Đề cương bài giảng: Kỹ thuật cảm biến (114tr)

Đề cương bài giảng: Kỹ thuật cảm biến với mục tiêu nhằm trang bị cho học viên những kiến thức về nguyên lý, cấu tạo, các mạch ứng dụng trong thực tế của một số loại cảm biến... Hy vọng tài liệu là nguồn thông tin hữu ích cho quá trình học tập và nghiên cứu của các bạn.

L I NÓI Đ UỜ Ầ

Trong n n công nghi p s n xu t hi n đ i ngày nay, r t nhi u nhà máy xíề ệ ả ấ ệ ạ ấ ề  nghi p đã trang b  cho mình nh ng dây chuy n s n xu t t  đ ng ho c bán t  đ ng.ệ ị ữ ề ả ấ ự ộ ặ ự ộ  Các lo i c m bi n đã có m t trong h u h t các lĩnh v c đi u khi n t  đ ng, nó đóngạ ả ế ặ ầ ế ự ề ể ự ộ  

m t vai trò r t quan tr ng, không m t thi t b  nào có th  thay th  độ ấ ọ ộ ế ị ể ế ược. Vi c trang bệ ị cho mình m t ki n th c v  các lo i c m bi n là nhu c u b c thi t c a các k  thu tộ ế ứ ề ạ ả ế ầ ứ ế ủ ỹ ậ  viên, k  s  ngành đi n cũng nh  các ngành khác.ỹ ư ệ ư

Môn h c k  thu t c m bi n là m t môn h c chuyên môn c a h c viên ngànhọ ỹ ậ ả ế ộ ọ ủ ọ  

đi n công nghi p. Mô đun này nh m trang b  cho h c viên nh ng ki n th c v  nguyênệ ệ ằ ị ọ ữ ế ứ ề  

lý, c u t o, các m ch  ng d ng trong th c t  c a m t s  lo i c m bi n V i các ki nấ ạ ạ ứ ụ ự ế ủ ộ ố ạ ả ế ớ ế  

th c này h c viên có th  áp d ng tr c ti p vào lĩnh v c s n xu t cũng nh  đ i s ng.ứ ọ ể ụ ự ế ự ả ấ ư ờ ố  Ngoài ra các ki n th c này dùng làm phế ứ ương ti n đ  h c ti p các mô đun chuyênệ ể ọ ế  ngành đi n nh  trang b  đi n, PLC c  b n, PLC nâng cao  Mô đun này cũng có th  làệ ư ị ệ ơ ả ể  tài li u tham kh o cho các h c viên, cán b  k  thu t c a các ngành khác quan tâm đ nệ ả ọ ộ ỹ ậ ủ ế  lĩnh v c này.ự

BÀI M  Đ U: C M BI N VÀ  NG D NGỞ Ầ Ả Ế Ứ Ụ

1. Khái ni m c  b n v  các b  c m bi nệ ơ ả ề ộ ả ế

Trong quá trình s n xu t có nhi u đ i lả ấ ề ạ ượng v t lý nh : Nhi t đ , áp su t, t cậ ư ệ ộ ấ ố  

đ , kho ng cách, l u lộ ả ư ượng  c n đầ ược x  lý cho đo lử ường và đi u khi n. Các bề ể ộ 

c m bi n th c hi n ch c năng này. B  c m bi n còn có tên g i khác là đ u dò, bả ế ự ệ ứ ộ ả ế ọ ầ ộ 

nh n bi t.ậ ế

C m bi n là m t b  chuy n đ i k  thu t đ  chuy n đ i các đ i lả ế ộ ộ ể ổ ỹ ậ ể ể ổ ạ ượng v t lýậ  không mang b n ch t đi n nh  nhi t đ , áp su t, kho ng cách sang m t đ i lả ấ ệ ư ệ ộ ấ ả ộ ạ ượ  ngkhác đ  đo, đ m để ế ược. Các đ i lạ ượng này ph n l n là tín hi u đi n nh  đi n áp, dòngầ ớ ệ ệ ư ệ  

đi n, đi n tr , t n s Các b  c m bi n đệ ệ ở ầ ố ộ ả ế ược đ nh nghĩa theo nghĩa r ng là thi t bị ộ ế ị 

c m nh n và đáp  ng các tín hi u.ả ậ ứ ệ

C m bi n là m t thi t b  ch u tác đ ng c a đ i l ả ế ộ ế ị ị ộ ủ ạ ượ ng c n ki m tra m không có ầ ể   tính ch t đi n và cho ta m t đ c tr ng mang b n ch t đi n (nh  đi n tích, đi n áp, ấ ệ ộ ặ ư ả ấ ệ ư ệ ệ   dòng đi n ho c tr  kháng) ký hi u là s. Đ c tr ng đi n s là hàm c a đ i l ệ ặ ở ệ ặ ư ệ ủ ạ ượ ng c n đo ầ  

m. Công th c tính :    ứ

s = f(m)Trong đó s là đ i lạ ượng đ u ra ho c ph n  ng c a c m bi n và m là đ i lầ ặ ả ứ ủ ả ế ạ ượ  ng

đ u vào  hay kích thích (có ngu n g c là đ i lầ ồ ố ạ ượng c n đo). Vi c đo đ c s cho phépầ ệ ạ  

nh n bi t giá tr  c a m.ậ ế ị ủ

Hình 1.1: S  bi n đ i c a đ i l ự ế ổ ủ ạ ượ ng c n ki m tra m và ph n  ng s theo th i gian ầ ể ả ứ ờ

2 Các đ c tính tĩnh và đ ng c a c m bi n.ặ ộ ủ ả ế

2.1 Đ  nh yộ ạ

a) Đ nh nghĩa ị

Đ  nh y S xung quanh m t giá tr  không đ i m ộ ạ ộ ị ổ i  c a đ i l ủ ạ ượ ng c n ki m tra ầ ể  

đ ượ c xác đ nh b i t  s  bi n thiên Δs c a đ i l ị ở ỷ ố ế ủ ạ ượ ng   đ u ra và bi n thiên Δm t ở ầ ế ươ   ng

ng c a đ i l ng ki m tra   đ u vào:

i

m mm

s S

Thông thường c m bi n đả ế ược s n xu t có nh ng đ  nh y S tả ấ ữ ộ ạ ương  ng v iứ ớ  

nh ng đi u ki n làm vi c nh t đ nh c a c m bi n. Đi u này cho phép l a ch n đữ ề ệ ệ ấ ị ủ ả ế ề ự ọ ượ  c

c m bi n thích h p đ  sao cho m ch ki m tra tho  mãn các đi u ki n đ t ra. ả ế ợ ể ạ ể ả ề ệ ặ

Đ n v  đo c a đ  nh y ph  thu c vào nguyên lý làm vi c c a c m bi n và cácơ ị ủ ộ ạ ụ ộ ệ ủ ả ế  

đ i lạ ượng liên quan, ví d : ụ

­  /ΩOC đ i v i nhi t đi n tr ố ớ ệ ệ ở

­  V/ OC đ i v i c p nhi t.ố ớ ặ ệ

Đ i v i các c m bi n khác nhau cùng d a trên m t nguyên lý v t lý, tr  s  c aố ớ ả ế ự ộ ậ ị ố ủ  

đ  nh y S có th  ph  thu c vào v t li u, kích thộ ạ ể ụ ộ ậ ệ ước hay ki u l p ráp.ể ắ

V n đ  quan tr ng là khi thi t k  và ch  t o c m bi n làm sao đ  khi s  d ngấ ề ọ ế ế ế ạ ả ế ể ử ụ  

c m bi n đ  nh y S c a chúng không đ i, nghĩa là S ít ph  thu c nh t và các y u tả ế ộ ạ ủ ổ ụ ộ ấ ế ố sau:

­ Giá tr  c a đ i lị ủ ạ ượng c n đo m (đ  tuy n tính) và t n s  thay đ i c a nó (d i ầ ộ ế ầ ố ổ ủ ảthông)

Chu n c m bi n   ch  đ  tĩnh là d ng l i các giá tr  sẩ ả ế ở ế ộ ự ạ ị i c a đ i lủ ạ ượng đi n ệ ở 

đ u ra tầ ương  ng v i các giá tr  không đ i mứ ớ ị ổ i c a đ i lủ ạ ượng đo khi đ i lạ ượng này đ tạ  giá tr  làm vi c danh đ nh ( ng v i giá tr  c c đ i t c th i). Đ c tr ng tĩnh c a c mị ệ ị ứ ớ ị ự ạ ứ ờ ặ ư ủ ả  

bi n chính là d ng chuy n đ i đ  th  c a vi c chu n đó và đi m làm vi c Qế ạ ể ổ ồ ị ủ ệ ẩ ể ệ i c a c mủ ả  

bi n chính là đ c tr ng tĩnh tế ặ ư ương  ng v i các giá tr  sứ ớ ị i, mi

Đ  nh y trong ch  đ  tĩnh chính là đ  d c c a đ c tuy n tĩnh   đi m làm vi c ộ ạ ế ộ ộ ố ủ ặ ế ở ể ệ  

N u đ c tuy n tĩnh không ph i là tuy n tính thì đ  nh y trong ch  đ  tĩnh ph  thu cế ặ ế ả ế ộ ạ ế ộ ụ ộ  vào đi m làm vi c. ể ệ

V i đ c tuy n tĩnh (đớ ặ ế ường cong chu n) c a c m bi n th  hi n m i quan hẩ ủ ả ế ể ệ ố ệ 

gi a đ i tữ ố ượng tác đ ng m và đ i lộ ạ ượng đ u ra là tuy n tính thì đ  nh y c a c mầ ế ộ ạ ủ ả  

bi n ph  thu c vào đ  d c c a đ c tr ng tĩnh đó. N u đ  d c c a nó càng l n thì đế ụ ộ ộ ố ủ ặ ư ế ộ ố ủ ớ ộ 

nh y càng tăng, t c là v i m t s  bi n thiên ạ ứ ớ ộ ự ế m r t nh  cũng cho ta m t đ i lấ ỏ ộ ạ ượ  ng

