Giáo Trình Kỹ Thuật Cảm Biến

Khái niệm

Đường cong chuẩn cảm biến là đường cong biểu diễn sự phụ thuộc của đại lượng9

điện (s) ở đầu ra của cảm biến vào giá trị của đại lượng đo (m) ở đầu vào.

Đường cong chuẩn có thể biểu diễn bằng biểu thức đại số dưới dạng: 𝑠 = 𝐹(𝑚).

Hình 1.1. Đường cong chuẩn cảm biến

a) Dạng đường cong chuẩn b) Đường cong chuẩn của cảm biến tuyến tính

Dựa vào đường cong chuẩn của cảm biến, ta có thể xác định giá trị mi chưa biết

của m thông qua giá trị đo được si của s.

Để dễ sử dụng, người ta thường chế tạo cảm biến có sự phụ thuộc tuyến tính giữa

đại lượng đầu ra và đại lượng đầu vào, phương trình s= F(m) có dạng s = am +b với a,

b là các hệ số, khi đó đường cong chuẩn là đường thẳng (hình 1.1b).

1.2.2.2. Phương pháp chuẩn cảm biến

Chuẩn cảm biến là phép đo nhằm mục đích xác lập mối quan hệ giữa giá trị s đo

được của đại lượng điện ở đầu ra và giá trị m của đại lượng đo có tính đến các yếu tố

ảnh hưởng, trên cơ sở đó xây dựng đường cong chuẩn dưới dạng tường minh (đồ thị

hoặc biểu thức đại số). Khi chuẩn cảm biến, với một loạt giá trị đã biết chính xác mi của

m, đo giá trị tương ứng si của s và dựng đường cong chuẩn.

Hình 1.2. Phương pháp chuẩn cảm biến

a. Chuẩn đơn giản

Trong trường hợp đại lượng đo chỉ có một đại lượng vật lý duy nhất tác động lên

một đại lượng đo xác định và cảm biến sử dụng không nhạy với tác động của các đại

lượng ảnh hưởng, người ta dùng phương pháp chuẩn đơn giản. Thực chất của chuẩn đơn

giản là đo các giá trị của đại lượng đầu ra ứng với các giá xác định không đổi của đại

lượng đo ở đầu vào. Việc chuẩn được tiến hành theo hai cách:

- Chuẩn trực tiếp: các giá trị khác nhau của đại lượng đo lấy từ các mẫu chuẩn10

hoặc các phần tử so sánh có giá trị biết trước với độ chính xác cao.

- Chuẩn gián tiếp: kết hợp cảm biến cần chuẩn với một cảm biến so sánh đã có

sẵn đường cong chuẩn, cả hai được đặt trong cùng điều kiện làm việc. Khi tác động lên

hai cảm biến với cùng một giá trị của đại lượng đo ta nhận được giá trị tương ứng của

cảm biến so sánh và cảm biến cần chuẩn. Lặp lại tương tự với các giá trị khác của đại

lượng đo cho phép ta xây dựng được đường cong chuẩn của cảm biến cần chuẩn.

b. Chuẩn nhiều lần

Khi cảm biến có phần tử bị trễ (trễ cơ hoặc trễ từ), giá trị đo được ở đầu ra phụ

thuộc không những vào giá trị tức thời của đại lượng cần đo ở đầu vào mà còn phụ thuộc

vào giá trị trước đó của của đại lượng này. Trong trường hợp như vậy, người ta áp dụng

phương pháp chuẩn nhiều lần và tiến hành như sau:

- Đặt lại điểm 0 của cảm biến: đại lượng cần đo và đại lượng đầu ra có giá trị

tương ứng với điểm gốc, m=0 và s=0.

- Đo giá trị đầu ra theo một loạt giá trị tăng dần đến giá trị cực đại của đại lượng

đo ở đầu vào.

- Lặp lại quá trình đo với các giá trị giảm dần từ giá trị cực đại.

Khi chuẩn nhiều lần cho phép xác định đường cong chuẩn theo cả hai hướng đo

tăng dần và đo giảm dần.