Giáo Trình Thiết Bị Đo Lường Nghề Sửa Chữa Thiết Bị Tự Động Hóa Trung Cấp

Giáo trình thiết bị đo lường cho nghề sửa chữa thiết bị tự động hóa trung cấp tại trường cao đẳng dầu khí, cung cấp kiến thức chuyên sâu và thực tiễn.

Trường đại học

Trường Cao Đẳng Dầu Khí

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

Giáo Trình

2022

255
2
0

Phí lưu trữ

55 Point

Mục lục chi tiết

LỜI GIỚI THIỆU

1. CHƯƠNG 1: HỆ ĐO LƯỜNG MET (METRIC SYSTEM)

1.1. Chiều dài, diện tích và thể tích

1.2. Đo thể tích ướt

1.3. Chuyển đổi trọng lượng

1.4. Áp suất và nhiệt độ

1.5. Áp suất tuyệt đối

1.6. Chuyển đổi nhiệt độ

2. CHƯƠNG 2: THIẾT BỊ ĐO NHIỆT ĐỘ, ÁP SUẤT, MỨC VÀ LƯU LƯỢNG (TEMPERATURE, PRESSURE, LEVEL, AND FLOW)

2.1. Nhiệt kế lưỡng kim

2.2. Cặp nhiệt điện (TC)

2.3. Cảm biến nhiệt kiểu điện trở (RTD)

2.4. Điện trở nhiệt (thermistor)

2.5. Thiết bị đo nhiệt hồng ngoại (Infrared Pyrometer)

2.6. Tính toán áp suất

2.7. Áp suất chênh lệch

2.8. Các thiết bị đo áp suất

2.9. Cảm biến áp suất kiểu hộp xếp (bellows-type)

2.10. Các điều kiện gây hỏng thiết bị đo áp suất

2.11. Đo mức trực tiếp

2.12. Đo mức gián tiếp

2.13. Đo mức dựa vào áp suất

2.14. Thiết bị đo mức dựa vào áp suất

2.15. Quan hệ giữa lưu lượng và áp suất chênh

2.16. Thiết bị đo lưu lượng kiểu chênh áp

2.17. Các loại thiết bị đo lưu lượng khác

3. CHƯƠNG 3: CẢM BIẾN, PHẦN TỬ ĐO THỨ CẤP, BỘ BIẾN ĐỔI VÀ BỘ TRUYỀN TÍN HIỆU

3.1. Các thành phần của điều khiển quá trình

3.2. Các thành phần của kênh đo lường và điều khiển cơ bản

3.3. Ôn tập kỹ thuật đo lường

3.4. Các tiêu chuẩn và các phần tử đo lường

3.5. Cảm biến nhiệt độ

3.6. Cảm biến áp suất

3.7. Cảm biến mức

3.8. Cảm biến lưu lượng

3.9. Bộ biến đổi

3.10. Bộ biến đổi I/P và P/I

3.11. Cảm biến lực căng kiểu kim loại và cảm biến áp suất kiểu lực căng

3.12. Các loại bộ biến đổi khác

3.13. Bộ truyền tín hiệu

3.14. Bộ truyền tín hiệu khí nén chênh áp cân bằng lực

3.15. Các ứng dụng bộ truyền tín hiệu cân bằng lực khí nén

3.16. Bộ truyền tín hiệu điện tử

4. CHƯƠNG 4: VAN ĐIỀU KHIỂN, CƠ CẤU CHẤP HÀNH VÀ BỘ ĐỊNH VỊ VAN

4.1. Van điều khiển

4.2. Cơ cấu chấp hành

4.3. Mở khi cấp nguồn (Power-to-Open)

4.4. Đóng khi cấp nguồn (Power-to-Close)

4.5. Đứng yên khi mất nguồn (Fail-as-Positioned)

