BÀI TẬP LỚN ĐO LƯỜNG VÀ CẢM BIẾN: QUY TRÌNH PHÂN LOẠI VÀ ĐÓNG GÓI BAO BÌ XI MĂNG TỰ ĐỘNG

Bài tập lớn ĐL&CB

Nhóm 2

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

BÀI TẬP LỚN
ĐO LƯỜNG VÀ CẢM BIẾN
---------ĐỀ TÀI: QUY TRÌNH PHÂN LOẠI VÀ ĐÓNG GÓI BAO BÌ XI MĂNG
TỰ ĐỘNG
GVHD: MAI THẾ THẮNG
NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

TRẦN VĂN THAO
NGÔ VĂN VINH
NGUYỄN QUANG HƯNG
LÊ VĂN GIANG
HOÀNG QUỐC HIỆP
TRẦN VIỆT HÙNG
LƯU VĂN SĨ
HÀ VĂN MẠNH

NGUYỄN VĂN QUYỀN
Sinh viên lớp: ĐHCNKT Điện 4_K6 HaUI

1


Bài tập lớn ĐL&CB

Nhóm 2

MỤC LỤC
Trang
1. ĐÔI NÉT VỀ QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT XI MĂNG……………………3
2. PHÂN TÍCH CÔNG NGHỆ HỆ THỐNG ĐÓNG BAO XI MĂNG TỰ
ĐỘNG……. …………………………………………………………………..6
3. CẢM BIẾN SỦ DỤNG TRONG HỆ THỐNG……………………………9
3.1. Cảm biến trọng lượng ( LOAD CELL) ……………………………….10
3.2 Cảm biến vị trí và dịch chuyến ………………………..………….…….18
3.3 Cảm biến quang……………….………………………………………….25

2


Bài tập lớn ĐL&CB

Nhóm 2

1. ĐÔI NÉT VỀ QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT XI MĂNG
Quy trình sản xuất xi măng:
Gồm 6 giai đoạn sau:

- Giai đoạn 1: Khai thác mỏ.
- Giai đoạn 2: Gia công sơ bộ nguyên liệu.
- Giai đoạn 3: Nghiền, sấy phối liệu sống.
- Giai đoạn 4: Nung Clinker.
- Giai đoạn 5: Nghiền xi măng.
- Giai đoạn 6: Đóng gói xi măng.
1.1 Giai đoạn 1: Khai thác mỏ.
Xác định nguồn khoáng sản,thăm dò địa hình và đánh giá chất lượng.
1.2 Giai đoạn 2: Gia công sơ bộ nguyên liệu.
Đá vôi, đất sét, quặng sắt…được vận chuyển từ mỏ khai thác về nhà máy
thường ở dạng viên tảng có kích thước lớn, nên phải được đập nhỏ trước để tiện
cho việc nghiền, sấy khô, chuyển tải và tồn trữ.
Vật liệu sau khi được đập nhỏ và có độ hạt đồng đều nên giảm được hiện tượng
phân li của độ hạt khác nhau trong quá trình vận chuyển và tồn trữ, có lợi cho
việc tạo ra thành phần liệu sống và sự phối liệu được chính xác. Nhưng trong
sản xuất xi măng độ hạt của vật liệu là hạt vừa, nếu hạt quá nhỏ sẽ làm cho hệ
thống đập nhỏ phức tạp thêm
- Máy đập nhỏ:
+ Đập nhỏ là quá trình làm giảm nhỏ độ hạt của vật liệu bằng phương pháp
cơ học.
+Trước đây, đập nhỏ được chia làm 3 giai đoạn là đập thô, đập vừa và đập
nhỏ. Hiện nay chỉ áp dụng một giai đoạn đập nhỏ đã đạt được đường kính hạt là
1100mm, có khi còn nhỏ hơn 25mm. Như vậ, hệ thống đập nhỏ đã được đơn
giản đi rất nhiều, không những giảm được vốn đầu tư, giảm ô nhiễm mà còn
nâng cao hiệu suất lao động.
- Thiết bị đập nhỏ:
+ Có nhiều kiểu thiết bị đập nhỏ như: kiểu hàm, kiểu cối xay, kiểu trục cán,
kiểu búa…Tuỳ thuộc vào điều kiện kinh tế và trình độ kỹ thuật của từng nước
3

