BÁO cáo học PHẦN THỰC HÀNH đo LƯỜNG cảm BIẾN thí nghiệm đo độ dịch chuyển

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT KHOA ĐIỆN ĐIỆN TỬ BÁO CÁO HỌC PHẦN THỰC HÀNH ĐO LƯỜNG CẢM BIẾN Nhóm 3 Nguyễn Đăng Huy Đỗ Ngọc Anh Trần Tấn Phong Nguyễn Hoàn Hảo Nguyễn Hữu Hoàng Huy Phan Ngô Gia Trung Nguyễn Xuân Hiền Đà Nẵng, 042022 NỘI DUNG 1 Thí nghiệm Đo độ dịch chuyển  TN1 Cảm Biến Điện Dung  TN2 Cảm Biến Điện Cảm 2 KTCB  TN Phát Hiện Vật Liệu  Cảm Biến Quang Điện  Cảm Biến Sợi Quang  Cảm Biến Quang Điện Tử  TN Điểm Đóng Cắt  TN Độ Từ Thẩm  TN Độ Trễ Đóng Cắt  TN.

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT

Đà Nẵng, 04/2022

NỘI DUNG:

1 Thí nghiệm: Đo độ dịch chuyển

 TN1: Cảm Biến Điện Dung

 TN2: Cảm Biến Điện Cảm

2 KTCB

 TN Phát Hiện Vật Liệu

 Cảm Biến Quang Điện

 Cảm Biến Sợi Quang

 Cảm Biến Quang Điện Tử

 Thí nghiệm - Cầu Maxwell-Wien

 Thí nghiệm - Cầu Wien

 Thí nghiệm - Cầu Wheatstone

4 Đo Góc Và Tốc Độ

 Cảm Biến Tuyệt Đối Sử Dụng Mã Nhị Phân

 Cảm Biến Gia Tăng

 Cảm Biến Tuyệt Đối Sử Dụng Mã Gray

BÀN 1.

Thí nghiệm - Đo độ dịch chuyển bằng cảm biến điện cảm I

Căn chỉnh điểm 0 của cầu đo

Thí nghiệm sau đây bắt đầu bằng việc đặt điểm 0 của cầu đo vào điểm trung tâm của lơi

cuộn dây Điện áp vào của cầu được đặt bằng thiết bị ảo Function generator (bộ sinh hàm)

và điện áp ra được đo trên thiết bị ảo Oscilloscope (máy hiển thị dao động) Sơ đồ sau minh

họa cho mạch đo thích hợp

Lắp ráp mạch thí nghiệm sau

Trước tiên, mở bộ sinh hàm và thiết lập các tham số sau:

Cài đặt cho bộ sinh hàm

Tiếp theo, mở máy hiển thị dao động và thiết lập các tham số sau:

Cài đặt cho máy hiển thị dao động

Coupling channel A DC Sensitivity channel A 100 mV Coupling channel B OFF

Sau đó di chuyển lơi cuộn dây đến vị trí trung tâm của nó (độ chia 20).Điều chỉnh biến trở để đặt điểm 0 sao cho biên độ của điện áp cầu đạtgiá trị nhỏ nhất.

Copy đường dao động thu được vào phần ô trống bên dưới

Biên độ và tần số của điện áp cầu là bao nhiêu sau khi việc căn chỉnh điểm

0 đă hoàn tất? Điền đáp án của bạn vào ô trống dưới đây

150mv,5khz

Các tham số cho bộ khuếch đại vi phân

Thí nghiệm tiếp theo nghiên cứu cách thức vận hành của bộ khuếch đại vi phân

Mở rộng phần cài đặt của thí nghiệm trước sao cho channel B (kênh B) của máy hiển thị dao động hiển thị ngơ ra từ bộ khuếch đại vi phân (xem h́nh dưới)

Thay đổi cài đặt cho máy hiển thị dao động như sau:

Cài đặt cho máy hiển thị dao động

Coupling channel A DC Sensitivity channel A 5 V Coupling channel B DC Sensitivity channel B 2 V

Tiếp theo, di chuyển lơi cuộn dây đến giới hạn dưới của nó (độ chia 0) vàtiến hành lại thí nghiệm một lần nữa Copy đường dao động thu được vàophần ô trống dưới đây.