4.6. Nguyên lý hoạt động và cấu tạo của các loại bộ định vị

4.7. Bộ định vị tác động thuận hoặc nghịch

4.8. Bộ định vị kiểu khí nén

4.9. Bộ định vị kiểu tương tự

4.10. Bộ định vị số/thông minh

4.11. Biện pháp phòng ngừa cho bộ định vị

4.12. Các yếu tố chọn lựa van

4.13. Ký hiệu van và thông tin thẻ tên

4.14. Chỉ dẫn giá trị danh định (Rating Designation)

4.15. Xác định các bộ phận bên trong van (trim identification)

4.16. Chỉ dẫn kích thước

4.17. Ký hiệu kiểu ren

4.18. Các biểu tượng van trên sơ đồ nguyên lý

5. CHƯƠNG 5: CÔNG TẮC VÀ THIẾT BỊ QUANG ĐIỆN

5.1. Định nghĩa công tắc

5.2. Phân loại công tắc

5.3. Các tiếp điểm của công tắc

5.4. Đầu cực và vị trí của công tắc

5.5. Các ứng dụng của công tắc

5.6. Công tắc kiểu gắn panel

5.7. Công tắc phao và mức

5.8. Công tắc áp suất

5.9. Công tắc giới hạn

5.10. Công tắc điện tử

5.11. Các thiết bị quang điện

5.12. Công tắc tế bào quang điện

5.13. Pin mặt trời

5.14. Các thiết bị hồng ngoại

5.15. Cảm biến chuyển động

5.16. Cảm biến hồng ngoại trong công nghiệp

5.17. Cảm biến tiệm cận

Tóm tắt

I. Tổng quan về Giáo Trình Thiết Bị Đo Lường Nghề Sửa Chữa Tự Động Hóa

Giáo trình Thiết bị đo lường nghề sửa chữa tự động hóa trung cấp là tài liệu quan trọng cho sinh viên ngành tự động hóa. Tài liệu này được biên soạn nhằm cung cấp kiến thức cơ bản về các thiết bị đo lường, nguyên lý hoạt động và ứng dụng của chúng trong thực tiễn. Nội dung giáo trình bao gồm nhiều chương, mỗi chương tập trung vào một khía cạnh cụ thể của thiết bị đo lường, từ hệ đo lường đến các loại cảm biến và thiết bị điều khiển.

1.1. Mục tiêu và ý nghĩa của giáo trình

Giáo trình nhằm trang bị cho sinh viên kiến thức cần thiết về thiết bị đo lườngnghề sửa chữa tự động hóa. Nó giúp sinh viên hiểu rõ hơn về vai trò của các thiết bị trong hệ thống điều khiển tự động.

1.2. Cấu trúc và nội dung chính của giáo trình

Nội dung giáo trình được chia thành 5 chương, mỗi chương đề cập đến các khía cạnh khác nhau như hệ đo lường, thiết bị đo nhiệt độ, áp suất, cảm biến và van điều khiển.

II. Những Thách Thức Trong Việc Sử Dụng Thiết Bị Đo Lường

Việc sử dụng thiết bị đo lường trong ngành tự động hóa gặp phải nhiều thách thức. Các vấn đề như độ chính xác, độ tin cậy và khả năng tương thích giữa các thiết bị là những yếu tố quan trọng cần được xem xét. Đặc biệt, việc lựa chọn thiết bị phù hợp với yêu cầu kỹ thuật và môi trường làm việc là rất cần thiết.

2.1. Độ chính xác và độ tin cậy của thiết bị

Độ chính xác của thiết bị đo lường ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả của hệ thống tự động hóa. Việc kiểm tra và hiệu chuẩn định kỳ là cần thiết để đảm bảo thiết bị hoạt động chính xác.

2.2. Tương thích giữa các thiết bị trong hệ thống

Sự tương thích giữa các thiết bị đo lường và điều khiển là yếu tố quan trọng trong việc xây dựng hệ thống tự động hóa hiệu quả. Việc lựa chọn thiết bị cần dựa trên các tiêu chuẩn kỹ thuật cụ thể.

III. Phương Pháp Đo Lường Hiệu Quả Trong Tự Động Hóa

Để đạt được hiệu quả cao trong việc đo lường, cần áp dụng các phương pháp hiện đại và công nghệ tiên tiến. Các phương pháp này không chỉ giúp nâng cao độ chính xác mà còn giảm thiểu thời gian và chi phí trong quá trình vận hành.