Bài tập lớn ĐL&CB

Nhóm 2

mà sử dụng thiết bị đập nhỏ phù hợp để mang lại hiệu quả kinh tế cao và dễ vận
hành, sửa chữa.
+ Thường thì các nhà máy sử dụng máy đập nhỏ kiểu búa đơn quay để đập
nhỏ đá vôi, Mergel, than, Clinker…Ưu điểm của loại máy này năng lực sản xuất
lớn, tỉ suất đập nhỏ cao, cấu tạo đơn giản, thân máy nhỏ, độ hạt đồng đều, dễ
thay thế linh kiện. Tuy nhiên nó cũng có những nhược điểm là: đầu búa, rãnh
răng lược, tấm lót chống bị mài mòn; khi sản xuất tạo nhiều bụi; không thích
hợp đập nhỏ các vật liệu bị ẩm ướt hoặc vật liệu dính.
1.3 Giai đoạn 3: Nghiền, sấy phối liệu sống.
- Sấy phối liệu sống:
+ Phối liệu đã được định lượng gồm đá vôi, đất sét sẽ được nạp vào máy
nghiền đứng. Tại đây phối liệu được nghiền và sấy khô bằng khí thải từ lò nung.
Sau khi sấy thì lượng nước có trong nguyên liệu, chủ yếu là trong đất sét giảm
xuống rất nhiều, tạo điều kiện cho các giai đoạn sau như nung Clinker, tồn trữ xi
măng.
- Nghiền phối liệu sống:
+ Sử dụng phương pháp nghiền bi để nghiền phối liệu sống, tỉ lệ chiều
dài và đường kính của máy nghiền bi là 3:1.
+ Đặc điểm của máy nghiền bi thép là:
1. Áp dụng rộng rãi trong việc nghiền vật liệu rắn, năng lực sản xuất lớn.
2. Khi độ hạt liệu vào là 20 ÷ 30mm thì độ nhỏ của sản phẩm có thể đạt tới
0,1mm.
3. Có thể tiến hành nghiền, sấy cùng một lúc.
4. Kết cấu đơn giản, dễ kiểm tra, dễ thay thế linh kiện.
5. Vận hành tốt.

6. Phát ra tiếng ồn khá lớn khi vận hành, tiêu hao nhiều năng lượng trong
một đơn vị sản xuất.
1.4 Giai đoạn 4: Nung Clinker.
4


Bài tập lớn ĐL&CB

Nhóm 2

Clinker là sản phẩm nung thiêu kết ở 1450oC của đá vôi, đất sét và một số phụ
gia điều chỉnh.
Nung Clinker xi măng là khâu then chốt trong sản xuất xi măng. Nhiệt độ của
vật liệu từ 1300 ÷ 1450 ÷ 1300oC là tiến hành nung Clinker. Khi nhiệt độ của
vật liệu đạt mức trên thì các chất sắt nhôm 4 canxi, nhôm 3 canxi, oxit magie và
các chất kiềm bắt đầu nóng chảy; oxit canxi, silic 2 canxi hoà vào trong pha
lỏng.
Trong pha lỏng, oxit canxi, silic 2 canxi xảy ra phản ứng tạo thành silic 3
canxi, đây là quá trình hấp thụ vôi. Khi đạt 14500C vôi tự do được hấp thụ đầy
đủ.
Phản ứng:
2CaO.SiO2 + CaO → 3CaO.SiO2
Quá trình giảm nhiệt độ từ 1450→13000C là quá trình hoàn thiện tinh thể
Alite, cho tới 13000C thì pha lỏng bắt đầu đông kết, phản ứng tạo thành silic 3
canxi cũng kết thúc. Lúc này trong vật liệu còn một số oxit canxi chưa hoá hợp
với silic 2 canxi, gọi là oxit canxi tự do.
Sau khi nung thành Clinker phải tiến hành làm nguội. Mục đích là để tăng
chất lượng Clinker, nâng cao tính dễ nghiền, thu hồi nhiệt dư của Clinker, giảm
hao nhiệt, nâng hiệu suất nhiệt của hệ thống nung, giảm nhiệt độ Clinker, thuận
tiện cho việc tồn trữ, vận hành và nghiền Clinker.