Sau đó, di chuyển lơi cuộn dây đến vị trí giới hạn trên của nó (độ chia 40) và lặp lại thí nghiệm như trên Copy đường dao động vào phần ô trống bên dưới.

Độ lệch pha giữa điện áp cầu và điện áp ra của bộ khuếch đại vi phân làbao nhiêu? Độ lợi của bộ khuếch đại vi phân là bao nhiêu? Điền đáp áncủa bạn vào ô trống bên dưới

 90 độ,-3.0

Thí nghiệm - Đo độ dịch chuyển bằng cảm biến điện cảm II

Kiểm định máy tạo xung

Để chuyển đổi điện áp AC của cầu thành điện áp DC tỉ lệ với độ dịch chuyển, chúng ta sử dụng một mạch lấy mẫy và giữ điều khiển bằng xung như đă đề cập trước đó Việc lấy mẫu điện áp AC nên xảy ra mỗi khi biên

độ đạt giá trị cực đại để có thể tận dụng hết biên độ sẵn có Và để phục vụ cho mục đích này, việc cần làm trước tiên trong thí nghiệm tiếp theo là chọn pha cho máy tạo xung Điện áp vào của cầu được đặt bởi thiết bị ảo

Function generator (máy sinh hàm) và điện áp ra được đo trên thiết bị ảo Oscilloscope (máy hiển thị dao động) Sơ đồ sau minh họa mạch đo thích

hợp

Lắp ráp mạch thí nghiệm sau

Trước tiên, mở bộ sinh hàm và thiết lập các tham số sau:

Cài đặt cho bộ sinh hàm

Tiếp theo, mở máy hiển thị dao động và thiết lập các tham số sau:

Cài đặt cho máy hiển thị dao động

Coupling channel A DC Sensitivity channel A 5 V Coupling channel B DC Sensitivity channel B 5 V

Điều chỉnh biến trở cho pha của máy tạo xung sao cho xung xuất hiện đúngvào lúc biên độ điện áp cung cấp là lớn nhất Lơi của cuộn dây nên ở giới hạn trên của nó.

Copy đường dao động thu được vào phần ô trống bên dưới

Sau đó, di chuyển lơi của cuộn dây đến vị trí giới hạn dưới của nó (đô chia 0) Thay đổi cài đặt của thí nghiệm sao cho điện áp cầu được ghi lại trên máy hiển thị dao động thay v́điện áp cung cấp như trước Giữ nguyên cài đặtcho máy tạo xung và máy hiển thị dao động và tiến hành thí nghiệm lại một lần nữa Copy đường dao động thu được vào phần ô trống bên dưới

Thí nghiệm - Đo độ dịch chuyển bằng cảm biến điện cảm III

Xác định đường đặc trưng của cảm biến

Thí nghiệm sau đây sẽ xác định đường đặc trưng tĩnh của cảm biến Lơi của cuộn dây được đặt ở giới hạn dưới của nó và dịch chuyển từng bước tới giới hạn trên trong quá tŕnh thí nghiệm với điện áp ngơ ra uOut được đo thông qua

mạch đo cho mỗi vị trí x của lơi Điện áp vào của cầu được đặt bởi Function generator (bộ sinh hàm) và điện áp ra được đo bởi thiết bị ảo Voltmeter A (vôn kế A) Sơ đồ sau minh họa cho mạch đo thích hợp.

Lắp ráp mạch thí nghiệm sau.

