Báo cáo thí nghiệm đo lường cảm biến bơm nước tự động

Báo Cáo Thí Nghiệm Đo Lường Cảm Biến. Đề Tài: Bơm Nước Tự Động. Nhóm I – Công Nghệ Tự Động K2 I.Lời Nói Đầu. 3 II.Giới Thiệu Và Phân Loại Cảm Biến. 3 III.Mục Đính Yêu Cầu Của Thí Nghiệm. 5 IV.Các Thiết Bị Dùng Trong Thí ngiệm. 5 V.Sơ Đồ Đấu Nối Và Nguyên Tắc Hoạt Động. 7 VI.Danh Sách Nhóm. 8 I.Lời Nói Đầu. Được sự giúp đỡ và hướng dẫn tận tình của thầy Phạm Hữu Chiến trong Tổ bộ môn Tự Động Hóa báo cáo thí nghiệm của nhóm chúng em đã được hoàn thành. Trong quá trình học tập tìm hiểu và thiết kế đề tài của nhóm không tránh khỏi những thiếu sót,chúng em rất mong nhận được sự chỉ bảo và giúp đỡ tận tình của thầy cùng toàn thể các thầy cô trong bộ môn. Chúng em xin chân thành cảm ơn!. II.Giới Thiệu Và Phân Loại Cảm Biến. 1.Giới Thiệu. Như chúng ta đã biết trong các hệ thống thông tin đo lường và điều khiển, các bộ phận làm nhiệm vụ cảm nhận thông tin đo từ đối tượng, biến đại lượng cần đo thành đại lượng điện. Đây là khâu vấp phải sai số lớn nhất trong hệ thống đo hay dụng cụ đo, bởi vì sai số của các loại CB phụ thuộc chủ yếu vào nguyên lý cấu tạo của CB (dựa trên các hiệu ứng vật lý) ta gọi là sai số phương pháp, ngoài ra các yếu tố khách quan như nhiệt độ, độ ẩm của môi trường, chế độ làm việc của CB cũng ảnh hưởng đáng kể đến độ chính xác của dụng cụ đo và hệ thống đo. Vì vậy, để nâng cao độ chính xác của phép đo trước tiên phải nâng cao các tính năng kỹ thuật của CB. Điều này chỉ có thể thực hiện được nếu ta biết áp dụng các thành tựu của công nghệ điện tử và tin học.  Định nghĩa: Cảm biến trong tiếng Anh gọi là “sensor”, xuất phát từ chữ “sense” theo nghĩa la tinh là cảm nhận. Cảm biến được định nghĩa theo nghĩa rộng là thiết bị cảm nhận và đáp ứng với các tín hiệu và kích thích. Trong hệ thống đo lường – điều khiển, mọi quá trình đều được đặc trưng bởi các biến trạng thái: nhiệt độ, áp suất, tốc độ, moment… Các biến trạng thái này thường là các đại lượng không điện. Tuy nhiên, trong các quá trình đo lường – điều khiển, thông tin được truyền tải và xử lý dưới dạng điện. Do đó, cảm biến được định nghĩa như những thiết bị dùng để biến đổi các đại lượng vật lý và các đại lượng không điện cần đo thành các đại lượng điện có thể đo được (như dòng điện, điện thế, điện dung, trở kháng v.v…). Trong mô hình mạch điện, ta có thể coi cảm biến như một mạch hai cửa. Trong đó cửa vào là biến trạng thái cần đo x và cửa ra là đáp ứng y của bộ cảm biến với kích thích đầu vào x.
