chuong 4 - so do cau truc cua thiet bi do.pdf

8/20/2019 Chuong 4 - So do cau truc cua thiet bi do.pdf

http://slidepdf.com/reader/full/chuong-4-so-do-cau-truc-cua-thiet-bi-dopdf 1/4

GIÁO ÁN_K Ỹ THUẬT ĐO LƯỜNG CHƯƠNG 4: SƠ ĐỒ CẤU TRÚC CỦA THIẾT BỊ ĐO

GV: Lê Quốc Huy_Bộ môn TĐ-ĐL_Khoa Điện 1

CCHHƯ Ư Ơ Ơ NNGG 44..

SSƠ Ơ ĐĐỒỒ CCẤẤUU TTR R ÚÚCC CCỦỦAA TTHHIIẾẾTT BBỊỊ ĐĐOO ((22 TTIIẾẾTT))

4.1. Các sơ đồ chung. Dụng cụ đ o l ườ ng đặc biệt là d ụng cụ đ o l ườ ng đ iện ngày nay r ấ t đ a d ạng tùy theo

mục đ ích, phạm vi sử d ụng và yêu cầu cụ thể của các ứ ng d ụng khác nhau. Có

nhiề u loại d ụng cụ đ o đượ c phân loại theo nhiề u cách khác nhau: d ụng cụ đ o kiể ubiế n đổ i thẳ ng, kiể u biế n đổ i bù; d ụng cụ đ o kiể u đ ánh giá tr ự c tiế p, kiể u so sánh;

d ụng cụ đ o t ươ ng t ự , chỉ thị số …Các loại d ụng cụ này mặc dù đ a d ạng như ng có

nhữ ng đặc tính cơ bản và cấ u trúc chung thố ng nhấ t.

4.1.1. S ơ đồ cấ u trúc chung của d ụng cụ đ o.

Mỗi dụng cụ đo cơ bản có 3 bộ phận chính là:

- Chuyển đổi sơ cấ p (CĐSC).

- Mạch đo (MĐ).

- Cơ cấu chỉ thị (CCCT).

Hình 4.1. C ấ u trúc cơ bản của d ụng cụ đ o.

Cấu trúc chung của một cảm biến thông minh (Smart Sensor):

4.1.2. S ơ đồ cấ u trúc của d ụng cụ đ o bi ế n đổ i thẳng.

Đối vớ i dụng cụ đo biến đổi thẳng việc biến đổi thông tin chỉ diễn ra theo một

hướ ng thẳng duy nhất, ngh ĩ a là không có khâu phản hồi.

Hình 4.2. S ơ đồ cấ u trúc của d ụng cụ đ o biế n đổ i thẳ ng.

Đại lượ ng đo X nối tiế p qua các khâu chuyển đổi: chuyển đổi sơ cấ p CĐSC,

Chuyểnđổi D/A

4 đến 20 mA

Chuyển đổi

chuẩn hoá

Bộ vi xử

lý µP

Hiển thị và

điều khiển

Fieldbus

Interface

Đối

tượ ng

đo

Cấu trúc của cảm biến thông minh

Fieldbus

Cảm biếnsơ cấ p





CĐ1, CĐ2… đượ c chuyển thành đại lượ ng Y tiện cho việc quan sát, ghi lại hay nhớ để truyền cho cho cấu chỉ thị CCCT thực hiện chức năng chỉ thị k ết quả hoặc truyềnđi xa.

Các khâu CĐ1, CĐ2, …, CĐn làm nhiệm vụ xử lý thông tin đo để đưa về dạng dễ chỉ thị, thườ ng là các khâu: phân áp đầu vào, mạch khuếch đại, biến đổi tươ ng tự-số

AD…- Đặc điểm chung của dụng cụ đo biến đổi thẳng:

Cấu trúc đơ n giản, tin cậy.

Giá thành r ẻ.

Vận hành, bảo trì, bảo dưỡ ng đơ n giản và chí phí thấ p.

Không đòi hỏi tay nghề cao.

Độ chính xác thấ p (thườ ng có cấ p chính xác cỡ 1 ÷ 2,5).

Ví d ụ:

- S ơ đồ cấ u trúc của d ụng cụ đ o t ươ ng t ự theo kiể u biế n đổ i thẳ ng: hình 4.3.

- S ơ đồ cấ u trúc của d ụng cụ đ o số theo kiể u biế n đổ i thẳ ng: hình 4.4.

Hình 4.3. S ơ đồ cấ u trúc của d ụng cụ đ o t ươ ng t ự theo kiể u biế n đổ i thẳ ng.