đ u ra ầ s tương đ i l n. ố ớ Được mô t  trên hình v  sau.ả ẽ

Hình 1.2: S  ph  thu c c a đ  nh y S vào đ  d c c a đ c tr ng tĩnh ự ụ ộ ủ ộ ạ ộ ố ủ ặ ư

Rõ ràng chúng ta th y ấ s1 nh  h n ỏ ơ s2 nh  v y đ  nh y c a c m bi n có đ c ư ậ ộ ạ ủ ả ế ặtruy n v i đ  d c l n t c là bi n thiên đ u vào nh  và cho ta 1 s  thay đ i l n   đ u ế ớ ộ ố ớ ứ ế ầ ỏ ự ổ ớ ở ầ

ra. 

c) Đ  nh y trong ch  đ  đ ngộ ạ ế ộ ộ

Đ  nh y trong ch  đ  đ ng độ ạ ế ộ ộ ược xác đ nh khi đ i lị ạ ượng ki m tra là hàm tu nể ầ  hoàn c a th i gian. Trong đi u ki n nh  v y, đ i lủ ờ ề ệ ư ậ ạ ượng đ u ra s   ch  đ  làm vi cầ ở ế ộ ệ  danh đ nh cũng là hàm tu n hoàn theo th i gian gi ng nh  đ i lị ầ ờ ố ư ạ ượng ki m tra.ể

Gi  s  đ i lả ử ạ ượng ki m tra có d ng:ể ạ

m(t) = m0 + m1cosωtTrong đó:

­ m0 là giá tr  không đ iị ổ

­ m1 là biên đ  ộ

­  f = ω/2π là t n s  bi n thiên c a đ i lầ ố ế ủ ạ ượng ki m tra.ể

V y   đ u ra c a c m bi n ta thu đậ ở ầ ủ ả ế ược đ i lạ ượng s có d ng:ạ

s(t) = s0 + s1cos(ωt + φ)Trong đó: 

­ s0 là đ i lạ ượng không đ i tổ ương  ng v i mứ ớ 0 xác đ nh đi m Qị ể 0 trên đường cong chu n   ch  đ  tĩnh.  ẩ ở ế ộ

­ s1 là biên đ  bi n thiên   đ u ra do thành ph n bi n thiên c a đ i lộ ế ở ầ ầ ế ủ ạ ượng ki mể  tra m1 gây nên

­ φ là đ  l ch pha gi a đ u vào và đ u ra c a c m bi n.ộ ệ ữ ầ ầ ủ ả ế

Đ  nh y trong trộ ạ ường h p này đợ ược xác đ nh nh  sau: ị ư

0 1

1

Qm

s S

Ngoài ra trong ch  đ  đ ng đ  nh y c a c m bi n còn ph  thu c vào t n sế ộ ộ ộ ạ ủ ả ế ụ ộ ầ ố 

c a đ i lủ ạ ượng đo m và ta có  S(f) xác đ nh đ c tính t n s  c a c m bi n.ị ặ ầ ố ủ ả ế

2.2 Đi u ki n có tuy n tínhề ệ ế

M t c m bi n đ ộ ả ế ượ c g i là tuy n tính trong m t d i đo xác đ nh n u trong d i ọ ế ộ ả ị ế ả  

đó đ  nh y không ph  thu c vào giá tr  c a đ i l ộ ạ ụ ộ ị ủ ạ ượ ng đo. 

N u nh  c m bi n không ph i là tuy n tính, ngế ư ả ế ả ế ười ta có th  đ a vào m ch đoể ư ạ  các thi t b  hi u ch nh, g i là tuy n tính hoá, có tác d ng làm cho tín hi u đi n t  lế ị ệ ỉ ọ ế ụ ệ ệ ỷ ệ 

v i s  thay đ i c a đ i lớ ự ổ ủ ạ ượng đo Trong   ch   đ   tĩnh,   đ   tuy n   tính   th   hi nế ộ ộ ế ể ệ  

b ng các đo n th ng trên đ c tuy n tĩnh và ho t đ ng c a c m bi n là tuy n tínhằ ạ ẳ ặ ế ạ ộ ủ ả ế ế  

ch ng nào các thay đ i c a đ i lừ ổ ủ ạ ượng ki m tra còn   trong vùng này.ể ở

Trong ch  đ  đ ng, đ  tuy n tính bao g m s  không ph  thu c c a đ  nh y ế ộ ộ ộ ế ồ ự ụ ộ ủ ộ ạ ở 

ch  đ  tĩnh S(0) vào đ i lế ộ ạ ượng đo m, đ ng th i các thông s  quy t đ nh (nh  t n sồ ờ ố ế ị ư ầ ố riêng f0 c a dao đ ng không t t, h  s  t t d n  ) cũng không ph  thu c vào đ i lủ ộ ắ ệ ố ắ ầ ξ ụ ộ ạ ượ  ngđo

2.3 Đ  nhanh và th i gian h i đápộ ờ ồ

Đ  nhanh là đ c tr ng c a c m bi n cho phép đánh giá xem đ i lộ ặ ư ủ ả ế ạ ượng đ u raầ  

có theo k p v  th i gian v i bi n thiên c a đ i lị ề ờ ớ ế ủ ạ ượng đo không

­ Đ  nhanh là kho ng th i gian mà t  khi đ i l ộ ả ờ ừ ạ ượ ng đo thay đ i đ t ng t đ n ổ ộ ộ ế   khi bi n thiên c a đ i l ế ủ ạ ượ ng đ u ra s c a c m bi n ch  còn khác giá tr  cu i cùng c a ầ ủ ả ế ỉ ị ố ủ  

nó m t l ộ ượ ng đ ượ c quy đ nh b ng  %.  ị ằ ε

­ Th i gian h i đáp là đ i l ờ ồ ạ ượ ng đ ượ c s  d ng đ  xác đ nh giá tr  c a đ ử ụ ể ị ị ủ ộ   nhanh.

C m bi n càng nhanh thì th i gian h i đáp càng nh  Th i gian h i đápả ế ờ ồ ỏ ờ ồ  

đ c tr ng cho t c đ  thay đ i c a quá trình quá đ  và là hàm c a các thông s  xác đ nhặ ư ố ộ ổ ủ ộ ủ ố ị  

ch  đ  này. ế ộ

t1 ts

-0m

0,1 0,9

­ Ph i xét đ n kh  năng có th  thay th  các c m bi n. T c là khi ch  t o m tả ế ả ể ế ả ế ứ ế ạ ộ  

lo i c m bi n ta ph i tính đ n kh  năng ch  t o nhi u c m bi n v i các đ c tính nhạ ả ế ả ế ả ế ạ ề ả ế ớ ặ ư nhau đã cho trước. Nh  th  m i có th  thay th  khi b  h  h ng mà không m c ph i saiư ế ớ ể ế ị ư ỏ ắ ả  

s ố

­ C m bi n ph i có đ c tính đ n tr , nghĩa là v i đả ế ả ặ ơ ị ớ ường cong h i ph c c a c mồ ụ ủ ả  

bi n  ng v i giá tr  m  ta ch  nh n đế ứ ớ ị ỉ ậ ược m t giá tr  s mà thôi.ộ ị

­ Đ c tuy n c a c m bi n ph i  n đ nh, nghĩa là không đặ ế ủ ả ế ả ổ ị ược thay đ i theo th iổ ờ  gian

­ Tín hi u ra c a c m bi n yêu c u ph i ti n cho vi c ghép n i vào d ng cệ ủ ả ế ầ ả ệ ệ ố ụ ụ 

đo, h  th ng đo và h  th ng đi u khi n.ệ ố ệ ố ề ể

­ Đ c tính quan tr ng c a c m bi n là sai s :ặ ọ ủ ả ế ố

+ Sai s  c  b n c a c m bi nlà sai s  gây ra do nguyên t c c a c mố ơ ả ủ ả ế ố ắ ủ ả  

bi n, s  không hoàn thi n c a c u trúc, s  y u kém c a công ngh  ch  t o.ế ự ệ ủ ấ ự ế ủ ệ ế ạ

+ Sai s  ph : là sai s  gây ra do s  bi n đ ng c a đi u ki n bên ngoàiố ụ ố ự ế ộ ủ ề ệ  khác v i đi u ki n tiêu chu n.ớ ề ệ ẩ

­ Đ  nh y c a c m bi n cũng là m t tiêu chu n quan tr ng. Nó có tác d ngộ ạ ủ ả ế ộ ẩ ọ ụ  quy t đ nh c u trúc c a m ch đo đ  đ m b o cho phép đ có th  b t nh y v i nh ngế ị ấ ủ ạ ể ả ả ể ắ ạ ớ ữ  

bi n đ ng nh  c a đ i lế ộ ỏ ủ ạ ượng đo

­ Đ c tính đ ng c a c m bi n: Khi cho tín hi u đo vào c m bi n thặ ộ ủ ả ế ệ ả ế ường xu tấ  

hi n quá trình quá đ  Quá trình này có th  nhanh hay ch m tu  thu c vào d ng c mệ ộ ể ậ ỳ ộ ạ ả  

bi n. Đ c tính này đế ặ ược g i là đ  tác đ ng nhanh. N u đ  tác đ ng nhanh ch m t c làọ ộ ộ ế ộ ộ ậ ứ  

ph   ng c a tín hi u ra c a c m bi n tr  so v i s  thay đ i c a tín hi u vào.ả ứ ủ ệ ủ ả ế ễ ớ ự ổ ủ ệ

­ S  tác đ ng ngự ộ ượ ạ ủ ảc l i c a c m bi n lên đ i lế ạ ượng đo làm thay đ i nó và ti pổ ế  

đ n là gây ra s  thay đ i c a tín hi u   đ u ra c a c m bi n.ế ự ổ ủ ệ ở ầ ủ ả ế

­ V  kích thề ước c a c m bi n mong mu n là ph i nh  có nh  v y m i đ aủ ả ế ố ả ỏ ư ậ ớ ư  