Trước tiên, mở bộ sinh hàm và thiết lập các tham số sau:

Cài đặt cho bộ sinh hàm

Tiếp theo, mở vôn kế A và thiết lập các tham số sau:

Cài đặt cho vôn kế A

Di chuyển lơi của cuộn dây đến vị trí giới hạn dưới và đo điện áp ra tương ứng

uOut Di chuyển lơi của cuộn dây lên theo từng bước, mỗi bước là 2.5 độ

chia và đo điện áp ra sau mỗi lần di chuyển Điền các cặp giá trị bạn thu

được vào bảng bên dưới, sau đó chuyển sang Chart mode để thấy đường

đặc trưng của cảm biến

Tác động của pha lên máy tạo xung

Thí nghiệm sau nghiên cứu pha (góc pha ) của máy tạo xung sử dụng

đường đặc trưng của cảm biến

Điều chỉnh biến trở dùng để căn chỉnh pha sao cho pha là 45° hoặc 45° thay v́là 90° hoặc -90° Tiến hành lại thí nghiệm như trên và điềnkết quả vào bảng dưới

-BÀN 2.

Thí nghiệm: phát hiện vật liệu

Kiểm tra mẫu vật liệu nào làm công tắc tiệm cận điện cảm đáp ứng

vị trí (Slider Control Unit).

2.Kiểm tra đáp ứng của cảm biến với các loại mẫu vật liệu khác nhau.3.Ghi lại loại vật liệu được nhận ra và loại không được nhận

Điền kết quả của bạn:

Hệ số giảm

Tính toán hệ số giảm cho công tắc tiệm cận điện cảm dựa vào các giá trị

từ thí nghiệm 2

Tŕnh tự thí nghiệm:

1.Lấy các giá trị từ thí nghiệm 2

2.Thay các giá trị này vào trong phương tŕnh ở dưới

3.Tính toán hệ số giảm cho các mẫu vật liệu đơn lẻ và nhập kết quả vào các khung kết quả tương ứng

Thí nghiệm: phát hiện vật liệu

Kiểm tra xe loại vật liệu nào làm cảm biến đáp ứng

(Slider Control Unit).

2.Kiểm tra đáp ứng của cảm biến tới các mẫu khác nhau

3.Ghi lại loại vật liệu làm cảm biến đáp ứng và loại làm cảm biến không đáp ứng

Điền kết quả của bạn:

Nhựa trắng (thô) đáp ứng

Nhựa trắng (tinh) đáp ứngNhựa đen (thô) đáp ứngNhựa đen (tinh) đáp ứng

Thí nghiệm: điểm đóng cắt

Kiểm tra ở điểm nào cảm biến đáp ứng với các vật liệu khác nhau

Lắp ráp thí nghiệm:Lắp ráp bảng mạch cảm biến theo mô tả trong

chương "Kết nối với máy tính".Trình tự thí nghiệm:

1.Kẹp vật mẫu thứ nhất vào bộ giữ mẫu

2.Di chuyển mẫu (thép) tới một khoảng cách định mức 5 mm so với cảm biến sử dụng thiết bị định vị trí (Slider Control Unit)

3.Nếu cần thiết, thiết lập chiết áp vi chỉnh của cảm biến điện dung để chắc chắn tạo ra đáp úng Đây là điểm bật

4.Điền số chỉ vào khung trả lời thích hợp

Chiết áp vi chỉnh được tích hợp trong vỏ của LED trên mặt sau của cảm biến Xoay vỏ theo chiều kim đồng hồ để tăng khoảng cách đáp ứng và ngược chiều kim đồng hồ để giảm nó

Thực hiện thí nghiệm trên mỗi vật liệu sau

Điền trong điểm bật:

Điền trong điểm bật:

Nhựa đen (tinh): 0 _

Điền trong điểm bật:

Thực hiện thí nghiệm theo mô tả trong chương "Tŕnh tự thí nghiệm"

4.Di chuyển xe trượt với các nam châm ra xa nhưng nó di chuyển trong dải độ trễ đóng cắt của nó mà không làm LED cảm biến tắt

5.Giữ mẫu vật liệu giữa đầu cảm biến và nam châm

Quan sát LED cảm biến.

