Bài giảng Cảm biến - Các bộ phận cơ bản trong hệ thống tự động

CÁC BỘ PHẬN CƠ BẢN TRONG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG  MỤC TIÊU CHƯƠNG 2 + Phân tích cấu trúc cơ bản của hệ thống tự động và nhiệm vụ của các bộ phận chính + Thiết kế các thiết bị tự động đơn giản trong công nghiệp và đời sống NỘI DUNG CHƯƠNG 2 2.1- CÁC VÍ DỤ VỀ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG 2.2- CẤU TRÚC CƠ BẢN CỦA HTTĐ 2.3- NHIỆM VỤ CỦA CÁC BỘ PHẬN CHÍNH 2.4- CẢM BIẾN 2.5- BỘ PHẬN ĐIỀU KHIỂN 2.6- BỘ PHẬN CHẤP HÀNH 2.7- CÔNG CỤ MÔ TẢ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG 2.1- VÍ DỤ: HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VÀ ĐÓNG GÓI TỰ ĐỘNG MÁY PHÂN LOẠI KÍCH THƯỚC TỰ ĐỘNG MẠCH ĐIỀU KHIỂN CƠ CẤU TÁC ĐỘNG CƠ CẤU ĐỰNG SẢN PHẨM THÙNG ĐỰNG SP 2.2- CẤU TRÚC CƠ BẢN CỦA HTTĐ 2.3- Nhiệm vụ của các phần tử chính trong hệ thống tự động 1- Cảm biến. 2- Bộ phận xử lí tín hiệu. 3- Bộ phận chấp hành 4- Bộ phận giao tiếp Nhiệm vụ của cảm biến - Tiếp nhận các tín hiệu vào(trong ngành cơ khí thường là tín hiệu cơ, nhiệt…) - Chuyển đổi các tín hiệu đó thành các đại lượng vật lý khác (thường là tín hiệu điện) - Truyền cho mạch điều khiển (bộ phận xử lí tín hiệu). BIEÁN ÑOÅI ÑAÏI LÖÔÏNG XỬ LÍ THÔNG TIN Đại lượng vật lý Điện năng Tín hiệu điện của đại lượng vật lý CẦN PHÁT HIỆN TÍN HIỆU CẦN TRUYỀN BỘ CẢM BIẾN BỘ XỬ LÝ Điện năng Nhiệm vụ của bộ phận xử lí thông tin (bộ phận điều khiển) - Thu nhận thông tin - Xử lý thông tin: tổ hợp, phân tích, so sánh, phân phối… - Xuất lệnh điều khiển Nhiệm vụ của bộ phận chấp hành Phaàn töû chaáp haønh seõ thöïc hieän caùc hoaït ñoäng nhö: ñoùng, môû, ñaåy, ngaét… caùc chuyeån ñoäng cuûa caùc boä phaän maùy hay caùc ñaàu löïc thöïc hieän nhieäm vuï cuûa mình. 2.4- CẢM BIẾN 1. Các thông số đặc trưng của cảm biến. 2. Cấu tạo cảm biến 3. Phân loại cảm biến 4. Các loại cảm biến thông dụng. . . 1- Các thông số đặc trưng của cảm biến Miền đo. Độ phân giải. Độ chính xác và độ chính xác lặp. Độ tuyến tính. Tốc độ đáp ứng của cảm biến Miền đo Miền đo hay khoảng đo của cảm biến là miền giới hạn bởi giá trị cực đại và giá trị cực tiểu của đại lượng cần đo, mà cảm biến có thể phân biệt được trong khi vẫn đảm bảo độ tuyến tính yêu cầu . Ví dụ: Miền đo của cảm biến nhiệt độ. Mieàn ño cuûa caûm bieán töø : -10º  +200º Độ phân giải + Giá trị độ phân giải đối với mỗi cảm biến là sự thay đổi lớn nhất của gía trị đo mà không làm giá trị đầu ra của cảm biến thay đổi. + Nói cách khác là giá trị được đo có thể thay đổi bằng độ lớn của độ phân giải mà không làm thay đổi giá trị đầu ra của cảm biến. Ví dụ: Độ phân giải của cảm biến nhiệt độ số. Ñoä phaân giaûi cuûa caûm bieán nhieät ñoä soá Độ chính xác – độ chính xác lặp Ñoä chính xaùc cuûa caûm bieán ñöôïc hieåu nhö ñoä