được vào nh ng n i h p, nâng cao đ  chính xác c a phép đo.ữ ơ ẹ ộ ủ

3. Ph m vi  ng d ng:ạ ứ ụ

Các b  c m bi n độ ả ế ượ ử ục s  d ng nhi u trong các lĩnh v c: Công nghi p, nghiênề ự ệ  

c u khoa h c, môi trứ ọ ường, khí tượng, thông tin vi n thông, nông nghi p, dân d ng,ễ ệ ụ  giao thông v n t i  Theo kh o sát ta có các s  li u v  tình hình s  d ng c m bi nậ ả ả ố ệ ề ử ụ ả ế  

nh  sau:ư

Các lĩnh v c  ng d ng:ự ứ ụ

Xe h iơ 38%

S n   xu t   côngả ấ  nghi pệ

4. Phân lo i các b  c m bi nạ ộ ả ế

­ Theo nguyên lý chuy n đ i gi a đáp  ng v  kích thích  ể ổ ữ ứ ề

Hi n t ệ ượ ng Chuy n đ i đáp  ng v   kích thích ể ổ ứ ề

Hi n tệ ượng v t lýậ ­ Nhi t đi nệ ệ

­ Quang đi nệ

­ Bi n đ i đi n hoáế ổ ệ

­ Phân tích ph   ổSinh h cọ ­ Bi n đ i sinh hoáế ổ

­ Bi n đ i v t lýế ổ ậ

­ Hi u  ng trên c  th  s ng  ệ ứ ơ ể ố

Hình 1.4: Phân lo i c m bi n theo đ i l ạ ả ế ạ ượ ng v t lý tác đ ng ậ ộ

­  Phân lo i theo d ng kích thích  ạ ạ

Kích thích Các đ c tính c a kích thích ặ ủ

Âm thanh ­ Biên pha, phân c cự

­ Đi n d n, h ng s  đi n môi  ệ ẫ ằ ố ệ

Từ ­   T   trừ ường   (biên,   pha,   phân   c c,ự  

ph )ổ

­ T  thông, cừ ường đ  t  trộ ừ ường

­ Đ  t  th m  ộ ừ ẩQuang ­ Biên, pha, phân c c, phự ổ

­ Phân lo i theo thông s  c a mô hình m ch thay th : ạ ố ủ ạ ế

+ C m bi n tích c c có đ u ra lμ ngu n áp ho c ngu n dòng.ả ế ự ầ ồ ặ ồ

+ C m bi n th  đ ng đả ế ụ ộ ược đ c tr ng b ng các thông s  R, L, C, M   tuy nặ ư ằ ố ếtính ho c phi tuy n.ặ ế

BÀI 1.C M BI N NHI T ĐẢ Ế Ệ Ộ

Trong t t c  các đ i lấ ả ạ ượng v t lý, nhi t đ  là m t trong các đ i lậ ệ ộ ộ ạ ượng được quan tâm nhi u nh t vì nhi t đ  đóng vai trò quy t đ nh đ n nhi u tính ch t c a v t ch t.ề ấ ệ ộ ế ị ế ề ấ ủ ậ ấ  Nhi t đ  có th  làm  nh hệ ộ ể ả ưởng đ n các đ i lế ạ ượng ch u tác d ng c a nó. Thí d  nhị ụ ủ ụ ư 

áp su t, th  tích c a ch t khí…vv. B i v y trong công nghi p cũng nh  đ i s ng hàngấ ể ủ ấ ở ậ ệ ư ờ ố  ngày ph i đo nhi t đ  D ng c  đo nhi t đ  đ n gi n nh t là nhi t k  s  d ng hi nả ệ ộ ụ ụ ệ ộ ơ ả ấ ệ ế ử ụ ệ  

tượng giãn n  nhi t.  Đ  ch  t o các b  c m bi n nhi t đ  ngở ệ ể ế ạ ộ ả ế ệ ộ ười ta s  d ng nhi uử ụ ề  nguyên lý c m bi n khác nhau nh :ả ế ư

 Phương pháp quang d a trên s  phân b  ph  b c x  nhi t do dao đ ng nhi tự ự ố ổ ứ ạ ệ ộ ệ  ( hi u  ng Doppler).ệ ứ

 Phương pháp d a trên s  giãn n  c a v t r n, ch t l ng ho c ch t khí ( v i ápự ự ở ủ ậ ắ ấ ỏ ặ ấ ớ  

su t không đ i) ho c d a trên t c đ  âm.ấ ổ ặ ự ố ộ

 Phương pháp đi n d a trên s  ph  thu c c a các đi n tr  vào nhi t đ ệ ự ự ụ ộ ủ ệ ở ệ ộ

Đ  đo để ược tr  s  chính xác c a nhi t đ  là v n đ  không đ n gi n. Nhi t đ  làị ố ủ ệ ộ ấ ề ơ ả ệ ộ  

đ i lạ ượng ch  có th  đo gián ti p trên c  s  tính ch t c a v t ph  thu c vào nhi t đ ỉ ể ế ơ ở ấ ủ ậ ụ ộ ệ ộ  

Trước khi đo nhi t đ  ta c n đ  c p đ n thang đo nhi t đ ệ ộ ầ ề ậ ế ệ ộ

1.1 Đ i cạ ương

1.1.1 Thang đo nhi t đ ệ ộ

Vi c xác đ nh thang nhi t đ  xu t phát t  các đ nh lu t nhi t đ ng h c.ệ ị ệ ộ ấ ừ ị ậ ệ ộ ọ

Thang đo nhi t đ  tuy t đ i đệ ộ ệ ố ược xác đ nh d a trên tính ch t c a khí lý tị ự ấ ủ ưởng. Đ nhị  

lu t Carnot nêu rõ: Hi u su t  ậ ệ ấ η c a m t đ ng c  nhi t thu n ngh ch ho t đ ng gi aủ ộ ộ ơ ệ ậ ị ạ ộ ữ  

2 ngu n có nhi t đ  tồ ệ ộ 1 và t2 trong m t thang đo b t k  ch  ph  thu c vào tộ ấ ỳ ỉ ụ ộ 1 và t2:

)(F

)(F2

1θ

θη

D ng c a hàm F ch  ph  thu c vào thang đo nhi t đ  Ngạ ủ ỉ ụ ộ ệ ộ ượ ạc l i, vi c l a ch nệ ự ọ  hàm F s  quy t đ nh thang đo nhi t đ  Đ t F(q) = T chúng ta s  xác đ nh T nh  làẽ ế ị ệ ộ ặ ẽ ị ư  nhi t đ  nhi t đ ng h c tuy t đ i và hi u su t c a đ ng c  nhi t thu n ngh ch sệ ộ ệ ộ ọ ệ ố ệ ấ ủ ộ ơ ệ ậ ị ẽ 

được vi t nh  sau:ế ư

1T

T1η

Trong đó: T1 và T2 là nhi t đ  nhi t đ ng h c tuy t đ i c a hai ngu n.ệ ộ ệ ộ ọ ệ ố ủ ồ

 Thang Kelvin

Năm   1664   Robert   Hook   thi t   l p   đi m   không   là   đi m   đ ng   c a   nế ậ ể ể ộ ủ ướ  c

c t.Thomson (Kelvin) nhà v t lý Anh, năm 1852 xác đ nh thang nhi t đ  Thang Kelvinấ ậ ị ệ ộ  

đ n v  là ơ ị 0K, người ta gán cho nhi t đ  c a đi m cân b ng c a 3 tr ng thái nệ ộ ủ ể ằ ủ ạ ước – 

nước đá – h i m t tr  s  b ng 273,15 ơ ộ ị ố ằ 0K

 Thang Celsius

Năm 1742 Andreas Celsius là nhà v t lý Th y Đi n đ a ra thang nhi t đ  báchậ ụ ể ư ệ ộ  phân. Trong thang này đ n v  đo nhi t đ  là ơ ị ệ ộ 0C, m t đ  Celsius b ng m t đ  Kelvin.ộ ộ ằ ộ ộ  Quan h  gi a nhi t đ  Celsius và nhi t đ  Kelvin đệ ữ ệ ộ ệ ộ ược xác đ nh b ng bi u th c:ị ằ ể ứ

T(0C) = T(0K) – 273,15

 Thang Fahrenheit

Năm 1706 Fahrenheit nhà v t lý Hà Lan đ a ra thang nhi t đ  có đi m nậ ư ệ ộ ể ước đá tan 

là 320 và sôi   212ở 0. Đ n v  nhi t đ  là Fahrenheit (ơ ị ệ ộ 0F). Quan h  gi a nhi t đ  Celsiusệ ữ ệ ộ  

và Fahrenheit được cho theo bi u th c: ể ứ

9

532)F(T)C(

32)C(T5

9)F(

B ng 1.1 Thông s  đ c tr ng c a m t s  thang đo nhi t đ  khác nhau ả ố ặ ư ủ ộ ố ệ ộ

Nhi t đệ ộ Kelvin (0K) Celsius (0C) Fahrenheit (0F)

1.1.2 Nhi t đ  đệ ộ ược đo và nhi t đ  c n đo.ệ ộ ầ

 Nhi t đ  đo đệ ộ ược

Nhi t đ  đo đệ ộ ược nh  m t đi n tr  hay m t c p nhi t, chính b ng nhi t đ  c aờ ộ ệ ở ộ ặ ệ ằ ệ ộ ủ  

c m bi n và kí hi u là TC. Nó ph  thu c vào nhi t đ  môi trả ế ệ ụ ộ ệ ộ ường TX và vào s  traoự  

đ i nhi t đ  trong đó. Nhi m v  c a ngổ ệ ộ ệ ụ ủ ười th c nghi m là làm th  nào đ  gi m hi uự ệ ế ể ả ệ  

s  TX – TC xu ng nh  nh t. Có hai bi n pháp đ  gi m s  khác bi t gi a TX và TC:ố ố ỏ ấ ệ ể ả ự ệ ữ

