Cam bien

chương 2
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
- Ti?p nh?n c�c tín hi?u v�o(trong ng�nh co khí thu?ng l� tín hi?u co, nhi?t.)
- Chuy?n d?i c�c tín hi?u dĩ th�nh c�c d?i lu?ng v?t l� kh�c (thu?ng l� tín hi?u di?n)
- Truy?n cho m?ch di?u khi?n (b? ph?n x? lí tín hi?u).
BIẾN ĐỔI ĐẠI LƯỢNG
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


Nhi?m v? c?a b? ph?n x? lí thơng tin (b? ph?n di?u khi?n)

- 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
Phần tử chấp hành sẽ thực hiện các hoạt động như: đóng, mở, đẩy, ngắt. các chuyển động của các bộ phận máy hay các đầu lực thực hiện nhiệm vụ của 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
Mi?n do hay kho?ng do c?a c?m bi?n l� mi?n gi?i h?n b?i gi� tr? c?c d?i v� gi� tr? c?c ti?u c?a d?i lu?ng c?n do, m� c?m bi?n cĩ th? ph�n bi?t du?c trong khi v?n d?m b?o d? tuy?n tính y�u c?u .
Ví d?: Mi?n do c?a c?m bi?n nhi?t d?.
Miền đo của cảm biến từ : -10� ? +200�
Độ phân giải
+ Gi� tr? d? ph�n gi?i d?i v?i m?i c?m bi?n l� s? thay d?i l?n nh?t c?a gía tr? do m� khơng l�m gi� tr? d?u ra c?a c?m bi?n thay d?i.
+ Nĩi c�ch kh�c l� gi� tr? du?c do cĩ th? thay d?i b?ng d? l?n c?a d? ph�n gi?i m� khơng l�m thay d?i gi� tr? d?u ra c?a c?m bi?n.

Ví d?: D? ph�n gi?i c?a c?m bi?n nhi?t d? s?.
Độ phân giải của cảm biến nhiệt độ số
Độ chính xác – độ chính xác lặp
Độ chính xác của cảm biến được hiểu như độ nhạy của cảm biến và được định nghĩa là sự thay đổi nhỏ nhất của đại lượng cần đo thể hiện ở đầu ra của cảm biến (khái niệm này ít dùng).
Độ chính xác lặp lại là� miền giá trị đầu ra có thể nhận được khi cảm biến đo cùng một giá trị đầu vào nhiều lần (khái niệm này thường dùng).

Độ tuyến tính
?Bộ chuyển đổi là� lý tưởng khi mà đầu ra tuyến tính chính xác với đại lượng đo. Thực tế không có đầu đo nào hoàn hảo như thế .
? Độ tuyến tính thường đưa ra với một dải giá trị +/-cho các tín hiệu đầu ra của cảm biến
Sai số về độ tuyến tính không phải trên toàn bộ miền đo, có thể cải thiện bằng cách chia tỉ lệ trung tâm của miền đo. (Hình)
? Các cảm biến luôn có độ sai số về không tuyến tính.
Độ phi tuyến của cảm biến áp lực
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- C?U T?O C?M BI?N
Bộ phận nhận tín hiệu
Bộ phận biến đổi tín hiệu
Tiếp điểm thường mở
3- PH�N LO?I C?M BI?N
1.Phân loại theo tín hiệu ra:
có 3 dạng tín hiệu ra:
- Tín hiệu ON / OFF
- Tín hiệu tương tự
- Tín hiệu số
4 - C�c lo?i c?m bi?n
Cảm biến vị trí .
Cảm biến đo nhiệt độ.
Cảm biến đo áp suất và lưu lượng.
Cảm biến lực.
Cảm biến đo vận tốc, gia tốc.
Cảm biến đo góc
Cảm biến đo kích thước chi tiết.
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 dáng cảm biến
-Cách mắc dây
-Ư�ng dụng :
Phát hiện các vật thể bằng kim loại, thường dùng để khống chế hành trình.
Khoảng phát hiện tối đa : 10 mm,
Nguồn : 12-24VDC, 24-240VAC
Có loại DC 2dây, 3dây hoặc AC(2dây).





