Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo bộ đo lưu lượng khí bằng công nghệ chênh áp dùng trong đo lường và điều khiển động cơ

Đề tài: “Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo bộ đo lưu lượng khí bằng công nghệ chênh áp dùng trong đo lường và điều khiển động cơ” TÓM TẮT LUẬN VĂN Ngày nay, thiết bị đo được ứng dụng phổ b

Trang 1

HỒ THANH THƠ

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO

BỘ ĐO LƯU LƯỢNG KHÍ

BẰNG CÔNG NGHỆ CHÊNH ÁP DÙNG TRONG ĐO LƯỜNG VÀ ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ

Chuyên ngành: Kỹ thuật Ô tô-Máy kéo

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP HỒ CHÍ MINH, tháng 7 năm 2011

Trang 2

Đề tài: “Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo bộ đo lưu lượng khí bằng công nghệ

chênh áp dùng trong đo lường và điều khiển động cơ”

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

Trang 3

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Tp HCM, ngày 27 tháng 10 năm 2010

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: Hồ Thanh Thơ Phái: Nam

Ngày, tháng, năm sinh: 20/07/1980 Nơi sinh: Phú Yên

Chuyên ngành: Kỹ thuật ô tô – máy kéo MSHV: 09130417

I- TÊN ĐỀ TÀI:

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO BỘ ĐO LƯU LƯỢNG KHÍ BẰNG CÔNG NGHỆ CHÊNH ÁP DÙNG TRONG ĐO LƯỜNG VÀ ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ

II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

1.Tìm hiểu các phương pháp đo lưu lượng thể tích dựa trên độ chênh áp

2.Mô phỏng đặc tính làm việc của các bộ đo lưu lượng khí dựa trên độ chênh

áp trong điều kiện làm việc của động cơ đốt trong

3.Thiết kế bộ đo lưu lượng khí dựa trên độ chênh áp phù hợp với ứng dụng trên động cơ đốt trong Cân chuẩn và thử nghiệm so sánh bộ đo lưu lượng khí được chế tạo

III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 10/2010

IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 7/2011

V- CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS Nguyễn Ngọc Dũng

Nội dung và đề cương luận văn thạc sĩ đã được Hội đồng chuyên ngành thông

qua Ngày … tháng … năm …

TRƯỞNG PHÒNG ĐT – SĐH TRƯỞNG KHOA QL NGÀNH

Trang 4

LỜI CẢM ƠN

-

Suốt thời gian học cao học tại trường Đại học Bách Khoa TP.Hồ Chí Minh tác giả đã lĩnh hội nhiều kiến thức quý báu của Thầy Cô, làm cơ sở cho tác giả nghiên cứu và tiếp cận thêm nhiều lĩnh vực khoa học mới Tác giả chân thành cảm ơn đến các cá nhân, tập thể đã hết lòng giúp đỡ tác giả hoàn thành đề tài luận văn:

- Xin cảm ơn thầy hướng dẫn - thầy Nguyễn Ngọc Dũng đã đưa ra đề tài, cho tác

giả có điều kiện tiếp xúc với một lĩnh vực nghiên cứu mới trong chuyên ngành Ô

tô, và đã tận tình giúp đỡ tác giả trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn

- Xin cảm ơn thầy Trần Đăng Long hiện đang công tác tại Phòng thí nghiệm

trọng điểm động cơ đốt trong Trường ĐH Bách Khoa TP HCM, thầy đã hướng

dẫn liên tục trong suốt quá trình phát triển hướng nghiên cứu, thầy không quản ngại thời gian sớm tối để giúp đỡ tác giả hoàn thành quá trình thí nghiệm,thử nghiệm, thu thập số liệu từ bộ đo mà chính thầy là tác giả trong phần chế tạo bo mạch điều khiển Chính sự chỉ bảo tận tình của thầy là cơ sở và cũng là nguồn động lực lớn giúp tác giả hoàn thành luận văn

- Xin cảm ơn các thầy đang công tác tại Phòng thí nghiệm trọng điểm động cơ đốt trong Trường ĐH Bách Khoa TP HCM, cùng các cộng tác viên, nghiên cứu viên của Phòng đã tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp tác giả trong quá trình thử nghiệm và đo kiểm

- Xin cảm ơn quý Thầy Cô trong Ban Giám hiệu, Phòng sau Đại học, Khoa Kỹ thuật Giao Thông Trường Đại Học Bách Khoa đã trang bị cho tác giả những kiến thức nền tảng giúp tác giả hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp

- Xin cảm ơn Giám Đốc Công ty TNHH O.T.E.C- Ông Nguyễn Văn Lộc đã tạo điều kiện giúp đỡ tác giả theo học lớp cao học chuyên ngành Kỹ thuật Ô tô-máy kéo trong thời gian công tác tại công ty

- Xin cảm ơn Ban Giám Hiệu, Khoa Công Nghệ Ô tô của Trường Đại Học Công Nghiệp TP.HCM, đã tạo điều kiện về thời gian cho tác giả theo học lớp cao học chuyên ngành Kỹ thuật Ô tô-máy kéo

- Xin cảm ơn những ý kiến thiết thực chân tình của thầy phản biện đã giúp tác giả hoàn thiện nội dung luận văn này

- Xin cảm ơn gia đình và vợ con đã động viên, tạo điều kiện về mặt tinh thần và vật chất cho tác giả từ lúc theo học cao học đến khi hoàn thành luận văn cao học

TP Hồ Chí Minh, ngày 01 tháng 07 năm 2011

Học viên

Trang 5

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Ngày nay, thiết bị đo được ứng dụng phổ biến trong nhiều lĩnh vực khác nhau Đặc biệt là lĩnh vực động cơ đốt trong, tất cả các thông số như: lượng không khí nạp, lượng nhiên liệu, lưu lượng khí lọt, lượng khí xả…có tầm quan trọng nhất định giúp chúng ta điều khiển hay thử nghiệm động cơ ngày càng hiệu quả hơn