Phương trình quan hệ: y = f(x) thường rất phức tạp. Sơ đồ điều khiển tự động quá trình:
- Bộ cảm biến đóng vai trò cảm nhận, đo đạc và đánh giá các thông số hệ thống. - Bộ xử lý làm nhiệm vụ xử lý thông tin và đưa ra tín hiệu điều khiển quá trình. 2.Phân loại cảm biến. a. Phân loại theo nguyên lý chuyển đổi giữa đáp ứng và kích thích - Vật lý: nhiệt điện, quang điện, điện từ, từ điện,… - Hóa học: hóa điện, phổ,… - Sinh học: sinh điện, … b. Phân loại theo dạng kích thích: âm thanh, điện, từ, quang, cơ, nhiệt,… c. Phân loại theo tính năng: độ nhạy, độ chính xác, độ phân giải, độ tuyến tính… d. Phân loại theo phạm vi sử dụng: công nghiệp, nghiên cứu khoa học, môi trường, thông tin, nông nghiệp… e. Phân loại theo thông số của mô hình thay thế: - Cảm biến tích cực (có nguồn) ngõ ra là nguồn áp hoặc nguồn dòng. - Cảm biến thụ động (không có nguồn): R, L, C, tuyến tính, phi tuyến. III.Mục Đính Yêu Cầu Của Thí Nghiệm. Cung cấp cho sinh viên các khái niệm cơ bản về kỹ thuật đo lường cảm biến, giúp sinh viên có khả năng tự làm những mạch đo lường cảm biến cơ bản ứng dụng. Kỹ năng này sẽ hỗ trợ cho sinh viên trong việc thực hiện đồ án môn học, đồ án tốt nghiệp... Đồng thời giải quyết phương pháp đánh giá và xác định các đại lượng vật lý quan trọng trong quá trình công nghiệp – Các đại lượng được chú trọng bao gồm nhiệt độ, vận tốc, dịch chuyển, áp suất, lưu lượng, trọng lượng và nồng độ các chất khí. Sau khi hoàn tất thí nghiệm, sinh viên sẽ hiểu được các nguyên lý hoạt động, các hàm truyền đạt và ứng dụng của các bộ cảm biến : cảm biến quang, cảm biến nhiệt, cảm biến từ, cảm biến biến dạng,.. để ứng dụng trong công nghiệp và sản xuất. IV.Các Thiết Bị Dùng Trong Thí ngiệm. - Một máy biến áp 3A.
- Hai cảm biến tiệm cận (sắt từ )loại pnp:
+lJ12A3-4-ZIBY +PR18-8DP - Hai cuộn dây role trung gian (MY4N - thông số 5A240VAC-5A28VDC).
- Một bơm nước (loại nhỏ RS-801). - Một mạch chỉnh lưu cầu (chỉnh lưu cầu).
- Một công tắc (on/off).
- Mỏ hàn.
- Hai bình thủy tinh chứa nước. - Van nước và ống nối. - Phao sắt từ (nổi được). V.Sơ Đồ Đấu Nối Và Nguyên Tắc Hoạt Động. 1.Sơ đồ đấu nối:
2.Nguyên tắc hoạt động: - Đầu tiên ta cấp nguồn cho máy biến áp 3A để được nguồn cấp cho mạch điện là 24V. Dòng được chạy qua mạch chỉnh lưu cầu trước khi được đấu nối với các thiết bị điện. + Theo sơ đồ ta nhấn nút (on/off) mạch được cấp nguồn. Giả sử nước trong bình đang ở mức dưới, lúc này cảm biến tiệm cận mức dưới bắt được tín hiệu từ phao sinh ra dòng điện làm tiếp điểm thường mở K1 (của cuộn dây K 1) đóng lại nhằm duy trì dòng điện cho cuộn dây K1. Tiếp điểm thường đóng K2 vẫn được duy trì. Bơm bắt đầu hoạt động bơm nước lên bể. + Khi nước được bơm lên bể,mực nước sẽ dâng lên làm phao dâng theo cho tới khi đạt mức trên của bể. Lúc này cảm biến mức trên bắt được tín hiệu của phao sinh ra dòng điện làm tiếp điểm thường đóng K2 (của cuộn dây K2) mở ra làm ngắt mạch cuộn dây K1. Bơm ngừng hoạt động. Sau một thời gian sử dụng, nước trong bể hạ xuống tới mức dưới cử bể làm phao hạ xuống tác động vào cảm biến mức dưới. Bơm lại hoạt động bơm nước vào bể. Cứ như thế theo chu kỳ bơm nước tự động hoạt động bơm nước vào bể một cách bình thường. VI.Danh Sách Nhóm. STT  Họ Và Tên:  Ghi Chú:  Điểm:   1.  Đỗ Trung Hiếu  Nhóm Trưởng    2.  Ngô Văn Đại  Nhóm Phó    3.  Nguyễn Văn Điển  Nhóm phó    4.  Đinh Văn Chung     5.  Tô Xuân Ba     6.  Hoàng Minh Chính     7.  Đinh Đức Công     8.  Nguyễn Xuân Duy     9.  Nguyễn Mạnh Dũng     10.  Nhuyễn Quang Bách     11.  Nguyễn Văn Chiến     12.  Bùi Văn Được     13.  Bùi Văn Miên     14.  Ngô Tiến Tùng     15.  Nguyễn Văn Nhuận