nhaïy cuûa caûm bieán vaø ñöôïc ñònh nghóa laø söï thay ñoåi nhoû nhaát cuûa ñaïi löôïng caàn ño theå hieän ôû ñaàu ra cuûa caûm bieán (khaùi nieäm naøy ít duøng). Ñoä chính xaùc laëp laïi laøø mieàn giaù trò ñaàu ra coù theå nhaän ñöôïc khi caûm bieán ño cuøng moät giaù trò ñaàu vaøo nhieàu laàn (khaùi nieäm naøy thöôøng duøng). Độ tuyến tính Boä chuyeån ñoåi laøø lyù töôûng khi maø ñaàu ra tuyeán tính chính xaùc vôùi ñaïi löôïng ño. Thöïc teá khoâng coù ñaàu ño naøo hoaøn haûo nhö theá .  Ñoä tuyeán tính thöôøng ñöa ra vôùi moät daûi giaù trò +/-cho caùc tín hieäu ñaàu ra cuûa caûm bieán Sai soá veà ñoä tuyeán tính khoâng phaûi treân toaøn boä mieàn ño, coù theå caûi thieän baèng caùch chia tæ leä trung taâm cuûa mieàn ño. (Hình)  Caùc caûm bieán luoân coù ñoä sai soá veà khoâng tuyeán tính. Ñoä phi tuyeán cuûa caûm bieán aùp löïc Tốc độ đáp ứng của cảm biến  Toác ñoä ñaùp öùng cuûa caûm bieán cho bieát tín hieäu ra coù theo kòp söï thay ñoåi cuûa ñaïi löôïng ñöôïc ño hay khoâng.  Caûm bieán ñaùp öùng caøng nhanh caøng toát, ñieàu naøy raát quan troïng ñoái vôùi caùc thieát bò chuyeån ñoåi toác ñoä cao nhö roâboât, maùy coâng cuï ñieàu khieån soá.  Caûm bieán phaûi ñöôïc choïn löïa phuø hôïp vôùi ñaëc tính ñoäng löïc hoïc cuûa töøng heä thoáng. 2- CẤU TẠO CẢM BIẾN Boä phaän nhaän tín hieäu Boä phaän bieán ñoåi tín hieäu Tieáp ñieåm thöôøng môû 3- PHÂN LOẠI CẢM BIẾN 1.Phaân loaïi theo tín hieäu ra: coù 3 daïng tín hieäu ra: - Tín hieäu ON / OFF - Tín hieäu töông töï - Tín hieäu soá 4 - Các loại cảm biến Caûm bieán vò trí . Caûm bieán ño nhieät ñoä. Caûm bieán ño aùp suaát vaø löu löôïng. Caûm bieán löïc. Caûm bieán ño vaän toác, gia toác. Caûm bieán ño goùc Caûm bieán ño kích thöôùc chi tieát. Cảm biến xác định vị trí Cảm biến tiệm cận. Cảm biến quang điện . Sensor PLC Ứng Dụng Cảm biến vị trí trong Hệ Thống Tự Động Cảm Biến Tiệm Cận Đặc điểm: Phát hiện vật không cần tiếp xúc. Tốc độ đáp ứng cao. Đầu sensor nhỏ có thể lắp ở nhiều nơi. Có thể sử dụng trong môi trường khắc nghiệt. Cảm Biến Tiệm Cận Cảm biến tiệm cận điện từ(inductive proximity sensor) -Hình daùng caûm bieán -Caùch maéc daây -Öùng duïng : Phaùt hieän caùc vaät theå baèng kim loaïi, thöôøng duøng ñeå khoáng cheá haønh trình. Khoaûng phaùt hieän toái ña : 10 mm, Nguoàn : 12-24VDC, 24-240VAC Coù loaïi DC 2daây, 3daây hoaëc AC(2daây). Caûm bieán tieäm caän ñieän töø (inductive proximity sensor) Khoảng Cách Đo - Các Yếu Tố Ảnh Hưởng 1. Vật Liệu Đối Tượng (Material): Khoảng cách phát hiện của sensor phụ thuộc rất nhiều vào vật liệu của vật cảm biến. Các vật liệu có từ tính hoặc kim loại có chứa sắt sẽ có khoảng cách phát hiện xa hơn các vật liệu không từ tính hoặc không chứa sắt. NHAÄN BIEÁT CAÙC LOAÏI VAÄT LIEÄU E2E : PHÁT HIỆN SẮT TỪ E2EY : PHÁT