Tài liệu môn Cảm biến và đo lường
Trang IV-1
Chương
4
:MỘT SỐ CẢM BIẾN THÔNG DỤNG I.

Cảm

biến

biến

dạng

–

Điện

trởa.

Nguyên

thay

đổi

hình

dạng

dây

dẫn
khi

có

ngoại

lực

tác

động

vào.b.

Đặc



không

có

lực

tác

dụng,

điện

trở

dây

dẫn:

l
R
S
 Một lưới bằng dây dẫn mảnh được gắn trực
tiếp lên bề mặt cần khảo sát. Sự biến dạng của cấu
trúc kéo theo biến dạng của cảm biến làm cho điện
trở của nó thay đổi. Dây dẫn có điện trở suất , tiết
diện S, chiều dài nl (n: số đoạn, l: chiều dài một

R

:

R l S
R l S
   
  



Biến

đổi

dạng

dọc

của

dây

dẫn

đến

thay

đổi

K:

hệ

số

đầu

đo-

Đầu

đo

kim

loại

K

gần

bằng

2

thuộc

vào

loại

bán

dẫnĐiện

trở

đầu

đo

có

giá

trị

chuẩn

từ

Dùng

để

đo

lực

tác

dụng

hay

độ

biến

dạng

của

vật

thể.II.

cảm

kháng

của

các

cuộn

dây

khi

thay

đổi

vị

trí

thanh

ferrite

có độ

từ



nối

tiếp

nhau và

bố

trí

như

hình,

sao

cho:V
out
(t)

=

V
S1
(t)


ra

xem

như

gần

bằng

không.-

Khi

thanh

ferrite

di

chuyển,

giá

trị

các

2
.
V
S1
(t)

=

k
1
V
in
(t)

V
S2
(t)

=

k
2
V
in
(t)

c.

Ứng



Nguyên

lý

Thiết

bị

phát

tín

hiệu

từ

bộ

phận

dao

động

ở

tần

số


đĩa

này

có

thể

là

các

phần

tử

áp

điện

hoặc

là sự

kết

nối

giữa


động

khi

có tín

hiệu

có

tần

số

bằng

với

tần

số

cơ

bản

của

các
Cảm

biến

được

cấu

tạo

từ

các

phần

tử

áp

điện.

Khi

một

tín


hiệu

điện

có

tần

số

tương

ứng

với

tần

số

của

tín

hiệu thu

được.Dãi

tính

-

Tín

hiệu

siêu

âm

không

tương

tác

với

những

tín

hiệu

âm

thanh


ảnh

hưởng

bởi

các

tín

hiệu

có

tần

số

dưới

20kHz.

-

Tín

hiệu

siêu



biến

siêu

âm

dùng

để

nhận

biết

sự

hiện

diện

của

vật

thể

và

sử


một

số

thiết

bị

y

khoa.IV.

Cảm

biến

gasCó

nhiều

dạng

cảm


dùng

để

phát

hiện

khí

metan.a.

Nguyên

lý

Nguyên

lý

hoạt

động

cảm



(Palladium).
Cuộn

dây

làm

nóng

được

chế

tạo

từ

Ir

và

Pd. Cho

dòng

điện

qua


trung

các điện

tử

vùng

cho

đến

bề

mặt

chất

bán

dẫn,

tạo

ra

rào thế

năng.


kháng

của

lớp

bán

dẫn

tăng lên. Tài liệu môn Cảm biến và đo lường
Trang IV-3
Nồng

độ

khí

oxy

trong

không

khí

thay

Độ

nhạy

của

cảm

biến

bị

ảnh

hưởng

bởi

nhiệt

độ

và

độ

ẩm

môi



đến

3

phút)

để

tăng

độ chính

xác.-

Điện

trở

cảm

biến

tăng

lên


H
2
…

Chất

bán

dẫn

hoạt

động

như

một

biến

trở

(
điện trở phụ thuộc vào nồng độ gas),
khi gas đi qua bề mặt cảm biến điện trở chất bán dẫn giảm xuống. Dòng kích SCR tăng lên,
kích SCR dẫn. LED D1 sáng, đồng thời IC555 được reset
,


những

vạch

đậm

hoặc

mảnh

dùng

để

mã

hóa

số

hay

chữ

cái.Có



Product

Code

–

UPC)

và

mã

nhận dạng

ký

tự

bằng

quang

học

(Optical

Character Recognition

–


1,

vạch

trắng

là

0.-

Mã

vạch

n

từ

m

phần

tử:

vạch



laser

công

suất

thấp.

Tia

sáng

gặp

mã

vạch

phản

xạ

lại một

cảm

biến

quang.
-

Nguồn

sáng

chuyển

động

nhờ

gương

đa

giác

quay,

mã

cố

định.-


led

phát

ra

hội

tụ

qua

thấu

kính hình

cầu

lên

mã

vạch.Tia

phản


1,1V

khi

gặp phần

trắng

và

0V

khi

gặp

phần

đen.Vận

tốc

quét

tối

đa


khiển chuyên

dùng,

mã

ASCII

được

truyền

đến

máy

tính thông

qua

giao

tiếp

RS232.Bộ



ngại

chính

là

không

thể

đọc

chính

xác nếu

các

vạch

bị

bẩn

hoặc

in

nhòe.

mức

chất

lỏng

thành

tín

hiệu

điện.a.

Cảm

biến

độ

dẫn

Chỉ

dùng

cho


Cấu

tạo

gồm

hai

điện

cực

hình

trụ,

nếu

bình

chứa

bằng

kim

loại

thì


10V

để

tránh

hiện

tượng

phân

cực. Có

hai

chế

độ

đo:


Đo

liên

tục



của

mức

chất

lỏng cần

đo.