1.5 Giai đoạn 5: Nghiền xi măng. Sau khi làm nguội, Clinker được chuyển
lên xilo Clinker. Từ đây, Clinker được nạp vào máy nghiền xi măng cùng thạch
anh và các phụ gia điều chỉnh; hệ thống nghiền sơ bộ có thiết bị lọc bụi hiệu suất
cao.
Mục đích của việc nghiên xi măng: có 2 mục đích
- Xi măng càng mịn thì càng tăng diện tích bề mặt.
- Tăng tính năng thuỷ phân hoá rất mạnh, nó bao bọc cát sạn trong bê tông
và dính kết lại với nhau.
Nhưng thực tế nếu nghiền quá mịn sẽ giảm sản lượng của máy nghiền, tăng
5


Bài tập lớn ĐL&CB

Nhóm 2

tiêu hao điện năng. Đồng thời, kích cỡ hạt càng mịn thì khi tồn trữ dễ mất đi
hoạt tính, giảm độ bền vững của bê tông. Vì vậy độ mịn của xi măng được
khống chế trong khoảng 88µm, dư trên rây khoảng 5→10%.
1.6 Giai đoạn 6: Đóng gói xi măng.
Sau khi nghiền, xi măng chưa thể xuất xưởng ngay mà phải qua tồn trữ
trung gian. Nhiên liệu được cấp cho các vòi phun qua khâu trung gian,từ đây các
vòi phun sẽ cấp nhiên liệu để đóng bao.
Sau khi đóng bao các bao sẽ được vận chuyển về kho bằng băng tải, hoặc
được vận chuyển trực tiếp lên xe để vận chuyển đến nơi tiêu thụ.

6


Bài tập lớn ĐL&CB

Nhóm 2

2. PHÂN TÍCH CÔNG NGHỆ HỆ THỐNG ĐÓNG BAO XI
MĂNG TỰ ĐỘNG
Xi măng dạng bột ở thùng chứa xi măng được đưa xuống buồng chứa
trung gian.Buồng chứa trung gian có chức năng chứa xi măng để cung cấp cho
vòi phun.Tại buồng chứa sử dụng các con cảm biến mức dạng tiếp điểm “level
switch” . khi xi măng bột dâng cao đến một độ cao nhất định,thì tiếp điểm của
cảm biến tác động. và khi xuống thấp quá cho phép thì cảm biến lại tác động để
xi măng từ thùng chứa nạp vào buồng chứa trung gian.
Mô hình như hình vẽ:

7


Bài tập lớn ĐL&CB

Nhóm 2

Xi măng từ buồng chưá trung gian được đưa xuống các vòi phun.trên các
vòi phun được gắn các pistong khí nén và các van đóng mở để điều khiển lượng
xi măng qua vòi phun.Các vòi phun được gắn cảm biến vị trí tiệm cận proximity
switch để nhận biết vỏ bao xi măng được đưa vào phía dưới. Bên cạnh các vòi
phun là hệ thống đưa bao vào và kẹp mở miệng bao, khi vỏ bao đến phía dưới
vòi phun thì tác động lên cảm biến vị trí trên vòi phun,cảm biến này tác động lên
vòi phun. Vòi phun hạ xuống,mở các van trên vòi xả xi măng vào bao. Ở đây đặt
hệ thống cân sử dụng cảm biến trọng lượng Load cell dùng để đo trọng lượng
của bao. Tín hiệu ra của cảm biến tác động lên bộ điều khiển điều khiển các van
đóng mở vòi phun để các bao xi măng đạt được khối lượng định trước là 50kg

với sai số khoảng 0.5%.
Bao xi măng đã đủ khối lượng đưa tới khâu may bao. Bao may xong
thông qua hệ thống băng truyền đưa về kho lưu trữ hoặc đưa trực tiếp ra xe vận
chuyển đến nơi tiêu thụ.Trên băng tải đươc gắn cảm biến quang để xác định số
lượng xi măng đã được đóng gói.