HIỆN NHÔM / ĐỒNG E2EV : Phát Hiện Tất Cả Kim Loại E2F : Cảm Biến Có Thể Ngâm Trong Nước Khoảng Cách Đo - Các Yếu Tố Ảnh Hưởng 2. Kích Cỡ Của Đối Tượng (Size): Nếu vật cảm biến nhỏ hơn vật thử chuẩn (test object), khoảng cách phát hiện của sensor sẽ giảm. Khoảng Cách Đo - Các Yếu Tố Ảnh Hưởng 3. Bề Dày Của Đối Tượng (Size): Với vật cảm biến thuộc nhóm kim loại có từ tính (sắt, niken, …), bề dày vật phải lớn hơn hoặc bằng 1mm. Với vật cảm biến không thuộc nhóm kim loại có từ tính, bề dày của vật càng mỏng thì khoảng cách phát hiện càng xa CAÛM BIEÁN TIEÄM CAÄN ÑIEÄN DUNG (capacitive proximity sensor) Nguyeân lyù hoaït ñoäng CAÁU TAÏO Nguyên Tắc Hoạt Động: Phát hiện theo nguyên tắc tĩnh điện (sự thay đổi điện dung giữa vật cảm biến và đầu sensor), có thể phát hiện tất cả vật. Nguyeân lyù hoaït ñoäng CB Ñieän dung söû duïng vaät theå caàn phaùt hieän nhö moät cöïc cuûa tuï ñieän. Khi vaät theå caøng gaàn caûm bieán thì dung löôïng cuûa tuï caøng cao . Beân trong coù maïch duøng nguoàn DC taïo dao ñoäng caáp cho caûm bieán doøng, caûm bieán doøng seõ ñöa ra moät doøng ñieän tæ leä vôùi khoaûng caùch giöõa hai taám cöïc. Ví duï : caûm bieán ñieän dung ño tieäm caän loaïi E2KC(hình) -Hình daùng caûm bieán -Caùch maéc daây -Öùng duïng : -Phaùt hieän moïi vaät theå, -Coù theå phaùt hieän vaät theå qua lôùp caùch ly(khoâng phaûi laø kim loaïi) nhö nöôùc trong thuøng nhöïa, oáng thuûy tinh. Khoaûng phaùt hieän :3 - 25 mm, Nguoàn : 10-40VDC, 90 -250VAC CAÛM BIEÁN TIEÄM CAÄN ÑIEÄN DUNG (capacitive proximity sensor) ÖÙNG DUÏNG CAÛM BIEÁN TIEÄM CAÄN ÖÙNG DUÏNG CAÛM BIEÁN TIEÄM CAÄN E2EV: Laø sensor phaùt hieän ñöôïc tất cả các vaät bằng kim loại đều có thể phát hiện được sự có mặt của các lon một cách chính xác. Khoảng cách đo của sensor có thể được đặt tới 10 mm. ÖÙNG DUÏNG CAÛM BIEÁN TIEÄM CAÄN Phát hiện nắp nhôm mỏng trên chai nước E2CY-C2A là sensor tiệm cận chuyên để phát hiện vật thể bằng nhôm với độ tin cậy cao. Rất dễ cài đặt sensor, chỉ cần ấn nút TEACH trên bộ khuếch đại. ÖÙNG DUÏNG CAÛM BIEÁN TIEÄM CAÄN E2C-T là loại cảm biến tiệm cận có bộ khuyếch đại rời có chức năng Teach. Chúng ta có thể set được chính xác vị trí điểm cần cảm biến. Sensor có thể phân biện được khoảng cách nhỏ tới 0.1mm. Các gói giấy hay chồng lên nhau. Làm sao để phát hiện? ÖÙNG DUÏNG CAÛM BIEÁN TIEÄM CAÄN Sử dụng sensor tiệm cận có đầu ra analog (4  20mA) và bộ xử lý tín hiệu thông minh K3- để tính độ rộng. Từ đó có thể biết được là đã có gia vị trong gói nhôm lá chưa. ÖÙNG DUÏNG CAÛM BIEÁN TIEÄM CAÄN E2K-C là sensor tiệm cận công suất lớn có thể phát hiện được chất lỏng bên trong hộp hay không (phát hiện độ rỗng của Hộp). E2KQ : Đo mực chất lỏng Không bị ảnh hưởng bởi bọt khí nhờ chỉnh được độ nhạy của sensor ÖÙNG DUÏNG CAÛM BIEÁN TIEÄM