Giáo Trình Kỹ Thuật Đo Lường và Cảm Biến trong Ngành Công Nghiệp

Giáo trình kỹ thuật đo lường cảm biến trong nghề kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí, cung cấp kiến thức chuyên sâu và ứng dụng thực tiễn.

• Trường học: Cao đẳng Cộng đồng Ninh Bình
• Chuyên ngành: Kỹ thuật Đo lường và Cảm biến
• Đề tài: Giáo Trình Kỹ Thuật Đo Lường và Cảm Biến trong Ngành Công Nghiệp
• Loại tài liệu: giáo trình
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Ninh Bình

Mục lục chi tiết

• 1. CHƯƠNG 1: ĐO CƯỜNG VÀ ĐO LƯỜNG ĐIỆN
• 1.1. Khái niệm và đo lường điện
• 1.2. Các phương pháp đo
• 1.2.1. Phương pháp đo biến đổi thường
• 1.2.2. Phương pháp đo kiểu so sánh
• 1.3. Chức năng, đặc điểm của thiết bị đo
• 1.4. Chuẩn hóa trong đo lường
• 1.5. Sai số trong đo lường
• 1.6. Khái niệm và sai số
• 1.7. Phương pháp tính sai số
• 1.8. Các phương pháp hạn chế sai số
• 2. CHƯƠNG 2: CÁC LOẠI CẢM CỨU ĐO THÔNG DỤNG
• 3. CHƯƠNG 3: ĐO CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐIỆN CƠ BẢN
• 3.1. Đo dòng điện xoay chiều
• 3.2. Ampe mét chỉnh lưu
• 3.3. Đo công suất tác dụng mạch xoay chiều ba pha
• 3.4. Các phương pháp đo công suất phản kháng mạch xoay chiều ba pha
• 3.4.1. Phương pháp 2 ampe mét
• 3.4.2. Phương pháp 3 ampe mét
• 3.5. Đo điện năng mạch xoay chiều ba pha
• 3.6. Đo công suất và điện năng trong mạch cao áp
• 4. CHƯƠNG 4: SỬ DỤNG CÁC LOẠI MÁY ĐO THÔNG DỤNG
• 4.1. Sử dụng máy đo vận năng VOM
• 4.2. Sử dụng máy đo điện trở cách điện - Mêgômet
• 4.3. Sơ lược khái cương máy hiện sóng thông dụng
• 4.4. Thiết lập chạy hoạt động và cách điều khiển máy hiện sóng
• 4.5. Các phần điều khiển chính
• 4.6. Dạng dạng của máy hiện sóng trong kỹ thuật đo lường
• 4.7. Sử dụng máy biến áp đo lường
• 5. CHƯƠNG 5: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CẢM BIẾN
• 5.1. Khái niệm cơ bản và các bậc cảm biến
• 5.2. Phân loại cảm biến
• 5.2.1. Theo nguyên lý chuyển đổi giữa kích thích và áp đẳng
• 5.2.2. Phân loại theo dạng kích thích
• 5.2.3. Theo tính năng của bậc cảm biến
• 5.2.4. Phân loại theo phạm vi sử dụng
• 5.2.5. Phân loại theo thông số của mô hình mạch điện thay thế
• 5.3. Vai trò - dạng dạng của cảm biến
• 6. CHƯƠNG 6: CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ
• 6.1. Thang nhiệt độ, điểm chuẩn nhiệt độ
• 6.2. Cảm biến nhiệt điện trở
• 6.2.1. Nhiệt kế điện trở kim loại
• 6.2.2. Nhiệt kế điện trở silic
• 6.2.3. Nhiệt kế điện trở oxyt bán dẫn
• 6.3. Hiệu ứng nhiệt điện trở
• 6.4. Hóa học, nhiệt kế bậc xa
• 6.5. Hóa học bậc xơ toàn phần
• 7. CHƯƠNG 7: CẢM BIẾN QUANG
• 7.1. Nguồn phát quang sai chất và bán dẫn
• 7.2. Khái niệm cơ bản và ánh sáng
• 7.3. Quang trở, tấm bào quang điện
• 7.4. Sự lựa và áp đẳng cảm biến quang
• 8. CHƯƠNG 8: CẢM BIẾN VÀ TRÍ VÀ DẠCH CHUYỂN
• 8.1. Cảm biến tiệm cận điện dung
• 9. CHƯƠNG 9: ĐO LƯU LƯỢNG VÀ TÁC LƯU CHẤT VÀ MẶC
• 9.1. Đo lưu lượng bằng chênh lệch áp suất
• 9.2. Đo mặc bằng cảm biến điện dung
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về Giáo Trình Kỹ Thuật Đo Lường và Cảm Biến

Giáo trình Kỹ thuật Đo lường và Cảm biến trong ngành công nghiệp là tài liệu quan trọng, cung cấp kiến thức cơ bản và chuyên sâu về các phương pháp đo lường và ứng dụng của cảm biến. Nội dung giáo trình không chỉ giúp sinh viên nắm vững lý thuyết mà còn áp dụng vào thực tiễn sản xuất. Đặc biệt, giáo trình này còn đề cập đến các công nghệ cảm biến thông minh, giúp nâng cao hiệu quả trong quy trình sản xuất.

