


* Theo chức năng KĐ, PTTĐ được chia ra:
- KĐ điện tử: bao gồm các phần tử KĐ dựa trên sự chuyển động của điện tử trong chân
không hoặc sự khuếch tán của điện tử - lỗ trống trong chất bán dẫn.
- Các phần tử KĐ trong đó thực hiện biến đổi năng lượng khác từ 1 nguồn cung cấp khác
thành năng lượng của tín hiệu đầu ra dưới tác động của tín hiệu đầu vào (KĐ máy điện).
- Các phần tử KĐ dựa trên các hiệu ứng điện từ (KĐ từ).

Câu 3:Trình bày các đặc trưng cơ bản của phần tử tự
động,các loại sai số đc sử dụng khi nghiên cứu PTTĐ?
Các đặc trưng cơ bản của PTTĐ:
* Hệ số biến đổi : là tỉ số giữa đương lượng đầu ra và đương
lượng đầu vào hay là tỉ số giữa sự biến thiên đương lượng đầu
ra ∆y và sự biến thiên đương lượng đầu vào ∆x.
K=

y
x

(hệ số biến đổi tĩnh)
động)

K' =

hoặc

∆y dy

∆x dx


(hệ số biến đổi

giá trị của K và K* phụ thuộc vào dạng đặc tính của phần tử và
là các giá trị có thứ nguyên
* Ngưỡng độ nhạy :


Ngưỡng nhạy là sự thay đổi giá trị tối thiểu của đương lượng
đầu vào mà không gây ra sự thay đổi của đương lượng đầu ra.

* Sai số: là sự thay đổi của đương lượng ra khi đương lượng
vào không thay đổi.
Có 3 loại sai số :
- Sai số tuyệt đối : ∆y = y’ – y (hiệu số giữa gt nhận đc và gt
tính toán)
a% =

- Sai số tương đối :
tính toán)
b% =

- Sai số qui đổi :
max của đại

∆y
.100%
y

∆y
.100%

y ma x

(tỷ số giữa sai số tuyệt đối với gt

(tỷ số giữa sai số tuyệt đối và gt
lượng đầu ra

y
x1
x2

x


x1, x2 : ngưỡng độ nhạy
Câu 4:Trình bày khái niệm chế độ làm việc động học của
phần tử tự động.Biểu diễn các dạng phản ứng đầu ra PTTĐ
khi đầu vào có thay đổi đột biến về mức giá trị.khái niệm
giá trị thiết lập và thời gian thiết lập?
* Chế độ làm việc động học của PTTĐ:
Chế độ động học là quá trình chuyển tiếp PTTĐ và hệ thống tự
động từ 1 trạng thái thiết lập này vào 1 trạng thái thiết lập khác,
khi đó giá trị đầu vào x và đầu ra y thay đổi theo thời gian.
* 3 dạng cơ bản phản ứng đầu ra PTTĐ:

* Thời gian thiết lập là khoảng thời gian cần thiết để giá trị tín
hiệu y đạt tới giá trị thiết lập ttl
Ytl=y0(1-e-t/T)
T- hằng số thời gian của phần tử
, độ lớn khoảng tg này phụ thuộc vào quán tính phần tử và dặc

trưng bởi hằng số tg T


Câu 6: Trình bày cấu tạo của cảm biến dịch chuyển dùng
biến trở,nguyên tắc hoat động và sai số của cảm biến vị trí
dùng biến trở
Cảm biến biến trở
* Cấu tạo:

Các thành phần chính :






Lõi : cách điện,có 2 loại là loại có vật liệu cách điện (gốm ,
sứ..) và loại có kim loại phủ lớp cách điện.
Dây quấn : Dây điện trở là các hợp kim Niken, Crom,
Constantin.. có đường kính 0.02 ÷ 0.1 mm. Điện trở dây
thay đổi từ vài chục ôm đến MΩ. Dây được bọc lớp êmay
các điện nên có thể quấn từng vòng sát nhau.
Con chạy : chế tạo bằng hợp kim Platin-Iridi hoặc PlatinBerin để có độ đàn hồi và tiếp xúc tốt.