­ Tăng trao đ i nhi t gi a c m bi n và môi trổ ệ ữ ả ế ường đo

­ Gi m trao đ i nhi t gi a c m bi n và môi trả ổ ệ ữ ả ế ường bên ngoài

 Đo nhi t đ  trong lòng v t r nệ ộ ậ ắ

Thông thường c m bi n đả ế ược trang b  m t l p v  b c bên ngoài. Đ  đo nhi t đị ộ ớ ỏ ọ ể ệ ộ 

c a m t v t r n b ng c m bi n nhi t đ , t  b  m t c a v t ngủ ộ ậ ắ ằ ả ế ệ ộ ừ ề ặ ủ ậ ười ta khoan m t lộ ỗ 

nh  đỏ ường kính b ng r và đ  sâu b ng L. L  này dùng đ  đ a c m bi n vào sâu trongằ ộ ằ ỗ ể ư ả ế  

ch t r n. Đ  tăng đ  chính xác c a k t qu  ph i đ m b o hai đi u ki n:ấ ắ ể ộ ủ ế ả ả ả ả ề ệ

­ Chi u sâu c a l  khoan ph i b ng ho c l n h n g p 10 l n đề ủ ỗ ả ằ ặ ớ ơ ấ ầ ường kính c a nóủ  (L≥ 10r)

­ Gi m tr  kháng nhi t gi a v t r n và c m bi n b ng cách gi m kho ng cáchả ở ệ ữ ậ ắ ả ế ằ ả ả  

gi a v  c m bi n và thành l  khoan. kho ng cách gi a v  c m bi n và thành l  khoanữ ỏ ả ế ỗ ả ữ ỏ ả ế ỗ  

ph i đả ượ ấc l p đ y b ng m t v t li u d n nhi t t t.ầ ằ ộ ậ ệ ẫ ệ ố

1.2 Nhi t đi n tr  v i Platin và Nickelệ ệ ở ớ

1.2.1Đi n tr  kim lo i thay đ i theo nhi t đệ ở ạ ổ ệ ộ

S  chuy n đ ng c a các h t mang đi n tích theo m t hự ể ộ ủ ạ ệ ộ ướng hình thành m t dòngộ  

đi n trong kim lo i. S  chuy n đ ng này có th  do m t l c c  h c hay đi n trệ ạ ự ể ộ ể ộ ự ơ ọ ệ ườ  nggây ên và đi n tích có th  là âm hay dệ ể ương d ch chuy n v i chi u ngị ể ớ ề ược nhau. Độ 

d n đi n c a kim lo i ròng t  l  ngh ch v i nhi t đ  hay đi n tr  c a kim lo i có hẫ ệ ủ ạ ỉ ệ ị ớ ệ ộ ệ ở ủ ạ ệ 

s  nhi t đ  dố ệ ộ ương. Trong hình 1.1 ta có các đ c tuy n đi n tr  c a các kim lo i theoặ ế ệ ở ủ ạ  nhi t đ  Nh  th  đi n tr  kim lo i có h  s  nhi t đi n tr  dệ ộ ư ế ệ ở ạ ệ ố ệ ệ ở ương PTC (Positive Temperature Coefficient): đi n tr  kim lo i tăng khi nhi t đ  tăng. Đ  hi u  ng này cóệ ở ạ ệ ộ ể ệ ứ  

th  s  d ng để ử ụ ược trong vi c đo nhi t đ , h  s  nhi t đ  c n ph i l n.Đi u đó cóệ ệ ộ ệ ố ệ ộ ầ ả ớ ề  nghĩa là có s  thay đ i đi n tr  khá l n đ i v i nhi t đ  Ngoài ra các tính ch t c aự ổ ệ ở ớ ố ớ ệ ộ ấ ủ  kim lo i không đạ ược thay đ i nhi u sau m t th i gian dài. H  s  nhi t đ  không phổ ề ộ ờ ệ ố ệ ộ ụ thu c vào nhi t đ , áp su t và không b   nh hộ ệ ộ ấ ị ả ưởng b i các hóa ch t. Gi a nhi t đ  vàở ấ ữ ệ ộ  

đi n tr  thệ ở ường không có s  tuy n tính, nó đự ế ược di n t  b i m t đa th c b c cao:ễ ả ở ộ ứ ậ

R(t) = R0 (1 + A.t + B.t2 + C.t3 +…)

­ R0: đi n tr  đệ ở ược xác đ nh   m t nhi t đ  nh t đ nh.ị ở ộ ệ ộ ấ ị

­ t2, t3: các ph n t  đầ ử ược chú ý nhi u hay ít tùy theo yêu c u c a phép đo.ề ầ ủ

­ A, B, C: các h  s  tùy theo v t li u kim lo i và di n t  s  liên h  gi a nhi tệ ố ậ ệ ạ ễ ả ự ệ ữ ệ  

1.2.2 Nhi t đi n tr  Platinệ ệ ở

Platin là v t li u cho nhi t đi n tr  đậ ệ ệ ệ ở ược dùng r ng rãi trong công nghi p. Có 2ộ ệ  tiêu chu n đ i v i nhi t đi n tr  platin, s  khác nhau gi a chúng n m   m c đ  tinhẩ ố ớ ệ ệ ở ự ữ ằ ở ứ ộ  khi t c a v t li u. H u h t các qu c gia s  d ng tiêu chu n qu c t  DIN IEC751­ế ủ ậ ệ ầ ế ố ử ụ ẩ ố ế

1983 (đượ ửc s a đ i l n th  nh t vào năm 1986, l n th  2 vào năm 1995), USA v nổ ầ ứ ấ ầ ứ ẫ  

A &B nh  trên, riêngư

C = 0.0 

Úc,   Áo,   B ,   Brazil,ỉ  Bulgaria,   Canada,   C ngộ  hòa Czech, Đan m ch, Aiạ  

C p,   Ph n   Lan,   Pháp,ậ ầ  

Đ c, Israel, Ý, Nh t, Baứ ậ  Lan,   Rumania,   Nam   phi, 

Th   Nhĩ   Kì,   Nga,   Anh,ổ  USA

thay đ i m nh h n theo nhi t đ  ngoài ra còn có lo i Pt 10 có đ  nh y kém dùng đổ ạ ơ ệ ộ ạ ộ ạ ể 

đo nhi t đ  trên 600ệ ộ 0C

Tiêu chu n IEC751 ch  đ nh nghĩa 2 “đ ng c p” dung sai A, B. Trên th c tẩ ỉ ị ẳ ấ ự ế 

xu t hi n thêm lo i C và D (xem b ng phía dấ ệ ạ ả ưới). Các tiêu chu n này cũng áp d ngẩ ụ  cho các lo i nhi t đi n tr  khác.ạ ệ ệ ở

nó ít h n so v i các platin ròng. Nh  th  có s   n đ nh lâu dài theo th i gian, thích h pơ ớ ờ ế ự ổ ị ờ ợ  

h n trong công nghi p. Trong công nghi p nhi t đi n tr  platin thơ ệ ệ ệ ệ ở ường dùng có đườ  ngkính 30µm (so sánh v i đớ ường kính s i tóc kho ng 100µm). ợ ả

1.2.3Nhi t đi n tr  nickelệ ệ ở

Nhi t đi n tr  nickel so v i platin r  ti n h n và có h  s  nhi t đ  l n g n g pệ ệ ở ớ ẻ ề ơ ệ ố ệ ộ ớ ầ ấ  hai l n (6,18.10ầ ­3 0C­1). Tuy nhiên d i đo ch  t  ­60ả ỉ ừ 0C đ n +250ế 0C, vì trên 3500C nickel 

có s  thay đ i v  pha. C m bi n nickel 100 thự ổ ề ả ế ường dùng trong công nghi p đi u hòaệ ề  nhi t đ  phòng.ệ ộ

Nhi t đi n tr  thay đ i đi n tr  theo nhi t đ  V i m t dòng đi n không thayệ ệ ở ổ ệ ở ệ ộ ớ ộ ệ  

đ i qua nhi t đi n tr , ta có đi n th  đo đổ ệ ệ ở ệ ế ược U = R.I. Đ  c m bi n không b  nóng lênể ả ế ị  qua phép đo, dòng đi n c n ph i nh  kho ng 1mA. V i Pt 100   ệ ầ ả ỏ ả ớ ở 0C ta có đi n thệ ế 

kho ng 0,1V. Đi n th  này c n đả ệ ế ầ ược đ a đ n máy đo qua dây đo. Ta có 4 k  thu t n iư ế ỹ ậ ố  dây đo.