1.1. Khái niệm về Đo lường và Cảm biến trong Công nghiệp

Đo lường là quá trình xác định giá trị của một đại lượng vật lý. Cảm biến là thiết bị chuyển đổi thông tin từ môi trường vật lý thành tín hiệu điện. Sự kết hợp giữa đo lường và cảm biến đóng vai trò quan trọng trong việc tự động hóa quy trình sản xuất.

1.2. Vai trò của Giáo trình trong Đào tạo Kỹ thuật

Giáo trình cung cấp kiến thức nền tảng cho sinh viên ngành kỹ thuật, giúp họ hiểu rõ về các phương pháp đo lường và cảm biến. Điều này không chỉ hỗ trợ trong học tập mà còn trong công việc thực tế sau này.

II. Thách thức trong Đo lường và Cảm biến Công nghiệp

Trong ngành công nghiệp, việc đo lường chính xác và hiệu quả là một thách thức lớn. Các yếu tố như sai số trong đo lường, độ chính xác của cảm biến và điều kiện môi trường có thể ảnh hưởng đến kết quả. Việc hiểu rõ các thách thức này giúp kỹ sư tìm ra giải pháp phù hợp.

2.1. Sai số trong Đo lường và Cảm biến

Sai số có thể phát sinh từ nhiều nguồn khác nhau, bao gồm thiết bị đo, phương pháp đo và điều kiện môi trường. Việc phân tích và giảm thiểu sai số là rất quan trọng để đảm bảo độ chính xác trong các ứng dụng công nghiệp.

2.2. Ảnh hưởng của Môi trường đến Đo lường

Môi trường làm việc có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của cảm biến. Nhiệt độ, độ ẩm và các yếu tố khác có thể làm thay đổi tín hiệu đầu ra, do đó cần có các biện pháp bảo vệ và điều chỉnh phù hợp.

III. Phương pháp Đo lường và Cảm biến Hiện đại

Các phương pháp đo lường hiện đại đang ngày càng được áp dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp. Những công nghệ mới như cảm biến thông minh, đo lường không tiếp xúc và tự động hóa quy trình giúp nâng cao hiệu quả sản xuất.

3.1. Cảm biến Thông minh và Ứng dụng

Cảm biến thông minh có khả năng tự động điều chỉnh và tối ưu hóa quy trình đo lường. Chúng được sử dụng trong nhiều lĩnh vực như sản xuất, y tế và giao thông.

3.2. Phương pháp Đo lường Không tiếp xúc

Đo lường không tiếp xúc giúp giảm thiểu sai số do tiếp xúc vật lý. Các công nghệ như laser và hồng ngoại đang được sử dụng phổ biến trong các ứng dụng công nghiệp.

IV. Ứng dụng Thực tiễn của Đo lường và Cảm biến

Đo lường và cảm biến có ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghiệp. Từ sản xuất tự động đến kiểm soát chất lượng, các công nghệ này giúp nâng cao hiệu quả và giảm thiểu chi phí.

4.1. Ứng dụng trong Sản xuất Tự động

Trong sản xuất tự động, cảm biến được sử dụng để giám sát và điều khiển quy trình. Điều này giúp tăng năng suất và giảm thiểu lỗi trong sản xuất.

4.2. Kiểm soát Chất lượng Sản phẩm

Cảm biến đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát chất lượng sản phẩm. Chúng giúp phát hiện các lỗi và đảm bảo sản phẩm đạt tiêu chuẩn trước khi ra thị trường.

V. Kết luận và Tương lai của Đo lường và Cảm biến

Tương lai của đo lường và cảm biến trong ngành công nghiệp hứa hẹn sẽ có nhiều tiến bộ. Sự phát triển của công nghệ cảm biến thông minh và tự động hóa sẽ tiếp tục cải thiện hiệu quả sản xuất và chất lượng sản phẩm.

5.1. Xu hướng Phát triển Công nghệ Cảm biến

Công nghệ cảm biến đang phát triển nhanh chóng với nhiều cải tiến về độ chính xác và khả năng kết nối. Điều này mở ra nhiều cơ hội mới cho ngành công nghiệp.

5.2. Tác động của Cách mạng Công nghiệp 4.0

Cách mạng Công nghiệp 4.0 đang thay đổi cách thức sản xuất và quản lý. Đo lường và cảm biến sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc hiện thực hóa các giải pháp tự động hóa và thông minh.

Nội dung chính

TỔNG QUAN HỌC THUẬT: GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN KỸ THUẬT ĐO LƯỜNG – CẢM BIẾN

Tổng quan về giáo trình (250-300 từ)

Giáo trình Kỹ thuật đo lường – Cảm biến là tài liệu học tập chính thức do Trường Cao đẳng Cơ giới Ninh Bình biên soạn và ban hành kèm theo Quyết định của Hiệu trưởng vào năm 2021 tại Tam Điệp. Môn học giữ vị trí mô đun kỹ thuật cơ sở chuyên ngành trong chương trình đào tạo trình độ Cao đẳng và Trung cấp nghề Kỹ thuật Máy lạnh và Điều hòa không khí, đồng thời được sử dụng làm tài liệu học tập và tham khảo cho sinh viên các ngành Điện công nghiệp và Điện dân dụng.

