Ngày nay, cảm biến là thiết bị được sử dụng rất phổ biến trong tất cả các thiết bị, từ đồ dùng trong gia đình cho đến các thiết bị tiên tiến và trong đó có cả ngành công nghiệp ô tô.
109 trang |
Chia sẻ: nhungnt | Lượt xem: 2831 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Cảm biến ô tô, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Đồ án tốt nghiệp cảm biến ô tô
GVHD: ThS V THNG LONG ÁN TT NGHIP
SVTH: HUNH HU LONG 1 12/8/2007
CHNG 1
PHÂN TÍCH C S LÝ THUYT
1.1 Gii thiu chung
Ngày nay, c m bi
n là thi
t b
c s dng rt ph bi
n trong tt c các thi
t b, t
dùng trong gia ình cho
n các thi
t b tiên ti
n và trong ó có c ngành công
nghip ô tô. Vì vy nghiên cu v c m bi
n ng dng nó cách hiu qu là vn
ang
c quan tâm c bit.
1.1.1 Công dng cm bi n
C m bi
n là thi
t b chu tác ng ca i l
ng cn o không có tính cht in
u vào ký hiu là m và cho u ra mt i l
ng mang b n cht in có th o
c ký hiu là s. i l
ng in s là hàm ca i l
ng cn o m: s = F(m)
1.1.2 Phân lo
i
C m bi
n
c phân loi theo nhiu cách:
1. Theo nguyên lý chuyn i
Nguyên lý chuyn i vt lý;
Nguyên lý chuyn i hóa h c;
Nguyên lý chuyn i sinh h c.
2. Theo thông s! ca mô hình mch thay th
C m bi
n tích c"c: u ra là ngun áp hoc ngun dòng;
C m bi
n th ng: c tr
ng bi các thông s! R,C,L…tuy
n tính hay
phi tuy
n tính.
3. Theo tín hiu kích thích
C m bi
n quang in;
C m bi
n nhit in;
C m bi
n v trí, kho ng cách;
C m bi
n vn t!c, gia t!c;
C m bi
n o l
#ng, th tích cht l
u;
C m bi
n in hóa;
C m bi
n t;
C m bi
n l"c.
GVHD: ThS V THNG LONG ÁN TT NGHIP
SVTH: HUNH HU LONG 2 12/8/2007
1.1.3 Yêu cu
Phân tích c$ s lý thuy
t và mô ph%ng hot ng mt s! c m bi
n s dng trong
ngành c$ khí ô tô.
1.2 Mc tiêu
tài
Phân tích c$ s lý thuy
t và nguyên lý hot ng ca các c m bi
n.
&ng dng ca các c m bi
n trong ngành c$ khí.
Mô ph%ng hot ng, kim tra các c m bi
n ã ch n.
K
t lun – xut.
1.3 Gii h
n
tài
Vì th#i gian th"c hin án không cho phép nên án ch' gi(i hn trong các
c m bi
n sau:
C m bi
n vn t!c, l
u l
ng, áp sut và mc cht l
u.
C m bi
n o chân không, )m và in hoá.
C m bi
n o bc x ht nhân và thành phn khí.
1.4 C s lý thuy t các lo
i cm bi n nghiên cu trong
tài
1.4.1 Cm bi n o vn tc, lu lng và mc cht lu
Cht l
u là các môi tr
#ng vt cht dng l%ng hoc khí tn ti d
(i nh*ng iu
kin nhit , áp sut và th tích
c xác nh bi các nh lut nhit ng h c.
D
(i tác dng ca l"c bên ngoài, thí d s" chênh lch áp sut, cht l
u có th
chuyn ng. Nghiên cu chuyn ng này là !i t
ng ca c$ h c cht l
u.
L+nh v"c ng dng ca cht l
u bao gm: hàng không, khí t
ng h c, sinh lý h c.