Có 1 đầu trượt gọi là tiếp điểm trượt, có thể chuyển động
tịnh tiến hoặc xoay hoặc kết hợp cả 2.


*Nguyên lý làm việc :
- Cơ sở hoạt động: Dựa vào biểu thức điện trở (đối với dây
dẫn)

R- điện trở dây.

ρ - điện trở suất.

l - chiều dài dây.

S - tiết diện dây.

Với ρvà S không thay đổi, điện trở của cảm biến tỷ lệ với độ dài
l:

R~l

Trường hợp con chạy dịch chuyển

quay:

R ϕ0, r ϕ
ϕ0 – Góc toàn phần điện trở xoay.
ϕ – Góc dịch chuyển ứng với vị trí
trượt.
Điện áp đầu ra cảm biến:

tiếp điểm



:
Trường hợp con chạy dịch chuyển thẳng:
R l, r X
R- điện trở toàn phần của cảm biến,
l - chiều dài biến trở
r - điện trở của một phần cuộn dây,
đó con chạy
dịch đi một khoảng .
Điện áp đầu ra cảm biến:

trên

* Nguyên nhân gây sai số:
Sai số gây ra do sự ko ổn định các tham số điện của biến trở vào
khoảng 0.03 – 0.1%. Sai số nhiệt độ thường ko quá 0.01 – 1 độ
C.
Do làm việc với trở kháng tải: đặc tính tĩnh của cảm biến biến
trở phụ thuộc vào điện trở tải RH và có sai lệch với đặc tính tĩnh
khi ko tải.
- Biểu thức tính sai số:
Sai số tuyệt đối:

Sai số tương đối:


Câu 7:Nguyên tắc hoạt động của cảm biến điện cảm,cấu
trúc,biểu thức qquan hệ,đầu vào,đầu ra,ưu nhược điểm và
phạm vi sử dụng
Cảm biến điện cảm :
Khái niệm: Cảm biến điện cảm là những cảm biến hoạt động

dựa trên sự thay đổi giá trị điện cảm của cuộn dây quấn xung
quanh một lõi sắt từ do sự thay đổi trở kháng trong mạch từ của
cảm biến.
* Cấu tạo :
U ra = I .RH =

1-Lõi sắt từ
2-Cuộn dây
3-Nắp sắt từ (phần ứng di chuyển được)

U .RH
U .RH .δ
=
= K .δ
ω L ω.µ0 .S .w2

Bao gồm 1 cuộn dây được quấn
trên 1 lõi
sắt từ. Độ dịch chuyển cần đo sẽ
gắn với 1
nắp sắt từ. Nắp này không tiếp xúc vật lý với lõi sắt mà cách
nhau bởi 1 khe hở không khí như trên hình.
Nguyên lý làm việc :
Dựa trên sự thay đổi giá trị điện cảm L của cuộn dây quấn xung
quanh 1 lõi sắt từ do sự thay đổi trở kháng trong mạch từ của
cảm biến. Sự dịch chuyển cần đo tại đầu vào cảm biến gây ra sự
thay đổi tham số của mạch từ và mạch điện sẽ dẫn đến 1 sự thay
đổi đại lượng đầu ra- dòng điện I, điện áp U.