Hình 1.3 Cách n i dây nhi t đi n trố ệ ệ ởTiêu chu n IEC 751 yêu c u dây n i đ n cùng đ u nhi t đi n tr  ph i có màuẩ ầ ố ế ầ ệ ệ ở ả  

gi ng nhau (đ  ho c tr ng) và dây n i đ n 2 đ u ph i khác màu.ố ỏ ặ ắ ố ế ầ ả

 K  thu t hai dâyỹ ậ

Hình 1.4

Gi a nhi t đi n tr  và m ch đi n t  đữ ệ ệ ở ạ ệ ử ược n i b i hai dây. B t c  dây d n đi nố ở ấ ứ ẫ ệ  nào đ u có đi n tr , đi n tr  này n i n i ti p v i nhi t đi n tr  V i hai đi n tr  c aề ệ ở ệ ở ố ố ế ớ ệ ệ ở ớ ệ ở ủ  hai dây đo, m ch đi n tr  s  nh n đạ ệ ở ẽ ậ ược m t đi n th  cao h n đi n th  c n đo. K tộ ệ ế ơ ệ ế ầ ế  

qu  ta có ch  th  nhi t k  cao h n nhi t đ  c n đo. N u kho ng cách quá xa, đi n trả ỉ ị ệ ế ơ ệ ộ ầ ế ả ệ ở dây đo có th  lên đ n vài Ohmể ế

Ví d  v i dây đ ng:ụ ớ ồ

Di n tích m t c t dây đo:ệ ặ ắ 0,5mm2

Đi n tr  su t:ệ ở ấ 0,0017Wmm2m­1

Chi u dài:ề 100m

R = 6,8 W, v i 6,8W tớ ương  ng cho nhi t đi n tr  Pt 100 m t thay đ i nhi t đ  làứ ệ ệ ở ộ ổ ệ ộ  

170C. Đ  tránh sai s  c a phép đo do đi n tr  c a dây đo gây ra, ngể ố ủ ệ ở ủ ười ta bù tr  đi nừ ệ  

tr  c a dây đo b ng m t m ch đi n nh  sau: M t bi n tr  bù tr  đở ủ ằ ộ ạ ệ ư ộ ế ở ừ ược n i vào m tố ộ  

trong hai dây đo và nhi t đi n tr  đệ ệ ở ược thay th  b ng m t đi n tr  100W. M ch đi nế ằ ộ ệ ở ạ ệ  

t  đử ược thi t k  v i đi n tr  d  phòng c a dây đo là 10 W. Ta ch nh bi n tr  sao choế ế ớ ệ ở ự ủ ỉ ế ở  

có ch  th  0ỉ ị 0C: Bi n tr  và đi n tr  c a dây đo là 10 W.ế ở ệ ở ủ

 K  thu t 3 dây: ỹ ậ

Hình 1.5

T  nhi t đi n tr  c a dây đo đừ ệ ệ ở ủ ược n i thêm (h1.5). V i cách n i dây này ta có haiố ớ ố  

m ch đo đạ ược hình thành, m t trong hai m ch độ ạ ược dùng làm m ch chu n. V i kạ ẩ ớ ỹ thu t 3 dây, sai s  cho phép đo do đi n tr  dây đo và s  thay đ i c a nó do nhi t đậ ố ệ ở ự ổ ủ ệ ộ không còn n a. Tuy nhiên 3 dây đo c n có cùng tr  s  k  thu t và có cùng m t nhi tữ ầ ị ố ỹ ậ ộ ệ  

đ  K  thu t 3 dây r t ph  bi n.ộ ỹ ậ ấ ổ ế

 K  thu t 4 dây.ỹ ậ

Hình 1.6

V i k  thu t 4 dây ngớ ỹ ậ ười ta đ t k t qu  đo t t nh t. Hai dây đạ ế ả ố ấ ược dùng đ  choể  

m t dòng đi n không đ i qua nhi t đi n tr  Hai dây khác độ ệ ổ ệ ệ ở ược dùng làm dây đo đi nệ  

th  trên nhi t đi n tr  Trế ệ ệ ở ường h p t ng tr  ngõ vào c a m ch đo r t l n so v i đi nợ ổ ở ủ ạ ấ ớ ớ ệ  

tr  dây đo, đi n tr  dây đo đó coi nh  không đáng k  Đi n th  đo đở ệ ở ư ể ệ ế ược không b   nhị ả  

hưởng b i đi n tr  dây đo và s  thay đ i c a nó do nhi t.ở ệ ở ự ổ ủ ệ

 K  thu t 2 dây v i b  bi n đ i tín hi u đo.ỹ ậ ớ ộ ế ổ ệ

Người ta v n có th  dùng hai dây đo mà không b  sai s  cho phép đo v i bẫ ể ị ố ớ ộ 

bi n đ i tín hi u đo. B  bi n đ i tín hi u đo bi n đ i tín hi u c a c m bi n thànhế ổ ệ ộ ế ổ ệ ế ổ ệ ủ ả ế  

m t dòng đi n chu n, tuy n tính so v i nhi t đ  có cộ ệ ẩ ế ớ ệ ộ ường đ  t  4mA đ n 20mA.ộ ừ ế  Dòng đi n nuôi cho b  bi n đ i đệ ộ ế ổ ượ ảc t i qua hai dây đo v i cớ ường đ  kho ng 4mA.ộ ả  

V i k  thu t này tín hi u đớ ỹ ậ ệ ược khu ch đ i trế ạ ước khi truy n t i do đó không b  nhi uề ả ị ễ  nhi u.ề

1.3  C m bi n nhi t đ  v i v t li u silicả ế ệ ộ ớ ậ ệ

Cảm bi n  ế nhi t đ  ệ ộ v i v t li u silic đang ngày càng đóng vai trò quan tr ngớ ậ ệ ọ  trong các h  th ngệ ố   đi n t  V i c m bi n silic, bên c nh đ c đi m tuy n tính, sệ ử ớ ả ế ạ ặ ể ế ự chính xác, phí t n th p, và có th  đổ ấ ể ược tích h p trong 1 IC cùng v i b  ph n khu chợ ớ ộ ậ ế  

đ i và các yêu c u x  lí tín hi u khác. H  th ng tr  nên nh  g n, m c đ  ph c t pạ ầ ử ệ ệ ố ở ỏ ọ ứ ộ ứ ạ  cao h n và ch y nhanh h n. K  thu t c m bi n truy n th ng nh  c p nhi t, nhi tơ ạ ơ ỹ ậ ả ế ề ố ư ặ ệ ệ  

đi n tr  có đ c tuy n không tuy n tính và yêu c u s  đi u ch nh đ  có th  chuy n đ iệ ở ặ ế ế ầ ự ề ỉ ể ể ể ổ  chính xác t  giá tr  nhi t đ  sang đ i lừ ị ệ ộ ạ ượng đi n (dòng ho c áp), đang đệ ặ ược thay thế 

d n b i các c m bi n silic v i l i đi m là s  nh  g n c a m ch đi n tích h p và dầ ở ả ế ớ ợ ể ự ỏ ọ ủ ạ ệ ợ ễ 

Hình   1.8   bi u   di n   m ch   đi nể ễ ạ ệ  

tương đương tượng tr ng thay th  choư ế  

c m bi n silic (s n xu t theo nguyênả ế ả ấ  

t c   đi n   tr   phân   r i   (spreadingắ ệ ở ả  

R: đi n tr  c m bi n nhi t.ệ ở ả ế ệ

ρ: đi n tr  su t c a v t li u silic (ệ ở ấ ủ ậ ệ ρl  thu c vào nhi t đ ).ệ ộ ệ ộ

d: đường kính c a hình tròn vùng m  kim lo i m t trên.ủ ạ ạ ặ

1.3.1 Đ c tr ng k  thu t c  b n c a dòng c m bi n KTY ặ ư ỹ ậ ơ ả ủ ả ế

V i s  chính xác và  n đ nh lâu dài c a c m bi n v i v t li u silic KTY sớ ự ổ ị ủ ả ế ớ ậ ệ ử 

d ng công ngh  đi n tr  phân r i là m t s  thay th  t t cho các lo i c m bi n nhi tụ ệ ệ ở ả ộ ử ế ố ạ ả ế ệ  

đ  truy n th ng.ộ ề ố

Các  u đi m chínhư ể

 S   n đ nh:ự ổ ị

Gi  thi t c m bi n làm vi c   nhi t đ  có giá tr  b ng m t n a giá tr  nhi t đả ế ả ế ệ ở ệ ộ ị ằ ộ ử ị ệ ộ 

ho t đông c c đ i, sau th i gian làm vi c ít nh t là 450000 h (kho ng 51 năm), ho cạ ự ạ ờ ệ ấ ả ặ  sau 1000 h (1,14 năm) ho t đ ng liên t c v i dòng đ nh m c t i giá tr  nhi t đ  ho tạ ộ ụ ớ ị ứ ạ ị ệ ộ ạ  

đ ng c c đ i c m bi n silic s  cho k t qu  đo v i sai s  nh  b ng . ộ ự ạ ả ế ẽ ế ả ớ ố ư ả

TYPE Sai s  tiêu bi uố ể  (K) Sai s  l n nh tố ớ ấ  (K)KTY81­1 

KTY82­1 

0.20  0.50 

KTY81­2 KTY82­2 

0.20  0.80 

C m bi n v i v t li u silic có h  s  g n nh  là h ng s  trên toàn b  thang đo.ả ế ớ ậ ệ ệ ố ầ ư ằ ố ộ  

Đ c tính này là m t đi u lý tặ ộ ề ưởng đ  khai thác, s  d ng ể ử ụ

Nhi t đ  ho t đ ng c a các c m bi n silic thông thệ ộ ạ ộ ủ ả ế ường b  gi i h n   150 ị ớ ạ ở 0C. KTY 84 v i v  b c SOD68 và công ngh  n i đ c bi t gi a dây d n và chip có thớ ở ọ ệ ố ặ ệ ữ ẫ ể 

ho t đ ng đ n nhi t đ  300 ạ ộ ế ệ ộ 0C

Đ c đi m c a s n ph mặ ể ủ ả ẩ

Tên s n ả

ph mẩ R25 (Ω)  ΔR Thang đo (°C)  D ng ICạ

KTY81­1  1000  ±1% t i ±5% ớ −55 t i 150 ớ SOD70 

KTY81­2  2 000  ±1% t i ±5% ớ −55 t i 150 ớ SOD70 

KTY82­1  1000  ±1% t i ±5% ớ −55 t i 150 ớ SOT23 

KTY82­2  2000  ±1% t i ±5% ớ −55 t i 150 ớ SOT23 

KTY83­1  1000  ±1% t i ±5% ớ −55 t i 175 ớ SOD68 (DO­34) KTY84­1  1000 (R100)  ±3% t i ±5% ớ −40 t i 300 ớ SOD68 (DO­34)  1.3.3 M ch đi n tiêu bi u v i KTY81 ho c KTY82ạ ệ ể ớ ặ

Hình 1.10 cho ta m t m ch đi n đi n hình độ ạ ệ ể ược thi t k  cho c m bi n KTY 81­ế ế ả ế

110 ho c KTY 82­110 (nhi t đ  đo t  0ặ ệ ộ ừ 0C đ n 100ế 0C). Đi n tr  R1, R2, c m bi n vàệ ở ả ế  các nhánh đi n tr  R3, bi n tr  P1 và R4 t o thành m t m ch c u. ệ ở ế ở ạ ộ ạ ầ