Khi chúng ta đã xác định được mức độ và tầm quan trọng của việc đo lường này, có thể tương đối dễ dàng để chọn một được một thiết bị đo lưu lượng để đáp ứng nhu cầu của chúng ta, ví dụ như công nghệ đo chênh áp (Differential Pressure), công nghệ đo kiểu từ trường (Magnetic), công nghệ siêu âm (Ultrasonic), Tuabin (Turbine) , thiết bị đo kiểu phao (Rotameter), ống Coriolis, thiết bị đo kiểu Karman (Vortex Shedding), công nghệ dây nhiệt và một số công nghệ khác nữa hiện có mặt

trên thị trường

Việc sử dụng các công nghệ có độ chính xác cao như: ống Coriolis, công nghệ dây nhiệt, công nghệ siêu âm… có giá thành cao hơn nhiều so với công nghệ chênh áp như: ống Venturi, ống Pitot, ống Orifice…Hơn nữa, một trong những ưu điểm của công nghệ chênh áp là trong hệ thống không có bộ phận di chuyển nên không cần phải thường xuyên bảo trì và kết cấu đơn giản Tuy nhiên, một khuyết điểm của các thiết bị sử dụng công nghệ chênh áp là bị giới hạn về tầm đo

Cuối cùng, mục tiêu của đề tài là tập trung nghiên cứu và chế tạo ra một thiết bị đo lưu lượng có độ chính xác, độ nhạy chấp nhận được trong quá trình sử dụng, dễ gia công chế tạo và đặc biệt là giá thành thấp hơn nhiều so với các thiết bị khác

Với sự trợ giúp của công cụ tính toán bằng phần mềm mô phỏng ANSYS FLUENT VÀ ANSYS CFX sẽ giúp chúng ta tiết kiệm được thời gian và tiền bạc trong việc tìm ra các phương án chế tạo tối ưu và đem lại hiệu quả cao nhất cho việc