Cảm biến tiệm cận điện từ (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.
NHẬN BIẾT CÁC LOẠI VẬT LIỆU
E2E : PH�T HI?N S?T T?
E2EY : PH�T HI?N NHƠM / D?NG
E2EV : Ph�t Hi?n T?t C? Kim Lo?i
E2F : C?m Bi?n Cĩ Th? Ng�m Trong Nu?c
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
CẢM BIẾN TIỆM CẬN ĐIỆN DUNG
(capacitive proximity sensor)
Nguyên lý hoạt động
CẤU TẠO
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.
Nguyên lý hoạt động
CB Điện dung sử dụng vật thể cần phát hiện như một cực của tụ điện. Khi vật thể càng gần cảm biến thì dung lượng của tụ càng cao .
Bên trong có mạch dùng nguồn DC tạo dao động cấp cho cảm biến dòng, cảm biến dòng sẽ đưa ra một dòng điện tỉ lệ với khoảng cách giữa hai tấm cực.
Ví dụ : cảm biến điện dung đo tiệm cận loại E2KC(hình)
-Hình dáng cảm biến
-Cách mắc dây
-Ư�ng dụng :
-Phát hiện mọi vật thể,
-Có thể phát hiện vật thể qua lớp cách ly(không phải là kim loại) như nước trong thùng nhựa, ống thủy tinh.
Khoảng phát hiện :3 - 25 mm,
Nguồn : 10-40VDC, 90 -250VAC
CẢM BIẾN TIỆM CẬN ĐIỆN DUNG
(capacitive proximity sensor)
ỨNG DỤNG CẢM BIẾN TIỆM CẬN
ỨNG DỤNG CẢM BIẾN TIỆM CẬN
E2EV: Là sensor phát hiện được t?t c? c�c vật b?ng kim lo?i d?u cĩ th? ph�t hi?n du?c s? cĩ m?t c?a c�c lon m?t c�ch chính x�c. Kho?ng c�ch do c?a sensor cĩ th? du?c d?t t?i 10 mm.
ỨNG DỤNG CẢM BIẾN TIỆM CẬN
Phát hiện nắp nhôm mỏng trên chai nước
E2CY-C2A l� sensor ti?m c?n chuy�n d? ph�t hi?n v?t th? b?ng nhơm v?i d? tin c?y cao. R?t d? c�i d?t sensor, ch? c?n ?n n�t TEACH tr�n b? khu?ch d?i.
ỨNG DỤNG CẢM BIẾN TIỆM CẬN
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?
ỨNG DỤNG CẢM BIẾN TIỆM CẬN
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.
ỨNG DỤNG CẢM BIẾN TIỆM CẬN
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
ỨNG DỤNG CẢM BIẾN TIỆM CẬN
Đo mực chất lỏng
CẢM BIẾN QUANG LOẠI PHẢN XẠ
LOẠI ĐẦU THU -PHÁT
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
Dòng ra
Cấu Tạo Và Nguyên Tắc Hoạt Động
PHÂN LOẠI CẢM BIẾN 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.
Biến đổi tín hiệu ra của bộ cảm biến màu thành số
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
CẢM BIẾN SỢI 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.
Sử dụng các bộ vi xử lý hay vi điều khiển kết hợp với các loại cảm biến khác nhau để tạo ra một loại cảm biến mới gọi là cảm biến thông minh.
Nhờ tính năng cao của vi xử lý và các phương pháp đo mà cảm biến thông minh đã nâng cao độ chính xác, tăng độ tác động nhanh, tính ổn định, độ tuyến tính, hạn chế và loại bỏ các yếu tố ảnh hưởng đến chúng.
Cảm Biến Thông Minh (Intelligent Sensor)
CẤU TRÚC CỦA MỘT CẢM BIẾN THÔNG 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.
ENCODERS
Cấu Tạo và Nguyên Tắc Hoạt Động
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
CẢM BIẾN LASER
CẢM BIẾN TẢI TRỌNG
1- CẢM BIẾN BIẾN DẠNG
Điện trở Tenzo : a) dạng dây; b) dạng lưới màng
Cảm biến biến dạng dựa trên hiệu ứng tenzo, khi chiều dài dây điện trở thay đổi từ L đến L+?L thì điện trở dây thay đổi R+?R. Độ nhạy của cảm biến được đánh giá bằng tỉ số :
k = (R+ ? R)/ (L+ ? L).
CẤU TẠO CẢM BIẾN TẢI TRỌNG
Các kiểu Load Cell
ỨNG DỤNG CỦA LOAD CELL