Hình 1.9: M ch đo nhi t đ  s  d ng KTY81­110 ạ ệ ộ ử ụ

Giá tr  R1 và R2 đị ược ch n sao cho giá tr  dòng đi n qua c m bi n g n b ngọ ị ệ ả ế ầ ằ  1mA và tuy n tính hóa c m bi n trong d i nhi t đ  c n đo. Đi n áp ngõ ra thay đ iế ả ế ả ệ ộ ầ ệ ổ  tuy n tính t  0,2 Vế ừ S đ  0,6 Vế S (VS  = 5 V thì Vout thay đ i t  1V đ n 3V). Ta đi uổ ừ ế ề  

ch nh P1 đ  Vout = 1V t i 0ỉ ể ạ 0C, t i 100ạ 0C đi u ch nh P2 Vout = 3V. V i m ch đi n nàyề ỉ ớ ạ ệ  

vi c đi u ch nh P2 không  nh hệ ề ỉ ả ưởng đ n vi c ch nh zero.ế ệ ỉ

1.4 IC c m bi n nhi t đ ả ế ệ ộ

Nhi u công ty trên th  gi i đã ch  t o IC bán d n đ  đo và hi u ch nh nhi t đ ề ế ớ ế ạ ẫ ể ệ ỉ ệ ộ  

IC c m bi n nhi t đ  là m ch tích h p nh n tín hi u nhi t đ  chuy n thành tín hi uả ế ệ ộ ạ ợ ậ ệ ệ ộ ể ệ  

dướ ại d ng đi n áp ho c tín hi u dòng đi n. D a vào các đ c tính r t nh y c m c aệ ặ ệ ệ ự ặ ấ ạ ả ủ  các bán d n v i nhi t đ , t o ra đi n áp ho c dòng đi n t  l  thu n v i nhi t đẫ ớ ệ ộ ạ ệ ặ ệ ỷ ệ ậ ớ ệ ộ tuy t đ i C, F, K hay tùy lo i. Đo tín hi u đi n ta bi t đệ ố ạ ệ ệ ế ược nhi t đ  c n đo. T m đoệ ộ ầ ầ  nhi t đ  gi i h n t  ­55ệ ộ ớ ạ ừ 0C đ n 150ế 0C, đ  chính xác t  1% đ n 2% tùy theo t ng lo i.ộ ừ ế ừ ạ

S  tác đ ng c a nhi t đ  s  t o ra đi n tích t  do và các l  tr ng trong ch t bánự ộ ủ ệ ộ ẽ ạ ệ ự ỗ ố ấ  

d n b ng s  phá v  các phân t , b t các electron thanh d ng t  do di chuy n qua cácẫ ằ ự ỡ ừ ứ ạ ự ể  vùng c u trúc m ng tinh th , t o s  xu t hi n các l  tr ng nhi t làm cho t  l  đi n tấ ạ ể ạ ự ấ ệ ỗ ố ệ ỉ ệ ệ ử 

t  do và các l  tr ng tăng lên theo qui lu t hàm s  mũ v i nhi t đ  K t qu  c a hi nự ỗ ố ậ ố ớ ệ ộ ế ả ủ ệ  

tượng này là dưới m c đi n áp thu n, dòng thu n c a m i n i p – n trong diode hayứ ệ ậ ậ ủ ố ố  transistor s  tăng theo hàm s  mũ theo nhi t đ ẽ ố ệ ộ

Trong m ch t  h p, c m bi n nhi t thạ ổ ợ ả ế ệ ường là đi n áp c a l p chuy n ti p pnệ ủ ớ ể ế  trong   m t   transitor   lo i   bipolar   Texinstruments   có   STP   35   A/B/C;   Nationalộ ạ  Semiconductor LM 35/4.5/50…

1.1 C m bi n nhi t LM 35/ 34 c a National Semiconductorả ế ệ ủ

H u h t các c m bi n nhi t đ  ph  bi n đ u s  d ng h i ph c t p. Ch ng h nầ ế ả ế ệ ộ ổ ế ề ử ụ ơ ứ ạ ẳ ạ  

c p nhi t ng u có m c ngõ ra th p và yêu c u bù nhi t, thermistor thì không tuy nặ ệ ẫ ứ ấ ầ ệ ế  

tính. Thêm vào đó ngõ ra c a các lo i c m bi n này không tuy n tính tủ ạ ả ế ế ương  ng v iứ ớ  

b t k  thang chia nhi t đ  nào. Các kh i c m bi n tích h p đấ ỳ ệ ộ ố ả ế ợ ược ch  t o kh c ph cế ạ ắ ụ  

được nh ng nhữ ược đi m đó. Nh ng ngõ ra c a chúng quan h  v i thang chia để ư ủ ệ ớ ộ Kelvin h n là đ  Celsius và Fahrenheit. ơ ộ

Lo i LM35: Precision Centigrade Temperature Sensorạ

V i lo i LM35 ta có đi n áp ngõ ra t  l  tr c ti p v i thang nhi t đ  Celsiusớ ạ ệ ỉ ệ ự ế ớ ệ ộ  (thang bách phân). Nh  th  m t m ch đi n bù tr  đi m zero c a thang Kelvin (thangư ế ộ ạ ệ ừ ể ủ  nhi t đ  tuy t đ i) không còn c n thi t nh  m t s  IC c m bi n nhi t khác.ệ ộ ệ ố ầ ế ư ộ ố ả ế ệ

VS= 4V t i 30Vớ

VOUT= 1500 mV t i +150ạ 0C

= +250 mV t i +25ạ 0C

= ­550 mV t i ­55ạ 0C

Đi n áp ho t đ ng: 5 t i 20 V DC.ệ ạ ộ ớ

Tr  kháng ngõ ra LM34 th p và đ c đi m ngõ ra tuy n tính làm cho giá tr  đ c raở ấ ặ ể ế ị ọ  hay đi u khi n m ch đi n d  dàng. ề ể ạ ệ ễ

M ch  ng d ngạ ứ ụ

 M ch đo nhi t đ  b ng LM35ạ ệ ộ ằ

2,2K

1K 1K 1K

Hình 1.12

 M ch  ng d ng LM35 v i thi t b  khu ch đ i âm thanh ạ ứ ụ ớ ế ị ế ạ

Trong m ch  ng d ng này, nhi t đ  IC khu ch đ i âm thanh (IC1) là đ i lạ ứ ụ ệ ộ ế ạ ạ ượ  ng

được quan tâm. LM35 và IC1 có s  g n k t v  nhi t. Tín hi u ngõ ra c a b  so sánhư ắ ế ề ệ ệ ủ ộ  

s  xu ng m c th p n u nhi t đ  vẽ ố ứ ấ ế ệ ộ ượt quá gi i h n (thông s  này đớ ạ ố ược ch n b ngọ ằ  R1, R2 và đi n áp tham chi u). H  th ng đệ ế ệ ố ược thi t k  đ  qu t ho t đ ng khi nhi tế ế ể ạ ạ ộ ệ  

đ  vộ ượt quá kho ng giá tr  80ả ị 0C và t t qu t khi nhi t đ  h  xu ng dắ ạ ệ ộ ạ ố ưới 600C

Hình 1.131.5 Nhi t đi n tr  NTCệ ệ ở

NTC (Negative Temperature Conficient) là nhi t đi n tr  có h  s  nhi t đi n tr  ệ ệ ở ệ ố ệ ệ ởâm: giá tr  đi n tr  gi m khi nhi t đ  tăng.  NTC gi m t  3 đ n 5, 5 % / 1 đ ị ệ ở ả ệ ộ ả ừ ế ộ

1.5.1 C u t oấ ạ

NTC là h n h p đa tinh th  c a nhi u oxit g m đã đỗ ợ ể ủ ề ố ược nung ch y   nhi t đ  caoả ở ệ ộ  (10000C  14000C) nh  Feư 2O3, Zn2TiO4, MgCr2O4, TiO2 hay NiO và CO v i Liớ 2O. Đ  cóể  các NTC có nh ng đ c tr ng k  thu t  n đ nh v i th i gian dài, nó còn đữ ặ ư ỹ ậ ổ ị ớ ờ ược x  lí v iử ớ  

nh ng phữ ương pháp đ c bi t sau khi ch  t o.ặ ệ ế ạ

1.5.2 Đ c tính c m bi n nhi t NTCặ ả ế ệ

RNTC  5, 5 kW   nhi t đ  môi trở ệ ộ ường 20 °C

NTC 400 W   nhi t đ  môi trở ệ ộ ường 100 °C

Đ c tính dòng/áp c a NTCặ ủ

nhi t đ  môi trệ ộ ường.

Đ c tuy n này cũng đặ ế ược g i là đ c tuy n tĩnh c a NTC, đi n áp r i trên NTC chọ ặ ế ủ ệ ơ ỉ 

được ghi nh n khi đ t đậ ạ ược tr ng thái cân b ng gi a đi n năng cung c p và ngu nạ ằ ữ ệ ấ ồ  nhi t (thệ ường l y   môi trấ ở ường nhi t đ  25 °C, trong đi u ki n l ng gió).ệ ộ ề ệ ặ

Đ c tuy n trên chia làm 3 vùng:ặ ế

 Vùng b t đ u đ c tuy n (gi i h n vùng này là khu v c 10 mW): năng lắ ầ ặ ế ớ ạ ự ượ  ng

đi n cung c p cho NTC không đáng k , lệ ấ ể ượng nhi t sinh ra do dòng đi n khôngệ ệ  đáng k  Trong vùng này, đi n tr  c a NTC xác đ nh ch  do nhi t đ  môiể ệ ở ủ ị ỉ ệ ộ  

trường. Đ  nh y dáng k  n u s  d ng NTC làm c m bi n nhi t đ  trong vùngộ ạ ể ế ử ụ ả ế ệ ộ  này

 Vùng 2: Do s  tăng dòng, nhi t đ  c a NTC tăng cao h n nhi t đ  môi trự ệ ộ ủ ơ ệ ọ ường. 