U ra = I .RH =

U .RH
U .RH .δ
=
= K .δ
ω L ω.µ0 .S .w2

* Công thức tính gt điện áp đầu ra:

Là một hằng số
* Ưu, nhược:

K=

U .R H

ω.µ 0 .S .w 2

+ Đơn giản, chắc chắn trong cấu trúc
+ Làm việc tin cậy, ko có tiếp xúc trượt, công suất đầu ra lớn,
độ nhạy cao
- Chỉ làm việc với nguồn điện xoay chiều và để giảm kích thước
cảm biến phải sử dụng nguồn điện có tần số cao.
Phạm vi ứng dụng: kiểm tra được sự dịch chuyển cơ học, lực,
nhiệt độ, tính chất của vật liệu từ, xđ được lỗi của chi tiết, kiểm
tra được đường kính lõi thép, độ dày của lớp phủ ko nhiễm từ
trên vật liệu thép.
Câu 8:Cấu trúc,nguyên tắc hoạt động của cảm biến điện
dung,ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng của cảm biến điện

dung
Cảm biến điện dung:
Khái niệm: Cảm biến điện dung là những phần tử cảm biến hoạt
động dựa trên sự thay đổi điện dung của tụ điện theo các đặc
tính của nó như: Khoảng cách giữa 2 bản tụ, diện tích các bản tụ
hay tính chất điện môi giữa các bản tụ.


:
Nguyên lý hđ, công thức tính điện dung :
Dựa trên sự thay đổi điện dung của tụ điện. nó sẽ thay đổi khi
có sự thay đổi của diện tích giao nhua giữa 2 bản cực or sự thay
đổi khoảng cách or sự thay đổi chất điện môi nằm trong khe hở
⇒C =

εε 0 S
d

ε: hằng số điện môi của chất điện môi
ε0: hằng số điện môi của ko khí
S: diện tích tiếp xúc giữa 2 bản cực
bản cực

D: khoảng cách giữa 2

Từ công thức này ta thấy rằng để thay đổi điện dung của tụ điện
ta có thể thay đổi S, d, ε.
* Ưu, nhược:
+ Đơn giản về cấu trúc, kích thước, khối lượng nhỏ, độ nhạy
cao, ko có tiếp xúc, tác động nhanh cao, ko có ảnh hưởng của

mạch đầu ra lên phép đo.
*Nhược điềm:
- Mức công suất tín hiệu đầu ra tương đối thấp, đặc trưng ko ổn
định khi thay đổi tham số mt xung quanh, có ảnh hưởng của
điện dung ký sinh.
Đặc tính không ổn định, thay đổi theo môi trường


* Phạm vi sử dụng:
Đo độ dịch chuyển tuyến tính hoặc độ dịch chuyển góc, đo kích
thước, mức, độ ẩm, nồng độ.
Câu 9: Nguyên tắc hoạt động của cảm biến áp điện,độ nhạy
của cảm biến áp điện,phạm vi ứng dụng,các ưu nhược điểm
khi sử dụng cảm biến áp điiện
Cảm biến áp điện:là phần tử cảm biến hoạt động dựa trên hiệu
ứng áp điện
-Hiệu ứng áp điện thuận là khả năng của 1 vật liệu tạo ra điện
tích trên bề mặt khi có tác động của 1 tải cơ học
-Hiệu ứng áp điện nghịch là sự thay đổi ứng suất cơ học or kích
thước vật lý của mẫu vật liệu dưới tác động của điện trường
Độ áp điện
mặt

Q là điện tích xuất hiện trên bề

F là lực tác động
* Nguyên lý hđ:
Dựa trên hiệu ứng áp điện thuận và nghịch. Hiệu ứng áp điện
thuận là khả năng của 1 vật liệu nào đó tạo ra điện tích trên bề
mặt khi có tác động của 1 tải cơ học, còn hiệu ứng áp điện

nghịch là sự thay đổi ứng suất cơ học hoặc kích thước vật lý của
mẫu vật liệu dưới tác động của điện trường.
- Áp điện dọc: trong trạng thái ko có tác động, các điện tích
trong phần tử cảm biến áp điện đc bù trừ lẫn nhau và cảm biến
trung hòa về điện. Nếu tác động 1 lực F theo chiều trục X của


cảm biến thì trên các mặt vuông góc với trục X xuất hiện điện
tích Q trái dấu nhau.
- Áp điện ngang: lực nén theo trục Y thì trên các mặt vuông góc
với trục X cũng sẽ xuất hiện điện tích nhưng dấu ngược lại.
Công thức tính điện tích áp điện phụ thuộc vào lực tác động:
Q=Kd.F
Kd là chỉ số đánh giá hiệu ứng áp điện
* Độ nhạy của cảm biến