áp ng các l+nh v"c ng dng a dng này, các c m bi
n o vn t!c, l
u l
ng và
mc cht l
u ca cht l
u c,ng rt a dng c v cu to và ph
$ng pháp o.
1.4.1.1 c trng ca dòng chy
Chuyn ng ca cht l
u
c t tr
ng bi dòng ch y. Trên th"c t
mu!n mô t vt
lý mt dòng ch y ca mt cht l
u cn ph i o vn t!c, kh!i l
ng riêng, áp sut và
nhit các im khác nhau ca cht l
u ó. Nh*ng c tính khác ca cht l
u nh
nh(t, khuy
ch tán nhit, nhit l
ng riêng…
c coi là không i.
Dòng ch y có th là mt pha hoc nhiu pha. Các dòng ch y nhiu pha th
#ng có
b n cht rt khác nhau: có th là t hp ca các pha h$i, khí, l%ng, thí d nh
s"
hình thành các lung khí do gió gây nên hoc tr
#ng hp các lung khói b!c lên t
nh*ng ám cháy.
GVHD: ThS V THNG LONG ÁN TT NGHIP
SVTH: HUNH HU LONG 3 12/8/2007
Tính cht vt lý ca dòng ch y ti mt im có th thay i hoc không thay i
theo th#i gian. Khi tính cht vt lý ca dòng ch y ti mt im không thay i thì
ó là dòng ch y theo l(p, ng
c li, n
u chúng thay i thì ó là dòng ch y r!i.
thun li cho vic mô t và c bit là cho vic so sánh gi*a các dòng ch y khác
nhau, trong c$ h c cht l
u th
òng s dng các i l
ng không th nguyên, iu
này cho phép gi m s! thông s! ca dòng ch y.
Trng hp dòng chy không nén và ng nhit:
Tr
#ng hp này (kh!i l
ng riêng và nhit không i) thì ch' cn mt thông s!
không th nguyên c,ng xác nh dòng ch y, ó là thông s! Reynolds Re:
Re = UD/- (1.1)
V(i :
U – vn t!c c tr
ng ca dòng ch y, trong tr
#ng hp !ng thì vn t!c
trung bình ca dòng ch y U = Q/S;
D – kích th
(c c tr
ng (trong tr
#ng hp !ng, D là
#ng kính);
Q – l
u l
ng th tích;
S – ti
t din !ng;
-- nh(t ng h c.
!i v(i nh*ng iu kin gi(i hn hoàn toàn gi!ng nhau v hình h c, hai dòng ch y
không nén và .ng nhit
c coi là gi!ng nhau n
u chúng có thông s! Reynolds
b/ng nhau. Thí d: xét hai dòng ch y trong hai !ng có nhám b mt phía trong
thành !ng nh
nhau và
#ng kính t
$ng ng b/ng D1 và D2. Vn t!c dòng ch y (l
u
l
ng) là U1, U2 và nh(t là -1,-2. tho mãn iu kin Re1 = Re2 thì:
2
22
1
11
νν
DUDU
=
(1.2)
Nh
vy, n
u bi
t vn t!c u1 im cách thành !ng ca !ng th nht mt kho ng x1 thì
có th xác nh vn t!c u2 thành !ng ca !ng th hai mt kho ng x2 = x1(D2/D1) t
biu thc:
2
2
1
1
U
u
U
u
=
(1.3)
C,ng nh
vy, có th coi u1/U1 là hàm ca s! Reynolds:
( )Re
1
1 f
U
u
=
(1.4)
GVHD: ThS V THNG LONG ÁN TT NGHIP
SVTH: HUNH HU LONG 4 12/8/2007
Ngh+a là mt cách tng quát, m0i i l
ng không th nguyên liên quan
n dòng
ch y u có th biu di1n d
(i dng hàm s! ph thuc vào s! Reynolds ca dòng
ch y ó.