Mục tiêu đào tạo của giáo trình tập trung trang bị cho người học hệ thống kiến thức toàn diện về phương pháp đo các đại lượng điện (điện áp, dòng điện, công suất, điện năng) và đại lượng không điện (nhiệt độ, độ ẩm, vận tốc, lưu lượng, mức lưu chất). Về chuẩn đầu ra, sinh viên nắm vững nguyên lý hoạt động, cấu tạo của các cơ cấu chỉ thị cơ điện, các bộ chuyển đổi cảm biến công nghiệp, kỹ thuật vận hành máy đo chuyên dụng và phương pháp gia công, xử lý sai số của phép đo trong thực hành kỹ thuật.

Cấu trúc tài liệu được thiết kế thành 2 phần chính với 9 chương chuyên đề, áp dụng cách tiếp cận từ cơ sở lý thuyết đo lường học đến ứng dụng thiết bị và cảm biến thực tế. Điểm đặc thù của giáo trình là sự gắn kết giữa kỹ thuật đo lường mạch điện công nghiệp (mạch 1 pha, 3 pha, mạch cao áp) với hệ thống cảm biến chuyên biệt phục vụ trực tiếp cho việc giám sát, điều khiển trong ngành kỹ thuật nhiệt - lạnh và tự động hóa công nghiệp.

---

Nội dung kiến thức cốt lõi (500-600 từ)

Các chương/chủ đề chính

Giáo trình phân chia nội dung thành 9 chương, tạo thành tiến trình phát triển kiến thức liên tục:

• Chương 1: Đại cương về đo lường điện: Cung cấp định nghĩa về phép đo $X = A_X \cdot X_0$, chuẩn hóa đo lường cấp 1 theo hệ SI (m, kg, s, A, K, cd, mol); phân tích hai phương pháp đo cơ bản gồm phương pháp biến đổi thẳng (không có khâu phản hồi) và phương pháp đo kiểu so sánh (so sánh cân bằng, so sánh không cân bằng, so sánh không đồng thời, so sánh đồng thời); lý thuyết sai số (sai số tuyệt đối, sai số tương đối, sai số hệ thống, sai số ngẫu nhiên theo luật phân bố Gauss) và thuật toán xử lý kết quả đo.
• Chương 2: Các loại cơ cấu đo thông dụng: Khảo sát 4 cơ cấu chỉ thị cơ điện gồm: cơ cấu từ điện (khung dây quay trong từ trường nam châm vĩnh cửu), cơ cấu điện từ (cuộn dây phẳng và cuộn dây tròn tác động lên phiến sắt từ mềm), cơ cấu điện động (tương tác giữa cuộn dây tĩnh và cuộn dây động), cơ cấu cảm ứng (tương tác giữa từ trường xoay chiều và dòng điện xoáy trên đĩa nhôm).
• Chương 3: Đo các đại lượng điện cơ bản: Trình bày phương pháp đo điện áp (Vôn kế DC dùng điện trở phụ, điện thế kế DC tự động cân bằng, Vôn kế AC); đo dòng điện (Ampe kế DC dùng điện trở sun Manganin, Ampemet nhiệt điện, Ampemet chỉnh lưu, Ampemet điện từ/điện động); đo công suất tác dụng và phản kháng mạch 3 pha (phương pháp 1, 2, 3 Wattmeter); đo điện năng bằng công tơ cảm ứng 1 pha và công tơ điện tử; kỹ thuật đo công suất và điện năng trong mạch cao áp phối hợp máy biến dòng (BI) và máy biến áp (BU).
• Chương 4: Sử dụng các loại máy đo thông dụng: Hướng dẫn kỹ thuật vận hành đồng hồ vạn năng VOM (kiểm tra cực tính diode, transistor, thông mạch, chạm vỏ); máy đo điện trở cách điện Megômet; sơ đồ khối và ứng dụng của máy hiện sóng (Oscilloscope); máy biến áp đo lường.
• Chương 5 đến Chương 9: Kỹ thuật cảm biến và ứng dụng: Trình bày khái niệm và 5 tiêu chí phân loại cảm biến (Chương 5); cảm biến nhiệt độ gồm nhiệt điện trở kim loại, silic, oxyt bán dẫn, cặp nhiệt ngẫu, hỏa kế bức xạ (Chương 6); cảm biến quang gồm quang trở, tế bào quang dẫn, photodiode, phototransistor, sợi quang (Chương 7); cảm biến vị trí - dịch chuyển điện dung, từ cảm, hỗ cảm vi sai (Chương 8); kỹ thuật đo lưu lượng, vận tốc lưu chất bằng chênh lệch áp suất và đo mức bằng cảm biến điện dung (Chương 9).

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình xây dựng hệ thống lý thuyết đo lường dựa trên các nguyên lý cốt lõi:

• Lý thuyết sai số và xử lý dữ liệu thực nghiệm: Xác định sai số dư $v_i = x_i - \bar{x}$, khoảng giới hạn sai số ngẫu nhiên $[\Delta_1, \Delta_2]$ trên đường phân bố chuẩn Gauss với xác suất loại trừ dữ liệu sai lệch ngoài khoảng $3\sigma$.
• Nguyên lý cân bằng mômen cơ điện: Thiết lập phương trình chuyển động của phần động $M_q = dW/d\alpha$ cân bằng với mômen cản lò xo xoắn $M_c = D\alpha$, từ đó xác định đặc tính thang đo của từng cơ cấu chỉ thị.
• Lý thuyết mạch đo và biến đổi tín hiệu: Nguyên lý bù điện áp trong mạch điện thế kế, nguyên lý đo công suất 3 pha tải không đối xứng bằng phương pháp Aron (2 Wattmeter), và nguyên lý chuyển đổi các đại lượng không điện thành tín hiệu điện thông qua các hiệu ứng vật lý (nhiệt điện, quang điện, biến thiên điện dung, hỗ cảm).