áp điện:

-Khi không có tải:

-Khi có tải :

* Phạm vi ứng dụng, ưu nhược điểm:
Dùng để đo lực tác động.
*Ưu điểm
+ Đơn giản về cấu trúc, kích thước nhỏ
+ Độ tin cậy cao, khả năng đo được các đại lượng thay đổi rất
nhanh.
* Nhươc điểm
- Độ nhạy ko cao, điện trở đầu vào mạch đo lớn, tín hiệu đầu ra

nhỏ.


Câu 10: Trình bày cấu trúc,nguyên lý hoạt động,ưu nhược
điểm và phạm vi ứng dụng của cảm biến tiệm cận kiểu điện
cảm
Cảm biến tiệm cận kiểu điện cảm:
Khái niệm: Cảm biến tiệm cận là loại cảm biến không tiếp xúc,
dùng để phát hiện vật thể dựa trên những mối quan hệ vật lý
giữa cảm biến và vật thể cần phát hiện.
Cảm biến tiệm cận thực hiện việc chuyển đổi tín hiệu đầu vào là
sự chuyển động hoặc sự xuất hiện của vật thể cần phát hiện
thành tín hiệu điện
Cảm biến
cận loại điện
phát hiện các
kim loại( sắt
* Cấu trúc:

tiệm
cảm
vật liệ
thép,)


- Máy phát với cuộn cảm tạo ra trường điện từ biến thiên, cảm
ứng với đối tượng cần phát hiện;
- Giải điều chế biến tín hiệu xoay chiều thành một chiều
Trigơ chuyển mức tín hiệu khi tiệm cận đến vị trí đối tượng cần
phát hiện;

- Khuếch đại dùng để khuếch đại đến mức cần thiết;
- Hiển thị bằng phôtô điốt, chỉ thị trạng thái làm việc, kiểm tra
khả năng làm việc
* Nguyên lý hoạt động:
Khi cung cấp nguồn, trên bề mặt của cảm biến điện cảm xuất
hiện 1 từ trường xoay chiều tạo ra do cuộn cảm của máy phát.
Khi đối tượng cần phát hiện chuyển động vào vùng hđ của cảm
biến thì phẩm chất của mạch dao động và biên độ dao động của
máy phát sẽ giảm xuống, trigo được kích hoạt, qua bộ KĐ làm
thay đổi trạng thái đầu ra của cảm biến.:
*Ưu điểm
+ Phát hiện đối tượng ko tiếp xúc
cao

+ Tần số chuyển mạch

+ Làm việc tin cậy, chính xác
rung xóc, bụi bẩn

+ Làm việc tốt trong đk

*Nhược điểm: - Không phát hiện được vật thể phi kim loại


Câu 11: Trình bày cấu trúc,nguyên lý hoạt động,ưu nhược
điểm và phạm vi ứng dụng của cảm biến tiệm cận kiểu điện
dung
Cảm biến tiệm cận kiểu điện dung:Khái niệm: Cảm biến tiệm
cận là loại cảm biến không tiếp xúc, dùng để phát hiện vật thể
dựa trên những mối quan hệ vật lý giữa cảm biến và vật thể cần

phát hiện.
Cảm biến tiệm cận thực hiện việc chuyển đổi tín hiệu đầu vào là
sự chuyển động hoặc sự xuất hiện của vật thể cần phát hiện
thành tín hiệu điện
Cảm biến tiệm cận kiểu điện dung phát hiện đc các vật liệu kim
loại có từ tính,không từ tính(nhôm đồng) và các vật liệu phi kim
hoặc chất lỏng.
* Cấu trúc:

Không khác nhiều so với cảm biến kiểu điện cảm, chỉ khác bề
mặt hđ của nó được tạo bởi 2 điện cực kim loại.
- Máy phát tạo ra trường điện từ, cảm ứng vị trí đối tượng
- Trigo đảm bảo chuyển mức tín hiệu khi tiệm cận đến vị trí đối
tượng


- Hiển thị = photphodiot, chỉ thị trạng thái làm việc, kiểm tra
khả năng làm việc và điều chỉnh khoảng cách phát hiện.
* Nguyên lý hđ của cảm biến loại điện dung:
Khi đối tượng cần phát hiện tiệm cận đến bề mặt của cảm biến
thì gt điện dung của tụ điện này sẽ thay đổi và máy phát tạo ra
dao động, biên độ dao động tăng lên với sự tiệm cận gần lại của
đối tượng. Dao động này sẽ đc giải điều chế, qua trigo nâng cao
độ dốc của tín hiệu, KĐ đến mức cần thiết cho các ứng dụng
tiếp theo tại đầu ra cảm biến.
* Ưu, nhược, phạm vi ứng dụng:
+ Làm việc được với cả vật thể kim loại và phi kim loại

Câu 12:Trình bày các đặc trưng của bộ khuếch đại,ý nghĩa
của các đặc trưng đó

Đặc trưng của bộ KĐ:
- Hệ số KĐ:
KĐ công

suất:

KĐ điện áp:

KĐ dòng

điện:


Hệ số hiệu dụng: tỷ số giữa công suất nhận được trên tải với
công suất tiêu thụ của bộ KĐ
- Tần số giới hạn và dải thông:
Tần số giới hạn của bộ KĐ là tần số mà khi đó hệ số KĐ sẽ
giảm xuống đến 1 gt đã cho từ 1 gt KĐ danh tính.
Dải thông là dải tần số nằm giữa tần số giới hạn trên và tần số
giới hạn thấp.
- Méo phi tuyến:
Là sự sai khác dạng tín hiệu đầu ra so với dạng tín hiệu đầu vào
do trong bộ KĐ có các phần tử phản kháng, do đặc trưng phi
tuyến của phần tử KĐ.
Hệ số méo :

Câu 13:Nêu cấu tạo và nguyên lý làm việc của cảm biến
nhiệt độ kiểu cặp nhiệt điện? Phương pháp bù điện trở dây
nối và nhiệt độ đầu tự do khi sử dụng cặp nhiệt điện?
Cảm biến nhiệt độ kiểu cặp nhiệt điện:

*Cấu tạo:
1. Vỏ bảo vệ; 2. Mối hàn; 3. Dây điện cực; 4. Sứ cách điện


5. Bộ phận lắp đặt; 6. Vít nối dây; 7. Dây nối; 8. Đầu nối dây
Nguyên lý hđ:
Một cặp nhiệt điện gồm 1 cặp dây kim loại không giống nhau
được ghép với nhau ở một đầu( đầu cảm biến hay đầu nóng) và
kết thúc ở đầu kia( đầu tham chiếu hay đầu nguội) được duy trì
ở một nhiệt độ không đổi đã biết( nhiệt độ tham chiếu). Khi một
sự chênh lệch nhiệt độ tồn tại giữa đầu nóng và đầu lạnh thì một
sức điện động được tạo ra và nó gây ra 1 dòng điện trong
mạch.Khi đầu tham chiếu được nối với một dụng cụ đothì chỉ số
của đồng hồ đo sẽ chỉ tỉ lệ với độ chênh lệch nhiệt độ đầu nóng
và đầu lạnh.
* Mạch bù điện trở dùng dây nối:
Trong thực tế, nhiệt độ tại đầu tự do ko phải= 0 độ C mà là
nhiệt độ môi trường và có thể bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ cần đo
=> Để đảm bảo nhiệt độ đo được phản ánh đúng nhiệt độ cần đo
ta phải sử dụng pp bù nhiệt.
Cầu bù gồm 3 điện trở R1, R2, R3 làm = Mangani có hệ số
nhiệt điện trở =0, Rd làm= đồng. Khi nhiệt độ đầu tự do = 0,
cầu cân bằng Ucd=0, điền áp tại đầu vào U=EAB(T)
Giả sử nhiệt độ đầu tự do tăng lên T0, khi đó t điện trở Rd tăng
lên, cầu mất cân bằng Ucd khác 0. Thực hiện điều chỉnh R* để
EAB(T*,T0)=Ucd. Điện áp tại đầu vào thiết bị đo lúc này ko phụ
thuộc vào nhiệt độ đầu cần đo.
* Mạch bù nhiệt độ đầu tự do:



Mắc thêm 2 đoạn dây bù C, D từ đầu ra cảm biến nhiệt độ tới
thiết bị đo.

Câu 1:Nêu nguyên lý chế tạo nhiệt điện trở kim loại RTD và
nhiệt điện trở bán dẫn Thesmistor? So sánh ưu nhược điểm
của 2 loại cảm biến này?
* Nhiệt điện trở kim loại RTD:
Dựa trên nguyên lý nhiệt độ thay đổi thì điện trở thay đổi, khi
đó sẽ có dòng chạy qua điện. Được chế tạo = kim loại ( Platin,
Nikel, Đồng, Vonfram)
Ưu/nhược:
+ Hđ ổn định
+ Chính xác cao
+ Ko cần bù nhiệt
- Giá thành cao
- Thời gian đáp ứng chậm
- Dải nhiệt độ đo ko cao
* Nhiệt điện trở bán dẫn:
Làm từ hổn hợp các oxid kim loại: mangan, nickel, cobalt,…
Nguyên lý: Thay đổi điện trở khi nhiệt độ thay đổi.
Ưu/ nhược:


Ưu điểm:


Độ nhạy cao với sự thay đổi nhỏ của nhiệt độ; dải đo nhiệt
độ từ vài độ K đến 3000C




Độ ổn định làm việc cao;



Độchính xác cao (±0.020C)
*Kích thước nhỏ

- Nhược điểm


Giới hạn đo thấp.



Quan hệ R-T phi tuyến

Câu 2:Nêu các đặc trưng chính như dải đo,hệ số điện trở
nhiệt và đặc tính tĩnh của 1 số cảm biến RTD thông dụng?
Nguyên lý và sơ đồ tổng quát theo phương pháp nguồn dòng
để đo nhiệt độ dùng của các cảm biến này?
* Đặc trưng của platin:
- Dải nhiệt độ làm việc khá rộng từ -2000C →10000C
- Hệ số nhiệt điện trở ở 00C bằng 3,97.10-3/0C .
- Có thể chế tạo với độ tinh khiết rất cao (99,999%) do đó tăng
độ chính xác của các tính chất điện;
- Có tính trơ về mặt hoá học và tính ổn định cấu trúc tinh thể
cao do đó đảm bảo tính ổn định cao về các đặc tính dẫn điện;
-


Có đặc tính phi tuyến:


-

Trong thực tế người ta thường sử dụng nhiệt điện trở Platin
được chế tạo dưới dạng chuẩn Pt100 để làm cảm biến đo
nhiệt độ từ 00C-1000C. Khi đó :