8


Bài tập lớn ĐL&CB

Nhóm 2

1:

Phễu cấp bột liệu

1.1, 1.2: Cơ cấu đóng mở phễu nhiên liệu.
2: Cảm biến mức dạng tiếp điểm điều khiển cơ cấu đóng
mở phễu

9


Bài tập lớn ĐL&CB

Nhóm 2

3. CẢM BIẾN SỦ DỤNG TRONG HỆ THỐNG
Hệ thống sử dụng nhiều cảm biến và các cơ cấu chấp hành. Dưới đây là

các cảm biến được sử dụng trong hệ thống:
1. cảm biến trọng lượng (load cell)
2. cảm biến vị trí (hall hoặc cảm biến điện trở)
3. cảm biến mức dạng tiếp điểm ( level switch)
4. cảm biến quang. (loại phản xạ hoặc thu phát độc lập)
a. Cảm biến: thu nhận và biến đổi sự thay đổi của đại lượng không điện
thành
sự thay đổi của đại lượng điện đầu ra.
Mạch đo: gia công tín hiệu từ khâu chuyển đổi cho phù hợp với cơ cấu chỉ
thị. Bao gồm : khuếch đại, dịch mức, lọc, phối hợp trở kháng
Cơ cấu chỉ thị: hiển thị kết quả đo ( Số, kim, điện tử ).

Đại lượng

X

Y

Đại lượng điện

Không điện
Quan hệ giữa tín hiệu đầu vào và đầu ra của cảm biến được biểu diễn :
Y = f(X)
Nếu xuất hiện nhiễu, thì Y = f(X, X1, X2,…, Xn)
Trong đóX1, X2,…là những đại lượng nhiễu, ở điều kiện lý tưởng thì
các nhiễu này bằng 0.
b. Ngưỡng độ nhạy và giới hạn đo.
Ngưỡng độ nhạy là độ biến thiên lớn nhất của ngõ vào mà ngõ ra chưa
thay đổi
Y = f(X + ∆0) Æ ∆0 càng nhỏ càng tốt

10


Bài tập lớn ĐL&CB

Nhóm 2

Giới hạn đo là phạm vi biến thiên ngõ vào mà phương trình chuyển đổi
còn nghiệm đúng. Khi lựa chọn cảm biến phải chọn cảm biến có giới hạn đo lớn
hơn hoặc bằng khoảng muốn đo.
c. Độ tuyến tính.
Một cảm biến được gọi là tuyến tính trong một dải đo xác định nếu trong dải đo
đó độ nhạy không phụ thuộc vào giá trị đo.Nếu cảm biến không tuyến tính,
người ta sử dụng các mạch đo để hiệu chỉnh thành tuyến tính gọi là sự tuyến tính
hóa.
d. Sai số.
Là sai lệch giữa giá trị thực và giá trị đo được gồm sai số tuyệt đối và sai số
tương đối
3.1. CẢM BIẾN TRỌNG LƯỢNG ( LOAD CELL)
3.1.1 Vài nét về cảm biến biến dạng strain gage:

Hình ảnh cảm biến biến dạng strain gage
Cảm biến biến dạng gồm một sợi dây dẫn có điện trở suất ρ (thường dùng
hợp kim của Niken) có chiều dài l và có tiết diện s, được cố định trên một phiến
cách điện như hình vẽ:

11


Bài tập lớn ĐL&CB

Nhóm 2

Khi đo một biến dạng của một bề mặt dùng strain gage, người ta dán chặt
strain gage lên trên bề mặt cần đo sao cho khi bề mặt thiết bị biến dạng thì strain
gage cũng bị biến dạng. Điện trở của cảm biến:

Khi cảm bến bị biến dạng do kích thước của dây dẫn bị thây đổi nên điện
trở của cảm biến thay đổi một lượng ΔR:

Trong đó Δl là biến thiên chiều dài dây dẫn, Δρ là biến thiên điện trở suất
của dây dẫn, và Δs là biến thiên tiết diện dây dẫn, R là điện trở cảm biến khi
chưa bị biến dạng.
Biến dạng dọc của dây dẫn kéo theo biến dạng ngang của dây. Nếu dây
dẫn hình chữ nhật có các cạnh a,b hoặc dây dẫn tròn có đường kính d thì quan
hệ giữa biến dạng dọc và ngang của dây như sau:

Trong đó v là hệ số Poisson. Trong vùng đàn hồi , v ≈0,3. tiết diện s của
dây s = a.b = Π.l2/4 nên :

Sự thay dổi của điện trở suất của dây dẫn theo quan hệ:

12


Bài tập lớn ĐL&CB

Nhóm 2

Trong đó C là hằng số Bridman. V = l.s. ΔV là thể tích và lượng biến thiên

thể tích của dây dẫn.
Từ đó ta được:

Với K = ( 1 + 2v + C – 2Cv ).

●

Mạch đo dùng strain gage :
Trường hợp dùng 2 strain gage thì Rx1 sẽ là strain gage nén
( Rx1 = R - ΔR), Rx2 là strain gage giãn ( Rx2 = R + ΔR).
Mạch đo:

a. Mạch đo dùng một strain gage

b. Mạch đo dùng 2 strain

gage
mạch a điện áp V0 là:

Mạch đo 2 điện áp V0 là:

3.1.2 Cảm biến trọng lượng load cell:
13


Bài tập lớn ĐL&CB

Nhóm 2

a. Cấu tạo load cell

- load cell là một vật chứng đàn hồi, là một khối nhôm hoặc thép không
gỉ được xử lí đặc biệt, trên vật chứng có dán 4 strain gage. Khi vật chứng bị biến
dạng dưới tác dụng của trọng lượng tác động vào load cell thì có thể 2 hoặc 4
strain gage bị tác động. tùy vào dạng của vật chứng ta có các loại load cell.

Các strain gage trong load cell được kết nối thành một mạch

cầu

Wheastone như hình vẽ. các strain gage trong mạch cầu có tác dụng bù ảnh
hưởng của nhiệt độ.

14


Bài tập lớn ĐL&CB

Nhóm 2

Kết nối các strain gage trong load cell
Khi không bị tác động, điện trở của các strain gage bằng nhau, cầu ở trạng
thái cân bằng. khi bị tác động, vật chứng bị biến dạng, các strain gage thay
đổi điện trở làm cầu bị lệch và xuất hiện ở ngõ ra một điện áp V0.
+ khi load cell cos 2 strain gage tích cực ( R2, R4 giãn, R1, R3 cố định)

Thường thì giá trị của ΔR << R nên biểu thức trên có thể viết lại :

+ khi load cell có 4 strain gage tích cực (R 1 =R4 =R+ΔR, R1 =R3=R+ ΔR)
điện áp ra của cầu V0:

Từ đây ta thấy điện áp ngõ ra của cầu tỷ lệ với lượng thay đổi diện trở của
strain gage.
- Mạch tương đương của load cell:
Từ sơ đồ kết nối ta có sơ đồ tương đương Thevenin của load cell như hình
dưới. trong đó Rtd là tổng trở tương đương của mạch khi ngắn mạch nguồn
cung cấp. V0 là điện áp ở ngõ ra của load cell khi hở mạch.
15


Bài tập lớn ĐL&CB

Nhóm 2

Trong hệ thống sử dụng nhiêu load cell, việc kết nối nhiều load cell vào
một cơ cấu chỉ thị phải đảm bảo sao cho cùng một khối lượng tác động vào
các load cell thì chỉ số trên cơ cấu chỉ thị phải như nhau. Để đảm bảo được
yêu cầu này thì các load cell phải được nối vào mạch cộng tín hiệu trước khi
đưa về đầu cân để xử lý. Vì mỗi load cell có một độ nhạy khác nhau cho dù
cùng loại nên Junction Box có 4 biến trở điều chỉnh để các load cell cùng ra
một sai lệch điện áp đối với cùng một tải trọng. Các biến trở này được mắc
vào nguồn cung cấp cho load cell vì thay đổi áp nguồn cung cấp sẽ làm thay
đổi tín hiệu điện áp ra. Ngoài ra có thể cộng các tín hiệu lại với nhau, người
ta dùng thêm một điện trở mắc ở ngõ ra của các load cell. Sơ đồ nguyên lý
của Junction Box ngư hình vẽ:

Sơ đồ kết nối một load cell và mạch tương đương Thevenin

16

Bài tập lớn ĐL&CB

Nhóm 2

Sơ đồ Junction Box 4 load cell
Ta có sơ đồ thay thế mạch của mạch Junction Box :

- Khi nối thêm biến trở chỉnh nguồn và điện trở cộng tín hiệu vào load cell,
thì điện áp ngõ ra của mỗi load cell :

17


Bài tập lớn ĐL&CB

Nhóm 2

Gọi U = Sig(+) – Sig(-) là điện áp ngõ ra của Junction Box, R td2, Rtd3, Rtd4 là
tổng trở tương đương của mỗi load cell ta có :

Nếu tổng trở tương đương của các load cell là giống nhau thì ta có:

b. Ứng dụng:
Load cell được sử dụng trong hệ thống cân như cân oto, cân định lượng
trong các hệ thống trộn phối liệu: bê tông, thức ăn gia súc, xi măng…., các hệ
thống cân đóng bao. Ngoài ra còn có thể dùng để đo lực, đo mômen…
Trong hệ thống đóng bao xi măng tự động sử dụng load cell để kiểm tra
khối lượng bao xi măng đảm bảo yêu cầu. Ở đây sử dụng loại cảm biến Load
Cell SBA sau:

18


Bài tập lớn ĐL&CB

Nhóm 2

Kích thước thân:

Chất liệu : thép mạ kẽm
Dây cáp: bện 4 dây cáp tròn có bọc lớp Urethane.

19


Bài tập lớn ĐL&CB

Nhóm 2

Đây là cảm biến SBA load cell do hãng DG cell sản xuất với các thông số
kỹ thuật sau:

Khối lượng tối đa

Kg

50,

100,

200,

250,

500,
1tf,

2tf,

3tf,
Cấp chính xác

D3

C3

Sai số

%

0,03

0,02

Tính lặp lại

%

0,01

0,01

Độ biến dạng trong 30 phút

%

0,03

0,017

giá trị 0

%/100C

0,028

0,014

giá trị đầu ra

%/100C

0,015

0,011

ảnh hưởng nhiệt độ

Kích thích
Trung bình

V

10

Cực đại

V

15

Đầu vào

Ω

400 ± 25

Đầu ra

Ω

350 ± 3,5

Cách điện

MΩ

> 2000

C

-10 -> +40

C

-30 -> +80

Điện trở

Bù nhiệt độ hoạt động

0

Nhiệt độ hoạt động

0

3.2 CẢM BIẾN VỊ TRÍ VÀ DỊCH CHUYỂN
3.2.1 Cảm biến Hall:
20


Bài tập lớn ĐL&CB

Nhóm 2

1.Nội dung:
a.Khái niệm:
Cảm biến Hall hoạt động dựa trên nguyên tắc hiệu ứng Hall . Hiệu ứng
Hall liên hệ giữa điện thế giữa hai đầu dây dẫn với từ trường. Nếu sử dụng cảm

biến Hall này với một nam châm vĩnh cửu ta có thể nhận biết được vị trí các vật
nhiễm từ: 2.Nguyên lý hoạt động:
b.Cấu tạo:
- Sơ đồ:

Chú thích : 1: Nam châm vĩnh cữu
2: Đường lực từ
3: Vật nhiễm từ
c. Hoạt động :
- Trong điều kiện bình thường : Khi vật thể nhiễm từ đặt sát bên cạnh thì
từ lực chạy qua cảm biến hall sẽ giảm đi rỏ rệt, khi đó cảm biến sẽ xác định
được vị trí của vậy nhiểm từ .
- Trong điều kiện khác :
2. Phạm vi sử dụng :
- Ưu điểm :
+ Cấu tạo đơn giản dễ chế tạo.
21