CAÄN Đo mực chất lỏng CAÛM BIEÁN QUANG LOAÏI PHAÛN XAÏ LOAÏI ÑAÀU THU -PHAÙT Cấu Tạo Và Nguyên Tắc Hoạt Động AMP AMP Đầu phát Photo-transistor Vật Thể LED Đầu thu Cấu Tạo Và Nguyên Tắc Hoạt Động Doøng ra Cấu Tạo Và Nguyên Tắc Hoạt Động PHAÂN LOAÏI CAÛM BIEÁN QUANG 1. Thu Phát Độc Lập (Through Beam): Ứng Dụng Cảm Biến Thu Phát Độc Lập: Ứng Dụng Cảm Biến Thu Phát Độc Lập: Đặc điểm: Độ tin cậy cao Khoảng cách phát hiện xa Không bị ảnh hưởng bởi bề mặt, màu sắc vật Ứng Dụng Cảm Biến Thu Phát Độc Lập: E3Z-T61, với tia sáng mạnh có thể xuyên qua vỏ bọc giấy bên ngoài và vì vậy có thể phát hiện được sữa / nước trái cây tại thời điểm hiện tại cũng như phát hiện được mức của chất lỏng này. 2. Thu Phát Chung (Retro Reflective):phaûn xaï göông Ứng Dụng Cảm Biến Thu Phát Chung: Ứng Dụng Cảm Biến Thu Phát Chung: Đặc điểm: Độ tin cậy cao Giảm bớt dây dẫn E3S-R12 Có thể phân biệt được vật trong suốt, mờ, bóng loáng Ứng Dụng Cảm Biến Thu Phát Chung: E3Z-B là loại sensor mới của Omron chuyên dùng để nhận biết các chai PET và chai trong suốt. Bạn cũng có thể dùng model cũ là E3S-CR67 . Ứng Dụng Cảm Biến Thu Phát Chung: Nếu sử dụng các sensor thường để phát hiện chai PET trong thì đôi lúc không ổn định. Sensor E3Z-B có khả năng phát hiện tốt với độ tin cậy rất cao. 3. Khuyếch Tán (Diffuse Reflective): Ứng Dụng Cảm Biến Khuyếch Tán: Đặc điểm: Dễ lắp đặt Bị ảnh hưởng bởi bề mặt, màu sắc vật, nền, … Ứng Dụng Cảm Biến Khuyếch Tán: Z4W-V là loại Laser sensor và nó có thể phát hiện được chiều cao của bánh được làm ra với độ chính xác tới vài micromet. Ứng Dụng Cảm Biến Khuyếch Tán: E3C-VM35R rất nhỏ và có thể phát hiện vật thể có kích thước nhỏ đến 0,2 mm. Nó cũng phân biệt được sự khác biệt rất nhỏ về màu sắc. 3b. Cảm Biến Quang Phản Xạ Giới Hạn (Limited Reflective): Đặc điểm: Chỉ phát hiện vật trong vùng phát hiện giới hạn. Không bị ảnh hưởng bởi màu nền sau vùng cảm biến. Lý tưởng cho nhiều ứng dụng cần triệt tiêu nền Ứng Dụng Sensor Quang Phản Xạ Giới Hạn : 3C. Cảm Biến Quang Đặt Khoảng Cách (Distance Settable): Ứng Dụng Cảm Biến Đặt Khoảng Cách: Đặc điểm: Chỉ phát hiện vật theo vị trí đặt Bộ thu sử dụng thiết bị định vị vị trí (PSD), không sử dụng transistor quang nên không bị ảnh hưởng bởi màu nền, độ bóng, … E3G-L1 là sensor đặt được khoảng cách thế hệ mới. Nó có thể nhận biết được sự khác biệt rất nhỏ về chiều cao. Sensor hoạt động rất ổn định và không bị ảnh hưởng bởi màu sắc, chất liệu, độ nghiêng dốc, độ bóng và kích thước của vật thể. Để phát hiện có hoặc không có ống hút đi kèm theo đồ uống đóng hộp. Phát hiện thiếu niêm phong bằng cao su trên nắp chai lọ? Phát hiện chai bị thiếu trong hộp ! Phát hiện bao đựng gạo đã được mở trước khi bao này tới máy đổ gạo vào bao. E3G-L1 là sensor đặt khoảng cách thế hệ mới. Nó