Ghi lại các đáp ứng của LED cảm biến

Thép không rỉ LED vẫn sángNhựa trắng, tinh LED vẫn bậtNhựa đen, tinh LED vẫn sáng

4.Điền số chỉ vào khung trả lời tương ứng.

5.Bây giờ, di chuyển vật mẫu ra xa cảm biến cho đến khi LED trạng

thái của cảm biến tắt đây là điểm tắt

6.Đọc số chỉ khoảng cách giữa vật mẫu và đầu cảm biến từ bộ điều

khiển trượt

7.Điền số chỉ vào khung trả lời tương ứng

Trước mỗi quá tŕnh đo lường, hiển thị khoảng cách trên bộ điều khiển trượt phải được thiết lập lại về 0, như được mô tả trong "Tŕnh tự thí

nghiệm"

Thực hiện thí nghiệm sử dụng các mẫu vật liệu được liệt kê ở dưới

Điền trong điểm bật:

ra một kết quả,điền"0" và nếu

nó quá lớn, điền

"320"

Điền trong điểm bật:

ra một kết quả,điền"0" và nếu

nó quá lớn, điền

"320"

Nếu khoảngcách đáp ứngquá nhỏ để tạo

ra một kết quả,điền"0" và nếu

nó quá lớn, điền

"320"

Nếu khoảngcách đáp ứngquá nhỏ để tạo

ra một kết quả,điền"0" và nếu

nó quá lớn, điền

"320"

Nếu khoảngcách đáp ứngquá nhỏ để tạo

ra một kết quả,điền"0" và nếu

nó quá lớn, điền

"320"

Nếu khoảngcách đáp ứngquá nhỏ để tạo

ra một kết quả,

Điền trong điểm tắt:

ra một kết quả,điền"0" và nếu

nó quá lớn, điền

"320"

Hệ số giảm

Tính toán hệ số giảm cho công tắc tiệm cận điện cảm dựa vào các giá trị

từ thí nghiệm 2

Tŕnh tự thí nghiệm:

1.Lấy các giá trị từ thí nghiệm 2

2.Thay các giá trị này vào trong phương tŕnh ở dưới

3.Tính toán hệ số giảm cho các mẫu vật liệu đơn lẻ và nhập kết quả vào các khung kết quả tương ứng

Thí nghiệm: phát hiện vật liệu

Kiểm tra mẫu vật liệu nào làm công tắc tiệm cận điện cảm đáp ứng

Lắp ráp thí nghiệm:

Lắp ráp bảng mạch cảm biến theo mô tả được t́m thấy trong chươngKế"t nớivới máy tính"

Tŕnh tự thí nghiệm:

Thực hiện thí nghiệm tương ứng với mô tả trên "Tŕnh tự thí nghiệm "

1.Di chuyển xe trượt khoảng 3 mm ra xa cảm biến sử dụng thiết bị định

vị trí (Slider Control Unit).

2.Kiểm tra đáp ứng của cảm biến với các loại mẫu vật liệu khác nhau.3.Ghi lại loại vật liệu được nhận ra và loại không được nhận

Điền kết quả của bạn:

Thí nghiệm: phát hiện vật liệu - cảm biến quang điện

Kiểm tra vật liệu nào làm cảm biến quang điện đáp ứng

Lắp ráp thí nghiệm:

Lắp ráp bảng mạch cảm biến như được mô tả trong chương "Kết nối với máy tính"

Hiệu chỉnh:

1 Trước khi bắt đầu đo lường, đầu tiên thiết lập lại cảm biến Để làm điều

này, cảm biến đầu tiên phải được kích hoạt trong thiết bị định vị (Slider Control Unit) Thiết lập lại được thực hiện sử dụng nút "Teach", được đặt

