Bài giảng Đo lường công nghiệp - Chương 2: Cảm biến

Cảm BiếnNhóm trình bày:Lê Tuấn Tăng (40902329)Trần Duy Tân (40902387)Lâm Thành Thái (40902431)10/24/20211ĐO LƯỜNG CÔNG NGHIỆPChương 2:(Sensor characteristics)GV: Lê Ngọc ĐìnhNội dung:Bộ chuyển đổi, cảm biến và đo lường.Hiệu chuẩn, nhiễu và hiệu chỉnh.Đặc tính của cảm biến.10/24/2021ĐO LƯỜNG CÔNG NGHIỆP2BỘ CHUYỂN ĐỔILà thiết bị chuyển đổi tín hiệu từ dạng này sang dạng khác. Ví dụ: MAX232, bộ chuyển đổi A/D,Mở rộng: có thể hiểu bộ chuyển đổi là thiết bị chuyển đổi năng lượng từ dạng này sang dạng khác.10/24/2021ĐO LƯỜNG CÔNG NGHIỆP3Cảm BiếnLà thiết bị nhận và đáp ứng đối với tín hiệu hoặc kích thích.(Định nghĩa khác) Là thiết bị chịu tác động của đại lượng cần đo không có tính chất điện và tạo tín hiệu điện ở đầu ra.Đây là thiết bị giúp chúng ta có thể đo được các đại lượng không điện dễ dàng hơn.10/24/2021ĐO LƯỜNG CÔNG NGHIỆP4CẤU TRÚC BỘ CHUYỂN ĐỔI(cấu trúc thiết bị đo)10/24/2021ĐO LƯỜNG CÔNG NGHIỆP5Cảm biếnBộ xử lý + Chấp hànhĐO LƯỜNG10/24/2021ĐO LƯỜNG CÔNG NGHIỆP6Đối tượng đo là các đại lượng vật lý: nhiệt độ, áp suất, độ ẩm, tác động lên cảm biến theo những quy luật vật lý đã biết.Tín hiệu từ cảm biến có thể hiển thị ngay giá trị cần đo, hoặc phải qua quá trình xử lý hiệu chỉnh hoặc được gửi đến trung tâm thu thập.Mô hình đơn giản là nhiệt kế nhiệt dùng cặp nhiệt điện.ĐO LƯỜNGLà quá trình đánh giá định lượng đối tượng cần đo để có kết quả bằng số có đơn vị.So sánh với một mẫu cùng loại: chiều dài, khối lượng,So sánh với hai hay nhiều mẫu: vận tốc (m/s), áp suất (N/m2),10/24/2021ĐO LƯỜNG CÔNG NGHIỆP7Cân chuẩn10/24/2021ĐO LƯỜNG CÔNG NGHIỆP8Cân chuẩn (Calibration) : có mục đính làm rõ mối quan hệ giữa giá trị của đại lượng cần đo và giá trị ở đầu ra của cảm biến.Mối quan hệ được trình bày dưới dạng đồ thị hoặc đại số.Nhiễu & Hiệu chỉnh10/24/2021ĐO LƯỜNG CÔNG NGHIỆP9Nhiễu(Interfering): những đại lượng vật lý tác động lên cảm biến, ảnh hưởng đến tín hiệu đo. Tức là thay đổi X.Ví dụ: sóng điện từ, ánh sángs = S.XHiệu chỉnh(Modifying): đại lượng vật lý làm thay đổi hành vi (đáp ứng) của cảm biến. Tức là làm thay đổi S.Ví dụ: nhiệt độ.Đặc tính của cảm biếnĐặc tính tĩnh(Static characteristics): là đặc tính được xác định khi đáp ứng của cảm biến đạt giá trị cuối cùng hoặc ở trạng thái xác lặp.Đặc tính động(Dynamic characteristics): là đặc tính đáp ứng của cảm biến với tính hiệu vào.10/24/2021ĐO LƯỜNG CÔNG NGHIỆP10Đặc tính tĩnhĐộ Chính Xác (Accuracy): khả năng của dụng đo cho kết quả đo gần với giá trị thực.Độ Đúng (Precision): với cùng điều kiện đo thì cho cùng một kết quả.Độ phân giải (Discrimination): là sự thay đổi tối thiểu của ngõ vào để thấy được sự thay đổi của ngõ ra.10/24/2021ĐO LƯỜNG CÔNG NGHIỆP11Độ chính xác (Accuracy):Là khả năng của dụng đo cho kết quả đo gần với giá trị thực.10/24/2021ĐO LƯỜNG CÔNG NGHIỆP12Độ đúng (Precision)10/24/2021ĐO LƯỜNG CÔNG NGHIỆP13Là khả của thiết bị sau nhiều lần đo cho kết quả có giá trị gần nhau trong cùng điều kiện đo.Là thông số đánh giá tính ổn định của thiết bị.Sai số hệ thốngLà sai số mà giá trị trung bình luôn lệch khỏi giá trị thực, không phụ thuộc vào số lần đo.Nguyên nhân:Nhiễu, hiệu chỉnh.Quá trình truyền dẫn làm suy giảm tín hiệu.Do người quan sát.Các phương pháp hiệu chỉnh: hồi tiếp, lọc, chống nhiễu,10/24/2021ĐO LƯỜNG CÔNG NGHIỆP14Sai số ngẫu nhiênLà sai số mà sự xuất hiện mang tính không xác định.10/24/2021ĐO LƯỜNG CÔNG NGHIỆP15Một vài nguyên nhân:Nhiễu nền.Cảm ứng ký sinh.Thăng gián điện áp nguồn.Một vài đặc tính tĩnhTầm đo (input range).Độ nhạy (sensitivity).Tính tuyến tính (linearity).Tính đơn điệu (Monotonicity).10/24/2021ĐO LƯỜNG CÔNG NGHIỆP16Cảm ơn thầy và các bạn!10/24/2021ĐO LƯỜNG CÔNG NGHIỆP17