cũng có thể phát hiện được sự khác nhau về độ cao cho dù là rất nhỏ một cách chính xác. Hình dạng của viên kẹo không đúng qui cách và sẽ có phản xạ từ giấy bọc kẹo và màu của giấy bọc cũng thay đổi. E3G-L1 có chức năng đặt nền có thể phát hiện được vật thể bóng và gồ ghề màu sắc khác nhau với độ tin cậy cao. Phát hiện kẹo trên dây chuyền? Phát hiện thực phẩm trong khay. E3S-CL1 là sensor quang đặt được khoảng cách. Có thể deã dàng chỉnh được khoảng cách đo. 4. Cảm Biến Màu (Color Sensor): Cảm biến màu phát các ánh sáng đỏ (R), xanh lá (G), xanh dương (B) tới vật cảm biến, sau đó nhận ánh sáng phản xạ về, phân tích tỉ lệ các ánh sáng R, G, B để phân biệt màu của vật. Bieán ñoåi tín hieäu ra cuûa boä caûm bieán maøu thaønh soá Ứng Dụng Cảm Biến Phát Hiện Màu: Đặc điểm: Độ tin cậy cao. Dễ sử dụng. Có thể dạy cho cảm biến biết màu của vật (chức năng teach). Để phát hiện bàn chải đánh răng các màu khác nhau. E3MC là loại sensor màu và nó rất dễ dàng nhận biết các màu theo yêu cầu. Cách Mắc Tải Đầu Ra Đặc điểm: 1. Tương tự như loại NPN 2. Được sử dụng trong caùc caûm bieán sản xuất ở Châu Âu 3. Có bảo vệ ngắn mạch tải Cách Mắc Cảm Biến Với PLC out Loại DC 3 dây NPN PLC PLC Loại DC 3 dây PNP 24VDC 24VDC out CAÛM BIEÁN SÔÏI QUANG 1. Nguyên Tắc Hoạt Động: 2. Cấu Tạo: Ứng Dụng Cảm Biến Sợi Quang Đặc điểm: Hoạt động ổn định trong môi trường khắc nghiệt, nhiệt độ cao Dễ lắp đặt, chỉ cần không gian nhỏ Có thể phát hiện các vật nhỏ Để phát hiện sự có mặt của nhãn rất bóng trên máy dán nhãn. Một sensor truyền thống không thể phát hiện được chính xác vật thể có độ phản xạ ( bóng ) cao như vậy. OMRON đã sáng chế được loại sensor công nghệ cao phát hiện được vật thể bóng là sensor có mã hiệu E3X-NL11 và E32-S15L-1. Phát hiện thực phẩm chứa bên trong hộp. E3X-DA-N với E32-T17L do có tia sáng rất mạnh nên có thể phát hiện được cả bên trong hộp chứa mờ đục. Đây là loại sensor đặt số nên rất dễ đặt mức ngưỡng. Xác định vị trí hướng của nắp chai Nếu chiều sâu lớn hơn 15mm thì dùng loại sensor giới hạn khoảng cách E3T-SL11, còn neáu chiều sâu chỉ là vài mm thì dùng loại E32-L25. Söû duïng caùc boä vi xöû lyù hay vi ñieàu khieån keát hôïp vôùi caùc loaïi caûm bieán khaùc nhau ñeå taïo ra moät loaïi caûm bieán môùi goïi laø caûm bieán thoâng minh. Nhôø tính naêng cao cuûa vi xöû lyù vaø caùc phöông phaùp ño maø caûm bieán thoâng minh ñaõ naâng cao ñoä chính xaùc, taêng ñoä taùc ñoäng nhanh, tính oån ñònh, ñoä tuyeán tính, haïn cheá vaø loaïi boû caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán chuùng. Cảm Biến Thông Minh (Intelligent Sensor) CAÁU TRUÙC CUÛA MOÄT CAÛM BIEÁN THOÂNG MINH S1 S2 S3 Transmitter1 Transmitter2 Transmitter3 OJ Multiplexer(MUX) A/D P Cấu Tạo Cảm Biến Thông Minh 2 in 1 Nguyên Tắc Hoạt Động Ánh sáng