Dòng ch y mt pha có th là dòng ch y theo l(p hoc dòng r!i, iu này ph thuc
vào s! Reynolds. Trong mt
#ng !ng d2n có ti
t din tròn, dòng ch y tr thành
dòng r!i n
u có s! Reynolds l(n h$n 220.
Trong tr
#ng hp phc tp h$n khi nhit và kh!i l
ng riêng thay i, s! thông
s! cn thi
t mô t mt i l
ng A b sung s3 t4ng lên. Thí d, v(i cht khí có
vn t!c l(n:
A = f(Re,Ma) (1.5)
Trong ó Ma = U1/c, c = 5rT là vn t!c âm v(i 5 = Cp/Cv (t6 s! gi*a nhit dung
riêng áp sut không i và th tích c! nh, trong không khí 5 =1,4). r là h/ng s!
ca cht khí lý t
ng và T là nhit tuyt !i.
Trên th"c t
, các c m bi
n d"a trên mt nguyên t7c hot ng nh
ng v k8 thut thì
không gi!ng nhau khi dùng cho dòng ch y là cht khí hoc cht l%ng. Trong
b ng 1.1 gi(i thiu mt s! im khác nhau ca hai môi tr
#ng này.
Bng 1.1
Kh!i l
ng riêng 9 nh(t : T!c ch y
Cht l%ng Không i t 800
n 1000
kg/m3
PI
4101÷≈ smU /2000 ≤≤
Cht khí Ph thuc vào T và P, !i v(i
không khí nhit phòng
3/1 mkg≈ρ
PI
510≈
PI: posieuille
smU /2000 ≤≤
1.4.1.2 Cm bi n và phng pháp o vn tc ca cht lu
Vn t!c ca các cht l
u th
#ng
c o gián ti
p thông qua nh h
ng ca nó
n
các c tr
ng vt lý ca vt trung gian hoc
n hin t
ng vt lý trong ó vn t!c
là mt thông s! và vt trung gian là n$i x y ra hin t
ng. Vt trung gian có th
chính là cht l
u hoc mt phn t cu thành ca c m bi
n.
Khi vt trung gian là b n thân cht l
u, vn t!c ca nó xác nh áp sut ng 9U2/2,
hiu ng Doppler tác ng bi laze hoc siêu âm và th#i gian truyn qua ca mt
ng v phóng x. Trong tr
#ng hp này ph i s dng các c m bi
n thích hp v(i
i l
ng o là áp sut, ánh sáng, siêu âm, tia phóng x.
GVHD: ThS V THNG LONG ÁN TT NGHIP
SVTH: HUNH HU LONG 5 12/8/2007
Khi vt trung gian là mt phn t ca c m bi
n t trong cht l
u, vn t!c ca cht
l
u s3 xác nh mt trong các c tr
ng vt lý nh
nhit ca dây d2n t trong
cht l
u và nuôi b/ng dòng mt chiu, hoc t!c quay ca mt chong chóng hoc
bánh xe t trong cht l
u.
a) Phong k dây và phong k màng mng
Nguyên tc hot ng
Khi t trong dòng ch y mt dây d2n hoc mt màng m%ng có nhit cao h$n
nhit ca cht l
u thì s3 x y ra s" trao i nhit !i l
u. S" trao i nhit ph
thuc vào tính cht vt lý ca dòng ch y, vn t!c ca cht l
u và s" chênh lch
nhit gi*a phn t nóng và cht l
u.
Nhit cân b/ng T0 ca dây hoc màng (c m bi
n) xác nh b/ng cách o in tr
R ca chúng. in tr này ph thuc vào nhit l
ng Joule t%a ra và vn t!c ca
cht l
u.
Trên hình 1.1 biu di1n các dng dây d2n và các loi màng m%ng th
#ng s dng
o vn t!c dòng ch y. Các kim loi dùng cho mc ích này cn có h s! nhit in
tr R cao. Thí d: o vn t!c dòng ch y trong cht khí dùng dây platin và wonfram
có
#ng kính 0,6µm< D < 10mµ, trong cht l%ng dùng màng m%ng platin.