Hình 4.4. S ơ đồ cấ u trúc của d ụng cụ đ o số theo kiể u biế n đổ i thẳ ng.

4.1.3. S ơ đồ cấ u trúc của d ụng cụ đ o ki ể u so sánh.

Dụng cụ đo kiểu so sánh sử dụng khâu phản hồi vớ i các chuyển đổi ngượ c (CĐ N)

để tạo ra tín hiệu Xk so sánh vớ i tín hiệu cần đo X. Mạch đo là một vòng khép kín.

Sau bộ so sánh có ∆X = X - XK , đo ∆X hoặc đo các tín hiệu sau các chuyểnđổi thuận Y có thể xác định đượ c X. Theo phươ ng pháp so sánh có thể có 4

loại tươ ng ứng là so sánh cân bằng, không cân bằng; so sánh đồng thờ i, không

đồng thờ i.- Đặc điểm của dụng cụ đo kiểu so sánh:

Có cấu trúc phức tạ p hơ n so vớ i dụng cụ đo biến đổi thẳng. Hiện nay thườ ng dùng vi xử lí bên trong.

Độ chính xác cao và giá thành đắt.





Hình 4.5. S ơ đồ cấ u trúc của d ụng cụ đ o kiể u so sánh.

Ví d ụ:

- S ơ đồ cấ u trúc d ụng cụ đ o kiể u so sánh không cân bằ ng: hình 4.6.

- S ơ đồ cấ u trúc d ụng cụ đ o kiể u so sánh cân bằ ng: hình 4.7.

- S ơ đồ cấ u trúc d ụng cụ đ o kiể u so sánh để đ o các đại l ượ ng không đ iện: hình

4.8.

Hình 4.6. S ơ đồ cấ u trúc d ụng cụ đ o kiể u so sánh

không cân bằ ng.

Hình 4.7. S ơ đồ cấ u trúc d ụng cụ đ o kiể u so

sánh cân bằ ng.

Hình 4.8. S ơ đồ cấ u trúc d ụng cụ đ o kiể u so sánh để đ o các đại l ượ ng không đ iện.

4.2. Các khâu chứ c năng của thiết bị đo.

- Chuyển đổi sơ cấp (CĐSC): thực hiện chức năng biến đổi các đại lượ ng đo

thành tín hiệu điện. Là khâu quan tr ọng nhất của một thiết bị đo, quyết định độ

chính xác cũng như độ nhạy của dụng cụ đo. Có nhiều loại chuyển đổi sơ cấ p khác

nhau tùy thuộc đại lượ ng đo và đại lượ ng đầu ra của chuyển đổi.





- Mạch đo (MĐ): thực hiện chức năng thu thậ p, gia công thông tin đo sau các

chuyển đổi sơ cấ p; thực hiện các thao tác tính toán trên sơ đồ mạch. Tùy thuộc dụng

cụ đo là kiểu biến đổi thẳng hay kiểu so sánh mà mạch đo có cấu trúc khác nhau. Các đặc tính cơ bản của mạch đo gồm: độ nhạy, độ chính xác, đặc tính động,

công suất tiêu thụ, phạm vi làm việc.. đượ c xét cụ thể cho mỗi loại mạch đo để có

thiết k ế phù hợ p cũng như sử dụng có hiệu quả.Mạch đo thườ ng sử dụng k ĩ thuật vi điện tử và vi xử lý để nâng cao các đặc tính

k ỹ thuật của dụng cụ đo.

- Cơ cấu chỉ thị (CCCT): là khâu cuối cùng của dụng cụ đo, thực hiện chức

năng thể hiện k ết quả đo lườ ng dướ i dạng con số so vớ i đơ n vị sau khi qua mạch đo.

Các kiểu chỉ thị thườ ng gặ p gồm: chỉ thị bằng kim chỉ, chỉ thị bằng thiết bị tự ghi

(ghi lại các tín hiệu thay đổi theo thờ i gian), chỉ thị dướ i dạng con số (đọc tr ực tiế phoặc tự động ghi lại)…

Việc phân chia các bộ phận như trên là theo chức năng, không nhất thiết phải

theo cấu trúc vật lý, trong thực tế các khâu có thể gắn vớ i nhau (một phần tử vật lýhực hiện nhiều chức năng), có sự liên hệ chặt chẽ vớ i nhau bằng các mạch phảnhồi…

chuong 4 - so do cau truc cua thiet bi do.pdf

Documents