Kỹ năng phát triển

• Kỹ năng kỹ thuật (Technical skills): Tính toán chọn điện trở sun ($R_s$) để mở rộng thang đo dòng điện, tính toán điện trở phụ ($R_p$) cho thang đo điện áp; đấu nối thành thạo sơ đồ mạch đo công suất và điện năng 1 pha, 3 pha; quy trình căn chỉnh công tơ điện (loại trừ hiện tượng tự quay, chỉnh góc pha lệch $\pi/2$, xác định hằng số công tơ $C$ và $k$).
• Kỹ năng phân tích (Analytical skills): Phân tích và tách biệt sai số hệ thống với sai số ngẫu nhiên; nhận dạng dạng sóng và tham số tín hiệu trên dao động ký; phân tích mối quan hệ giữa đại lượng vật lý cần đo và tín hiệu đáp ứng của cảm biến.
• Năng lực thực hành nghề nghiệp (Practical competencies): Sử dụng thành thạo VOM để kiểm tra chất lượng linh kiện bán dẫn (diode, transistor); vận hành Megômet đo kiểm tra an toàn cách điện vỏ máy; lắp đặt và kiểm tra các cụm cảm biến nhiệt độ, mức lưu chất, lưu lượng trong hệ thống kỹ thuật máy lạnh.

---

Phương pháp giảng dạy và học tập (300-350 từ)

Giáo trình được xây dựng theo phương pháp sư phạm tích hợp (Integrated Pedagogical Approach), kết hợp chặt chẽ giữa việc giảng giải lý thuyết cơ sở với sơ đồ mạch đo và quy trình thực hành kỹ thuật. Kiến thức được truyền đạt theo trình tự: mô tả hiện tượng vật lý $\rightarrow$ thiết lập công thức toán học $\rightarrow$ phân tích sơ đồ cấu tạo $\rightarrow$ hướng dẫn đấu nối mạch đo thực tế.

Hệ thống bài tập và thực hành trong tài liệu gắn liền với các tình huống kỹ thuật cụ thể:

• Mạch đo thực nghiệm: Sơ đồ đo công suất mạch 3 pha trung tính giả (Hình 3.12), phương pháp 2 Wattmeter đo công suất tác dụng và phản kháng (Hình 3.13, 3.16), sơ đồ kiểm tra cực tính diode/transistor và chạm vỏ bằng VOM (Hình 4.3, 4.5, 4.7).
• Quy trình kiểm chuẩn thiết bị: Hướng dẫn thực hành kiểm tra công tơ điện cơ theo 3 bước tuần tự (điều chỉnh hiện tượng tự quay qua mấu từ, điều chỉnh góc $\psi = \pi/2$ bằng phân nhánh từ/vòng ngắn mạch, và bấm giờ xác định sai số hằng số công tơ $C = N / (P \cdot t)$).
• Kỹ thuật đo cách điện và dạng sóng: Quy trình đo điện trở cách điện máy điện bằng Megômet và thiết lập chế độ làm việc trên máy hiện sóng để quan sát tín hiệu.

Phương pháp đánh giá kết quả học tập bao gồm kiểm tra kiến thức lý thuyết (công thức tính sai số, đặc tính cơ cấu chỉ thị, nguyên lý cảm biến) và đánh giá kỹ năng thực hành thông qua mức độ chuẩn xác trong việc đấu nối sơ đồ mạch, thao tác thiết bị đo an toàn, và khả năng gia công, tính toán số liệu đo lường theo đúng cấp chính xác.

Đối với việc tự học, giáo trình yêu cầu người học nghiên cứu tuần tự từng chương, tự vẽ lại các sơ đồ nguyên lý mạch đo, và đối chiếu các biểu thức toán học với bảng thông số kỹ thuật của từng loại dụng cụ đo.

---

Điểm nổi bật và cập nhật (250-300 từ)

Giáo trình Kỹ thuật đo lường – Cảm biến (năm 2021) thể hiện tính cập nhật và tiêu chuẩn hóa thông qua các đặc điểm nội dung sau:

1. Chuẩn hóa hệ thống đo lường: Tài liệu định nghĩa chuẩn xác các chuẩn đo lường cấp 1 của quốc gia theo hệ đơn vị quốc tế SI (m, kg, s, A, K, cd, mol), đồng thời hệ thống hóa bảng phân loại sai số phép đo theo 3 tiêu chí khoa học (theo cách thể hiện bằng số, theo nguồn gây ra sai số, và theo quy luật xuất hiện của sai số).
2. Kết hợp giữa công nghệ cơ điện và kỹ thuật số: Bên cạnh việc trình bày chi tiết các cơ cấu chỉ thị cơ điện truyền thống (từ điện, điện từ, điện động, cảm ứng), giáo trình cập nhật cấu trúc của các thiết bị hiện đại như đồng hồ đo vạn năng số (Digital Multimeter), máy hiện sóng, và sơ đồ khối nguyên lý của công tơ điện tử tích hợp bộ nhân tương tự (Analog multiplier) và bộ biến đổi A/D.
3. Tích hợp trực tiếp vào ngành Kỹ thuật Máy lạnh và Điều hòa không khí: Nửa sau của giáo trình (Chương 5 đến Chương 9) tập trung hoàn toàn vào kỹ thuật cảm biến, cung cấp kiến thức trực tiếp phục vụ việc đo lường các thông số không điện đặc thù trong hệ thống lạnh như nhiệt độ môi chất (cặp nhiệt điện, RTD, hỏa kế), áp suất, lưu lượng dòng chảy và mức chất lỏng.
4. Tính ứng dụng thực tế của sơ đồ kỹ thuật: Giáo trình cung cấp 22 hình vẽ sơ đồ mạch đo chi tiết tại Chương 3 và hệ thống sơ đồ đặc tính V-A của photodiode, phototransistor, sợi quang tại Chương 7, hỗ trợ người học chuyển giao kiến thức từ trang sách sang môi trường xưởng thực hành.

---

Đối tượng sử dụng giáo trình (200-250 từ)

• Sinh viên và học viên: Tài liệu được biên soạn phục vụ trực tiếp cho sinh viên trình độ Cao đẳng và học viên trình độ Trung cấp thuộc các ngành: Kỹ thuật Máy lạnh và Điều hòa không khí, Điện công nghiệp, và Điện dân dụng.
• Yêu cầu kiến thức tiên quyết (Prerequisites): Để tiếp thu hiệu quả nội dung giáo trình, người học cần nắm vững kiến thức cơ bản về:
  • Mạch điện lý thuyết (dòng điện 1 pha, 3 pha, giản đồ vectơ điện áp - dòng điện, công suất $P, Q, S$).
  • Vật lý đại cương (hiện tượng cảm ứng điện từ, nhiệt học, quang học bán dẫn).
  • Linh kiện điện tử cơ bản (diode, transistor, mạch chỉnh lưu, khuếch đại thuật toán).
• Giảng viên chuyên ngành: Giáo trình đóng vai trò là khung chương trình chuẩn để xây dựng đề cương chi tiết, giáo án bài giảng lý thuyết và biên soạn phiếu hướng dẫn thực hành xưởng cho mô đun Đo lường – Cảm biến.
• Cán bộ kỹ thuật và tự học: Là tài liệu tra cứu kỹ thuật hữu ích cho kỹ thuật viên bảo trì hệ thống cơ điện lạnh, công nhân vận hành cần tra cứu phương pháp đo kiểm thông số điện, kiểm tra cách điện thiết bị và lựa chọn cảm biến phù hợp trong sản xuất công nghiệp.

---

Câu hỏi thường gặp (250-300 từ)

1. Giáo trình này phù hợp với đối tượng đào tạo nào?

Giáo trình được thiết kế chuyên biệt cho hệ đào tạo Cao đẳng và Trung cấp nghề thuộc khối ngành kỹ thuật, trọng tâm là nghề Kỹ thuật Máy lạnh và Điều hòa không khí, Điện công nghiệp và Điện dân dụng.

2. Cần chuẩn bị những kiến thức nền tảng nào trước khi học?

Người học cần hoàn thành các môn học tiên quyết gồm Mạch điện cơ bản, Vật lý đại cương và Linh kiện điện tử để có thể phân tích được sơ đồ mạch đo, giản đồ vectơ và nguyên lý bán dẫn của cảm biến.

3. Điểm khác biệt của giáo trình này so với các tài liệu đo lường thuần túy là gì?

Tài liệu tích hợp đồng bộ giữa kỹ thuật đo lường điện năng/công suất mạch 1 pha, 3 pha, cao áp (Chương 1-4) với hệ thống cảm biến đo lường các đại lượng nhiệt - lưu chất (Chương 5-9), phục vụ trực tiếp cho các hệ thống máy lạnh và thông gió.

4. Phương pháp tự học giáo trình này như thế nào để đạt hiệu quả cao?

Người học nên tiếp cận theo trình tự: nắm vững bản chất sai số và nguyên lý cơ cấu đo ở Chương 1-2, thực hành giải các bài toán chọn điện trở sun/điện trở phụ ở Chương 3, sau đó nghiên cứu quy trình vận hành thiết bị đo ở Chương 4 và nguyên lý chuyển đổi cảm biến ở các chương cuối.

5. Giáo trình có tích hợp tài liệu bổ trợ nào không?

Giáo trình tích hợp hệ thống 22 sơ đồ mạch đo chi tiết, các bảng phân loại kỹ thuật, sơ đồ thuật toán xử lý dữ liệu đo lường và danh mục tài liệu tham khảo chuyên ngành tại trang 97.

---

Kết luận (150 từ)

Giáo trình Kỹ thuật đo lường – Cảm biến của Trường Cao đẳng Cơ giới Ninh Bình là tài liệu học thuật hoàn chỉnh, cung cấp hệ thống kiến thức từ cơ sở đo lường học, phương pháp phân tích sai số, cấu tạo các cơ cấu chỉ thị cơ điện đến các công nghệ cảm biến đo lường đại lượng vật lý công nghiệp.

