Cảm biến áp suất - Xác suất thống kê | Trường Đại Học Duy Tân

Cảm biến áp suất là thiết bị điện tử chuyển đổi tín hiệu áp suất sang tín hiệu điện, thường được dùng để đo áp suất hoặc các ứng dụng có liên quan đếnáp suất. Tài liệu giúp bạn tham khảo, ôn tập và đạt kết quả cao. Mời bạn đọc đón xem!

Trường:

Đại học Duy Tân 1.8 K tài liệu

Thông tin:
6 trang 7 tháng trước

Bình luận

Vui lòng đăng nhập hoặc đăng ký để gửi bình luận.

Cảm biến áp suất - Xác suất thống kê | Trường Đại Học Duy Tân

Cảm biến áp suất là thiết bị điện tử chuyển đổi tín hiệu áp suất sang tín hiệu điện, thường được dùng để đo áp suất hoặc các ứng dụng có liên quan đếnáp suất. Tài liệu giúp bạn tham khảo, ôn tập và đạt kết quả cao. Mời bạn đọc đón xem!

58 29 lượt tải Tải xuống
TẤT TẦN TẬT VỀ CẢM BIẾN ÁP SUẤT
a. Định nghĩa :
Cảm biến áp suất là thiết bị điện tử chuyển đổi tín hiệu áp suất sang tín hiệu
điện, thường được dùng để đo áp suất hoặc các ứng dụng liên quan đến
áp suất.
Cấu tạo cảm biến áp suất
Sensor cảm biến áp suất rất nhiều loại, tùy vào từng loại sẽ cấu tạo khác
nhau. Tuy nhiên, về bản cảm biến đo áp suất sẽ cấu tạo sẽ gồm các bộ phận
như sau :
Electric connection: Kết nối điện ( đầu nối dây)
Amplifier: Bộ khuếch đại tín hiệu
Sensor: Màng cảm biến xuất ra tín hiệu
Process Connection: Đầu nối ren
Các bộ phận trọng một cảm biến:
Cảm biến: bộ phận nhận tín hiệu từ áp suất truyền tín hiệu về khối xử
lý. Tùy thuộc vào loại cảm biến chuyển từ tín hiệu của áp suất
sang dạng tín hiệu điện trở, điện dung, điện cảm, dòng điện … về khối xử lý.
Khối xử lý: chức năng nhận các tính hiệu từ khối cảm biến thực hiện các
xử để chuyển đổi các tín hiệu đó sang dạng tín hiệu tiêu chuẩn trong lĩnh
vực đo áp suất như ( tín hiệu thường được sử dụng nhất tín hiệu ngõ ra
điện áp 4 ~ 20 mA) ,hoặc 0 ~ 5 VDC ; 0 ~ 10 VDC ; 1 ~ 5 VDC .
Tùy vào từng loại cảm biến mà cách thức hoạt động cũng khác nhau , có loại
hoạt động dựa trên sự biến dạng vật liệu lưu chất để làm sự thay đổi điện trở,
loại thì thay đổi điện dung, loại thì sử dụng vật liệu áp điện, trong đó dạng
áp điện trở và kiểu điện dung là được sử dụng nhiều nhất.
Có 2 loại cảm biến áp suất thông dụng:
Cảm biến áp suất dạng áp điện trở( dạng màng ):
Cảm biến áp suất dạng áp điện
Cấu tạo cảm biến: gồm 1 lớp màn rất nhạy với áp suất, được cấy trên các
phần tử áp điện trở.
Nguyên hoạt động : Khi tác động của lực áp suất lên màn, màn sẽ bị
biến dạng, các áp điện trở cũng sẽ thay đổi tùy theo sự biến cong của màn.
cụ thể giá trị các áp điện trở song song với cạnh màng giảm thì giá trị các áp
điện trở vuông góc với cạnh màng tăng ngược lại khi đó sẽ tạo điện áp
ngõ ra khác 0. Sự thay đổi áp điện trở đó chuyển tín hiệu đến bộ xử ra
được tín hiệu cần đo.
Về nguyên lý hoạt động của cảm biến áp suất màngkhi có áp lực đưa vào
cảm biến, thì lớp màng sẽ thay đổi theo tương ứng với lực đầu vào.
Lúc này các cảm biến trên lớp màng sẽ so sánh sự thay đổi lúc ban đầu với
lúc áp lực để biết được sự thay đổi này bao nhiêu phần % tương ứng
với dãy đo.
Tiếp theo sẽ các vi xử sẽ giải các tín hiệu đưa về tín hiệu 4-
20mA hoặc 0-10V tương ứng với áp suất đầu vào.
Cũng giống các loại cảm biến áp suất thường, cảm biến áp suất màng cũng
cho ra tín hiệu 4-20mA 2 dây nguồn cấp 8-32VDC loop. Nhiệt độ chịu
đựng lên đến 100 C – 120
o o
C.
Thông số cảm biến áp suất màng
Dãy đo áp suất từ -1bar, -0,5bar, 2bar, 4 bar, 6bar, 10bar, 16bar, 25bar,