phát ra từ nguồn sáng hội tụ về thấu kính đầu phát và chiếu tới vật. Ánh sáng phản xạ từ vật sẽ đến thiết bị cảm nhận vị trí (PSD) thông qua thấu kính đầu thu. Nếu vị trí vật thay đổi, vị trí hình thành ảnh trên PSD sẽ thay đổi nên 2 ngõ ra A & B trên PSD thay đổi theo. Ngõ ra sensor sẽ tỉ lệ tuyến tính với sự sai biệt về khoảng cách, do đó sẽ đo được khoảng cách dịch chuyển của vật. Lưu Ý: Vì giá trị thu được không phải là độ sáng mà là độ dịch chuyển của A & B nên nếu vật di chuyển làm cường độ sáng thu về thay đổi thì kết quả thu được vẫn không bị ảnh hưởng. Ứng Dụng Cảm Biến Thông Minh Phát hiện nắp lọ thuốc bị lỏng. Z4LB-V2 của sensor thông minh ZX-LT với tia laser song song có thể phát hiện được nắp lọ bị lỏng chính xác tới vài micromet. Bao gồm một đĩa plastic hoặc thủy tinh quay giữa một/nhiều nguồn phát sáng (LED) và một/ nhiều photo-transistor nhận quang. Đĩa được mã hóa với các phần hình quạt sáng và tối xen kẽ nhau để xung có thể được tạo ra khi đĩa quay. Loại 1: Incremental Encoder Xung xuất ra được đếm để cung cấp vị trí quay của encoder. Mỗi incremental step sẽ xuất ra một xung tương ứng. Kênh A Kênh B A B Z Dùng 2 xung A và B để nhận biết chiều quay của encoder. Nếu xung A lên “1” trước xung B, encoder đang quay chiều thuận và ngược lại. Xung Z lên “1” khi encoder đã quay giáp 1 vòng. Absolute encoder gồm nhiều bộ nhận quang (có thể tối đa tới gần 20 track). Ứng với mỗi vị trí của encoder có một tín hiệu ra nhị phân vi sai để xác định chính xác vị trí trục của encoder. Với absolute encoder, thông tin về vị trí vẫn không thay đổi ngay cả khi tắt và bật nguồn encoder trở lại. Loại 2: Absolute Encoder Loại 2: Absolute Encoder 1. Loại Encoder cần sử dụng: Một Số Lưu Ý Khi Chọn Encoder 2. Encoder loại absolute hay incremental: Ứng Dụng Encoder Đo chiều dài của vật CAÛM BIEÁN LASER CAÛM BIEÁN TAÛI TROÏNG 1- CAÛM BIEÁN BIEÁN DAÏNG Ñieän trôû Tenzo : a) daïng daây; b) daïng löôùi maøng Caûm bieán bieán daïng döïa treân hieäu öùng tenzo, khi chieàu daøi daây ñieän trôû thay ñoåi töø L ñeán L+L thì ñieän trôû daây thay ñoåi R+R. Ñoä nhaïy cuûa caûm bieán ñöôïc ñaùnh giaù baèng tæ soá : k = (R+  R)/ (L+  L). CAÁU TAÏO CAÛM BIEÁN TAÛI TROÏNG Caùc kieåu Load Cell ÖÙNG DUÏNG CUÛA LOAD CELL ÖÙNG DUÏNG CUÛA LOAD CELL 2- CAÛM BIEÁN AÙP ÑIEÄN ÑO LÖÏC Caûm bieán aùp ñieän hay ñöôïc söû duïng ñeå ño caùc löïc moät thaønh phaàn . Döôùi taùc ñoäng cuûa löïc laøm xuaát hieän ñieän aùp treân hai maët phaúng vuoâng goùc vôùi löïc taùc duïng.