Tiến trình học tập được thiết kế khoa học: khởi đầu từ lý thuyết sai số và cơ cấu đo (Chương 1, 2) $\rightarrow$ kỹ thuật đo đại lượng điện và thiết bị đo (Chương 3, 4) $\rightarrow$ ứng dụng cảm biến nhiệt độ, quang học, vị trí, lưu lượng và mức lưu chất (Chương 5-9). Với cấu trúc 97 trang gồm hệ thống sơ đồ mạch đo, giản đồ vectơ và bảng phân loại chi tiết, giáo trình đáp ứng đầy đủ yêu cầu đào tạo lý thuyết và thực hành nghề nghiệp cho sinh viên và kỹ thuật viên ngành kỹ thuật cơ điện lạnh.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Bà NÔNG NGHIÞP VÀ PHÁT TRIÂN NÔNG THÔN TR¯ÞNG CAO ÀNG C¡ GIâI NINH BÌNH GIÁO TRÌNH MÔ UN: Kþ THÀT O L¯ÞNG – CÀM BI¾N NGHÀ: Kþ THUÀT MÁY L¾NH VÀ HKK TRÌNH à: CAO ÀNG VÀ TRUNG CÂP Ban hành kèm theo Quy¿t ßnh sß: /Q-TCGNB ngày….nm 2021 cÿa Hißu tr±ßng tr±ßng Cao ¿ng C¡ gißi Ninh Bình Tam ißp, nm 2021 1 TUYÊN BÞ BÀN QUYÀN Tài liáu này thuác lo¿i sách giáo trình nên các ngußn thông tin có thÅ ±āc phép dùng nguyên bÁn ho¿c trích dùng cho các măc ích và ào t¿o và tham khÁo. Mãi măc ích khác mang tính lách l¿c ho¿c sā dăng vßi măc ích kinh doanh thiÁu lành m¿nh s¿ bá nghiêm cÃm. 2 LàI NÓI ÄU Môn hãc Kÿ thuÁt o l±áng và cÁm biÁn trình bày các kiÁn thāc và kÿ thuÁt o dùng trong ngành ián hián nay. Gißi thiáu nhÿng phép o c¡ bÁn Å āng dăng cho các ngành sÁn xuÃt công nghiáp.

Kÿ thuÁt o l±áng và cÁm biÁn là môn hãc nghiên cāu các ph±¡ng pháp o các ¿i l±āng vÁt lý: ¿i l±āng ián: ián áp, dòng ián, công suÃt,. và ¿i l±āng không ián: nhiát á, á ¿m, vÁn tác. Bài giÁng Kÿ thuÁt o l±áng và cÁm biÁn ±āc biên so¿n dÿa trên các giáo trình và tài liáu tham khÁo mßi nhÃt hián nay, ±āc dùng làm tài liáu tham khÁo cho sinh viên các ngành: ián công nghiáp, ián dân dăng, Kÿ thuÁt Máy l¿nh và iÃu hoà không khí. Bài giÁng gßm 2 phÅn, phÅn o l±áng cung cÃp cho sinh viên nhÿng kiÁn thāc c¡ bÁn và chuyên sâu và kÿ thuÁt o l±áng trong ngành ián.

Trình bày các dăng că o, nguyên lý o và ph±¡ng pháp o các thông sá. Trên c¡ sã ó, ng±ái hãc biÁt cách sā dăng dăng că o và xā lý kÁt quÁ o trong công viác sau này. PhÅn cÁm biÁn trình bày cÃu t¿o nguyên lý ho¿t áng và āng dăng cÿa mát sá cÁm biÁn thông dăng Trong quá trình biên so¿n, ã ±āc các ßng nghiáp óng góp nhiÃu ý kiÁn, m¿c dù cá g¿ng sāa chÿa, bß sung cho cuán sách ±āc hoàn chßnh h¡n, song ch¿c ch¿n không tránh khßi nhÿng thiÁu sót, h¿n chÁ. Mong nhÁn ±āc các ý kiÁn óng góp cÿa b¿n ãc.

4 DANH MĂC BÀNG BIÄU, HÌNH ÀNH. 8 CH¯¡NG 1: ¾I C¯¡NG V O L¯àNG IàN. Khái niám và o l±áng ián. Khái niám và o l±áng.

Khái niám và o l±áng ián. Các ph±¡ng pháp o.1 Ph±¡ng pháp o biÁn ßi th¿ng .2 Ph±¡ng pháp o kiÅu so sánh. Chāc nng, ¿c iÅm cÿa thiÁt bá o. Chu¿n hóa trong o l±áng.

Sai sá trong o l±áng. Khái niám và sai sá. Ph±¡ng pháp tính sai sá. Các ph±¡ng pháp h¿n chÁ sai sá.

8 CH¯¡NG 2: CÁC LO¾I C¡ CÂU O THÔNG DĂNG. 14 CH¯¡NG 3: O CÁC ¾I L¯ĀNG IàN C¡ BÀN. o dòng ián xoay chiÃu. Ampemet chßnh l±u.

o công suÃt tác dăng m¿ch xoay chiÃu ba pha. Các ph±¡ng pháp o. o công suÃt phÁn kháng m¿ch xoay chiÃu ba pha. Ph±¡ng pháp 2 oatmet.