Do t  làm nóng, đi n tr  c a NTC gi m đáng k    m t giá tr  dòng cho s n,ự ệ ở ủ ả ể Ở ộ ị ẵ  

Tmin, Tmax: gi i h n nhi t đ  ho t đ ng c a NTC.ớ ạ ệ ộ ạ ộ ủ

Pmax công su t l n nh t cho phép chuy n đ i ra nhi t trong NTC ấ ớ ấ ể ổ ệ

Ph m vi ch  y u c a NTC trong lĩnh v c này là đo nhi t đ , ki m tra, đi u khi n, tuyạ ủ ế ủ ự ệ ộ ể ề ể  nhiên NTC cũng được dùng đ  bù tính ph  thu c nhi t đ  c a đi n tr , nh m  n đ nhể ụ ộ ệ ộ ủ ệ ở ằ ổ ị  nhi t cho các m ch đi n t  dùng bán d nệ ạ ệ ử ẫ

 Làm b  tr   ộ ễ

NTC có tính ch t tr , khi dòng đi n qua nó l n đ n n i đi n tr  gi m nhi u do quáấ ễ ệ ớ ế ỗ ệ ở ả ề  trình t  t a nhi t.T i càng l n thì đi n tr  NTC càng gi m m nh. Nhi t đi n tr  NTCự ỏ ệ ả ớ ệ ở ả ạ ệ ệ ở  

t o tác d ng tr  nh m tri t dòng đ nh trong m ch đèn chi u sáng lo i có tim, m chạ ụ ễ ằ ệ ỉ ạ ế ạ ạ  

đ ng c  công su t nh , m ch đ t tim các bóng đi n t , m ch có tính dung kháng (t ).ộ ơ ấ ỏ ạ ố ệ ử ạ ụ

Hình 1.15

 M ch  ng d ng v i NTCạ ứ ụ ớ

 Đo m c ch t l ngự ấ ỏ

Ho t đ ng c a c m bi n d a trên s  khác nhau v  kh  năng làm mát c a ch tạ ộ ủ ả ế ự ự ề ả ủ ấ  

l ng và không khí ho c h i nỏ ặ ơ ướ ởc   trên ch t l ng. Khi NTC đấ ỏ ược nhúng trong ch tấ  

l ng, nó đỏ ược làm mát nhanh chóng. Đi n áp r i trên NTC tăng lên. Do hi u  ng nàyệ ơ ệ ứ  NTC có th  phát hi n có s  t n t i hay không c a ch t l ng   m t v  trí.ể ệ ự ồ ạ ủ ấ ỏ ở ộ ị

đi n tr  trong m ch so sánh c  b n,ệ ở ạ ơ ả  

khi nhi t đ  vệ ộ ượt m c cài đ t, ngõứ ặ  

ra s  chuy n tr ng thái t  off sangẽ ể ạ ừ  

 Bù nhi tBù nhi tệ ệ

Hình 1.18

Nhi u ch t bán d n và IC c n có s  bù nhi t đ  có s  ho t đ ng  n đ nh trên d iề ấ ẫ ầ ự ệ ể ự ạ ộ ổ ị ảNhi u ch t bán d n và IC c n có s  bù nhi t đ  có s  ho t đ ng  n đ nh trên d iề ấ ẫ ầ ự ệ ể ự ạ ộ ổ ị ả  nhi t đ  r ng. B n thân chúng có h  s  nhi t đ  dệ ộ ộ ả ệ ố ệ ộ ương cho nên NTC đ c bi t thíchặ ệnhi t đ  r ng. B n thân chúng có h  s  nhi t đ  dệ ộ ộ ả ệ ố ệ ộ ương cho nên NTC đ c bi t thíchặ ệ  

h p v i vai trò bù nhi t.ợ ớ ệ

h p v i vai trò bù nhi t.ợ ớ ệ

 R  le th i gian dùng NTCR  le th i gian dùng NTCơ ơ ờ ờ

R le th i gian hi n nay đã đ t đ  chính xác cao, b ng cách dùng ph n t  RC vàơ ờ ệ ạ ộ ằ ầ ử  công t c đi n t  Tuy nhiên khi không c n đ  chính xác cao, có th  dùng NTC theo 2ắ ệ ử ầ ộ ể  

m ch đi n c  b n sau đây.ạ ệ ơ ả

M ch A là r le th i gian đóng ch m. Sau khi n i ngu n v i S1, dòng qua cu n dâyạ ơ ờ ậ ố ồ ớ ộ  

r le, nh ng b  gi i h n vì đi n tr  ngu i c a NTC l n, sau 1 th i gian do quá trình tơ ư ị ớ ạ ệ ở ộ ủ ớ ờ ự gia nhi t vì dòng qua nó, đi n tr  NTC gi m, tăng dòng, khi n r le tác đ ng.ệ ệ ở ả ế ơ ộ

M ch B là r le th i gian m  ch m. Khi đóng S2, dòng qua nhi t đi n tr , b t đ u ạ ơ ờ ở ậ ệ ệ ở ắ ầquá trình t  gia nhi t. Đi n áp r i qua RS tăng, sau 1 th i gian r le không còn đ  dòng ự ệ ệ ơ ờ ơ ủduy trì, b  ng t. Th i gian tr  tùy thu c môi trị ắ ờ ễ ộ ường t a nhi t c a NTC.ỏ ệ ủ

Hình 1.19

1.6 Nhi t đi n tr  PTCệ ệ ở

Nhi t đi n tr  PTC (Positive Temperature Coefficent) là lo i nhi t đi n tr  có hệ ệ ở ạ ệ ệ ở ệ 

s  nhi t đi n tr  dố ệ ệ ở ương (giá tr  đi n tr  tăng khi nhi t đ  tăng). Trong m t kho ngị ệ ở ệ ộ ộ ả  nhi t đ  nh t đ nh PTC có h  s  nhi t đ  αệ ộ ấ ị ệ ố ệ ộ R r t cao. ấ

1.6.1 C u t oấ ạ

V t li u ch  t o PTC g m h n h p barium carbonate và m t vài oxit kim lo i khácậ ệ ế ạ ồ ỗ ợ ộ ạ  

được ép và nung. Nhi u tính ch t v  đi n khác nhau có th  đ t đề ấ ề ệ ể ạ ược b ng cách giaằ  

gi m các h p ch t tr n khác nhau v  nguyên v t li u và b ng cách gia nhi t theoả ợ ấ ộ ề ậ ệ ằ ệ  nhi u phề ương pháp khác nhau. Sau khi gia nhi t nung k t các m i n i đã đệ ế ố ố ược thành hình   trong thermistors sau đó trong quá trình s n xu t các dây n i d n ra ngoài đở ả ấ ố ẫ ượ  c

thêm vào. Nhi t đi n tr  PTC thông thệ ệ ở ường được ph    bên ngoài m t l p v  có c uủ ở ộ ớ ỏ ấ  

t o nh  vécni đ  ch ng l i  nh hạ ư ể ố ạ ả ưởng c a môi trủ ường không khí. 

1.6.2 Đ c tính c m bi n PTCặ ả ế

1.6.2.1 Đ ườ ng đ c tính đi n tr  nhi t đ  c a PTC chia làm 3 vùng ặ ệ ở ệ ộ ủ

+ Vùng nhi t đ  th p: gi ng nh  nhi t đi n tr  NTC có h  s  nhi t đ  âm. ệ ộ ấ ố ư ệ ệ ở ệ ố ệ ộ

+ Vùng h  s  nhi t tăng ch m (Tệ ố ệ ậ A, TN): Sau m t vài kho ng nhi t đ  đ t độ ả ệ ộ ạ ược thì 

b t đ u nhi t đi n tr  bi n đ i sang tính ch t dắ ầ ệ ệ ở ế ổ ấ ương b t đ u t  đi m Tắ ầ ừ ể A. Giá tr  c aị ủ  nhi t đi n tr  PTC   đi m Tệ ệ ở ở ể A được ‘xem nh  là đi n tr  kh i đi m’. Rư ệ ở ở ể A là giá tr  đi nị ệ  

tr  th p nh t mà PTC th  hi n. ở ấ ấ ể ệ

+ Vùng làm vi c (Tệ N < T< TUPPER): Sau khi đ t đạ ược giá tr  nhi t đ  danh đ nh Tị ệ ộ ị N, giá tr  đi n tr  c a nhi t đi n tr  PTC b ng nhiên gia tăng theo đ  d c th ng đ ngị ệ ở ủ ệ ệ ở ỗ ộ ố ẳ ứ  

th c t  thì g p vài ch c l n khi so sánh v  đ  d c   đo n này v i đo n trự ế ấ ụ ầ ề ộ ố ở ạ ớ ạ ước. Vùng 

d c đ ng này chính là d i đi n tr  làm vi c c a nhi t đi n tr  PTC. ố ứ ả ệ ở ệ ủ ệ ệ ở

1.6.2.2  M t s  thông s  đ c tr ng c a PTC ộ ố ố ặ ư ủ

TNOM (TN): nhi t đ  danh đ nh. T i giá tr  nhi t đ  Rệ ộ ị ạ ị ệ ộ N =2*RA

αR: h  s  nhi t đ  nhi t đi n tr  PTC. ệ ố ệ ộ ệ ệ ở

TUPPER: nhi t đ  gi i h n vùng làm vi c. ệ ộ ớ ạ ệ

R25: đi n tr  c a PTC khi   môi trệ ở ủ ở ường nhi t đ  25ệ ộ 0C

1.6.2.3 M ch  ng d ng v i PTC ạ ứ ụ ớ

Nhi t đi n tr  PTC đệ ệ ở ược m c trong m t c u đo c a m ch so sánh (xem hình 1.36).ắ ộ ầ ủ ạ  

T i nhi t đ  bình thạ ệ ộ ường RPTC<RS,  đi n áp ngõ ra   m c th p. khi s  tăng nhi t đệ ở ứ ấ ự ệ ộ 

vượt ngưỡng xu t hi n, PTC b  nung nóng nên Rấ ệ ị PTC>RS nên  đi n áp ngõ ra Vệ O lên m cứ  cao (xem hình 1.20). 