nghiên cứu trong tương lai

Trang 6

MỤC LỤC

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ ii

LỜI CẢM ƠN iii

TÓM TẮT LUẬN VĂN iv

MỤC LỤC HÌNH viii

MỤC LỤC BẢNG xi

Chương 1: GIỚI THIỆU 1

1.1 Ứng dụng của các thiết bị đo lưu lượng trên động cơ đốt trong 1

1.1.1 Ứng dụng trong điều khiển hoạt động của động cơ 1

1.1.2 Ứng dụng trong thử nghiệm động cơ 1

1.2 Giới thiệu các kỹ thuật đo lưu lượng 2

1.2.1 Kỹ thuật đo lưu lượng hoạt động dựa trên nguyên tắc chênh áp 3

1.2.2 Kỹ thuật đo lưu lượng hoạt động dựa trên nguyên tắc nhiệt 9

1.2.3 Kỹ thuật đo lưu lượng hoạt động dựa trên nguyên tắc cơ khí 11

1.2.4 Kỹ thuật đo lưu lượng hoạt động dựa trên các nguyên lý khác 13

1.2.5 So sánh các phương án đo lưu lượng dựa trên nguyên lý chênh áp .20

1.3 Mục tiêu của luận văn 21

1.3.1 Mục tiêu 21

1.3.2 Tóm tắt sơ bộ nội dung thực hiện của luận văn 21

Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT THIẾT BỊ ĐO 23

2.1 Cấu trúc cơ bản của dụng cụ đo .23

2.1.1 Độ tin cậy của thiết bị đo .23

2.1.2 Các đặc tính cơ bản của phương tiện đo .24

Trang 7

2.1.3 Cấu trúc cơ bản của phương tiện và hệ thống đo lường .26

2.2 Phương pháp đo 28

2.3 Sai số của phép đo và gia công kết quả .29

2.3.1 Sai số của phép đo 29

2.3.2 Gia công kết quả đo 31

Chương 3: CHỌN PHƯƠNG ÁN 34

3.1 Yêu cầu kỹ thuật 34

3.2 Chọn phương án thiết kế 34

3.2.1 Điều kiện mô phỏng 40

3.2.2 Kết quả mô phỏng và nhận xét 41

Chương 4: THIẾT KẾ KỸ THUẬT 66

4.1 Thiết kế kỹ thuật ống Venturi 66

4.2 Thiết kế kỹ thuật hệ thống đo điện tử cho ống Venturi 66

4.2.1 Thiết kế kỹ thuật phần cứng cho hệ thống điện tử 66

4.2.2 Thiết kế kỹ thuật phần mềm cho hệ thống điện tử 68

Chương 5: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ 69

5.1 Thiết kế công nghệ ống Venturi 69

5.1.1 Vật liệu chế tạo và phương pháp gia công 69

5.1.2 Bản vẽ lắp ống Venturi 70

5.2 Thiết kế công nghệ hệ thống điện tử cho ống Venturi 71

5.2.1 Chọn cảm biến đo chênh áp 71

5.2.2 Thiết kế mạch điều khiển điện tử cho bộ đo lưu lượng không khí nạp 72

5.2.3 Sơ đồ bố trí linh kiện trên bo mạch điều khiển của bộ đo 76

Trang 8

5.3 Sai số và hiệu chuẩn thiết bị đo 77

5.3.1 Sai số 77

5.3.2 Cân chỉnh (calibration) .77

Chương 6: CÂN CHUẨN-KIỂM TRA-ĐÁNH GIÁ BỘ ĐO 79

6.1 Cân chuẩn bộ đo 79

6.1.1 Phương pháp thực hiện 79

6.1.2 Vị trí thực hiện 79

6.1.3 Thiết bị sử dụng 79

6.1.4 Các bước thực hiện 80

6.2 Kiểm tra - đánh giá bộ đo chế tạo- LTAFM 83

6.2.1 Độ chính xác trên toàn dải đo .83

6.2.2 Độ chính xác ở một mức đo 85

6.3 Đánh giá độ nhạy của bộ đo chế tạo-LTAFM 87

6.3.1 Đánh giá độ nhạy của bộ đo khi gắn trên mô hình thí nghiệm 87

6.3.2 Đánh giá độ nhạy của bộ đo khi gắn trên xe Daewoo Lanos 88

Chương 7: KẾT LUẬN 95

7.1 Kết luận 95

7.2 Hướng phát triển của đề tài 95

Chương 8: TÀI LIỆU THAM KHẢO 97

Trang 9

MỤC LỤC HÌNH

Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý ống Venturi 4

Hình 1.2 Sơ đồ nguyên lý ống Orifice 6

Hình 1.3 Sơ đồ nguyên lý ống Nozzle 7

Hình 1.4 Sơ đồ nguyên lý ống Pitot 8

Hình 1.5 Thiết bị đo lưu lượng bằng dây nhiệt 9

Hình 1.6 Thiết bị đo lưu lượng kiểu tua – bin [7] 11

Hình 1.7 Mô hình phân tích lực 12

Hình 1.8 Sơ đồ nguyên lý đo kiểu Karman 13

Hình 1.9 Quan hệ giữa hệ số K và số Reynolds 14

Hình 1.10 Sơ đồ nguyên lý ống Coriolis 15

Hình 1.11 Góc xoắn của ống Coriolis 16

Hình 1.12 Sơ đồ nguyên lý thiết bị đo kiểu điện từ 17

Hình 1.13 Sơ đồ nguyên lý thiết bị đo lưu lượng kiểu phao 18

Hình 2.1 Mô tả cấu trúc phương tiện đo 26

Hình 2.2 Mô tả cấu trúc hệ thống đo lường 27

Hình 3.1 Giao diện phần mềm Ansys CFX 35

Hình 3.2 Giao diện phần mềm Ansys Fluent 36

Hình 3.3 Mô hình khối lưu chất ống Venturi 36

Hình 3.4 Mô hình lưới ống Venturi 37

Hình 3.5 Mô hình khối lưu chất ống Orifice 37

Hình 3.6 Mô hình lưới ống Orifice 37

Hình 3.7 Mô hình khối lưu chất ống phân kỳ - hội tụ 38

Hình 3.8 Mô hình lưới ống phân kỳ - hội tụ 38

Hình 3.9 Mô hình khối lưu chất ống Nozzle 38

Hình 3.10 Mô hình lưới ống Nozzle 39

Hình 3.11 Mô hình khối lưu chất ống phân kỳ - hội tụ + Ống Orifice 39

Hình 3.12 Mô hình lưới ống phân kỳ - hội tụ + Ống Orifice 39

Hình 3.13 Mô hình khối lưu chất ống thẳng 40

Hình 3.14 Mô hình lưới ồng thẳng 40

Hình 3.15 Kết quả mô phỏng ống Venturi ở độ chênh áp 2000 (Pa) 42

Hình 3.18 Đồ thị đặc tính làm việc của ống Venturi 44

Hình 3.19 Kết quả mô phỏng ống Orifice ở độ chênh áp 2000 (Pa) 46

Trang 10

Hình 3.22 Đồ thị đặc tính làm việc của ống Orifice 49

Hình 3.23 Kết quả mô phỏng ống phân kỳ-hội tụ ở độ chênh áp 2000 (Pa) 50

Hình 3.26 Đồ thị đặc tính làm việc của ống phân kỳ - hội tụ 53

Hình 3.27 Kết quả mô phỏng ống Nozzle ở độ chênh áp 2000 (Pa) 54

Hình 3.30 Đồ thị đặc tính làm việc của ống Nozzle 57

Hình 3.31 quả mô phỏng ống phân kỳ-hội tụ + Ống Orifice ở độ chênh áp 2000(Pa) 58

Hình 3.32 Kết quả mô phỏng ống phân kỳ - hội tụ + Ống Orifice ở độ chênh áp 1200 (Pa) 59

Hình 3.33 Kết quả mô phỏng ống phân kỳ-hội tụ + Ống Orifice ở độ chênh áp 200 (Pa) 59

Hình 3.34 Đồ thị đặc tính làm việc của ống phân kỳ - hội tụ + Ống Orifice 60

Hình 3.35 Kết quả mô phỏng ống thẳng ở độ chênh áp 2000 (Pa) 61

Hình 3.38 Đồ thị đặc tính làm việc của ống thẳng 64

Hình 3.39 Đồ thị so sánh đặc tính làm việc của các phương án 65

Hình 4.1 Bản vẽ kỹ thuật ống Venturi 66

Hình 4.2 Sơ đồ phần cứng hệ thống đo điện tử cho ống Venturi 67

Hình 4.3 Lưu đồ giải thuật tính toán hệ thống đo điện tử 68

Hình 5.1 Ống venturi được chế tạo 70

Hình 5.2 Bản vẽ lắp ống Venturi 70

Hình 5.3 Cấu tạo của cảm biến áp suất đường ống nạp 71

Hình 5.4 Đặc tuyến cảm biến áp suất đường ống nạp 72

Hình 5.5 Sơ đồ nguyên lý khối nguồn ổn áp +5VDC và +8VDC 73

Hình 5.6 Sơ đồ nguyên lý mạch khuếch đại tín hiệu từ cặp áp suất chênh áp 74

Hình 5.7 Sơ đồ nguyên lý mạch đọc tín hiệu cảm biến áp suất không khí 74

Hình 5.8 Sơ đồ nguyên lý mạch đọc tín hiệu cảm biến nhiệt độ không khí 74

Hình 5.9 Sơ đồ nguyên lý mạch xuất tín hiệu analog 75

Hình 5.10 Sơ đồ nguyên lý mạch đọc/xuất tín hiệu digital 75

Hình 5.11 Sơ đồ bố trí linh kiện trên bo mạch bộ đo 76

Hình 5.12 Bo mạch điều khiển của bộ đo được chế tạo 76

Hình 6.1 Gắn kết các thiết bị 80

Trang 11

Hình 6.2 Giao diện chương trình để lấy thông số 81

Hình 6.3 Đặc tuyến quan hệ giữa lưu lượng Q và điện áp V 82

Hình 6.4 Đồ thị đường cong xấp xỉ V-Q 83

Hình 6.5 Đồ thị hàm mật độ xác suất trên toàn dải đo 84

Hình 6.6 Đồ thị hàm mật độ xác suất ở một mức lưu lượng 86

Hình 6.7 Đồ thị mô ta sự thay đổi tức thời lưu lượng theo thời gian 88

Hình 6.9 Kết nối bộ đo LTAFM vào động cơ DAEWOO Lanos 89

Hình 6.10 Đồ thị tương quan giữa độ mở bướm ga và lưu lượng bộ đo khi tốc độ động cơ 1600v/p 90

Hình 6.13 Đồ thị tương quan giữa lưu lượng- vị trí bướm ga-tốc độ động cơ khi xe chuyển động 93