Công sut Pj t%a ra trên in tr nhit T s3 b/ng:
Pj = R(T).
2Ι (1.6)
Trong ó I là dòng mt chiu chy qua in tr R.
Hình 1.1 Các dng dây dn và màng mng dùng o vn tc dòng chy.
GVHD: ThS V THNG LONG ÁN TT NGHIP
SVTH: HUNH HU LONG 6 12/8/2007
N
u gi thi
t s" trao i nhit ch' x y ra do hin t
ng !i l
u ca cht l
u nhit
Ta thì công sut trao i
c biu di1n bi biu thc:
Pc = h.Sl.(T – Ta) (1.7)
Trong ó h là h s! trao i nhit và Sl là din tích mt xung quanh ca c m bi
n.
!i v(i dây d2n Sl = ;Dl, D là
#ng kính và l là chiu dài. !i v(i màng m%ng
Sl = 2;Dl, D là chiu rng và l là chiu dài.
Khi có cân b/ng nhit, Pj = Pc , ngh+a là:
( ) ( )aL TTShITR −= ...
2
(1.8)
Vn t!c U ca cht l
u liên quan
n h s! trao i nhit. Nhiu công thc th"c
nghim ã
c
a ra ph n ánh m!i liên h này, thí d công thc ca King:
Ubah += (1.9)
Trong ó a,b là các h/ng s! ph thuc vào cht l
u và c m bi
n. N
u s dng biu
thc ca King ta s3 có:
( ) ( )( )aTTUBAITR −+= .. 2 (1.10)
Trong ó A = a.Sl và B = b.Sl.
S o
1. Ch
dòng không i
Trong tr
#ng hp này dòng chy qua dây d2n
c gi* giá tr không i
I = const (b/ng cách dùng ngun dòng). Vì công sut nhit trao i ph thuc vào
vn t!c U nên n
u U thay i thì nhit c,ng thay i theo. Mc khác in tr R
ph thuc vào nhit , ngh+a là in áp u ra c,ng ph thuc vào nhit . S$
nguyên lý mch o dùng dòng không i
c biu di1n trên hình 1.2.
Hình 1.2 S
o trong ch
dòng không i.
GVHD: ThS V THNG LONG ÁN TT NGHIP
SVTH: HUNH HU LONG 7 12/8/2007
Do dây d2n có nhit dung nht nh nên s3 phát sinh mt h/ng s! th#i gian.
Trong mch này có ghép thêm mt phn t bù tr quán tính nhit c i thin
th#i gian áp ng.
2. Ch
nhit
không i
Trong tr
#ng hp này nhit
(và do ó in tr)
c gi*
không i. S$ o biu di1n
trên hình 1.3.
Trong s$ nhit không i,
c m bi
n óng vai trò là mt
nhánh ca cu Wheatstone. Dòng
in cn thi
t cân b/ng cu ph
thuc vào vn t!c ca cht l
u.
Dùng s$ trên ây có
u im
là quán tính nhit nh% h$n tr
#ng
hp dùng dòng không i.
b) Phong k ion
Có nhiu loi c m bi
n o t!c gió trên c$ s o dòng ion, chúng khác nhau ch
y
u v hình dng.
Trên hình 1.4 biu di1n s$ nguyên lý ca mt c m bi
n o t!c gió b/ng cách
o dòng ion.
A4 A2(I2)
A1(I1) A3
2A
0A
1I(
u
Hình 1.4 Phong k ion: a) nguyên lý cu to; b) mch o.
Hình 1.3 S
o trong ch
nhit
không
i.
U
I1
I2
GVHD: ThS V THNG LONG ÁN TT NGHIP
SVTH: HUNH HU LONG 8 12/8/2007
u o gm mt dây d2n có in th
cao, xung quanh nó là b!n in c"c góp. Dây
d2n
c t sao cho h
(ng ca nó vuông góc v(i h
(ng ca dòng ch y.