Ph±¡ng pháp 3 oatmet. o ián nng m¿ch xoay chiÃu ba pha. o công suÃt và ián nng trong m¿ch cao áp. 40 CH¯¡NG 4: SĀ DĂNG CÁC LO¾I MÁY O THÔNG DĂNG.

Sā dăng máy o v¿n nng VOM. Sā Dăng máy o ián trã cách ián - Mêgômet: .2 S¡ ß khái cÿa mát máy hián sóng thông dăng. ThiÁt lÁp chÁ á ho¿t áng và Cách iÃu khiÅn mát máy hián sóng. Các phÅn iÃu khiÅn chính.

Āng dăng cÿa máy hián sóng trong kÿ thuÁt o l±áng. Sā dăng máy biÁn áp o l±áng:. 60 CH¯¡NG 5: KHÁI NIàM CHUNG V CÀM BIÀN. Khái niám c¡ bÁn và các bá cÁm biÁn.

Phân lo¿i cÁm biÁn .1 Theo nguyên lý chuyÅn ßi giÿa kích thích và áp āng: .2 Phân lo¿i theo d¿ng kích thích : .3 Theo tính nng cÿa bá cÁm biÁn : .4 Phân lo¿i theo ph¿m vi sā dăng .5 Phân lo¿i theo thông sá cÿa mô hình m¿ch ián thay thÁ :. 66 3 Vai trò - āng dăng cÿa cÁm biÁn. 66 CH¯¡NG 6 : CÀM BIÀN NHIàT à. Thang nhiát á, iÅm chu¿n nhiát á.

CÁm biÁn nhiát ián trã. Nhiát kÁ ián trã kim lo¿i. Nhiát kÁ ián trã silic. Nhiát kÁ ián trã oxyt bán d¿n.

Hiáu āng nhiát ián. HoÁ kÁ, nhiát kÁ bāc xa. HoÁ kÁ bāc x¿ toàn phÅn. 75 CH¯¡NG 7: CÀM BIÀN QUANG.

Ngußn phát quang sāi át và bán d¿n. Khái niám c¡ bÁn và ánh sáng. Quang trã, tÁ bào quang ián. S¡ l±āc và áp dăng cÁm biÁn quang.

87 CH¯¡NG 8: CÀM BIÀN Và TRÍ VÀ DàCH CHUYÄN. CÁm biÁn tiám cÁn ián dung. 93 CH¯¡NG 9: O L¯U L¯ĀNG VÀN TàC L¯U CHÂT VÀ MĀC. o l±u l±āng b¿ng chênh lách áp suÃt.

o māc b¿ng cÁm biÁn ián dung. 95 TÀI LIàU THAM KHÀO. 97 7 DANH MĂC BÀNG BIÄU, HÌNH ÀNH Hình 1. L±u ß ph±¡ng pháp o biÁn ßi th¿ng.

L±u ß ph±¡ng pháp o kiÅu so sánh. Sai sá há tháng do kh¿c v¿ch là 1 á - khi ãc cÅn hiáu chßnh thêm 1 á. L±u ß thuÁt toán quá trình gia công kÁt quÁ o .1 C¡ cÃu chß thá tÿ ián.2: Hình Ánh cÿa mát sá dăng că o sā dăng c¡ cÃu tÿ ián .3: C¡ cÃu chß thá kiÅu ián tÿ vßi cuán dây ph¿ng .4: C¡ cÃu chß thá kiÅu ián tÿ vßi cuán dây tròn.5: C¡ cÃu chß thá kiÅu ián áng .6: C¡ cÃu chß thá cÁm āng .3: ßng hß sá và kim.4: Dùng ßng hß sá o dòng ián .5: M¿c thêm ián trã sun song song vßi c¡ cÃu chß thá.7 : Ampemet chßnh l±u .8: Ampe kÁ chßnh l±u .11: S¡ ß m¿c oát mét trong m¿ch ián 3 pha.12: a-o công suÃt m¿ch ba pha trung tính giÁ b- s¡ ß véc t¡ .13: S¡ ß m¿c 2 oátmet o công suÃt m¿ch 3 pha .14 Ph±¡ng pháp 3 oatmet o công suÃt m¿ch 3 pha .15 a- công suÃt phÁn kháng 1 oatmet b- giÁn ß véct¡ .16: Công suÃt phÁn kháng dùng 2 oatmet .17: Công suÃt phÁn kháng dùng 3 oatmet .18: S¡ ß cÃu t¿o cÿa mát công t¡ mát pha dÿa trên c¡ cÃu chß thá cÁm āng.19 : Công t¡ mát pha:a) S¡ ß cÃu t¿o; b) BiÅu ß vect¡.20: S¡ ß kiÅm tra công t¡. Error! Bookmark not defined.21: S¡ ß khái nguyên lý cÿa côngt¡ ián tā.22: o công suÃt 3 pha trong m¿ch ián cao áp .1: KÁt cÃu m¿t ngoài cÿa VOM .3: KiÅm tra, xác ánh cÿc tính diode.4: KiÅm tra thông m¿ch .5: KiÅm tra ch¿m vß .7: Xác ánh cÿc tính transitor .10: KÁt cÃu ngoài cÿa Mêgômet .11: KÁt cÃu ngoài cÿa Ampe kìm .12: Hình d¿ng bên ngoài cÿa máy biÁn áp .4: CÃu t¿o nhiát ián trã có vß bãc thÿy tinh .6: Quan há giÿa sāc ián áng và nhiát á .7: Sāc ián áng cÿa mát sá c¿p nhiát ng¿u .9: Bá thu nng l±āng.10: Hiáu chßnh nhiát á theo á en .11: Sÿ phă thuác cÿa c±áng á ánh sáng vào b±ßc sóng và nhiát á .1: Quan há giÿa ián trã và á chiÁu sáng cÿa cÁm biÁn quang d¿n.2: Āng dăng cÿa tÁ bào quang d¿n .4: ¿c tính V – A cÿa photodiode āng vßi māc quang thông khác nhau .5: S¡ ß āng dăng cÿa photodiode ã chÁ á quang d¿n .7 Các s¡ ß āng dăng Phototranszitor .8: TruyÃn ánh sáng trong sāi quang .9: CÁm biÁn quang hãc dùng sāi quang kiÅu ánh sáng xuyên a, và ánh sáng phÁn x¿ b .2: S¡ ß nguyên lý cÁm biÁn tÿ cÁm lõi s¿t tÿ.4: CÁm biÁn hß cÁm vi sai.5: Mát sá hình dáng cÿa cÁm biÁn ián dung th±áng g¿p.1: CÁm biÁn o māc chÃt lßng cách .1: Phân lo¿i sai sá cÿa phép o .1: BÁng tßng kÁt các lo¿i c¡ cÃu chß thá c¡ ián.