Trang 12

MỤC LỤC BẢNG

Bảng 1.1 Bảng tra hệ số lưu lượng C d cho ống Orifice [12] 6

Bảng 1.2 Bảng tra hệ số lưu lượng C d cho ống Nozzle [13] 8

Bảng 1.3 So sánh các phương án đo lưu lượng bằng công nghệ chênh áp 20

Bảng 3.1 Bảng thông số của không khí ở 25 o C 40

Bảng 3.2 Bảng điều kiện biên áp suất cho các mô hình 41

Bảng 5.1 Bảng thành phần hóa học của thép CT3 69

Bảng 5.2 Bảng mẫu để lấy số liệu 77

Bảng 5.3 Bảng mẫu lấy tham số bộ đo sau khi có hàm xấp xỉị 78

Trang 13

Trong chương đầu của luận văn, chúng ta sẽ đi tìm hiểu những ứng dụng của

bộ đo lưu lượng trong các lĩnh vực khác nhau như: trong điều khiển động cơ, thử nghiệm động cơ, và trong một số ngành công nghiệp khác Tiếp theo chúng ta sẽ tìm hiểu nguyên lý làm việc, phân tích ưu - nhược điểm của các bộ đo lưu lượng dựa trên các nguyên lý khác nhau và trên cơ sở phân tích đó chúng ta sẽ so sánh các phương án Cuối cùng chọn phương án phù hợp với yêu cầu đặt ra

1.1 Ứng dụng của các thiết bị đo lưu lượng trên động cơ đốt trong

1.1.1 Ứng dụng trong điều khiển hoạt động của động cơ

Động cơ đốt trong ngày nay phần lớn đều được trang bị bộ ECU (Electronic Control Unit) là bộ xử lý và điều khiển điện tử trung tâm, nhằm điều khiển toàn bộ quá trình làm việc của động cơ, như thời gian phun nhiên liệu, thời gian đánh lửa… nhằm làm tối ưu quá trình làm việc của động cơ phù hợp với từng chế độ tải Để ECU biết được từng chế độ làm việc của động cơ đòi hỏi phải có những thiết bị đo hay còn gọi là cảm biến, trong đó thiết bị đo lưu lượng không khí nạp có vai trò quan trọng, quyết định đến lượng phun nhiên liệu của động cơ điều này ảnh hưởng trực tiếp đến công suất, tính kinh tế và tiêu hao nhiên liệu của động cơ

1.1.2 Ứng dụng trong thử nghiệm động cơ

Trong thử nghiệm động cơ đốt trong, các thông số như lưu lượng không khí nạp, lưu lượng nhiên liêu vào động cơ, lượng khí lọt hay lượng khí xả ra khỏi động

cơ có vai trò quan trọng Vì chúng sẽ giúp chúng ta tính toán và tối ưu các quá trình hoạt động cho động cơ nhằm tăng công suất và giảm suất tiêu hao nhiên liệu cho động cơ Do vậy, vấn đề đo lưu lượng chính xác sẽ giúp quá trình cải tiến động cơ tốt hơn Chính vì vậy ngày nay các bộ đo lưu lượng được phát triển và cải tiến có khả năng đo lưu lượng có độ chính xác rất cao để hỗ trợ cho công tác nghiên cứu trong ngành động cơ đốt trong và một số lĩnh vực công nghiệp khác

Trang 14

Tuy nhiên ở Việt Nam chúng ta do điều kiện kinh tế và công nghệ còn một số hạn chế cho nên chúng ta chỉ yêu cầu các bộ đo lưu lượng có kết cấu đơn giản, giá thành thấp và công nghệ chế tạo đơn giản nhưng vẫn đảm bảo được yêu cầu về độ chính xác, và độ nhạy cần thiết trong quá trình đo

1.2 Giới thiệu các kỹ thuật đo lưu lượng

• Cơ sở chung cho các thiết bị đo lưu lượng

Lưu chất là các môi trường vật chất ở dạng lỏng hoặc khí tồn tại dưới những điều kiện nhiệt độ, áp suất, thể tích được xác định bởi các định luật nhiệt động học Dưới tác dụng của lực bên ngoài, ví dụ sự chênh lệch áp suất, lưu chất sẽ chuyển động, chuyển động này được đặc trưng bởi dòng chảy với các thông số: vận tốc,

khối lượng riêng, áp suất và nhiệt độ ở các điểm khác nhau của chất lưu, độ nhớt,

độ khuếch tán nhiệt, nhiệt lượng riêng…Thông số thường cần quan tâm nhất của sự chuyển động này là vận tốc và lưu lượng của chất lưu, khi đó thường xem các thông

số còn lại là không đổi Một trong số các tham số quan trọng của quá trình công nghệ là lưu lượng các chất chảy qua ống dẫn

Lưu lượng vật chất là số lượng chất ấy chảy qua tiết diện ngang của ống dẫn trong một đơn vị thời gian Muốn nâng cao chất lượng sản phẩm và hiệu quả của hệ thống điều khiển tự động các quá trình công nghệ cần phải đo được chính xác thể tích và lưu lượng các chất Việc đo lưu lượng là một phần thiết yếu trong mọi quá trình công nghiệp và trong các ngành công nghệ Đo lưu lượng đóng một vai trò vô cùng quan trọng cũng như việc đo nhiệt độ, áp suất, mức chất lỏng…

Trong việc đo lưu lượng, ta cần phân biệt:

Lưu lượng được tính bằng sự di chuyển thể tích trên đơn vị thời gian:

Qv = V/t (m3/s)

Lưu lượng được tính bằng sự di chuyển khối lượng trên một đơn vị thời gian:

Qm = m/t (kg/s) Khi biết tỉ trọng ρ của môi trường cần đo thì hai loại lưu lượng trên được tính bằng phương trình:

Trang 15

Qm = Qv.ρ

Lưu lượng tức thời: được tính theo công thức:

Q = dV/ dt Với V là thể tích của chất lưu

Lưu lượng trung bình được tính theo công thức:

Qtb=V.(t2-t1) Với (t2 − t1) là khoảng thời gian đo

Trong quá trình sản xuất của các ngành công nghiệp hoá chất, chế biến, điện năng… lưu lượng tính bằng khối lượng cần biết nhưng cũng khó đo đạc hơn Trong một hệ thống khép kín, lưu lượng tính bằng khối lượng thì cố định trong khi đó lưu lượng tính bằng thể tích thay đổi theo nhiệt độ và áp suất

Môi trường đo khác nhau được đặc trưng bằng tính chất hoá lý và các yêu cầu công nghệ, do đó mà ta có nhiều phương pháp đo lưu lượng dựa trên những nguyên

lý khác nhau Để thích ứng với các nhu cầu khác nhau trong công nghiệp, người ta

đã phát triển rất nhiều phương pháp đo lưu lượng chất lỏng, hơi nước, chất khí…

1.2.1 Kỹ thuật đo lưu lượng hoạt động dựa trên nguyên tắc chênh áp 1.2.1.1 Ống Venturi

- Nguyên lý làm việc:

Một trong những nguyên tắc phổ biến để đo lưu lượng chất lỏng, khí và hơi

là nguyên tắc đo lưu lượng dựa trên sự thay đổi áp suất như hình 1.1, khi lưu chất

chuyển động qua vị trí có tiết diện hẹp sẽ làm cho vận tốc tăng lên và động thời làm cho áp suất tĩnh giảm xuống Từ độ chênh áp đó, chúng ta có thể tính lưu lượng qua ống

Trang 16

Áp dụng phương trình Bernoulli cho ống Venturi (bỏ qua tổn thất trên đường ống),

ta được phương trình sau :

1 1 2 2

Q = A = A (1.3) Kết hợp phương trình (1.2) và (1.3) ta được :

Trang 17

1 2

2 2 1

A

p p

A A

( )

1 2

2 2 1

= (A2: là diện tích thu hẹp và A1: là diện tích của đường vào)

Lưu lượng khối lượng:

( )

1 2

2 2 1

- Nguyên lý làm việc : nguyên lý làm việc của ống Orifice được thể hiện ở hình

1.2 (Tương tự như ống Venturi)

Trang 18

Hình 1.2 Sơ đồ nguyên lý ống Orifice

thuc

ly thuyet

V C V

=

Hệ số co hẹp của ống orifice (tra theo thực nghiệm): co hep

c orifice

A C A

Trang 19

- Nguyên lý làm việc : nguyên lý làm việc của ống Orifice được thể hiện ở hình

1.3 (Tương tự như ống Venturi)

A

= (A2: là diện tích thu hẹp và A1: là diện tích của đường vào)

Trang 20

Đề tài: “Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo bộ đo lưu lượng khí bằng cơng nghệ

Lưu lượng khối lượng:

( )

1 2

2 2 1

1.2.1.4 Ống Pitot

- Nguyên lý làm việc

Dịng khí đi qua ống Pitot sẽ được đo áp suất tĩnh và động ở những vị trí khác nhau như hình 1.4 Căn cứ vào sự sai lệch giữa áp suất tĩnh và áp suất động chúng ta sẽ tính ra được lưu lượng vào ống Pitot

Dòng chảy Điểm dừng

Ps Áp suất tĩnh Pt

Áp suất tuyệt đối

Trang 21

2v2

P

h Const

Vận tốc tại điểm dừng v 0= và z1=z2 Khi đó ta có :

Áp suất tuyệt đối = Áp suất động + Áp suất tĩnh

(Stagnation pressure = Dynamic pressure + Static pressure)

2 v 2 2 v

ρ : khối lượng riêng

1.2.2 Kỹ thuật đo lưu lượng hoạt động dựa trên nguyên tắc nhiệt

1.2.2.1 Thiết bị đo lưu lượng bằng dây nhiệt

- Nguyên lý làm việc

Người ta dùng một dòng điện cố định để cung cấp nhiệt lượng cho đầu đo nhiệt chủ động (Active RTD) còn đầu đo tham chiếu sẽ đo nhiệt độ của dòng môi chất làm giá trị tham chiếu Khi tốc độ dòng môi chất tăng lên thì đầu đo nhiệt chủ động

sẽ được làm mát và do đó dẫn đến ΔT sẽ giảm kéo theo ΔR và ΔU đầu ra sẽ giảm đi

Hình 1.5 Thiết bị đo lưu lượng bằng dây nhiệt

- Công thức tính toán

Trang 22

Đối với phương pháp đo bằng dây nhiệt, kết quả đo được chính xác sự thay đổi khối lượng riêng của dòng chảy theo thời gian

Năng lượng nhiệt do nguồn cung cấp cho dây nhiệt bằng với lượng nhiệt trao đổi giữa dây nhiệt và lưu chất Ta có:

I : dòng điện cung cấp cho dây nhiệt

Rw : điện trở của dây nhiệt

Tw ,T :lần lượt là nhiệt độ của dây nhiệt và lưu chất f

h : hệ số trao đổi nhiệt của dây nhiệt

Aw : diện tích bề mặt tiếp xúc của dây nhiệt

Điện trở dây nhiệt được tính toán như sau :

: điện trở tham chiếu ở nhiệt độ tham chiếu T Ref

Hệ số trao đổi nhiệt h được xác định theo định luật King :

w f

Trang 23

1 2

w w f

1V

từ đó tính ra được lưu lượng vào thiết bị

Hình 1.6 Thiết bị đo lưu lượng kiểu tua – bin [7]

1 – Mặt bích; 2 – Thân tua – bin; 3 – Cảm biến; 4 – Cánh rotor; 5 – Moay-ơ;

6 - Ổ bi; 7 – Trục rotor; 8 – Giá đỡ bộ hướng dòng; 9 – Bộ hướng dòng

Để đơn giản cho việc tính toán, ta giả sử cánh có dạng thẳng và mỏng

Nếu không có tổn thất về vận tốc, vận tốc góc ωi và vận tốc V của dòng lưu chất có liên hệ với nhau qua công thức lượng giác :

Trang 24

tan tan i i

ω = β ⇒ = (1.19) Trong đó:

r : là giá trị căn bậc hai của bán kính trong và bán kính ngoài của cánh tua-bin

2 22

Trang 25

Khi tua-bin quay tạo ra mo-men T thì đồng thời cũng có một mo-men cản tạo ra đồng thời Bỏ qua các đại lượng vô cùng bé, mo-men cản là tổng của lực nâng tác dụng lên cánh:

V C S

(1.23) Với Cd là hệ số cản và S là diện tích bề mặt cánh

Lúc này mo-men T được viết lại như sau:

( )

2 2 0.2

.