ỨNG DỤNG CỦA LOAD CELL
2- CẢM BIẾN ÁP ĐIỆN ĐO LỰC
Cảm biến áp điện hay được sử dụng để đo các lực một thành phần . Dưới tác động của lực làm xuất hiện điện áp trên hai mặt phẳng vuông góc với lực tác dụng.(hình)
Nhiệt độ là đại lượng chỉ có thể đo gián tiếp trên cơ sở tính chất của vật liệu phụ thuộc vào nhiệt độ. Tính chất đó là khi nhiệt độ tác dụng vào vật liệu thay đổi thì độ dẫn điện của vật liệu hay điện trở của chúng thay đổi theo.
Để chế tạo các bộ cảm biến nhiệt độ người ta sử dụng nhiều nguyên lý khác nhau như các nhiệt điện trở; nhiệt ngẫu; phương pháp quang dựa trên phân bố phổ bức xạ do dao động nhiệt.
Cảm biến đo nhiệt độ
Cảm biến đo nhiệt độ
1. Điện trở kim loại.
2. Nhiệt điện trở
3. Cảm biến bán dẫn.
Nguyên lí của cảm biến điện trở kim loại
Cảm biến điện trở kim loại RTD (Resitive Temperature Detector) là loại cảm biến mà nhiệt độ tăng thì điện trở tăng.
Kim loại dùng để chế taọ cảm biến có thể là platin, niken , đồng hay volfram.Các cảm biến platin có miền đo khá rộng với nhiệt độ từ -200C đến 1000C .
Cảm biến điện trở kim loại
Dây nối đất
Cấu tạo của cảm biến điện trở kim loại
Sứ cách điện
Dây platin
O�ng platin
Dây platin
Xi măng
vỏ
Nhiệt điện trở là loại cảm biến nhiệt độ mà khi nhiệt độ tăng thì điện trở giảm.
Các nhiệt điện trở thông thường được chế tạo từ các ôxít bán dẫn đa tinh thể như: MgO, MgAl2O4, Mn2O3, Fe3O4, Co2O3, NiO, ZnTiO4. Miền đo phụ thuộc vào loại nhiệt điện trở, có thể từ -273 C đến 300 C.
Nhiệt điện trơ �
Nhiệt điện trơ �
VÍ DỤ
CẢM BIẾN ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ LÒ NUNG
Cảm biến bán dẫn
HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ
DÙNG VI XỬ LÝ.
Cảm biến đo áp suất
Đo áp suất là đo lực tác dụng trong môi trường đàn hồi , dựa trên sự chênh lệch áp suất giữa hai vùng kế cận nhau .
Khi sử dụng các loại cảm biến trang bị thêm cơ cấu chuyển đổi tín hiệu vị trí thành tín hiệu áp lực tương đương.
Nguyên lý làm việc
Nguyên lý làm việc chung của các cảm biến áp suất là dựa trên cơ sở biến dạng đàn hồi của các phần tử nhạy với áp suất . Sự biến dạng đàn hồi đó sẽ làm di chuyển một bộ phận cơ học từ đó dẫn đến sự thay đổi của điện trở, điện dung hay điện áp. Trước hết ta tìm hiểu các phần tử nhạy cảm đó.
Một số phần tử nhạy áp suất
Đo áp suất dạng lò xo .
Đo áp suất dạng màng.
Đo áp suất dạng ống thông nhau .
Đo áp suất cân thăng bằng hình vành khăn.
Cảm biến áp suất dạng lò xo
Cảm biến áp suất dạng màng
VÍ DỤ
Cảm biến áp suất dạng ống thông nhau
Cảm biến áp suất dạng cân thăng bằng hình vành khăn
CẢM BIẾN ÁP SUẤT VỚI CUỘN CẢM VI SAI
CẢM BIẾN MÀNG
MẠCH VI SAI
NGUỒN
KHUẾCH ĐẠI
Cảm biến đo áp suất
C = .S/( + o)
Cảm biến đo vòng quay
Dùng cảm biến từ trở biến thiên
Khi đĩa quay từ trở của mạch từ cuộn dây biến thiên một cách tuần hoàn làm xuất hiện trong cuộn dây một suất điện động có tần số tỉ lệ với tốc độ quay .
Tốc độ kế quang
Thấu kính
Đầu phát
Đầu thu
Phạm vi của tốc độ đo phụ thuộc vào hai yếu tố :
-Số lượng lỗ trên đĩa .
-Thông số đầu quang và mạch điện tử .
Cảm biến đo kích thước chi tiết
CẢM BIẾN KHÍ NÉN-ĐIỆN TIẾP XÚC.
CẢM BIẾN ĐIỆN CẢM.
MỘT SỐ MẠCH ĐIỆN ỨNG DỤNG CẢM BIẾN ĐIỆN CẢM
CẢM BIẾN KHÍ NÉN-ĐIỆN TIẾP XÚC