Rt=R0(1+αt), α ≈ 3,9.10-3/0C
* Đặc trưng của Nikel:
Dải nhiệt độ làm việc: 1950C-2600C;
- Hệ số nhiệt điện trở cao, trong khoảng 00C-1000C thì
-Điện trở ở 1000Clớn gấp 1,617 lần điện trở ở 00C. Do độ nhạy
nhiệt cao nên cho phép chế tạo cảm biến với kích thước nhỏ
- Dễ bị oxy hoá khi ở nhiệt độ cao làm giảm sự ổn định hệ số
nhiệt
Điện trở suất của Ni cao gấp 5 lần Cu
*Đặc trưng của Cu:
- Dải nhiệt độ làm việc: 500C-1800C;
-

Quan hệ giữa điện trở và nhiệt độ: Rt=R0(1+αt),

α là hệ số nhiệt của Cu. Ở khoảng nhiệt độ 00C-1000C: α
=3,9.10-3/0C
R0 - điện trở tại nhiệt độ 00C


Khi chưa biết R0 có thể sử dụng biểu thức:


Rt1 và Rt2 là điện trở của cảm biến ứng với nhiệt độ t1 và
t2,
τ =1/α - hằng số, τ = 234
Câu 7: (3đ-1) Nêu nguyên lý đo chất lưu? Cấu tạo và
nguyên ý làm việc của cảm biến đo mức dựa trên cảm biến
điện dung?
* Nguyên lý đo mức chất lưu:
Khi đo liên tục: thông qua biên độ hoặc tần số của tín hiệu đo
có thể xác định thể tích chất lưu còn lại trong bình chứa.
Khi đo theo ngưỡng: cảm biến đưa ra tín hiệu dạng nhị phân
cho biết thông tin về tình trạng hiện tại mức ngưỡng chất lưu.
* Cấu tạo, nguyên lý hđ cảm biến đo mức kiểu điện dung:
- Khi chất lỏng là chất cách điện, có thể tạo ra 1 tụ điện bằng 2
điện cực hình trụ nhúng trong chất lỏng hoặc 1 điện cực kết hợp
với điện cực thứ 2 là thành bình chứa = kim loại. Chất điện môi
giữa 2 điện cực chính là chất lỏng ở phần điện cực bị ngập và
ko khí ở phần ko có chất lỏng. Việc đo mức chất lưu đc chuyển
thành đo điện dung của tụ điện, điện dung này thay đổi theo
mức chất lỏng có trong bình chứa. Trong trường hợp chất lưu là
chất dẫn điện để tạo tụ điện dùng 1 điện cực bên ngoài phủ lớp
cách điện.


* Phạm vi áp dụng:
PP này đạt đc độ tuyến tính trong khoảng đo lớn, dùng để đo
mức chất lỏng dễ bay hơi, dễ nổ và ăn mòn, khoảng đo lớn 0 –
5m.

Câu 3: Nêu nguyên lý đo và các đặc trưng của phương pháp

đo đọ ẩm? So sánh ưu nhược điểm của một số cảm biến đọ
ẩm thông dụng(kiểu điện trở, kiểu điện dung, kiểu so sánh
nhiệt độ điểm sương)
Các pp đo độ ẩm:
* Đo độ ẩm kiểu phương pháp nhiệt độ điểm sương:
Hệ thống được bố trí cho nguồn sáng phát xạ qua gương chuẩn
ở 1 góc 45 độ. 1 transistor quang thu ánh sáng phản xạ, sau đó
nhiệt độ của gương chuẩn đc điều khiển thông qua 1 tín hiệu
điện. Hệ thống thực hiện làm lạnh bề mặt gương xuống dưới
nhiệt độ xung quanh cho đến khi xảy ra quá trình ngưng tụ.
Việc ngưng tụ trên mặt gương làm ánh sáng phát ra từ nguồn
sáng bị tán xạ, làm giảm đột ngột mức tín hiệu của transistor
quang. Nhiệt độ bề mặt gương chính là điểm sương được đọc
thông qua 1 cảm biến nhiệt độ RTD hoặc Thermistor.
Ưu/ nhược:
Ưu điểm:
- Độ ổn định và độ chính xác rất cao:


×