Bài tập lớn ĐL&CB

Nhóm 2

+ Giá thành rẻ .
+ Hoạt động ổn định .
- Nhược điểm :
+ Kích thước lớn .
+ Trong điều kiện làm việc nhiệt độ cao thì độ ổn định làm việc không
cao.
- Biện pháp khắc phục :

Sử dụng các vật bán dẫn ( silic ) thì có thể giảm kích thước , tăng độ
chính xác, tăng độ ổn định và có thể cấy trực tiếp trên cảm biến một mạch
khuếch đại
3. Ứng dụng :
- Trong thực tế :
+ Dùng trong phân loại sản phẩm
+ Dùng để xác định vi trí di chuyển
+ Được sủ dụng nhiều trong robot
- Sử dụng Hall Effect Sensor để đo vị trí
Tạo mô hình thực nghiệm như hình vẽ dưới, gồm có 1 động cơ (loại nào
cũng được), nam châm hình đĩa tròn (Ring Magnet) như trong hình vẽ, 1 cảm
biến Hall Effect loại tín hiệu ra tương tự (nếu dùng Hall Effect tín hiệu ra số thì
phải làm mô hình dạng khác).

22


Bài tập lớn ĐL&CB

Nhóm 2

Có ba đường đặc tuyến sau khi được tuyến hóa trong vùng từ trường
-640 < B (Gauss) < 640. Hình dáng của đường tuyến tính hóa phụ thuộc vào
điện áp cấp (Vs) cho cảm biến

23


Bài tập lớn ĐL&CB

Nhóm 2

Viết một chương trình thu thập dữ liệu trên VDK Pic. Mạch phần cứng có
thể thiết kế theo nguyên lý sau:

3.2.2 Cảm biến điện trở :
- Định nghĩa : cảm biến điện trở là cảm biến mà đương lượng đầu vào là
các di chuyển cơ (thẳng hoặc quay) còn đương lượng đầu ra là sự biến đổi
điện trở tương ứng.
- Phân loại : 3 loại
+ Cảm biến điện trở dây quấn
+ Cảm biến điện trở tiếp xúc
+ Cảm biến điện trở biến dạng
1. Cảm biến điện trở dây quấn :
- Cấu tạo, nguyên lý làm việc giống như một biến trở điều chỉnh. Đương
lượng đầu vào là đương lượng vào tác động trực tiếp vào tiếp điểm động cảm
biến dẫn đến trị số đầu ra cảm biến biến đổi tương ứng. Tiếp điểm động cảm
biến có thể chuyển động thẳng hoặc quay.
24


Bài tập lớn ĐL&CB

Nhóm 2

Cấu tạo : gồm 3 bộ phận chính
+ Khung quấn dây : làm bằng vật liệu cách điện chịu nhiệt có tiết diện
không đổi (tuyến tính) hoặc thay đổi (phi tuyến)
+ Dây điện trở : được sử dụng có điện trở suất lớn, ít bị oxi hóa và hệ số
nhiệt điện trở α thấp. Bên ngoài dây được phủ một lớp sơn cách điện. Độ

lớn điện trở dây phụ thuộc độ chính xác của cảm biến.
d = (0.03 ÷ 0.1)mm : độ chính xác cao
d = (0.1 ÷ 0.5)mm : độ chính xác thấp
+ Tiếp điểm động : được làm bằng vật liệu dẫn điện tốt, chịu mài mòn,
có điện trở bé
- Nguyên lý : Khi x biến đổi dẫn đến điện trở cảm biến biến đổi theo.
Điện
áp đầu ra cũng biến đổi theo điện trở cảm biến. Qua Ura đo được ta xác định
được x.
- Phân loại : gồm 2 loại theo kết cấu
+ Cảm biến điện trở dây quấn tuyến tính
+ Cảm biến điện trở dây quấn phi tuyến
a. Cảm biến điện trở tuyến tính :
- Định nghĩa : là loại cảm biến mà quan hệ giữa Ura và x là dạng đường
thẳng.

25