16 10 CH¯¡NG 1: ¾I C¯¡NG VÀ O L¯ÞNG IÞN Măc tiêu : Trang bá cho sinh viên khái niám c¡ bÁn và o l±áng, sai sá trong há tháng o 1. Khái nißm vÁ o l±ßng ißn 1. Khái nißm vß o l±ßng o l±áng là mát quá trình ánh giá ánh l±āng ¿i l±āng cÅn o Å có kÁt quÁ b¿ng sá so vßi ¡n vá o. KÁt quÁ o l±áng (Ax) là giá trá b¿ng sá, ±āc ánh ngh)a b¿ng tß sá giÿa ¿i l±āng cÅn o (X) và ¡n vá o (Xo): KÁt quÁ o ±āc biÅu dißn d±ßi d¿ng: = và ta có X = A.X0 Trong ó: X - ¿i l±āng o Xo - ¡n vá o A - con sá kÁt quÁ o.

Tÿ ph±¡ng trình trên có ph±¡ng trình c¡ bÁn cÿa phép o: X = Ax. X o , chß rõ sÿ so sánh X so vßi Xo, nh± vÁy muán o ±āc thì ¿i l±āng cÅn o X phÁi có tính chÃt là các giá trá cÿa nó có thÅ so sánh ±āc, khi muán o mát ¿i l±āng không có tính chÃt so sánh ±āc th±áng phÁi chuyÅn ßi chúng thành ¿i l±āng có thÅ so sánh ±āc. Khái nißm vß o l±ßng ißn ¿i l±āng nào so sánh ±āc vßi m¿u hay chu¿n thì mßi o ±āc. NÁu các ¿i l±āng không so sánh ±āc thì phÁi chuyÅn ßi và ¿i l±āng so sánh ±āc vßi m¿u hay chu¿n rßi o.

o l±áng ián là mát quá trình ánh giá ánh l±āng ¿i l±āng ián cÅn o Å có kÁt quÁ b¿ng sá so vßi ¡n vá o. Các ph±¡ng pháp o Ph±¡ng pháp o là viác phái hāp các thao tác c¡ bÁn trong quá trình o, bao gßm các thao tác: xác ánh m¿u và thành lÁp m¿u, so sánh, biÁn ßi, thÅ hián kÁt quÁ hay chß thá. Các ph±¡ng pháp o khác nhau phă thuác vào các ph±¡ng pháp nhÁn thông tin o và nhiÃu yÁu tá khác nh± ¿i l±āng o lßn hay nhß, iÃu kián o, sai sá, yêu cÅu. Tùy thuác vào ái t±āng o, iÃu kián o và á chính xác yêu cÅu cÿa phép o mà ng±ái quan sát phÁi biÁt chãn các ph±¡ng pháp o khác nhau Å thÿc hián tát quá trình o l±áng.

Có thÅ có nhiÃu ph±¡ng pháp o khác nhau nh±ng trong thÿc tÁ th±áng phân thành 2 lo¿i ph±¡ng pháp o chính là ph±¡ng 1 pháp o biÁn ßi th¿ng và ph±¡ng pháp o kiÅu so sánh.1 Ph±¡ng pháp o bi¿n ßi th¿ng - ßnh ngh)a: là ph±¡ng pháp o có s¡ ß cÃu trúc theo kiÅu biÁn ßi th¿ng, ngh)a là không có khâu phÁn hßi. - Quá trình thÿc hißn: * ¿i l±āng cÅn o X qua các khâu biÁn ßi Å biÁn ßi thành con sá NX, ßng thái ¡n vá cÿa ¿i l±āng o X O cing ±āc biÁn ßi thành con sá NO. * TiÁn hành quá trình so sánh giÿa ¿i l±āng o và ¡n vá (thÿc hián phép chia NX/N O), * Thu ±āc kÁt quÁ o: AX = X/X O = NX/NO .