Ví dụ
Nguyên lý hoạt động :
Không khí lọc sạch đi qua hai tiết diện cản (1,2)
Nhánh phải có đầu phun (4) giữ cho áp suất không đổi .
Nhánh trái có đầu đo (5) biến đổi áp suất do sự thay đồi kích thước của chi tiết .
Khi kích thước chi tiết thay đổi làm thay đổi áp suất đẩy tiếp điểm di động tiếp xúc các vít (7,8) lúc đó mạch điện tác động phát ra các tín hiệu điện.
CẢM BIẾN KHÍ NÉN-ĐIỆN
TIẾP XÚC VI SAI

Nguyên lý:
Dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ, khi ? thay đổi thì L thay đổi theo công thức sau:
CẢM BIẾN ĐIỆN CẢM
VÍ DỤ
Nguyên lý hoạt động
Khi cho chi tiết có kích thước x đi qua, đầu đo sẽ tịnh tiến lên, xuống tuỳ theo kích thước chi tiết, làm thay đổi khe từ .
Tín hiệu thay đổi này được đưa ra cầu đo .
CẢM BIẾN ĐIỆN CẢM VI SAI
MẠCH ĐO KÍCH THƯỚC HÌNH HỌC DÙNG CẢM BIẾN ĐIỆN CẢM
Mạch thứ 2
MẠCH ĐO CHIỀU DÀY DÙNG CẢM BIẾN ĐIỆN CẢM
CẢM BIẾN SIÊU ÂM (Ultrasonic Sensor)
Cảm biến siêu âm gồm hai bộ phận : phát siêu âm (ultrasonic emitter), thu siêu âm (ultrasonic receiver). Máy phát siêu âm có tần số nằm trong khoảng 65 kHz và 400kHz tùy theo chủng loại sensors ; sóng phản hồi có bước sóng trong khoảng 14 Hz đến 140 Hz tùy theo mức độ phản xạ của đối tượng
ỨNG DỤNG CẢM BIẾN SIÊU ÂM
- Kiểm tra mức chất lỏng hoặc chất rắn trong các bồn.
- Kiểm tra vết nứt các mối nối bằng hàn, kiểm tra các vết nứt tế vi.
- Theo dõi và phát hiện lỗi trong quá trình sản xuất vải và giấy (đặc biệt là những chỗ nối).
- Cảm biến siêu âm còn sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác như y học, hóa học, chế tạo thiết bị công nghiệp.
Hệ thống mã vạch
Trong các hệ thống sản xuất tự động, người ta có thể nhận dạng các chi tiết động, cũng như trong các hệ thống phân loại và kiểm định hàng hóa, ngày nay thường sử dụng hệ thống mã vạch (Bar Code).
Các thành phần chính của hệ thống mã vạch
- Mã vạch được in trên sản phẩm.
- Máy quét mã vạch hay bút quang dùng để chuyển thông tin từ mã vạch sang tín hiệu ánh sáng.
- Bộ giải mã chuyển tín hiệu ánh sáng sang tín hiệu điện và biên dịch thành mã ASCII.
- Bộ giao diện chuyển mã ASCII về máy tính PC để xử lý tiếp.
Các loại mã vạch
Các loại mã vạch