Dòng

điện

giữa

các

điện

cực

tỷ

lệ


vào

độ

dẫn

của

chất

lưu.
Phát

hiện

theo

ngưỡng:Điện

cực

được

đặt

Khi

chất

lỏng

đạt

đến

mức

điện

cực,

xuất

hiện

dòng

điện

có biên

độ

không


cách

điện,

hằng

số

điện

môi

của

chất

lưu

phải

lớn hơn

hằng

số

điện

môi



cực

(thành

bình

chứa

kim

loại

và

một

điện cực).

Chất

điện

môi

gữa

hai

điện

chuyển

thành

điện

dung

tụ

điện.

Điện

dung

này

thay

đổi

theo mức

chất

lưu.Tài liệu môn Cảm biến và đo lường

có

phủ

chất

cách

điện,

lớp

cách

điện đóng

vai

trò

là

điện

môi,

chất

lỏng


Cấu

tạo

Gồm

một

điện

trở

cố

định

R,

trên

có

một

tiếp

xúc

điện


con

chạy

và

một

đầu

của

điện

trở

R

là

hàm

phụ thuộc

vị

trí

con



thì

R

sẽ

tỉ

lệ

tuyến

tính

với

vị

trí

con

chạy. Có

hai

dạng

cảm


- Điện trở dịch chuyển thẳng:
l
R(l) R
L
- Điện trở dịch chuyển tròn:


xoắn:

α
M
>

360


Hợp

kim

thường

dùng

làm

điện

trở

là

Ni

–



trên

lõi

cách

điện

còn

dây

được

cách

điện

bằng

emay.

Tài liệu môn Cảm biến và đo lường
Trang IV-6

R

nằm



chạy

phải

tiếp

xúc

tốt,

không

tạo

ra

suất

điện

động

tiếp

xúc,

điện

trở


dao

động

và

tốc

độ

dịch chuyển

lớn.b.

Đặc

điểm-

Khoảng

cách

có

chạy

của

con

trỏ

hoặc

ở

các

chỗ nối

mạch

điện.Khoảng

cách

có

ích

là

phân

giảiĐiện

trở

của

n

vòng

dây,

có

thể

phân

biệt

thành

2n

–

vòng

dâyn

–

1

vị

trí

con

chạy

tiếp

xúc

đồng

thời

2

vòng

trí

khác.c.

Thời

gian

sống Thời

gian

sử

dụng

của

điện

trở

bị


chạy

và

điện

trở.

Số

lần

sử

dụng

của

điện

trở

khoảng

10
6
lần.VIII.

nhất

gồm

một

nguồn

sáng

và

một

đầu thu

quang

(photodiode

hoặc

phototransistor)Vật

quay

được


bố

trí

xen

kẽ

các

phần

chắn

sáng

đặt

giữa

nguồn

sáng

và

đầu

thu


tần

số

tỉ

lệ

với

vận

tốc quay

nhưng

biên

độ

không

đổi.Phạm

vi



đĩa

quay.-

Dãi

thông

của

đầu

thu

quang

và

mạch

điện.Để

đo




1000).

Đo tốc

độ

cao

10
5


10
6
vòng/phút

dùng

loại

đĩa

chỉ

có

một


trong

các

ứng

dụng

robot.

Cảm

biến

côngTài liệu môn Cảm biến và đo lường
Trang IV-7
tắc được

sử

dụng

với

nhiều


được

dùng

để

phát

hiện

khi

có

va
chạm

cơ

học

với

một

vật

nào

đó.

chạy

vào

tường

hoặc

chạm

giới

hạn

đường

chạy

của

robot.

-

Cảm

biến

giới



đã

di

chuyển

đến

cuối

hành

trình

của

nó,

khi

đó

tín

hiệu

điều

khiển


một

công

tắc

chạm

sẽ

được

ấn
một

lần

ở

một

vòng

quay.

Phần

mềm


cho việc thiết kế robot đặc biệt được ứng dụng trong giới hạn hành trình của robot. Cảm biến giới hạn
Có

hai

dạng

công

tắc

cơ

bản,

bao

gồm:

-


Công

tắc

nhỏ

thường

có

ba

chân:

NO

–

normally

open

(thường

hở),

NC

–


trong

hai

chân

kia

tùy

thuộc

vào

công

tắc

có được

ấn

hay

không.

Ở

trạng


được

nối

với

trạng

thái

thường

hở.

-

Công

tắc

nút

ấn

(pushbutton)

đơn

giản


tắc

thường

đóng

nhưng

ít

phổ

biến.Switch nub
Activation force Tài liệu môn Cảm biến và đo lường
Trang IV-8

X.

Cảm

biến


mỏng

có

kết

cấu

đặc

biệt.

Khi

có

dòng

điện

I chạy

dọc

theo

tấm

bán


cực ngang

của

nó

xuất

hiện

suất

điện

động

Hall.E
H
=

k
H
.I.B.sin


I:


giữa

I

và

B

k
H
:

hệ

số

Hall

Cảm

biến

Hall

được

dùng

rộng

1



10
6
Gauss.b.

Cảm

biến

từ

trở

MR

(magnetoresistive)Sử

dụng

hiệu


từ trường

đặt

vảo.

Sự

quay

của

vectơ

từ

hóa

gây

ra

sự

thay

đổi

điện


Các

cảm

biến

MR

sử

dụng

trong công

nghiệp

có

mỏng

dảy

khoảng

50nm

pecmaloi

đặt