(hình) Nhieät ñoä laø ñaïi löôïng chæ coù theå ño giaùn tieáp treân cô sôû tính chaát cuûa vaät lieäu phuï thuoäc vaøo nhieät ñoä. Tính chaát ñoù laø khi nhieät ñoä taùc duïng vaøo vaät lieäu thay ñoåi thì ñoä daãn ñieän cuûa vaät lieäu hay ñieän trôû cuûa chuùng thay ñoåi theo. Ñeå cheá taïo caùc boä caûm bieán nhieät ñoä ngöôøi ta söû duïng nhieàu nguyeân lyù khaùc nhau nhö caùc nhieät ñieän trôû; nhieät ngaãu; phöông phaùp quang döïa treân phaân boá phoå böùc xaï do dao ñoäng nhieät… Caûm bieán ño nhieät ñoä Caûm bieán ño nhieät ñoä 1. Ñieän trôû kim loaïi. 2. Nhieät ñieän trôû 3. Caûm bieán baùn daãn. Nguyeân lí cuûa caûm bieán ñieän trôû kim loaïi Caûm bieán ñieän trôû kim loaïi RTD (Resitive Temperature Detector) laø loaïi caûm bieán maø nhieät ñoä taêng thì ñieän trôû taêng. Kim loaïi duøng ñeå cheá taoï caûm bieán coù theå laø platin, niken , ñoàng hay volfram.Caùc caûm bieán platin coù mieàn ño khaù roäng vôùi nhieät ñoä töø -200C ñeán 1000C . Caûm bieán ñieän trôû kim loaïi Daây noái ñaát Caáu taïo cuûa caûm bieán ñieän trôû kim loaïi Söù caùch ñieän Daây platin Oáng platin Daây platin Xi maêng voû Nhieät ñieän trôû laø loaïi caûm bieán nhieät ñoä maø khi nhieät ñoä taêng thì ñieän trôû giaûm. Caùc nhieät ñieän trôû thoâng thöôøng ñöôïc cheá taïo töø caùc oâxít baùn daãn ña tinh theå nhö: MgO, MgAl2O4, Mn2O3, Fe3O4, Co2O3, NiO, ZnTiO4. Mieàn ño phuï thuoäc vaøo loaïi nhieät ñieän trôû, coù theå töø -273 C ñeán 300 C. Nhieät ñieän trô û Nhieät ñieän trô û VÍ DUÏ CAÛM BIEÁN ÑIEÀU KHIEÅN NHIEÄT ÑOÄ LOØ NUNG Caûm bieán baùn daãn HEÄ THOÁNG ÑIEÀU KHIEÅN NHIEÄT ÑOÄ DUØNG VI XÖÛ LYÙ. Caûm bieán ño aùp suaát Ño aùp suaát laø ño löïc taùc duïng trong moâi tröôøng ñaøn hoài , döïa treân söï cheânh leäch aùp suaát giöõa hai vuøng keá caän nhau . Khi söû duïng caùc loaïi caûm bieán trang bò theâm cô caáu chuyeån ñoåi tín hieäu vò trí thaønh tín hieäu aùp löïc töông ñöông. Nguyeân lyù laøm vieäc Nguyeân lyù laøm vieäc chung cuûa caùc caûm bieán aùp suaát laø döïa treân cô sôû bieán daïng ñaøn hoài cuûa caùc phaàn töû nhaïy vôùi aùp suaát . Söï bieán daïng ñaøn hoài ñoù seõ laøm di chuyeån moät boä phaän cô hoïc töø ñoù daãn ñeán söï thay ñoåi cuûa ñieän trôû, ñieän dung hay ñieän aùp. Tröôùc heát ta tìm hieåu caùc phaàn töû nhaïy caûm ñoù. Moät soá phaàn töû nhaïy aùp suaát Ño aùp suaát daïng loø xo . Ño aùp suaát daïng maøng. Ño aùp suaát daïng oáng thoâng nhau . Ño aùp suaát caân thaêng baèng hình vaønh khaên. Caûm bieán aùp suaát daïng loø xo Caûm bieán aùp suaát daïng maøng VÍ DUÏ Caûm bieán aùp suaát daïng oáng thoâng nhau Caûm bieán aùp suaát daïng caân thaêng baèng hình vaønh khaên CAÛM BIEÁN AÙP SUAÁT VÔÙI CUOÄN CAÛM VI SAI CAÛM BIEÁN MAØNG MAÏCH VI SAI NGUOÀN KHUEÁCH ÑAÏI Caûm bieán ño aùp suaát C = .S/( + o) Caûm bieán ño voøng quay Duøng caûm bieán töø trôû bieán thieân Khi ñóa quay töø trôû cuûa maïch töø cuoän daây bieán thieân moät caùch tuaàn hoaøn laøm xuaát hieän trong cuoän daây moät suaát ñieän ñoäng coù taàn soá tæ leä vôùi toác ñoä quay . Toác ñoä keá quang Thaáu kính Ñaàu phaùt Ñaàu thu Phaïm vi cuûa toác ñoä ño phuï thuoäc vaøo hai yeáu toá :-Soá löôïng loã treân ñóa .