Hình 1.8 Sơ đồ nguyên lý đo kiểu Karman

Trang 26

Hệ số Strouhal (St) được định nghĩa để thể hiện mối quan hệ giữa số xoáy do dòng chảy tạo ra và vận tốc dòng:

f d St

V

f d V

V : vận tốc trung bình của dòng chảy

Hệ số St = 0.18 đối với ống có chỉ số Re = 300 ÷ 107 và thường được xác định

A d

=

× (1.29) Khi đó phương trình (1.28) trở thành: Q v f

K

=

Hình 1.9 Quan hệ giữa hệ số K và số Reynolds

Lưu lượng khối lượng qua thiết bị :

f Q

Trang 27

Đề tài: “Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo bộ đo lưu lượng khí bằng cơng nghệ

Khi dịng lưu chất chuyển động vào trong ống Coriolis chúng sẽ tạo thành

các dao động và làm xoắn ống Coriolis như hình 1.9 Căn cứ vào các dao động và

độ xoắn của ống Coriolis, ta sẽ tính tốn được lưu lượng của dịng lưu chất

Dòng vào

Dòng ra

Trục xoắn

Trục daođộng

- Mặt khác, mo-ment xoắn tạo ra trong ống Coriolis cịn được xác định theo

cơng thức vi phân sau:

2 2

Iu : lực quán tính của ống Coriolis dạng chữ U

Cu : hệ số tắt dần của ống

Ω

Trang 28

Ku : hệ số độ cứng

θ : góc xoắn

t : thời gian đo

Hình 1.11 Góc xoắn của ống Coriolis

- Trong quá trình đo, ống bị dao động nên vận tốc góc thực Ω là một hàm theo tần số dao động ω của ống:

2 0

Trang 29

u u u

K I

s

u m

K Q

Kd

ωω

1.2.4.3 Thiết bị đo lưu lượng kiểu điện từ

Hình 1.12 Sơ đồ nguyên lý thiết bị đo kiểu điện từ

Nguyên lý làm việc và công thức tính toán

Theo định luật Faraday, khi một dây dẫn có chiều dài l di chuyển vuông góc với

từ trường B với vận tốc v Lúc đó một điện áp cảm ứng sẽ được tạo ra giữa 2 đầu của dây dẫn là:

.

e B l v = (1.42) Khi áp dụng định luật Faraday vào thiết bị đo lưu lượng, lưu chất chuyển động qua ống lúc này đóng vai trò của dây dẫn chuyển động qua từ trường và chiều dài của dây dẫn đưa và tính toán lúc này chính bằng khoảng cách giữa 2 cảm biến đặt trên thiết bị đo và cũng chính là đường kính của đường ống D:

e = B D v (1.43)

Trang 30

Nếu giả sử từ trường tạo ra là từ trường đều và đường kính ống biết trước thì khi đó điện áp cảm ứng tạo ra tỷ lệ với vận tốc của lưu chất

Lưu lượng thể tích đi qua ống : Q Av =

π

= (1.44)

Trong phương trình (19) nếu các thông số B, Q, D đã biết trước thì khi đó lưu lượng thể tích Q cần đo sẽ tỷ lệ với điện áp tạo ra

1.2.4.4 Thiết bị đo lưu lượng kiểu phao ( Rotameter )

Hình 1.13 Sơ đồ nguyên lý thiết bị đo lưu lượng kiểu phao

Nguyên lý làm việc và công thức tính toán

Thiết bị đo lưu lượng kiểu phao được lắp sao thẳng đứng sao cho lưu chất đi vào ở mặt có tiết diện nhỏ và đi ra ở nơi có tiết diện lớn như hình nêu trên

Khi dòng lưu chất đi vào thiết bị làm phao di chuyển và cân bằng với ngoại lực tác dụng lên phao, trong trường hợp này là trọng lực

Trang 31

Khi vận tốc của lưu chất dưới âm thanh (Vmach < 0.3) Áp dụng phương trình Bernoulli cho lưu chất không nén được:

1

1 2

Trong đó: h là chiều cao của phao f

Theo phương trình liên tục, ta có lưu lượng vào mặt cắt a bằng với lưu lượng vào mặt cắt b:

f

a b

A A

W p A

Δ = + ma sát giữa phao và lưu chất ≈ Float

Float

W A

Trang 32

2 2

f f

Cuối cùng, ta sẽ xác định được lưu lượng khối lượng : Q m =ρQ v

1.2.5 So sánh các phương án đo lưu lượng dựa trên nguyên lý chênh áp

Bảng 1.3 So sánh các phương án đo lưu lượng bằng công nghệ chênh áp

Kết cấu đơn giản và giá

thành thấp

Khoảng đo : 40÷105 (m3/h)

Tầm hoạt động thấp

Cần có 1 đoạn ống để ổn định dòng vào (thông thường chiều dài đoạn ống này gấp 5÷20 đường kính ống

Ống Orifice dễ bị ăn mòn hơn so với ống Venturi nếu dùng cho lưu chất có

tốc và nhiệt độ cao

Tổn thất áp suất thuộc loại trung bình (lớn hơn so với ống venturi nhưng nhỏ hơn

so với ống orifice)

Tầm đo: 20 ÷2.5x106 (m3/h)

Giá thành cao hơn so với ống orifice nhưng thấp hơn ống Venturi

Khó khăn trong việc lắp rắp và chế tạo so với ống Venturi và ống Orifice

Ống Pitot

Hệ số cản thấp Kết cấu đơn giản và giá thành rẻ

Khoảng đo: 200 ÷ 6x105 (m3/h)

Tầm hoạt động thấp

Dễ bị bụi bẩn bám nếu lưu chất sử dụng có chứa chất bẩn

Thiết bị

kiểu

Độ chính xác cao Tổn thất áp thấp Tầm hoạt động rộng Khoảng đo: 2x10-4 ÷ 8000

Giá thành cao Chỉ dùng cho chất khí

Trang 33

Gia công và chế tạo phức tạp

Cần có bộ lọc nếu sử dụng cho lưu chất có chứa bụi bẩn

1.3.2 Tóm tắt sơ bộ nội dung thực hiện của luận văn

Tìm hiểu các phương pháp đo lưu lượng khác nhau, đưa ra những ưu và nhược điểm của các phương pháp Tiếp theo, chúng ta căn cứ theo yêu cầu đặt ra và sẽ chọn phương pháp đo lưu lượng phù hợp như: giá thành rẻ, dễ chế tạo, hệ số cản thấp …

Trang 34

Tìm hiểu về các yêu cầu kỹ thuật, các vấn đề về độ chính xác, độ nhạy và độ bền của bộ đo lưu lượng

Tìm hiểu về đặc điểm, tính chất của các dòng lưu chất trong động cơ đốt trong Tìm hiểu về phần mềm mô phỏng lưu chất FLUENT và phương pháp xây dựng

mô hình mô phỏng trên FLUENT

Bước tiếp theo, chúng ta sẽ tiến hành mô phỏng các phương án trong kỹ thuật đo dựa trên nguyên tắc chênh áp: ống Venturi, ống Orifice, ống Nozzle, ống phân kỳ - hội tụ Sau khi mô phỏng, chúng ta sẽ tiến hành so sánh các phương án về hệ số cản, độ chính xác, độ chênh áp, độ tuyến tính, độ nhạy Trên cơ sở so sánh đặc tính làm việc của các phương án sẽ chọn ra phương án phù hợp với yêu cầu kỹ thuật đặt

ra và một trong các yêu cầu là thiết kế bộ đo lưu lượng cho xe có dung tích máy nhỏ hơn hoặc bằng 2 (lít) và số vòng quay lớn nhất 7200 (vòng/phút)