40bar, 160bar, 250bar, 400bar, có thể lên đến 1000bar
Độ sai số chỉ 0,5%
Áp suất chịu đựng dãy cao nhất lên đến 1100bar
Kết nối dạng ren, clam kẹp hoặc khớp nối.
Kết nối điện bằng dạng blug có thể tháo rời.
Màng cảm biến bằng inox nên có thể dùng cho nhiều loại lưu chất.
Hình ảnh thực tế của cảm biến áp suất dạng màng:
Một số ứng dụng và tính chất cảm của biến áp lực dạng màng
Màng cảm biến bằng inox với nhiều kích thước phù hợp cho từng ứng dụng như: ¼
inch, ½ inch, ¾ inch… với nhiều loại kết nối giúp dễ dàng vệ sinh lắp đặt như:
kết nối dạng ren, kết nối dạng clam kẹp, kết nối dạng khớp nối…
Cũng như các loại cảm biến áp suất 4-20ma thường thì cảm biến áp suất màng
cũng cho ra tín hiệu 4-20ma 2 dâynguồn cấp 8-32vdc loop. Nhiệt độ chịu đựng
lên đến 100oC – 120oC.
Tín hiệu từ cảm biến áp suất có thể dùng hiển thị và điều khiển 2 nơi thông qua bộ
chia tín hiệu 4-20ma hoặc 0-10v, bộ chia tín hiệu này vừa tín năng chia cấp
nguồn cho cảm biến.
Cảm biến áp suất kiểu tụ
Cảm biến áp suất kiểu tụ ( dạng thông thường)
Loại này có nguyên lý hoạt động đơn giản hơn dựa vào giá trị của điện dung
để xác định áp suất. Điện dung của tụ được thay đổi bằng cách thay đổi
khoảng cách của cực tụ. Nguyên lý áp kế điê sn dung
Nguyên áp kế điê sn dung Khi áp suất tác động vào lớp màng làm lớp
màng bị biến dạng đẩy bản cực lại gần với nhau hoặc kéo bản cực ra xa làm
giá trị của tụ thay đổi, dựa vào sự thay đổi điện dung này qua hệ thống xử lý
người ta có thể xác định được áp suất cần đo.
b. Nguyên lý hoạt động :
Nguyên lý hoạt động cảm biến áp suất cũng gần giống như các loại cảm biến
khác là cần nguồn tác động (nguồn áp suất, nguồn nhiệt,… nguồn cần đo của
cảm biến loại đó) tác động lên cảm biến, cảm biến đưa giá trị về vi xử lý, vi
xử xử tín hiệu rồi đưa tín hiệu ra. đồ khối cảm biến áp suất Áp suất:
ngồn áp suất cần kiểm tra có thể là áp suất khí, hơi, chất lỏng …
Ứng dụng cảm biến áp suất.
+ ng trong công nghiệp
c cảm biến áp suất công nghiệp i chung, phạm vi đo thể 0-25
bar hoặc 0-50 bar cho c ứng dụng thủy lực nhẹ hoặc ơng tự, trong khi
các cảm biến dải cao n thể được thiết kế đđo lên đến 1000 bar hoặc
5000 bar hoặc hơn. Cảm biến được thiết kế cho c ứng dụngng nghiệp
i chung có thể được sử dụng trong nhiều hệ thống thủy lực hoặc khí nén.
+ ng trong y tế
Cảm biến áp suấtng trong y tế tiếp xúc với thể phải an toàn cho bệnh
nhân. Điều này không chỉ ảnh ởng đến việc lựa chọn vật liệu cảm biến
còn ảnh hưởng đến vấn đvệ sinh. Trong phạm vi y tế, một số nhà sản
xuất thường làm ới dạng cảm biến dùng dưới dạng cảm biến dùng một
lần để đảm bảo an toàn cho người sử dụng
+ Cảm biến áp suất dùng để đo trong hệ thống lò hơi :
thường được đo trực tiếp trên hơi. Khu vực này cần đo chính xác khá cao
& phải chịu nhiệt độ cao .
+ Các máy nén khí :
cũng cần phải đo áp suất để giới hạn áp suất đầu ra , tránh trường hợp quá áp
dẫn đến hư hỏng & cháy nổ .
+ Trên các trạm bơm nước :
cũng cần cảm biến áp suất để giám sát áp suất đưa về PLC hoặc biến tần để
điều khiển bơm nước . Để điều áp hoặc điều khiển áp suất sau van điều
khiển thì cảm biến áp suất đóng vai trò rất quan trọng sẽ ảnh hưởng trực
tiếp áp suất đầu ra sau van điều khiển .
Các ben thuỷ lực trên xe cẩu , yêu cầu giám sát các ben thuỷ lực này rất
quan trọng sẽ ảnh hưởng đến lực kéo của ben . thế họ luôn lắp cảm
biến áp suất để giám sát áp suất trên các ben thuỷ lực này .
| 1/6

