Nghiên cứu thiết kế hệ thống tự động kiểm soát hàm lượng sản phẩm dầu mỏ trong nước thải lacanh tàu cá, chương 8 pdf

Chương 8: Độ lớn của tín hiệu vào là giá trị lớn nhất của tín hiệu đặt vào bộ cảm biến mà sai số không vượt quá ngưỡng cho phép.. Sai số và độ chính xác Các bộ cảm biến cũng giống như là

Chương 8:

Độ lớn của tín hiệu vào là giá trị lớn nhất của tín hiệu đặt vào bộ cảm biến mà sai số không vượt quá ngưỡng cho phép Đối với các bộ cảm biến có đáp ứng phi tuyến ngưỡng động của kích thích thường được biểu diễn bằng dexibel, bằng logarit của tỷ số công suất hoặc điện áp của tín hiệu ra và tín hiệu vào:

1

2 1

2 20 lg lg

10 1

u

u P

P

2.3.4 Sai số và độ chính xác

Các bộ cảm biến cũng giống như là các dụng cụ đo lường khác, ngoài đại lượng cần đo còn chịu tác động của nhiều đại lượng vật lý khác gây nên sai số giữa giá trị đo được và giá trị

đo và giá trị thực x, sai số tương đối của bộ cảm biến được tính bằng:

100

%

x

x







x là sai số tuyệt đối

Khi đánh giá sai số của cảm biến ta thường phân chúng

thành hai loại: sai số hệ thống và sai số ngẫu nhiên

Hình 2.7 Xác định sai số và hàm truyền của bộ cảm biến

Sai số hệ thống là sai số không phụ thuộc vào số lần đo, có giá trị không đổi hoặc thay đổi chậm theo thời gian đo và thêm vào một độ lệch không đổi giữa giá trị thực và giá trị đo được Sai số hệ thống thường do sự thiếu hiểu biết về hệ đo, do điều kiện sử dụng không tốt

Các nguyên nhân gây ra sai số hệ thống có thể là:

 Do nguyên lý của cảm biến

 Giá trị đại lượng chuẩn không đúng,

 Do đặc tính của bộ cảm biến,





y y'

Đường cong hàm truyền thực tế

Hàm truyền lý tưởng

Đường giới hạn chính xác

100%

 Do điều kiện và chế độ sử dụng.

Sai số ngẫu nhiên là sai số xuất hiện có độ lớn và chiều không xác định Có thể dự đoán được một số nguyên nhân của sai số ngẫu nhiên nhưng không thể dự đoán độ lớn và dấu của nó Những nguyên nhân gây sai số ngẫu nhiên có thể là:

 Do sự thay đổi đặc tính của thiết bị,

 Do tín hiệu nhiễu ngẫu nhiên,

 Do các đại lượng ảnh hưởng như các thông số môi trường (nhiệt độ, độ ẩm, điện từ trường, độ rung….) không được tính đến trong khi chuẩn cảm biến Có thể giảm thiểu sai số ngẫu nhiên bằng số biện pháp thực nghiệm thích hợp như bảo vệ các mạch

đo tránh ảnh hưởng của nhiễu, tự động điều chỉnh điện áp nguồn nuôi, bù các ảnh hưởng nhiệt độ, tần số, vận hành sử dụng đúng chế độ

2.3.5 Chuẩn bộ cảm biến

Chuẩn bộ cảm biến nhằm xác định dưới dạng đồ thị, giải tích mối liên hệ giữa đáp ứng và kích thích của bộ cảm biến có tính đến tất cả các yếu tố ảnh hưởng

Các thông số ảnh hưởng có thể là các đại lượng vật lý liên quan đến đáp ứng như độ lớn, chiều và tốc độ biến thiên của các kích thích Ngoài ra chúng cũng có thể là các đại lượng vật lý không liên quan đến kích thích nhưng tác động đến bộ cảm biến

khi sử dụng và làm thay đổi hồi đáp Thông thường các đại lượng vật lý này là các thông số môi trường như nhiệt độ, áp suất, độ ẩm… và các thông số của nguồn như biên độ, tần số, điện áp làm việc của bộ cảm biến

2.3.6 Độ tuyến tính của cảm biến

Bộ cảm biến được gọi là tuyến tính trong dải kích thích nếu trong dải đó độ nhạy không phụ thuộc vào giá trị của kích thích tức là độ nhạy là một hằng số

Trong chế độ tĩnh, độ tuyến tính thể hiện bằng các đoạn thẳng trên đặc tuyến tính và hoạt động của bộ cảm biến là tuyến tính khi các kích thích tác động còn nằm trong vùng này

Trong chế độ động, độ tuyến tính bao gồm sự không đổi của độ nhạy tĩnh, đồng thời các thông số quyết định hồi đáp như tần số dao động riêng, hệ số suy giảm cũng không phụ thuộc vào kích thích

2.3.7 Nhiễu trong bộ cảm biến và mạch

Nhiễu trong bộ cảm biến và mạch là nguồn gốc của sai số mà ta phải tìm các biện pháp khắc phục Giống như bệnh tật nhiễu không thể loại trừ hoàn toàn mà chỉ có thể phòng ngừa, làm giảm ảnh hưởng của chúng và việc khắc phục nhiễu đòi hỏi

nhiều biện pháp tổng hợp Ta có thể phân nhiễu làm hai loại: nhiễu nội bộ và nhiễu tác động trên mạch truyễn dẫn tín hiệu

Nhiễu nội tại phát sinh do sự không hoàn thiện trong việc thiết kế, công nghệ chế tạo, tính chất vật liệu của bộ cảm biến…,

do đó đáp ứng có thể bị méo so với dạng lý tưởng Sự méo của tín hiệu ra có thể có tính hệ thống hoặc ngẫu nhiên Dạng tín hiệu ra liên quan chặt chẽ đến hàm truyền, đặc tính tuyến tính và đặc tính động của cảm biến

Từ bộ cảm biến đến tín hiệu được khuếch đại và chuyển đổi thành dạng số không biểu thị bằng độ lớn và đặc tính phổ mà theo độ phân giải số

Điện áp lệch đầu vào và dòng điện phân cực có thể bị trôi Tín hiệu nhiễu (điện áp và dòng điện) do cơ chế vật lý xảy ra trong các điện trở và tranzito sử dụng để chế tạo mạch