3.1. Sử dụng cảm biến hiện đại

Cảm biến là thành phần quan trọng trong hệ thống đo lường. Việc sử dụng các loại cảm biến hiện đại giúp nâng cao độ chính xác và độ tin cậy của dữ liệu thu thập.

3.2. Ứng dụng công nghệ truyền thông trong đo lường

Công nghệ truyền thông giúp kết nối các thiết bị đo lường với hệ thống điều khiển, từ đó cải thiện khả năng giám sát và điều khiển trong thời gian thực.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Thiết Bị Đo Lường Trong Ngành Tự Động Hóa

Thiết bị đo lường có nhiều ứng dụng trong ngành tự động hóa, từ việc giám sát quy trình sản xuất đến kiểm soát chất lượng sản phẩm. Các ứng dụng này không chỉ giúp nâng cao hiệu quả sản xuất mà còn đảm bảo an toàn cho người lao động.

4.1. Giám sát quy trình sản xuất

Việc sử dụng thiết bị đo lường trong giám sát quy trình sản xuất giúp phát hiện sớm các vấn đề và điều chỉnh kịp thời, từ đó nâng cao hiệu quả sản xuất.

4.2. Kiểm soát chất lượng sản phẩm

Thiết bị đo lường đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát chất lượng sản phẩm, đảm bảo sản phẩm đạt tiêu chuẩn trước khi đưa ra thị trường.

V. Kết Luận Về Giáo Trình Thiết Bị Đo Lường Nghề Sửa Chữa Tự Động Hóa

Giáo trình Thiết bị đo lường nghề sửa chữa tự động hóa trung cấp là tài liệu thiết yếu cho sinh viên trong ngành. Nó không chỉ cung cấp kiến thức lý thuyết mà còn giúp sinh viên áp dụng vào thực tiễn. Tương lai của ngành tự động hóa sẽ phụ thuộc vào việc nâng cao chất lượng đào tạo và cập nhật công nghệ mới.

5.1. Tương lai của ngành tự động hóa

Ngành tự động hóa đang phát triển mạnh mẽ với sự xuất hiện của nhiều công nghệ mới. Việc cập nhật kiến thức và kỹ năng là rất cần thiết để đáp ứng yêu cầu của thị trường.

5.2. Đề xuất cải tiến giáo trình

Cần thường xuyên xem xét và cải tiến giáo trình để phù hợp với sự phát triển của công nghệ và nhu cầu thực tiễn trong ngành tự động hóa.

17/07/2025
Giáo trình thiết bị đo lường nghề sửa chữa thiết bị tự động hóa trung cấp trường cao đẳng dầu khí

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: Các thuật ngữ chuyên ngành: - Áp suất tuyệt đối: Là áp suất tổng tác dụng lên một hệ thống. Áp suất tuyệt đối được tính bằng pound/inch vuông (psia) hoặc bằng milibar (mbar). Áp suất tuyệt đối = áp suất đồng hồ + áp suất khí quyển. - Diện tích: Độ lớn bề mặt trong một mặt phẳng cho trước hoặc là một hình dạng 2 chiều.

- Áp suất khí quyển (Atmospheric pressure): Là áp suất tiêu chuẩn tác động lên bề mặt trái đất. Áp suất khí quyển bình thường là 14,7 psi hoặc 29,92 inch thủy ngân (in. Hg), hoặc 760 milimet thủy ngân (mm Hg). - Áp suất khí áp kế (Barometric pressure): Là áp suất khí quyển thực tại một địa điểm và thời gian cho trước.

- Đường kính: Là khoảng cách từ một phía của đường tròn đến phía còn lại, được đo trên một đường thẳng đi qua tâm của đường tròn; nó gấp 2 lần bán kính. - Lực: Là một sức đẩy hoặc kéo lên một bề mặt. Trong chương này, lực được coi là trọng lượng của một vật hoặc một chất lỏng. Điều này là một phép tính gần đúng phổ biến.