Thiết kế nguyên lý một bộ đo lưu lượng dựa trên độ chênh áp phù hợp với các ứng dụng trên động cơ đốt trong

Thiết kế & chế tạo một bộ đo lưu lượng không khí dùng cho động cơ xăng 04 xilanh (động cơ xe Daewoo-Lanos) Thực hiện cân chuẩn bộ đo lưu lượng với bộ đo lưu lượng chuẩn Sensy-flowmeter của hãng ABB Kiểm tra và đánh giá hoạt động của bộ đo lưu lượng trên động cơ xe Daewoo-Lanos

Trang 35

2.1 Cấu trúc cơ bản của dụng cụ đo

Để chọn đúng phương tiện đo cho ứng dụng cụ thể hãy xây dựng hệ thống trang thiết bị đo cần có sự hiểu biết tốt về cấu trúc và các đặc tính của chúng cũng như những căn cứ về kỹ thuật và công nghệ để đáp ứng yêu cầu và mục đích sử dụng Ngày nay các phương tiện đo lường có ứng dụng kỹ thuật điện tử, kỹ thuật số

và vi xử lý đang chiếm ưu thế trong các phép đo và đang được ứng dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực, trong sự phát triển kinh tế và khoa học kỹ thuật công nghệ Công nghệ đo lường hiện nay gồm các thiết bị chính: Chuyển đổi sơ cấp, chuyển đổi chuẩn hoá, hệ thống thu thập dữ liệu đa năng (loại kênh dẫn hoặc không dây),

bộ vi xử lý với máy tính và phần mềm ứng dụng

Nghiên cứu và ứng dụng có hiệu quả phương tiện đo trong các phép đo có ý nghĩa quyết định trong công tác đo lường và là yếu tố cơ bản nhất để có được kết quả đo theo mong muốn

2.1.1 Độ tin cậy của thiết bị đo

Độ tin cậy của phương tiện đo lường giữ một vai trò quan trọng trong việc cấu thành phương tiện đo đó

Thông thường độ tin cậy của thiết bị đo được xác định bởi khả năng làm việc tin cậy của phương tiện trong điều kiện cho phép có phù hợp với thời gian qui định

và phụ thuộc tính chất nội tại của phương tiện đo:

-Trình độ kỹ thuật công nghệ của nhà sản xuất

-Độ tin cậy của các linh kiện, các phần tử trong phương tiện đo

-Các dụng cụ đo được chế tạo có kết cấu đơn giản hay phức tạp

-Điều kiện làm việc của phương tiện đo có phù các tiêu chuẩn hay điều kiện cho phép hay không của nhà chế tạo

-Trình độ hiểu biết và kỹ năng thực hành của người sử dụng

Do vậy để nâng cao độ tin cậy của phương tiện đo cần có những biện pháp tích cực trong thiết kế chế tạo, trong quản lý sử dụng và trong vận hành phải quan tâm

Trang 36

tới các yếu tố như điều kiện môi trường, đào tạo cán bộ và nhân viên lành nghề Duy trì đều đặn chế độ bảo dưỡng và hiệu chuẩn định kỳ

2.1.2 Các đặc tính cơ bản của phương tiện đo

2.1.2.1 Sai số của phương tiện đo

Các đại lượng cần đo đều có một giá trị thực của nó, giá trị thực không phụ thuộc vào phương pháp đo, phương tiện nhận biết chúng, đó là giá trị mà phép đo

cố gắng đạt được

Kết quả đo không những phụ thộc vào bản thân đại lượng đo mà còn phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố: Phương pháp đo, phương tiện đo, người đo, điều kiện môi trường thực hiện phép đo

Một trong những đặc trưng kỹ thuật cơ bản của các phương tiện đo là sai số của thiết bị phải đảm bảo duy trì trong thời gian xây dựng, sai số của phương tiện đo thể hiện dưới các dạng sau:

2.1.2.1.1 Sai số hệ thống

Là sai số cơ bản, là sai số mà giá trị của nó luôn không đổi hay thay đổi có quy luật sai số này về nguyên tắc có thể loại trừ được

2.1.2.1.2 Sai số ngẫu nhiên

Là sai số mà giá trị của nó thay đổi rất ngẫu nhiên do các biến động của môi trường bên ngoài (như nhiệt độ, áp suất, độ ẩm ) sai số này còn gọi là sai số phụ Tiêu chuẩn để đánh giá độ chính xác của dụng cụ đo là cấp chính xác Cấp chính xác của dụng cụ đo là giá trị sai số cực đại mà dụng cụ đo mắc phải Người ta quy định cấp chính xác của dụng cụ đo đúng bằng sai số tương đối quy đổi của dụng cụ đo đó

Trong đó: - là giá trị cực đại của thang đo

Δm - là sai số tuyệt đối cực đại

- là sai số ngẫu nhiên tính theo %

Trang 37

2.1.2.2 Độ nhạy của phương tiện đo

Độ nhạy cho biết khả năng làm việc của phương tiện đo đối với đại lượng cần

đo Phương tiện đo có độ nhạy càng cao càng tốt Đặc trưng cho độ nhạy của phương tiện đo là ngưỡng nhạy của phương tiện cho biết khả năng mà thiết bị có thể phân biệt được giá trị nhỏ nhất của đại lượng đo

X S Y

Δ

=

Δ (2-2)

Trong đó: S – là độ nhạy

– là sự thay đổi của đại lượng vào

– là sự thay đổi của đại lượng ra Ngưỡng nhạy được xác định:

Khi ΔY= 0 thì ΔX tiến tới một giá trị α (ΔX = α)

Nếu S không đổi thì quan hệ vào ra của dụng cụ đo là tuyến tính Lúc đó thang

đo sẽ được khắc độ đều

2.1.2.3 Hệ số cản của phương tiện đo

Trong các thiết bị đo hạn chế hệ số cản trên phương tiện là điều kiện hết sức cần thiết và có ý nghĩa thực tiễn: Tăng khả năng làm việc của thiết bị, kéo dài tuổi thọ, tăng độ chính xác của kết quả đo