Trong không khí gn si dây cao áp luôn có các ion, thí d ion (H2O)nH
+. T!c
di chuyn ca các ion này gi*a các in c"c t6 l v(i l(n ca in tr
#ng. Khi
không khí ng yên, dòng in o các in c"c b/ng nhau. Khi không khí chuyn
ng v(i vn t!c U, h tr nên bt !i xng. Hiu s! dòng in (I1 – I2) ca mt cp
in c"c A1 và A2 liên quan
n hình chi
u ca U trên
#ng th.ng A1 A2, trong khi
ó tng (I1 + I2) hu nh
không i.
nhy S ca c m bi
n là hàm ca thông s! <:
U
S
∆
∆
=
σ
(1.11)
Trong ó < là thông s!
c vi
t d
(i dng:
21
21
II
II
+
−
=σ
(1.12)
Phong k
ion
c s dng o t!c gió có giá tr n/m trong kho ng t 0
n
10 m/s. Trong vùng giá tr này ca t!c , áp ng ca c m bi
n
c coi là tuy
n tính.
!i v(i dây
#ng kính 100 :m dài 2 cm
c bao quanh bi các in c"c góp
#ng kính 1,2cm và n/m cách dây mt kho ng b/ng 1 cm, t
c tuy
n
tính cao, cn t in áp kho ng 6000 V trên dây d2n. Dòng in trong in c"c góp
t t(i 1,5 :A, nhy c= 0,04 m/s.
c) Phong k dùng chén bán c u và cánh qut
Phong k dùng chén bán c u
Hình dng ca phong k
dùng chén bán cu biu di1n trên hình 1.5.
Phong k
bán cu có cu to gm t 3
n 4 chén bán cu
c g7n vào cánh tay
òn có th quay quanh mt trc.
Khi t máy o trong dòng ch y, các chén bán cu s3 quay quanh trc ca máy o bi
vì h s! sc c n ca mt tr
(c (mt lõm) và mt sau bán cu (mt li) khác nhau.
GVHD: ThS V THNG LONG ÁN TT NGHIP
SVTH: HUNH HU LONG 9 12/8/2007
tìm ph
$ng trình cân b/ng ta xét hai bán cu 1 và 3 t vuông góc v(i vn t!c U
ca dòng ch y và coi l"c tác dng lên hai bán cu 2 và 4 là nh
nhau. Các bán cu 1
và 3 có vn t!c th.ng v và - v , th#i im ang xét chung cùng h
(ng v(i vn t!c
U
ca dòng ch y. L"c c n !i v(i các bán cu:
( )21 2
1
νρ −= USCF X
(1.13)
( )23 2
1
νρ −′= USCF X
(1.14)
Trong ó 9 là kh!i l
ng riêng ca cht l
u, Cx và C
’
x là h s! l"c c n !i v(i hai
mt cu, S là din tích ca mt c n chính ca bán cu (din tích hình chi
u ca bán
cu trên mt ph.ng vuông góc v(i vn t!c U
).
T biu thc trên rút ra:
( ) ( )22 νν +′=− UCUC XX (1.15)
Do ó:
XX
XX
CC
CC
U
′−
′+
=ν
(1.16)
Minh h a b/ng s!: CX = 1,42; C
’
x = 0,38; U = 3,1-.
Hình 1.5 Phong k dùng chén bán cu:
a) loi 3 chén bán cu; b) s
b trí ca loi 4 chén bán cu.