- Khối lượng: Là lượng vật chất tồn tại. - Newton (N): Là độ lớn của lực cần thiết để làm cho một vật 1 kg chuyển động ở vận tốc 1 m/s. - Lăng kính (Prism): Là một vật thể rắn có dạng hình học với hai mặt ngoài bằng nhau và song song nhau, và các mặt là hình bình hành. - Bán kính: Là khoảng cách từ tâm đến một điểm bất kỳ trên đường tròn; nó bằng nửa đường kính.

Chương 1: Hệ đo lường met (Metric system) Trang 24 - Đơn vị: Một tiêu chuẩn đo lường xác định. - Chân không: Là áp suất nhỏ hơn áp suất khí quyển hiện tại. - Đồng hồ đo vận tốc khí (velometer): Là một thiết bị dùng để đo vận tốc không khí. - Thể tích: Là độ lớn của không gian chứa trong một hộp 3 chiều cho trước.

Hơn 95% thế giới sử dụng hệ đo lường met. Nhiều sản phẩm liên quan đến đo lường được sử dụng ở Mỹ được sản suất ở nhiều nước khác và ngược lại. Việc sử dụng hệ met ở Mỹ trở nên phổ biến. Nhiều nhà sản xuất công bố các tài liệu hướng dẫn và đặc điểm kỹ thuật của thiết bị theo hệ Anh, nhưng cũng bổ sung thêm giá trị tương đương ở hệ met trong dấu ngoặc đơn theo sau giá trị hệ Anh.

Trong một số trường hợp, chỉ có đơn vị đo hệ met được liệt kê, vì vậy tốt nhất là làm quen với cả hai hệ thống và hiểu cách chuyển đổi từ hệ thống này sang hệ thống kia một cách dễ dàng. Hình 1-1 trình bày một số đại lượng hệ met được sử dụng rộng rãi. Lưu ý là hệ Anh thường được xem như là hệ thống đo lường hoàng gia. Hình 1-1: Các giá trị đo hệ Anh và hệ met phổ biến 1.1 Các loại đơn vị đo Hầu hết các công việc khoa học và kỹ thuật đều dựa trên phép đo chính xác các đại lượng vật lý.

Một phép đo chỉ đơn giản là một sự so sánh một đại lượng với một đơn vị đo. Mỗi khi một đại lượng vật lý được mô tả, các đơn vị đo tiêu chuẩn mà đại lượng đó Chương 1: Hệ đo lường met (Metric system) Trang 25 sử dụng, như một foot, một lit hoặc một pound, phải được xác định. Một số đứng một mình là không đủ để mô tả một đại lượng vật lý. Sự cần thiết phải xác định đơn vị đo cho một con số thể hiện một đại lượng vật lý là bởi vì cùng một đại lượng vật lý có thể được đo bằng nhiều đơn vị đo khác nhau.

Ví dụ, bất kỳ một chiều dài cho trước có thể được đo bằng inch, feet, yard, mile, mm, cm, m, và km với cùng một kết quả. Ngày nay, cả hai hệ Anh và met được sử dụng rộng rãi trong công việc thiết kế, xây dựng và kỹ thuật. Vì vậy, cần phải có một chút hiểu biết cả hai hệ thống đơn vị đo. Công việc đo lường chủ yếu liên quan đến những giá trị sau đây, mà có thể được biểu diễn ở cả hai hệ Anh và met: - Kích thước và khoảng cách - Trọng lượng - Thể tích - Áp suất - Nhiệt độ Bảng 1-1 trình bày những giá trị thường thấy ở cả hai hệ Anh và met.

Giá trị Hệ Anh Hệ met Kích thước Inch và feet Centimet và met Trọng lượng Ounce và pound Gam và kilogam Thể tích (khô) Inch khối và feet khối Centimet khối và met khối Thể tích (lỏng) Quart và gallon Lit Áp suất Pound/inch khối Pascal và bar Nhiệt độ Độ F Độ C Bảng 1-1: Các đơn vị đo hệ Anh và hệ met Một khi hiểu được điều đó, hệ met thực sự dễ sử dụng hơn nhiều so với hệ Anh bởi vì nó là một hệ thống thập phân mà trong đó các tiếp đầu ngữ được dùng để biểu thị hệ số nhân 10. Hay nói cách khác, hệ thống Anh cũ hơn, đòi hỏi phải sử dụng các hệ số chuyển đổi phải ghi nhớ. Ví dụ, một mile bằng 5.280 feet, và 1 inch bằng 1/12 foot. Ngược lại, một cm bằng 1/100 m và một km bằng 1.