-Thoâng soá ñaàu quang vaø maïch ñieän töû . Caûm bieán ño kích thöôùc chi tieát CAÛM BIEÁN KHÍ NEÙN-ÑIEÄN TIEÁP XUÙC. CAÛM BIEÁN ÑIEÄN CAÛM. MOÄT SOÁ MAÏCH ÑIEÄN ÖÙNG DUÏNG CAÛM BIEÁN ÑIEÄN CAÛM CAÛM BIEÁN KHÍ NEÙN-ÑIEÄN TIEÁP XUÙC Ví duï Nguyeân lyù hoaït ñoäng : Khoâng khí loïc saïch ñi qua hai tieát dieän caûn (1,2) Nhaùnh phaûi coù ñaàu phun (4) giöõ cho aùp suaát khoâng ñoåi . Nhaùnh traùi coù ñaàu ño (5) bieán ñoåi aùp suaát do söï thay ñoài kích thöôùc cuûa chi tieát . Khi kích thöôùc chi tieát thay ñoåi laøm thay ñoåi aùp suaát ñaåy tieáp ñieåm di ñoäng tieáp xuùc caùc vít (7,8) luùc ñoù maïch ñieän taùc ñoäng phaùt ra caùc tín hieäu ñieän. CAÛM BIEÁN KHÍ NEÙN-ÑIEÄN TIEÁP XUÙC VI SAI Nguyeân lyù: Döïa vaøo hieän töôïng caûm öùng ñieän töø, khi  thay ñoåi thì L thay ñoåi theo coâng thöùc sau: CAÛM BIEÁN ÑIEÄN CAÛM VÍ DUÏ Nguyeân lyù hoaït ñoäng Khi cho chi tieát coù kích thöôùc x ñi qua, ñaàu ño seõ tònh tieán leân, xuoáng tuyø theo kích thöôùc chi tieát, laøm thay ñoåi khe töø . Tín hieäu thay ñoåi naøy ñöôïc ñöa ra caàu ño . CAÛM BIEÁN ÑIEÄN CAÛM VI SAI MAÏCH ÑO KÍCH THÖÔÙC HÌNH HOÏC DUØNG CAÛM BIEÁN ÑIEÄN CAÛM Maïch thöù 2 MAÏCH ÑO CHIEÀU DAØY DUØNG CAÛM BIEÁN ÑIEÄN CAÛM CAÛM BIEÁN SIEÂU AÂM (Ultrasonic Sensor) Caûm bieán sieâu aâm goàm hai boä phaän : phaùt sieâu aâm (ultrasonic emitter), thu sieâu aâm (ultrasonic receiver). Maùy phaùt sieâu aâm coù taàn soá naèm trong khoaûng 65 kHz vaø 400kHz tuøy theo chuûng loaïi sensors ; soùng phaûn hoài coù böôùc soùng trong khoaûng 14 Hz ñeán 140 Hz tuøy theo möùc ñoä phaûn xaï cuûa ñoái töôïng ÖÙNG DUÏNG CAÛM BIEÁN SIEÂU AÂM - Kieåm tra möùc chaát loûng hoaëc chaát raén trong caùc boàn. - Kieåm tra veát nöùt caùc moái noái baèng haøn, kieåm tra caùc veát nöùt teá vi. - Theo doõi vaø phaùt hieän loãi trong quaù trình saûn xuaát vaûi vaø giaáy (ñaëc bieät laø nhöõng choã noái). - Caûm bieán sieâu aâm coøn söû duïng trong nhieàu lónh vöïc khaùc nhö y hoïc, hoùa hoïc, cheá taïo thieát bò coâng nghieäp… Heä thoáng maõ vaïch Trong caùc heä thoáng saûn xuaát töï ñoäng, ngöôøi ta coù theå nhaän daïng caùc chi tieát ñoäng, cuõng nhö trong caùc heä thoáng phaân loaïi vaø kieåm ñònh haøng hoùa, ngaøy nay thöôøng söû duïng heä thoáng maõ vaïch (Bar Code). Caùc thaønh phaàn chính cuûa heä thoáng maõ vaïch - Maõ vaïch ñöôïc in treân saûn phaåm. - Maùy queùt maõ vaïch hay buùt quang duøng ñeå chuyeån thoâng tin töø maõ vaïch sang tín hieäu aùnh saùng. - Boä giaûi maõ chuyeån tín hieäu aùnh saùng sang tín hieäu ñieän vaø bieân dòch thaønh maõ ASCII. - Boä giao dieän chuyeån maõ ASCII veà maùy tính PC ñeå xöû lyù tieáp. Caùc loaïi maõ vaïch Caùc loaïi maõ vaïch