GVHD: ThS V THNG LONG ÁN TT NGHIP
SVTH: HUNH HU LONG 10 12/8/2007
u o gió dùng cánh qut (chong chóng)
u o gió dùng cánh qut biu di1n trên hình 1.6. Trc ca u o
c t song
song v(i h
(ng ca t!c dòng ch y. N
u b% qua ma sát thì có th coi nh
cánh
qut (b/ng mt cách nào ó)
c g7n vào dòng ch y, khi ó:
U = h. N (1.17)
Trong ó U là vn t!c, N là s! vòng quay và h là h/ng s! ca u o. N
u tính
n
ma sát và ng
=ng khi ng thì biu thc ca t!c gió s3 là:
U = a + bN (1.18)
Các h/ng s! a và b c tr
ng cho cánh qut và cht l
u.
m
c s! vòng quay
ca cánh qut ng
#i ta dùng mt trong ba cách d
(i ây:
Dùng mt nam châm nh% g7n trên cánh qut, khi cánh qut quay nam
châm i qua cun dây và gây nên xung in.
m s! xung theo th#i gian
s3 tính
c t!c quay ca cánh qut.
Dùng c m bi
n quang in: khi cánh qut quay nó s3 che ánh sáng, to
nên xung in.
Dùng mch o thích hp o tng s! hoc in áp.
Tr
(c khi o ph i chu)n u o b/ng mt trong hai cách: t u o trong dòng
ch y có vn t!c ã bi
t tr
(c hoc di chuyn u o v(i t!c quy nh tr
(c trong
n
(c ng yên.
Phm vi o ca u o cánh qut khác nhau !i v(i các cht l
u. Trong không khí
d i o n/m trong kho ng t 0,1 ên 30 m/s, trong cht l%ng t 0,05
n 10 m/s.
Hình 1.6 o tc
gió bng u o chong chóng.
GVHD: ThS V THNG LONG ÁN TT NGHIP
SVTH: HUNH HU LONG 11 12/8/2007
1.4.1.3 o lu lng
o l
u l
ng có tm quan tr ng c bit trong các mng l
(i vn chuyn cht l
u
(!ng d2n khí, !ng d2n du) và trong m i thi
t b công nghip khi cn kh!ng ch
l
ng cht l
u tham gia vào các quá trình nh
lò ph n ng hoá h c, nhà máy s n
xut n4ng l
ng, ng c$ !t trong.
a) Lu lng k in t
Nguyên lý
Khi cho on dây M1M2 chiu dài l chuyn ng tnh ti
n trong tr
#ng c m ng t
B
v(i vn t!c U
trong kho ng th#i gian dt, có th vi
t biu thc cho các i l
ng
c$ b n sau ây:
Din tích c7t:
dSc = l.U sin.dt (1.19)
Hoc d
(i dng vect$:
dtUlSd c
∧= (1.20)
T thông b c7t :
dtSdBd cc ..
=θ (1.21)
Hình 1.7 S dch chuyn ca m
t on dây dn trong trng cm ng t.
GVHD: ThS V THNG LONG ÁN TT NGHIP
SVTH: HUNH HU LONG 12 12/8/2007
Hình 1.8 Lu lng k in t.
Sut in ng c m ng:
lUB
dt
d
e c
.∧=
−
=
θ
(1.22)
Khi U
vuông góc v(i l
và B
vuông góc v(i mt ph.ng to bi l
và U
ta có:
e = B. l. U (1.23)
Công thc này có th tng quát hóa cho tr
#ng hp cht l
u d2n in ch y trong
#ng !ng
#ng kính D có vn t!c U
vuông góc v(i B
: sut in ng c m ng
d c theo
#ng kính vuông góc v(i U
và B
có dng:
e = BDU (1.24)
Trên th"c t
vn t!c thay i tu> v trí ca im trên bán kính !ng, nh
ng nó phân
b! !i xng quanh trc ca !ng, cho nên U o
c là vn t!c trung bình ca dòng
ch y. Trong nh*ng iu kin nh
vy, tín hiu e t' l v(i l
u l
ng.
Cu to ca c
m bin
T tr
#ng 10-3÷ 10-2 T
c to ra b/ng cách dùng hai cun dây t hai phía ca
#ng !ng.
