ME3081: Mechatronic System Design Lecturer: PhD. Dang Thai Viet Mechatronics Department, School of Mechanical Engineering, HUST Viet.dangthai@hust.edu.vn 2 Chương 6. Cảm biến ME3081: Mechatronic System Design Mục 1. Khái niệm và phân loại cảm biến Mục 2. Các chỉ tiêu kỹ thuật cảm biến Mục 3. Một số loại cảm biến cơ bản 3 6.1. Khái niệm và phân loại (1) Cảm biến là thiết bị cảm nhận sự biến đổi của đại lượng vật lý về trạng thái và giá trị theo thời gian. Phần lớn các tín hiệu vật lý được cảm biến chuyển đổi thành các tín hiệu điện. Đo lường là một phần quan trọng của HT CĐT với chức năng thu thập thông tin và cung cấp cho các bộ điều khiển HT. Physical Process Physical Variable Sensor Signal Variable s S=f(s) S Mô hình vi phân bậc 0 (đường tuyến tính): 𝑆 𝑡 = 𝑎 + 𝑏𝑠(𝑡) Mô hình vi phân bậc 1: Mô hình vi phân bậc 2: 𝑑𝑆(𝑡) 𝑏1 + 𝑏0 𝑆 𝑡 = 𝑠(𝑡) 𝑑𝑡 𝑑2 𝑆(𝑡) 𝑑𝑆(𝑡) 𝑏2 + 𝑏1 + 𝑏0 𝑆 𝑡 = 𝑠(𝑡) 2 𝑑 𝑑𝑡 4 6.1. Khái niệm và phân loại (2) ❑ Phân loại theo đại lượng cần đo Hiện tượng Đại lượng cần đo Cơ học Vị trí Lực, áp suất Gia tốc, vận tốc Ứng suất, độ cứng, mô men Khối lượng, tỉ trọng Vận tốc chất lưu, độ nhớt ... Nhiệt Nhiệt độ Nhiệt dung, tỉ nhiệt ... Điện Điện tích, dòng điện Điện thế, điện áp Điện trường (biên, pha, phân cực, phổ) Điện dẫn, hằng số điện môi ... Quang Biên, pha, phân cực, phổ, tốc độ truyền Hệ số phát xạ, khúc xạ, hấp thụ, hệ số bức xạ ... 5 6.1. Khái niệm và phân loại (3) ❑ Phân loại theo nguyên lý chuyển đổi giữa kích thích và đáp ứng Hiện tượng Chuyển đổi đáp ứng và kích thích Vật lý Nhiệt điện Quang điện Quang từ Điện từ Quang đàn hồi Từ điện Nhiệt từ... Hóa học Biến đổi hoá học Biến đổi điện hoá Phân tích phổ ... Sinh học Biến đổi sinh hoá Biến đổi vật lý Hiệu ứng trên cơ thể sống ... 6 6.1. Khái niệm và phân loại (4) ❑ Phân loại theo nguồn năng lượng tiêu thụ Phân loại cảm biến Một hiệu ứng được sử dụng Cảm biến chủ