Hình 1.20: M ch so sánh ạ

 M ch b o v  đ ng cạ ả ệ ộ ơ

PTC được dùng đ  phát hi nể ệ  

s  tăng nhi t b t thự ệ ấ ường trong đ ngộ  

c  b ng cách đo tr c ti p. c m bi nơ ằ ự ế ả ế  

nhi t   đệ ược   g n   chìm   trong   cu nắ ộ  

BÀI 2: C M BI N TI N C N VÀ CÁC LO I C M BI NẢ Ế Ệ Ậ Ạ Ả Ế

­ Đ u sensor nh , có th  l p đ t   nhi u n i.ầ ỏ ể ắ ặ ở ề ơ

­ Có th  s  d ng trong môi trể ử ụ ường kh c nghi t.ắ ệ

C m bi n ti m c n là lo i c m bi n dùng đ  nh n bi t s  có m t hay khôngả ế ệ ậ ạ ả ế ể ậ ế ự ặ  

có m t c a v t th  mà không c n ti p xúc. Ví d : Phát hi n v t th  trên băng chuy nặ ủ ậ ể ầ ế ụ ệ ậ ể ề  

đ  đ m s n ph m, phát hi n s n ph m l i đ  phân lo i Tín hi u ngõ ra c a c mể ế ả ẩ ệ ả ẩ ỗ ể ạ ệ ủ ả  

bi n ti m c n   d ng logic có ho c không (“0” ho c “1”).ế ệ ậ ở ạ ặ ặ

Kho ng cách đ  c m bi n có th  nh n bi t v tả ể ả ế ể ậ ế ậ  

m t cách  n đ nh (thộ ổ ị ường b ng 70 – 80% kho ngằ ả  

cách phát hi n).ệ

Hình 2.2 Kho ng cách cài đ t ả ặ

Th i gian đáp  ng:ờ ứ

t1: Th i gian t  lúc đ i tờ ừ ố ượng đi vùng phát hi n c aệ ủ  

c m bi n đ n lúc c m bi n báo tín hi uả ế ế ả ế ệ

t2: Th i gian t  lúc đ i tờ ừ ố ượng chu n đi ra kh i vùngẩ ỏ  

phát hi n cho đ n khi c m bi n h t báo tín hi uệ ế ả ế ế ệ

2.1.3. C m bi n ti m c n đi n c m (Inductive Proximity Sensor) ả ế ệ ậ ệ ả

2.1.3.1 Đ c đi m ặ ể

C m bi n ti m c n đi n c m là c m bi n đả ế ệ ậ ệ ả ả ế ược dùng đ  phát hi n các đ i tể ệ ố ượng là kim lo i. Lo i c m bi n này không th  phátạ ạ ả ế ể  hi n các đ i tệ ố ượng không ph i là kimả  

lo i.ạ

Hình 2.4 Vài lo i c m bi n ti m c n đi n c m c a Siemens ạ ả ế ệ ậ ệ ả ủ

C m bi n ti m c n đi n c m có nhi u kích thả ế ệ ậ ệ ả ề ước và hình d ng khác nhauạ  

tương  ng v i các  ng d ng khác nhau. C m bi n ti m c n đi n c m đứ ớ ứ ụ ả ế ệ ậ ệ ả ược dùng để phát hi n các đ i tệ ố ượng là kim lo i (lo i c m bi n này không th  phát hi n các đ iạ ạ ả ế ể ệ ố  

tượng có c u t o không ph i là kim lo i). ấ ạ ả ạ

2.1.3.2 C u trúc ấ

Hình 2.5. C u trúc c a c m bi n ti m c n đi n c m ấ ủ ả ế ệ ậ ệ ả

2.1.3.3 Nguyên lý ho t đ ng c a c m bi n ti m c n đi n c m ạ ộ ủ ả ế ệ ậ ệ ả

Hình 2.6  Nguyên lý làm vi c c a c m bi n đi n c m ệ ủ ả ế ệ ả

C m bi n ti m c n đi n c m đả ế ệ ậ ệ ả ược thi t k  đ  t o ra m t vùng đi n t  trế ế ể ạ ộ ệ ừ ường, Khi m t v t b ng kim lo i ti n vào khu v c này, xu t hi n dòng đi n xoáy (dòng đi nộ ậ ằ ạ ế ự ấ ệ ệ ệ  

c m  ng) trong v t th  kim lo i này.ả ứ ậ ể ạ

Hình 2.8: Ho t đ ng c a c m bi n ti m c n đi n c m ạ ộ ủ ả ế ệ ậ ệ ả

Dòng đi n xoáy gây nên s  tiêu hao năng lệ ự ượng (do đi n tr  c a kim lo i), làm  nhệ ở ủ ạ ả  

hưởng đ n biên đ  sóng dao đ ng. Đ n m t tr  s  nào đó tín hi u này đế ộ ộ ế ộ ị ố ệ ược ghi nh n. ậ

M ch phát hi n s  phát hi n s  thay đ i tín hi u và tác đ ng đ  m ch ra lên m c ONạ ệ ẽ ệ ự ổ ệ ộ ể ạ ứ  (hình 2.8). Khi đ i tố ượng r i kh i khu v c t  trờ ỏ ự ừ ường, s  dao đ ng đự ộ ược tái l p, c mậ ả  

bi n tr  l i tr ng thái bình thế ở ạ ạ ường

2.1.3.4 Phân lo i c m bi n ti m c n đi n c m ạ ả ế ệ ậ ệ ả

C m bi n ti m c n đi n c m có th  phân làm 2 lo i: Shielded (đả ế ệ ậ ệ ả ể ạ ược b o v ) vàả ệ  unshielded (không được b o v ). Lo i unshielded thả ệ ạ ường có t m phát hi n l n h nầ ệ ớ ơ  

lo i shielded.ạ

Hình 2.9 Các lo i c m bi n ti m c n đi n c m ạ ả ế ệ ậ ệ ả

Cảm biến tiệm cận điện cảm loại shielded Cảm biến tiệm cận điện cảm loại unshielded

C m bi n ti m c n đi n c m lo i shielded có 1 vòng kim lo i bao quanh giúp h nả ế ệ ậ ệ ả ạ ạ ạ  

ch  vùng di n t  trế ệ ừ ường   vùng bên.V  trí l p đ t c m bi n có th  đ t ngang b ngở ị ắ ặ ả ế ể ặ ằ  

v i b  m t làm vi c.ớ ề ặ ệ

C m bi n ti m c n đi n c m lo i unshielded không có vòng kim lo i bao quanh.ả ế ệ ậ ệ ả ạ ạ  Không th  l p đ t c m bi n ngang b ng b  m t làm vi c (b ng kim lo i). Xungể ắ ặ ả ế ằ ề ặ ệ ằ ạ  quanh c m bi n ph i có 1 vùng không có ch a kim lo i (v i c m bi n lo i unshiedả ế ả ứ ạ ớ ả ế ạ  

c a Siemens, hình 2.11.) ủ

Hình 2.10: C m bi n ti m c n đi n c m lo i shielded ả ế ệ ậ ệ ả ạ

Hình 2.11  C m bi n ti m c n đi n c m lo i unshielded ả ế ệ ậ ệ ả ạ

 c  2 lo i c m bi n này, n u có 1 b  m t kim lo i   v  trí đ i di n c m bi n,

đ  không  nh hể ả ưởng đ n ho t đ ng c a c m bi n thì b  m t kim lo i này ph i cáchế ạ ộ ủ ả ế ề ặ ạ ả  

b  m t c m bi n 1 kho ng cách có đ  l n ít nh t g p 3 l n t m phát hi n c a c mề ặ ả ế ả ộ ớ ấ ấ ầ ầ ệ ủ ả  

 Không ch u  nh hị ả ưởng c a b i b m.ủ ụ ặ

 Không ph  thu c vào màu s c.ụ ộ ắ

 Ít ph  thu c vào b  m t đ i tụ ộ ề ặ ố ượng h n so v i các kĩ thu t khác.ơ ớ ậ

 Không có “khu v c mù” (blind zone: c m bi n không phát hi n ra đ i tự ả ế ệ ố ượng 

m c dù đ i tặ ố ượng   g n c m bi n).ở ầ ả ế

 Nh ượ đi m c  ể

 Ch  phát hi n đỉ ệ ược đ i tố ượng là kim lo i.ạ

 Có th  ch u  nh hể ị ả ưởng b i các vùng đi n t  m nh.ở ệ ừ ạ

 Ph m vi ho t đ ng ng n h n so v i các kĩ thu t khác.ạ ạ ộ ắ ơ ớ ậ

2.1.3.6 M t s   ng d ng c a c m bi n ti m c n đi n c m ộ ố ứ ụ ủ ả ế ệ ậ ệ ả

Công nghi p d u m ệ ầ ỏ

(xác đ nh v  trí c a van) ị ị ủ Công nghi p đóng gói ệ

2.1.4. C m bi n ti m c n đi n dung (Capacitive Proximity Sensor).ả ế ệ ậ ệ

2.1.4.1 Đ c đi m ặ ể

C m bi n ti m c n đi n dung gi ng v  kích thả ế ệ ậ ệ ố ề ước, hình dáng, c  s  ho t đ ngơ ở ạ ộ  

so v i c m bi n ti m c n đi n c m. Đi m khác bi t căn b n gi a chúng là c mớ ả ế ệ ậ ệ ả ể ệ ả ữ ả  

H  th ng đi u khi n ki m tra v  trí c a  ệ ố ề ể ể ị ủ

các thanh thép tr ướ c khi đ a vào máy hàn ư

Xác đ nh v  trí c a thang máy ị ị ủ