#ng !ng d2n làm b/ng vt liu không t tính, mt bên trong !ng
c ph cht cách in. Hai in c"c ly tín hiu t hai u
#ng kính vuông
góc v(i
#ng sc ca t tr
#ng. Các cun dây
c nuôi b/ng ngun xoay chiu
tn s! 30 Hz.
Tín hiu thu
c u ra có dng:
( )θϖ += tUDBe cos0 (1.25)
Trong ó B0 là tr c"c i ca c m ng t B0 = Bmax, ? là tn s! ca c m ng t.
Biên ca tín hiu t6 l v(i U và có tr c= mV.
in c"c
Khuy
ch
i vi sai
Cun dây
Cun dây
GVHD: ThS V THNG LONG ÁN TT NGHIP
SVTH: HUNH HU LONG 13 12/8/2007
Các c trng
Các cht l
u cn ph i có d2n in không nh% h$n c= @ :Scm-1. Lý do là bi vì in
tr trong ca c m bi
n ph i nh% h$n rt nhiu so v(i in tr vào ca thi
t b o.
Phm vi o ca l
u l
ng k
in t là hàm ca
#ng kính !ng d2n.
#ng kính
càng rng thì gi(i hn thp và cao càng dch chuyn v phía l
u l
ng l(n. Thí d:
D = 10 mm, l
u l
ng nh% nht Qmin = 0,28 m
3/h, l
u l
ng l(n nht
Qmax = 2,8 m
3/h.
D = 1 m, Qmin = 2800 m
3/h, Qmax = m
3/h, Qmax = 28000 m
3/h.
chính xác ca l
u l
ng k
t c= @1%.
&u im ca l
u l
ng k
in t là ch0 vic o c không ph thuc vào c
tính vt lý ca cht l
u (nh
mt , nh(t, d2n in v(i iu kin nó ph i l(n
h$n mt vài @ :Scm-1). Ngoài ra, thi
t b này có kh n4ng ch!ng 4n mòn b/ng cách
ch n l(p ph và kim loi in c"c thích hp (Ti, Pt).
b) Lu lng k c dùng chuyn i in
Lu lng k phao ni
L
u l
ng k
loi này có cu to gm mt phao nh% t trong !ng th.ng ng hình nón.
A trng thái cân b/ng phao chu tác dng ca ba l"c ch y
u là l"c )y Archimede,
l"c c n và tr ng l
ng. Trng thái cân b/ng này
c biu di1n bi ph
$ng trình:
gV
SU
CgV x 0
2
2
. ρ
ρ
ρ =+
(1.26)
Trong ó:
Hình 1.9 S
nguyên lý cu to ca lu lng k phao ni.
GVHD: ThS V THNG LONG ÁN TT NGHIP
SVTH: HUNH HU LONG 14 12/8/2007
V là th tích và 90 là kh!i l
#ng riêng ca phao.
U là vn t!c và 9 là kh!i l
ng riêng ca cht l
u.
Cx là h s! l"c c n và S là din tích ca hình chi
u ca phao trên mt
ph.ng vuông góc v(i vn t!c U
, S = BD2/4.
g là gia t!c tr ng tr
#ng.
Mc ích ca vic o và phát hin mc cht l
u là xác nh mc hoc kh!i l
ng
cht l
u trong các bình cha. Có hai dng o: o liên tc và xác nh theo ng
=ng.
Khi o liên tuc, biên hoc tn s! ca tín hiu o cho bi
t th tích cht l
u còn li
trong bình cha.
Khi xác inh theo ng
=ng, c m bi
n
a ra tín hiu dng nh phân cho bi
t thông
tin v tình trng hin ti mc ng
=ng có t hay không.
V trí ca phao
c xác nh sao cho vn t!c ca U
c biu di1n bi biu thc
(t iu kin cân b/ng ca các l"c tác dng lên phao) :
−= 1
2 0
ρ
ρ
SC
gV
U
x (1.27)
#ng kính D ca !ng d2n thay i tuy
n tính theo chiu cao z:
D = D0 + az (1.28)
Cho nên biu thc ca l