Một ưu điểm nữa của hệ met là nó thường không cần cộng và trừ phân số. Bảng 1-2 liệt kê thêm một số đơn vị đo phổ biến trong hệ Anh. Chương 1: Hệ đo lường met (Metric system) Trang 26 Các tiếp đầu ngữ trong hệ met được liệt kê ở bảng 1-3. Từ bảng này, có thể thấy rằng hệ met được sắp xếp một cách logic, và tên của đơn vị đo trình bày theo thứ tự độ lớn (thông qua tiếp đầu ngữ) mà foot và pound không thể diễn tả được.

Các tiếp đầu ngữ phổ biến nhất của hệ met là mega (M), kilo (k), centi (c), milli (m) và micro (µ). Mặc dù các tiếp đầu ngữ này lúc đầu có thể hơi khó hiểu, nhiều người không quen với các đơn vị đo hệ met có thể vô ý sử dụng chúng thường xuyên. Ví dụ, có thể bạn thường nhìn thấy các thuật ngữ megawatt, kilometer, centimeter, millivolt, microamp. Đơn vị đo Giá trị tương đương 12 inch (in) 1 foot (ft) 1 yard (yd) 3 ft 1 mile (mi) 5.280 ft 16 ounce (oz) 1 pound (lb) 1 tấn 2.600 sec 1 US gallon (gal) 0,1337 foot khối (cu ft) Bảng 1-2: Các đơn vị đo hệ Anh phổ biến Tiếp đầu ngữ Đơn vị micro- (µ) 1/1.000 0,000001 10-6 Một phần triệu milli- (m) 1/1.000 0,001 10-3 Một phần nghìn centi- (c) 1/100 0,01 10-2 Một phần trăm deci- (d) 1/10 0,1 10-1 Một phần mười deka- (da) 10 10,0 101 Mười hecto- (h) 100 100,0 102 Một trăm kilo- (k) 1.000,0 103 Một nghìn mega- (M) 1.000,0 106 Một triệu giga- (G) 1.000,0 109 Một tỷ Bảng 1-3: Các tiếp đầu ngữ hệ met Chương 1: Hệ đo lường met (Metric system) Trang 27 Hình 1-2: So sánh inch với centimet 1.2 Chiều dài, diện tích và thể tích Trong các chuyên ngành, các con số thường thể hiện các đại lượng vật lý.

Để cho các đại lượng này có ý nghĩa, các đơn vị đo phải được gán vào các con số này để thể hiện các đại lượng như là chiều dài, diện tích và thể tích.1 Chiều dài Chiều dài thông thường là nói cạnh dài của một đối tượng hoặc một bề mặt. Chiều dài có thể được biểu thị bằng đơn vị đo hệ Anh hoặc hệ met. Bảng 1-4 trình bày mối quan hệ của hầu hết các đơn vị đo chiều dài phổ biến giữa hai hệ đo lường. Hình 1-2 so sánh đơn vị inch với đơn vị centimet.

Các số nhân trong bảng 1-4 được sử dụng để chuyển đổi từ hệ này sang hệ kia. Đơn vị Centimet Inch Foot Met Kilomet 1 millimet 0,1 0,03937 0,003281 0,001 0,000001 1 centimet 1 0,3937 0,03281 0,01 0,00001 1 inch 2,54 1 0,08333 0,0254 0,0000254 1 foot 30,48 12 1 0,3048 0,0003048 1 met 100 39,37 3,281 1 0,001 1 kilomet 100.000 1 Bảng 1-4: Số nhân chuyển đổi chiều dài Đơn vị met Ban đầu, met được định nghĩa là 1/10.000 của góc phần tư đường kinh tuyến trái đất (khoảng cách từ cực bắc đến xích đạo). Đây là cách mà đơn vị met được đặt tên. Khoảng cách này được khắc lên một thanh kim loại được lưu giữ ở Pháp.