Hiện nay trong công nghệ đo nhờ áp dụng tiến bộ kỹ thuật điện tử công nghệ chế tạo các phương tiện đo có tổn hao cực kỳ nhỏ

2.1.2.4 Độ tác động nhanh

Độ tác động nhanh của dụng cụ đo chính là thời gian để xác lập kết quả đo trên chỉ thị Đối với dụng cụ tương tự (analog) thời gian này khoảng 4 giây Đối với dụng cụ số (digital) có thể đo được hàng nghìn điểm đo trong một giây

Sử dụng máy tính có thể đo và ghi lại với tốc độ nhanh hơn nhiều Mở ra khả năng thực hiện các phép đo lường thống kê

2.1.2.5 Thời gian đo của thiết bị đo

Thời gian đo của thiết bị đo cho biết độ tác động nhanh của phương tiện đo, được xác định bằng thời gian để xác lập kết quả trên cơ cấu chỉ thị Thời gian đo

Trang 38

( ) được tính từ lúc đặt tín hiệu cần đo ( ) vào phương tiện đo đến khi ổn định đưa kết quả trên cơ cấu chỉ thị ( ) Trong phép đo người ta quan tâm tới tốc độ, được xác định:

Tốc độ đo nhanh cũng rất cần trong các phương tiện đo phân kênh hay nối tiếp Nay do ứng dụng kỹ thuật điện tử, vi xử lý và máy tính có thể đáp ứng được tốc độ

đo nhanh đến micrô giây và nhanh hơn

2.1.3 Cấu trúc cơ bản của phương tiện và hệ thống đo lường

2.1.3.1 Mô tả cấu trúc

Về cơ bản cấu trúc của phương tiện đo lường có thể mô tả theo hình 2.1 vàhình 2.2

Hình 2.1 Mô tả cấu trúc phương tiện đo

Đại lượng cần đo được đưa trực tiếp tới đầu vào chuyển đổi sơ cấp (CĐSC) của thiết bị đo, ở đầu ra của chuyển đổi có thể là dòng điện hay điện áp tới mạch đo (MĐ) để xử lý, gia công được chuyển tới cơ cấu chỉ thị kết quả (CT)

Để đo được nhiều thông số trong cùng một thời gian và thực hiện đồng thời nhiều thao tác như đo với tốc độ nhanh, có thể lưu giữ, quan sát người ta thường

sử dụng hệ thống đo lường có cấu trúc nhiều đầu vào (hình 2.4) Các đại lượng cần

đo qua các cảm biến (S) được biến đổi thành đại lượng điện tương ứng và được gửi tới đầu vào của bộ thu thập giữ liệu 2 Tại đây tín hiệu được xử lý, gia công hoặc

có thể lưu giữ, đầu ra của 2 tín hiệu đưa tới bộ biến đổi A/D 3 và tới máy tính 4 để quan sát, lưu giữ và gia công kết quả

Trang 39

Hình 2.2 Mô tả cấu trúc hệ thống đo lường 1.Các sensor(S); 2 Bộ thu thập dữ liệu(TTDL)

3 Bộ biến đổi tương tự-số; 4 Máy tính (PC)

Điều khiển quá trình có thể trực tiếp hoặc bằng bàn phím thông qua giao diện (interface)

2.1.3.2 Chuyển đổi sơ cấp (CĐSC)

Chuyển đổi sơ cấp có nhiệm vụ chuyển đổi các đại lượng vật lý cần đo là điện hoặc không điện ở đầu vào thành các đại lượng điện tương thích (dòng hoặc áp) ở đầu ra, phương trình mô tả chuyển đổi có dạng:

Y=f(x) Trong đó: x – là đại lượng không điện cần đo

Y – là đại lượng điện sau chuyển đổi

Phương trình mô tả trên có thể là tuyến tính hay phi tuyến tuy nhiên trong kỹ thuật đo lường người ta cố gắng tạo ra các chuyển đổi có quan hệ tuyến tính với mục đích nâng cao độ chính xác của phép đo

Thực tế tiến hiệu Y ở đầu ra của chuyển đổi không những chỉ phụ thuộc vào đại lượng x mà còn phụ thuộc vào điều kiện bên ngoài z, khi đó phương trình mô tả có dạng:

Y=f(x,z) Các chuyển đổi sơ cấp được đặt trong một lớp vỏ bọc bảo vệ có hình dáng rất khác nhau phù hợp với chỗ đặt để đo các đại lượng vật lý x cần đo được gọi là Sensor (hay đầu đo, cảm biến) Các Sensor được chế tạo riêng rẽ đơn chiếc hoặc được chế tạo hợp bộ với các thiết bị đo hay hệ thống đo lường

Trang 40

Khi chế tạo các chuyển đổi người ta thường quan tâm các đặc tíh cơ bản sau:

- Khả năng thay thế và lắp lẫn của các chuyển đổi

- Chuyển đổi phải có đặc tính đơn trị

- Đường cong của chuyển đổi phải ổn định không thay đổi theo thời gian

- Tín hiệu ra chuyển đổi thường đặt thống nhất (chuẩn) hoá đảm bảo thuận tiện cho việc ghép nối vào các máy đo điện tử, hệ thống đo hay máy tính

- Sai số của các chuyển đổi đảm bảo nhỏ nhất để nâng cao độ chính xác của các chuyển đổi sơ cấp, đồng thời nâng cao độ chính xác của các phép đo hay dụng cụ

2.2 Phương pháp đo

Phương pháp đo là trình tự Lôgic các thao tác được mô tả một cách tổng quát

để thực phép đo, phương pháp đo là sự thể hiện của nguyên lý đo và phương tiện

đo Khoa học công nghệ càng phát triển sẽ có nhiều phương pháp được áp dụng và

có khả năng loại trừ bớt các sai số đảm bao kết quả đo có độ chính xác cao

Phương pháp đo so sánh với vật chuẩn được sử dụng nhiều trong các phép đo hiện nay, phương pháp có ưu điểm:

- Cho kết quả có độ chính xác cao

- Có khả năng loại trừ sai số hệ thống

- Có ý nghĩa cao trong thực tiễn bởi vì chế tạo một vật chuẩn có độ chính xác cao sẽ dễ dàng hơn chế tạo một phương tiện đo có cùng cấp chính xác

Trong kiểm định, thường sử dụng phương pháp so sánh vi sai và phương pháp chỉ zêzô

Định dạng
Số trang	130
Dung lượng	10,06 MB