ở đỉnh phía sau của cảm biến Tiếp tục như sau:

2 Ấn nút "Teach" và giữ nó ấn xuống

3 Ở lúc ban đầu, đi-ốt xanh lá cây tắt

4 Sau khoảng 3 giây, nó sáng trở lại

5 Sau khoảng 3 giây nữa đi qua, đi-ốt vàng cũng sáng

6 Sau khoảng 3 giây nữa, các đi-ốt vang, đỏ và xanh lá cây sáng

7 Bây giờ, nhả nút "Teach"

8 Tiếp theo, t́nh tự "Teach-in" này phải được thực hiện để thiết lập các điều kiện môi trường:

 Đầu tiên, di chuyển tất cả đối tượng từ dải phát hiện của cảm biến

 Bây giờ, ấn lại nút "Teach"Đi-ốt xanh lá cây tắt

 Sau 3 giây, nó sáng trở lại.

 Bây giờ, nhả nút ấn Đi ốt bắt đầu nhấp nháy

 Một khi trình tự "Teach-in" đã được kết thúc, nó vẫn duy trì độsáng không đổi

Tŕnh tự thí nghiệm:

Thực hiện thí nghiệm như được mô tả trong chương "Tŕnh tự thí nghiệm"

Di chuyển xe trượt ra xa cảm biến khoảng 40 mm sử dụng thiết bị

định vị (Slider Control Unit).

Kiểm tra đáp ứng của cảm biến sử dụng vật liệu mẫu khác nhau

Ghi lại loại vật liệu được và không được phát hiện bởi cảm biến

Điền kết quả của bạn

Nhựa trắng (tinh) phát hiện Tất cả chính

Thí nghiệm: phát hiện vật liệu - cảm biến sợi quang

Kiểm tra mẫu vật liệu làm cảm biến sợi quang đáp ứng

Lắp ráp thí nghiệm:

Lắp ráp bảng mạch cảm biến như được mô tả trong chương "Kết nối với

máy tính"

Tŕnh tự thí nghiệm:

Thực hiện thí nghiệm như được mô tả trong chương "Tŕnh tự thí nghiệm"

1.Di chuyển xe trượt ra xa cảm biến khoảng 20 mm sử dụng thiết bị định

vị trí (Slider Control Unit).

2.Kiểm tra đáp ứng của cảm biến sử dụng các loại mẫu vật liệu khác nhau.3.Ghi lại vật liệu nào được phát hiện và không được phát hiện bởi cảm biến

Điền kết quả của bạn

Nhựa trắng (tinh) phát hiện

Nhựa đen (thô) phát hiện

Nhựa đen (tinh) phát hiện Tất cả chính

Thí nghiệm: phát hiện vật liệu

Kiểm tra loại mẫu vật liệu nào mà cảm biến từ trường đáp ứng

Lắp ráp thí nghiệm:

Lắp ráp mạch cảm biến theo mô tả ở chương "Kết nối với máy tính"

Tŕnh tự thí nghiệm:

Thực hiện thí nghiệm như được xác định trong chương "Tŕnh tự thí nghiệm"

1.Sử dụng thiết bị định vị (Slider Control Unit) để di chuyển xe trượt

xấp xỉ 3 mm từ cảm biến

2.Kiểm tra đáp ứng của cảm biến với các mẫu vật liệu khác nhau

3.Ghi lại những loại vật liệu nào được phát hiện ơởi cảm biến và loạinào không

Điền kết quả của bạn:

Nhựa trắng không đáp ứng

Thí nghiệm: phát hiện vật liệu - cảm biến quang điện

Kiểm tra vật liệu nào làm cảm biến quang điện đáp ứng

vị (Slider Control Unit) Thiết lập lại được thực hiện sử dụng nút

"Teach", được đặt ở đỉnh phía sau của cảm biến Tiếp tục như sau:

2 Ấn nút "Teach" và giữ nó ấn xuống

3 Ở lúc ban đầu, đi-ốt xanh lá cây tắt

4 Sau khoảng 3 giây, nó sáng trở lại

5 Sau khoảng 3 giây nữa đi qua, đi-ốt vàng cũng sáng

6 Sau khoảng 3 giây nữa, các đi-ốt vang, đỏ và xanh lá cây sáng

7 Bây giờ, nhả nút "Teach"

8 Tiếp theo, t́nh tự "Teach-in" này phải được thực hiện để thiết lập các điều kiện môi trường:

9 Đầu tiên, di chuyển tất cả đối tượng từ dải phát hiện của cảm biến.10.Bây giờ, ấn lại nút "Teach"Đi-ốt xanh lá cây tắt

 Sau 3 giây, nó sáng trở lại.

 Bây giờ, nhả nút ấn Đi ốt bắt đầu nhấp nháy

 Một khi tŕnh tự "Teach-in" đă được kết thúc, nó vẫn duy tŕ độ sáng không đổi

Tŕnh tự thí nghiệm:

Thực hiện thí nghiệm như được mô tả trong chương "Tŕnh tự thí nghiệm"

 Di chuyển xe trượt ra xa cảm biến khoảng 40 mm sử dụng

thiết bị định vị (Slider Control Unit).

 Kiểm tra đáp ứng của cảm biến sử dụng vật liệu mẫu khác nhau

 Ghi lại loại vật liệu được và không được phát hiện bởi cảm biến

Điền kết quả của bạn

Nhựa trắng (tinh) phát hiện Tất cả chính

4.Điền số chỉ vào khung trả lời tương ứng.

5.Bây giờ, di chuyển vật mẫu ra xa cảm biến cho đến khi LED trạng thái của cảm biến tắt đây là điểm tắt

6.Đọc số chỉ khoảng cách giữa vật mẫu và đầu cảm biến từ bộ điều

khiển trượt

7.Điền số chỉ vào khung trả lời tương ứng

Trước mỗi quá tŕnh đo lường, hiển thị khoảng cách trên bộ điều khiển trượt phải được thiết lập lại về 0, như được mô tả trong "Tŕnh tự thí nghiệm"

Thực hiện thí nghiệm sử dụng các mẫu vật liệu được liệt kê ở dưới

Type in the switch-on point:

Điền trong điểm bật:

Nhựa trắng (thô): 242_

Điền trong điểm bật:

Nhựa trắng (tinh): 197_

Điền trong điểm bật:

Nhựa đen (thô): 119_

Điền trong điểm bật:

Xin lỗi, câu trảlời của bạn sai

Xin lỗi, câu trảlời của bạn sai

Xin lỗi, câu trảlời của bạn sai

Xin lỗi, câu trảlời của bạn sai

Nếu khoảngcách đáp ứngquá nhỏ để tạo

ra một kết quả,điền"0" và nếu

Ghi lại điểm TẮT!

Điền trong điểm tắt:

Nhựa đen (thô): 121_

nó quá lớn, điền

"320"

Nếu khoảngcách đáp ứngquá nhỏ để tạo

ra một kết quả,điền"0" và nếu

nó quá lớn, điền

"320"

Nếu khoảngcách đáp ứngquá nhỏ để tạo

ra một kết quả,điền"0" và nếu

nó quá lớn, điền

"320"

Nếu khoảng cách đáp ứng quá nhỏ để tạo

ra một kết quả, điền"0" và nếu

nó quá lớn, điền

"320".

Nếu khoảng cách đáp ứng quá nhỏ để tạo

ra một kết quả, điền"0" và nếu

nó quá lớn, điền

"320".

Nếu khoảngcách đáp ứngquá nhỏ để tạo

ra một kết quả,