Preview text:

TẤT TẦN TẬT VỀ CẢM BIẾN ÁP SUẤT a. Định nghĩa :  Cảm
biến áp suất là thiết bị điện tử chuyển đổi tín hiệu áp suất sang tín hiệu
điện, thường được dùng để đo áp suất hoặc các ứng dụng có liên quan đến áp suất.
Cấu tạo cảm biến áp suất
Sensor cảm biến áp suất có rất nhiều loại, tùy vào từng loại sẽ có cấu tạo khác
nhau. Tuy nhiên, về cơ bản cảm biến đo áp suất sẽ có cấu tạo sẽ gồm các bộ phận như sau :
 Electric connection: Kết nối điện ( đầu nối dây)
 Amplifier: Bộ khuếch đại tín hiệu
 Sensor: Màng cảm biến xuất ra tín hiệu  Process Connection: Đầu nối ren
Các bộ phận trọng một cảm biến:  Cảm
biến: là bộ phận nhận tín hiệu từ áp suất và truyền tín hiệu về khối xử
lý. Tùy thuộc vào loại cảm biến mà nó chuyển từ tín hiệu cơ của áp suất
sang dạng tín hiệu điện trở, điện dung, điện cảm, dòng điện … về khối xử lý.  Khối
xử lý: có chức năng nhận các tính hiệu từ khối cảm biến thực hiện các
xử lý để chuyển đổi các tín hiệu đó sang dạng tín hiệu tiêu chuẩn trong lĩnh vực
đo áp suất như ( tín hiệu thường được sử dụng nhất là tín hiệu ngõ ra điện áp 4 ~ 20 mA) ,hoặc 0 ~ 5 VDC ; 0 ~ 10 VDC ; 1 ~ 5 VDC .
 Tùy vào từng loại cảm biến mà
cách thức hoạt động cũng khác nhau , có loại
hoạt động dựa trên sự biến dạng vật liệu lưu chất
để làm sự thay đổi điện trở,
loại thì thay đổi điện dung, loại thì sử dụng vật liệu áp điện, trong đó dạng
áp điện trở và kiểu điện dung là được sử dụng nhiều nhất. 
Có 2 loại cảm biến áp suất thông dụng:
Cảm biến áp suất dạng áp điện trở( dạng màng ):
Cảm biến áp suất dạng áp điện
 Cấu tạo cảm biến: gồm 1 lớp màn rất nhạy với áp suất, được cấy trên các phần tử áp điện trở.
 Nguyên lí hoạt động : Khi có tác động của lực áp suất lên màn, màn sẽ bị
biến dạng, các áp điện trở cũng sẽ thay đổi tùy theo sự biến cong của màn.
cụ thể giá trị các áp điện trở song song với cạnh màng giảm thì giá trị các áp
điện trở vuông góc với cạnh màng tăng và ngược lại khi đó sẽ tạo điện áp
ngõ ra khác 0. Sự thay đổi áp điện trở đó chuyển tín hiệu đến bộ xử lý và ra
được tín hiệu cần đo.
 Về nguyên lý hoạt động của cảm biến áp suất màng là khi có áp lực đưa vào
cảm biến, thì lớp màng sẽ thay đổi theo tương ứng với lực đầu vào.
 Lúc này các cảm biến trên lớp màng sẽ so sánh sự thay đổi lúc ban đầu với
lúc có áp lực để biết được sự thay đổi này là bao nhiêu phần % tương ứng với dãy đo.
 Tiếp theo sẽ là các vi xử lý sẽ giải mã các tín hiệu và đưa về tín hiệu 4-
20mA hoặc 0-10V tương ứng với áp suất đầu vào.
 Cũng giống các loại cảm biến áp suất thường, cảm biến áp suất màng cũng
cho ra tín hiệu 4-20mA 2 dây và nguồn cấp 8-32VDC loop. Nhiệt độ chịu
đựng lên đến 100oC – 120oC. 
Thông số cảm biến áp suất màng
 Dãy đo áp suất từ -1bar, -0,5bar, 2bar, 4 bar, 6bar, 10bar, 16bar, 25bar,
40bar, 160bar, 250bar, 400bar, có thể lên đến 1000bar  Độ sai số chỉ 0,5%
 Áp suất chịu đựng dãy cao nhất lên đến 1100bar
 Kết nối dạng ren, clam kẹp hoặc khớp nối.
 Kết nối điện bằng dạng blug có thể tháo rời.
 Màng cảm biến bằng inox nên có thể dùng cho nhiều loại lưu chất.
Hình ảnh thực tế của cảm biến áp suất dạng màng:
Một số ứng dụng và tính chất cảm của biến áp lực dạng màng