Vào năm 1866, Mỹ đã hợp pháp hóa việc sử dụng hệ met và đã đặt một bản sao thanh kim loại này ở cục tiêu chuẩn Mỹ. Vào tháng 10 năm 1983, các nhà khoa học trên thế giới đã định nghĩa lại đơn vị met để tránh khả năng xảy ra những sai số nhỏ liên quan đến thanh kim loại ở Pháp. Hiện nay, một met được định nghĩa bằng với khoảng cách ánh sáng đi được trong khoảng thời gian 1/299.458 giây, tương đương với 39,37 inch. Người sử dụng hệ đơn vị met khi dùng các giá trị không cần nhớ điều này.

Ví dụ: Kế hoạch lắp đặt một bảng thiết bị cần một chiều cao lắp đặt là 122 cm tính từ sàn nhà, nhưng thước đo lại được chia theo hệ inch. Vậy bao nhiêu inch chiều cao cần thiết để lắp đặt bảng thiết bị này? 1 cm = 0,3937” Chương 1: Hệ đo lường met (Metric system) Trang 28 122 cm = 122 x 0,3937” 122 cm = 48,0314” = 48” (làm tròn) Hoặc đổi sang feet 122 cm = 122 x 0,03281’ 122 cm = 4,00282’ = 4’ (làm tròn) 1.2 Diện tích Diện tích là phép đo bề mặt của một vật thể 2 chiều. Ví dụ, trong công việc đo lường, cần theo dõi dòng không khí đi qua một ống. Để làm việc này người ta sử dụng một dụng cụ được gọi là máy đo vận tốc khí (velometer), nó sẽ đo vận tốc của không khí.

Để xác định lưu lượng, điều cần thiết là phải biết diện tích của ống. Ống này có thể là hình hộp chữ nhật, vuông hoặc tròn (hình 1-3). Diện tích của một hình chữ nhật bằng chiều dài nhân với chiều rộng, thường được viết là l x w. Trong hệ đo lường Anh, các đơn vị đo diện tích phổ biến nhất là foot vuông (ft2) và inch vuông (in2).

Hình 1-4 chỉ ra cách tính diện tích hình vuông. Khi chuyển đổi diện tích từ một hệ đo lường này sang hệ đo lường khác, mỗi kích thước phải được chuyển đổi. Vì vậy, để chuyển đổi kích thước của hình vuông trong hình 1-4, cả chiều dài và chiều rộng phải được chuyển đổi như được trình bày. Diện tích có thể được tính toán bằng các giá trị hệ met.

Cùng một nguyên lý áp dụng cho hình chữ nhật, như trình bày trong hình 1-5.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Giáo Trình Thiết Bị Đo Lường Nghề Sửa Chữa Tự Động Hóa Trung Cấp là một tài liệu quan trọng dành cho những ai đang theo học và làm việc trong lĩnh vực tự động hóa. Tài liệu này cung cấp kiến thức cơ bản về các thiết bị đo lường, giúp người đọc hiểu rõ hơn về cách thức hoạt động và ứng dụng của chúng trong thực tiễn. Bên cạnh đó, giáo trình còn hướng dẫn cách sửa chữa và bảo trì các thiết bị này, từ đó nâng cao kỹ năng nghề nghiệp cho người học.

Để mở rộng thêm kiến thức trong lĩnh vực liên quan, bạn có thể tham khảo các tài liệu khác như Giáo trình cơ sở điều khiển quá trình nghề vận hành thiết bị khai thác dầu khí trung cấp, nơi cung cấp kiến thức về điều khiển quá trình trong ngành dầu khí, hoặc Giáo trình vận hành thiết bị tách dầu khí nghề vận hành thiết bị khai thác dầu khí cao đẳng, giúp bạn hiểu rõ hơn về quy trình tách dầu khí. Ngoài ra, bạn cũng có thể tìm hiểu thêm về Giáo trình hoá đại cương nghề khoan khai thác dầu khí cao đẳng, để nắm bắt kiến thức hóa học cơ bản trong ngành khai thác dầu khí. Những tài liệu này sẽ giúp bạn mở rộng hiểu biết và nâng cao kỹ năng trong lĩnh vực tự động hóa và dầu khí.