Màng cảm biến bằng inox với nhiều kích thước phù hợp cho từng ứng dụng như: ¼
inch, ½ inch, ¾ inch… với nhiều loại kết nối giúp dễ dàng vệ sinh và lắp đặt như:
kết nối dạng ren, kết nối dạng clam kẹp, kết nối dạng khớp nối…
Cũng như các loại cảm biến áp suất 4-20ma thường thì cảm biến áp suất màng
cũng cho ra tín hiệu 4-20ma 2 dây và nguồn cấp 8-32vdc loop. Nhiệt độ chịu đựng lên đến 100oC – 120oC.
Tín hiệu từ cảm biến áp suất có thể dùng hiển thị và điều khiển 2 nơi thông qua bộ
chia tín hiệu 4-20ma hoặc 0-10v, bộ chia tín hiệu này vừa có tín năng chia và cấp nguồn cho cảm biến.
Cảm biến áp suất kiểu tụ
Cảm biến áp suất kiểu tụ ( dạng thông thường)
 Loại này có nguyên lý hoạt động đơn giản hơn dựa vào giá trị của điện dung
để xác định áp suất. Điện dung của tụ được thay đổi bằng cách thay đổi
khoảng cách của cực tụ. Nguyên lý áp kế điê s n dung
 Nguyên lý áp kế điê s
n dung Khi có áp suất tác động vào lớp màng làm lớp
màng bị biến dạng đẩy bản cực lại gần với nhau hoặc kéo bản cực ra xa làm
giá trị của tụ thay đổi, dựa vào sự thay đổi điện dung này qua hệ thống xử lý
người ta có thể xác định được áp suất cần đo.
b. Nguyên lý hoạt động :
 Nguyên lý hoạt động cảm biến áp suất cũng gần giống như các loại cảm biến
khác là cần nguồn tác động (nguồn áp suất, nguồn nhiệt,… nguồn cần đo của
cảm biến loại đó) tác động lên cảm biến, cảm biến đưa giá trị về vi xử lý, vi
xử lý xử lí tín hiệu rồi đưa tín hiệu ra. Sơ đồ khối cảm biến áp suất Áp suất:
ngồn áp suất cần kiểm tra có thể là áp suất khí, hơi, chất lỏng …
Ứng dụng cảm biến áp suất. +
ng trong công nghiệp
 Các cảm biến áp suất công nghiệp nói chung, phạm vi đo có thể là 0-25
bar hoặc 0-50 bar cho các ứng dụng thủy lực nhẹ hoặc tương tự, trong khi
các cảm biến dải cao hơn có thể được thiết kế để đo lên đến 1000 bar hoặc
5000 bar hoặc hơn. Cảm biến được thiết kế cho các ứng dụng công nghiệp
nói chung có thể được sử dụng trong nhiều hệ thống thủy lực hoặc khí nén. + ng trong y tế
 Cảm biến áp suất dùng trong y tế tiếp xúc với cơ thể phải an toàn cho bệnh
nhân. Điều này không chỉ ảnh hưởng đến việc lựa chọn vật liệu cảm biến
mà còn ảnh hưởng đến vấn đề vệ sinh. Trong phạm vi y tế, một số nhà sản
xuất thường làm dưới dạng cảm biến dùng dưới dạng cảm biến dùng một
lần để đảm bảo an toàn cho người sử dụng + Cảm biến áp suấ
t dùng để đo trong hệ thống lò hơi :
 thường được đo trực tiếp trên lò hơi. Khu vực này cần đo chính xác khá cao
& phải chịu nhiệt độ cao . + Các máy nén khí :
cũng cần phải đo áp suất để giới hạn áp suất đầu ra , tránh trường hợp quá áp
dẫn đến hư hỏng & cháy nổ . + T
rên các trạm bơm nước :
 cũng cần cảm biến áp suất để giám sát áp suất đưa về PLC hoặc biến tần để
điều khiển bơm nước . Để điều áp hoặc điều khiển áp suất sau van điều
khiển thì cảm biến áp suất đóng vai trò rất quan trọng vì sẽ ảnh hưởng trực
tiếp áp suất đầu ra sau van điều khiển .  Các
ben thuỷ lực trên xe cẩu , yêu cầu giám sát các ben thuỷ lực này rất
quan trọng vì sẽ ảnh hưởng đến lực kéo của ben . Vì thế họ luôn lắp cảm
biến áp suất để giám sát áp suất trên các ben thuỷ lực này .